精品解析:上海市奉贤中学2026-2027学年高一上学期期中物理试卷
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内容正文:
奉贤中学2026学年第一学期第一学程考试试卷
高一物理
(考试时间:60分钟 满分100分)
考生注意:
1. 试卷满分100分,考试时间60分钟。
2. 本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、班级、座位号,并将自己的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3. 本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
一、自由落体运动
自由落体现象如同舞蹈般优雅,展现了自然界中物体运动的自然流畅与和谐之美。
1. 关于伽利略对自由落体运动的研究,下列叙述错误的是( )
A. 伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快
B. 伽利略把实验和逻辑推理结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
C. 伽利略用实验证明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D. 伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
2. 把自由落体运动下落的总距离分成长度相等的三段,按从上到下的顺序,经过这三段路程的平均速度之比为( )
A. B.
C. D.
3. (多选)一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为的小球从一定的高度自由下落,测得在第内的位移是,则( )
A. 物体在末的速度是
B. 物体在第内的平均速度是
C. 物体加速度大小为
D. 物体在前内的位移是
4. (多选)从地面以相同的初速度先后竖直向上抛出两个小球,不计空气阻力,则在小球落地前( )
A. 某一时刻两小球的位移可能相等
B. 某一时刻两小球的速度可能相等
C. 任意时刻两小球的位移差都相等
D. 任意时刻两小球的速度差都相等
5. 无人机从高处由静止下落,自由落体后,立刻开启减速装置,获得大小为的向上加速度(忽略空气阻力),重力加速度,直至速度减为后悬浮在空中,则开启减速后第内无人机的位移大小为________m。
6. 小潘同学想要利用自由落体的相关知识测量学校教学楼的高度,他将两个完全相同的小球用长为的轻绳连接起来,然后将2号小球与楼顶对齐后由静止释放,测得两小球落地时间相隔为,重力加速度g取
(1)求教学楼的高度;
(2)将2号小球释放后的运动分为连续相等的时间间隔T0,前三个时间间隔内的位移分别为h1、h2、h3。证明相邻两段位移差相等,并求出该位移差与g、T0的关系。
【答案】1. C 2. D 3. CD 4. AD
5.
6. (1);(2)
【解析】
【1题详解】
A.伽利略通过逻辑推理指出,忽略空气阻力时,重、轻物体下落快慢一样,故A正确;
B.伽利略开创了实验 + 逻辑推理的科学研究方法,故B正确;
C.伽利略并没有直接用实验证明自由落体是初速度为的匀加速直线运动,他是先做斜面实验,再合理外推得到自由落体的结论,属于理想化推理,不是直接实验证明,故C错误;
D.斜面实验可以 “冲淡重力”,让小球运动变慢,方便测量时间(当时没有精确计时工具),故D正确。
本题选错误的,故选C。
【2题详解】
由得,相邻三段位移的时间之比为
由得,平均速度之比为
故选D。
【3题详解】
A C.设该星球的重力加速度为,由得,
解得
由得,物体在末的速度是,故A错误,C正确;
B.由得,第内的平均速度为,故B错误;
D.由得,前内的位移为,故D正确。
故选CD。
【4题详解】
A.以竖直向上为正方向,则两物体运动过程中的位移和时间满足的关式为
由数学函数关系分析可得,、相同,存在一个位移对应两个时刻、,即当一个球抛出后,另一个球经过再抛出时,两球可以在同一时刻位移相等,故A正确;
B.由得,两球运动过程中一个速度对应一个时刻,所以不存在某一时刻两小球的速度相等,故B错误;
C.两球任意时刻的位移差为
由数学关系分析可得是关于的一次函数,随时间变化,位移差一直在变,故C错误;
D.两球任意时刻的速度差为
由数学关系分析可得,为定值,即两球任意时刻的速度差都相等,故D正确。
故选AD。
【5题详解】
由得,无人机刚开始减速时的速度大小为
则无人机减速运动的时间为
则第内无人机只运动,无人机减速第初的速度为
由得,开启减速后第内无人机的位移大小为
【6题详解】
[1]由得,两球距离地面的高度分别为,
由题得
代入,联立解得
[2]由得,,,
则
二、体育运动
随着我国社会和经济的发展,体育运动越来越受到人们的青睐。
7. 如图是女排在赛场上的画面,下列说法正确的是( )
A. 在研究球运动轨迹时,不可以把排球看成质点
B. 运动员在发球时,手推排球,排球向前飞,说明力是维持物体运动的原因
C. 运动员扣球后,不计空气阻力,球受到手击球的力和自身重力两个力的作用
D. 运动员用力击球时,手对球的作用力是由于手发生形变而产生的
8. (多选)某运动员为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,则( )
A. 此运动员无法取出羽毛球
B. 羽毛球会从筒的上端出来
C. 羽毛球会从筒的下端出来
D. 羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力
E. 羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向下的摩擦力
9. 在短跑训练中,运动员沿直线做匀加速助跑,以某一时刻为计时起点(记为t=0),运动员的位移随时间变化规律为:x=4t+2t²(m),则下列说法正确的是( )
A. 该运动员的初速度大小为2m/s
B. 开始计时4s后,运动员速度大小为12m/s
C. 该运动员的加速度大小为2m/s²
D. 从开始计时到速度达12m/s,运动员位移大小为16m
10. 运动员在乘坐摆渡车时,观察到司机急刹车时,站在车厢内的人上半身均前倾,这是由于________________(填“乘客的上半身”或“公共汽车”)具有惯性;一个运动员提出了这样的问题:人的脚也具有惯性,为什么脚没有向前运动呢?请你从物理学的角度简要回答:________________________________。
11. 图为足球出界后利用芯片所测得的足球运动情况的部分v-t图,记录了足球在草坪上滚动直到停下来的过程,所用时间是10s。根据图像可估算出足球最后阶段滚动了约________m后停止,过程中足球的平均速度为________m/s(计算结果均保留两位有效数字)。
12. 短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的世界纪录,他的成绩分别是9.69s和19.30s,假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96%。求:(结果保留两位小数)
(1)加速所用时间和达到的最大速率;
(2)若博尔特在跑200m的过程中,达到最大速率v后先做匀速运动,经过一段时间后开始做匀减速运动,减速阶段持续1.00s。已知博尔特的质量为94kg,减速阶段受到的合力大小为282N。求减速阶段的加速度以及减速结束时的速度大小。
【答案】7. D 8. BE 9. D
10. ①. 乘客的上半身 ②. 乘客的脚受到车厢地板向后的摩擦力,随汽车一起减速,因此相对车厢没有向前运动。
11. ①. 11##12##13 ②. 1.1##1.2##1.3
12. (1)1.29s; ;(2),
【解析】
【7题详解】
A.研究排球运动轨迹时,排球的大小形状对轨迹研究的影响可以忽略,能把排球看成质点,故A错误;
B.手推排球后排球向前飞是惯性的体现,力不是维持物体运动的原因,是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.运动员扣球后,手与排球已经分离,手对球的作用力消失,不计空气阻力时排球仅受重力,故C错误;
D.弹力是施力物体发生形变后要恢复原状对受力物体产生的力,手对球的作用力的施力物体是手,由手的形变产生,故D正确。
故选D。
【8题详解】
击打球筒上端时,球筒瞬间向下运动;羽毛球因为惯性,要保持原来静止的状态,相对球筒往上走,所以羽毛球从筒的上端出来;球筒向下动,羽毛球相对于羽毛球筒向上滑动;滑动摩擦力与相对运动方向相反,所以羽毛球受到筒给它向下的滑动摩擦力。故选BE。
【9题详解】
AC.根据匀变速直线运动位移公式为
和题干给出的 对比可得初速度 ,加速度
故AC错误;
B.4s后速度
故B错误;
D.速度到12m/s时,由
得位移
故D正确。
故选D。
【10题详解】
[1] 急刹车时车厢减速,乘客上半身由于惯性要保持原来的向前运动状态,因此前倾。
[2] 乘客的脚受到车厢地板向后的摩擦力,随汽车一起减速,因此相对车厢没有向前运动。
【11题详解】
[1][2]v-t图像的面积代表位移,数图像和坐标轴围成的格子数(大于半格算1格,小于半格舍去),每格代表位移为 ,总位移约13m;平均速度 。
【12题详解】
(1) 设加速时间为,最大速率为,则100m比赛中,总运动时间扣除反应时间为
总位移满足 m
200m比赛中,总运动时间扣除反应时间为
匀速阶段速率为,总位移满足: m
联立两式解得t=1.29s;
(2) 根据牛顿第二定律
做匀减速直线运动,加速度方向与运动方向相反,即减速阶段加速度为,减速1s后速度
三、弹簧
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件,其应用领域广泛。
13. 如图所示,竖直放置的轻弹簧下端固定在水平面上,将一小球放在轻弹簧上端并向下按压到某一位置O,由静止释放,小球经过一段时间后离开弹簧竖直上抛,其加速度a与位移x的关系如图所示,以向上为正方向,当x=x2时达到最高点。则:
(1) 0~x1过程小球的速度怎么变化?________________
(2) 小球从离开弹簧到第一次到达最高点的时间t=________________。
(3) 小球运动过程中的最大速度v=________________。
14. 小蒋同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量为________cm。
(2)关于本实验的注意事项,下列说法正确的是( )
A.所挂钩码越多越好,以便于弹簧长度的测量
B.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于静止状态
(3)图丙是小蒋同学描绘的弹簧的伸长量与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是________________________________。
15. 在“验证力的平行四边形定则”实验中,小姚同学将橡皮条一端固定在黑板上,另一端通过细绳套用两个弹簧测力计互成角度的拉橡皮条,实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________________。
(2)在此实验过程中必须注意以下几项,其中一定正确的是( )。(填入相应的字母)
A.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
B.在使用弹簧秤时,要注意使弹簧秤与木板平面平行
C.在用两个弹簧秤同时拉细绳时,要注意使两个弹簧秤的读数相等
D.用两个弹簧秤同时拉和用一个弹簧秤拉,只需要橡皮条伸长相同长度即可
(3)某次拉动时让弹簧测力计A沿水平方向,另一个测力计B斜向下,如图丙所示。现使橡皮条竖直伸长到稳定状态,结点位于O点,若稍增大测力计A的拉力大小,而保持其拉力方向及O点位置不变,需要调节测力计B的大小及方向,则测力计B应该________转动(填“顺时针”、“逆时针”或“方向不动”);测力计B的拉力大小________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】13. ①. 先增大后减小 ②. ③.
14. ①. 6.92cm(按图读数可接受约6.88~6.96cm) ②. C ③. 拉力超出了弹簧的弹性限度
15. ①. F′ ②. B ③. 逆时针 ④. 增大
【解析】
【13题详解】
[1]阶段,小球加速度向上且逐渐减小,加速度与速度同向,速度持续增大;阶段,小球加速度向下且逐渐增大,加速度与速度反向,速度逐渐减小,因此过程速度先增大后减小。
[2]处小球离开弹簧,之后仅受重力,加速度为做竖直上抛运动,到处速度减为0,逆过程可视为从最高点开始的自由落体运动,由
解得
[3]小球在处加速度为0,速度达到最大,由可得图像面积为
0到的面积为,因此
得最大速度
【14题详解】
[1]图乙的标尺示数为14.65cm左右,原长为7.73cm,伸长量
[2]A.钩码过多会超出弹簧弹性限度,损坏弹簧,故A错误;
B.弹簧长度减去原长才是伸长量,故B错误;
C.竖直悬挂静止时,钩码处于二力平衡状态,弹簧拉力等于钩码重力,保证测量准确,故C正确。
故选C。
[3]OA段为直线符合胡克定律,AB段偏离直线,说明弹簧伸长量与弹力不再成正比,原因是钩码总重超过了弹簧的弹性限度。
【15题详解】
[1]是通过平行四边形定则作图得到的理论合力,是用一个弹簧测力计直接拉橡皮条得到的实际合力,此时结点O处于二力平衡状态,方向一定与橡皮条共线、沿AO方向。
[2]A.两个分力大小不需要相等,橡皮条也无需在两绳夹角平分线上,故A错误;
B.弹簧秤与木板平行可避免额外的垂直板面分力,减小误差,故B正确;
C.两个弹簧秤读数不需要相等,故C错误;
D.必须将结点拉到同一位置,保证两次作用效果完全等效,仅伸长长度相同无法保证方向一致,故D错误。
故选B。
[3][4]结点O位置不变,说明两个拉力的合力大小、方向都固定。A的拉力水平向左且增大,根据力的矢量动态平衡规律,如图所示
B的拉力需要逆时针转动,同时拉力大小增大,才能维持合力竖直向下不变。
四、生活中的力
在物理学中,把物体与物体之间的相互作用称为力。生活中力无处不在。
16. 图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
17. 小姚和小蒋共同将重12N的物体从地面抬起来,他们分别需要施加的力的大小可能是( )
A. 3N和5N B. 5N和5N C. 7N和10N D. 18N和2N
18. (多选)如图所示,质量均为m的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的相同硬直杆匀速上爬和匀速下滑,重力加速度为g,猴子与杆之间的动摩擦因数均为μ。下列说法正确的是( )
A. 杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力
B. 杆对甲的摩擦力方向竖直向上
C. 乙与杆之间的弹力为
D. 甲上爬时抓得越紧,所受摩擦力越大
19. 甲图中,轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30°,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有光滑小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物,绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于竖直墙,AB杆所受力的大小FN1=________,CD杆所受力的大小FN2=________。(已知重力加速度为g)
20. 打印机在正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸,打印机正常工作时,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,则第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向________,第10张纸对摩擦片的摩擦力方向________。(填“向左”、“向右”、“无”)
21. 如图,在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个质量为M的正方体ABCD,在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球,正方体和球均保持静止。球的球心为O,正方体与水平地面之间的动摩擦因数为μ。已知重力加速度g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若OB与竖直方向的夹角为θ,求正方体对地面的压力大小FN,以及对地面的摩擦力大小f;
(2)在(1)的情况下,保持球的半径不变,仅增大球的质量,为了不让正方体滑动,求球质量的最大值m0。
【答案】16. C 17. C 18. BC
19. ①. ②. mg
20. ①. 向右 ②. 向右
21. (1),;(2)当时,球质量的最大值;当时,质量没有有限最大值。
【解析】
【16题详解】
A.小球处于二力平衡状态,斜杆对小球的弹力应竖直向上平衡重力,故A错误;
B.竖直绳的弹力只能沿绳竖直向上,斜向绳无拉力,否则小球无法平衡,故B错误;
C.墙壁对A的弹力垂直墙水平向左,下方小球对A的弹力沿两球心连线指向A,符合弹力规律,故C正确;
D.半球形容器边缘对A的弹力应沿球与边缘的接触点和A球心的连线指向A,故D错误。
故选C。
【17题详解】
A.3N和5N的最大合力仅8N<12N,故A不可能;
B.5N和5N的最大合力仅10N<12N,故B不可能;
C.7N和10N的合力范围是3N~17N,12N在范围内,故C可能;
D.18N和2N的合力范围是16N~20N,无法得到12N的合力,故D不可能。
故选C。
【18题详解】
A.甲匀速上爬时,手和杆相对静止,受到的是静摩擦力,不是滑动摩擦力,故A错误;
B.甲匀速上爬,竖直方向受力平衡,重力竖直向下,因此杆对甲的摩擦力竖直向上平衡重力,故B正确;
C.乙匀速下滑,竖直方向滑动摩擦力等于重力,由滑动摩擦力公式
得弹力,故C正确;
D.甲受到的是静摩擦力,大小始终等于自身重力,抓得越紧只会增大最大静摩擦力,实际静摩擦力不变,故D错误。
故选BC。
【19题详解】
[1]甲图中铰链连接的轻杆,弹力沿杆方向。对B点受力分析,如图所示
由几何关系得
[2]乙图中绕过滑轮的轻绳两端拉力大小都等于,两段绳夹角为,两个大小为的力夹角120°时合力大小等于,如图所示
因此杆对滑轮的作用力平衡两绳的合力,即
【20题详解】
[1]搓纸轮逆时针转动,接触纸张的位置纸张相对搓纸轮向左运动,因此搓纸轮对第1张纸的滑动摩擦力方向向右,带动纸张向右运动。
[2]第1张纸向右运动,第2张纸对第1张纸的摩擦力向左,根据牛顿第三定律,第1张纸对第2张纸的摩擦力向右,以此类推第10张纸有向右运动的趋势,因此摩擦片对第10张纸的摩擦力向左,再由牛顿第三定律,第10张纸对摩擦片的摩擦力方向向右。
【21题详解】
(1)先对球受力分析:球受重力、墙壁的水平弹力、正方体的弹力,如图所示
由平衡条件得
再对球和正方体整体受力分析:竖直方向地面支持力平衡总重力,即地面对正方体支持力为
根据牛顿第三定律,正方体对地面的压力
水平方向地面静摩擦力平衡墙壁对球的弹力,因此地面对正方体摩擦力
根据牛顿第三定律,正方体对地面的摩擦力大小为
(2)正方体即将滑动时,地面的静摩擦力达到最大静摩擦力
此时水平方向受力平衡
整理得
当时,球质量的最大值
当时,质量没有有限最大值。
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奉贤中学2026学年第一学期第一学程考试试卷
高一物理
(考试时间:60分钟 满分100分)
考生注意:
1. 试卷满分100分,考试时间60分钟。
2. 本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、班级、座位号,并将自己的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3. 本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
一、自由落体运动
自由落体现象如同舞蹈般优雅,展现了自然界中物体运动的自然流畅与和谐之美。
1. 关于伽利略对自由落体运动的研究,下列叙述错误的是( )
A. 伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快
B. 伽利略把实验和逻辑推理结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
C. 伽利略用实验证明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D. 伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
2. 把自由落体运动下落的总距离分成长度相等的三段,按从上到下的顺序,经过这三段路程的平均速度之比为( )
A. B.
C. D.
3. (多选)一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为的小球从一定的高度自由下落,测得在第内的位移是,则( )
A. 物体在末的速度是
B. 物体在第内的平均速度是
C. 物体加速度大小为
D. 物体在前内的位移是
4. (多选)从地面以相同的初速度先后竖直向上抛出两个小球,不计空气阻力,则在小球落地前( )
A. 某一时刻两小球的位移可能相等
B. 某一时刻两小球的速度可能相等
C. 任意时刻两小球的位移差都相等
D. 任意时刻两小球的速度差都相等
5. 无人机从高处由静止下落,自由落体后,立刻开启减速装置,获得大小为的向上加速度(忽略空气阻力),重力加速度,直至速度减为后悬浮在空中,则开启减速后第内无人机的位移大小为________m。
6. 小潘同学想要利用自由落体的相关知识测量学校教学楼的高度,他将两个完全相同的小球用长为的轻绳连接起来,然后将2号小球与楼顶对齐后由静止释放,测得两小球落地时间相隔为,重力加速度g取
(1)求教学楼的高度;
(2)将2号小球释放后的运动分为连续相等的时间间隔T0,前三个时间间隔内的位移分别为h1、h2、h3。证明相邻两段位移差相等,并求出该位移差与g、T0的关系。
二、体育运动
随着我国社会和经济的发展,体育运动越来越受到人们的青睐。
7. 如图是女排在赛场上的画面,下列说法正确的是( )
A. 在研究球运动轨迹时,不可以把排球看成质点
B. 运动员在发球时,手推排球,排球向前飞,说明力是维持物体运动的原因
C. 运动员扣球后,不计空气阻力,球受到手击球的力和自身重力两个力的作用
D. 运动员用力击球时,手对球的作用力是由于手发生形变而产生的
8. (多选)某运动员为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,则( )
A. 此运动员无法取出羽毛球
B. 羽毛球会从筒的上端出来
C. 羽毛球会从筒的下端出来
D. 羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力
E. 羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向下的摩擦力
9. 在短跑训练中,运动员沿直线做匀加速助跑,以某一时刻为计时起点(记为t=0),运动员的位移随时间变化规律为:x=4t+2t²(m),则下列说法正确的是( )
A. 该运动员的初速度大小为2m/s
B. 开始计时4s后,运动员速度大小为12m/s
C. 该运动员的加速度大小为2m/s²
D. 从开始计时到速度达12m/s,运动员位移大小为16m
10. 运动员在乘坐摆渡车时,观察到司机急刹车时,站在车厢内的人上半身均前倾,这是由于________________(填“乘客的上半身”或“公共汽车”)具有惯性;一个运动员提出了这样的问题:人的脚也具有惯性,为什么脚没有向前运动呢?请你从物理学的角度简要回答:________________________________。
11. 图为足球出界后利用芯片所测得的足球运动情况的部分v-t图,记录了足球在草坪上滚动直到停下来的过程,所用时间是10s。根据图像可估算出足球最后阶段滚动了约________m后停止,过程中足球的平均速度为________m/s(计算结果均保留两位有效数字)。
12. 短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的世界纪录,他的成绩分别是9.69s和19.30s,假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96%。求:(结果保留两位小数)
(1)加速所用时间和达到的最大速率;
(2)若博尔特在跑200m的过程中,达到最大速率v后先做匀速运动,经过一段时间后开始做匀减速运动,减速阶段持续1.00s。已知博尔特的质量为94kg,减速阶段受到的合力大小为282N。求减速阶段的加速度以及减速结束时的速度大小。
三、弹簧
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件,其应用领域广泛。
13. 如图所示,竖直放置的轻弹簧下端固定在水平面上,将一小球放在轻弹簧上端并向下按压到某一位置O,由静止释放,小球经过一段时间后离开弹簧竖直上抛,其加速度a与位移x的关系如图所示,以向上为正方向,当x=x2时达到最高点。则:
(1) 0~x1过程小球的速度怎么变化?________________
(2) 小球从离开弹簧到第一次到达最高点的时间t=________________。
(3) 小球运动过程中的最大速度v=________________。
14. 小蒋同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量为________cm。
(2)关于本实验的注意事项,下列说法正确的是( )
A.所挂钩码越多越好,以便于弹簧长度的测量
B.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于静止状态
(3)图丙是小蒋同学描绘的弹簧的伸长量与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是________________________________。
15. 在“验证力的平行四边形定则”实验中,小姚同学将橡皮条一端固定在黑板上,另一端通过细绳套用两个弹簧测力计互成角度的拉橡皮条,实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________________。
(2)在此实验过程中必须注意以下几项,其中一定正确的是( )。(填入相应的字母)
A.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
B.在使用弹簧秤时,要注意使弹簧秤与木板平面平行
C.在用两个弹簧秤同时拉细绳时,要注意使两个弹簧秤的读数相等
D.用两个弹簧秤同时拉和用一个弹簧秤拉,只需要橡皮条伸长相同长度即可
(3)某次拉动时让弹簧测力计A沿水平方向,另一个测力计B斜向下,如图丙所示。现使橡皮条竖直伸长到稳定状态,结点位于O点,若稍增大测力计A的拉力大小,而保持其拉力方向及O点位置不变,需要调节测力计B的大小及方向,则测力计B应该________转动(填“顺时针”、“逆时针”或“方向不动”);测力计B的拉力大小________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、生活中的力
在物理学中,把物体与物体之间的相互作用称为力。生活中力无处不在。
16. 图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
17. 小姚和小蒋共同将重12N的物体从地面抬起来,他们分别需要施加的力的大小可能是( )
A. 3N和5N B. 5N和5N C. 7N和10N D. 18N和2N
18. (多选)如图所示,质量均为m的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的相同硬直杆匀速上爬和匀速下滑,重力加速度为g,猴子与杆之间的动摩擦因数均为μ。下列说法正确的是( )
A. 杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力
B. 杆对甲的摩擦力方向竖直向上
C. 乙与杆之间的弹力为
D. 甲上爬时抓得越紧,所受摩擦力越大
19. 甲图中,轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30°,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有光滑小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物,绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于竖直墙,AB杆所受力的大小FN1=________,CD杆所受力的大小FN2=________。(已知重力加速度为g)
20. 打印机在正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸,打印机正常工作时,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,则第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向________,第10张纸对摩擦片的摩擦力方向________。(填“向左”、“向右”、“无”)
21. 如图,在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个质量为M的正方体ABCD,在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球,正方体和球均保持静止。球的球心为O,正方体与水平地面之间的动摩擦因数为μ。已知重力加速度g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若OB与竖直方向的夹角为θ,求正方体对地面的压力大小FN,以及对地面的摩擦力大小f;
(2)在(1)的情况下,保持球的半径不变,仅增大球的质量,为了不让正方体滑动,求球质量的最大值m0。
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