【精品解析】甘肃省张掖市某校2024-2025学年高一上学期期末联考模拟测试物理试卷

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名称 【精品解析】甘肃省张掖市某校2024-2025学年高一上学期期末联考模拟测试物理试卷
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文件大小 445.7KB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-02-27 10:39:29

文档简介

甘肃省张掖市某校2024-2025学年高一上学期期末联考模拟测试物理试卷
1.(2024高一上·高台期末)某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2s听到石头落地声,由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g取10m/s2)(  )
A.10m B.20m C.30m D.40m
【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】根据公式可得,B正确。
【点评】关键是对公式的正确掌握,很简单。
2.(2024高一上·高台期末)一个物体受到三个共点力的作用,在下列给出的几组力中,能使物体所受合力为零的是(  )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】C
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】A.根据力的合成可以得出:和的合力范围
但是不在合力范围之内,根据力的合成则三力合力不能为零,选项A错误;
B.根据力的合成可以得出:和的合力范围
但是不在合力范围之内,根据力的合成则三力合力不能为零,选项B错误;
C.根据力的合成可以得出:和的合力范围
在合力范围之内,则三力合力可能为零,选项C正确;
D.根据力的合成可以得出:和的合力范围
但是不在合力范围之内,根据力的合成则三力合力不能为零,选项D错误。
故选C。
【分析】根据力的合成可以求出两个力的合力范围,结合第三个力的大小可以判别三力合力是否等于0.
3.(2024高一上·高台期末)关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是(  )
A.物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可以为零
C.某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大
【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据
知,速度变化量与加速度大小无关,所以速度变化量大加速度不一定大,故A错误;
B.物体以速度很大做匀速直线运动时,加速度为零,故B正确;
C.某时刻物体的速度为零,速度变化可能很快,加速度很大,如火箭发射的瞬间,故C错误;
D.当加速度方向与速度方向相反,加速度很大,物体做减速运动,速度则很快减小,故D错误。
故选B。
【分析】加速度的大小与速度变化量的大小无关;物体做匀速直线运动时,可能速度很大但加速度为0;当物体的速度为零,速度变化可能很快,加速度很大;当物体做减速时,加速度很大则速度减少得很快。
4.(2024高一上·高台期末)如图所示,木块A、B并排放在光滑的水平面上,A的质量为2m,的B质量为m,在水平推力F向右推时,两物体之间的大小为N,则(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】由于水平面光滑,整体做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,对AB整体
对物体B,根据牛顿第二定律有:
解得两物体之间的弹力大小为:
故选C。
【分析】根据整体的牛顿第二定律可以求出整体加速度的大小,结合牛顿第二定律可以求出AB之间弹力的大小。
5.(2024高一上·高台期末)一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的的图象如图所示,图线与纵、横坐标轴的交点坐标分别为0.5m/s和-1s,由此可知(  )
A.物体做匀减速直线运动 B.物体做变加速直线运动
C.物体的加速度大小为0.5m/s2 D.物体的初速度大小为0.5m/s
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】当物体做匀变速直线运动时,根据位移公式有
变形得
交点坐标可以得出图像解析式为
可得

解得初速度和加速度的大小为:
可知物体的加速度方向与速度方向相同,且加速度的大小不变,故物体做匀加速直线运动,故选D。
【分析】利用匀变速直线运动的位移公式结合交点坐标可以求出初速度和加速度的大小,进而判别物体的运动情况。
6.(2024高一上·高台期末)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中
A.N1始终减小,N2始终增大
B.N1始终减小,N2始终减小
C.N1先增大后减小,N2始终减小
D.N1先增大后减小,N2先减小后增大
【答案】B
【知识点】力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】对小球进行受力分析如图所示,
设:板与竖直方向夹角为,则:,,随着板顺时针方向转动,越来越大,因此N2越来越小,同样也越来越小,答案B正确.
【分析】本题考查共点力作用下物体的平衡,力的合成与分解,这是属于共点力的静态平衡的题型,可以对球进行受力分析,结合三角函数来对每个力表示,在木板转动过程中引起角度的变化,从而得到压力的变化情况。
7.(2024高一上·高台期末)快递分拣常常利用传送带运送货物,现在分拣员把一质量为2kg的货物轻放在水平传送带左端,传送带以恒定的速度v0=2m/s向右运行,传送带左右两端距离为4m,货物与传送带之间动摩擦因数为0.5,g取,货物可作质点处理,则货物到达右端的4m时间t和速度v正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】根据牛顿第二定律可以得出开始时物块的加速度
根据速度公式可以得出加速的时间为
根据位移公式可以得出加速的位移为
以后物块做匀速运动,则货物到达右端的速度v=2m/s,总时间
故选A。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出物块加速度的大小;结合速度公式可以求出加速的时间,结合位移公式可以求出物块运动的时间。
8.(2024高一上·高台期末)如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的水平轻弹簧,则当木块接触弹簧后(  )
A.木块立即做减速运动
B.木块在一段时间内速度仍可增大
C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大
D.弹簧压缩量最大时,木块加速度为0
【答案】B,C
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】AB.当木块接触弹簧后,在开始的一段时间里,恒力F大于弹簧弹力,此时加速度方向向右,与速度方向相同,则木块做加速度不断减小的加速运动,因此在一段时间内速度仍可增大,A错误、B正确;
CD.随着弹簧被压缩,弹簧弹力不断增大,木块加速度不断减小,当F等于弹簧弹力时,木块加速度为零,速度达到最大,此后减速,继续压缩弹簧,弹簧压缩量最大时,木块速度减为零,此时弹力大于恒力F所以加速度不为零,C正确、D错误。
故选BC。
【分析】利用弹力与恒力比较可以判别加速度的方向,结合速度方向可以判别速度的变化;当加速度等于0木块的速度达到最大值;当压缩到最短时,木块的速度等于0,此时弹力大于恒力所以加速度不等于0。
9.(2024高一上·高台期末)物体从静止开始做匀加速直线运动,第秒的位移为,则(  )
A.第秒内的平均速度是 B.物体的加速度是
C.前秒内的位移是 D.末的速度是
【答案】B,C,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】根据匀变速直线运动的规律可以得出:由于一段过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则2.5s时刻的瞬时速度第3s内的平均速度,即
根据速度公式可以得出加速度
根据位移公式可以得出:前内的位移
根据速度公式可以得出3s末的速度
故BCD项正确.
【分析】利用平均速度公式可以求出中间时刻瞬时速度的大小,结合速度公式可以求出加速度的大小;结合位移公式可以求出位移的大小;利用速度公式可以求出末速度的大小。
10.(2024高一上·高台期末)如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小球,电梯中有质量为50kg的乘客,在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三,已知重力加速度g=10m/s2,由此可判断(  )
A.电梯可能加速下降,加速度大小为5m/s2
B.电梯可能减速上升,加速度大小为2.5m/s2
C.乘客处于超重状态
D.乘客对电梯地板的压力为375N
【答案】B,D
【知识点】超重与失重;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】ABC.电梯静止不动时,小球处于静止,根据平衡方程有
电梯运行时弹簧的伸长量比电梯静止时小,说明弹力变小了,根据小球的牛顿第二定律,有
解得
方向竖直向下,电梯可能加速下降或减速上升,由于加速度方向向下所以乘客处于失重状态,故B正确,AC错误;
D.以乘客为研究对象,由于乘客加速度与小球加速度大小相等,根据牛顿第二定律可得
解得
故D正确。
故选BD。
【分析】利用小球的平衡方程及牛顿第二定律可以求出小球的加速度大小及方向;利用加速度方向可以判别乘客处于失重状态;利用乘客的牛顿第二定律可以求出乘客对地板压力的大小。
11.(2024高一上·高台期末)为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列   的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,则打点计时器每打两个相邻计数点之间的时间间隔   s,测量相邻计数点的间距,,。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与应成   关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(i)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是   。
(ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为、和。a可用、和表示为   。图2为用米尺测量某一纸带上的,的情况,由图可读出,。由此求得加速度的大小   。
(iii)图为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为   ,小车的质量为   。
【答案】(1)等间距;0.1;线性
(2)远小于小车以及其中砝码的质量;;1.18;;
【知识点】探究加速度与力、质量的关系;实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】(1)①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点,则小车做匀速直线运动。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,已知打点周期为0.02s则打点计时器每打两个相邻计数点之间的时间间隔;
⑥设小车质量为M,由牛顿第二定律

根据表达式可以得出与m成线性关系;
(2)(i)根据小车的牛顿第二定律有:
根据砝码的牛顿第二定律有:
可得
则当M>>m时可认为T=mg,当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时,可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力,认为小车受到的拉力等于重力,大小保持不变;
(ii)根据邻差公式有:
可得加速度的表达式为:
由图可知s1=2.40cm,s3=4.75cm可得
(iii)设小车质量为M,小车受到外力为F,由牛顿第二定律有
解得
根据表达式可以得出图象的斜率为

根据图像纵轴截距为
则小车的质量为:
【分析】(1)平衡小车所受的阻力的步骤为:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点,则小车做匀速直线运动;利用打点周期可以求出两个计数点之间的时间;利用牛顿第二定律可以求出加速度与质量的关系;
(2)根据小车和砝码的牛顿第二定律可以得出:当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时,可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力,认为小车受到的拉力等于重力,大小保持不变;利用邻差公式可以求出加速度的表达式及大小;利用牛顿第二定律结合图像斜率和截距可以求出拉力和小车质量的大小。
(1)①[1]平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点。
⑤[2]在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,则打点计时器每打两个相邻计数点之间的时间间隔0.1s;
⑥[3]设小车质量为M,由牛顿第二定律

故与m成线性关系;
(2)(i)[1]根据
T=Ma
以及
mg-T=ma
可得
则当M>>m时可认为T=mg,即探究牛顿第二定律实验时,当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时,可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力,认为小车受到的拉力不变;
(ii)[2][3]根据
可得
由图可知s1=2.40cm,s3=4.75cm可得
(iii)[4][5]设小车质量为M,小车受到外力为F,由牛顿第二定律有
F=(m+M)a
解得
则图象的斜率为

纵轴截距为

12.(2024高一上·高台期末)一列火车在正常行驶时,司机发现前方铁轨上有一障碍物,于是紧急刹车.火车从开始刹车经7s停下来.设火车做匀减速直线运动,最后1s内的位移是2m.求刹车过程中火车的总位移.
【答案】解:设火车开始刹车时的速度为,刹车加速度为a,已知刹本末速度,由得:
火车刹车7s内的位移:
火车刹车6s内的位移:
因为,所以:
整理得
联立解得:

进而可得:
【知识点】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】【分析】已知火车刹车做匀减速直线运动,利用速度公式结合位移公式可以求出加速度和初速度的大小。
13.(2024高一上·高台期末)质量为100t的机车从停车场出发,经225m后,速度达到54km/h,此时,司机关闭发动机,让机车进站,机车又行驶125m才停止在站上。设运动阻力不变,求机车关闭发动机前所受到的牵引力。
【答案】解:机车从出发到速度为54km/h=15m/s由动能定理
关闭发动机到停止由动能定理
解得

【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】机车先加速后加速,利用动能定理可以求出机车受到的牵引力的大小。
14.(2024高一上·高台期末)质量M=3 kg 的长木板放在光滑的水平面上,在水平拉力F=11 N作用下由静止开始向右运动,如图所示,当速度达到1 m/s时,将质量m=4 kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点。(g取10 m/s2)
(1)物块刚放置在木板上时,求物块和木板各自的加速度大小;
(2)木板至少为多长,物块才能与木板最终保持相对静止?
(3)物块与木板相对静止后,求物块受到的摩擦力大小。
【答案】解:(1)放上物块后,物块的加速度
木板的加速度
(2)当两者速度相等后保持相对静止,有
解得
此段时间内,木板的位移
物块的位移
所以木板至少长
(3)相对静止后,对整体,有
对物块有
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】(1)当放上物块时,利用牛顿第二定律可以求出物块和木板的加速度大小;
(2)当物块与木板共速时,利用速度公式可以求出共速的时间,结合位移公式可以求出木板的长度;
(3)当整体相对静止时,利用整体的牛顿第二定律可以求出整体加速度的大小,结合牛顿第二定律可以求出摩擦力的大小。
1 / 1甘肃省张掖市某校2024-2025学年高一上学期期末联考模拟测试物理试卷
1.(2024高一上·高台期末)某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2s听到石头落地声,由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g取10m/s2)(  )
A.10m B.20m C.30m D.40m
2.(2024高一上·高台期末)一个物体受到三个共点力的作用,在下列给出的几组力中,能使物体所受合力为零的是(  )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
3.(2024高一上·高台期末)关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是(  )
A.物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可以为零
C.某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大
4.(2024高一上·高台期末)如图所示,木块A、B并排放在光滑的水平面上,A的质量为2m,的B质量为m,在水平推力F向右推时,两物体之间的大小为N,则(  )
A. B. C. D.
5.(2024高一上·高台期末)一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的的图象如图所示,图线与纵、横坐标轴的交点坐标分别为0.5m/s和-1s,由此可知(  )
A.物体做匀减速直线运动 B.物体做变加速直线运动
C.物体的加速度大小为0.5m/s2 D.物体的初速度大小为0.5m/s
6.(2024高一上·高台期末)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中
A.N1始终减小,N2始终增大
B.N1始终减小,N2始终减小
C.N1先增大后减小,N2始终减小
D.N1先增大后减小,N2先减小后增大
7.(2024高一上·高台期末)快递分拣常常利用传送带运送货物,现在分拣员把一质量为2kg的货物轻放在水平传送带左端,传送带以恒定的速度v0=2m/s向右运行,传送带左右两端距离为4m,货物与传送带之间动摩擦因数为0.5,g取,货物可作质点处理,则货物到达右端的4m时间t和速度v正确的是(  )
A. B. C. D.
8.(2024高一上·高台期末)如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的水平轻弹簧,则当木块接触弹簧后(  )
A.木块立即做减速运动
B.木块在一段时间内速度仍可增大
C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大
D.弹簧压缩量最大时,木块加速度为0
9.(2024高一上·高台期末)物体从静止开始做匀加速直线运动,第秒的位移为,则(  )
A.第秒内的平均速度是 B.物体的加速度是
C.前秒内的位移是 D.末的速度是
10.(2024高一上·高台期末)如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小球,电梯中有质量为50kg的乘客,在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三,已知重力加速度g=10m/s2,由此可判断(  )
A.电梯可能加速下降,加速度大小为5m/s2
B.电梯可能减速上升,加速度大小为2.5m/s2
C.乘客处于超重状态
D.乘客对电梯地板的压力为375N
11.(2024高一上·高台期末)为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列   的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,则打点计时器每打两个相邻计数点之间的时间间隔   s,测量相邻计数点的间距,,。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与应成   关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(i)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是   。
(ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为、和。a可用、和表示为   。图2为用米尺测量某一纸带上的,的情况,由图可读出,。由此求得加速度的大小   。
(iii)图为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为   ,小车的质量为   。
12.(2024高一上·高台期末)一列火车在正常行驶时,司机发现前方铁轨上有一障碍物,于是紧急刹车.火车从开始刹车经7s停下来.设火车做匀减速直线运动,最后1s内的位移是2m.求刹车过程中火车的总位移.
13.(2024高一上·高台期末)质量为100t的机车从停车场出发,经225m后,速度达到54km/h,此时,司机关闭发动机,让机车进站,机车又行驶125m才停止在站上。设运动阻力不变,求机车关闭发动机前所受到的牵引力。
14.(2024高一上·高台期末)质量M=3 kg 的长木板放在光滑的水平面上,在水平拉力F=11 N作用下由静止开始向右运动,如图所示,当速度达到1 m/s时,将质量m=4 kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点。(g取10 m/s2)
(1)物块刚放置在木板上时,求物块和木板各自的加速度大小;
(2)木板至少为多长,物块才能与木板最终保持相对静止?
(3)物块与木板相对静止后,求物块受到的摩擦力大小。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】根据公式可得,B正确。
【点评】关键是对公式的正确掌握,很简单。
2.【答案】C
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】A.根据力的合成可以得出:和的合力范围
但是不在合力范围之内,根据力的合成则三力合力不能为零,选项A错误;
B.根据力的合成可以得出:和的合力范围
但是不在合力范围之内,根据力的合成则三力合力不能为零,选项B错误;
C.根据力的合成可以得出:和的合力范围
在合力范围之内,则三力合力可能为零,选项C正确;
D.根据力的合成可以得出:和的合力范围
但是不在合力范围之内,根据力的合成则三力合力不能为零,选项D错误。
故选C。
【分析】根据力的合成可以求出两个力的合力范围,结合第三个力的大小可以判别三力合力是否等于0.
3.【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据
知,速度变化量与加速度大小无关,所以速度变化量大加速度不一定大,故A错误;
B.物体以速度很大做匀速直线运动时,加速度为零,故B正确;
C.某时刻物体的速度为零,速度变化可能很快,加速度很大,如火箭发射的瞬间,故C错误;
D.当加速度方向与速度方向相反,加速度很大,物体做减速运动,速度则很快减小,故D错误。
故选B。
【分析】加速度的大小与速度变化量的大小无关;物体做匀速直线运动时,可能速度很大但加速度为0;当物体的速度为零,速度变化可能很快,加速度很大;当物体做减速时,加速度很大则速度减少得很快。
4.【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】由于水平面光滑,整体做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,对AB整体
对物体B,根据牛顿第二定律有:
解得两物体之间的弹力大小为:
故选C。
【分析】根据整体的牛顿第二定律可以求出整体加速度的大小,结合牛顿第二定律可以求出AB之间弹力的大小。
5.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】当物体做匀变速直线运动时,根据位移公式有
变形得
交点坐标可以得出图像解析式为
可得

解得初速度和加速度的大小为:
可知物体的加速度方向与速度方向相同,且加速度的大小不变,故物体做匀加速直线运动,故选D。
【分析】利用匀变速直线运动的位移公式结合交点坐标可以求出初速度和加速度的大小,进而判别物体的运动情况。
6.【答案】B
【知识点】力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】对小球进行受力分析如图所示,
设:板与竖直方向夹角为,则:,,随着板顺时针方向转动,越来越大,因此N2越来越小,同样也越来越小,答案B正确.
【分析】本题考查共点力作用下物体的平衡,力的合成与分解,这是属于共点力的静态平衡的题型,可以对球进行受力分析,结合三角函数来对每个力表示,在木板转动过程中引起角度的变化,从而得到压力的变化情况。
7.【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】根据牛顿第二定律可以得出开始时物块的加速度
根据速度公式可以得出加速的时间为
根据位移公式可以得出加速的位移为
以后物块做匀速运动,则货物到达右端的速度v=2m/s,总时间
故选A。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出物块加速度的大小;结合速度公式可以求出加速的时间,结合位移公式可以求出物块运动的时间。
8.【答案】B,C
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】AB.当木块接触弹簧后,在开始的一段时间里,恒力F大于弹簧弹力,此时加速度方向向右,与速度方向相同,则木块做加速度不断减小的加速运动,因此在一段时间内速度仍可增大,A错误、B正确;
CD.随着弹簧被压缩,弹簧弹力不断增大,木块加速度不断减小,当F等于弹簧弹力时,木块加速度为零,速度达到最大,此后减速,继续压缩弹簧,弹簧压缩量最大时,木块速度减为零,此时弹力大于恒力F所以加速度不为零,C正确、D错误。
故选BC。
【分析】利用弹力与恒力比较可以判别加速度的方向,结合速度方向可以判别速度的变化;当加速度等于0木块的速度达到最大值;当压缩到最短时,木块的速度等于0,此时弹力大于恒力所以加速度不等于0。
9.【答案】B,C,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】根据匀变速直线运动的规律可以得出:由于一段过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则2.5s时刻的瞬时速度第3s内的平均速度,即
根据速度公式可以得出加速度
根据位移公式可以得出:前内的位移
根据速度公式可以得出3s末的速度
故BCD项正确.
【分析】利用平均速度公式可以求出中间时刻瞬时速度的大小,结合速度公式可以求出加速度的大小;结合位移公式可以求出位移的大小;利用速度公式可以求出末速度的大小。
10.【答案】B,D
【知识点】超重与失重;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】ABC.电梯静止不动时,小球处于静止,根据平衡方程有
电梯运行时弹簧的伸长量比电梯静止时小,说明弹力变小了,根据小球的牛顿第二定律,有
解得
方向竖直向下,电梯可能加速下降或减速上升,由于加速度方向向下所以乘客处于失重状态,故B正确,AC错误;
D.以乘客为研究对象,由于乘客加速度与小球加速度大小相等,根据牛顿第二定律可得
解得
故D正确。
故选BD。
【分析】利用小球的平衡方程及牛顿第二定律可以求出小球的加速度大小及方向;利用加速度方向可以判别乘客处于失重状态;利用乘客的牛顿第二定律可以求出乘客对地板压力的大小。
11.【答案】(1)等间距;0.1;线性
(2)远小于小车以及其中砝码的质量;;1.18;;
【知识点】探究加速度与力、质量的关系;实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】(1)①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点,则小车做匀速直线运动。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,已知打点周期为0.02s则打点计时器每打两个相邻计数点之间的时间间隔;
⑥设小车质量为M,由牛顿第二定律

根据表达式可以得出与m成线性关系;
(2)(i)根据小车的牛顿第二定律有:
根据砝码的牛顿第二定律有:
可得
则当M>>m时可认为T=mg,当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时,可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力,认为小车受到的拉力等于重力,大小保持不变;
(ii)根据邻差公式有:
可得加速度的表达式为:
由图可知s1=2.40cm,s3=4.75cm可得
(iii)设小车质量为M,小车受到外力为F,由牛顿第二定律有
解得
根据表达式可以得出图象的斜率为

根据图像纵轴截距为
则小车的质量为:
【分析】(1)平衡小车所受的阻力的步骤为:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点,则小车做匀速直线运动;利用打点周期可以求出两个计数点之间的时间;利用牛顿第二定律可以求出加速度与质量的关系;
(2)根据小车和砝码的牛顿第二定律可以得出:当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时,可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力,认为小车受到的拉力等于重力,大小保持不变;利用邻差公式可以求出加速度的表达式及大小;利用牛顿第二定律结合图像斜率和截距可以求出拉力和小车质量的大小。
(1)①[1]平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点。
⑤[2]在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,则打点计时器每打两个相邻计数点之间的时间间隔0.1s;
⑥[3]设小车质量为M,由牛顿第二定律

故与m成线性关系;
(2)(i)[1]根据
T=Ma
以及
mg-T=ma
可得
则当M>>m时可认为T=mg,即探究牛顿第二定律实验时,当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时,可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力,认为小车受到的拉力不变;
(ii)[2][3]根据
可得
由图可知s1=2.40cm,s3=4.75cm可得
(iii)[4][5]设小车质量为M,小车受到外力为F,由牛顿第二定律有
F=(m+M)a
解得
则图象的斜率为

纵轴截距为

12.【答案】解:设火车开始刹车时的速度为,刹车加速度为a,已知刹本末速度,由得:
火车刹车7s内的位移:
火车刹车6s内的位移:
因为,所以:
整理得
联立解得:

进而可得:
【知识点】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】【分析】已知火车刹车做匀减速直线运动,利用速度公式结合位移公式可以求出加速度和初速度的大小。
13.【答案】解:机车从出发到速度为54km/h=15m/s由动能定理
关闭发动机到停止由动能定理
解得

【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】机车先加速后加速,利用动能定理可以求出机车受到的牵引力的大小。
14.【答案】解:(1)放上物块后,物块的加速度
木板的加速度
(2)当两者速度相等后保持相对静止,有
解得
此段时间内,木板的位移
物块的位移
所以木板至少长
(3)相对静止后,对整体,有
对物块有
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】(1)当放上物块时,利用牛顿第二定律可以求出物块和木板的加速度大小;
(2)当物块与木板共速时,利用速度公式可以求出共速的时间,结合位移公式可以求出木板的长度;
(3)当整体相对静止时,利用整体的牛顿第二定律可以求出整体加速度的大小,结合牛顿第二定律可以求出摩擦力的大小。
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