精品解析:四川南充高级中学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:
南充高中高2026级高一上期中考试
物理试题
(总分:100分考试时间:75分钟)
一、单项选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意。)
1. 关于质点和参考系,下列说法中正确的是( )
A. 质点就是体积很小的物体
B. 研究人造地球卫星绕地球一周的时间时,卫星不可以看作质点
C. “两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
D. 升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的
2. 运动员沿直线进行百米赛跑,前用时,后用时,最终以的速度冲过终点,则运动员在百米赛跑全过程中( )
A. 一定做匀速直线运动 B. 一定做匀加速直线运动
C. 平均速度为 D. 平均速度为
3. 两物体均做匀变速直线运动,甲的加速度,乙的加速度,以下判断正确的是( )
A. 两个物体的运动方向相反
B. 甲的加速度大小大于乙的加速度大小
C. 甲一定做匀加速运动,乙一定做匀减速运动
D. 相同时间内甲的速度变化量大小小于乙的速度变化量大小
4. 下列说法正确的是( )
A. 重力的方向总是竖直向下
B. 形状规则的物体重心一定在其几何中心
C. 物体的重心一定在物体上
D. 如果把某一物体由海南搬到北京,物体所受重力不会发生改变
5. 物体做直线运动时,位移随时间的变化关系为,下列说法正确的是( )
A. 物体的加速度为4m/s2
B. 物体2s内的位移为20m
C. 物体2s末的速度为19m/s
D. 前2s内的平均速度为10m/s
6. 如图,某同学把瓶中水竖直缓慢倒出,此过程中瓶子始终保持静止,下列说法正确的是( )
A. 瓶子对手的摩擦力可能不变
B. 瓶子对手的摩擦力一定减小
C. 手握瓶子的弹力一定不变
D. 手对瓶子的弹力是因为瓶子发生形变产生的
7. 某物体的运动图像如图所示,第末图线的切线与轴平行,第末后的图线为直线,下列说法正确的是( )
A. 第末质点的速度大小为
B. 第末质点运动方向发生改变
C. 第末质点的速度为
D. 0~2s内质点的平均速率为
8. 为了测试子弹的穿透力,现在用子弹射穿苹果。某次测试子弹穿透了36个被紧挨排列固定在一起的苹果后速度恰好减为零,子弹穿透36个苹果的总时间为t,已知子弹可以视为质点,子弹穿透苹果的过程可视为匀减速运动,下列说法正确的是( )
A. 子弹在前时间内穿透了21个苹果
B. 子弹穿透前32个苹果所用时间为
C. 子弹穿透第21个苹果所用时间为
D. 子弹穿透第1个与最后1个苹果所用的时间之比为
二、多项选择题(本题共4个小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对得5分,选对但不全得3分,有错选得0分。)
9. 下列说法中符合事实的是( )
A. 用定义加速度属于“比值定义法”,说明a与成简单的正比关系
B. 教材中匀变速直线运动的位移时间关系的分析利用了类比的思想
C. 用平面镜反射激光观察按压桌面的微小形变,其利用了“放大”的思想方法
D. 伽利略采用了推理和实验相结合的方法研究了自由落体运动的规律
10. 如图所示,用水平力F将物体A和B紧压在竖直墙上不动,如果只有B物体左面是光滑的,其余各接触面都是粗糙的,则下列说法正确的是( )
A. B物体右侧受向上的摩擦力
B. A物体左侧受到摩擦力大小等于右侧受到的摩擦力大小
C. 增大水平推力F,A物体左、右两侧摩擦力都变大
D. A物体左侧受向下的摩擦力,右侧受向上的摩擦力
11. 两位同学在教学楼上做自由落体与竖直上抛运动实验,甲同学在五楼将小球A自由释放,乙同学在三楼同时将小球B以某一初速度竖直上抛。当B球到达最高点时,A球下落的高度为h,再经过时间t后,两球恰好同时落地,小球A、B不在同一条竖直线上,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A. 甲同学释放点离地高度为
B. 甲同学释放点离地高度为
C. 若两位同学均各下一层楼重做以上实验,小球A先落地
D. 若两位同学均各下一层楼重做以上实验,小球B先落地
12. 一辆警车以的速度自东向西行驶,经过一十字路口时,发现一名犯罪嫌疑人驾驶摩托车,对向行驶经过该路口(速度为),于是警车立即减速到并调头追赶。已知警车加、减速的加速度大小均为,最大速度为,摩托车的最大加速度为,最大速度为。为确保安全,警车第1次追上摩托车时速度等于,并喊话让犯罪嫌疑人靠边停车,但犯罪嫌疑人想逃逸,摩托车开始加速,加速至最大速度后匀速行驶,同时警车也再次开始加速,在与摩托车等速时恰好第2次追上,忽略调头过程警车的运动路程和时间,下列说法正确的是( )
A. 第1次追上之前,两车的最大距离为200m
B. 从在路口相遇到第1次追上,用时21s
C. 第1次追上后,警车经过加速、匀速、减速直到第2次追上
D. 从在路口相遇到第2次追上,摩托车的位移约572m
三、实验题题(本题共2小题,每空2分,共16分)
13. 物理实验课上,小明同学做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验装置如图甲所示。他多次改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,然后作出弹簧弹力F和弹簧长度x的关系图像如图乙所示。
(1)装置如图甲所示,下列说法正确的是( )
A. 实验前,应该先把弹簧水平放置测其原长
B. 逐一增挂钩码,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态再读数
C. 为了减小实验误差,可以无限制增加钩码个数,从而多读几组数据
(2)由图乙可知,弹簧的劲度系数______。(结果均保留2位有效数字)
(3)做此实验时,小王同学忘记测量弹簧原长,其他操作与小明一致,这对测得的劲度系数k______(选填“有”或“没有”)影响。
14. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再滑行一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示,物块连结于图乙纸带的左侧,打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)实验小组使用的是电火花打点计时器,使用_____V_____电源(填交流或直流)。
(2)计数点4对应的速度大小__________(保留两位有效数字)。
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为__________(保留三位有效数字)。
(4)重物落地瞬间,物块的速度为__________(保留三位有效数字)。
四、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分。有数字计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 如图所示,一质量不计的弹簧原长为x0=12cm,一端固定于质量m=3kg的物体上,另一端一水平拉力F。物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.225,当弹簧拉长至x1=16.5cm时,物体恰好向右匀速运动(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内,);
(1)若将弹簧压缩至x2=8cm,求物体受到的摩擦力大小及方向。
(2)若将弹簧拉长至x3=18cm ,求物体体受到的摩擦力大小及方向。
16. 某小区的矩形“数字水墙”如图甲所示,水墙的顶端水平横梁上装有很多个独立竖直向下的出水孔,通过计算机程序精确地开启或关闭出水孔,能够让水滴自由下落,水滴下落过程中在空中可组合成一些图案或文字。某一瞬间水墙显示数字“19:44”,如图乙为数字“4”下落过程的示意图。已知水墙的出水孔到地面的距离。已知,不计空气阻力,求:
(1)刚形成数字“4”时,最上方水滴B刚开始下落,此时数字高度为,此时数字“4”最下方水滴A的速度v;
(2)从完整形成数字“4”开始计时,到数字“4”最下方水滴A刚到达地面时,最下方水滴A的运动时间t;
(3)当数字“4”最下方水滴A刚到达地面时,数字“4”的高度。
17. 如图所示,公路上有一列自行车队以5m/s的速度正在匀速行驶,相邻车间距为25m,后面有一辆摩托车以20m/s的速度同向行驶,当它距离车队最后一辆车25m时刹车,以的加速度做匀减速运动,摩托车在车队旁边行驶而过,设车队车辆数足够多,所有车均视为质点。求:
(1)摩托车刹车过程运动的路程;
(2)摩托车最多与多少辆自行车相遇;
(3)摩托车从赶上车队到离开车队,共经历多长时间。(答案可保留根号)
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南充高中高2026级高一上期中考试
物理试题
(总分:100分考试时间:75分钟)
一、单项选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意。)
1. 关于质点和参考系,下列说法中正确的是( )
A. 质点就是体积很小的物体
B. 研究人造地球卫星绕地球一周的时间时,卫星不可以看作质点
C. “两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
D. 升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的
【答案】C
【解析】
【详解】A.质点的判定依据是物体的大小、形状对所研究问题的影响是否可忽略,与物体自身实际体积大小无必然联系,例如研究地球绕太阳公转时,体积很大的地球可视为质点,研究原子内部结构时,体积极小的原子不可视为质点,故A错误;
B.研究人造地球卫星绕地球的运行周期时,卫星自身的大小、形状相对于卫星的轨道尺度可完全忽略,对周期计算无影响,因此卫星可以看作质点,故B错误;
C.诗句中描述轻舟的运动,是观察到轻舟相对于“万重山”的位置不断发生变化,因此是以“万重山”为参考系的,故C正确;
D.观察到国旗冉冉升起,是描述国旗相对于地面(或旗杆)的位置不断升高,若以国旗自身为参考系,国旗是静止的,因此观察者不可能以国旗为参考系,故D错误。
故选C。
2. 运动员沿直线进行百米赛跑,前用时,后用时,最终以的速度冲过终点,则运动员在百米赛跑全过程中( )
A. 一定做匀速直线运动 B. 一定做匀加速直线运动
C. 平均速度为 D. 平均速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀速直线运动的定义是物体沿直线运动且瞬时速度保持不变,全程任意相等时间内的位移相等。本题中前60m的平均速度为
后40m的平均速度为
两段平均速度差异明显,且冲线瞬时速度为12m/s,说明运动过程速度是变化的,不可能做匀速直线运动,故A错误;
B.匀加速直线运动的核心特征是加速度恒定,速度随时间均匀变化,需要满足连续相等时间内的位移差为定值()。题目仅给出两段位移的总用时,未提供运动过程中任意时刻的速度、位移变化规律,无法证明加速度恒定,运动员的运动过程可能存在变速调整,并非一定做匀加速直线运动,故B错误;
CD.根据平均速度的定义,全过程平均速度为总位移与总时间的比值。百米赛跑总位移
总时间
因此平均速度,故C正确,D错误。
故选C。
3. 两物体均做匀变速直线运动,甲的加速度,乙的加速度,以下判断正确的是( )
A. 两个物体的运动方向相反
B. 甲的加速度大小大于乙的加速度大小
C. 甲一定做匀加速运动,乙一定做匀减速运动
D. 相同时间内甲的速度变化量大小小于乙的速度变化量大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.加速度的正负仅表示加速度方向与规定正方向的相对关系,题目未给出两物体的速度方向,无法确定两物体的运动方向是否相反,运动方向可能相同也可能相反,故A错误;
B.加速度的大小为其绝对值,甲的加速度大小为,乙的加速度大小为,因此甲的加速度大小小于乙的加速度大小,故B错误;
C.物体做匀加速运动或匀减速运动,由加速度方向与速度方向的关系决定:二者同向时做匀加速运动,反向时做匀减速运动。题目未给出两物体的速度方向,无法确定甲、乙的具体运动性质,故C错误;
D.根据加速度定义式,可得相同时间内的速度变化量大小为。因为甲的加速度大小小于乙的加速度大小,所以相同时间内甲的速度变化量大小小于乙的速度变化量大小,故D正确。
故选D。
4. 下列说法正确的是( )
A. 重力的方向总是竖直向下
B. 形状规则的物体重心一定在其几何中心
C. 物体的重心一定在物体上
D. 如果把某一物体由海南搬到北京,物体所受重力不会发生改变
【答案】A
【解析】
【详解】A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,其方向始终竖直向下,故A正确;
B.形状规则的物体,只有同时满足质量分布均匀的条件,重心才与几何中心重合,若质量分布不均匀,重心会偏离几何中心,故B错误;
C.重心是物体各部分所受重力的等效作用点,位置不一定在物体上,例如质量均匀分布的圆环,重心在圆心处,不在圆环实体上,故C错误;
D.物体所受重力满足
重力加速度随纬度升高而增大,北京纬度高于海南,同一物体在北京受到的重力更大,故D错误。
故选A。
5. 物体做直线运动时,位移随时间的变化关系为,下列说法正确的是( )
A. 物体的加速度为4m/s2
B. 物体2s内的位移为20m
C. 物体2s末的速度为19m/s
D. 前2s内的平均速度为10m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀变速直线运动的位移时间公式为
将题干给出的位移关系与公式对比,可得初速度为
根据
得加速度为,故A错误;
B.将代入位移公式,得2s内位移为,故B错误;
C.根据匀变速直线运动速度公式
代入得物体2s末的速度,故C正确;
D.前2s内的平均速度,故D错误。
故选C。
6. 如图,某同学把瓶中水竖直缓慢倒出,此过程中瓶子始终保持静止,下列说法正确的是( )
A. 瓶子对手的摩擦力可能不变
B. 瓶子对手的摩擦力一定减小
C. 手握瓶子的弹力一定不变
D. 手对瓶子的弹力是因为瓶子发生形变产生的
【答案】B
【解析】
【详解】AB.以瓶子和瓶子中的水为研究对象,由平衡条件可知,手对瓶子的摩擦力大小等于瓶子和瓶子中的水的重力大小,水不断流出,瓶子和瓶子中的水的重力变小,则手对瓶子的摩擦力变小,根据牛顿第三定律可知瓶子对手的摩擦力减小,故A错误,B正确;
C.根据题意无法判断手握瓶子的弹力如何变化,故C错误;
D.根据弹力产生的条件可知手对瓶子的弹力是因为手发生形变产生的,故D错误。
故选B。
7. 某物体的运动图像如图所示,第末图线的切线与轴平行,第末后的图线为直线,下列说法正确的是( )
A. 第末质点的速度大小为
B. 第末质点运动方向发生改变
C. 第末质点的速度为
D. 0~2s内质点的平均速率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.x-t 图像的斜率为瞬时速度,第末图线的切线与轴平行,x-t 图像的斜率为0,即第末质点的速度为0,故A错误;
B.由图像斜率可知,质点速度在0~1s为正,1~3s为负,第2s末质点运动方向不改变,故B错误;
C.由2~3s图像为直线可知,质点在2~3秒做匀速直线运动,第3s末质点的速度,方向为负,故C错误;
D.0~2s质点由位置沿直线运动到位置,再返回位置,全程路程;
0~2s质点平均速率,故D正确;
故选D。
8. 为了测试子弹的穿透力,现在用子弹射穿苹果。某次测试子弹穿透了36个被紧挨排列固定在一起的苹果后速度恰好减为零,子弹穿透36个苹果的总时间为t,已知子弹可以视为质点,子弹穿透苹果的过程可视为匀减速运动,下列说法正确的是( )
A. 子弹在前时间内穿透了21个苹果
B. 子弹穿透前32个苹果所用时间为
C. 子弹穿透第21个苹果所用时间为
D. 子弹穿透第1个与最后1个苹果所用的时间之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.子弹的运动为匀减速到零的直线运动,可逆向看为初速度为0的匀加速直线运动。初速度为0的匀加速直线运动,通过连续相等时间内位移之比为,则前时间内穿透的苹果个数为,故A错误;
B.设每个苹果被穿透的长度为,则
子弹穿透最后4个苹果所用时间为,则有
解得
子弹穿透前32个苹果所用时间为,故B错误;
C.子弹穿透最后15个苹果所用时间为,则有
子弹穿透最后16个苹果所用时间为,则有
其中
子弹穿透第21个苹果所用时间,故C正确;
D.子弹穿透后35个苹果所用时间为,则有
子弹穿透第1个苹果所用时间
子弹穿透最后1个苹果所用的时间为则有
子弹穿透第1个与最后1个苹果所用的时间之比为,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共4个小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对得5分,选对但不全得3分,有错选得0分。)
9. 下列说法中符合事实的是( )
A. 用定义加速度属于“比值定义法”,说明a与成简单的正比关系
B. 教材中匀变速直线运动的位移时间关系的分析利用了类比的思想
C. 用平面镜反射激光观察按压桌面的微小形变,其利用了“放大”的思想方法
D. 伽利略采用了推理和实验相结合的方法研究了自由落体运动的规律
【答案】CD
【解析】
【详解】A.用定义加速度属于“比值定义法”,但a与不是简单的正比关系,加速度a由物体所受合外力决定,不由决定,故A错误;
B.匀变速直线运动的位移时间关系的分析使用了“微元法”的思想,将v-t图像与x轴围成的面积看作物体的位移,故B错误;
C.用平面镜反射激光观察按压桌面的微小形变,是光杠杆放大法,利用了“微小量放大法”的思想,故C正确;
D.伽利略研究自由落体运动,是在“斜面实验”的基础上进行逻辑推理,故D正确;
故选CD。
10. 如图所示,用水平力F将物体A和B紧压在竖直墙上不动,如果只有B物体左面是光滑的,其余各接触面都是粗糙的,则下列说法正确的是( )
A. B物体右侧受向上的摩擦力
B. A物体左侧受到摩擦力大小等于右侧受到的摩擦力大小
C. 增大水平推力F,A物体左、右两侧摩擦力都变大
D. A物体左侧受向下的摩擦力,右侧受向上的摩擦力
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设两物体的重力大小分别为和,两物体间的静摩擦力大小为,墙对物体的静摩擦力大小为;和分别表示两物体间、墙与物体间的正压力大小。隔离物体,其左面光滑,竖直方向只受重力和物体施加的静摩擦力。为保持静止,该摩擦力必竖直向上。两物体的隔离受力如图所示
对物体,水平方向的平衡条件给出
竖直方向的平衡条件给出
因此,故A正确;
BD.根据牛顿第三定律,物体对物体的静摩擦力竖直向下,大小仍为。物体受到自身重力和左侧向下的摩擦力,故墙对它的静摩擦力必须竖直向上。对物体,水平方向的平衡条件给出
竖直方向的平衡条件给出
于是,故B错误,D正确;
C.增大水平推力时,两接触面的正压力增大,最大静摩擦力随之增大;但两物体仍静止时,实际静摩擦力由前述平衡关系确定,其大小均不变,故C错误。
故选AD。
11. 两位同学在教学楼上做自由落体与竖直上抛运动实验,甲同学在五楼将小球A自由释放,乙同学在三楼同时将小球B以某一初速度竖直上抛。当B球到达最高点时,A球下落的高度为h,再经过时间t后,两球恰好同时落地,小球A、B不在同一条竖直线上,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A. 甲同学释放点离地高度为
B. 甲同学释放点离地高度为
C. 若两位同学均各下一层楼重做以上实验,小球A先落地
D. 若两位同学均各下一层楼重做以上实验,小球B先落地
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设小球到达最高点所用时间为,甲同学释放点离地高度为。小球由静止自由下落,由自由落体位移公式有,解得
小球从释放到落地共经历,所以释放点离地高度为,故A错误,B正确;
CD.保持小球的上抛初速度不变,设其大小为,原来两球同时落地的总时间为,小球原抛出点离地高度为。取竖直向上为正方向,由匀变速直线运动的位移公式,两球原来从抛出到落地的位移分别满足,
两式相减得两球初始高度差为
两释放点均降低一层楼,初始高度差不变;保持初速度不变,两球各自的落地时间均提前。设重做实验中第一只球落地的时间为,则
此时两球距地高度之差记为,由两球的位移关系得
第一只球落地时,小球仍在小球上方,因此小球先落地,故C错误,D正确。
故选BD。
12. 一辆警车以的速度自东向西行驶,经过一十字路口时,发现一名犯罪嫌疑人驾驶摩托车,对向行驶经过该路口(速度为),于是警车立即减速到并调头追赶。已知警车加、减速的加速度大小均为,最大速度为,摩托车的最大加速度为,最大速度为。为确保安全,警车第1次追上摩托车时速度等于,并喊话让犯罪嫌疑人靠边停车,但犯罪嫌疑人想逃逸,摩托车开始加速,加速至最大速度后匀速行驶,同时警车也再次开始加速,在与摩托车等速时恰好第2次追上,忽略调头过程警车的运动路程和时间,下列说法正确的是( )
A. 第1次追上之前,两车的最大距离为200m
B. 从在路口相遇到第1次追上,用时21s
C. 第1次追上后,警车经过加速、匀速、减速直到第2次追上
D. 从在路口相遇到第2次追上,摩托车的位移约572m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.结合题述画出两车运动的速度时间图像如图所示,其中,
警车调头后,第1次追上摩托车之前,两车同向运动,且速度相等时,间距最大。图像中面积代表位移,则有,故A错误;
B.以及时间段内加速(或减速)持续的时间均为
设在时第1次追上,期间警车以最大速度匀速运动的时间为,则有
可得,,故B正确;
C.设从第1次追上到第2次追上用时,摩托车速度从加速至所用的时间为
警车加速度较小,则此过程警车未达到最大速度,警车与摩托车共速时,时间为
根据图像由三角形面积相等可得数值关系有
解得
警车加速时间为
此阶段警车的最大速度
则在第2次追及过程中,警车先加速后减速,故C错误;
D.从在路口相遇到第2次追上,摩托车的位移,故D正确。
故选BD。
三、实验题题(本题共2小题,每空2分,共16分)
13. 物理实验课上,小明同学做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”的实验装置如图甲所示。他多次改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,然后作出弹簧弹力F和弹簧长度x的关系图像如图乙所示。
(1)装置如图甲所示,下列说法正确的是( )
A. 实验前,应该先把弹簧水平放置测其原长
B. 逐一增挂钩码,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态再读数
C. 为了减小实验误差,可以无限制增加钩码个数,从而多读几组数据
(2)由图乙可知,弹簧的劲度系数______。(结果均保留2位有效数字)
(3)做此实验时,小王同学忘记测量弹簧原长,其他操作与小明一致,这对测得的劲度系数k______(选填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)B (2)50
(3)没有
【解析】
【小问1详解】
A.本实验弹簧是竖直悬挂使用的,为了消除弹簧自身重力的影响,应该在竖直悬挂且未挂钩码时测量其原长,故A错误;
B.逐一增挂钩码,应保证弹簧竖直且平衡后再读数,能准确测量弹力与对应弹簧长度,故B正确;
C.弹簧有一定的弹性限度,不能无限制增加钩码个数,超出弹性限度后胡克定律不再适用,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
根据胡克定律可知图线的斜率等于弹簧的劲度系数,则弹簧的劲度系数为
【小问3详解】
根据胡克定律可知,图像的斜率表示劲度系数。忘记测量弹簧原长只会影响图像与横轴的交点,不会改变图像的斜率,因此对测得的劲度系数没有影响。
14. 某同学利用图甲所示的实验装置,探究物体在水平桌面上的运动规律,物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再滑行一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示,物块连结于图乙纸带的左侧,打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)实验小组使用的是电火花打点计时器,使用_____V_____电源(填交流或直流)。
(2)计数点4对应的速度大小__________(保留两位有效数字)。
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为__________(保留三位有效数字)。
(4)重物落地瞬间,物块的速度为__________(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 220 ②. 交流
(2)0.80 (3)2.00
(4)1.28
【解析】
【小问1详解】
[1]电火花打点计时器使用额定电压为的电源。
[2]电火花打点计时器使用交流电源。
【小问2详解】
纸带左侧连接物块,因此越靠近物块的点打出得越晚,计数点打出的时间顺序为11到1。每5个点取1个计数点,相邻计数点的时间间隔为
令表示图中计数点与之间的距离,4点的瞬时速度
保留两位有效数字,
【小问3详解】
重物落地后的减速阶段,五段连续位移按时间顺序依次为,,,和,即图中的到。分别对前四段和后四段按前后各两段分组,将两次逐差结果取平均,由逐差法得
保留三位有效数字,物块减速运动的加速度大小为
【小问4详解】
重物落地前,点11到点7的四段位移按时间顺序为,,和,物块做匀加速运动。设该阶段加速度大小为,按前后各两段分组,由逐差法得
点7到点6的位移为,不符合前后任一匀变速阶段的位移递变规律,所以重物落地发生在这一间隔内。匀变速运动中,区间平均速度等于初、末速度的平均值;结合区间内的速度变化量,点7的速度为
点6到点5属于匀减速运动,同理,点6的速度为
取物块运动方向为正,设从打出点7到重物落地经历时间,落地瞬间物块的速度为。落地前的速度关系为
落地到打出点6的时间为,落地后的速度关系为
联立并消去,将上述结果代入,得
四、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分。有数字计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 如图所示,一质量不计的弹簧原长为x0=12cm,一端固定于质量m=3kg的物体上,另一端一水平拉力F。物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.225,当弹簧拉长至x1=16.5cm时,物体恰好向右匀速运动(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内,);
(1)若将弹簧压缩至x2=8cm,求物体受到的摩擦力大小及方向。
(2)若将弹簧拉长至x3=18cm ,求物体体受到的摩擦力大小及方向。
【答案】(1)6N,方向向右;(2)6.75N,方向向左
【解析】
【详解】(1)匀速运动时,根据平衡条件得
解得
最大静摩擦力为
若将弹簧压缩至x2=8cm,弹簧的弹力为
则物体处于静止状态,物体所受的摩擦力为静摩擦力,大小为6N,弹力方向向左,摩擦力方向向右;
(2)若将弹簧拉长至x3=18cm ,弹簧的弹力为
物体向右运动,物体受到滑动摩擦力,大小为6.75N,方向向左。
16. 某小区的矩形“数字水墙”如图甲所示,水墙的顶端水平横梁上装有很多个独立竖直向下的出水孔,通过计算机程序精确地开启或关闭出水孔,能够让水滴自由下落,水滴下落过程中在空中可组合成一些图案或文字。某一瞬间水墙显示数字“19:44”,如图乙为数字“4”下落过程的示意图。已知水墙的出水孔到地面的距离。已知,不计空气阻力,求:
(1)刚形成数字“4”时,最上方水滴B刚开始下落,此时数字高度为,此时数字“4”最下方水滴A的速度v;
(2)从完整形成数字“4”开始计时,到数字“4”最下方水滴A刚到达地面时,最下方水滴A的运动时间t;
(3)当数字“4”最下方水滴A刚到达地面时,数字“4”的高度。
【答案】(1),方向竖直向下
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
刚形成数字“4”时,最上方水滴刚开始下落,即位于出水孔处且速度为零,而最下方水滴已从出水孔自由下落了。由自由落体运动的速度与位移关系
解得
【小问2详解】
计时开始时水滴具有向下的初速度,由图乙可知出水孔到地面距离为,故距地面的高度为
此后只受重力,做加速度为的匀加速直线运动。由匀变速直线运动位移公式
代入数据解得(负值舍去)
【小问3详解】
从计时开始到落地经历的时间为,此段时间内最上方水滴从出水孔由静止开始自由下落,下落高度为
此时距地面的高度为
而恰好在地面,由图乙可知数字“4”的高度即为最上方水滴与最下方水滴之间的竖直距离,故
17. 如图所示,公路上有一列自行车队以5m/s的速度正在匀速行驶,相邻车间距为25m,后面有一辆摩托车以20m/s的速度同向行驶,当它距离车队最后一辆车25m时刹车,以的加速度做匀减速运动,摩托车在车队旁边行驶而过,设车队车辆数足够多,所有车均视为质点。求:
(1)摩托车刹车过程运动的路程;
(2)摩托车最多与多少辆自行车相遇;
(3)摩托车从赶上车队到离开车队,共经历多长时间。(答案可保留根号)
【答案】(1)400m
(2)9 (3)
【解析】
【小问1详解】
由速度与位移关系公式
解得摩托车刹车过程运动的路程
【小问2详解】
设摩托车与某一辆自行车速度相同时需要时间,则有
解得
在此段时间内摩托车前行距离
自行车前行距离
摩托车相遇的自行车辆数为
【小问3详解】
设摩托车与相距最近的自行车相遇需要的时间为,则有位移关系
解得,
可得时刻时摩托车的速度
说明摩托车离开车队时,摩托车已经停止,故舍去。
摩托车从开始减速到离开车队的时间
则两车相遇经历的时间
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