精品解析:福建厦门大学附属科技中学2026-2027学年高一上学期期中考试物理试题
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内容正文:
厦门大学附属科技中学2026—2027学年(上)高一期中考试
物理
(考试时长:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效。
一、单选题:本题共4小题,每小题4分,共16分;在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 人民英雄纪念碑坐落在天安门广场上,关于纪念碑对广场地面的压力F,下列说法正确的是( )
A. F就是纪念碑所受的重力
B. F是由于纪念碑发生微小形变而产生的
C. F方向与地面形变方向相反
D. F的施力物体是地球
【答案】B
【解析】
【详解】A.压力是纪念碑对地面的弹力,受力物体是地面;纪念碑所受的重力是地球对纪念碑的吸引力,受力物体是纪念碑。两者性质不同,受力物体也不同,不是同一个力,故A错误;
B.弹力是物体发生弹性形变后,由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的力。纪念碑受压发生微小的弹性形变,从而对地面产生压力,故B正确;
C.压力垂直于水平地面、竖直向下,地面受压也向下发生微小形变,两者方向相同,故C错误;
D.压力是纪念碑施加给地面的力,其施力物体是纪念碑,受力物体是地面,故D错误。
故选B。
2. 一辆新能源汽车在测试场进行直线刹车和启动测试,车从静止开始做匀加速直线运动,达到最大速度后立即做匀减速直线运动直至停止。整个测试过程共耗时6s,总位移为24m,则在此过程中,汽车某一时刻的速度和加速度大小可能是( )
A. 6m/s,1m/s2 B. 6m/s,4m/s2
C. 9m/s,2m/s2 D. 9m/s,1m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】整个运动过程初、末速度均为0,总平均速度
对于先匀加速后匀减速至停止的运动,平均速度满足
因此最大速度
设加速时间为,减速时间为,则
加速度大小必须大于
故选B。
3. 某汽车检测中心对两款新型智能网联电动车进行直线加速与制动性能测试。两辆测试车同时由静止从同一起跑线出发,沿平直车道向同一方向行驶。根据车载传感器回传数据绘制运动图像,其中甲车的位移—时间关系图像如图甲所示,乙车的速度—时间关系图像如图乙所示,从出发点开始计时,下列说法正确的是( )
A. 时甲车在乙车后方4 m处
B. 时甲车的速度比乙车的速度小
C. 时甲、乙两车的运动方向相同
D. 时两车均回到出发位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.由甲车的位移—时间关系图像可得时甲车位移
速度—时间关系图像与坐标轴所围面积为物体位移,则由乙车的速度—时间关系图像得时乙车位移
得时甲车与乙车相遇,故A错误;
B.位移—时间关系图像斜率表示物体速度,则由甲车的位移—时间关系图像可得时甲车的速度
即时甲车的速度大小为,方向与初速度方向相反
由乙车的速度—时间关系图像得时乙车的速度
得时甲车的速度比乙车的速度大,故B错误;
C.位移—时间关系图像斜率表示物体速度,则由甲车的位移—时间关系图像可得时甲车的速度
由乙车的速度—时间关系图像得时乙车的速度
得时甲、乙两车的运动方向相反,故C错误;
D.由甲车的位移—时间关系图像可得时甲车位移
速度—时间关系图像与坐标轴所围面积为物体位移,则由乙车的速度—时间关系图像得时乙车位移
得时两车均回到出发位置,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,水平面上固定一倾角的斜面,质量均为的两物块静置在斜面的等高处,两物块之间连接一劲度系数的轻弹簧,弹簧处于伸长状态。已知两物块与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现改变两物块间距离(仍保持等高)使弹簧处于压缩状态,为使两物块能保持静止,弹簧的最大压缩量为( )
A. B. C. 6 cm D. 6.4 cm
【答案】A
【解析】
【详解】 将物块重力沿垂直斜面和沿斜面方向分解: 垂直斜面方向支持力
因此物块的最大静摩擦力为
沿斜面向下的重力分力大小为
两物块等高,弹簧沿斜面水平方向压缩,设弹簧弹力为 ,该弹力与沿斜面向下的重力分力互相垂直,两个力的合力需要被静摩擦力平衡。 当弹簧压缩量最大时,静摩擦力恰好达到最大值,此时两个垂直分力的合力等于最大静摩擦力
解得弹簧的最大压缩量
故选A。
二、多选题:本题共4小题,每小题6分,共24分;在每小题给出的四个选项中,只有两项是符合题目要求的,漏选得3分,多选、错选得0分。
5. 如图所示,已知两人用同样大小的力F共提一桶水,两人手臂间的夹角为,水和水桶的总重力为G,下列说法正确的是( )
A. 当时, B. 不管为何值,均有
C. 当时, D. 越大,F越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.桶处于平衡状态,两个大小均为的拉力的合力与总重力等大反向。将两个拉力沿竖直、水平方向正交分解,水平分量相互抵消,竖直分量之和平衡重力,可得力的关系
整理得
当时,,,代入公式得
故A正确。
B.的大小随夹角变化,并非恒等于,故B错误;
C.当时,,,代入得,故C错误;
D.越大,越大,的数值越小,由可知越大,故D正确。
故选AD。
6. 下列说法正确的是( )
A. 两个互成一定角度的共点力,只要有一个分力增大,合力必然增大
B. 双手分别用10N的力拉住弹簧秤两端并保持静止,弹簧秤示数为10N
C. 一个物体同时受到、和三个共点力的作用时,该物体可能处于平衡状态
D. 一质量为的物体静止在倾角为的粗糙斜面上,重力加速度为g,重力可以分解为使物体下滑的力和使物体压紧斜面的力
【答案】BC
【解析】
【详解】A.两个互成一定角度的共点力,根据平行四边形定则,一个分力增大时,合力可能增大、减小或不变,故A错误;
B.弹簧秤处于静止状态时,所受合力为零,示数等于作用在其一端的拉力大小。双手各用10N的力拉两端,弹簧秤示数为10N,故B正确;
C.三个共点力平衡的条件是合力为零,即三力能构成封闭三角形。3N、6N、8N满足三角形不等式,故可能平衡,故C正确;
D.重力分解时,沿斜面向下的分力(下滑力),垂直斜面向下的分力为,故D错误。
故选BC。
7. 如图甲所示为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形,撞击木楔的力为F,忽略木楔与木块间的摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 为了提高榨油的效率,θ通常设计得较大
B. 为了提高榨油的效率,θ通常设计得较小
C. 木楔对单侧木块的压力大小为
D. 木楔对单侧木块的压力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.对木楔进行受力分析,它受到竖直向下的撞击力F(为简化分析,暂不考虑重力)、两侧木块垂直于接触面的支持力N。由对称性可知,两侧的支持力大小相等。将支持力N分解为竖直方向和水平方向;设木楔顶角为θ,则支持力N与竖直方向的夹角为,与水平方向的夹角为。根据竖直方向的平衡条件有
木楔对单侧木块的水平挤压力
联立解得
要提高榨油效率,即用较小的力F获得较大的挤压力,就需要 的比值大。从上式可知,当顶角θ越小时,越小,就越大。因此为了提高榨油效率,θ通常设计得较小,故A错误,B正确;
CD.根据
可得单侧木块对木楔的支持力大小为
根据牛顿第三定律木楔对单侧木块的压力大小为,故C错误,D正确。
故选BD。
8. 如图所示,水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌,每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌,并以一定速度向右移动手指,确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第1张牌之间的动摩擦因数为,牌间的动摩擦因数均为,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动
B. 若,当手指施加恒力时,由上向下数的第30张扑克牌对第31张扑克牌的摩擦力的大小为
C. 第2张牌对第3张牌的摩擦力方向向右
D. 若,当手指施加恒力时,由上向下数的第31张扑克牌对第32张扑克牌的摩擦力的大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】B.设手指竖直向下的压力为,则手指与第1张牌之间的摩擦力为
由于手指向右移动,并且与第1张牌之间有相对滑动,所以第1张牌受到手指的摩擦力向右,大小为
当时,第2张牌对第1张牌的最大静摩擦力为
则第1张牌静止受到第二张牌的摩擦力为静摩擦力,大小为,以此类推,第1张牌到第54张牌均静止,牌之间的摩擦力均为静摩擦力,且大小均为,故B错误;
AC.因牌间的动摩擦因数均为,由B选项分析可知,第2张牌到第53张牌均相对静止,之间不可能发生相对滑动,对第3张牌受力分析,第2张牌给第3张牌的静摩擦力方向向右,故B错误,C正确;
D.当时,第1张牌对第2张牌的压力为,它们之间的摩擦力为
则第1张牌滑动,即第1张牌给第2张牌的摩擦力为,第3张牌给第2张牌的最大静摩擦力,则第2张及以下的牌均静止,且受到的静摩擦力大小为,故D正确。
故选CD。
三、填空题:本题共3小题,每小题3分,共9分。
9. 设星球探测器在某行星上从高处自由释放一重物,测得下落时间为,则该星球表面的重力加速度大小为_____,最后1秒内的位移为_____。
【答案】 ①. 4 ②. 14
【解析】
【详解】[1]根据位移-时间公式,有
解得该星球表面的重力加速度大小为
[2]最后1秒内的位移为
10. 如图,现将力进行分解,其中一个分力的方向与F夹角为(),则一个分力的大小至少为________N,此时的大小为________N。
【答案】 ①. 6 ②. 8
【解析】
【详解】[1][2]的方向与F夹角确定,它们与首尾相连组成三角形,由图可知,当和垂直时,最小,
此时$$
11. 设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图所示,F1=F=10 N,则F1与F2的合力________F3(选填“大于”“小于”“等于”),三个力的合力为________N。
【答案】 ①. 小于 ②. 30
【解析】
【详解】[1]由题意可知
而与间的夹角为,则根据平行四边形定则可知,这两个力的合力的大小也为且与共线同向,而根据力的图示可知,表示力的线段的长度即表示力的大小,则根据几何关系可知
因此可知与的合力小于;
[2]共线同向的共点力的合成可直接进行相加,即这三个力的合力为
四、实验题:本题共2小题,第12题4分,第13题7分,共11分。
12. 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度l的关系。实验时,先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧悬点与标尺零刻度对齐。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端指针的刻度位置,最后利用所得数据做出弹簧指针所指的标尺刻度值l与所挂钩码质量m的关系图像如图丙所示,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度,重力加速度g=10 m/s2。
(1)某次弹簧指针在刻度尺上对应的位置如图乙所示,其读数为________cm;
(2)由图像丙可知,该弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)。
(3)由于弹簧自身有重量,该同学在测量时没有考虑弹簧的自重,这样导致劲度系数的测量值与真实值相比_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)14.00
(2)125 (3)不变
【解析】
【小问1详解】
刻度尺最小刻度为1mm,则对应的位置读数为14.00cm。
【小问2详解】
根据
可得
由图像可知
解得
【小问3详解】
该同学在测量时没有考虑弹簧的自重,不会影响图像的斜率,可知测得的劲度系数的测量值与真实值相比不变。
13. 某同学用如图甲所示装置探究小车速度随时间变化的规律。
(1)下列说法正确的是_________
A. 实验需要学生电源输出6 V的直流电源
B. 该实验还需要刻度尺和输出电压为220 V的交流电源
C. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D. 先接通电源,再释放小车
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作,打点计时器在纸带上打出一系列点,其中某段如图乙所示,可知纸带的_________(填“左”或“右”)端与小车相连。
(3)图乙中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz。则打下E点时小车的瞬时速度大小为________m/s,小车运动的加速度大小为________m/s2(结果均保留三位有效数字)。
(4)该同学将纸带沿计数点剪断得到6段纸带,由短到长并排贴在直角坐标系中,每段纸带的一端与横轴相重合,各段平行不重叠且无间隔地粘贴在一起。将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线,如图丙所示。若相邻计数点间的距离为,纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T,用横轴表示时间t,纵轴表示,则所连直线的斜率表示_________。
【答案】(1)BD (2)左
(3) ①. 1.10 ②. 2.00
(4)加速度
【解析】
【小问1详解】
AB.需要刻度尺测量计数点间距离,需要220V交流电源给电火花计时器供电,故A错误,B正确;
CD.为保证纸带上有充足的空间供打点,应将接好纸带的小车停在计时器处,先接通电源,待打点稳定后再释放小车,故C错误,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
纸带在小车带动下速度越来越大,纸带左端与小车相连。
【小问3详解】
[1]相邻两计数点间还有4个点没有画出,电源频率为50Hz,则每两个相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
由匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知打点E时的速度为
[2]由逐差法可知加速度
代入数据解得
【小问4详解】
匀变速运动中一段时间内的平均速度等于该段中间时刻的瞬时速度,因此第段纸带的高度表示该段中间时刻的瞬时速度。以打下点时为计时起点,纸带按打点先后连续排列,每条宽度表示时间,所以第条纸带上端中点的横坐标为
图中的横坐标与该段中间时刻对应,纵坐标与该时刻的速度对应,由匀变速直线运动的速度公式可得
因此所连直线的斜率为加速度。
五、解答题:本题共3小题,共40分。
14. 如图所示,小孩与冰车静止在冰面上,大人用F=20 N的恒定拉力,使小孩与冰车沿水平冰面一起向右滑动。已知拉力方向与水平冰面的夹角θ=37°,小孩与冰车的总质量m=20 kg,冰车与冰面间的动摩擦因数μ=0.05,重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小孩与冰车所受拉力的水平分力大小和竖直分力大小;
(2)小孩与冰车所受支持力的大小和摩擦力的大小;
(3)小孩与冰车在水平方向所受的合力。
【答案】(1)16 N,12 N
(2)188 N,9.4 N
(3)6.6 N,方向水平向右
【解析】
【小问1详解】
根据平行四边形定则可知,小孩与冰车所受拉力的水平分力大小为
竖直分力大小为
【小问2详解】
设小孩与冰车所受支持力的大小为FN,所受摩擦力的大小为f,对小孩与冰车受力分析如图所示:
小孩与冰车竖直方向受力平衡,有
小孩与冰车所受支持力的大小
根据滑动摩擦力公式,可知摩擦力的大小
【小问3详解】
以水平向右为正方向,小孩与冰车在水平方向所受的合力
即小孩与冰车在水平方向所受的合力大小为6.6 N,方向水平向右。
15. ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,某辆汽车(视为质点)以20m/s的速度匀速直线行驶,经过ETC通道时,在中心线前方10m处匀减速至5m/s,匀速到达中心线后,再匀加速至20m/s。已知汽车匀减速时的加速度大小为5m/s2,收费站的前、后都是平直道路,该车从开始减速到加速至20m/s过程中运动的位移大小为110m,假期期间,该ETC收费站的栏杆不放下,汽车通过该收费站时可以不减速通行。求:
(1)该车应在距收费站中心线多少距离开始减速;
(2)该车在加速时的加速度;
(3)假期期间,该车通过该收费站比平时通过该收费站节约多长时间。
【答案】(1)47.5m
(2)3m/s2,方向与速度方向相同
(3)4.5s
【解析】
【小问1详解】
汽车做匀减速直线运动时,有
所以该车应在距收费站中心线47.5m处开始减速;
【小问2详解】
汽车从开始减速到加速至20m/s过程中运动的位移大小为x,则
代入数据解得该车在加速时的加速度大小为
方向与速度方向相同;
【小问3详解】
汽车匀减速阶段的时间为
匀速运动的时间为
匀加速运动的时间为
所以汽车通过收费站的总时间为
假期期间,该车以20m/s的速度匀速通过位移大小x所用的时间为
则该车通过该收费站比平时通过该收费站节约的时间为
16. 如图,两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点时,A、B两车同时沿两条相距的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动。A车始终以的速度做匀速直线运动;B车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动,经过达到最大速度后做匀速直线运动。已知两蓝牙小车自动连接的最大距离。
(1)求两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小;
(2)求整个运动过程中,两车能够保持连接的总时间;
(3)若在最后断开连接的时刻,B车以加速度大小做匀减速直线运动,速度减为之后,又以相同大小的加速度做匀加速直线运动至最大速度,每次重新回到最大速度后加速度大小变为之前的两倍,一直重复刚才的匀减速至速度为,匀加速至最大速度的运动。求从时刻后,两车保持连接的总时间和最后一次失去信号时B车的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
设经过时间,由几何关系得,刚好第一次断开连接时
解得
由得,两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小
【小问2详解】
第1次连接持续时间为
由得,B车匀速运动的速度为
设经过时间,则由几何关系得,两车刚好第二次连接时
由得,B车经过时间的位移为
解得
设经过时间,同理得刚好第二次断开连接时
则B车经过时间的位移为
解得
第2次连接持续时间为
整个运动过程中,两车能够保持连接的总时间
【小问3详解】
由题目的几何临界关系,蓝牙刚好断开的条件为
由第(1)(2)问求解可得,沿运动方向位移差的临界值为①
当B车以加速度大小,速度减为,总时间
设再经过,两车再次恢复连接,则由得,B车的位移②
A车的位移为③
联立①②③解得
此后,B车再次回到最大速度时,两车沿运动方向的间距,仍然保持连接;
当B车以加速度大小为,减速总时间
则当B车再次回到最大速度时,两车沿运动方向的间距,仍然保持连接;
当B车以加速度大小为,减速总时间
设再经过,两车再次恢复连接,则B车的位移④
A车的位移为⑤
联立①④⑤解得
当B车再次回到最大速度时,两车沿运动方向的间距
则,可得B车无法再与A车连接,故两车保持连接的总时间
此时B车的加速度大小为
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厦门大学附属科技中学2026—2027学年(上)高一期中考试
物理
(考试时长:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效。
一、单选题:本题共4小题,每小题4分,共16分;在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 人民英雄纪念碑坐落在天安门广场上,关于纪念碑对广场地面的压力F,下列说法正确的是( )
A. F就是纪念碑所受的重力
B. F是由于纪念碑发生微小形变而产生的
C. F方向与地面形变方向相反
D. F的施力物体是地球
2. 一辆新能源汽车在测试场进行直线刹车和启动测试,车从静止开始做匀加速直线运动,达到最大速度后立即做匀减速直线运动直至停止。整个测试过程共耗时6s,总位移为24m,则在此过程中,汽车某一时刻的速度和加速度大小可能是( )
A. 6m/s,1m/s2 B. 6m/s,4m/s2
C. 9m/s,2m/s2 D. 9m/s,1m/s2
3. 某汽车检测中心对两款新型智能网联电动车进行直线加速与制动性能测试。两辆测试车同时由静止从同一起跑线出发,沿平直车道向同一方向行驶。根据车载传感器回传数据绘制运动图像,其中甲车的位移—时间关系图像如图甲所示,乙车的速度—时间关系图像如图乙所示,从出发点开始计时,下列说法正确的是( )
A. 时甲车在乙车后方4 m处
B. 时甲车的速度比乙车的速度小
C. 时甲、乙两车的运动方向相同
D. 时两车均回到出发位置
4. 如图所示,水平面上固定一倾角的斜面,质量均为的两物块静置在斜面的等高处,两物块之间连接一劲度系数的轻弹簧,弹簧处于伸长状态。已知两物块与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现改变两物块间距离(仍保持等高)使弹簧处于压缩状态,为使两物块能保持静止,弹簧的最大压缩量为( )
A. B. C. 6 cm D. 6.4 cm
二、多选题:本题共4小题,每小题6分,共24分;在每小题给出的四个选项中,只有两项是符合题目要求的,漏选得3分,多选、错选得0分。
5. 如图所示,已知两人用同样大小的力F共提一桶水,两人手臂间的夹角为,水和水桶的总重力为G,下列说法正确的是( )
A. 当时, B. 不管为何值,均有
C. 当时, D. 越大,F越大
6. 下列说法正确的是( )
A. 两个互成一定角度的共点力,只要有一个分力增大,合力必然增大
B. 双手分别用10N的力拉住弹簧秤两端并保持静止,弹簧秤示数为10N
C. 一个物体同时受到、和三个共点力的作用时,该物体可能处于平衡状态
D. 一质量为的物体静止在倾角为的粗糙斜面上,重力加速度为g,重力可以分解为使物体下滑的力和使物体压紧斜面的力
7. 如图甲所示为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为θ的等腰三角形,撞击木楔的力为F,忽略木楔与木块间的摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 为了提高榨油的效率,θ通常设计得较大
B. 为了提高榨油的效率,θ通常设计得较小
C. 木楔对单侧木块的压力大小为
D. 木楔对单侧木块的压力大小为
8. 如图所示,水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌,每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌,并以一定速度向右移动手指,确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第1张牌之间的动摩擦因数为,牌间的动摩擦因数均为,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动
B. 若,当手指施加恒力时,由上向下数的第30张扑克牌对第31张扑克牌的摩擦力的大小为
C. 第2张牌对第3张牌的摩擦力方向向右
D. 若,当手指施加恒力时,由上向下数的第31张扑克牌对第32张扑克牌的摩擦力的大小为
三、填空题:本题共3小题,每小题3分,共9分。
9. 设星球探测器在某行星上从高处自由释放一重物,测得下落时间为,则该星球表面的重力加速度大小为_____,最后1秒内的位移为_____。
10. 如图,现将力进行分解,其中一个分力的方向与F夹角为(),则一个分力的大小至少为________N,此时的大小为________N。
11. 设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图所示,F1=F=10 N,则F1与F2的合力________F3(选填“大于”“小于”“等于”),三个力的合力为________N。
四、实验题:本题共2小题,第12题4分,第13题7分,共11分。
12. 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度l的关系。实验时,先把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧悬点与标尺零刻度对齐。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端指针的刻度位置,最后利用所得数据做出弹簧指针所指的标尺刻度值l与所挂钩码质量m的关系图像如图丙所示,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度,重力加速度g=10 m/s2。
(1)某次弹簧指针在刻度尺上对应的位置如图乙所示,其读数为________cm;
(2)由图像丙可知,该弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)。
(3)由于弹簧自身有重量,该同学在测量时没有考虑弹簧的自重,这样导致劲度系数的测量值与真实值相比_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
13. 某同学用如图甲所示装置探究小车速度随时间变化的规律。
(1)下列说法正确的是_________
A. 实验需要学生电源输出6 V的直流电源
B. 该实验还需要刻度尺和输出电压为220 V的交流电源
C. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D. 先接通电源,再释放小车
(2)安装好实验装置后,按照正确的实验操作,打点计时器在纸带上打出一系列点,其中某段如图乙所示,可知纸带的_________(填“左”或“右”)端与小车相连。
(3)图乙中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz。则打下E点时小车的瞬时速度大小为________m/s,小车运动的加速度大小为________m/s2(结果均保留三位有效数字)。
(4)该同学将纸带沿计数点剪断得到6段纸带,由短到长并排贴在直角坐标系中,每段纸带的一端与横轴相重合,各段平行不重叠且无间隔地粘贴在一起。将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线,如图丙所示。若相邻计数点间的距离为,纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T,用横轴表示时间t,纵轴表示,则所连直线的斜率表示_________。
五、解答题:本题共3小题,共40分。
14. 如图所示,小孩与冰车静止在冰面上,大人用F=20 N的恒定拉力,使小孩与冰车沿水平冰面一起向右滑动。已知拉力方向与水平冰面的夹角θ=37°,小孩与冰车的总质量m=20 kg,冰车与冰面间的动摩擦因数μ=0.05,重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小孩与冰车所受拉力的水平分力大小和竖直分力大小;
(2)小孩与冰车所受支持力的大小和摩擦力的大小;
(3)小孩与冰车在水平方向所受的合力。
15. ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,某辆汽车(视为质点)以20m/s的速度匀速直线行驶,经过ETC通道时,在中心线前方10m处匀减速至5m/s,匀速到达中心线后,再匀加速至20m/s。已知汽车匀减速时的加速度大小为5m/s2,收费站的前、后都是平直道路,该车从开始减速到加速至20m/s过程中运动的位移大小为110m,假期期间,该ETC收费站的栏杆不放下,汽车通过该收费站时可以不减速通行。求:
(1)该车应在距收费站中心线多少距离开始减速;
(2)该车在加速时的加速度;
(3)假期期间,该车通过该收费站比平时通过该收费站节约多长时间。
16. 如图,两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验,两车均可视为质点时,A、B两车同时沿两条相距的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动。A车始终以的速度做匀速直线运动;B车从静止开始以的加速度做匀加速直线运动,经过达到最大速度后做匀速直线运动。已知两蓝牙小车自动连接的最大距离。
(1)求两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小;
(2)求整个运动过程中,两车能够保持连接的总时间;
(3)若在最后断开连接的时刻,B车以加速度大小做匀减速直线运动,速度减为之后,又以相同大小的加速度做匀加速直线运动至最大速度,每次重新回到最大速度后加速度大小变为之前的两倍,一直重复刚才的匀减速至速度为,匀加速至最大速度的运动。求从时刻后,两车保持连接的总时间和最后一次失去信号时B车的加速度大小。
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