江苏省镇江市丹阳市2024-2025高一上学期11月期中物理试题

江苏省镇江市丹阳市2024-2025学年高一上学期11月期中物理试题
1.(2024高一上·丹阳期中)下列选项中,物理量全部是矢量的是(  )
A.路程 速度 B.位移 加速度
C.速率 重力 D.位移 时间
【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A:路程是标量,速度是矢量,A错误;
B:位移和加速度均为矢量,B正确;
C:速率是标量,重力是矢量,C错误;
D:位移是矢量,时间是标量,D错误。
故答案为:B。
【分析】回顾矢量( 位移、速度、加速度、重力等 )和标量( 路程、速率、时间等 )的概念,逐一判断选项中物理量的类别
2.(2024高一上·丹阳期中)下列力学单位中,属于导出单位的是(  )
A.米 B.秒 C.千克 D.牛顿
【答案】D
【知识点】单位制
【解析】【解答】ABC、米、秒、千克分别是长度的基本单位、时间的基本单位、质量的基本单位,不是导出单位,故ABC错误;
D、牛顿是根据牛顿第二定律F=ma导出的力的单位1N=1kg/s2,是导出单位,故D正确;
故答案为:D。
【分析】国际单位制中的基本单位有:米、秒、千克、安培、摩尔、开尔文、坎德拉。基本单位共以上七个,其它均为导出单位。
3.(2024高一上·丹阳期中)“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还;两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。”这句诗描绘了诗人从白帝城至江陵两地间乘船沿江而下的情景,从物理学的视角来看(  )
A.“一日”指的是“时刻” B.“千里”指的是“位移”
C.由诗能求得“平均速度” D.相对于轻舟,山在运动
【答案】D
【知识点】位移与路程;参考系与坐标系;平均速度
【解析】【解答】A.“一日”代表时间轴上的一段,指的是“时间”,故A错误;
B.“千里”指的是轨迹的长度即“路程”,故B错误;
C.根据平均速度定义,x指的是位移,而诗中的千里指的是路程,能求出平均速率,而不能求出平均速度,故C错误;
D.轻舟在运动,以轻舟为参照物山在运动,故D正确。
故答案为:D。
【分析】回顾时间、时刻、位移、路程、平均速度、平均速率、参考系的概念,结合诗句描述的情景,判断各选项的正确性。
4.(2024高一上·丹阳期中)人站在商场扶梯的水平台阶上由1楼匀速前往2楼,人所受的重力为,则(  )
A.电梯对人的摩擦力方向水平向左
B.人所受合外力方向与运动方向相同
C.电梯对人的支持力与是一对平衡力
D.电梯对人的支持力与是一对相互作用力
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;静摩擦力;共点力的平衡
【解析】【解答】A:水平方向无相对运动趋势,不受摩擦力,A错误;
B: 人站在电梯上匀速运动,人所受合外力为零 ,B错误;
C:电梯对人的支持力与重力G大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力,C正确;
D:相互作用力作用在两个物体上,支持力与G不满足,D错误。
故答案为:C。
【分析】对人进行受力分析,结合匀速运动的平衡条件,判断各力的存在及分类( 平衡力、相互作用力 )
5.(2024高一上·丹阳期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验过程中,丁图中是以乙图中、为邻边在同一标度下所作平行四边形的对角线,则(  )
A.两弹簧测力计的拉力方向一定互成
B.两次拉橡皮筋时点位置一定要相同
C.两弹簧测力计的拉力读数一定要相等
D.丁图中与丙图中的大小一定相等
【答案】B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】A.两弹簧测力计的拉力方向是任意的,不要太大或太小,不一定互成,故A错误;
B.实验采用等效替代法,需保证两次拉橡皮筋时O点位置相同( 力的作用效果相同 ),故B正确;
C.两弹簧测力计的拉力读数无需相等,故C错误;
D.因为实验存在误差,丁图中与丙图中的大小不一定相等,故D错误。
故答案为:B。
【分析】回顾实验的等效替代法思想,明确实验操作要点( O点位置相同),结合误差分析,判断各选项的正确性。
6.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,一物体用细绳悬于点,现用另一细绳绑住绳上的点,对点施加水平牵引力,使物体缓慢上升,则此过程中,关于绳、绳拉力、大小的变化,下列判断正确的是(  )
A.变大、变大 B.变小、变大
C.变小、变小 D.变大、变小
【答案】A
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】对节点A与物体整体进行受力分析,如图所示
分析有
解得
在用水平力牵引A点使其向右缓慢运动的过程中,夹角逐渐增大,可知,FOA绳拉力逐渐变大,FAB绳拉力逐渐变大,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】对节点A进行受力分析,利用平衡条件得到拉力与角度的关系,结合的变化分析拉力的变化
7.(2024高一上·丹阳期中)2024年9月11日,我国自主研发的朱雀三号火箭十公里级垂直起降飞行试验成功。在某次测试中,该型火箭竖直起降的速度-时间图像如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.内,火箭加速度一直增大 B.时刻,火箭已到达最高位置
C.时刻,火箭已返回到起飞点 D.图中两处阴影区域面积相等
【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.根据图像的切线斜率表示加速度,可知内,火箭的加速度先增大后减小,故A错误;
BC.根据图像可知,时刻向上的速度最大,之后火箭继续向上运动,所以时刻火箭高度没有达到最大,速度为零,此时火箭到达最高位置,故BC错误;
D.根据图像与横轴围成的面积表示位移,由于火箭竖直起降过程,上升高度和下降高度相同,所以在时间段与内图线与时间轴t所围成图形的面积相等,故D正确。
故答案为:D。
【分析】利用速度 - 时间图像的斜率( 加速度 )、面积( 位移 )的物理意义,结合火箭的运动过程( 上升、下降 ),判断各选项的正确性。
8.(2024高一上·丹阳期中)如图甲所示,一个木棒受到三个拉力、、的作用,三个力的矢量恰好能围成一个正三角形,如图乙所示。则此三个力的合力是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】受力分析的应用;力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】根据力的平行四边形规则由图乙可知F1、F2的合力为F3,所以木棒所受的合力为2F3。
故答案为:C。
【分析】利用力的平行四边形定则,先求两个力的合力,再与第三个力合成,得到总合力。
9.(2024高一上·丹阳期中)时刻从某点竖直上抛一个小球,用一台固定的相机每隔时间拍一张照片(不计曝光时间),、、时刻的照片从左向右排列如图所示,不计空气阻力,重力加速度为,则小球的初速度为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】由运动的对称性可知第二幅图到第三幅图所经历的时间为T,因为两个小球在同一水平线上,由此可以推得在时刻到达最高点,则从0时刻开始到上升到最高点所经历的时间为
小球的初速度为
故答案为:C。
【分析】利用竖直上抛运动的对称性确定到达最高点的时间,再结合速度公式计算初速度。
10.(2024高一上·丹阳期中)用三根细线、、将两个相同小球和连接,并如图悬挂。两小球处于静止状态,其中细线水平。将三根绳的张力大小分别记作、、,则它们的大小关系是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】整体法隔离法;受力分析的应用
【解析】【解答】设小球1、2的重力都为G,细线a与竖直方向的夹角为,把小球1和2看成一整体,受力分析如图所示
由平衡条件可得,
可知
以球1为研究对象,设细线b与竖直方向的夹角为,根据平衡条件,在水平方向上有
由图可知,,故,可知;
以球2为研究对象,细线b对小球2的拉力,重力G及的作用,由平衡条件可得
综上分析,可知
故答案为:A。
【分析】采用整体法与隔离法结合,对小球系统和单个小球进行受力分析,利用平衡条件和力的合成( 勾股定理、三角函数 )比较张力大小。
11.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,、两个物体相互接触(不黏合),放置在光滑水平面上,已知,。从开始,推力和拉力随时间的变化规律为:,。则、之间的相互作用力、的加速度,的加速度随时间变化关系图像可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】图象法;受力分析的应用;牛顿定律与图象
【解析】【解答】AB.FA、FB的大小都随时间而变化,但A、B整体受到的合力F合=FA+FB=10N,保持不变,故开始一段时间内A、B以相同的加速度做匀加速运动,在t=0时,对整体有FA+FB=(mA+mB)a
得a=1m/s2
设A、B间的弹力为,对B有FB+FN=mBa

图像为一条倾斜直线,故A错误,B正确;
C.随着t的推移,FB增大,弹力FN逐渐减小,当A、B恰好分离时,A、B间的弹力为零,即FN=0
此时两者的加速度仍相等,有

解得t=2s,所以在2s内,A、B两物体一直以1m/s2的加速度做匀加速运动,故开始一段时间内A的加速度不变,故C错误;
D.内对整体用牛顿第二定律有
代入数据解得
后,物体A、B分离,对物体B用牛顿第二定律有
解得可知,后,物体B的加速度随时间线性变化,但是与纵轴的交点不过原点,故D错误。
故答案为:B。
【分析】先整体求加速度,再隔离分析相互作用力,结合分离条件( 相互作用力为0 )判断运动阶段,进而分析各物理量的变化规律。
12.(2024高一上·丹阳期中)某小组探究“质量不变时,物体加速度与其所受合外力的关系”。实验装置如图1所示,让小车右端和纸带相连,左端用细绳跨过定滑轮和槽码相连。
(1)该实验我们采用的研究方案是________(只有一个选项正确);
A.保持小车质量不变,改变槽码质量
B.保持槽码质量不变,改变小车质量
C.保持槽码和小车的总质量不变
D.同时改变槽码质量和小车质量
(2)该实验过程中操作正确的是________(只有一个选项正确);
A.补偿阻力时小车需连接纸带
B.使小车质量远小于槽码质量
C.释放小车后立即打开打点计时器
D.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)实验中得到了一系列打点纸带,其中一条纸带的计数点如图2所示,相邻两点之间的距离分别为,,…,,时间间隔均为。
①为减小,,…,的测量误差,需要用刻度尺量出各计数点到第1个计数点的距离,某一计数点在刻度尺上位置如图3所示,其读数为   cm;
②下列加速度算式中,最优的是   ;
A.
B.
C.
D.
(4)两位同学用不同质量的小车分别进行了实验,并作出图4中的甲、乙图线,其中为小车加速度,为槽码所受重力。请根据图线判断两次实验小车的质量关系为   (选填“>”、“=”或“<”),并结合所学知识说明理由   。
【答案】(1)A
(2)A
(3)50.50;C
(4)<;对小车分析,根据牛顿第二定律有变形得可知图像的斜率为由图4,可知在最开始阶段,两条图像都为过原点的直线,且有即有可得
【知识点】探究加速度与力、质量的关系;牛顿第二定律
【解析】【解答】(1)由题知,某小组探究“质量不变时,物体加速度与其所受合外力的关系”,故保持小车质量不变,通过改变槽码质量,槽码的重力也会跟着变化,从而改变小车所受合外力。
故答案为:A。
(2)A.补偿阻力时小车需连接纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故A正确;
B.为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故B错误;
C.根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故C错误;
D.为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故D错误。
故答案为:A。
(3)由图3所示,可知其读数为50.50cm;由图2,可知该纸带一共有6段位移,根据逐差法有,,
为减小测量误差,再取平均值,则有
代入可得
故答案为:50.50;C。
(4)对小车分析,根据牛顿第二定律有
变形得
可知图像的斜率为
由图4,可知在最开始阶段,两条图像都为过原点的直线,且有
即有
可得
故答案为:<
【分析】(1)依据实验目的,确定控制变量的方式。
(2)从补偿阻力、质量关系、操作顺序、细绳与木板的平行性等方面,分析操作的正确性。
(3)① 按照刻度尺读数规则读取数值;② 运用逐差法,结合位移段数,推导加速度计算的最优式。
(4)根据牛顿第二定律推导a - F关系,结合图像斜率与质量的关系判断小车质量大小。
(1)由题知,某小组探究“质量不变时,物体加速度与其所受合外力的关系”,故保持小车质量不变,通过改变槽码质量,槽码的重力也会跟着变化,从而改变小车所受合外力。
故选A。
(2)A.补偿阻力时小车需连接纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故A正确;
B.为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故B错误;
C.根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故C错误;
D.为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故D错误。
故选A。
(3)[1]由图3所示,可知其读数为50.50cm;
[2]由图2,可知该纸带一共有6段位移,根据逐差法有
,,
为减小测量误差,再取平均值,则有
代入可得
故选C。
(4)[1][2]对小车分析,根据牛顿第二定律有
变形得
可知图像的斜率为
由图4,可知在最开始阶段,两条图像都为过原点的直线,且有
即有
可得
13.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,足球场上沿直线等间距地摆放着7个定位锥筒,锥筒间距为。某同学在号锥筒位置将足球沿平行于锥筒摆放的连线方向踢出,足球向右匀减速运动,用时恰好停在号锥筒位置。求该足球:
(1)运动时的加速度大小;
(2)经过号和号锥筒中间位置点时的速率。
【答案】(1)解:根据位移-时间公式
解得
(2)解:根据位移-速度公式,有
解得
【知识点】加速度
【解析】【分析】(1)将匀减速运动逆向转化为匀加速运动,利用位移公式直接求解加速度。
(2)可通过正向的速度-位移公式或逆向的匀加速位移公式,结合P点的位移关系,求解速率。
(1)根据位移-时间公式
解得
(2)根据位移-速度公式,有
解得
14.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,质量为的物块A放在静止的木箱内,A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为。A被一根劲度系数为的轻弹簧向右拉着而保持静止,此时弹簧的伸长量为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。求:
(1)A所受弹簧的弹力大小;
(2)要使A能相对木箱底面向左移动,木箱水平运动的加速度至少多大?
【答案】(1)解:由胡克定律有
故物块A所受到的弹簧弹力大小为1N
(2)解:木箱在水平方向上运动,要使物块A能相对木箱底面向左移动,则木箱必须有向右的加速度,则对物块A受力分析,物体A能提供向左最大的加速度为,由牛顿第二定律有
联立求得
所以要让物块A能相对木箱底面向左移动,木箱的加速度需要满足
故木箱水平运动的加速度至少为。
【知识点】胡克定律;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)直接运用胡克定律,结合弹簧劲度系数和伸长量,计算弹力大小。
(2)分析物块相对木箱向左运动时的受力,弹簧弹力和最大静摩擦力均向右,根据牛顿第二定律,联立求解木箱所需的最小加速度。
(1)由胡克定律有
故物块A所受到的弹簧弹力大小为1N;
(2)木箱在水平方向上运动,要使物块A能相对木箱底面向左移动,则木箱必须有向右的加速度,则对物块A受力分析,物体A能提供向左最大的加速度为,由牛顿第二定律有
联立求得
所以要让物块A能相对木箱底面向左移动,木箱的加速度需要满足
故木箱水平运动的加速度至少为。
15.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,水平地面上有一小车,用两段不可伸长的轻绳将一质量为的小球悬挂在车厢水平顶部的A、B处,且。重力加速度为,求:
(1)小球和车都静止时,轻绳上张力的大小;
(2)当轻绳恰好伸直但没有张力时,小车运动的加速度;
(3)当小车以的加速度向右加速时,绳上张力大小。
【答案】(1)解:小球和小车静止不动,设轻绳、上张力大小分别为和,因为,所以和大小相等,对小球受力分析
根据平衡条件得
解得
(2)解:OA绳伸直恰好没有拉力,OB绳与水平车顶面夹角为60°;对小球受力分析,水平方向根据牛顿第二定律,竖直方向合力为零,可得

解得,方向水平向右。
(3)解:当小车以的加速度向右加速时,因为加速度大于,此时小球飘起,A绳无弹力,设OB绳与水平车顶面夹角为θ,对物体受力分析,由牛顿第二定律得

解得
【知识点】加速度;受力分析的应用;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)小球静止,对其受力分析,利用竖直方向平衡条件,结合三角函数求解OA绳张力。
(2)OA绳无张力时,分析小球受力,在水平和竖直方向列牛顿第二定律方程,求解加速度。
(3)小车加速度大于临界加速度,小球飘起,OA绳无张力,对小球受力分析,结合牛顿第二定律,联立水平和竖直方向方程求解OB绳张力。
(1)小球和小车静止不动,设轻绳、上张力大小分别为和,因为,所以和大小相等,对小球受力分析
根据平衡条件得
解得
(2)OA绳伸直恰好没有拉力,OB绳与水平车顶面夹角为60°;对小球受力分析,水平方向根据牛顿第二定律,竖直方向合力为零,可得

解得
方向水平向右。
(3)当小车以的加速度向右加速时,因为加速度大于,此时小球飘起,A绳无弹力,设OB绳与水平车顶面夹角为θ,对物体受力分析,由牛顿第二定律得

解得
16.(2024高一上·丹阳期中)某物流公司安装一货物传送通道,货物从的平台无初速进入斜面通道,斜面通道末端与水平通道通过小圆弧连接,使货物经过此拐点时,速率能保持不变。斜面通道倾角为,斜面通道和货物之间的动摩擦因数,重力加速度取,,。
(1)求货物沿斜面通道下滑时的加速度大小;
(2)若水平通道长度只有,为保证货物不滑出,货物与水平通道之间的动摩擦因数至少多大?
(3)若水平通道足够长且制造材料与斜面通道相同,并可通过调节斜面通道的长度来改变,请写出全过程货物水平位移与之间可能的关系。
【答案】(1)解:货物沿斜面通道下滑时,由牛顿第二定律得

(2)解:设货物沿斜面通道下滑到水平通道上时速度大小为,则
解得
为保证货物不滑出,设货物与水平通道之间的动摩擦因数至少为,则在水平通道上加速度大小
由运动学公式得
解得
(3)解:当时,货物不下滑;当,货物将下滑,最终停在水平面上。
在货物下滑的情况下:
倾斜轨道上的水平投影长度
倾斜轨道长度
在倾斜轨道上的加速度大小
滑到轨道底端的速度
水平轨道上货物的加速度大小

货物的水平位移
解得
可知水平方向位移x与倾斜轨道的倾角无关
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)对货物沿斜面下滑受力分析,结合牛顿第二定律,求解加速度。
(2)先通过运动学公式求斜面底端速度,再分析水平面上的匀减速运动,结合运动学公式和摩擦力公式,求解动摩擦因数。
(3)分情况讨论货物是否下滑,对下滑情况,结合斜面上和水平面上的运动学规律,推导水平位移与的关系。
(1)货物沿斜面通道下滑时,由牛顿第二定律得

(2)设货物沿斜面通道下滑到水平通道上时速度大小为,则
解得
为保证货物不滑出,设货物与水平通道之间的动摩擦因数至少为,则在水平通道上加速度大小
由运动学公式得
解得
(3)当时,货物不下滑;当,货物将下滑,最终停在水平面上。
在货物下滑的情况下:
倾斜轨道上的水平投影长度
倾斜轨道长度
在倾斜轨道上的加速度大小
滑到轨道底端的速度
水平轨道上货物的加速度大小

货物的水平位移
解得
可知水平方向位移x与倾斜轨道的倾角无关。
江苏省镇江市丹阳市2024-2025学年高一上学期11月期中物理试题
1.(2024高一上·丹阳期中)下列选项中,物理量全部是矢量的是(  )
A.路程 速度 B.位移 加速度
C.速率 重力 D.位移 时间
2.(2024高一上·丹阳期中)下列力学单位中,属于导出单位的是(  )
A.米 B.秒 C.千克 D.牛顿
3.(2024高一上·丹阳期中)“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还;两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。”这句诗描绘了诗人从白帝城至江陵两地间乘船沿江而下的情景,从物理学的视角来看(  )
A.“一日”指的是“时刻” B.“千里”指的是“位移”
C.由诗能求得“平均速度” D.相对于轻舟,山在运动
4.(2024高一上·丹阳期中)人站在商场扶梯的水平台阶上由1楼匀速前往2楼,人所受的重力为,则(  )
A.电梯对人的摩擦力方向水平向左
B.人所受合外力方向与运动方向相同
C.电梯对人的支持力与是一对平衡力
D.电梯对人的支持力与是一对相互作用力
5.(2024高一上·丹阳期中)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验过程中,丁图中是以乙图中、为邻边在同一标度下所作平行四边形的对角线,则(  )
A.两弹簧测力计的拉力方向一定互成
B.两次拉橡皮筋时点位置一定要相同
C.两弹簧测力计的拉力读数一定要相等
D.丁图中与丙图中的大小一定相等
6.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,一物体用细绳悬于点,现用另一细绳绑住绳上的点,对点施加水平牵引力,使物体缓慢上升,则此过程中,关于绳、绳拉力、大小的变化,下列判断正确的是(  )
A.变大、变大 B.变小、变大
C.变小、变小 D.变大、变小
7.(2024高一上·丹阳期中)2024年9月11日,我国自主研发的朱雀三号火箭十公里级垂直起降飞行试验成功。在某次测试中,该型火箭竖直起降的速度-时间图像如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.内,火箭加速度一直增大 B.时刻,火箭已到达最高位置
C.时刻,火箭已返回到起飞点 D.图中两处阴影区域面积相等
8.(2024高一上·丹阳期中)如图甲所示,一个木棒受到三个拉力、、的作用,三个力的矢量恰好能围成一个正三角形,如图乙所示。则此三个力的合力是(  )
A. B. C. D.
9.(2024高一上·丹阳期中)时刻从某点竖直上抛一个小球,用一台固定的相机每隔时间拍一张照片(不计曝光时间),、、时刻的照片从左向右排列如图所示,不计空气阻力,重力加速度为,则小球的初速度为(  )
A. B. C. D.
10.(2024高一上·丹阳期中)用三根细线、、将两个相同小球和连接,并如图悬挂。两小球处于静止状态,其中细线水平。将三根绳的张力大小分别记作、、,则它们的大小关系是(  )
A. B. C. D.
11.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,、两个物体相互接触(不黏合),放置在光滑水平面上,已知,。从开始,推力和拉力随时间的变化规律为:,。则、之间的相互作用力、的加速度,的加速度随时间变化关系图像可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
12.(2024高一上·丹阳期中)某小组探究“质量不变时,物体加速度与其所受合外力的关系”。实验装置如图1所示,让小车右端和纸带相连,左端用细绳跨过定滑轮和槽码相连。
(1)该实验我们采用的研究方案是________(只有一个选项正确);
A.保持小车质量不变,改变槽码质量
B.保持槽码质量不变,改变小车质量
C.保持槽码和小车的总质量不变
D.同时改变槽码质量和小车质量
(2)该实验过程中操作正确的是________(只有一个选项正确);
A.补偿阻力时小车需连接纸带
B.使小车质量远小于槽码质量
C.释放小车后立即打开打点计时器
D.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)实验中得到了一系列打点纸带,其中一条纸带的计数点如图2所示,相邻两点之间的距离分别为,,…,,时间间隔均为。
①为减小,,…,的测量误差,需要用刻度尺量出各计数点到第1个计数点的距离,某一计数点在刻度尺上位置如图3所示,其读数为   cm;
②下列加速度算式中,最优的是   ;
A.
B.
C.
D.
(4)两位同学用不同质量的小车分别进行了实验,并作出图4中的甲、乙图线,其中为小车加速度,为槽码所受重力。请根据图线判断两次实验小车的质量关系为   (选填“>”、“=”或“<”),并结合所学知识说明理由   。
13.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,足球场上沿直线等间距地摆放着7个定位锥筒,锥筒间距为。某同学在号锥筒位置将足球沿平行于锥筒摆放的连线方向踢出,足球向右匀减速运动,用时恰好停在号锥筒位置。求该足球:
(1)运动时的加速度大小;
(2)经过号和号锥筒中间位置点时的速率。
14.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,质量为的物块A放在静止的木箱内,A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为。A被一根劲度系数为的轻弹簧向右拉着而保持静止,此时弹簧的伸长量为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。求:
(1)A所受弹簧的弹力大小;
(2)要使A能相对木箱底面向左移动,木箱水平运动的加速度至少多大?
15.(2024高一上·丹阳期中)如图所示,水平地面上有一小车,用两段不可伸长的轻绳将一质量为的小球悬挂在车厢水平顶部的A、B处,且。重力加速度为,求:
(1)小球和车都静止时,轻绳上张力的大小;
(2)当轻绳恰好伸直但没有张力时,小车运动的加速度;
(3)当小车以的加速度向右加速时,绳上张力大小。
16.(2024高一上·丹阳期中)某物流公司安装一货物传送通道,货物从的平台无初速进入斜面通道,斜面通道末端与水平通道通过小圆弧连接,使货物经过此拐点时,速率能保持不变。斜面通道倾角为,斜面通道和货物之间的动摩擦因数,重力加速度取,,。
(1)求货物沿斜面通道下滑时的加速度大小;
(2)若水平通道长度只有,为保证货物不滑出,货物与水平通道之间的动摩擦因数至少多大?
(3)若水平通道足够长且制造材料与斜面通道相同,并可通过调节斜面通道的长度来改变,请写出全过程货物水平位移与之间可能的关系。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】矢量与标量
【解析】【解答】A:路程是标量,速度是矢量,A错误;
B:位移和加速度均为矢量,B正确;
C:速率是标量,重力是矢量,C错误;
D:位移是矢量,时间是标量,D错误。
故答案为:B。
【分析】回顾矢量( 位移、速度、加速度、重力等 )和标量( 路程、速率、时间等 )的概念,逐一判断选项中物理量的类别
2.【答案】D
【知识点】单位制
【解析】【解答】ABC、米、秒、千克分别是长度的基本单位、时间的基本单位、质量的基本单位,不是导出单位,故ABC错误;
D、牛顿是根据牛顿第二定律F=ma导出的力的单位1N=1kg/s2,是导出单位,故D正确;
故答案为:D。
【分析】国际单位制中的基本单位有:米、秒、千克、安培、摩尔、开尔文、坎德拉。基本单位共以上七个,其它均为导出单位。
3.【答案】D
【知识点】位移与路程;参考系与坐标系;平均速度
【解析】【解答】A.“一日”代表时间轴上的一段,指的是“时间”,故A错误;
B.“千里”指的是轨迹的长度即“路程”,故B错误;
C.根据平均速度定义,x指的是位移,而诗中的千里指的是路程,能求出平均速率,而不能求出平均速度,故C错误;
D.轻舟在运动,以轻舟为参照物山在运动,故D正确。
故答案为:D。
【分析】回顾时间、时刻、位移、路程、平均速度、平均速率、参考系的概念,结合诗句描述的情景,判断各选项的正确性。
4.【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;静摩擦力;共点力的平衡
【解析】【解答】A:水平方向无相对运动趋势,不受摩擦力,A错误;
B: 人站在电梯上匀速运动,人所受合外力为零 ,B错误;
C:电梯对人的支持力与重力G大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力,C正确;
D:相互作用力作用在两个物体上,支持力与G不满足,D错误。
故答案为:C。
【分析】对人进行受力分析,结合匀速运动的平衡条件,判断各力的存在及分类( 平衡力、相互作用力 )
5.【答案】B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】A.两弹簧测力计的拉力方向是任意的,不要太大或太小,不一定互成,故A错误;
B.实验采用等效替代法,需保证两次拉橡皮筋时O点位置相同( 力的作用效果相同 ),故B正确;
C.两弹簧测力计的拉力读数无需相等,故C错误;
D.因为实验存在误差,丁图中与丙图中的大小不一定相等,故D错误。
故答案为:B。
【分析】回顾实验的等效替代法思想,明确实验操作要点( O点位置相同),结合误差分析,判断各选项的正确性。
6.【答案】A
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】对节点A与物体整体进行受力分析,如图所示
分析有
解得
在用水平力牵引A点使其向右缓慢运动的过程中,夹角逐渐增大,可知,FOA绳拉力逐渐变大,FAB绳拉力逐渐变大,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】对节点A进行受力分析,利用平衡条件得到拉力与角度的关系,结合的变化分析拉力的变化
7.【答案】D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.根据图像的切线斜率表示加速度,可知内,火箭的加速度先增大后减小,故A错误;
BC.根据图像可知,时刻向上的速度最大,之后火箭继续向上运动,所以时刻火箭高度没有达到最大,速度为零,此时火箭到达最高位置,故BC错误;
D.根据图像与横轴围成的面积表示位移,由于火箭竖直起降过程,上升高度和下降高度相同,所以在时间段与内图线与时间轴t所围成图形的面积相等,故D正确。
故答案为:D。
【分析】利用速度 - 时间图像的斜率( 加速度 )、面积( 位移 )的物理意义,结合火箭的运动过程( 上升、下降 ),判断各选项的正确性。
8.【答案】C
【知识点】受力分析的应用;力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】根据力的平行四边形规则由图乙可知F1、F2的合力为F3,所以木棒所受的合力为2F3。
故答案为:C。
【分析】利用力的平行四边形定则,先求两个力的合力,再与第三个力合成,得到总合力。
9.【答案】C
【知识点】竖直上抛运动
【解析】【解答】由运动的对称性可知第二幅图到第三幅图所经历的时间为T,因为两个小球在同一水平线上,由此可以推得在时刻到达最高点,则从0时刻开始到上升到最高点所经历的时间为
小球的初速度为
故答案为:C。
【分析】利用竖直上抛运动的对称性确定到达最高点的时间,再结合速度公式计算初速度。
10.【答案】A
【知识点】整体法隔离法;受力分析的应用
【解析】【解答】设小球1、2的重力都为G,细线a与竖直方向的夹角为,把小球1和2看成一整体,受力分析如图所示
由平衡条件可得,
可知
以球1为研究对象,设细线b与竖直方向的夹角为,根据平衡条件,在水平方向上有
由图可知,,故,可知;
以球2为研究对象,细线b对小球2的拉力,重力G及的作用,由平衡条件可得
综上分析,可知
故答案为:A。
【分析】采用整体法与隔离法结合,对小球系统和单个小球进行受力分析,利用平衡条件和力的合成( 勾股定理、三角函数 )比较张力大小。
11.【答案】B
【知识点】图象法;受力分析的应用;牛顿定律与图象
【解析】【解答】AB.FA、FB的大小都随时间而变化,但A、B整体受到的合力F合=FA+FB=10N,保持不变,故开始一段时间内A、B以相同的加速度做匀加速运动,在t=0时,对整体有FA+FB=(mA+mB)a
得a=1m/s2
设A、B间的弹力为,对B有FB+FN=mBa

图像为一条倾斜直线,故A错误,B正确;
C.随着t的推移,FB增大,弹力FN逐渐减小,当A、B恰好分离时,A、B间的弹力为零,即FN=0
此时两者的加速度仍相等,有

解得t=2s,所以在2s内,A、B两物体一直以1m/s2的加速度做匀加速运动,故开始一段时间内A的加速度不变,故C错误;
D.内对整体用牛顿第二定律有
代入数据解得
后,物体A、B分离,对物体B用牛顿第二定律有
解得可知,后,物体B的加速度随时间线性变化,但是与纵轴的交点不过原点,故D错误。
故答案为:B。
【分析】先整体求加速度,再隔离分析相互作用力,结合分离条件( 相互作用力为0 )判断运动阶段,进而分析各物理量的变化规律。
12.【答案】(1)A
(2)A
(3)50.50;C
(4)<;对小车分析,根据牛顿第二定律有变形得可知图像的斜率为由图4,可知在最开始阶段,两条图像都为过原点的直线,且有即有可得
【知识点】探究加速度与力、质量的关系;牛顿第二定律
【解析】【解答】(1)由题知,某小组探究“质量不变时,物体加速度与其所受合外力的关系”,故保持小车质量不变,通过改变槽码质量,槽码的重力也会跟着变化,从而改变小车所受合外力。
故答案为:A。
(2)A.补偿阻力时小车需连接纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故A正确;
B.为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故B错误;
C.根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故C错误;
D.为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故D错误。
故答案为:A。
(3)由图3所示,可知其读数为50.50cm;由图2,可知该纸带一共有6段位移,根据逐差法有,,
为减小测量误差,再取平均值,则有
代入可得
故答案为:50.50;C。
(4)对小车分析,根据牛顿第二定律有
变形得
可知图像的斜率为
由图4,可知在最开始阶段,两条图像都为过原点的直线,且有
即有
可得
故答案为:<
【分析】(1)依据实验目的,确定控制变量的方式。
(2)从补偿阻力、质量关系、操作顺序、细绳与木板的平行性等方面,分析操作的正确性。
(3)① 按照刻度尺读数规则读取数值;② 运用逐差法,结合位移段数,推导加速度计算的最优式。
(4)根据牛顿第二定律推导a - F关系,结合图像斜率与质量的关系判断小车质量大小。
(1)由题知,某小组探究“质量不变时,物体加速度与其所受合外力的关系”,故保持小车质量不变,通过改变槽码质量,槽码的重力也会跟着变化,从而改变小车所受合外力。
故选A。
(2)A.补偿阻力时小车需连接纸带,需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,故A正确;
B.为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,故B错误;
C.根据操作要求,应先打开打点计时器再释放小车,故C错误;
D.为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要调整垫块位置以补偿阻力,也要保持细线和长木板平行,故D错误。
故选A。
(3)[1]由图3所示,可知其读数为50.50cm;
[2]由图2,可知该纸带一共有6段位移,根据逐差法有
,,
为减小测量误差,再取平均值,则有
代入可得
故选C。
(4)[1][2]对小车分析,根据牛顿第二定律有
变形得
可知图像的斜率为
由图4,可知在最开始阶段,两条图像都为过原点的直线,且有
即有
可得
13.【答案】(1)解:根据位移-时间公式
解得
(2)解:根据位移-速度公式,有
解得
【知识点】加速度
【解析】【分析】(1)将匀减速运动逆向转化为匀加速运动,利用位移公式直接求解加速度。
(2)可通过正向的速度-位移公式或逆向的匀加速位移公式,结合P点的位移关系,求解速率。
(1)根据位移-时间公式
解得
(2)根据位移-速度公式,有
解得
14.【答案】(1)解:由胡克定律有
故物块A所受到的弹簧弹力大小为1N
(2)解:木箱在水平方向上运动,要使物块A能相对木箱底面向左移动,则木箱必须有向右的加速度,则对物块A受力分析,物体A能提供向左最大的加速度为,由牛顿第二定律有
联立求得
所以要让物块A能相对木箱底面向左移动,木箱的加速度需要满足
故木箱水平运动的加速度至少为。
【知识点】胡克定律;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)直接运用胡克定律,结合弹簧劲度系数和伸长量,计算弹力大小。
(2)分析物块相对木箱向左运动时的受力,弹簧弹力和最大静摩擦力均向右,根据牛顿第二定律,联立求解木箱所需的最小加速度。
(1)由胡克定律有
故物块A所受到的弹簧弹力大小为1N;
(2)木箱在水平方向上运动,要使物块A能相对木箱底面向左移动,则木箱必须有向右的加速度,则对物块A受力分析,物体A能提供向左最大的加速度为,由牛顿第二定律有
联立求得
所以要让物块A能相对木箱底面向左移动,木箱的加速度需要满足
故木箱水平运动的加速度至少为。
15.【答案】(1)解:小球和小车静止不动,设轻绳、上张力大小分别为和,因为,所以和大小相等,对小球受力分析
根据平衡条件得
解得
(2)解:OA绳伸直恰好没有拉力,OB绳与水平车顶面夹角为60°;对小球受力分析,水平方向根据牛顿第二定律,竖直方向合力为零,可得

解得,方向水平向右。
(3)解:当小车以的加速度向右加速时,因为加速度大于,此时小球飘起,A绳无弹力,设OB绳与水平车顶面夹角为θ,对物体受力分析,由牛顿第二定律得

解得
【知识点】加速度;受力分析的应用;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)小球静止,对其受力分析,利用竖直方向平衡条件,结合三角函数求解OA绳张力。
(2)OA绳无张力时,分析小球受力,在水平和竖直方向列牛顿第二定律方程,求解加速度。
(3)小车加速度大于临界加速度,小球飘起,OA绳无张力,对小球受力分析,结合牛顿第二定律,联立水平和竖直方向方程求解OB绳张力。
(1)小球和小车静止不动,设轻绳、上张力大小分别为和,因为,所以和大小相等,对小球受力分析
根据平衡条件得
解得
(2)OA绳伸直恰好没有拉力,OB绳与水平车顶面夹角为60°;对小球受力分析,水平方向根据牛顿第二定律,竖直方向合力为零,可得

解得
方向水平向右。
(3)当小车以的加速度向右加速时,因为加速度大于,此时小球飘起,A绳无弹力,设OB绳与水平车顶面夹角为θ,对物体受力分析,由牛顿第二定律得

解得
16.【答案】(1)解:货物沿斜面通道下滑时,由牛顿第二定律得

(2)解:设货物沿斜面通道下滑到水平通道上时速度大小为,则
解得
为保证货物不滑出,设货物与水平通道之间的动摩擦因数至少为,则在水平通道上加速度大小
由运动学公式得
解得
(3)解:当时,货物不下滑;当,货物将下滑,最终停在水平面上。
在货物下滑的情况下:
倾斜轨道上的水平投影长度
倾斜轨道长度
在倾斜轨道上的加速度大小
滑到轨道底端的速度
水平轨道上货物的加速度大小

货物的水平位移
解得
可知水平方向位移x与倾斜轨道的倾角无关
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)对货物沿斜面下滑受力分析,结合牛顿第二定律,求解加速度。
(2)先通过运动学公式求斜面底端速度,再分析水平面上的匀减速运动,结合运动学公式和摩擦力公式,求解动摩擦因数。
(3)分情况讨论货物是否下滑,对下滑情况,结合斜面上和水平面上的运动学规律,推导水平位移与的关系。
(1)货物沿斜面通道下滑时,由牛顿第二定律得

(2)设货物沿斜面通道下滑到水平通道上时速度大小为,则
解得
为保证货物不滑出,设货物与水平通道之间的动摩擦因数至少为,则在水平通道上加速度大小
由运动学公式得
解得
(3)当时,货物不下滑;当,货物将下滑,最终停在水平面上。
在货物下滑的情况下:
倾斜轨道上的水平投影长度
倾斜轨道长度
在倾斜轨道上的加速度大小
滑到轨道底端的速度
水平轨道上货物的加速度大小

货物的水平位移
解得
可知水平方向位移x与倾斜轨道的倾角无关。

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