黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2025-2026学年高一上学期11月期中考试物理试卷
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这是一份黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2025-2026学年高一上学期11月期中考试物理试卷,共16页。试卷主要包含了实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
11~14 题有多项符合题目要求,每小题 4 分,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.在研究物理现象和解决物理问题时,使用的思想方法多种多样,关于下列图片中涉及的物理思想和方法的说法错误的是()
D.图丁,打到球网上的足球受到弹力是因为球网发生了形变
如图所示,用手握住杯子使其竖直静止于空中,下列说法正确的是()
手受到的摩擦力方向竖直向上 B.手握的越紧,杯子受到的摩擦力越大 C.手握的越紧,杯子和手之间的最大静摩擦力越大 D.若往杯中倒水,手握住杯子的力必须逐渐增大才能保持杯子静止
如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放置一个质量为2m 的物块 A,物块 A 静止后弹簧长度为ll :若在物块 A 上端再放一个质量为 m 的物块 B,静
止后弹簧长度为l2 ,如图乙所示。已知重力加速度为 g,弹簧始终
处于弹性限度内,则()
3mg
4mg
弹簧的劲度系数为
lB.弹簧的劲度系数为 l l
伽利略利用图甲中的斜面研究落体运动,是为了“冲淡”重力的影响,便于测量运动时间 B.伽利略利用图乙中的实验,结合逻辑推理,验证了力是维持物体运动的原因
1
弹簧的原长为3l2 2l1
12
弹簧的原长为3l1 2l2
C.图丙借助激光笔及平面镜观察桌面的形变,运用了微小放大的思想
v t
弹性球具有较高的弹性,现将一弹性球从距离地面 H0 高度处由静止释放,触地后弹性球能够最
高反弹到16 H 处,已知重力加速度为 g,不计空气阻力,关于上述过程,下列说法正确的是()
250
D.图丁中把匀变速直线运动的
图像分成很多小段,每小段近似看作匀速直线运动,各小段
A.弹性球碰地前后瞬间,速度变化量大小为 1 2gH
的面积之和代表物体在t 时间内总位移,采用了“微元法” 2.下列四种与足球相关的情境,说法正确的是()
A.图甲,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力 B.图乙,静止在水平地面上的两个足球间由于接触而产生弹力 C.图丙,脚对足球的压力和足球对脚的支持力是一对平衡力
50
B.弹性球的下落时间和上升时间之比为 5:4
C.弹性球下落过程的平均速度和上升过程的平均速度大小之比为 25:16 D.弹性球下落过程中速度变化率大于上升过程中的速度变化率
如图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,小车先在水平面上在推力作用下向右做匀加速运动,随后以一定的速度冲上光滑斜面,并立即撤去推力,忽略空气阻力,则小车在水平面上和斜面上的运动过程,直杆对小球作用力的方向可能沿图中的( )
先沿OA 方向,再沿OC 方向
先沿OC 方向,再沿OB 方向
先沿OA 方向,再沿OB 方向试卷第 1 页,共 4 页
先沿OC 方向,再沿OA 方向
如图所示,一本书平放在水平桌面上,将一张 A4 纸夹在书页间,A4 纸与书页间的动摩擦因数为?1,书与桌面间的动摩擦因数为μ2 , μ1 3μ2 ,现用一水平向右的力 F 作用于 A4 纸上,已知最 大静摩擦力等于滑动摩擦力,A4 纸的质量忽略不计,若要使书与 A4 纸一同运动,则 A4 纸上面书页
的质量?1与下面书页的质量?2之比应满足( )
C.14s 时队员的速度达到最大
D.队员在运动过程中加速度的最大值为2g
如图所示,上表面光滑的半圆柱体静止在粗糙水平面上,小球 A 通过滑轮 P 用细线悬挂在空中,细线一端固定在M 点,另一端跨过滑轮O1 连接一弹簧,弹簧下端与放置在半圆柱体上的小球 B 相
连,两球均处于静止状态。已知球 B 质量为 m,小滑轮O1 用轻杆固定在半圆柱体圆心O2 的正上方,
m1 1B. m1 1
m25
m24
O1B 与竖直方向成30 角, O1B 长度与半圆柱体半径相等, O1P 与竖直方向成60 角,细线、滑轮、
C. m1 1D. m1 1
m23
m22
弹簧质量可忽略不计,下列叙述正确的是()
如图,一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶,空油桶质量均为 m,车厢底部一层油桶相互紧贴并被牢牢固定,上层只有一只油桶 C,自由地摆放在桶 A、B 之间,没有用绳索固定,已知重力加速度为 g,不计阻力,下列说法正确的是( )
若货车向左匀速行驶,则桶 A 对桶 C 的支持力大小为 mg
g
半圆柱体对球 B 的支持力大小为??
地面对半圆柱体的摩擦力大小为0.5mg
杆对滑轮O1 的作用力大小为 6 mg
3
球 A 质量为 3m
若货车以
的加速度向左加速行驶,则桶 A、B 对桶 C 作
2
关于摩擦力,下列说法中正确的是()
用力的合力等于 1 mg
2
g
若货车以的加速度向左减速行驶,则桶 B 对 C 的支持力大于桶 A 对 C 的支持力
3
2
为使桶 C 与货车保持相对静止,货车刹车的加速度不能超过g
3
空军跳伞队在进行跳伞训练,如图甲所示,队员从静止的飞机上无初速度跳下,一段时间后打开降落伞,运动过程中队员始终竖直向下,队员及降落伞整体受到的空气阻力与时间的关系图象如图乙所示。已知参训队员及装备的总质量为 m,当地重力加速度为 g,下列关于队员离开飞机后的说法正确的是( )
0s 时队员的加速度方向发生改变
队员的加速度先不变后增大再减小
若两物体间有摩擦力,则必定有弹力
运动的物体可能受到静摩擦力,静止的物体也可能受到滑动摩擦力 C.若运动的物体受到滑动摩擦力,则滑动摩擦力方向只能与物体运动的方向相反或者相同 D.物体所受的摩擦力总是阻碍物体的运动
如图所示,粗糙的斜面静止在粗糙的水平面上,轻绳 L1 的一端与斜面上的物块相连且轻绳平行于斜面,另一端绕过固定在斜面上的轻滑轮与小球相连,小球右端通过轻绳L2 连接在四分之一圆弧
上,现将轻绳L2 的右端点从 P1 点沿圆弧缓慢地移动到 P3 点,整个过程中斜面、物块和小球均保持静止,关于该过程说法正确的是()
轻绳L2 上的拉力先增大后减小
固定在斜面上的轻滑轮受到轻绳 L1 的作用
试卷第 2 页,共 4 页
力逐渐减小 C.物块受到的摩擦力一定不断变大 D.水平面对斜面的作用力不断减小
升降机从井底以 5m/s 的速度向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,再经过 4s 升降机底板上升至井口,此时螺钉刚好落到井底,已知重力加速度 g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
螺钉松脱后做自由落体运动 B.螺钉落到井底时的速度大小为 35m/s C.矿井的深度为 120m
D.螺钉从松脱到落至井底的过程中的平均速度大小为 15m/s
如图所示,水平传送带右端通过一段光滑的圆弧轨道与固定的斜面对接,传送带长 L 3m ,沿顺时针方向以v0 5m/s 的速度转动,斜面高h 0.5m ,倾角θ 30 ,某时刻将一质量为m 0.5kg
的小物块无初速度轻放到传送带的左端,被传送带传送到右端经光滑的小圆弧运动到斜面上。物块
钉,O 为标记出的小圆环的位置,OB 和 OC 为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
下列关于本实验的说法中,正确的有 A.本实验采用的科学方法是控制变量法 B.拉小圆环时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应与木板靠近且与木板平面平行
拉小圆环到达 O 点时,拉力要适当大些,且拉力 F1 和 F2 的夹角越大越好
在同一次实验中,应将小圆环 O 拉到同一位置
图乙中的力 F 和力 F ,一定沿橡皮条 AO 方向的是(选填“F ”或“ F ”)
另一小组在研究两个共点力合成的实验中,两个共点力 F1 和 F2 的合力大小 F 随着它们的夹角θ变化的关系如图丙所示( F1、F2 的大小均不变),则可知图中 a 的值为N。
为探究“物体质量一定时加速度与力的关系”,甲、乙两位同学设计了如图所示的实验装置,
其中带有轻滑轮的小车质量为 M,砂和砂桶的质量为 m,力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
关于实验过程,下列说法或操作正确的有
与传送带和斜面之间的动摩擦因数分别为μ1 0.5
、μ2
3 ,不考虑物块的大小和空气阻力,忽
3
实验中需要用天平测出砂和砂桶的质量
需将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
略物块在小圆弧上运动的时间及速度大小的变化,当物块运动到斜面上时在竖直平面内对物块施加力 F,使物块沿斜面匀速上滑,已知重力加速度 g 10m/s2 ,以下说法正确的是( )
物块在传送带和斜面上运动的总时间为 1.3s B.物块在传送带上运动的过程中相对于传送带的路程为 2m
若对物块施加的力 F 沿斜面向上,则力 F 的大小为 5N
当对物块施加的力 F 斜向右上与斜面夹角为 30°时,力 F 最小,最小力 F 为5 3N
2
二、实验题(本题共 2 小题,共 14 分;其中 15 题 6 分,16 题 8 分)
如图甲,张同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,实验中通过两个弹簧测力计共同拉动和橡皮筋相连的小
试卷第 3
圆环,其中 A 为固定橡皮条的图
将小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 (2)甲同学在实验中得到如右图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点未画出),已知打点计时器所用交变电流的频率为 f,根据纸带利用逐差法可得小车加速度的表达式为a
如图甲所示,甲同学以力传感器的示数 F 为横坐标,加速度 a 为纵坐标,画出的 a-F 图象为一条倾斜直线,已知图象的斜率为 k,则小车的质量为
12
B.2kC. kD. 甲
?k
乙同学根据测量数据作出的 a-F 图象如图乙所示,则该同学实验过程中存
页,共 4 页
乙
在的问题可能是。
三、计算题(本题共 3 小题,共 40 分;其中 17 题 8 分,18 题 13 分,19 题 19 分。解题时应写出必要的文字说明、重要的物理规律,答题时要写出完整的数字和单位;只有结果而没有过程的不能得分)
如图所示,粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆,杆上套有质量 m=0.4kg 的圆环,地面上放置一质量 M=2.5kg 的物块。圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连,连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°、β=53°,整个装置处于静止状态,重力加速度 g=10N/kg,sin37°
=0.6,sin53°=0.8,求: (1)物块对地面的压力大小; (2)地面对物块的摩擦力。
如图所示,一同学用与水平地面成α 37 角的拉力 F ,拉着质量为11.4kg 的箱子在水平地面上以4m / s 的速度匀速前进,在水平地面另一端固定一个倾角未知但足够长的斜面,斜面与水平面平滑连接,当箱子运动到斜面底端时,撤去拉力,箱子滑上斜面且滑行的最大距离为s 1m 。已知箱子与水平地面之间、箱子与斜面之间的动摩擦因数均为μ 0.25 ,忽略箱子的大小及在连接处的速率变化,不计空气阻力,重力加速度 g 取10m / s2 , sin37 0.6 , cs37 0.8 ,求:
拉力 F 的大小;
斜面的倾角θ;
箱子最终静止在何处?
如图所示,可视为质点的两位同学 A、B 想使用手机无线传输一份大小为 600MB 的文件。t=0 时刻开始传输,同时两同学 A、B 沿图示中的相距 s0=8m 的两条平行路线,从同一起跑线朝同一方向运动,同学 A 始终以 v1=7m/s 的速度做匀速直线运动;同学 B 从静止开始以 a1=2m/s2 的加速度做匀加速直线运动,4s 后开始做匀速直线运动。已知两部手机相距 L=10m 以内时会立即自动连接实现传输,一旦超过该距离,传输信号便会立即断开,当手机处于连接状态时文件传输速度恒为 v=40MB/s,求: (1)两手机第一次信号断开时,同学 A 到起跑线的距离;
两手机第一次信号断开后,又经多长时间重新连接;
若在 23s 末同学 B 开始做加速度为 a2=4m/s2 的匀减速直线运动,速度减为零后停止运动,求同学 B 减速后两手机再次连接时同学 A 到起跑线的距离,并通过分析判断文件最终能否传输完毕。
试卷第 4 页,共 4 页
哈师大附中 2025 级 2025-2026 学年度第一学期期中考试
物理答案
【答案】B
【详解】A.伽利略利用图甲中的“斜面”是为了“冲淡”重力的影响,便于测量运动时间,故 A 正确,不符合题意;
B.伽利略利用图乙中的“斜面实验”装置,结合逻辑推理,说明力不是维持物体运动的原因,故 B 错误,符合题意;
C.图丙是在借助激光笔及平面镜观察桌面的形变,该实验运用了微小放大的思想,故 C 正确,不符合题意; D.图丁中把匀变速直线运动的v t 图像分成很多小段,每小段近似看作匀速直线运动,把各小段的面积之和代表物体在t 内总位移,采用了“微元法”,故 D 正确,不符合题意。
故选 B。
【答案】D
【详解】A.重力和弹力是不同性质的力;只能说,静止在草地上的足球受到的弹力大小等于它的重力大小,选项 A 错误;
图乙,静止在水平地面上的两个足球间虽然接触但是无弹力,选项 B 错误; C.图丙,脚对足球的压力和足球对脚的支持力是一对相互作用力,选项 C 错误; D.图丁,打到球网上的足球受到弹力是因为球网发生了形变,选项 D 正确。
故选 D。
【答案】C
【详解】A.杯子静止,处于受力平衡状态,在竖直方向上,受向下的重力与向上的静摩擦力等大反向,所以杯子受到的摩擦力方向竖直向上,根据牛顿第三定律,手受到的摩擦力方向竖直向下,故 A 错误; BC.杯子重力不变,所受的静摩擦力不变,与手握杯子的力大小无关,但最大静摩擦力与压力有关,手握的越紧,杯子和手之间的最大静摩擦力越大,故 B 错误,C 正确; D.若往杯中倒水,水的重力增大,静摩擦力也增大,保持杯子静止,手握住杯子的力不一定必须增大,故 D错误。
故选 C。
【答案】D
【详解】设弹簧的原长为 l0,弹簧的劲度系数为 k,则
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
D
C
D
B
B
A
D
D
C
11
12
13
14
AB
BD
BD
ACD
2mg k (l0 l1 ) , 2mg mg k (l0 l2 )
联立解得
l 3l 2l
, k mg
012
故选 D。
l1 l2
【答案】B
【详解】A.设碰地前速度大小为 v1,碰地后速度大小为 v2,则v2 2gH , 0 v2 2g 16 H
解得v1
, v2
102
250
2gH0
4
5
2gH
0
速度变化量为v v v 9 2gH
2150
弹性球碰地前后瞬间,速度变化量大小为 9 2gH ,A 错误;
B.下落时间为t1
50
2H0
g
v1
g
上升时间为t2
v2
42H0
5g
g
弹性球下落时间和上升时间之比为t1 : t2 5 : 4 ,B 正确;
C.下落平均速度为v v1
12
上升平均速度为v v2
22
弹性球下落过程的平均速度和上升过程的平均速度大小之比为v1 : v2 5 : 4 ,C 错误;
D.速度变化率为加速度,下落和上升过程加速度相等,均为 g ,D 错误。故选 B。
【答案】B
【详解】小车向右做匀加速直线运动,由于球固定在杆上,而杆固定在小车上,则球和小车具有相同的水平向右的加速度,由牛顿第二定律可知,小球所受重力和杆对小球作用力的合力水平向右,杆对小球作用力方向只
可能沿图中的 OC 方向。小车沿斜面上滑过程做匀减速直线运动,设整体质量为M总 ,斜面倾角为θ,由牛顿第
二定律可知加速度大小a M总g sinθ g sinθ
M总
整体加速度方向沿斜面向下。对小球进行受力分析,小球受重力 mg(竖直向下)和直杆对它的作用力 F。此时,要使小球的加速度大小为 g sinθ且沿斜面向下,则直杆对小球的作用力和重力的合力应沿斜面向下。通过平行 四边形定则可以判断,直杆对小球的作用力方向为 OB 方向(垂直斜面向上),故直杆对小球作用力的方向先沿
OC 方向,再沿OB 方向。
故选 B。
【答案】A
【详解】对 A4 纸分析可知 F 2μ1m1 g
对整体分析可知 F μ2 m1 m2 g
其中μ1 3μ2
解得 m1 1
m25
故选 A。
【答案】D
【详解】A.以 C 桶为研究对象,货车向左匀速行驶时,受重力、A、B 的支持力,如图所示, C 桶在竖直方向受力平衡,由平衡条件可得
F cs 30∘ F cs 30∘ mg
AB
解得
F F 3 mg
AB3
A 错误;
B.若货车以 g 的加速度向左加速行驶,设 A 对 C 的作用力为 F ,B 对 C 的作用力为 F ,C 在竖直方向受力
2AB
平衡,则有
AB
F cs 30 F cs 30 mg
在水平方向由牛顿第二定律则有
BA
F sin 30 F sin 30 ma
解得
FA
3 mg 1 mg
32
B
F
3 mg 1 mg
32
可知 C 受到重力、A、B 作用力的合力大小为
F ma 1 mg
2
方向水平向左。则 A、B 对 C 作用力的合力一定不等于 1 mg ,B 错误;
2
C.若货车以 g 的加速度向左减速行驶,则货车的加速度向右,由 B 选项解析可知,B 对 C 的支持力小于 A 对
2
C 的支持力,C 错误;
D.为使桶 C 与货车保持相对静止,货车刹车时的加速度向右,当 B 对 C 的支持力减小到零时,刹车加速度达到最大,此时 A 对 C 的支持力达到最大,设为 FAm ,可知 C 在竖直方向受力平衡,则有
FAm
cs 30∘ mg
解得
FAm
2 3 mg
3
在水平方向由牛顿第二定律则有
Fsin 30∘ ma
Amm
解得
3
am 3 g
可知为使桶 C 与货车保持相对静止,货车刹车的加速度不能超过 3 g ,D 正确。
3
故选 D。
【答案】D
【详解】A.t=10s 前后队员的加速度方向向下,没有发生改变,故 A 错误;
B.队员的加速度取决于队员受到的合力,所以前 10s 内加速度没有发生变化,10~14s 的过程中加速度先向下逐渐减小后向上逐渐增大,14~20s 的过程中加速度逐渐减小,方向始终向上,故 B 错误; C.由前面对加速度的分析可知在 10~14s 的过程中出现了加速度为零的时刻,此时刻为队员速度最大的时刻,故 C 错误;
D.由牛顿第二定律可知,t=14s 时加速度最大,最大值为2g,故 D 正确。故选 D。
【答案】C
【详解】AD.对小球 B 分析,受拉力、重力、支持力处于平衡状态,根据几何关系和平衡条件可得
??
= T
mg
2 cs 30
= 3?? 3
对小球 A 分析,根据竖直方向平衡条件可得
2T cs 60 mA g
联立可得
3
mA 3 m
故 AD 错误;
B.对小球 B 分析,圆柱体对 B 的支持力大小
N mg
2 cs 30
方向与竖直方向夹角为 30°,则根据牛顿第三定律,B 对圆柱体压力
N ' N
对圆柱体分析,根据水平方向的平衡条件可得
f N ' sin 30
解得
3mg
f
6
故 B 错误;
C.对滑轮O1 分析,根据平衡条件,两绳对滑轮的作用力合力(两力大小相等且垂直,则合力为 2T )与杆对
滑轮作用力大小相等,则杆对滑轮O1 作用力大小
F 2T
6 mg
3
故 C 正确;故选 C。
【答案】AB
【答案】BD
【详解】AB.整个过程中小球保持静止则小球处于平衡状态,如下图所示,利用图解法分析可知轻绳L2 上的拉力先减小后增大,小球左侧的轻绳上力处处相等,由图可知轻绳 L1 的拉力一直减小,夹角BCD 不变则轻质滑轮受到轻绳 L1 的作用力逐渐减小。故 A 错误,B 正确;
C.设斜面倾角为θ,物体受力平衡,则对进行受力分析可知
mg sinθ T1 f
若初始时T1 mg sinθ,则随着T1 减小,摩擦力 f 会逐渐增大。但若初始时T1 mg sinθ,则 f 初始时沿斜面向下,随着T1 减小,摩擦力会先减小后反向增大。故 C 错误;
D.将斜面、物块、滑轮和轻绳 L1 看成一个整体,则对整体进行受力分析如下图所示
水平面对斜面作用力即为 f 与 FN 的合力,其大小等于整体重力Mg 与轻绳拉力T1 的合力。随着T1 不断减小,则根据平行四边形定则可知Mg 与T1 合力不断减小,则水平面对斜面作用力在不断减小。故 D 正确。
故选 BD。
【答案】BD
【详解】A.螺钉松脱后做竖直上抛运动,故 A 错误;螺钉落至井底时的速度为则v v0 gt 35m/s
即螺钉落至井底时的速度大小为 35m/s,故 B 正确; C.升降机在 4s 内匀速上升的位移为h1 v0t 20m
螺钉的位移为h v t 1 gt 2 60m
202
所以矿井深度为h h1 h2 80m ,故 C 错误;
D.螺钉的位移为h v t 1 gt 2 60m
202
s
所以螺钉松脱后运动的整个过程中平均速度大小为v = h2 = 15m ,故 D 正确。
t
故选 BD。
【答案】ACD
【详解】AB.物块在传送带上加速过程,由牛顿第二定律有
μ1mg ma1
解得
1
a 5m/s2
由运动学公式可得,物块运动的位移为
v2
1
x 0
2a1
52
2 5
m 2.5m L 3m
物块运动的时间为
1
t v0 1s
a1
之后物块随传送带一起匀速,则有
2
t L x1 0.1s
v0
物块相对于传送带运动过程,传送带的位移为
x2 v0t1 5m
则物块相对于传送带运动路程为
s x2 x1 2.5m
故 B 错误;
物块沿斜面匀速上滑,物块在斜面上运动的时间
h
t sin 30 0.2s
3
v0
则物块在传送带和斜面上运动的总时间为
t t1 t2 t3 1.3s
故 A 正确;
若对物块施加的力 F 沿斜面向上,则F = mgsinθ + μ2mgcsθ = 5N,故 C 正确; D.物块在斜面上运动过程中对物块受力分析,如图所示
将斜面对物块的支持力 FN 和摩擦力 Ff 等效成 F ,则有
tanα FN
Ff
FN
μ2 FN
3
3
μ2
解得
α 60 F 方向不变,然后将mg 、F 和拉力 F 矢量平移到一个三角形当中,当 F 与 F 垂直时拉力 F 最小,则有
β 90 180 60 60 30
Fmin
mg csβ 5 3 N
2
则 F 与斜面的夹角
γ 60 β 30
故 D 正确;
【答案】(1)BD(2) F (3)5N
【详解】(1)A. 本实验采用的科学方法是等效替代法,故 A 错误;
B.拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应与木板相距较近且与木板平面平行,故 B 正确; C.拉小圆环到达 O 点时,拉力要大小适当,拉力 F1 和 F2 的夹角大小适当,并非越大越好,故 C 错误; D.在同一次实验中,应将小圆环 O 拉到同一位置,以保证两次力的作用效果相同,故 D 正确。
故选 BD。
用一个弹簧秤拉橡皮条时,力一定沿橡皮条 AO 方向,图中可以看出, F 表示一个弹簧测力计表示的力,
F 表示的是用平行四边形定则作出的两个力的合力,所以一定沿橡皮条 AO 方向的是 F 。
当两个力的角度为 0°,有 F1 F2 7N
当两个力的角度为 180°时,有 F1 F2 1N
解得 F1 4 N, F2 3 N
F 2 F 2
12
当两个力的夹角为 90°时,有a 5N
4
【答案】BC 1 (x
100
−2x2
)f2D未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
【详解】(1)[1]AD.因为力传感器可测出轻绳中的拉力大小,不用测出砂和砂桶的质量,也不用保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M, AD 错误;
B.为了让绳的拉力成为小车的合力,必须将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,B 正确;
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数,C 正确。故选 BC。
(2)打点计时器所用交变电流的频率为 f,即相邻两计数点的时间间隔为T = 5
f
由逐差法可知,加速度a = (x4−x2)−x2 = 1 (x −2x )f2
(3)[3]由牛顿第二定律
(2T)2
100 42
2F Ma
解得a 2 F
M
,则k 2
M
,解得M 2
k
,D 正确,ABC 错误。
故选 D。
[4]从图像可以看出,绳有拉力而小车没有加速度,小车没有运动,说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
【答案】(1)22N
(2)4N方向水平向右
【详解】(1)以圆环为对象,竖直方向根据受力平衡可得Tcsα mg
解得绳子拉力大小为 T=5N
以物块为对象,竖直方向根据受力平衡可得 N T csβ Mg
解得支持力 N=22N
根据牛顿第三定律,可知物块对地面的压力大小为 22N。
(2)以物块为对象,水平方向根据受力平衡可得 f T sin β 4N
可知地面对物块的摩擦力大小为 4N,方向水平向右。
【答案】(1) 30N
(2) 37
(3)1.6m
【详解】(1)箱子做匀速直线运动,在竖直方向上有 N Fsin37 mg
水平方向上有 Fcs37 f
滑动摩擦力的公式有 f μN
联立以上各式代入数据得 F 30N ;
0
箱子在斜面上做匀减速直线运动, v2 2as
代入数据解得加速度的大小为a 8m / s2 ; 根据牛顿第二定律得mg sinθ μmg csθ ma代入数据可解得θ 37
因mg sin 37 μmg cs 37 ,故箱子会沿斜面下滑,根据牛顿第二定律得mg sin 37 μmg cs 37 ma1
1
代入数据可解得a 4m / s2
1
箱子沿斜面向下做匀加速直线运动v2 2a s
箱子在水平面上匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得μmg ma2
2
v2 2a x
代入数据可解得 x 1.6m
故箱子最终静止在距斜面左端 1.6m 处。 19.【答案】(1)7m
9s
168m,文件能传输完毕
【详解】(1)设 A、B 经过时间 t1 第一次通信断开,根据几何关系可知,A 在 B 斜前方且为 10m,由几何关系得两人在运动方向上位移之差满足
s sA sB 102 82 m 6m
sA v1t1
s 1 a t 2
B2 1 1
联立以上三式
t1 1s 或t1 6s (舍去)此时 A 的位移大小为 sA 7m
(2)4s 末 B 的速度
vB a1t2
运动的位移
s 1 a t 2
B22 1 2
A 位移为
sA 2 v1t2
由于
sA 2 sB2 12m
通信仍处于中断状,再经过t 恢复通信,则
sA2 vAt sB2 vBt s
t 6s
AB 从第一次通信断开到恢复的时间
t t2 t t1 9s
(3)AB 从第一次通信断开到恢复,此时,A 在前方,速度小于 B,从通信恢复,到通信第二次断开,用时为
t1
2s
v v
12s
BA
此后相距越来越远,失去信号,可知能够保持通信的总时间为
t2 t1 t1 13s
设 23s 末,B 在前,两人相距 7m,通信处于断开状态,假设再经t3 通信恢复,则
sA3 v1t3
s v t 1 a t 2
B32 32 1 3
sB3 s1 sA3 s
解得
t3 1s
B 减速后两手机再次连接时 A 到起跑线的距离
sA 4 v1 (t3 t3 ) 168m
此时,B 在前,速度小于 A,假设从通信恢复,到通信再次断开,用时为t4 ,则
sA5 v1t4
sB4 2m (停止运动)
sA5 sB4 s
解得
t4 2s
则手机连接时间共 15s,恰好传输成功。
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