湖北省随州市部分高中2025-2026学年高一上学期期末联考物理试题(原卷版+解析版)
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这是一份湖北省随州市部分高中2025-2026学年高一上学期期末联考物理试题(原卷版+解析版),共24页。试卷主要包含了答题前,请将自己的姓名,选择题的作答,非选择题作答,考试结束后,请将答题卡上交等内容,欢迎下载使用。
本试卷共6页,全卷满分100分,考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分,。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 如题图为太极练功场示意图,半径为R的圆形场地由“阳鱼(白色)”和“阴鱼(深色)”构成,O点为场地圆心。其内部由两个圆心分别为和的半圆弧分隔。某晨练老人从A点出发沿“阳鱼”和“阴鱼”分界线走到B点,用时为t,下列说法正确的是( )
A. t指的是走到B点的时刻B. 老人的位移为
C. 老人的平均速度为D. 老人的平均速率为
2. 雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备,某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来。某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示,经过t=173 s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示,已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10-4 s,电磁波的速度为3×108 m/s,则该飞机的飞行速度大小约为( )
A. 1 200 m/sB. 900 m/s
C. 500 m/sD. 300 m/s
3. 如图所示,是高速公路上不停车电子收费系统的简称。一汽车在平直公路上以的速度行驶,汽车通过通道前,以的加速度减速,当速度减至后,匀速通过长为的匀速行驶区间。当车头到达收费站中心线后,再以的加速度匀加速至,汽车从开始减速至回到原行驶速度的过程,下列判断正确的是( )
A. 通过的最短距离为B. 通过的最短距离为
C. 所用的最短时间为D. 所用的最短时间为
4. 汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车,已知汽车刹车时第1s内的位移为,在最后1s内的位移为,则下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1秒末速度可能为
B. 汽车加速度大小可能为
C. 汽车在第1秒末的速度一定为
D. 汽车的加速度大小一定为
5. 一根轻质弹性绳(产生的弹力与其伸长量满足胡克定律)的一端固定在水平天花板上,其自然伸直的长度为72cm,若将一钩码挂在弹性绳的下端点,平衡时弹性绳的总长度为80cm;若将弹性绳的两端固定在天花板上的同一点,用同样的钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A 74cmB. 76cmC. 80cmD. 88cm
6. 如图所示,A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上,A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接,细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ,细绳L2水平拉直,现将细绳L2剪断,则细绳L2剪断瞬间,下列说法正确的是( )
A. 细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶1
B. 细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶cs2θ
C. A与B的加速度之比为1∶1
D. A与B的加速度之比为cs θ∶1
7. 如图甲所示,将一小物块从坐标原点O点开始,以某一水平速度沿水平x轴向一光滑斜面抛出,物块运动至斜面顶端P处时速度恰好与斜面平行,并沿斜面滑下;不计空气阻力,物块可视为质点。则物块的位移x、y和速度vx、vy随时间变化的图像,可能是图乙中的( )
A. B.
C. D.
8. 如图甲所示是一速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定装置。工作时B向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被B接收到。从B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移时间图像,则下列说法正确的是( )
A. 超声波的速度为
B. 超声波的速度为
C. 物体的平均速度为
D. 物体的平均速度为
9. 一轻质弹簧的弹力和长度的关系图线如图所示,根据图线可以确定( )
A. 弹簧的原长为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 弹簧伸长时弹力大小为
D. 弹簧伸长时弹力大小为
10. 如图(),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略,重力加速度取。由题给数据可以得出
A. 木板的质量为1kg
B. 2s~4s内,力F的大小为0.4N
C. 0~2s内,力F的大小保持不变
D. 物块与木板之间动摩擦因数为0.2
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 假设某高楼距地面高H=47m的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。有一辆长L1=8m、高h1=2m的货车,在楼下以v0=9m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24m(示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g=10m/s2)
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持v0=9m/s的速度匀速直行,通过计算说明货车是否会被花盆砸到;
(2)若司机发现花盆掉落,采取制动(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1s)的方式来避险,使货车在花盆砸落点前停下,求货车的最小加速度;
(3)若司机发现花盆掉落,采取加速(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1s)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度加速才能避免被花盆砸到。
12. 如图所示,质量为M=2kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量为m=kg的小球B相连。今用与水平方向成α=30°角的力F=10N,拉着小球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,g取10 m/s2。求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ;
(3)当tan α为多大时,使小球和木块一起向右匀速运动拉力最小。
13. 用如图所示的装置验证牛顿第二定律。
(1)除图甲中所给器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是______。
A.秒表 B.天平(含砝码) C.弹簧测力计 D.刻度尺
(2)实验前平衡摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做______运动。
(3)为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量______小车的质量(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)。
(4)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时,小车的速度______m/s。多测几个点的速度作出图像,就可以算出小车的加速度。
(5)为研究加速度和力的关系,要保证______不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
(6)在研究加速度与质量的关系时,要保证砂和砂桶的总质量不变。若砂和砂桶的总质量m与小车的质量M间的关系不满足第(3)问中的条件,由实验数据作出a和的关系图像,则图像应如图中的______所示。
A. B C. D.
14. 如图所示,一足够长的斜面倾角为,斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为,现使物体受到一水平向右的恒力作用,运动至B点时撤去该力(,,取)。则
(1)物体到达B点时的速度是多大?
(2)物体在斜面上滑行的时间是多少?
15. 如图所示,一倾斜轨道,通过微小圆弧与足够长的水平轨道平滑连接,水平轨道与一半径为的圆弧轨道相切于点,A、、、均在同一竖直面内。质量的小球(可视为质点)压紧轻质弹簧并被锁定,解锁后小球的速度离开弹簧,从光滑水平平台飞出,经A点时恰好无碰撞沿方向进如入倾斜轨道滑下。已知轨道长,与水平方向夹角,小球与轨道间的动摩擦因数,其余轨道部分均为光滑, 取,,。求:
(1)未解锁时弹簧的弹性势能;
(2)小球在点时速度的大小;
(3)要使小球不脱离圆轨道,轨道半径应满足什么条件。
湖北省随州市部分高中2025—2026学年上学期期末联考
高一物理试题
本试卷共6页,全卷满分100分,考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分,。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 如题图为太极练功场示意图,半径为R的圆形场地由“阳鱼(白色)”和“阴鱼(深色)”构成,O点为场地圆心。其内部由两个圆心分别为和的半圆弧分隔。某晨练老人从A点出发沿“阳鱼”和“阴鱼”分界线走到B点,用时为t,下列说法正确的是( )
A. t指的是走到B点的时刻B. 老人的位移为
C. 老人的平均速度为D. 老人的平均速率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.用时为t,可知t指的是人从A走到B点的时间间隔,A错误;
B.位移大小指始位置指向末位置的有向线段的长度,则老人的位移为2R,B错误;
CD.老人的平均速度为
C正确,D错误。
故选C。
2. 雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备,某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来。某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示,经过t=173 s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示,已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10-4 s,电磁波的速度为3×108 m/s,则该飞机的飞行速度大小约为( )
A. 1 200 m/sB. 900 m/s
C. 500 m/sD. 300 m/s
【答案】D
【解析】
【详解】由题图甲得雷达第一次发射电磁波时,飞机距离雷达的距离为
由题图乙得雷达第二次发射电磁波时,飞机和雷达的竖直距离为
设该段时间内飞机水平飞行的距离为s2,则s1、s2、h在空间构成一个直角三角形,利用数学关系得
飞机的飞行速度
故选D。
3. 如图所示,是高速公路上不停车电子收费系统的简称。一汽车在平直公路上以的速度行驶,汽车通过通道前,以的加速度减速,当速度减至后,匀速通过长为的匀速行驶区间。当车头到达收费站中心线后,再以的加速度匀加速至,汽车从开始减速至回到原行驶速度的过程,下列判断正确的是( )
A. 通过的最短距离为B. 通过的最短距离为
C. 所用的最短时间为D. 所用的最短时间为
【答案】B
【解析】
【详解】CD.汽车通过ETC通道,减速时间
匀速时间
加速时间
从开始减速到恢复正常行驶过程中的时间
故CD错误;
AB.汽车通过ETC通道,减速位移为
加速位移为
从开始减速到刚好恢复正常行驶过程中经过的位移为
故A错误,B正确。
故选B。
4. 汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车,已知汽车刹车时第1s内的位移为,在最后1s内的位移为,则下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1秒末的速度可能为
B. 汽车加速度大小可能为
C. 汽车在第1秒末的速度一定为
D. 汽车加速度大小一定为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】汽车运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动,对于最后1s,有
解得加速度为
设汽车在刹车的第1秒末的速度为。则对于刹车的第1s内,可得
可得
故选C。
5. 一根轻质弹性绳(产生的弹力与其伸长量满足胡克定律)的一端固定在水平天花板上,其自然伸直的长度为72cm,若将一钩码挂在弹性绳的下端点,平衡时弹性绳的总长度为80cm;若将弹性绳的两端固定在天花板上的同一点,用同样的钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A. 74cmB. 76cmC. 80cmD. 88cm
【答案】B
【解析】
【详解】将轻质弹性绳看为两个一半长度的弹性绳串联,半个轻质绳的原长设为x0,劲度系数设为k,则第一次悬挂重物时,有
第二次悬挂重物时,有
解得
故此时长度为
故选B。
6. 如图所示,A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上,A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接,细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ,细绳L2水平拉直,现将细绳L2剪断,则细绳L2剪断瞬间,下列说法正确的是( )
A. 细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶1
B. 细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶cs2θ
C. A与B的加速度之比为1∶1
D. A与B的加速度之比为cs θ∶1
【答案】D
【解析】
【详解】根据题述可知,A、B两球的质量相等,均设为m,剪断细绳L2瞬间,对A球受力分析,如图1所示,由于细绳L1的拉力突变,沿细绳L1方向和垂直于细绳L1方向进行力的分解,得
FT=mgcs θ
ma1=mgsin θ
剪断细绳L2瞬间,对B球进行受力分析,如图2所示,由于弹簧的弹力不发生突变,则弹簧的弹力还保持不变,有
Fcs θ=mg
ma2=mgtan θ
所以
FT∶F=cs2θ∶1
a1∶a2=cs θ∶1
则D正确,ABC错误。
故选D。
7. 如图甲所示,将一小物块从坐标原点O点开始,以某一水平速度沿水平x轴向一光滑斜面抛出,物块运动至斜面顶端P处时速度恰好与斜面平行,并沿斜面滑下;不计空气阻力,物块可视为质点。则物块的位移x、y和速度vx、vy随时间变化的图像,可能是图乙中的( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小物块到达斜面之前做平抛运动,水平方向为匀速直线运动,
竖直方向为自由落体运动,
物块落到斜面之后,受到重力和支持力作用,合力沿斜面向下,根据牛顿第二定律可知
根据平行四边形定则,将加速度分解为水平方向和竖直方向,
水平方向做匀加速直线运动,竖直方向继续做匀加速直线运动,位移时间图像切线的斜率表示速度,水平速度先是不变,后逐渐变大,故A正确;
B.水平速度先不变,后逐渐变大,所以速度图像先是平行于时间轴,后是向上倾斜的直线,故B正确;
C.位移时间图像,切线的斜率表示速度,竖直方向速度一直增大,所以斜率一直变大,故C错误;
D.竖直方向加速度先是g,后小于g;速度时间图像切线的斜率表示加速度,后一阶段的斜率应小于前一阶段,故D错误。
故选AB。
8. 如图甲所示是一速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定装置。工作时B向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被B接收到。从B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的位移时间图像,则下列说法正确的是( )
A. 超声波的速度为
B. 超声波的速度为
C. 物体的平均速度为
D. 物体的平均速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.超声波的速度为,故A正确,B错误;
CD.由题图乙可以得出物体运动距离所用时间为
所以物体的平均速度,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 一轻质弹簧的弹力和长度的关系图线如图所示,根据图线可以确定( )
A. 弹簧的原长为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 弹簧伸长时弹力大小为
D. 弹簧伸长时弹力大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.当弹力为零时,弹簧处于原长,结合题图可知原长为,故A正确;
B.当弹簧的长度为时,弹力为,此时弹簧压缩量
根据胡克定律得,故B正确;
CD.当弹簧伸长量时,根据胡克定律得,故C错误,D正确。
故选ABD。
10. 如图(),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略,重力加速度取。由题给数据可以得出
A. 木板的质量为1kg
B. 2s~4s内,力F的大小为0.4N
C. 0~2s内,力F的大小保持不变
D. 物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.由图(c)可以看出,在2-5s内木板与物块发生相对滑动,此时物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,结合图(b)可知滑动摩擦力的大小为
设2-4s内木板的加速度为,4-5s内木板的加速度为,结合图像由
可得2-4s内木板的加速度为
同理可得4-5s内木板的加速度为
木板在4-5s内牛顿第二定律方程为
代入数据解得木板的质量为
木板在2-4s内的牛顿第二定律方程为
解得在2-4s内力F的大小为,故AB正确;
C.结合图(b)、图(c)两图像可判断出0-2s内物块和木板还未发生相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,此过程力F的大小等于细线对物块的拉力f的大小,观察图象可知,这段时间内是变化的,所以F在此过程中是变力,故C错误;
D.根据动摩擦因数的计算公式
可知物块与木板之间动摩擦因数为
由于不知道物块的质量,所以无法计算它们之间的动摩擦因数,故D错误。
故选AB。
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 假设某高楼距地面高H=47m阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。有一辆长L1=8m、高h1=2m的货车,在楼下以v0=9m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24m(示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g=10m/s2)
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持v0=9m/s的速度匀速直行,通过计算说明货车是否会被花盆砸到;
(2)若司机发现花盆掉落,采取制动(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1s)的方式来避险,使货车在花盆砸落点前停下,求货车的最小加速度;
(3)若司机发现花盆掉落,采取加速(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1s)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度加速才能避免被花盆砸到。
【答案】(1)会,计算见解析;(2)2.7m/s2;(3)2.5m/s2
【解析】
【详解】(1)花盆从47m高处落下,到达离地高2m的车顶过程,位移为
h=(47-2)m=45m
根据自由落体运动位移与时间关系式,有
联立得
t=3s
3s内汽车位移为
x=v0t=27m
因
L2=24m<x<L1+L2=32m
则货车会被花盆砸到。
(2)货车匀减速的距离为
x1=L2-v0·Δt=15m
制动过程中由运动学公式得
联立得
a0=2.7m/s2
(3)司机反应时间内货车的位移为
x2=v0Δt=9m
此时车头离花盆的水平距离为
d=L2-x2=15m
采取加速方式,要成功避险,则有
联立得
a=2.5m/s2
即货车至少以2.5m/s2的加速度加速才能避免被花盆砸到。
12. 如图所示,质量为M=2kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量为m=kg的小球B相连。今用与水平方向成α=30°角的力F=10N,拉着小球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,g取10 m/s2。求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ;
(3)当tan α为多大时,使小球和木块一起向右匀速运动的拉力最小。
【答案】(1)30° (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对B进行受力分析,设细绳对B的拉力为FT,由平衡条件可得
Fcs 30°=FTcs θ,Fsin 30°+FTsin θ=mg
解得FT=10N,tan θ=
即θ=30°
【小问2详解】
对A进行受力分析,由平衡条件有FTsin θ+Mg=FN,FTcs θ=μFN
解得μ=
【小问3详解】
对A、B进行受力分析,由平衡条件有Fsin α+FN=(M+m)g,Fcs α=μFN
解得
令sin β=,cs β=
即tan β=,则
显然,当α+β=90°时,F有最小值,所以tan α=μ=时,F的值最小。
13. 用如图所示的装置验证牛顿第二定律。
(1)除图甲中所给器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是______。
A.秒表 B.天平(含砝码) C.弹簧测力计 D.刻度尺
(2)实验前平衡摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做______运动。
(3)为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量______小车的质量(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)。
(4)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时,小车的速度______m/s。多测几个点的速度作出图像,就可以算出小车的加速度。
(5)为研究加速度和力的关系,要保证______不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
(6)在研究加速度与质量的关系时,要保证砂和砂桶的总质量不变。若砂和砂桶的总质量m与小车的质量M间的关系不满足第(3)问中的条件,由实验数据作出a和的关系图像,则图像应如图中的______所示。
A. B. C. D.
【答案】 ①. BD##DB ②. 匀速 ③. 远小于 ④. 0.44 ⑤. 小车的质量 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]除图甲中所给器材以及交流电源和导线外,需要用天平测量小车的质量,需要用刻度尺测量纸带求解加速度,则在下列器材中,还必须使用的两种器材是天平(含砝码)和刻度尺,故选BD。
(2)[2]实验前平衡摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做匀速运动。
(3)[3]根据牛顿第二定律,对小车
对沙桶
解得
则当时刻认为T=mg,即为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量远小于小车的质量。
(4)[4]相邻计数点之间还有4个点没有标出可得图中相邻点时间间隔为,打点计时器打B点时,小车的速度
(5)[5]为研究加速度和力的关系,要保证小车的质量不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
(6)[6]根据牛顿第二定律可知
mg=(M+m)a
解得
由此可知图像是过原点的倾斜直线,故ABD错误,C正确。
故选C。
14. 如图所示,一足够长的斜面倾角为,斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为,现使物体受到一水平向右的恒力作用,运动至B点时撤去该力(,,取)。则
(1)物体到达B点时的速度是多大?
(2)物体在斜面上滑行的时间是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在水平面上,根据牛顿第二定律可知
代入数据解得
M到B,根据速度与位移关系式可知
代入数据解得
【小问2详解】
物体在斜面上向上运动,根据牛顿第二定律可知
代入数据解得
根据速度与位移关系式可知
解得
由得
因,所以物体速度减为零后会继续下滑,下滑时根据牛顿第二定律可知
解得
由得
所以物体在斜面上滑行的总时间
15. 如图所示,一倾斜轨道,通过微小圆弧与足够长的水平轨道平滑连接,水平轨道与一半径为的圆弧轨道相切于点,A、、、均在同一竖直面内。质量的小球(可视为质点)压紧轻质弹簧并被锁定,解锁后小球的速度离开弹簧,从光滑水平平台飞出,经A点时恰好无碰撞沿方向进如入倾斜轨道滑下。已知轨道长,与水平方向夹角,小球与轨道间的动摩擦因数,其余轨道部分均为光滑, 取,,。求:
(1)未解锁时弹簧的弹性势能;
(2)小球在点时速度的大小;
(3)要使小球不脱离圆轨道,轨道半径应满足什么条件。
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】
【分析】
【详解】(1)对小球与弹簧,由机械能守恒定律有
解得弹簧的弹性势能
(2)对小球:离开台面至A点的过程做平抛运动,在A处的速度为
从A到的过程,由动能定理可得
解得
(3)要使小球不脱离轨道,小球或通过圆轨道最高点,或沿圆轨道到达最大高度小于半径后返回:设小球恰好能通过最高点时,速度为,轨道半径,在最高点
从至最高点的过程
解得
设小球恰好能在圆轨道上到达圆心等高处,轨道半径,从至圆心等高处过程
解得
综上所述,要使小球不脱离轨道,则竖直圆弧轨道的半径必须满足
或
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