精品解析:海南海口市琼山中学2026-2027学年高一上学期11月期中物理试题
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内容正文:
海口市琼山中学高一年级第一学期段考物理试卷
注意事项:
1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、准考证号填写在答题卷上。
2、回答第Ⅰ卷时,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。
3、回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。
4、考试时间90分钟,满分100分。
第Ⅰ卷
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 下列关于物理学研究思想方法的说法正确的是( )
A. 在研究匀变速直线运动位移时,把时间分割成无数小段,认为每一小段内物体近似匀速,再累加求总位移,用到了比值定义法
B. 引入“质点”来研究物体的运动,利用的是理想模型法
C. 定义加速度时,用到了微元思想
D. 利用数字计时器计算遮光条通过光电门时的瞬时速度用的是类比法
2. 在2026年亚运会中,20岁的中国小将陈圆将以重夺男子110米栏亚运会金牌,据悉他的起跑反应时间是,是所有选手中最快的一个。下列说法正确的是( )
A. 起跑反应时间指的是时刻
B. 在研究运动员的起跑技术动作时不可以将他看作质点
C. 陈圆将这次比赛的平均速度大小为
D. 以其他运动员为参考系,该运动员总是静止的
3. 关于重力和重心,下列说法正确的是( )
A. 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B. 重力加速度g随纬度的增大而减小
C. 重力的方向总是垂直向下
D. 重心一定在物体上
4. 如图所示为太极图案步道,图案中间的S形边界由两个直径均为的半圆弧构成。一游客从起点A出发,沿S形边界以恒定速率运动到C点,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 游客的路程为
B. 游客的位移大小为
C. 游客的平均速度大小为
D. 游客的平均速度大小为
5. 一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,x表示它相对于出发点的位移,其x-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 汽车最远位置距离出发点为20m
B. 汽车在10~20s内保持匀速行驶
C. 0~10s汽车驶离出发点,20~40s汽车驶向出发点
D. 20~40s,汽车的位移不断增大
6. 某公交车正以54km/h的速度在城区道路上行驶。前方路口有行人正在通过斑马线,驾驶员立即采取紧急制动,公交车以大小为3m/s2的加速度刹车。则下列说法正确的是( )
A. 刹车后2s末的速度大小为6m/s B. 刹车后4s内的位移大小为40m
C. 刹车后6s末的速度大小为0 D. 刹车后8s内的位移大小为24m
7. 一小物块从离地80 m的高空无初速度释放,不计空气阻力,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 小物块落地速度大小为40 m/s
B. 小物块从释放到落地所用时间为8 s
C. 小物块落地前1 s的位移为45 m
D. 小物块下落20 m时的速度为10 m/s
8. 在某次救援中,消防队员抱着被救者在悬停直升机的竖直悬绳牵引下以10m/s的速度匀速上升。当上升到离地面15m高处时,被救者的手机突然从口袋中掉出。则下列说法正确的是(不计空气阻力,g=10m/s2)( )
A. 手机从掉出到落地的时间为1s
B. 手机从掉出到落地的时间为
C. 手机落地时人离地35m
D. 手机掉出到落到地上全程平均速度大小为5m/s
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,用水平力F将物体压在竖直墙壁上,物体保持静止。下列说法正确的是( )
A. 物体所受的摩擦力方向竖直向上
B. 物体所受的摩擦力大小大于物体重力大小
C. 若F增大,物体所受的摩擦力也增大
D. 物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力
10. 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”举办。请根据所学的速度、速度变化量和加速度的知识判断,下列对机器人运动的说法正确的是( )
A. 机器人的加速度减小,速度可能增大
B. 机器人速度变化量越大,加速度一定越大
C. 机器人的速度越大,加速度一定越大
D. 机器人的加速度大,速度一定变化快
11. 一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为(式中各物理量均采用国际单位制单位),下列说法正确的是( )
A. 物体运动的初速度为6 m/s B. 物体在第1 s内的位移为6 m
C. 物体运动的加速度为 D. 物体在0~2 s内的平均速度为8 m/s
12. 两质点A、B从同一地点开始运动的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点A的加速度大小为
B. 时,质点B的运动方向发生改变
C. 时,质点B回到出发点
D. 时,质点A、B之间的距离为3m
13. 如图所示,一款儿童弹射游戏装置由固定在水平面上的弹射器和5个门组成,两相邻门间的距离均为2m。现一滑块(可视为质点)从O点弹出后做匀减速直线运动,全程不与门相碰且恰好停在门5的正下方。已知滑块在门4和5之间滑行的时间为1s,则下列说法正确的是( )
A. 滑块的加速度大小为
B. 滑块经过门1时的速度是经过门4时速度的2倍
C. 滑块在门1和门3间滑行和在门3和门5间滑行的平均速度之比为
D. 滑块从门1滑行至门2的时间与从门2滑至门5所用的时间之比为
第Ⅱ卷
三、作图、实验题。本题共3小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 如图,表面粗糙的斜面固定于水平地面。物块受到沿斜面向上的力作用下,沿斜面向上运动。画出物块受力的示意图。
15. 某同学用图甲所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。实验时交流电的频率等于。
(1)打点计时器的打点周期为_______s
(2)为完成此实验,除了图甲中已有的器材外,还需要的实验器材有 (填选项字母)
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 的交流电源 D. 的交流电源
(3)实验过程中,下列做法正确的是 (填选项字母)。
A. 先释放小车,再接通电源
B. 先接通电源,再释放小车
C. 释放前小车应停在靠近滑轮处
D. 释放前小车应停在靠近打点计时器处
(4)实验中得到如图乙所示的纸带,已知计时器打点的时间间隔为,按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点,得到了、、、、等几个计数点,用刻度尺量得、、、。由此可知,打C点时纸带的速度大小为_______,纸带运动的加速度大小为_______(以上结果保留两位有效数字)。
16. 某同学用下图所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系,刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐且固定不动。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码个数,依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值,并计算出相应的弹簧伸长量,所得数据见下表(弹簧始终未超过弹性限度,取重力加速度为)。
实验数据记录表:弹簧原长
实验次数
1
2
3
4
5
6
钩码质量m/g
50
100
150
200
250
300
刻度尺的刻度x/cm
14.80
16.85
18.90
21.00
23.20
25.20
弹簧的伸长量
2.20
4.25
8.40
10.60
12.60
(1)根据实验记录的数据,请将第3次实验时弹簧的伸长量填入数据记录表中________。
(2)该同学根据数据记录表,在下图中标出了各次实验数据对应的坐标点,请在图中标出第3次实验对应的坐标点,并作出图线________。
(3)由图中图线可知该弹簧的劲度系数为________N/m(计算结果保留三位有效数字)。
四、计算题:本题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图所示,一质量为的物体静止在水平地面上,该物体与地面间的摩擦因数为0.2,(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且)现将一质量不计、原长为的弹簧,一端固定于物体上,另一端施加一水平拉力。
(1)若当弹簧拉长为时,物体恰好匀速运动,求弹簧的劲度系数多大?
(2)若将弹簧拉长为时,物体所受到的摩擦力大小为多少?
(3)若将弹簧拉长为时,物体所受到的摩擦力大小为多少?
18. 跳伞运动员做低空跳伞表演,飞机静止在离地面228.5 m处,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动,运动员在距地面103.5 m处打开降落伞,展伞后运动员立即匀减速下降,运动员落地速度大小为,重力加速度取,求:
(1)运动员打开降落伞时的速度大小;
(2)运动员打开降落伞后的加速度;
(3)运动员在空中运动的时间。
19. 如图所示,甲、乙两辆汽车在平直公路上两条相邻平行车道上行驶,t=0时刻乙车在甲车前方处做匀速直线运动,速度大小为,甲车此时速度为,开始做加速度大小为的匀加速直线运动。甲、乙车上安装有信号发射与接收装置,当甲乙两车距离超过时,甲乙两车不能接收到彼此的通讯信号(忽略两车横向间隙的宽度)。计算结果保留小数点后一位(取)。求:
(1)在甲车追上乙车之前,甲、乙两车之间的最大距离为多少?
(2)当甲乙两车距离最大时,甲车开始匀速运动,乙车立即刹车,刹车阶段加速度大小为,求甲乙两车共速后还需要经过多长时间甲车追上乙车?
(3)在第(2)问情况下,求全程两车能维持通信的时间。
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海口市琼山中学高一年级第一学期段考物理试卷
注意事项:
1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、准考证号填写在答题卷上。
2、回答第Ⅰ卷时,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。
3、回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。
4、考试时间90分钟,满分100分。
第Ⅰ卷
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 下列关于物理学研究思想方法的说法正确的是( )
A. 在研究匀变速直线运动位移时,把时间分割成无数小段,认为每一小段内物体近似匀速,再累加求总位移,用到了比值定义法
B. 引入“质点”来研究物体的运动,利用的是理想模型法
C. 定义加速度时,用到了微元思想
D. 利用数字计时器计算遮光条通过光电门时的瞬时速度用的是类比法
【答案】B
【解析】
【详解】A.研究匀变速直线运动位移时,将时间分割为无数微元、每段近似匀速再累加的方法是微元法,不是比值定义法,故A错误;
B.“质点”是忽略物体形状、大小等次要因素,仅保留质量属性的理想化物理模型,用到的是理想模型法,故B正确;
C.加速度是利用速度变化量与对应时间的比值定义新物理量,属于比值定义法,未用到微元思想,故C错误;
D.利用遮光条通过光电门的平均速度近似瞬时速度,是当趋近于0时平均速度趋近瞬时速度的极限思想,不是类比法,故D错误。
故选B。
2. 在2026年亚运会中,20岁的中国小将陈圆将以重夺男子110米栏亚运会金牌,据悉他的起跑反应时间是,是所有选手中最快的一个。下列说法正确的是( )
A. 起跑反应时间指的是时刻
B. 在研究运动员的起跑技术动作时不可以将他看作质点
C. 陈圆将这次比赛的平均速度大小为
D. 以其他运动员为参考系,该运动员总是静止的
【答案】B
【解析】
【详解】A.时刻指某一瞬时,时间间隔是两个时刻之间的时间长度,是发令到运动员启动的时间间隔,不是时刻,故A错误;
B.研究起跑技术动作时,需要分析运动员肢体的动作细节,其形状、大小不可忽略,不能将运动员看作质点,故B正确;
C.平均速度为位移与对应运动时间的比值,运动员的这次比赛的时间为
平均速度,故C错误;
D.陈圆将的跑动速度大于其他运动员,相对其他运动员的位置不断变化,以其他运动员为参考系,他是运动的,故D错误。
故选B。
3. 关于重力和重心,下列说法正确的是( )
A. 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B. 重力加速度g随纬度的增大而减小
C. 重力的方向总是垂直向下
D. 重心一定在物体上
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据重力的定义,重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,故A正确;
B.重力加速度的分布规律为:随纬度增大而增大(赤道处,两极处),并非随纬度增大而减小,故B错误;
C.重力的方向总是竖直向下,即垂直于水平面向下,“垂直向下”特指垂直于某一给定接触面,与重力方向的物理定义不符,故C错误;
D.重心是物体所受重力的等效作用点,位置由物体的质量分布和几何形状共同决定,不一定在物体上,例如质量均匀分布的圆环,重心在其圆心位置,并不在圆环的实体结构上,故D错误。
故选A。
4. 如图所示为太极图案步道,图案中间的S形边界由两个直径均为的半圆弧构成。一游客从起点A出发,沿S形边界以恒定速率运动到C点,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 游客的路程为
B. 游客的位移大小为
C. 游客的平均速度大小为
D. 游客的平均速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.游客的路程等于形边界的长度,路程为,故A错误;
B.位移的大小等于初、末位置之间的距离,位移大小为,故B错误;
CD.游客的运动时间为
平均速度的大小为,故C错误,D正确;
故选D。
5. 一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,x表示它相对于出发点的位移,其x-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 汽车最远位置距离出发点为20m
B. 汽车在10~20s内保持匀速行驶
C. 0~10s汽车驶离出发点,20~40s汽车驶向出发点
D. 20~40s,汽车的位移不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.图为位移—时间图像,纵坐标表示汽车相对出发点的位移。图中位移始终非负,其最大值为,即距出发点的最远距离,故A错误;
B.位移—时间图像的斜率表示速度。内图线水平,斜率为零,汽车静止,故B错误;
CD.内,位移由0增大到,汽车驶离出发点。内,位移由减小到0,汽车驶向出发点,故C正确,D错误。
故选C。
6. 某公交车正以54km/h的速度在城区道路上行驶。前方路口有行人正在通过斑马线,驾驶员立即采取紧急制动,公交车以大小为3m/s2的加速度刹车。则下列说法正确的是( )
A. 刹车后2s末的速度大小为6m/s B. 刹车后4s内的位移大小为40m
C. 刹车后6s末的速度大小为0 D. 刹车后8s内的位移大小为24m
【答案】C
【解析】
【详解】A.以公交车原来的运动方向为正方向,其初速度为,刹车时加速度。设刹车至停止的时间为,由匀变速直线运动的速度公式得
解得
刹车后末公交车尚未停止,速度为,故A错误;
B.刹车后内公交车一直做匀减速直线运动,由位移公式得,故B错误;
CD.刹车后末和末公交车均已停止,速度为零,位移保持不变。刹车后内的位移等于刹车至停止的位移,即,故C正确,D错误。
故选C。
7. 一小物块从离地80 m的高空无初速度释放,不计空气阻力,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 小物块落地速度大小为40 m/s
B. 小物块从释放到落地所用时间为8 s
C. 小物块落地前1 s的位移为45 m
D. 小物块下落20 m时的速度为10 m/s
【答案】A
【解析】
【详解】小物块做自由落体运动,初速度,加速度为:
A.由速度与位移关系式,代入数据得,故A正确;
B.由位移与时间关系式,得落地时间,故B错误;
C.前3s内物块下落位移
落地前1s位移,故C错误;
D.下落20m时,由得,故D错误。
故选A。
8. 在某次救援中,消防队员抱着被救者在悬停直升机的竖直悬绳牵引下以10m/s的速度匀速上升。当上升到离地面15m高处时,被救者的手机突然从口袋中掉出。则下列说法正确的是(不计空气阻力,g=10m/s2)( )
A. 手机从掉出到落地的时间为1s
B. 手机从掉出到落地的时间为
C. 手机落地时人离地35m
D. 手机掉出到落到地上全程平均速度大小为5m/s
【答案】D
【解析】
【详解】AB.取向上为正方向,手机掉出后做竖直上抛运动,初速度,落地时相对于掉落点的位移,由运动学公式可得
代入数据有
解得手机从掉出到落地的时间为,故AB错误;
C.人匀速上升,内上升的高度为
所以手机落地时人离地的高度为,故C错误;
D.手机全程位移的大小为15m,时间为3s,则平均速度大小为,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,用水平力F将物体压在竖直墙壁上,物体保持静止。下列说法正确的是( )
A. 物体所受的摩擦力方向竖直向上
B. 物体所受的摩擦力大小大于物体重力大小
C. 若F增大,物体所受的摩擦力也增大
D. 物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC.结合题目条件可知,物体所受的摩擦力为静摩擦力,方向竖直向上,大小与重力相等,故A正确,BC错误;
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力和反作用力,故D正确。
故选AD。
10. 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”举办。请根据所学的速度、速度变化量和加速度的知识判断,下列对机器人运动的说法正确的是( )
A. 机器人的加速度减小,速度可能增大
B. 机器人速度变化量越大,加速度一定越大
C. 机器人的速度越大,加速度一定越大
D. 机器人的加速度大,速度一定变化快
【答案】AD
【解析】
【详解】根据速度与加速度的关系,分析以下选项:
A.当机器人的加速度与速度同方向时,加速度减小,速度增大,故A正确;
B.根据加速度的定义式可知加速度与速度的变化量和时间无关,没有控制时间相同,就无法比较加速度的大小,故B错误;
C.机器人的速度越大,加速度不一定越大,故C错误;
D.机器人的加速度大,速度变化得越快,故D正确;
故选AD。
11. 一物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系式为(式中各物理量均采用国际单位制单位),下列说法正确的是( )
A. 物体运动的初速度为6 m/s B. 物体在第1 s内的位移为6 m
C. 物体运动的加速度为 D. 物体在0~2 s内的平均速度为8 m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.将关系式与标准公式一一对应,可得初速度为,加速度为,故A正确,C错误;
B.物体在第内的位移为,故B错误;
D.物体在内的位移为
则物体在内的平均速度为,故D正确;
故选AD。
12. 两质点A、B从同一地点开始运动的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点A的加速度大小为
B. 时,质点B的运动方向发生改变
C. 时,质点B回到出发点
D. 时,质点A、B之间的距离为3m
【答案】AD
【解析】
【详解】A.速度—时间图像斜率表示物体加速度,则,故A正确;
B.在速度—时间图像中,质点B的速度在前后均为负值,速度方向未发生改变,则运动方向不发生改变,故B错误;
C.速度—时间图像与时间轴下部分围成面积表示质点位移为负,与时间轴上部分围成面积表示质点位移为正,则在时,质点B的位移,故C错误;
D.时,由上述分析质点A、B位移分别为,
则此时质点A、B之间的距离,故D正确。
故选AD。
13. 如图所示,一款儿童弹射游戏装置由固定在水平面上的弹射器和5个门组成,两相邻门间的距离均为2m。现一滑块(可视为质点)从O点弹出后做匀减速直线运动,全程不与门相碰且恰好停在门5的正下方。已知滑块在门4和5之间滑行的时间为1s,则下列说法正确的是( )
A. 滑块的加速度大小为
B. 滑块经过门1时的速度是经过门4时速度的2倍
C. 滑块在门1和门3间滑行和在门3和门5间滑行的平均速度之比为
D. 滑块从门1滑行至门2的时间与从门2滑至门5所用的时间之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据逆向思维,可将该运动看成反向从门5开始做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为,根据
代入数据解得,故A错误;
B.根据逆向思维,将该运动看成反向从门5开始做初速度为零的匀加速直线运动,设两相邻门间的距离为x,则滑块经过门1时的速度
滑块经过门4时的速度
所以滑块经过门1时的速度是经过门4时速度的2倍,故B正确;
D.设滑块依次滑过两相邻门的时间间隔分别为、、,,且,根据逆向思维和初速度为零的匀加速直线运动规律可知,滑块滑过相邻的两个门所用时间之比为
可得,,
则滑块从门1滑行至门2的时间与从门2滑至门5所用的时间之比为,故D正确;
C.滑块在门1和门3间滑行和在门3和门5间滑行的时间之比为
根据平均速度
由题分析,可知滑块从门1到门3间的位移等于从门3到门5的位移,故滑块在门1和门3间滑行和在门3和门5间滑行的平均速度之比等于时间反比,则有
故C错误。
故选BD。
第Ⅱ卷
三、作图、实验题。本题共3小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 如图,表面粗糙的斜面固定于水平地面。物块受到沿斜面向上的力作用下,沿斜面向上运动。画出物块受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】物块在力F的作用下沿粗糙斜面向上运动,还受到重力、支持力,重力竖直向下,支持力与接触面垂直;由于斜面粗糙,则还受到沿斜面向下的摩擦力;物体受多力时,作用点统一在重心,沿力的方向画线段,并在末端画箭头表示力的方向,并标注字母以区别不同的力;如下图
15. 某同学用图甲所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律。实验时交流电的频率等于。
(1)打点计时器的打点周期为_______s
(2)为完成此实验,除了图甲中已有的器材外,还需要的实验器材有 (填选项字母)
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 的交流电源 D. 的交流电源
(3)实验过程中,下列做法正确的是 (填选项字母)。
A. 先释放小车,再接通电源
B. 先接通电源,再释放小车
C. 释放前小车应停在靠近滑轮处
D. 释放前小车应停在靠近打点计时器处
(4)实验中得到如图乙所示的纸带,已知计时器打点的时间间隔为,按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点,得到了、、、、等几个计数点,用刻度尺量得、、、。由此可知,打C点时纸带的速度大小为_______,纸带运动的加速度大小为_______(以上结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)0.02 (2)AD (3)BD
(4) ①. 0.26 ②. 0.40
【解析】
【小问1详解】
已知交流电的频率,因此打点周期为
【小问2详解】
测量纸带上点迹之间的距离,必须使用刻度尺。打点计时器本身具有计时功能,不需要秒表。图甲中使用的是“电火花计时器”,电火花计时器直接使用的交流电源
故选AD。
【小问3详解】
AB.实验时应先接通电源,等打点计时器工作稳定后再释放小车,这样可以确保纸带上的第一个点迹清晰且充分利用纸带,故A错误,B正确;
CD.释放前,小车应停在靠近打点计时器的位置,以便打出更多的点,故C错误,D正确;
故选BD。
【小问4详解】
[1]每相邻两个计数点间有4个未标出的点,即5个时间间隔,因此相邻计数点间的时间间隔
由题意可知各段的位移、、、
利用匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度
[2]利用逐差法
16. 某同学用下图所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系,刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐且固定不动。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码个数,依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值,并计算出相应的弹簧伸长量,所得数据见下表(弹簧始终未超过弹性限度,取重力加速度为)。
实验数据记录表:弹簧原长
实验次数
1
2
3
4
5
6
钩码质量m/g
50
100
150
200
250
300
刻度尺的刻度x/cm
14.80
16.85
18.90
21.00
23.20
25.20
弹簧的伸长量
2.20
4.25
8.40
10.60
12.60
(1)根据实验记录的数据,请将第3次实验时弹簧的伸长量填入数据记录表中________。
(2)该同学根据数据记录表,在下图中标出了各次实验数据对应的坐标点,请在图中标出第3次实验对应的坐标点,并作出图线________。
(3)由图中图线可知该弹簧的劲度系数为________N/m(计算结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)6.30
(2) (3)23.6(23.4~23.8)
【解析】
【小问1详解】
第3次实验时弹簧的伸长量为
【小问2详解】
在图中标出第3次实验对应的坐标点,并作出图线如图所示
【小问3详解】
由图2中图线可知该弹簧的劲度系数为
四、计算题:本题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图所示,一质量为的物体静止在水平地面上,该物体与地面间的摩擦因数为0.2,(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且)现将一质量不计、原长为的弹簧,一端固定于物体上,另一端施加一水平拉力。
(1)若当弹簧拉长为时,物体恰好匀速运动,求弹簧的劲度系数多大?
(2)若将弹簧拉长为时,物体所受到的摩擦力大小为多少?
(3)若将弹簧拉长为时,物体所受到的摩擦力大小为多少?
【答案】(1)200N/m (2)2N (3)4N
【解析】
【小问1详解】
当物体恰好匀速运动时,由平衡条件得
代入数据得弹簧的劲度系数为
【小问2详解】
物体所受最大静摩擦力为
此时弹簧的弹力为
因为
所以物体处于静止状态,故物体所受到的摩擦力大小为
【小问3详解】
若将弹簧拉长为时,弹簧的弹力为
因为
所以物体处于加速运动状态,则物体所受到的摩擦力大小为
18. 跳伞运动员做低空跳伞表演,飞机静止在离地面228.5 m处,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动,运动员在距地面103.5 m处打开降落伞,展伞后运动员立即匀减速下降,运动员落地速度大小为,重力加速度取,求:
(1)运动员打开降落伞时的速度大小;
(2)运动员打开降落伞后的加速度;
(3)运动员在空中运动的时间。
【答案】(1)
(2),方向竖直向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
运动员自由落体的位移大小
由速度—位移公式
解得打开降落伞时的速度大小
【小问2详解】
打开降落伞后,设减速时加速度为,取向下为正方向。由速度—位移公式
解得
即加速度大小为,方向竖直向上
【小问3详解】
自由下落时间
减速运动时间
运动员在空中运动的时间
19. 如图所示,甲、乙两辆汽车在平直公路上两条相邻平行车道上行驶,t=0时刻乙车在甲车前方处做匀速直线运动,速度大小为,甲车此时速度为,开始做加速度大小为的匀加速直线运动。甲、乙车上安装有信号发射与接收装置,当甲乙两车距离超过时,甲乙两车不能接收到彼此的通讯信号(忽略两车横向间隙的宽度)。计算结果保留小数点后一位(取)。求:
(1)在甲车追上乙车之前,甲、乙两车之间的最大距离为多少?
(2)当甲乙两车距离最大时,甲车开始匀速运动,乙车立即刹车,刹车阶段加速度大小为,求甲乙两车共速后还需要经过多长时间甲车追上乙车?
(3)在第(2)问情况下,求全程两车能维持通信的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设两车行驶方向为正方向。甲车速度增大,乙车速度不变,两车速度相等时两车间距达到最大。由匀变速直线运动规律,两车共速满足
此时甲车位移满足
代入得。乙车位移为
代入得。所以最大间距为
代入得。
【小问2详解】
在两车间距最大时,甲车速度已增大到,随后甲车做匀速直线运动,乙车以初速度、加速度大小做匀减速直线运动。乙车减速至零满足
乙车刹车位移为
代入得。甲车同期位移为
代入得,所以乙车停止时两车间距为
代入得。乙车停止后,甲车以匀速追赶,所需时间满足
解得,故从两车间距最大到甲车追上乙车所需时间为。
【小问3详解】
前一阶段(甲车开始加速至两车共速前),两车间距由初始间距加上乙车位移再减去甲车位移得到。结合通信上限和前一阶段的时间范围,可得第一次达到通信距离上限的时刻为(另一根为,不在该阶段),所以第一次通信时长为。以两车间距最大时为计时起点,设其后时间为。乙车刹车期间两车间距满足
再次达到通信距离上限时满足
解得
从再次接通到甲车追上乙车的通信时长为。
甲车追上乙车后,乙车已停止,甲车继续以匀速前进;再次达到所需时间为
代入得。因此全程能保持通信的总时间为
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