精品解析：四川成都市大弯中学2026-2027学年高一上学期期中测试物理试卷

四川省大弯中学2026-2027学年度高2026级高一上期中测试 物理 注意事项： 1．本试卷在开始考试前属于绝密事项，如果提前启封，本试卷自动作废。 2．选择题部分请按照答题卡上的“注意事项”要求，用2B铅笔填涂；其他部分试题请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写。请注意书写一定要工整，如果书写凌乱，可能会影响老师阅卷。 3．考试结束后，将试卷、答题卡、草稿纸一并交回。 4．祝同学们考试顺利！ 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 一遥控玩具小车在平直路面上运动的位移---时间图象如图所示，则（　　） A. 22s末汽车的速度为﹣1m/s B. 10s内汽车的位移为150m C. 前10s内汽车的加速度为3m/s2 D. 前25s内汽车做单向直线运动 2. 人站在桥面上竖直向上抛出一石子，最终落在水底，石子在5t0时间内速度—时间图像如图所示，a点为石子出手位置，b点为石子最高点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 石子在3t0时刻到达b点 B. a点到水面距离为 C. 石子进入水中后，随着入水深度的增加，加速度增大 D. 在t0~3t0和3t0~5t0两段时间内，石子的平均速度相等 3. 几个水球可以挡住子弹？《国家地理频道》用实验证实：四个水球就足够！已知四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿接触点连线的运动可视为沿水平方向的匀减速直线运动，子弹恰好能穿出第四个水球，则（　　） A. 子弹在每个水球中速度变化量相同 B. 子弹依次进入四个水球的初速度之比为4：3：2：1 C. 子弹穿过每个水球的平均速度相同 D. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等 4. 位于秦巴1号风景道的一段平直公路，在路两旁种植着间距为d的等间距的树木，一辆汽车在该公路上沿直线行驶，遇到危险时刹车做匀减速运动，用频闪照相机每隔时间T给汽车拍一张照片，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 汽车刹车的加速度大小为 B. 汽车经过C树时的速度大小为 C. 汽车最终停在F树位置 D. 汽车最终停在F树右侧 5. 如图所示，某同学用智能手机拍摄物块从台阶旁的斜坡上自由滑下的过程，物块运动过程中的五个位置A、B、C、D、E及对应的时刻如图所示。已知斜坡是由长为的地砖拼接而成，且A、C、E三个位置物块的下边缘刚好与砖缝平齐。下列说法正确的是（　　） A. 物块由位置A运动至位置E的时间为 B. 位置A与位置D间的距离为 C. 物块在位置D时的速度大小为 D. 物块下滑的加速度大小为 6. 质量为m的重物挂在轻质弹性绳上。如果对重物施加一个向下的力，且其大小从0开始缓慢增大，当力的大小达到时绳恰被拉断；如果从一开始向下施加某一恒力，绳将被拉断的最小值为，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 绳被拉断时，弹性绳中的张力为 B. 绳被拉断时，弹性绳中的张力为 C. 与的大小关系为 D. 作用下，弹性绳与重物组成系统的机械能先增大后减小 7. 如图所示，质量的物块A被沿着斜面的轻质细绳系住放在倾角的斜面上。物块A与斜面之间的动摩擦因数，细绳绕过定滑轮O，右端固定在天花板上，将质量为m2的重物B通过动滑轮挂在细绳上。当物块A与重物B都保持静止时，细绳与竖直方向的夹角。已知重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮重力及摩擦。则下列说法正确的是（　　） A. 当时，物块A与斜面之间的摩擦力为5 N，沿着斜面向上 B. 当时，物块A与斜面之间的摩擦力为零 C. 当时，斜面与地面之间的摩擦力为零 D. 当时，物块A与斜面之间的摩擦力为10 N，沿着斜面向下 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如图甲为运动员进行皮划艇练习，如图乙为皮划艇的速度随时间变化的图像，运动员一次划桨的时间为，其中拉桨（桨划水）用时，回桨（桨离开水）用时。规定艇的前进方向为正方向，每次拉桨和回桨时皮划艇的加速度分别相同，则（ ） A. 每一次划桨，皮划艇速度的变化量相同 B. 回桨过程中，皮划艇的加速度为 C. 内，皮划艇通过的位移为 D. 当皮划艇到达离出发点处，运动员恰好完成第3次拉桨 9. 某一无人机爱好者正在操纵无人机表演，从高处悬停的O点关闭发动机，无人机立即由静止下落，运动到P位置时再次启动发动机，无人机下落至Q点位置恰好没有触碰地面。若取向下为正方向，以O点为位移的起始点无人机向下运动过程中的加速度随位移的关系图像如图所示，无人机发动机工作后其加速度随位移均匀变化，发动机工作时位移为x1，无人机加速度为零时位移为x2，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则无人机在下落过程中的说法正确的是（　　） A. 下落位移x1的时间为 B. 下落位移x2时速度最大 C. 下落过程中的最大速度为 D. 无人机下落到Q点时的位移为 10. 某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力不变．轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作．一小车若以速度v0撞击弹簧，已知装置可安全工作，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ff0，且不计小车与地面的摩擦，弹簧始终处于弹性限度内．从小车与弹簧刚接触时开始计时到小车离开弹簧这段时间内，轻杆所受的摩擦力Ff随时间t变化的Ff－t图象可能是(　　) A. B. C. D. 三、实验题（11题6分，12题10分） 11. 某同学用图甲所示的装置测量一玩具电动机在额定电压工作时匀速带动重锤上升状态下的输出功率。实验中正确操作，得到的一条打点清晰的纸带后半段的一段，如图乙所示。已知交流电源的频率为50Hz，当地重力加速度g＝9.8m/s²，重锤的质量m＝400g。 请完成下列任务： （1）由纸带上打下的点可得，重锤做匀速运动的速度v＝________m/s；（保留2位小数） （2）由已知量和测得量求得玩具电动机的输出功率P＝________W；（保留2位小数） （3）查阅玩具电动机说明书，该电动机的额定功率大于计算值的可能原因是______。 A. 重锤的质量测量偏大 B. 交流电的频率实际小于50Hz C. 重锤上升过程受到一定的空气阻力 D. 纸带与限位孔间有摩擦阻力 12. 同学利用如图（a）所示的装置测量与长金属板之间的动摩擦因数和当地力加速度、金属板固定于水平实验台上，一轻跨过轻滑轮，左端与放在金属板上的滑块（滑块上固定有宽度为d=2.000cm的遮光条）相连，另一端可悬挂钩本实验中可用的钩码共有N=6个，每个质量均为m0=0.010kg。实验步骤如下： a：在金属板上适当的位置固定光电门A和B，两光电门通过数据采集器与计算机相连。 b：用电子秤称出滑块和光条的总质量为M=0.150kg。 c：将n（依次取n=1，2，3，4，5，6）个钩码挂在轻滑轮右端，其余N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块，并使轻绳与金属板平行。接通光电门，释放滑块。计算机自动记录： i、遮光条通过光电门A的时间△t1； ii、遮光条通过光电门B的时间△t2； ⅲ、遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间△t12； d：经数据处理后，可得到与n对应的加速度a并记录。 回答下列问题： （1）在n=3时，△t1=0.0289s，△t2=0.0160s，△t12=0.4040s。 ①忽略遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的表达式为a1=___________，其测量值为___________m/s2（计算结果保留3位有效数字。通过计算机处理得到，） ②考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的测量值a2___________a1（填“大于”“等于”或“小于”） （2）利用记录的数据拟合得到a-n图像，如图（b）所示，该直线在横轴上的截距为p，用已知的物理量数值和测得的物理量p，表示μ与p之间的数学函数关系：μ=___________。 四、解答题（共38分） 13. 为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。在某次测量中，如图甲所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出三次短促的（超声波）信号，每次间隔时间相同。根据信号的时间差，测出车速。如图乙所示是测速仪前两次发出与接收超声波的情况，s表示超声波与测速仪之间的距离，超声波在空气中速度为340m/s。求： （1）汽车遇到第一次信号时，距测速仪的距离； （2）汽车的速度； （3）根据图像分析：当汽车遇到第三次超声波信号时，汽车距测速仪的距离。 14. 如图所示，一厚度不计的活塞静止在竖直管子的上端口，一小球距离活塞正上方处自由释放，与活塞碰撞后反弹，小球的反弹速度大小和活塞获得的速度大小均为小球碰撞前速度大小的一半，此后活塞向下做匀减速直线运动至停止时，小球恰好返回第二次与活塞碰撞。管子固定不动，长度为，活塞每次匀减速运动的加速度大小不变，不计碰撞的时间，重力加速度，求： （1）第一次碰撞后活塞获得的速度大小及其做匀减速运动的加速度大小； （2）第一次碰撞后到第二次碰撞前，小球与活塞之间的最远距离； （3）活塞从开始下滑到完全滑出的总时间。 15. 某同学设计了如图1所示装置：一质量为0.5kg的水平长木板A置于水平桌面上，一质量为1.0kg的滑块B（可视为质点）置于木板A上某位置，轻绳一端跨过定滑轮与滑块B连接，另一端悬挂一重物，定滑轮和滑块B间轻绳水平，重物落地后立即与轻绳脱离连接。滑块B在虚线区域内（不含边界）会受到水平向右的恒力作用，虚线区域宽度为0.6m。时刻，滑块B位于虚线区域右侧，所有物体均静止。该同学在某次操作中，记录下滑块B和木板A运动的部分图像如图2所示，时刻，滑块B刚好进入虚线区域。整个运动过程中，滑块B始终不脱离木板A，木板A距定滑轮足够远，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度取。求： （1）木板A与滑块B间、木板A与桌面间的动摩擦因数； （2）本次操作中，所挂重物的质量； （3）讨论本次操作中，滑块B停止运动时到虚线区域右边界的距离与恒力大小之间的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川省大弯中学2026-2027学年度高2026级高一上期中测试 物理 注意事项： 1．本试卷在开始考试前属于绝密事项，如果提前启封，本试卷自动作废。 2．选择题部分请按照答题卡上的“注意事项”要求，用2B铅笔填涂；其他部分试题请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写。请注意书写一定要工整，如果书写凌乱，可能会影响老师阅卷。 3．考试结束后，将试卷、答题卡、草稿纸一并交回。 4．祝同学们考试顺利！ 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 一遥控玩具小车在平直路面上运动的位移---时间图象如图所示，则（　　） A. 22s末汽车的速度为﹣1m/s B. 10s内汽车的位移为150m C. 前10s内汽车的加速度为3m/s2 D. 前25s内汽车做单向直线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．位移时间图像的斜率表示速度，故22s末玩具汽车的速度为 故A正确； B．10s末汽车的纵坐标为30m，故10s内汽车的位移为30m，故B错误； C．前10s内图像的斜率恒定，做匀速直线运动，加速度为零，故C错误； D．0-10s内汽车向正方向做匀速直线运动，10-15s内汽车的速度为零，处于静止状态，15-25s内汽车向负方向做匀速直线运动，故D错误。 故选A。 2. 人站在桥面上竖直向上抛出一石子，最终落在水底，石子在5t0时间内速度—时间图像如图所示，a点为石子出手位置，b点为石子最高点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 石子在3t0时刻到达b点 B. a点到水面距离为 C. 石子进入水中后，随着入水深度的增加，加速度增大 D. 在t0~3t0和3t0~5t0两段时间内，石子的平均速度相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．石子做竖直上抛运动，到达最高点b时速度为零，对应时刻为，故A错误； B．a、b两点距离 a点到水面距离 故B正确； C．在v-t图像中斜率为加速度大小，在内加速度越来越小，即随着深度增大而减小，故C错误； D．石子在时间内的位移大小比小，故平均速度不相等，故D错误。 故选B。 3. 几个水球可以挡住子弹？《国家地理频道》用实验证实：四个水球就足够！已知四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿接触点连线的运动可视为沿水平方向的匀减速直线运动，子弹恰好能穿出第四个水球，则（　　） A. 子弹在每个水球中速度变化量相同 B. 子弹依次进入四个水球的初速度之比为4：3：2：1 C. 子弹穿过每个水球的平均速度相同 D. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．子弹在四个水球中做匀减速直线运动，所以通过相同水球的时间不相同，根据 可知子弹在每个水球中速度变化量不相同，故A错误； B．设每个水球的宽度为x，加速度大小为a，子弹恰好能穿出第四个水球，则穿出第四个水球的速度为0，则看成初速度为0的反向匀加速运动，根据 可得 则反向匀加速中穿出水球的速度之比为 即为子弹正向依次进入四个水球的初速度之比为，故B错误； C．子弹穿过的距离相等，但时间不同，因此子弹穿过每个水球的平均速度不相同，C错误； D．根据反向匀加速可知，子弹穿出第三个水球的瞬时速度即为反向加速穿过第一个水球的速度大小 射入水球的初速度有 全程的平均速度 联立可得 所以子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等，故D正确。 故选D。 4. 位于秦巴1号风景道的一段平直公路，在路两旁种植着间距为d的等间距的树木，一辆汽车在该公路上沿直线行驶，遇到危险时刹车做匀减速运动，用频闪照相机每隔时间T给汽车拍一张照片，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 汽车刹车的加速度大小为 B. 汽车经过C树时的速度大小为 C. 汽车最终停在F树位置 D. 汽车最终停在F树右侧 【答案】D 【解析】 【详解】A．相邻两棵树间距为，根据逐差法，有 可得，故A错误； B．由A项可知 汽车经过C树时是经过B、E两棵树的中间时刻，根据推论，有，故B错误； CD．汽车经过B树时的速度 则从树到停止运动的距离 可知汽车最终停在F树右侧，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，某同学用智能手机拍摄物块从台阶旁的斜坡上自由滑下的过程，物块运动过程中的五个位置A、B、C、D、E及对应的时刻如图所示。已知斜坡是由长为的地砖拼接而成，且A、C、E三个位置物块的下边缘刚好与砖缝平齐。下列说法正确的是（　　） A. 物块由位置A运动至位置E的时间为 B. 位置A与位置D间的距离为 C. 物块在位置D时的速度大小为 D. 物块下滑的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图（b）中各个位置对应时刻可知，相邻位置的时间间隔为0.4s，则AE的时间间隔为1.6s，故A错误； D．AC段与CE段的时间间隔为，则 解得物块下滑的加速度大小为。故D正确； C．根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知，物块在位置D时的速度大小为。故C错误； B．位置A到位置D的加速过程，逆向看有，故B错误。 故选D。 6. 质量为m的重物挂在轻质弹性绳上。如果对重物施加一个向下的力，且其大小从0开始缓慢增大，当力的大小达到时绳恰被拉断；如果从一开始向下施加某一恒力，绳将被拉断的最小值为，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 绳被拉断时，弹性绳中的张力为 B. 绳被拉断时，弹性绳中的张力为 C. 与的大小关系为 D. 作用下，弹性绳与重物组成系统的机械能先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，设弹性绳被拉断时张力为，由平衡条件可知，当力的大小达到时，有 故A错误； B．根据题意可知，如果从一开始向下施加某一恒力，物体将做简谐运动，所施加的恒力为最大回复力，当物体运动到最低点时，绳子恰好被拉断，此时弹性绳张力为，则有 解得 故B错误； C．由AB分析可得 则与的大小关系为 故C正确； D．根据题意可知，一直做正功，则弹性绳与重物组成系统的机械能一直增大，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，质量的物块A被沿着斜面的轻质细绳系住放在倾角的斜面上。物块A与斜面之间的动摩擦因数，细绳绕过定滑轮O，右端固定在天花板上，将质量为m2的重物B通过动滑轮挂在细绳上。当物块A与重物B都保持静止时，细绳与竖直方向的夹角。已知重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮重力及摩擦。则下列说法正确的是（　　） A. 当时，物块A与斜面之间的摩擦力为5 N，沿着斜面向上 B. 当时，物块A与斜面之间的摩擦力为零 C. 当时，斜面与地面之间的摩擦力为零 D. 当时，物块A与斜面之间的摩擦力为10 N，沿着斜面向下 【答案】B 【解析】 【详解】A．以物块A为研究对象，最大静摩擦力 以重物B为研究对象，受力分析可知 解得 当时，物块A受到沿着斜面向上的拉力7.5 N 故有 解得 静摩擦力沿着斜面向上，物块A在斜面上保持静止，A错误； B．当时，有 解得 以物块A为研究对象 即 B正确； C．将物块A与斜面看成一个整体，整体受到斜向右上的拉力，斜面与地面之间的摩擦力 C错误； D．当时，同理有 即物块A受到沿着斜面向下的摩擦力，由 解得 静摩擦力沿着斜面向下，D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如图甲为运动员进行皮划艇练习，如图乙为皮划艇的速度随时间变化的图像，运动员一次划桨的时间为，其中拉桨（桨划水）用时，回桨（桨离开水）用时。规定艇的前进方向为正方向，每次拉桨和回桨时皮划艇的加速度分别相同，则（ ） A. 每一次划桨，皮划艇速度的变化量相同 B. 回桨过程中，皮划艇的加速度为 C. 内，皮划艇通过的位移为 D. 当皮划艇到达离出发点处，运动员恰好完成第3次拉桨 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．速度—时间图像的斜率表示加速度。由图乙可知，每次拉桨速度均增加，每次回桨速度均减小。以前进方向为正，回桨时的加速度为，故A正确，B错误； CD．速度—时间图像与时间轴围成的面积表示位移。由首周期两段图线下的梯形面积得 第二次拉桨末速度为，第二次回桨末速度为，第三次拉桨末速度为。同理，第二周期位移为 第三次拉桨的位移为 故第三次拉桨结束时，皮划艇离出发点的位移为，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 某一无人机爱好者正在操纵无人机表演，从高处悬停的O点关闭发动机，无人机立即由静止下落，运动到P位置时再次启动发动机，无人机下落至Q点位置恰好没有触碰地面。若取向下为正方向，以O点为位移的起始点无人机向下运动过程中的加速度随位移的关系图像如图所示，无人机发动机工作后其加速度随位移均匀变化，发动机工作时位移为x1，无人机加速度为零时位移为x2，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则无人机在下落过程中的说法正确的是（　　） A. 下落位移x1的时间为 B. 下落位移x2时速度最大 C. 下落过程中的最大速度为 D. 无人机下落到Q点时的位移为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由图可知，下落位移的过程中，无人机做自由落体运动，所以 解得 故A正确； B．下落位移之前，加速度方向与速度方向相同，即做加速运动；之后加速度与速度方向相反，做减速运动，故下落位移时速度最大，故B正确； C．根据可知，图线的面积的2倍表示静止开始的加速运动的物体的末速度的平方，则最大速度为 故C错误； D．设无人机下落到Q点时的位移为，无人机发动机工作后其加速度随位移均匀变化时的斜率大小为，由图可知 由题意可知，无人机下落到Q点时速度为零，即加速阶段和减速阶段的速度变化量大小相等，由C选项分析可知，加速阶段图线的面积与减速阶段的相等，即 解得 故D错误。 故选AB。 10. 某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力不变．轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作．一小车若以速度v0撞击弹簧，已知装置可安全工作，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ff0，且不计小车与地面的摩擦，弹簧始终处于弹性限度内．从小车与弹簧刚接触时开始计时到小车离开弹簧这段时间内，轻杆所受的摩擦力Ff随时间t变化的Ff－t图象可能是(　　) A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．如果小车撞击弹簧的速度较小，弹簧在压缩过程中轻杆一直保持静止，随着压缩量的增大，弹力增大，弹力和静摩擦力平衡，静摩擦力增大；之后弹簧将小车弹开，压缩量减小，弹力减小，轻杆所受的静摩擦力减小，故A正确，B错误； CD．当小车的撞击速度较大时，轻杆会与槽发生相对滑动．小车与弹簧刚接触时开始计时，根据胡克定律F=kx弹簧的弹力随压缩量的增大而增大，刚开始弹力小于最大静摩擦力，轻杆不动，处于平衡状态，根据受力平衡f=F=kx，静摩擦力随推力的增大而增大，当推力等于最大静摩擦力时，轻杆开始移动；轻杆移动过程中，摩擦力等于滑动摩擦力f0，大小不变；小车和轻杆做减速运动，最终速度减为0，轻杆最终处于平衡，弹簧逐渐恢复原长，最后小车离开弹簧，此过程中摩擦力等于弹力，逐渐减小，故C正确，D错误； 故选AC． 三、实验题（11题6分，12题10分） 11. 某同学用图甲所示的装置测量一玩具电动机在额定电压工作时匀速带动重锤上升状态下的输出功率。实验中正确操作，得到的一条打点清晰的纸带后半段的一段，如图乙所示。已知交流电源的频率为50Hz，当地重力加速度g＝9.8m/s²，重锤的质量m＝400g。 请完成下列任务： （1）由纸带上打下的点可得，重锤做匀速运动的速度v＝________m/s；（保留2位小数） （2）由已知量和测得量求得玩具电动机的输出功率P＝________W；（保留2位小数） （3）查阅玩具电动机说明书，该电动机的额定功率大于计算值的可能原因是______。 A. 重锤的质量测量偏大 B. 交流电的频率实际小于50Hz C. 重锤上升过程受到一定的空气阻力 D. 纸带与限位孔间有摩擦阻力 【答案】（1）0.45 （2）1.76 （3）CD 【解析】 【小问1详解】 由纸带上打下的点，可知相邻点的距离相等，根据纸带可知，重锤的速度为 【小问2详解】 由于重锤做匀速直线运动，根据受力平衡可得 则玩具电动机的输出功率为 【小问3详解】 A．重锤的质量测量偏大，则电动机的额定功率小于计算值，故A错误； B．交流电的频率实际小于50Hz，周期大于，速度计算量偏大，则电动机的额定功率小于计算值，故B错误； CD．若重锤上升过程受到一定的空气阻力，纸带与限位孔间有摩擦阻力，则，计算值偏小，该电动机的额定功率大于计算值，故CD正确。 故选CD。 12. 同学利用如图（a）所示的装置测量与长金属板之间的动摩擦因数和当地力加速度、金属板固定于水平实验台上，一轻跨过轻滑轮，左端与放在金属板上的滑块（滑块上固定有宽度为d=2.000cm的遮光条）相连，另一端可悬挂钩本实验中可用的钩码共有N=6个，每个质量均为m0=0.010kg。实验步骤如下： a：在金属板上适当的位置固定光电门A和B，两光电门通过数据采集器与计算机相连。 b：用电子秤称出滑块和光条的总质量为M=0.150kg。 c：将n（依次取n=1，2，3，4，5，6）个钩码挂在轻滑轮右端，其余N-n个钩码固定在滑块上。用手按住滑块，并使轻绳与金属板平行。接通光电门，释放滑块。计算机自动记录： i、遮光条通过光电门A的时间△t1； ii、遮光条通过光电门B的时间△t2； ⅲ、遮光条的后端从离开光电门A到离开光电门B的时间△t12； d：经数据处理后，可得到与n对应的加速度a并记录。 回答下列问题： （1）在n=3时，△t1=0.0289s，△t2=0.0160s，△t12=0.4040s。 ①忽略遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的表达式为a1=___________，其测量值为___________m/s2（计算结果保留3位有效数字。通过计算机处理得到，） ②考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度的测量值a2___________a1（填“大于”“等于”或“小于”） （2）利用记录的数据拟合得到a-n图像，如图（b）所示，该直线在横轴上的截距为p，用已知的物理量数值和测得的物理量p，表示μ与p之间的数学函数关系：μ=___________。 【答案】 ①. ②. 1.38 ③. 小于 ④. 【解析】 【分析】 【详解】（1）①[1]根据加速度的定义公式 通过光电门1时，滑块的速度为 通过光电门2时，滑块的速度为 联立解得，滑块加速度的表达式为 [2]代入数据可得，滑块加速度为 ②[3]考虑遮光条通过光电门时速度的变化，滑块加速度为 则 （2）[4]由牛顿第二定律可得 整理可得 则有 ， 该直线在横轴上的截距为p，则有 联立可得 解得 四、解答题（共38分） 13. 为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。在某次测量中，如图甲所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出三次短促的（超声波）信号，每次间隔时间相同。根据信号的时间差，测出车速。如图乙所示是测速仪前两次发出与接收超声波的情况，s表示超声波与测速仪之间的距离，超声波在空气中速度为340m/s。求： （1）汽车遇到第一次信号时，距测速仪的距离； （2）汽车的速度； （3）根据图像分析：当汽车遇到第三次超声波信号时，汽车距测速仪的距离。 【答案】（1）170m；（2）；（3）102m 【解析】 【详解】（1）有图乙可知，测速仪向汽车发出信号到汽车遇到第一次信号的时间为0.5s，则汽车遇到第一次信号时，距测速仪的距离为 （2）有图乙可知，测速仪第二次向汽车发出信号到汽车遇到第二次信号的时间为0.4s，则汽车遇到第二次信号时，距测速仪的距离为 汽车在两次信号的间隔过程中，行驶的距离为 由图可知，汽车在受到两次信号之间的间隔时间是 则汽车的速度为 （3）测速仪向汽车发出三次短促的（超声波）信号，每次间隔时间相同为1.8s，则第三次发出信号的时间为第3.6s，则汽车从遇到第二次信号到测速仪向汽车发出第三次信号之间，汽车运动的距离为 此时汽车到测速仪的距离为 设当汽车遇到第三次超声波信号时，汽车距测速仪的距离为，则有关系式 解得 即当汽车遇到第三次超声波信号时，汽车距测速仪的距离为102m。 14. 如图所示，一厚度不计的活塞静止在竖直管子的上端口，一小球距离活塞正上方处自由释放，与活塞碰撞后反弹，小球的反弹速度大小和活塞获得的速度大小均为小球碰撞前速度大小的一半，此后活塞向下做匀减速直线运动至停止时，小球恰好返回第二次与活塞碰撞。管子固定不动，长度为，活塞每次匀减速运动的加速度大小不变，不计碰撞的时间，重力加速度，求： （1）第一次碰撞后活塞获得的速度大小及其做匀减速运动的加速度大小； （2）第一次碰撞后到第二次碰撞前，小球与活塞之间的最远距离； （3）活塞从开始下滑到完全滑出的总时间。 【答案】（1）10m/s， （2）15m （3）16s 【解析】 【小问1详解】 小球做自由落体运动，由运动学公式，得第一次碰撞前小球的速度大小 ，第一次碰撞后活塞获得的速度大小 规定竖直向下为正方向，从第一次碰撞到第二次碰撞时间为，由运动学公式 ，解得 ，活塞做匀减速直线运动的加速度大小 【小问2详解】 第一次碰撞后到第二次碰撞前，小球与活塞速度相等距离最远，设第一次碰撞后经两者速度相等，则 解得 小球位移 活塞位移 小球与活塞之间的最远距离 【小问3详解】 第二次碰撞前小球的速度大小 第二次碰撞后活塞获得的速度大小 故每次碰撞过程一样，，， 活塞从开始下滑到完全滑出的总时间 15. 某同学设计了如图1所示装置：一质量为0.5kg的水平长木板A置于水平桌面上，一质量为1.0kg的滑块B（可视为质点）置于木板A上某位置，轻绳一端跨过定滑轮与滑块B连接，另一端悬挂一重物，定滑轮和滑块B间轻绳水平，重物落地后立即与轻绳脱离连接。滑块B在虚线区域内（不含边界）会受到水平向右的恒力作用，虚线区域宽度为0.6m。时刻，滑块B位于虚线区域右侧，所有物体均静止。该同学在某次操作中，记录下滑块B和木板A运动的部分图像如图2所示，时刻，滑块B刚好进入虚线区域。整个运动过程中，滑块B始终不脱离木板A，木板A距定滑轮足够远，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度取。求： （1）木板A与滑块B间、木板A与桌面间的动摩擦因数； （2）本次操作中，所挂重物的质量； （3）讨论本次操作中，滑块B停止运动时到虚线区域右边界的距离与恒力大小之间的关系。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图像可知，到时间段内，B的加速度大小 A的加速度大小 设A与B间的动摩擦因数为，A与桌面间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律，对B有 对A有 联立解得 ， 【小问2详解】 由图像可知，到时间段内，B的加速度大小，设重物质量为，对B和重物组成的系统，由牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 时刻，A、B共速，B刚好进入虚线区域，且B受到水平向右的恒力作用，若A、B进入虚线区域后会发生相对滑动，由分析知 得 因此，进入虚线区域后，A、B会保持相对静止一起水平向左做匀减速直线运动，一起匀减速的加速度大小 接下来，分析三种情况： ①若A、B恰好一起滑出左边界，则 其中 解得 ②若A、B滑不出左边界，停下后A、B均能在虚线区域内静止，则 ③若A、B滑不出左边界，停下后A、B不能在虚线区域内静止，则将反向水平向右加速，若A、B向右加速过程中会发生相对滑动，由分析知 解得 因此，A、B会保持相对静止一起向右加速，综上可知： ①当时，A、B将一起滑出左边界，又由知，A、B之后将一起匀减速到零，由动能定理，则有 解得 ②当时，A、B将一起停在虚线区域中，由动能定理，则有 解得 ③当时，A、B将先一起向左匀减速，由动能定理，则有 然后一起向右先匀加速再匀减速，由动能定理，则有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $