精品解析:湖北襄阳市第四中学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:
襄阳四中2026级高一上学期质量检测(一)
物理试题
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符号题目要求,第8-10题有多项符合题目要求,每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 位移、速度、加速度的定义都运用了“比值定义法”
B. 伽利略对自由落体的研究,应用了实验和逻辑推理相结合的方法
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代法
D. 根据速度的定义,当∆t非常小时,就可以用∆t时间内的平均速度表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了微元法
2. 某物体沿直线运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体在第2s末返回出发点
B. 物体在第1s末运动方向发生变化
C. 在内和在内的加速度不相同
D. 物体的平均速率为零
3. 小蚂蚁从点沿着边长为的立方体三条棱、、运动到点,在三条棱上运动的时间相同,则小蚂蚁( )
A. 从运动到的位移大小为
B. 从到的位移与从到的位移相同
C. 从到的平均速度大小是从到平均速度大小的倍
D. 从到的平均速度大小是从到平均速度大小的倍
4. 如图所示为测量木块与平板小车间摩擦力的装置,其中电动机固定在水平桌面上,弹簧测力计竖直固定、轻绳AB、CD平行桌面,电动机带动平板小车向左运动,不计空气阻力和滑轮的摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 该实验要求桌面必须尽可能光滑
B. 当平板小车和木块一起向左缓慢移动时,弹簧测力计的示数在增大,显示木块和平板小车之间的滑动摩擦力也在增大
C. 当平板小车向左匀速运动时,木块静止不动,弹簧测力计的指针稳定时的示数等于木块和平板小车之间的滑动摩擦力
D. 当平板小车向左加速运动时,木块静止不动,弹簧测力计的指针稳定时的示数小于木块和平板小车之间的滑动摩擦力
5. 图中a、b、c为三物块,M、N为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的细绳,它们连接如图并处于平衡状态,则有可能( )
A. N处于拉伸状态而M处于压缩状态.
B. N处于压缩状态而M处于拉伸状态.
C. N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态.
D. N、M均处于不伸不缩状态.
6. 如图,A、B两个物块叠加后静止在竖直的轻弹簧上, A与竖直墙面接触,弹簧在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 物块A、B接触面可能光滑
B. 物块A最多可能受5个力
C. 物块A对物块B的作用力一定垂直接触面向下
D. 弹簧对物块B的作用力等于物块A、B的总重力
7. 测速仪安装有超声波发射和接收装置,如图所示,B为测速仪,A为汽车,当两者相距325 m时,B此时发出超声波,同时A开始做匀减速直线运动。当B接收到被A反射回来的超声波信号时,A、B相距345 m,此时A恰好停止运动。已知声速为340 m/s,则下列说法正确的是( )
A. 经1 s,B接收到返回的超声波
B. 从发射超声波到超声波追上A车过程中,A车前进了10 m
C. A车加速度的大小为10 m/s2
D. B发出超声波时,A车此时的速度大小为15 m/s
8. 随着科技的进步,机器狗的应用越来越普及,机器狗四次取送货物做直线运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 第一次图线所围的“面积”表示时间,速度从0增加到时用时30 s
B. 第二次图线的“斜率”表示加速度的2倍,加速度为
C. 第三次图线表示做初速度为,加速度为的匀加速直线运动
D. 第四次图线的“斜率”表示加速度的一半,加速度大小为
9. 某人驾驶一辆汽车正在平直的公路上以某一速度匀速运动,突然发现有紧急情况。司机立即刹车,刹车后汽车做匀减速直线运动。已知汽车刹车后第1个2s内的位移是24m,第4个2s内的位移是1m。下列说法正确的是( )
A. 汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
B. 汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
C. 汽车刹车后第4s末的速度大小为6m/s
D. 汽车刹车后第3个2s内的位移为8m
10. 在粗糙水平地面上放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD,正方体与地面间的动摩擦因数为μ,在正方体右侧有一竖直光滑墙壁,如图所示,在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的球,球的球心为O,OB与竖直方向的夹角为θ,正方体和球均保持静止,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 仅改变球的质量,其余条件不变,为保证正方体仍处于静止状态,球的质量应小于
B. 将正方体向左推动很小一段距离,其余条件不变,系统仍保持静止,正方体受到的摩擦力不变
C. 当正方体的右侧面AB到墙壁的距离小于时,无论球的质量是多少,正方体都不会滑动
D. 改变正方体到墙壁的距离,系统始终保持静止,则的最大值为
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,装置如图甲所示,木板平放在桌面上,其中固定橡皮筋的图钉位于点,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。
(1)关于本实验的操作,下列说法正确的是________
A. 为减小实验误差,两条细绳必须等长
B. 拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板,且与木板平面平行
C. 在同一组实验中,只要橡皮筋伸长量相同就代表两次力的作用效果相同
(2)如图乙所示,此时弹簧测力计示数为________N;
(3)绳中拉力记为,绳中拉力记为,合力记为,改变、的大小和夹角,重复实验,测得多组、和的数值。若不考虑测量误差,同一组数据中、和的大小关系不可能是________
A. , B. ,
C. D.
(4)某同学先用两个弹簧测力计互成角度地拉住两个细绳套,使橡皮条伸长到O点位置,接下来他保持两个弹簧测力计的示数不变,减小两个拉力的夹角,则橡皮条的伸长量与刚才相比______(填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴的落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为25Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论;
(1)水滴滴落的时间间隔为______s。
(2)小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示,根据数据计算当地重力加速度______;D点处水滴此时的速度______。(结果均保留三位有效数字)
(3)小黄同学怀疑自己的测量结果不是很符合当地的重力加速度值,于是他打开手机上的测量APP(phyphox),利用其中的加速度传感器测出当地的重力加速度值为,你认为造成上述实验与手机加速度传感器测量有差别的原因是______(写出一种即可)。
13. 如图所示,质量为4 kg的斜劈与竖直墙面间的动摩擦因数,外力方向垂直于斜劈面,斜劈倾角,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力(取,,),求:
(1)当时,墙受到的摩擦力;
(2)当斜劈沿墙面竖直向上匀速滑动时,外力的大小。
14. 如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面,最后停在C点,现每隔0.2s通过传感器测量物体的运动速率v,下表给出了部分测量数据,设物体在斜面和水平面上运动时速度都随时间均匀变化且经过B点前后瞬间的速率相等,求:
t(s)
0.0
0.2
0.4
0.6
……
1.4
1.6
……
v(m/s)
0.0
0.0
1.0
2.0
……
1.1
0.7
……
(1)物体在AB段和BC段的加速度a1和a2;
(2)物体运动到B点时的速率vB;
(3)物体在最后1.25s内运动的位移大小x(此小题结果可用分数表示)。
15. 如图甲所示,可视为质点的质量均为的物块A、B,通过劲度系数的轻弹簧相连静止在水平面上,此时两者间距离,物块A套在固定的竖直杆上。已知弹簧原长,弹簧形变量均在弹性限度范围内。取,,。
(1)求B此时所受的摩擦力;
(2)现把B固定,对A施加竖直向上的力F,使A沿杆缓慢上升,力F大小随上升高度h的变化如图乙所示。已知c点对应的高度,物块A与杆间动摩擦因数。求:
①使A物体刚离开地面时的力F的数值;
②的数值;
③a的数值。
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襄阳四中2026级高一上学期质量检测(一)
物理试题
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符号题目要求,第8-10题有多项符合题目要求,每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 位移、速度、加速度的定义都运用了“比值定义法”
B. 伽利略对自由落体的研究,应用了实验和逻辑推理相结合的方法
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代法
D. 根据速度的定义,当∆t非常小时,就可以用∆t时间内的平均速度表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了微元法
【答案】B
【解析】
【详解】A.比值定义法是通过两个物理量的比值定义新物理量,位移是初位置到末位置的有向线段,不属于比值定义法,仅速度、加速度采用了比值定义法,故A错误;
B.伽利略研究自由落体运动时,因无法精确测量自由下落的短时间,先通过斜面实验测量小球的运动规律,再结合逻辑推理将斜面倾角外推至90°(即自由下落场景),采用了实验和逻辑推理相结合的方法,故B正确;
C.用质点代替物体是忽略物体大小、形状等次要因素,属于理想模型法,故C错误;
D.当非常小时,用时间内的平均速度表示瞬时速度,利用的是的极限思想,属于极限法,故D错误。
故选B。
2. 某物体沿直线运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体在第2s末返回出发点
B. 物体在第1s末运动方向发生变化
C. 在内和在内的加速度不相同
D. 物体的平均速率为零
【答案】C
【解析】
【详解】AB.物体在内速度一直为正,则第2s末没有返回出发点,在第1s末运动方向没有发生变化,AB错误;
C.图像的斜率等于加速度,可知物体在内和在内的加速度不相同,C正确;
D.平均速率等于路程和时间的比值,物体的路程不为零,则平均速率不为零,D错误。
故选C。
3. 小蚂蚁从点沿着边长为的立方体三条棱、、运动到点,在三条棱上运动的时间相同,则小蚂蚁( )
A. 从运动到的位移大小为
B. 从到的位移与从到的位移相同
C. 从到的平均速度大小是从到平均速度大小的倍
D. 从到的平均速度大小是从到平均速度大小的倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.a到c位移大小为,不是,故A错误;
B.a到c的位移大小为,b到d的位移大小为
二者大小相同,但是方向不同,故位移不相同,故B错误;
C.设蚂蚁在每条棱的运动时间为,a到b的位移大小为,平均速度大小
a到c的位移大小为,总运动时间为,平均速度大小
可得,即a到b的平均速度是a到c平均速度的倍,故C正确;
D.a到d的位移是立方体的体对角线,大小为,总运动时间为,平均速度大小
对比a到b的平均速度
可知,故D错误。
故选C。
4. 如图所示为测量木块与平板小车间摩擦力的装置,其中电动机固定在水平桌面上,弹簧测力计竖直固定、轻绳AB、CD平行桌面,电动机带动平板小车向左运动,不计空气阻力和滑轮的摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 该实验要求桌面必须尽可能光滑
B. 当平板小车和木块一起向左缓慢移动时,弹簧测力计的示数在增大,显示木块和平板小车之间的滑动摩擦力也在增大
C. 当平板小车向左匀速运动时,木块静止不动,弹簧测力计的指针稳定时的示数等于木块和平板小车之间的滑动摩擦力
D. 当平板小车向左加速运动时,木块静止不动,弹簧测力计的指针稳定时的示数小于木块和平板小车之间的滑动摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A.该实验测量的是木块与小车之间的摩擦力,桌面是否光滑不影响木块和小车之间的摩擦,因此桌面不需要尽可能光滑,故A错误;
B.当小车和木块一起向左缓慢移动时,二者相对静止,此时木块受到的是静摩擦力,而非滑动摩擦力;且滑动摩擦力的大小只由正压力和接触面的粗糙程度决定,不会随运动状态的改变而增大,故B错误;
C.当小车向左匀速运动时,木块静止,水平方向上弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,因此弹簧测力计的指针稳定时的示数等于木块和平板小车之间的滑动摩擦力,故C正确;
D.当小车向左加速运动时,木块仍静止,水平方向的拉力与滑动摩擦力仍平衡,所以弹簧测力计的指针稳定时的示数等于木块和平板小车之间的滑动摩擦力,而非小于,故D错误。
故选C。
5. 图中a、b、c为三物块,M、N为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的细绳,它们连接如图并处于平衡状态,则有可能( )
A. N处于拉伸状态而M处于压缩状态.
B. N处于压缩状态而M处于拉伸状态.
C. N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态.
D. N、M均处于不伸不缩状态.
【答案】A
【解析】
【详解】B.先分析N弹簧,由于上面与细线相连,故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸,但不可能处于压缩状态,故B错误;
CD.当N弹簧处于原长时,也就是均处于不伸不缩状态,细线的拉力为零,M弹簧在a物体的作用下处于压缩状态,不可能处于拉伸状态,也不可能处于拉伸状态,故CD错误;
A.当N弹簧处于拉伸状态时,细线对a又拉力,当拉力小于a物体的重力时,M弹簧处于压缩状态,故A正确.
故选A。
6. 如图,A、B两个物块叠加后静止在竖直的轻弹簧上, A与竖直墙面接触,弹簧在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 物块A、B接触面可能光滑
B. 物块A最多可能受5个力
C. 物块A对物块B的作用力一定垂直接触面向下
D. 弹簧对物块B的作用力等于物块A、B的总重力
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对A、B整体研究可知,墙面对A不可能有弹力,因而也就没有摩擦力,因此物块A、B接触面一定是粗糙的,A一定受到重力、B的支持力和摩擦力三个力的作用,故AB错误;
C.以A为对象,根据平衡条件可知,B对A的作用力与A的重力等大反向,因此A对B的作用力一定竖直向下,故C错误;
D.由于竖直墙面对A没有作用力,因此弹簧对B的作用力大小等于A、B的总重力,故D正确。
故选D。
7. 测速仪安装有超声波发射和接收装置,如图所示,B为测速仪,A为汽车,当两者相距325 m时,B此时发出超声波,同时A开始做匀减速直线运动。当B接收到被A反射回来的超声波信号时,A、B相距345 m,此时A恰好停止运动。已知声速为340 m/s,则下列说法正确的是( )
A. 经1 s,B接收到返回的超声波
B. 从发射超声波到超声波追上A车过程中,A车前进了10 m
C. A车加速度的大小为10 m/s2
D. B发出超声波时,A车此时的速度大小为15 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设汽车的加速度大小为a,运动的时间为t,有
超声波来回的时间为t,则单程的时间为,根据
根据逆向思维法可以将A车看成初速度为零的匀加速直线运动,连续相邻相等时间内的位移比为1∶3,可知从发射超声波到超声波追上A车时,A车前进了
超声波追上汽车的位移为
则
解得
故经2 s,B接收到返回的超声波,故AB错误;
C.根据逐差法
解得A车的加速度大小为
故C正确;
D.B发出超声波时,A车此时的速度大小为
故D错误。
故选C。
8. 随着科技的进步,机器狗的应用越来越普及,机器狗四次取送货物做直线运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 第一次图线所围的“面积”表示时间,速度从0增加到时用时30 s
B. 第二次图线的“斜率”表示加速度的2倍,加速度为
C. 第三次图线表示做初速度为,加速度为的匀加速直线运动
D. 第四次图线的“斜率”表示加速度的一半,加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.第一次运动,根据变形得
可知图像与横轴围成的面积表示物体运动时间,速度从0增加到20m/s用时,故A错误;
B.第二次运动,根据可知图像的斜率表示,则有,故B正确;
C.第三次运动,根据变形得
可知图像的斜率表示初速度,纵轴截距表示,由图像可得斜率为
即初速度
纵轴截距,即,故C正确;
D.第四次运动,根据
变形得
可知图像的斜率为
由图像可得斜率为
联立可得
即加速度的大小为,故D错误。
故选BC。
9. 某人驾驶一辆汽车正在平直的公路上以某一速度匀速运动,突然发现有紧急情况。司机立即刹车,刹车后汽车做匀减速直线运动。已知汽车刹车后第1个2s内的位移是24m,第4个2s内的位移是1m。下列说法正确的是( )
A. 汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
B. 汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
C. 汽车刹车后第4s末的速度大小为6m/s
D. 汽车刹车后第3个2s内的位移为8m
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.设汽车的加速度为,初速度为,1s末的速度为, 6s末的速度为, 由题可知第1个2s内的位移是,第4个2s内的位移是,则有
根据匀变速直线运动规律可得,
联立解得或
若,则,不符合题意,因此汽车刹车时的加速度为,故AB错误;
C.根据上述分析可知,汽车刹车时的初速度为
则刹车后第4s末的速度,故C正确;
D.根据匀变速直线运动规律
可得汽车刹车后第3个2s内的位移为
其中,
解得,故D正确。
故选CD。
10. 在粗糙水平地面上放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD,正方体与地面间的动摩擦因数为μ,在正方体右侧有一竖直光滑墙壁,如图所示,在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的球,球的球心为O,OB与竖直方向的夹角为θ,正方体和球均保持静止,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 仅改变球的质量,其余条件不变,为保证正方体仍处于静止状态,球的质量应小于
B. 将正方体向左推动很小一段距离,其余条件不变,系统仍保持静止,正方体受到的摩擦力不变
C. 当正方体的右侧面AB到墙壁的距离小于时,无论球的质量是多少,正方体都不会滑动
D. 改变正方体到墙壁的距离,系统始终保持静止,则的最大值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.球静止时,沿竖直方向有
正方体受到球的水平作用力为
地面对正方体的支持力为
故静摩擦力满足
当时
整理得,故A正确;
B.设正方体右侧面到墙壁的距离为,由几何关系
正方体向左移动使增大,从而增大,正方体所需的静摩擦力也增大,并非不变,故B错误;
C.若
则
从而
因此,正方体不会滑动,故C正确;
D.改变时,静止的临界条件为
所以,故D错误。
故选AC。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,装置如图甲所示,木板平放在桌面上,其中固定橡皮筋的图钉位于点,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。
(1)关于本实验的操作,下列说法正确的是________
A. 为减小实验误差,两条细绳必须等长
B. 拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板,且与木板平面平行
C. 在同一组实验中,只要橡皮筋伸长量相同就代表两次力的作用效果相同
(2)如图乙所示,此时弹簧测力计示数为________N;
(3)绳中拉力记为,绳中拉力记为,合力记为,改变、的大小和夹角,重复实验,测得多组、和的数值。若不考虑测量误差,同一组数据中、和的大小关系不可能是________
A. , B. ,
C. D.
(4)某同学先用两个弹簧测力计互成角度地拉住两个细绳套,使橡皮条伸长到O点位置,接下来他保持两个弹簧测力计的示数不变,减小两个拉力的夹角,则橡皮条的伸长量与刚才相比______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2)3.70 (3)C
(4)变大
【解析】
【小问1详解】
A.细绳的作用是记录力的方向,不需要等长,故A错误;
B.拉弹簧测力计、橡皮筋、细绳时贴近木板且与木板平面平行,可避免出现垂直木板的分力,减小实验误差,故B正确;
C.同一组实验要求两次结点O的位置完全重合,即橡皮筋的伸长方向和伸长量都要相同,才能保证作用效果一致,仅伸长量相同不满足要求,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
该弹簧测力计分度值为0.1N,需要估读到分度值下一位,指针指向3N下方第7条刻度线,读数为3.70N。
【小问3详解】
A.当两个分力的夹角小于90°时,两个分力可以都小于合力,符合矢量合成规律,故A正确,不符合题意;
B.当两个分力的夹角接近180°时,两个分力可以都大于合力,比如两个大小为5N、夹角略大于120°的力,合力会小于5N,故B正确,不符合题意;
CD.根据矢量三角形的边长关系,两边之和必然大于第三边,故D正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
【小问4详解】
两个分力大小不变时,根据平行四边形定则,减小两个拉力的夹角,合力会变大,橡皮筋的弹力等于合力,因此橡皮筋伸长量变大。
12. 小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴的落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为25Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论;
(1)水滴滴落的时间间隔为______s。
(2)小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示,根据数据计算当地重力加速度______;D点处水滴此时的速度______。(结果均保留三位有效数字)
(3)小黄同学怀疑自己的测量结果不是很符合当地的重力加速度值,于是他打开手机上的测量APP(phyphox),利用其中的加速度传感器测出当地的重力加速度值为,你认为造成上述实验与手机加速度传感器测量有差别的原因是______(写出一种即可)。
【答案】(1)0.04
(2) ①. 9.69 ②. 2.48
(3)存在空气阻力
【解析】
【小问1详解】
由于频率由大到小逐渐调节,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴,说明闪光的时间间隔等于水滴的时间间隔,闪光的频率为25Hz,因此时间间隔
【小问2详解】
[1]根据逐差法
[2]根据匀变速直线运动的规律
【小问3详解】
水滴下落时要受空气阻力作用,这可能是导致实验测得数据与手机加速度传感器测量有差别的原因之一,故填存在空气阻力。
13. 如图所示,质量为4 kg的斜劈与竖直墙面间的动摩擦因数,外力方向垂直于斜劈面,斜劈倾角,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力(取,,),求:
(1)当时,墙受到的摩擦力;
(2)当斜劈沿墙面竖直向上匀速滑动时,外力的大小。
【答案】(1),方向竖直向下
(2)
【解析】
【小问1详解】
以斜劈为研究对象。由图可知,斜劈面与竖直方向夹角为,外力垂直斜劈面且斜向左上,其竖直向上分量为,水平向左分量为
当时,外力的竖直分量小于重力,斜劈有向下滑动的趋势,静摩擦力沿墙面向上。受力如图所示
斜劈在水平方向平衡,墙面对它的支持力为
最大静摩擦力为
斜劈在竖直方向平衡,所需静摩擦力为
所需静摩擦力小于最大静摩擦力,故斜劈保持静止,受到竖直向上的摩擦力。由牛顿第三定律,墙壁受到竖直向下的摩擦力,大小为10N。
【小问2详解】
斜劈沿墙面竖直向上匀速滑动,滑动摩擦力沿墙面向下。以斜劈为研究对象,受力如图所示
斜劈在水平方向平衡,墙面的支持力为
滑动摩擦力大小为
斜劈在竖直方向平衡,有
联立并代入题给数据,得
14. 如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面,最后停在C点,现每隔0.2s通过传感器测量物体的运动速率v,下表给出了部分测量数据,设物体在斜面和水平面上运动时速度都随时间均匀变化且经过B点前后瞬间的速率相等,求:
t(s)
0.0
0.2
0.4
0.6
……
1.4
1.6
……
v(m/s)
0.0
0.0
1.0
2.0
……
1.1
0.7
……
(1)物体在AB段和BC段的加速度a1和a2;
(2)物体运动到B点时的速率vB;
(3)物体在最后1.25s内运动的位移大小x(此小题结果可用分数表示)。
【答案】(1)5m/s2,沿斜面向下;2m/s2,与物体运动的方向相反
(2)2.5m/s (3)
【解析】
【小问1详解】
物体在AB段的加速度
方向沿斜面向下。
物体在BC段的加速度
加速度大小为2m/s2,与物体运动方向相反。
【小问2详解】
由表可知,物体开始运动的时刻t0=0.2s,设运动到B点的时刻为t,有
则
解得,
【小问3详解】
物体运动总时间
说明最后1.25s内在水平面上减速,运动的位移大小为减速位移,逆向看,即
15. 如图甲所示,可视为质点的质量均为的物块A、B,通过劲度系数的轻弹簧相连静止在水平面上,此时两者间距离,物块A套在固定的竖直杆上。已知弹簧原长,弹簧形变量均在弹性限度范围内。取,,。
(1)求B此时所受的摩擦力;
(2)现把B固定,对A施加竖直向上的力F,使A沿杆缓慢上升,力F大小随上升高度h的变化如图乙所示。已知c点对应的高度,物块A与杆间动摩擦因数。求:
①使A物体刚离开地面时的力F的数值;
②的数值;
③a的数值。
【答案】(1)6N,方向水平向右;(2)①13;②16;③0.08
【解析】
【详解】(1)由平衡条件得
方向水平向右。
(2)①A刚好离开地面时,弹力与开始相同,由平衡条件得
②当上升高度为时,由几何关系得弹簧的形变量为
则弹力为
设弹簧与竖直方向的夹角为,则
,
对A,由平衡条件得
联立解得
③当时,高度有两个,分析可知高度小(高度为a时)的时候弹簧处于压缩状态,则由平衡条件得
解得
由几何关系得
解得
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