湖北省十堰市竹溪县第二高级中学2024-2025学年高三上学期摸底考试物理试卷(学生版+教师版)

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名称 湖北省十堰市竹溪县第二高级中学2024-2025学年高三上学期摸底考试物理试卷(学生版+教师版)
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文件大小 2.9MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2024-09-29 10:26:29

文档简介

湖北省十堰市竹溪县第二高级中学2024-2025学年高三上学期摸底考试物理试卷
1.(2024高三上·竹溪开学考)2022年9月29日上午10时校运会的三级跳远比赛正式开始,经过紧张激烈的比赛,最终小周同学以12.54m的成绩夺得高一男子三级跳远决赛的冠军,对此次比赛下列说法正确的是(  )
A.2022年9月29日上午10时是指时间间隔
B.12.52m是指小周同学从起跳线至沙坑落点的路程
C.12.52m是指小周同学从起跳线至沙坑落点的位移大小
D.裁判员判断小周比赛动作是否犯规时可将小周视为质点
2.(2024高三上·竹溪开学考)某汽车在一平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6s时间经过A、B两根电线杆,已知A、B间的距离为60m,车经过B时的速度为15m/s,则(  )
A.车从出发到B杆所用时间为6s B.车的加速度为1.6m/s2
C.经过A杆时的速度为10m/s D.出发点到A杆的距离为7.5m
3.(2024高三上·竹溪开学考)一平直公路旁等间距竖立5根电线杆,相邻两电线杆间距为d,如图所示。一小车车头与第1根电线杆对齐,从静止开始做匀加速直线运动,测得小车车头从第1根电线杆到第2根电线杆历时t,以下说法正确的是(  )
A.车头从第2根电线杆到第4根电线杆历时为t
B.车头从第1根电线杆到第5根电线杆历时为t
C.车头到第2根电线杆时,速度大小为
D.车头到第5根电线杆时,速度大小为
4.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,从空中将小球从点竖直向上抛出的同时,将小球从点由静止释放,一段时间后在点正下方的点时追上,此过程中两小球均末落地且末发生碰撞。若两点间的高度差为,两点间的高度差为。不计空气阻力,重力加速度为,两小球均可视为质点,则小球相对抛出点上升的最大高度为(  )
A. B. C. D.
5.(2024高三上·竹溪开学考)在同一条笔直的公路上行驶的三辆汽车a,b,c,它们的x-t图象如图所示,汽车a对应的图象是一条抛物线,其顶点坐标为(0,10m)。下列说法正确的是(  )
A.在0~5s内,a,b两辆汽车间的距离减小
B.b和c两辆汽车做匀速直线运动,两汽车的速度相同
C.汽车c的速度逐渐增大
D.汽车a在5s末的速度为4m/s
6.(2024高三上·竹溪开学考)图示为三种形式的吊车的示意图,OA为杆,重力不计,AB为缆绳,当它们吊起相同重物时,杆OA受力的关系是(  )
A. B. C. D.
7.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,A球质量为、B球质量为,且两球用轻杆连接,A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触,B球放于倾角为的光滑斜面上。A、B两球均处于静止,重力加速为,,,则B球对斜面的作用力大小为(  )
A. B. C. D.
8.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,某个时刻水平地面上A、B两物体相距,A正以的速度向右做匀速直线运动,而物体B正以的初速度向右做匀减速直线运动,加速度,下列说法正确的是(  )
A.在被A追上前,A,B间最大距离为16 m
B.在被A追上前,A,B间最大距离为20 m
C.从此时算起A追上B所经历的时间是9 s
D.在B减速到静止前就被A追上了
9.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是(  )
A.绳的右端上移到,绳子拉力不变
B.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
C.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
D.若换挂质量更大的衣服,则衣服架悬挂点右移
10.(2024高三上·竹溪开学考)如图甲、乙所示,水平桌面上叠放着、两个小木块,已知与质量分别为,,与间的动摩擦因数,与水平桌面间的动摩擦因数,取。现用大小为的力,分别作用在、上,则各物体所受摩擦力的情况是(  )
A.甲图中A不受摩擦力
B.甲图中受桌面的摩擦力水平向左,大小为
C.乙图中受摩擦力水平向左,大小为
D.乙图中受地面的摩擦力水平向左,大小为
11.(2024高三上·竹溪开学考)用绳AO、BO悬挂一个重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上。悬点A固定不动,将悬点B从图所示位置逐渐移动到C点的过程中,绳OA和绳OB上的拉力的大小变化情况是(  )
A.OA绳上的拉力逐渐减小 B.OA绳上的拉力先减小后增大
C.OB绳上的拉力逐渐增大 D.OB绳上的拉力先减小后增大
12.(2024高三上·竹溪开学考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
(1)下列仪器需要用到的有________。
A.
B.
C.
D.
(2)某同学进行了以下实验操作步骤,其中有错误的步骤是________。
A.将电火花计时器固定在长木板的一端,并接在220V交变电源上
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的槽码
D.将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开小车,然后接通电源
(3)在实验中得到一条如图所示的纸带,已知电源频率为50Hz,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,小车在C点的速度为   m/s,小车运动的加速度为    m/s2。(结果保留两位有效数字)
(4)若实验时电源频率大于50Hz,而做实验的同学并不知道,则打下F点时小车的实际速度   (选填“大于”“小于”或“等于”)测量速度。
13.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,质量为m=0.6kg的物块通过一段细绳悬挂在轻绳PA和PB的结点P上并处于静止状态,PA与竖直方向的夹角为α=53°,PB沿水平方向。质量为M=25kg的木块与PB相连,恰好静止在倾角为θ=37°的斜面上,已知重力加速度取g=10m/s2,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)轻绳PA和轻绳PB各自产生张力的大小;
(2)木块M跟斜面之间的动摩擦因数。(该结果保留两位有效数字)
14.(2024高三上·竹溪开学考)一辆汽车A以初速度v0A=8m/s向前加速,加速度大小a=4m/s2,此时前方s0=10m处有一辆出租车B以速度v0B=16m/s匀速前进,两车同向运动。
(1)求两车相遇前的最大距离;
(2)求汽车A与出租车B相遇时的时间;
(3)相遇时汽车A的速度大小。
15.(2024高三上·竹溪开学考)从离地面500m处自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)小球落到地面需要的时间;
(2)开始下落后第1s内的位移大小和最后1s内的位移大小;
(3)下落时间为总时间一半时的位移大小。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程
【解析】【解答】A.2022年9月29日上午10时是指时刻,故A错误;
BC.12.52m是指小周同学从起跳线至沙坑落点的位移,是起点到终点的连线距离,为位移的大小,故B错误。C正确;
D.裁判员判断小周比赛动作是否犯规时,小周的形状和大小对问题的研究不可忽略,故不能作为质点,故D错误。
【分析】1.时刻是时间点,时间间隔是一段时间。
2.位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程是物体运动轨迹的长度。
3.当物体的大小和形状对研究的问题影响没有影响时,可以将物体看成质点。
2.【答案】D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】C.据位移公式
解得
,选项C错误;
B.车的加速度为
,选项B错误;
A.车从出发到B杆所用时间
,选项A错误;
D.出发点到A杆的距离为
选项D正确。
故选D。
【分析】根据匀变速直线运动规律分析:
1.熟记匀变速直线运动的基本公式。
2.根据平时速度公式和速度-时间关系式求解车经过A点的速度、加速度。
3.根据速度-位移关系式求解出发点到A杆的位移。
3.【答案】D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB.根据题意,由位移时间关系有
,,
解得

则车头从第2根电线杆到第4根电线杆历时为
车头从第1根电线杆到第5根电线杆历时为,故AB错误;
CD.根据题意,设车头到第2根电线杆时,速度大小为,车头到第5根电线杆时,速度大小为,则有

解得

故C错误,D正确。
故选D。
【分析】根据匀变速直线运动规律分析:
1.熟记匀变速直线运动的基本公式。
2.根据位移-时间关系式求出加速度,选择平均速度公式分析求解。
4.【答案】B
【知识点】竖直上抛运动;追及相遇问题
【解析】【解答】Q做自由落体运动,有
解得
从抛出到相遇,以向下为正方向,可得
据几何关系可得
解得
P上升的最大高度为
故选B。
【分析】根据追及相遇问题分析:根据位移-时间关系式分别列出两小球的位移,根据题意,分析两球从释放到相遇的位移关系分析小球Q的初速度。注意:规定好正方向。
5.【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.a、b两汽车间的距离等于纵坐标x之差,由图可知在0~5s内,a、b两汽车间的距离增大,A错误;
BC.根据x-t图线的斜率表示速度可知,b和c两汽车做匀速直线运动,两汽车的速度大小相等,方向相反,说明速度不同,BC错误;
D.设a汽车的加速度为a,则有
代入数据解得加速度
所以汽车a在5s末的速度
D正确。
故选D。
【分析】根据x-t图像分析:
1.斜率反映物体的速度大小和方向。
2.纵轴截距反映物体计时开始时的位置。
3.交点反映在同一时刻物体所处的位移相同。即物体相遇的时间和位置坐标。
6.【答案】C
【知识点】受力分析的应用;力的合成
【解析】【解答】分别对三种形式的结点进行受力分析,设杆子的作用力分别为F1、F2、F3,各图中T=mg.
在图(a)中

在图(b)中

在图(c)中
可知a=b>c,故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】根据动杆和定杆的区别:
1.动杆:杆受到的弹力方向沿着杆的方向。定杆:杆受到的弹力方向不一定沿着杆的方向。
2.对结点进行正确受力分析,结合动杆和定杆的弹力方向特点,画好受力分析图,根据力的合成定则分析判断。
7.【答案】C
【知识点】整体法隔离法
【解析】【解答】由题意,对A、B整体研究,受到挡板的弹力F、总重和斜面的支持力,如图所示
根据平衡条件可得B球受到斜面的支持力为
则B球对斜面的作用力大小为
代入可得
故选C。
【分析】根据共点力的平衡问题,准确确定研究对象,进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成,建立平衡方程分析求解。
8.【答案】B,C
【知识点】追及相遇问题
【解析】【解答】AB.当AB共速时两者间距离最大,则
解得
此时两者之间最大距离
解得
故A错误,B正确;
CD.B减速为0时间
此时
因为
故B减速为0时,未追上B,此后A运动时间
故A追上B时间
故C正确,D错误。
故选BC。
【分析】根据追及相遇问题分析:
1.根据A、B物体的运动性质分析两物体间距离的变化,速度相等时,两物体的距离最大。
2.由于被追的物体是做减速运动,故先判断B停止时,A处于B的前方还是后方。
9.【答案】A,C
【知识点】力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.如图所示,衣架钩是光滑的,则两个绳子是对称的,与竖直方向夹角是相等的;假设绳子的长度为x,两杆间距为L,绳子与水平夹角为θ,则
绳子一端在上下移动的时候,绳子的长度不变,两杆之间的距离不变,则θ角度不变;两个绳子的合力向上
由于夹角不变,所以绳子的拉力不变;选项A正确,B错误;
C.当杆向右移动后,根据
即L变大,绳长不变,所以θ角度减小,绳子与竖直方向的夹角变大,绳子的拉力变大,选项C正确;
D.绳长和两杆距离不变的情况下,θ不变,所以挂的衣服质量变化,不会影响悬挂点的移动,选项D错误。
故选AC。
【分析】根据力的动态平衡分析:衣架挂在绳子上,衣架左右绳子拉力大小相等,且两拉力的合力不变,分析绳子夹角变化,进而分析拉力变化;两杆间距离变化时,分析两端绳子之间夹角变化,进而分析拉力变化。
10.【答案】A,D
【知识点】整体法隔离法;静摩擦力
【解析】【解答】AC.以AB整体为研究对象,对其分析受力可知,地面对B的滑动摩擦力为,故AB均静止在水平桌面上。以A为研究对象,对其分析受力,根据平衡条件可知,其在水平方向上不受力的作用,即A不受摩擦力。故A正确,C错误;
BD.以A为研究对象,对其分析受力,B对A的滑动摩擦力为
故A与B之间发生相对滑动,且B对A的摩擦力水平向左,大小为1N。根据牛顿第三定律,A对B的摩擦力水平向右,大小为1N。以AB整体为研究对象,根据以上分析可得,所以B相对地面静止,对B分析受力,根据平衡条件可得,受地面的摩擦力水平向左,大小为。故B错误,D正确。
【分析】1.对于甲图,利用整体法分析地面与B间的最大静摩擦力,判断B是否运动。根据平衡条件和隔离法分析A、B的受力情况。
2.对于乙图,分析AB间的最大静摩擦力,分析A是否相对B运动。分析B的受力,判断AB间的滑动摩擦力和B与地之间的最大静摩擦力的大小关系,判断B是否运动。
11.【答案】A,D
【知识点】力的平行四边形定则及应用;共点力的平衡
【解析】【解答】将AO绳、BO绳的拉力合成,其合力与重物重力等大反向,逐渐改变OB绳拉力的方向,使FB与竖直方向的夹角变小,得到多个平行四边形,如图所示,由图可知FA逐渐减小,且方向不变,而FB先减小后增大,且方向不断改变,当FB与FA垂直时,FB最小。故选AD。
【分析】根据动态平衡问题分析:
1.对结点受力分析,找出变化的量和不变量,不变的是:两绳子拉力的合力;变化的是:两绳子间的夹角。
2.画出平行四边形,根据图形变化量分析判断。
12.【答案】(1)A;B
(2)D
(3)0.35;1.0
(4)大于
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)在做“探究小车速度随时间变化”的实验中,依据实验原理,通过打点计时器每隔0.02s在纸带上打一个点,需要利用刻度尺来测量长度,从而研究小车的速度与时间的关系。不需要秒表和天平。
故选AB。
(2)A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在220V交变电源上,故A正确;
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,故B正确;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的槽码,故C正确;
D.将小车移到靠近打点计时器的一端后,应先接通电源,后放开小车,故D错误。
(3)小车在C点的速度为
根据,结合纸带提供数据,可得小车运动的加速度为
(4)若实验时电源频率大于50Hz,则相邻计数点间的真实时间间隔
由时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,即
可知,计算每一点的瞬时速时其实际速度均大于测量速度。
故答案为:第1空:AB
第2空:D
第3空:0.35
第4空:1.0
第5空:大于
【分析】根据实验原理、实验步骤和数据处理分析:
1.根据实验目的,需要测量小车的速度,结合需要测量位移和时间。
2.根据实验步骤分析判断。
3.某段时间内的平均速度代替中间时刻的瞬时速度;根据连续相等时间内的位移差求解加速度。
(1)在做“探究小车速度随时间变化”的实验中,依据实验原理,通过打点计时器每隔0.02s在纸带上打一个点,需要利用刻度尺来测量长度,从而研究小车的速度与时间的关系。不需要秒表和天平。
故选AB。
(2)A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在220V交变电源上,故A正确;
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,故B正确;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的槽码,故C正确;
D.将小车移到靠近打点计时器的一端后,应先接通电源,后放开小车,故D错误。
由于本题选择错误的,故选D。
(3)[1]小车在C点的速度为
[2]根据,结合纸带提供数据,可得小车运动的加速度为
(4)若实验时电源频率大于50Hz,则相邻计数点间的真实时间间隔
由时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,即
可知,计算每一点的瞬时速时其实际速度均大于测量速度。
13.【答案】(1)如图1所示,分析结点P的受力
根据平衡条件得
解得轻绳PA、PB的张力分别为
FA=10N,FB=8N
(2)对斜面上的物体受力分析,如图2所示
根据平衡条件得
其中
联立代入数据解得
【知识点】共点力的平衡;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【分析】根据共点力平衡分析:
1.对结点分析,写出平衡方程分析求解。
2.对斜面上静止的木块进行受力分析,分析在达到最大静摩擦力的条件下的平衡条件,写出沿斜面和垂直于斜面的平衡方程,联立分析求解动摩擦因数。
14.【答案】(1)当汽车A的速度小于出租车B的速度时,两车距离逐渐增大,两车速度相同时距离最大,可得
解得

则速度相同时两车的位移差
解得
(2)汽车A与出租车B相遇时,有
求得
(舍去)或
故汽车A与出租车B相遇时的时间为5s;
(3)相遇时汽车A的速度大小
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】根据追及相遇问题和匀变速直线运动规律分析:
1.两车速度相等时,两车相距最远,运用速度-时间关系式、位移公式求解两车最大距离。
2.当两车相遇时,根据两车的位移关系,结合位移-时间关系式求解。
3.根据速度-时间关系式分析相遇时A的速度。
(1)当汽车A的速度小于出租车B的速度时,两车距离逐渐增大,两车速度相同时距离最大,可得
解得

则速度相同时两车的位移差
解得
(2)汽车A与出租车B相遇时,有
求得
(舍去)或
故汽车A与出租车B相遇时的时间为5s;
(3)相遇时汽车A的速度大小
15.【答案】(1)小球做自由落体运动,根据
可得
(2)第1s内的位移
前9s内的位移
最后1s内的位移
(3)总时间的一半为
位移
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】根据自由落体运动规律分析:
1.自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。熟记匀变速直线运动的基本公式。
2.熟记匀变速直线运动的基本公式。
1 / 1湖北省十堰市竹溪县第二高级中学2024-2025学年高三上学期摸底考试物理试卷
1.(2024高三上·竹溪开学考)2022年9月29日上午10时校运会的三级跳远比赛正式开始,经过紧张激烈的比赛,最终小周同学以12.54m的成绩夺得高一男子三级跳远决赛的冠军,对此次比赛下列说法正确的是(  )
A.2022年9月29日上午10时是指时间间隔
B.12.52m是指小周同学从起跳线至沙坑落点的路程
C.12.52m是指小周同学从起跳线至沙坑落点的位移大小
D.裁判员判断小周比赛动作是否犯规时可将小周视为质点
【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程
【解析】【解答】A.2022年9月29日上午10时是指时刻,故A错误;
BC.12.52m是指小周同学从起跳线至沙坑落点的位移,是起点到终点的连线距离,为位移的大小,故B错误。C正确;
D.裁判员判断小周比赛动作是否犯规时,小周的形状和大小对问题的研究不可忽略,故不能作为质点,故D错误。
【分析】1.时刻是时间点,时间间隔是一段时间。
2.位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程是物体运动轨迹的长度。
3.当物体的大小和形状对研究的问题影响没有影响时,可以将物体看成质点。
2.(2024高三上·竹溪开学考)某汽车在一平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6s时间经过A、B两根电线杆,已知A、B间的距离为60m,车经过B时的速度为15m/s,则(  )
A.车从出发到B杆所用时间为6s B.车的加速度为1.6m/s2
C.经过A杆时的速度为10m/s D.出发点到A杆的距离为7.5m
【答案】D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】C.据位移公式
解得
,选项C错误;
B.车的加速度为
,选项B错误;
A.车从出发到B杆所用时间
,选项A错误;
D.出发点到A杆的距离为
选项D正确。
故选D。
【分析】根据匀变速直线运动规律分析:
1.熟记匀变速直线运动的基本公式。
2.根据平时速度公式和速度-时间关系式求解车经过A点的速度、加速度。
3.根据速度-位移关系式求解出发点到A杆的位移。
3.(2024高三上·竹溪开学考)一平直公路旁等间距竖立5根电线杆,相邻两电线杆间距为d,如图所示。一小车车头与第1根电线杆对齐,从静止开始做匀加速直线运动,测得小车车头从第1根电线杆到第2根电线杆历时t,以下说法正确的是(  )
A.车头从第2根电线杆到第4根电线杆历时为t
B.车头从第1根电线杆到第5根电线杆历时为t
C.车头到第2根电线杆时,速度大小为
D.车头到第5根电线杆时,速度大小为
【答案】D
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】AB.根据题意,由位移时间关系有
,,
解得

则车头从第2根电线杆到第4根电线杆历时为
车头从第1根电线杆到第5根电线杆历时为,故AB错误;
CD.根据题意,设车头到第2根电线杆时,速度大小为,车头到第5根电线杆时,速度大小为,则有

解得

故C错误,D正确。
故选D。
【分析】根据匀变速直线运动规律分析:
1.熟记匀变速直线运动的基本公式。
2.根据位移-时间关系式求出加速度,选择平均速度公式分析求解。
4.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,从空中将小球从点竖直向上抛出的同时,将小球从点由静止释放,一段时间后在点正下方的点时追上,此过程中两小球均末落地且末发生碰撞。若两点间的高度差为,两点间的高度差为。不计空气阻力,重力加速度为,两小球均可视为质点,则小球相对抛出点上升的最大高度为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】竖直上抛运动;追及相遇问题
【解析】【解答】Q做自由落体运动,有
解得
从抛出到相遇,以向下为正方向,可得
据几何关系可得
解得
P上升的最大高度为
故选B。
【分析】根据追及相遇问题分析:根据位移-时间关系式分别列出两小球的位移,根据题意,分析两球从释放到相遇的位移关系分析小球Q的初速度。注意:规定好正方向。
5.(2024高三上·竹溪开学考)在同一条笔直的公路上行驶的三辆汽车a,b,c,它们的x-t图象如图所示,汽车a对应的图象是一条抛物线,其顶点坐标为(0,10m)。下列说法正确的是(  )
A.在0~5s内,a,b两辆汽车间的距离减小
B.b和c两辆汽车做匀速直线运动,两汽车的速度相同
C.汽车c的速度逐渐增大
D.汽车a在5s末的速度为4m/s
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.a、b两汽车间的距离等于纵坐标x之差,由图可知在0~5s内,a、b两汽车间的距离增大,A错误;
BC.根据x-t图线的斜率表示速度可知,b和c两汽车做匀速直线运动,两汽车的速度大小相等,方向相反,说明速度不同,BC错误;
D.设a汽车的加速度为a,则有
代入数据解得加速度
所以汽车a在5s末的速度
D正确。
故选D。
【分析】根据x-t图像分析:
1.斜率反映物体的速度大小和方向。
2.纵轴截距反映物体计时开始时的位置。
3.交点反映在同一时刻物体所处的位移相同。即物体相遇的时间和位置坐标。
6.(2024高三上·竹溪开学考)图示为三种形式的吊车的示意图,OA为杆,重力不计,AB为缆绳,当它们吊起相同重物时,杆OA受力的关系是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】受力分析的应用;力的合成
【解析】【解答】分别对三种形式的结点进行受力分析,设杆子的作用力分别为F1、F2、F3,各图中T=mg.
在图(a)中

在图(b)中

在图(c)中
可知a=b>c,故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】根据动杆和定杆的区别:
1.动杆:杆受到的弹力方向沿着杆的方向。定杆:杆受到的弹力方向不一定沿着杆的方向。
2.对结点进行正确受力分析,结合动杆和定杆的弹力方向特点,画好受力分析图,根据力的合成定则分析判断。
7.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,A球质量为、B球质量为,且两球用轻杆连接,A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触,B球放于倾角为的光滑斜面上。A、B两球均处于静止,重力加速为,,,则B球对斜面的作用力大小为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】整体法隔离法
【解析】【解答】由题意,对A、B整体研究,受到挡板的弹力F、总重和斜面的支持力,如图所示
根据平衡条件可得B球受到斜面的支持力为
则B球对斜面的作用力大小为
代入可得
故选C。
【分析】根据共点力的平衡问题,准确确定研究对象,进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成,建立平衡方程分析求解。
8.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,某个时刻水平地面上A、B两物体相距,A正以的速度向右做匀速直线运动,而物体B正以的初速度向右做匀减速直线运动,加速度,下列说法正确的是(  )
A.在被A追上前,A,B间最大距离为16 m
B.在被A追上前,A,B间最大距离为20 m
C.从此时算起A追上B所经历的时间是9 s
D.在B减速到静止前就被A追上了
【答案】B,C
【知识点】追及相遇问题
【解析】【解答】AB.当AB共速时两者间距离最大,则
解得
此时两者之间最大距离
解得
故A错误,B正确;
CD.B减速为0时间
此时
因为
故B减速为0时,未追上B,此后A运动时间
故A追上B时间
故C正确,D错误。
故选BC。
【分析】根据追及相遇问题分析:
1.根据A、B物体的运动性质分析两物体间距离的变化,速度相等时,两物体的距离最大。
2.由于被追的物体是做减速运动,故先判断B停止时,A处于B的前方还是后方。
9.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是(  )
A.绳的右端上移到,绳子拉力不变
B.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
C.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
D.若换挂质量更大的衣服,则衣服架悬挂点右移
【答案】A,C
【知识点】力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.如图所示,衣架钩是光滑的,则两个绳子是对称的,与竖直方向夹角是相等的;假设绳子的长度为x,两杆间距为L,绳子与水平夹角为θ,则
绳子一端在上下移动的时候,绳子的长度不变,两杆之间的距离不变,则θ角度不变;两个绳子的合力向上
由于夹角不变,所以绳子的拉力不变;选项A正确,B错误;
C.当杆向右移动后,根据
即L变大,绳长不变,所以θ角度减小,绳子与竖直方向的夹角变大,绳子的拉力变大,选项C正确;
D.绳长和两杆距离不变的情况下,θ不变,所以挂的衣服质量变化,不会影响悬挂点的移动,选项D错误。
故选AC。
【分析】根据力的动态平衡分析:衣架挂在绳子上,衣架左右绳子拉力大小相等,且两拉力的合力不变,分析绳子夹角变化,进而分析拉力变化;两杆间距离变化时,分析两端绳子之间夹角变化,进而分析拉力变化。
10.(2024高三上·竹溪开学考)如图甲、乙所示,水平桌面上叠放着、两个小木块,已知与质量分别为,,与间的动摩擦因数,与水平桌面间的动摩擦因数,取。现用大小为的力,分别作用在、上,则各物体所受摩擦力的情况是(  )
A.甲图中A不受摩擦力
B.甲图中受桌面的摩擦力水平向左,大小为
C.乙图中受摩擦力水平向左,大小为
D.乙图中受地面的摩擦力水平向左,大小为
【答案】A,D
【知识点】整体法隔离法;静摩擦力
【解析】【解答】AC.以AB整体为研究对象,对其分析受力可知,地面对B的滑动摩擦力为,故AB均静止在水平桌面上。以A为研究对象,对其分析受力,根据平衡条件可知,其在水平方向上不受力的作用,即A不受摩擦力。故A正确,C错误;
BD.以A为研究对象,对其分析受力,B对A的滑动摩擦力为
故A与B之间发生相对滑动,且B对A的摩擦力水平向左,大小为1N。根据牛顿第三定律,A对B的摩擦力水平向右,大小为1N。以AB整体为研究对象,根据以上分析可得,所以B相对地面静止,对B分析受力,根据平衡条件可得,受地面的摩擦力水平向左,大小为。故B错误,D正确。
【分析】1.对于甲图,利用整体法分析地面与B间的最大静摩擦力,判断B是否运动。根据平衡条件和隔离法分析A、B的受力情况。
2.对于乙图,分析AB间的最大静摩擦力,分析A是否相对B运动。分析B的受力,判断AB间的滑动摩擦力和B与地之间的最大静摩擦力的大小关系,判断B是否运动。
11.(2024高三上·竹溪开学考)用绳AO、BO悬挂一个重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上。悬点A固定不动,将悬点B从图所示位置逐渐移动到C点的过程中,绳OA和绳OB上的拉力的大小变化情况是(  )
A.OA绳上的拉力逐渐减小 B.OA绳上的拉力先减小后增大
C.OB绳上的拉力逐渐增大 D.OB绳上的拉力先减小后增大
【答案】A,D
【知识点】力的平行四边形定则及应用;共点力的平衡
【解析】【解答】将AO绳、BO绳的拉力合成,其合力与重物重力等大反向,逐渐改变OB绳拉力的方向,使FB与竖直方向的夹角变小,得到多个平行四边形,如图所示,由图可知FA逐渐减小,且方向不变,而FB先减小后增大,且方向不断改变,当FB与FA垂直时,FB最小。故选AD。
【分析】根据动态平衡问题分析:
1.对结点受力分析,找出变化的量和不变量,不变的是:两绳子拉力的合力;变化的是:两绳子间的夹角。
2.画出平行四边形,根据图形变化量分析判断。
12.(2024高三上·竹溪开学考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
(1)下列仪器需要用到的有________。
A.
B.
C.
D.
(2)某同学进行了以下实验操作步骤,其中有错误的步骤是________。
A.将电火花计时器固定在长木板的一端,并接在220V交变电源上
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的槽码
D.将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开小车,然后接通电源
(3)在实验中得到一条如图所示的纸带,已知电源频率为50Hz,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,小车在C点的速度为   m/s,小车运动的加速度为    m/s2。(结果保留两位有效数字)
(4)若实验时电源频率大于50Hz,而做实验的同学并不知道,则打下F点时小车的实际速度   (选填“大于”“小于”或“等于”)测量速度。
【答案】(1)A;B
(2)D
(3)0.35;1.0
(4)大于
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)在做“探究小车速度随时间变化”的实验中,依据实验原理,通过打点计时器每隔0.02s在纸带上打一个点,需要利用刻度尺来测量长度,从而研究小车的速度与时间的关系。不需要秒表和天平。
故选AB。
(2)A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在220V交变电源上,故A正确;
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,故B正确;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的槽码,故C正确;
D.将小车移到靠近打点计时器的一端后,应先接通电源,后放开小车,故D错误。
(3)小车在C点的速度为
根据,结合纸带提供数据,可得小车运动的加速度为
(4)若实验时电源频率大于50Hz,则相邻计数点间的真实时间间隔
由时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,即
可知,计算每一点的瞬时速时其实际速度均大于测量速度。
故答案为:第1空:AB
第2空:D
第3空:0.35
第4空:1.0
第5空:大于
【分析】根据实验原理、实验步骤和数据处理分析:
1.根据实验目的,需要测量小车的速度,结合需要测量位移和时间。
2.根据实验步骤分析判断。
3.某段时间内的平均速度代替中间时刻的瞬时速度;根据连续相等时间内的位移差求解加速度。
(1)在做“探究小车速度随时间变化”的实验中,依据实验原理,通过打点计时器每隔0.02s在纸带上打一个点,需要利用刻度尺来测量长度,从而研究小车的速度与时间的关系。不需要秒表和天平。
故选AB。
(2)A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在220V交变电源上,故A正确;
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔,故B正确;
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的槽码,故C正确;
D.将小车移到靠近打点计时器的一端后,应先接通电源,后放开小车,故D错误。
由于本题选择错误的,故选D。
(3)[1]小车在C点的速度为
[2]根据,结合纸带提供数据,可得小车运动的加速度为
(4)若实验时电源频率大于50Hz,则相邻计数点间的真实时间间隔
由时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,即
可知,计算每一点的瞬时速时其实际速度均大于测量速度。
13.(2024高三上·竹溪开学考)如图所示,质量为m=0.6kg的物块通过一段细绳悬挂在轻绳PA和PB的结点P上并处于静止状态,PA与竖直方向的夹角为α=53°,PB沿水平方向。质量为M=25kg的木块与PB相连,恰好静止在倾角为θ=37°的斜面上,已知重力加速度取g=10m/s2,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)轻绳PA和轻绳PB各自产生张力的大小;
(2)木块M跟斜面之间的动摩擦因数。(该结果保留两位有效数字)
【答案】(1)如图1所示,分析结点P的受力
根据平衡条件得
解得轻绳PA、PB的张力分别为
FA=10N,FB=8N
(2)对斜面上的物体受力分析,如图2所示
根据平衡条件得
其中
联立代入数据解得
【知识点】共点力的平衡;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【分析】根据共点力平衡分析:
1.对结点分析,写出平衡方程分析求解。
2.对斜面上静止的木块进行受力分析,分析在达到最大静摩擦力的条件下的平衡条件,写出沿斜面和垂直于斜面的平衡方程,联立分析求解动摩擦因数。
14.(2024高三上·竹溪开学考)一辆汽车A以初速度v0A=8m/s向前加速,加速度大小a=4m/s2,此时前方s0=10m处有一辆出租车B以速度v0B=16m/s匀速前进,两车同向运动。
(1)求两车相遇前的最大距离;
(2)求汽车A与出租车B相遇时的时间;
(3)相遇时汽车A的速度大小。
【答案】(1)当汽车A的速度小于出租车B的速度时,两车距离逐渐增大,两车速度相同时距离最大,可得
解得

则速度相同时两车的位移差
解得
(2)汽车A与出租车B相遇时,有
求得
(舍去)或
故汽车A与出租车B相遇时的时间为5s;
(3)相遇时汽车A的速度大小
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】根据追及相遇问题和匀变速直线运动规律分析:
1.两车速度相等时,两车相距最远,运用速度-时间关系式、位移公式求解两车最大距离。
2.当两车相遇时,根据两车的位移关系,结合位移-时间关系式求解。
3.根据速度-时间关系式分析相遇时A的速度。
(1)当汽车A的速度小于出租车B的速度时,两车距离逐渐增大,两车速度相同时距离最大,可得
解得

则速度相同时两车的位移差
解得
(2)汽车A与出租车B相遇时,有
求得
(舍去)或
故汽车A与出租车B相遇时的时间为5s;
(3)相遇时汽车A的速度大小
15.(2024高三上·竹溪开学考)从离地面500m处自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)小球落到地面需要的时间;
(2)开始下落后第1s内的位移大小和最后1s内的位移大小;
(3)下落时间为总时间一半时的位移大小。
【答案】(1)小球做自由落体运动,根据
可得
(2)第1s内的位移
前9s内的位移
最后1s内的位移
(3)总时间的一半为
位移
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】根据自由落体运动规律分析:
1.自由落体运动是初速为零的匀加速直线运动。熟记匀变速直线运动的基本公式。
2.熟记匀变速直线运动的基本公式。
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