精品解析:山西太原市部分校2026-2027学年高一上学期11月阶段检测物理试题
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内容正文:
2026-2027学年度第一学期阶段性考试
高一物理
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(每题4分,共48分)
1. 下列物理学思想方法,说法正确的是( )
A. 用光电门测瞬时速度,用遮光条通过光电门的平均速度代替瞬时速度,属于比值定义法
B. 研究匀变速直线运动时,把一段时间内的匀变速运动拆成无数小段匀速运动分析,采用了等效替代法
C. 探究弹力和弹簧伸长量关系时,保持弹簧不变,改变拉力,属于控制变量法
D. 力的合成实验中用一个合力替代两个分力的作用效果,属于理想模型法
2. 2026年9月16日,平陆运河正式通航,打开了我国西南地区最近出海口。一艘货轮从南宁港出发,经平陆运河,沿钦江进入北部湾。全程约204km,总耗时约20小时。关于该货轮的运动,下列说法正确的是( )
A. “20小时”指的是时刻
B. 货轮全程的位移大小约等于204km
C. 研究货轮运动轨迹时,可以将货轮视为质点
D. 货轮全程的平均速度大小约为10.2km/h
3. 2026年9月19日至10月4日,第20届亚运会在日本爱知县和名古屋市举行,中国代表团以169金89银83铜的成绩连续第12届位居金牌榜和奖牌榜第一。下列哪种情况中可将运动员看成质点( )
A. 体操选手完成单杠成套比赛,裁判评判动作完成质量
B. 男子20公里竞走决赛,统计选手完成全程的比赛时间
C. 跳水选手参加男子一米板决赛,裁判观察空中动作难度
D. 艺术体操选手参加绳操项目,裁判评判整套表演动作
4. 小明发现妈妈买了一个拖把壁挂夹,他对其原理产生了浓厚的兴趣,经过研究做出以下推论,下列说法正确的是( )
A. 竖直夹住同一个拖把,夹子对杆的弹力越大摩擦力越大
B. 竖直夹住同一个拖把,夹子对杆的摩擦力方向竖直向下
C. 将拖把竖直向上匀速拉动,夹子对杆的弹力越大摩擦力越大
D. 将拖把竖直向上加速拉动,夹子对杆的摩擦力大小会变大
5. 小聪在学习“伽利略对落体运动规律的探究”时,提出以下几个观点,其中正确的是( )
A. 将大小不同的石头捆在一起下落,大石头会拖快小石头,所以速度变快
B. 将大小不同的石头捆在一起下落,小石头会拖慢大石头,所以速度变慢
C. 由于无法直接测量竖直方向的数据,所以不能得到物体的落体运动规律
D. 斜面实验中倾角不同时始终成立,经合理外推,能得到物体的落体运动规律
6. 截至2025年底,我国高铁运营里程突破5万公里,覆盖全国城区人口50万以上的城市,运营里程超过其他国家高铁运营里程的总和。图1为G7997次列车从郑州东站到南阳东站的运行线路图,该线路运营里程为,图2为该车次某日的售票信息。下列说法正确的是( )
A. G7997次列车从郑州东站到南阳东站的位移大小为
B. 图2中1小时5分指的是时刻
C. 图2中07∶24指的是时刻
D. G7997次列车该过程的平均速度大小约为250 km/h
7. 在某次冰壶比赛中,冰壶被推出后,从离开前掷线到运动至大本营停下刚好用时16 s,冰壶的运动过程视为匀减速直线运动,则该过程中前10 s与最后10 s的位移大小之比为( )
A. B. C. D.
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 为验证载人登月着陆器动力制动算法,工程师在地面真空试验台开展竖直方向直线模拟测试:着陆器先向下加速、匀速,随后启动反向推力制动;若推力过大,着陆器会在速度减为零后反向向上加速。规定竖直向下为速度正方向,测得着陆器的速度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 着陆器在0 ~ 2 s的加速度大小为
B. 着陆器在4 ~ 5 s与5 ~ 6 s的加速度相同
C. 着陆器在4 s末和6 s末的位置相同
D. 着陆器在0 ~ 2 s的加速度大小大于4 ~ 5 s的加速度大小
9. 如图所示,某农户使用货运无人机吊运袋装玉米,无人机抵达卸货场地正上方后,竖直向下运送货物。整个下降过程分为三个连续阶段:第一阶段从静止开始匀加速直线下降,第二阶段匀速直线下降,第三阶段匀减速直线下降直至速度减为零。已知三段位移大小之比,无人机和袋装玉米可视为质点,取竖直向下为正方向,则无人机的速度—时间()图像和加速度—时间()图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 一辆长为L=12.5m的大卡车以v0=20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,t=0时刻,卡车后方有一可视为质点的小汽车由静止开始做同向的匀加速直线运动,加速度a=4m/s2,此时小汽车到大卡车车尾的距离为d=22m,则下列说法正确的是( )
A. t=10s时,小汽车追上大卡车车尾
B. 小汽车用了0.5s从大卡车旁经过
C. 小汽车从起点向前运动了200m后追上了大卡车车尾
D. 小汽车从追上大卡车车尾到超过大卡车,共向前运动了22.5m
第II卷(非选择题)
11. 利用如图甲所示的实验装置,可以探究小车速度随时间变化的规律,把带有滑轮的轨道固定在桌面上,电火花计时器接上50Hz交流电源,然后固定在轨道的右端,将一辆系有纸带的小车放置在轨道上,细绳跨过定滑轮后一端系在小车上,另一端悬挂一个钩码,钩码下落时带动小车加速运动,根据纸带记录下的运动信息分析、研究小车的运动。
(1)下列说法正确的是____________。(多选,填标号)
A. 电火花计时器可以使用6V低压交流电源
B. 若纸带上每隔4个点作为一个计数点,相邻计数点时间间隔为0.1s
C. 实验过程中,先打开电火花计时器电源开关再让小车开始运动
D. 若纸带上打下的点过于密集,可以更换质量更大的钩码
(2)某次实验过程中,打下的一条清晰的纸带如图乙,纸带上的点都是每隔4个点所取的计数点,各段之间的距离如表所示,打下B、E两点时小车的瞬时速度大小为____________m/s,____________m/s,根据纸带数据,小车运动过程中的加速度大小____________。(结果均保留三位有效数字)
段
OA
AB
BC
CD
DE
EF
位移/cm
6.81
8.79
10.80
12.79
14.80
16.81
(3)若用图像法处理数据,用描点画图法作出小车的图像为一条不过原点的直线,该直线纵轴截距的物理意义是____________________________,斜率的物理意义是__________________________________________。
12. 某同学利用如图所示装置来研究弹簧弹力与形变量的关系。设计的实验如下:小物块A与挂钩由轻弹簧及绕过两个定滑轮的细绳相连。挂钩上可以挂上不同质量的物块B。物块A下放置一压力传感器,物块B右边有一个竖直的直尺,可以测出挂钩下移的距离,整个实验中弹簧均处于弹性限度内。实验操作如下:
(1)不悬挂物块B,让系统保持静止,确定挂钩的初位置。
(2)每次挂上不同质量的物块B,用手托住,缓慢释放。测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离,并读出相应的压力传感器的示数,数据记录如下。
传感器示数N(N)
6.00
4.00
3.00
1.00
0
挂钩下移距离x(cm)
12.20
14.60
15.81
18.19
19.40
(3)请在以传感器示数N为纵轴、挂钩下移距离x为横轴的坐标系中,描点画出N-x图像________,并根据图像求得弹簧的劲度系数为________N/m。(结果保留3位有效数字)
(4)若轻绳与滑轮间的摩擦力不能忽略,则(3)中测得的劲度系数与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
13. 2026年8月22日至26日,第二届世界人形机器人运动会在北京国家速滑馆“冰丝带”精彩上演。人形机器人依托自主感知算法实现极速控速、毫秒级手眼协同,图1和图2是在百米自由竞速比赛时用相机连拍功能拍摄的两张照片,两张照片都是甲机器人在前,乙机器人在后。两张照片拍摄的时间间隔,图1中甲前脚离终点线2.4 m,乙前脚离终点线5.7 m,图2中甲前脚越过终点线且离终点线的距离是3.6 m,乙前脚刚好到达终点线。已知在这个过程中乙做匀速直线运动,甲到达终点线前做匀速直线运动,越过终点线后做匀减速直线运动,图2中甲的速度是图1中甲速度的一半。求:
(1)乙机器人做匀速直线运动的速度大小;
(2)甲机器人从图1位置到终点线所用的时间和做匀速直线运动的速度大小。
14. 贵阳BRT快速公交在正东走向的平直专用直车道上,由静止朝正东方向启动。公交车加速阶段可视为以的加速度做匀加速直线运动,为了保证安全,车辆最大行驶速度不得超过;行驶中若遇到紧急情况可以刹车制动,制动过程以的加速度做匀减速直线运动。加速、匀速、减速状态切换瞬时完成,不计切换耗时,全程沿车道单向向东行驶,不考虑折返。求:
(1)公交车从静止开始匀加速到最大速度所用时间t以及该过程的路程s。
(2)若公交车以最大速度行驶时开始刹车,从开始刹车时刻计时,经过时公交车的位移大小。
(3)若公交车从静止启动,运动后速度恰好减为0。求这16 s内公交车运动的最大位移的大小。
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2026-2027学年度第一学期阶段性考试
高一物理
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(每题4分,共48分)
1. 下列物理学思想方法,说法正确的是( )
A. 用光电门测瞬时速度,用遮光条通过光电门的平均速度代替瞬时速度,属于比值定义法
B. 研究匀变速直线运动时,把一段时间内的匀变速运动拆成无数小段匀速运动分析,采用了等效替代法
C. 探究弹力和弹簧伸长量关系时,保持弹簧不变,改变拉力,属于控制变量法
D. 力的合成实验中用一个合力替代两个分力的作用效果,属于理想模型法
【答案】C
【解析】
【详解】A.用光电门测瞬时速度时,利用遮光条宽度极小、通过时间极短的条件,用平均速度近似瞬时速度,属于极限法,故A错误;
B.研究匀变速直线运动时,把一段时间内的匀变速运动整体拆成无数小段匀速运动分别分析再累加,属于微元法,故B错误;
C.探究弹力和弹簧伸长量关系时,控制弹簧劲度系数不变,通过改变拉力改变伸长量,研究两个物理量的对应关系,符合控制变量法的核心思路。故C正确;
D.力的合成实验中,用一个合力替代两个分力的相同作用效果,属于等效替代法,故D错误。
故选C。
2. 2026年9月16日,平陆运河正式通航,打开了我国西南地区最近出海口。一艘货轮从南宁港出发,经平陆运河,沿钦江进入北部湾。全程约204km,总耗时约20小时。关于该货轮的运动,下列说法正确的是( )
A. “20小时”指的是时刻
B. 货轮全程的位移大小约等于204km
C. 研究货轮运动轨迹时,可以将货轮视为质点
D. 货轮全程的平均速度大小约为10.2km/h
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻对应某一瞬间,时间间隔对应一个过程的持续时间。“20小时”表示货轮完成全程运动所用的时间间隔,故A错误;
B.路程是运动轨迹的总长度,位移大小是初、末位置间的直线距离。题中的是全程路程,货轮所走航线不是直线,位移大小小于路程,故B错误;
C.研究货轮全程的运动轨迹时,货轮的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略,因此可以将货轮视为质点,故C正确;
D.平均速度的大小等于位移大小与时间间隔的比值,平均速率等于路程与时间间隔的比值。设全程路程为,时间间隔为,由平均速率的定义,其大小为,代入数据得
该数值是平均速率;由于全程位移大小小于路程,平均速度的大小小于该数值,故D错误。
故选C。
3. 2026年9月19日至10月4日,第20届亚运会在日本爱知县和名古屋市举行,中国代表团以169金89银83铜的成绩连续第12届位居金牌榜和奖牌榜第一。下列哪种情况中可将运动员看成质点( )
A. 体操选手完成单杠成套比赛,裁判评判动作完成质量
B. 男子20公里竞走决赛,统计选手完成全程的比赛时间
C. 跳水选手参加男子一米板决赛,裁判观察空中动作难度
D. 艺术体操选手参加绳操项目,裁判评判整套表演动作
【答案】B
【解析】
【详解】质点的判定方法:研究某一问题时,若物体的形状、大小及各部分的运动差异对研究结果的影响可忽略,即可将物体视为质点。
A.裁判评判体操选手单杠动作完成质量时,需要关注选手身体各部位的动作细节,运动员的形状、姿态不可忽略,不能看成质点,故A错误;
B.统计竞走选手全程比赛时间时,运动员的体型、动作相对于20公里的路程可忽略,只需考虑其整体的运动时间,可看成质点,故B正确;
C.裁判观察跳水选手空中动作难度时,需要关注选手身体各部位的动作姿态,运动员的形状不可忽略,不能看成质点,故C错误;
D.裁判评判艺术体操绳操表演动作时,需要关注选手肢体动作、器械配合等细节,运动员的形状、姿态不可忽略,不能看成质点,故D错误。
故选B。
4. 小明发现妈妈买了一个拖把壁挂夹,他对其原理产生了浓厚的兴趣,经过研究做出以下推论,下列说法正确的是( )
A. 竖直夹住同一个拖把,夹子对杆的弹力越大摩擦力越大
B. 竖直夹住同一个拖把,夹子对杆的摩擦力方向竖直向下
C. 将拖把竖直向上匀速拉动,夹子对杆的弹力越大摩擦力越大
D. 将拖把竖直向上加速拉动,夹子对杆的摩擦力大小会变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.竖直夹住拖把时,拖把保持静止,由平衡条件知夹子对杆的静摩擦力大小等于拖把重力,重力竖直向下,静摩擦力必须竖直向上才能与之平衡,即夹子对杆的摩擦力方向竖直向上,与弹力大小无关,弹力只决定最大静摩擦力的大小,故AB错误;
C.将拖把竖直向上匀速拉动时,拖把相对夹子向上滑动,夹子对杆的摩擦力为滑动摩擦力,由
可知,弹力越大滑动摩擦力越大,故C正确;
D.将拖把竖直向上加速拉动时,拖把相对夹子仍向上滑动,摩擦力仍为滑动摩擦力,其大小由
决定,与拉动的加速度大小无关,弹力不变时摩擦力大小不变,故D错误。
故选C。
5. 小聪在学习“伽利略对落体运动规律的探究”时,提出以下几个观点,其中正确的是( )
A. 将大小不同的石头捆在一起下落,大石头会拖快小石头,所以速度变快
B. 将大小不同的石头捆在一起下落,小石头会拖慢大石头,所以速度变慢
C. 由于无法直接测量竖直方向的数据,所以不能得到物体的落体运动规律
D. 斜面实验中倾角不同时始终成立,经合理外推,能得到物体的落体运动规律
【答案】D
【解析】
【详解】AB.这两个观点都是亚里士多德“重的物体下落更快”的错误逻辑推导,实际上忽略空气阻力时轻重物体下落速度一致,故A、B错误;
C.伽利略通过斜面实验“冲淡”重力,延长了运动时间以实现可测量,并非无法得到落体运动规律,故C错误;
D.斜面实验中,不同倾角下小球的运动均满足
说明小球沿斜面的运动为匀变速直线运动,将规律合理外推到倾角为的自由下落场景,即可得到落体运动的规律,故D正确。
故选D。
6. 截至2025年底,我国高铁运营里程突破5万公里,覆盖全国城区人口50万以上的城市,运营里程超过其他国家高铁运营里程的总和。图1为G7997次列车从郑州东站到南阳东站的运行线路图,该线路运营里程为,图2为该车次某日的售票信息。下列说法正确的是( )
A. G7997次列车从郑州东站到南阳东站的位移大小为
B. 图2中1小时5分指的是时刻
C. 图2中07∶24指的是时刻
D. G7997次列车该过程的平均速度大小约为250 km/h
【答案】C
【解析】
【详解】A.268km是高铁线路的运营里程,是列车实际行驶轨迹的路程,并非郑州东站到南阳东站的位移(位移是两点间的直线距离,必然小于等于曲线轨迹长度),A错误;
B.1小时5分是列车从郑州东到南阳东的行驶过程对应的时长,属于时间间隔,B错误;
C.07∶24是列车抵达南阳东站的瞬间时间点,属于时刻,C正确;
D.平均速度的定义是位移与时间的比值,本题仅已知路程268km,位移小于268km,即使代入时间1小时5分(约1.08h)计算,路程对应的平均速率约为250km/h,不是平均速度的大小,D错误。
故选C。
7. 在某次冰壶比赛中,冰壶被推出后,从离开前掷线到运动至大本营停下刚好用时16 s,冰壶的运动过程视为匀减速直线运动,则该过程中前10 s与最后10 s的位移大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设冰壶减速度大小为。将运动过程倒放,等效为冰壶从静止开始以加速度大小做匀加速直线运动;令倒放后经过时间的位移为。冰壶全程沿同一方向运动,故各段位移大小等于路程。原过程最后对应倒放前,原过程前对应倒放全程减去前。由匀变速直线运动位移公式,倒放初速度为,代入时间得倒放前的位移
倒放全程的位移为
倒放前的位移为
因此原运动前的位移大小为
所以前、后的位移大小之比为
故选A。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 为验证载人登月着陆器动力制动算法,工程师在地面真空试验台开展竖直方向直线模拟测试:着陆器先向下加速、匀速,随后启动反向推力制动;若推力过大,着陆器会在速度减为零后反向向上加速。规定竖直向下为速度正方向,测得着陆器的速度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 着陆器在0 ~ 2 s的加速度大小为
B. 着陆器在4 ~ 5 s与5 ~ 6 s的加速度相同
C. 着陆器在4 s末和6 s末的位置相同
D. 着陆器在0 ~ 2 s的加速度大小大于4 ~ 5 s的加速度大小
【答案】BC
【解析】
【详解】AD.由图像中图线的斜率表示加速度,内加速度
内加速度大小
所以,故AD错误;
B.由图可知内图线为同一条倾斜直线,斜率不变,即与的加速度均为
大小与方向均相同,故B正确;
C.图线与时间轴所围面积表示位移,内位移
内位移
则内总位移
即末与末着陆器位置相同,故C正确。
故选BC。
9. 如图所示,某农户使用货运无人机吊运袋装玉米,无人机抵达卸货场地正上方后,竖直向下运送货物。整个下降过程分为三个连续阶段:第一阶段从静止开始匀加速直线下降,第二阶段匀速直线下降,第三阶段匀减速直线下降直至速度减为零。已知三段位移大小之比,无人机和袋装玉米可视为质点,取竖直向下为正方向,则无人机的速度—时间()图像和加速度—时间()图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.匀加速阶段的时间为
匀速阶段的时间为
匀减速阶段的时间为
因为,所以,A正确,B错误;
CD.由可知,加速阶段和减速阶段的加速度大小相等,方向相反,C正确,D错误。
故选AC。
10. 一辆长为L=12.5m的大卡车以v0=20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,t=0时刻,卡车后方有一可视为质点的小汽车由静止开始做同向的匀加速直线运动,加速度a=4m/s2,此时小汽车到大卡车车尾的距离为d=22m,则下列说法正确的是( )
A. t=10s时,小汽车追上大卡车车尾
B. 小汽车用了0.5s从大卡车旁经过
C. 小汽车从起点向前运动了200m后追上了大卡车车尾
D. 小汽车从追上大卡车车尾到超过大卡车,共向前运动了22.5m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设小汽车追上大卡车车尾的时间为t,则
解得,故A错误;
B.设小汽车追上大卡车车头的时间为t′,则
解得
则小汽车从大卡车旁经过的时间为,故B正确;
C.小汽车追上大卡车车尾时的位移为,故C错误;
D.小汽车追上大卡车车头时的位移为
所以小汽车从追上大卡车车尾到超过大卡车,共向前运动了,故D正确。
故选BD。
第II卷(非选择题)
11. 利用如图甲所示的实验装置,可以探究小车速度随时间变化的规律,把带有滑轮的轨道固定在桌面上,电火花计时器接上50Hz交流电源,然后固定在轨道的右端,将一辆系有纸带的小车放置在轨道上,细绳跨过定滑轮后一端系在小车上,另一端悬挂一个钩码,钩码下落时带动小车加速运动,根据纸带记录下的运动信息分析、研究小车的运动。
(1)下列说法正确的是____________。(多选,填标号)
A. 电火花计时器可以使用6V低压交流电源
B. 若纸带上每隔4个点作为一个计数点,相邻计数点时间间隔为0.1s
C. 实验过程中,先打开电火花计时器电源开关再让小车开始运动
D. 若纸带上打下的点过于密集,可以更换质量更大的钩码
(2)某次实验过程中,打下的一条清晰的纸带如图乙,纸带上的点都是每隔4个点所取的计数点,各段之间的距离如表所示,打下B、E两点时小车的瞬时速度大小为____________m/s,____________m/s,根据纸带数据,小车运动过程中的加速度大小____________。(结果均保留三位有效数字)
段
OA
AB
BC
CD
DE
EF
位移/cm
6.81
8.79
10.80
12.79
14.80
16.81
(3)若用图像法处理数据,用描点画图法作出小车的图像为一条不过原点的直线,该直线纵轴截距的物理意义是____________________________,斜率的物理意义是__________________________________________。
【答案】(1)BCD (2) ①. ②. ③.
(3) ①. 计时起点对应的小车瞬时速度 ②. 小车运动的加速度
【解析】
【小问1详解】
A.电火花计时器需使用交流电源,故A错误;
B.若纸带上每隔4个点作为一个计数点,相邻计数点时间间隔为,故B正确;
C.实验过程中,先打开电火花计时器电源开关再让小车开始运动,可以保证纸带起始段有足够多的清晰点,故C正确;
D.若纸带上打下的点过于密集,说明小车的加速度太小,可以更换质量更大的钩码来增大加速度,让点间距变大,故D正确。
故选BCD。
【小问2详解】
[1]打下点时小车的瞬时速度大小为
[2]打下点时小车的瞬时速度大小为
[3]由逐差法可得,小车运动过程中的加速度大小为
【小问3详解】
[1]该直线纵轴截距的物理意义是计时起点对应的小车瞬时速度。
[2]斜率的物理意义是小车运动的加速度。
12. 某同学利用如图所示装置来研究弹簧弹力与形变量的关系。设计的实验如下:小物块A与挂钩由轻弹簧及绕过两个定滑轮的细绳相连。挂钩上可以挂上不同质量的物块B。物块A下放置一压力传感器,物块B右边有一个竖直的直尺,可以测出挂钩下移的距离,整个实验中弹簧均处于弹性限度内。实验操作如下:
(1)不悬挂物块B,让系统保持静止,确定挂钩的初位置。
(2)每次挂上不同质量的物块B,用手托住,缓慢释放。测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离,并读出相应的压力传感器的示数,数据记录如下。
传感器示数N(N)
6.00
4.00
3.00
1.00
0
挂钩下移距离x(cm)
12.20
14.60
15.81
18.19
19.40
(3)请在以传感器示数N为纵轴、挂钩下移距离x为横轴的坐标系中,描点画出N-x图像________,并根据图像求得弹簧的劲度系数为________N/m。(结果保留3位有效数字)
(4)若轻绳与滑轮间的摩擦力不能忽略,则(3)中测得的劲度系数与真实值相比________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【答案】 ①. ②. 83.3 ③. 无影响
【解析】
【12题详解】
[1]以传感器示数N为纵轴、挂钩下移距离x为横轴的坐标系中,描点如图,将这些点拟合时让尽量多的点落在线上,不在线上的点均匀分布在线的两侧,如图
[2]根据小物块A受力平衡
变形得
则N-x图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图像可得
因从图中获得数据,有一定误差,故均正确。
【13题详解】
根据小物块A受力平衡,变形得
若轻绳与滑轮间的摩擦力不能忽略,结合胡克定律,弹簧弹力的变化量与形变量变化量满足
代入上式可得
即图像的斜率绝对值等于劲度系数,因此测得的劲度系数与真实值相比无影响。
13. 2026年8月22日至26日,第二届世界人形机器人运动会在北京国家速滑馆“冰丝带”精彩上演。人形机器人依托自主感知算法实现极速控速、毫秒级手眼协同,图1和图2是在百米自由竞速比赛时用相机连拍功能拍摄的两张照片,两张照片都是甲机器人在前,乙机器人在后。两张照片拍摄的时间间隔,图1中甲前脚离终点线2.4 m,乙前脚离终点线5.7 m,图2中甲前脚越过终点线且离终点线的距离是3.6 m,乙前脚刚好到达终点线。已知在这个过程中乙做匀速直线运动,甲到达终点线前做匀速直线运动,越过终点线后做匀减速直线运动,图2中甲的速度是图1中甲速度的一半。求:
(1)乙机器人做匀速直线运动的速度大小;
(2)甲机器人从图1位置到终点线所用的时间和做匀速直线运动的速度大小。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
乙机器人在内的位移为
则乙机器人的速度为
【小问2详解】
设甲机器人做匀速直线运动的时间为,则速度为
甲机器人做匀减速直线运动的时间为
甲机器人做匀减速直线运动的平均速度为
则,解得
则甲机器人做匀速直线运动的速度大小为。
14. 贵阳BRT快速公交在正东走向的平直专用直车道上,由静止朝正东方向启动。公交车加速阶段可视为以的加速度做匀加速直线运动,为了保证安全,车辆最大行驶速度不得超过;行驶中若遇到紧急情况可以刹车制动,制动过程以的加速度做匀减速直线运动。加速、匀速、减速状态切换瞬时完成,不计切换耗时,全程沿车道单向向东行驶,不考虑折返。求:
(1)公交车从静止开始匀加速到最大速度所用时间t以及该过程的路程s。
(2)若公交车以最大速度行驶时开始刹车,从开始刹车时刻计时,经过时公交车的位移大小。
(3)若公交车从静止启动,运动后速度恰好减为0。求这16 s内公交车运动的最大位移的大小。
【答案】(1)
,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
公交车做初速度为0的匀加速直线运动,由速度公式
代入数据得
由匀变速直线运动位移公式
代入数据得
【小问2详解】
刹车过程为匀减速直线运动,则公交车刹车到速度为0的时间
因
故8s时公交车已静止,此阶段的位移大小等于刹车全程位移大小。由运动学公式
代入数据得
【小问3详解】
要使总位移最大,需尽可能延长最大速度行驶时间,最优运动过程为:先匀加速到最大速度,再匀速行驶,最后匀减速到0。已知加速时间,减速时间,故匀速时间
则匀速阶段运动的位移大小为
总位移
代入、
得这16s内公交车运动的最大位移的大小为
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