2026届湖南省高三物理一轮复习暑假学习综合强化训练试卷A
【考试范围必修第一册(含解析答案)】
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列所给的位移-时间图像或速度-时间图像中,表示做直线运动的物体无法回到初始位置的是 ( )
A.B.C.D.
2.关于质点和参考系的下列说法正确的是( )
A.教练员在研究刘翔跨栏动作时可以把刘翔看做质点
B.研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点
C.坐在行驶的列车中的乘客看到窗外的树木在后退,他是以地面为参考系来观察的
D.无论取什么物体为参考系,对同一物体的运动描述都是一样的
3.如图 ,一个物体从A点出发向右运动10m到达B点,然后向左运动4m到达C点,在整个过程中,物体的位移大小为( )
A.4m B.6m C.10m D.14m
4.质点沿直线运动,其位移-时间图像如图所示,关于质点的运动,下列说法中正确的是( )
A.在0.7s末,质点速度大小为1.4m/s
B.0~1s内,质点加速度大小为2m/s2
C.4~5s内,质点向x轴负方向做匀速直线运动
D.7~8s内,质点做向x轴正方向做加速运动
5.如图所示,一盏台灯在粗糙的水平桌面上处于静止状态,该台灯可通过前后调节支架将灯头进行前后调节。关于台灯的受力情况,下列说法正确的是( )
A.台灯对桌面的压力和桌面对台灯的支持力是一对相互作用力
B.支架对灯头的支持力方向沿着支架斜向右上方
C.台灯的重力和桌面对台灯的支持力是一对相互作用力
D.若将灯头向前调节一点(台灯未倒),则桌面对台灯的摩擦力将变大
6.某同学站在地面上,以大小为v0初速度把篮球竖直向上抛出,经过时间t1,篮球到达最高点,之后又落回抛出点。(篮球运动的过程不计空气阻力),下列是位移x或速度v随时间t变化的图像。能表示篮球在上升过程中运动规律的是
A. B.C. D.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7.一汽车以某一速度在平直的公路上匀速行驶,司机突然发现前方有一障碍物立即刹车。刹车后汽车第内的位移为16m,第3s内的位移为。假设汽车的运动可以视为匀减速直线运动,下列说法正确的是( )
A.第末汽车的速度大小为12m/s
B.第内汽车的平均速度大小为
C.汽车的加速度大小为7.5m/s2
D.汽车的加速度大小为
8.如图所示,一小球用轻质细线悬挂在木板的支架上,分别沿倾角为θ的两个固定斜面下滑,甲图中细线保持竖直,乙图中细线保持垂直斜面。在木板下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A.甲图中木板与斜面间的动摩擦因数
B.甲图中木板、小球组成的系统机械能守恒
C.乙图中木板与斜面间的动摩擦因数
D.乙图中木板、小球组成的系统机械能守恒
9.跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下,运动员沿竖直方向运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.10s末运动员打开降落伞
B.运动员在0~10s内的平均速度为10m/s
C.10s末运动员的速度方向改变
D.10~15s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动
10.甲、乙两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动,甲车做减速运动,乙车做加速运动,它们的速度的平方()随位置(x)变化的图像如图所示,分别对应直线A和直线B。下列判断正确的是( )
A.汽车甲的加速度大小为2m/s2
B.汽车甲、乙经相遇
C.汽车甲、乙分别经过x=6m处的时间差是1s
D.汽车甲、乙在x=6m处相遇
三、非选择题(本大题共5小题)
11.(10分)打点计时器和光电门是测量物体速度、加速度的主要仪器,请回答以下问题:
(1) 图甲为接在周期为的低压交流电源上的打点计时器,在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每5个点所取的计数点,但第3个计数点没有画出.由图中数据可求得,第3个计数点与第2个计数点的距离为__,加速度大小为__.
甲
(2) 某同学用足够重的“工”字形挡光片、光电门传感器连接数字计时器来测量当地重力加速度.实验过程如下:
①用刻度尺测量如图乙所示的“工”字形挡光片的上、下宽度均为,两挡光片之间的距离为;
乙
②在竖直方向上安装一个光电门传感器,然后由静止释放“工”字形挡光片,用光电计时器测出光线分别被下、上挡光片挡住的时间、,则“工”字形挡光片经过光电门时的速度分别为________、________;(用已测量的物理量表示)
③若,则当地的重力加速度__________________________________________.(用已测量的物理量表示)
12.某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系,做了如图实验:
①如图所示,将白纸固定在制图板上,橡皮筋一端固定在O点,另一端A系一小段轻绳(带绳结);将制图板竖直固定在铁架台上。
②将质量为m=100g的钩码挂在绳结上,静止时描下橡皮筋下端点的位置A0;用水平力拉A点,使A点在新的位置静止,描下此时橡皮筋端点的位置A1;逐步增大水平力,重复5次……
③取下制图板,量出A1、A2……各点到O的距离l1、l2……;量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角、、……
④在坐标纸上做出的图像如图。
完成下列填空:
(1)已知重力加速度为g,当橡皮筋与OA0间的夹角为时,橡皮筋所受的拉力大小为 (用g、m、表示)。
(2)由图可得橡皮筋的劲度系数k= N/m,橡皮筋的原长l0 m。(结果保留2位有效数字)。(g=9.8m/s2)
13.如图所示,“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止中国自主设计的最复杂的海洋调查装备,具有世界第一的下潜深度,且各项技术指标世界领先。“蛟龙号”载人潜水器某次潜水试验,下潜深度3000m,其下潜过程可简化为由静止开始竖直向下先做加速度大小为a1=0.2m/s2的匀加速直线运动然后做加速度大小为a2=0.1m/s2的匀减速直线运动直到速度零,求:
(1)下潜时加速阶段的位移大小;
(2)下潜3000m的总时间。
14.(12分)水平地面上固定一个倾角为 的斜面.斜面上有一个质量为的箱子,一细绳上端固定在箱子的上顶面点,另一端连接一个质量为的小球.某时刻起,箱子在沿斜面向下的力作用下,沿斜面向下运动,稳定后,小球相对箱子静止且细绳与竖直方向成 角,已知箱子与斜面间的动摩擦因数,重力加速度.求:
(1) 稳定时,细绳上的拉力大小和小球的加速度大小;
(2) 作用在箱子上的力的大小.
15.(22分)甲、乙两车分别从地将一批物品运往地,再返回地,如图表示两车到地的距离随时间变化的图像,已知乙车到达地后以的速度返回.请根据图像中的数据回答:
(1) 乙车出发多长时间后追上甲车?
(2) 甲车与乙车在距离地多远处迎面相遇?
(3) 甲车从地返回的速度为多大时,才能与乙车同时回到地?
参考答案
【知识点】v-t图像及其应用、x-t图像及其应用
1.【答案】B
【思路点拨】图象为物理学中的重要方法,在研究图象时首先要明确图象的坐标,从而理解图象的意义;即可确定点、线、面的含义.
【详解】A.由图可知,物体的初位置和末位置纵坐标均为零,A图中物体回到了初始位置,A错误;
B.图中根据图线与坐标轴所围“面积”表示位移,可知2s内物体的位移不为0,则物体在2秒末不能回到初始位置,B正确.
C.图中物体先向正方向做匀速直线运动,后沿负方向做速度大小相等、方向相反的匀速直线运动,则t=2s内位移为零,物体回到初始位置,C错误.
D.由图可知,图像的“面积”等于位移可知,物体在2s内的位移为零,则物体回到初始位置,D错误.选B.
【知识点】参考系和相对运动、质点
2.【答案】B
【详解】A.教练员在研究刘翔跨栏动作时不可以把刘翔看做质点,A错误;
B.研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点,B正确;
C.坐在行驶的列车中的乘客看到窗外的树木在后退,他是以列车为参考系来观察的,C错误;
D.选择不同的物体为参考系,对同一物体的运动描述可能相同,也可能不同,D错误。
选B。
【知识点】位置、位移与路程
3.【答案】B
【详解】位移大小为从初位置指向末位置的有向线段的长度,则
方向从A指向C,即向右。选B。
【知识点】x-t图像及其应用
4.【答案】C
【详解】AB.图线的斜率表示速度,在0~1s内,质点向x轴正方向做匀速直线运动,质点速度大小为,质点加速度为,AB错误;
C.4~5s内,质点向x轴负方向做匀速直线运动,C正确
D.7~8s内,质点向x轴正方向做匀速直线运动,D错误。选C。
【知识点】作用力、反作用力与一对平衡力的区别
5.【答案】A
【详解】A.台灯对桌面的压力和桌面对台灯的支持力,作用在不同物体上,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,属于一对相互作用力,故A正确;
B.支架对灯头的支持力与灯头的重力平衡,所以支持力方向竖直向上,故B错误;
C.台灯的重力和桌面对台灯的支持力,都作用在台灯上,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,属于一对平衡力,故C错误;
D.若将灯头向前调节一点(台灯未倒),台灯整体受力情况不变,仍处于平衡状态,台灯不受桌面的摩擦力,故D错误。
故选A。
【知识点】竖直上抛运动及其应用
6.【答案】D
【详解】以大小为v0初速度把篮球竖直向上抛出,篮球运动的过程不计空气阻力,则篮球在上升过程中做匀减速直线运动。
AC.设向上为正方向,则位移与时间的关系为,可得匀减速直线运动的位移时间图像是抛物线,AC两项错误;
BD.匀减速直线运动的速度与时间的关系为,所以图像是倾斜的直线(纵坐标的绝对值减小),B项错误,D项正确。选D。
【知识点】匀变速直线运动基本公式的灵活应用
7.【答案】ABD
【详解】ACD.假设3s末车刚好停下,则第3s内的位移与第内的位移之比为1∶5,实际为1∶16,显然假设不成立,即3s内车早已停下,设车停下运动的时间为
则第内的实际位移为
第3s内的位移为
联立解得
,
则初速度
第末的速度
故AD正确,C错误;
B.第内的位移为,则第内汽车的平均速度大小
故B正确。
故选ABD。
【知识点】连接体问题(整体和隔离法)、临界问题
8.【答案】AD
【详解】A.甲图中,因拉小球的细线呈竖直状态,所以小球受到重力和竖直向上的拉力,在水平方向没有分力,所以小球在水平方向没有加速度,根据力的平衡条件得
则解得
故A正确;
B.甲图中,因小球沿斜面做匀速直线运动,由于木板与小球的运动状态相同,所以木板、小球组成的系统动能不变,重力势能减小,机械能不守恒,故B错误;
C.乙图中,因拉小球的细线与斜面垂直,所以小球受到重力和细线垂直于斜面向上的拉力,其合力沿斜面向下,所以小球的加速度也沿斜面向下,对小球运用牛顿第二定律得
解得
由于木板与小球的运动状态相同,所以对木板、小球组成的整体,根据牛顿第二定得
解得
μ=0
故C错误;
D.乙图中,由于木板不受斜面的摩擦力,所以木板、小球组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,故D正确。
故选AD.
【知识点】v-t图像及其应用
9.【答案】AD
【详解】A.从10s末开始运动员做减速运动,可知此时运动员打开降落伞,故A正确;
B.若运动员在0~10s内做匀变速直线运动,则平均速度为10m/s,由图可知,运动员做加速度减小的加速运动,其平均速度大于10m/s,故B错误;
C.在整个过程中运动员的速度一直为正值,说明速度方向未改变,故C错误;
D.10~15s内图线的斜率逐渐减小,故运动员做加速度逐渐减小的减速运动,故D正确。
故选AD。
【知识点】追及与相遇问题
10.【答案】BD
【详解】A.根据匀变速直线运动位移与速度的关系,整理得,汽车甲的初速度为,根据图像可知,汽车甲的加速度为,解得,汽车甲的加速度大小为3m/s2,A错误;
B.由上述分析可知,汽车乙的加速度为,解得,汽车甲停下的时间为,若汽车甲、乙车相遇时,汽车甲未静止,有,解得(不符,舍去),可知汽车甲、乙车相遇时,汽车甲已静止,有,解得,B正确;
D.汽车甲、乙相遇位置为,D正确;
C.汽车甲、乙分别经过x=6m处的时间差是,C错误。选BD。
【知识点】自由落体相关实验
11.【答案】(1) 4.36;0.74
(2) ;;
【详解】
(1) 根据逐差法有,,由题图甲可知,,联立解得,则第3个计数点与第2个计数点的距离为;加速度大小为.
(2) ②“工”字形挡光片经过光电门时的速度分别为、.③若,则有,解得当地的重力加速度为.
【知识点】实验:探究弹簧弹力和形变量的关系
12.【答案】;98;0.21;
【详解】
(1)[1]由三力合成可知
(2)[2][3]由胡克定律可知
由上式可知:图象的斜率为,由图象可知
图象的横轴截距为,由图象可知
【知识点】匀变速直线运动的速度—位移公式及其应用、匀变速直线运动的速度—时间公式及其应用
13.【答案】(1);(2)
【详解】
(1)设潜水器加速阶段的位移为x1,运动时间为t1,末速度为v,减速阶段的位移为x2,运动时间为t2,则由匀变速直线运动规律有
又
联立可得
(2)根据匀变速直线运动速度公式
解得
【知识点】连接体问题(整体和隔离法)、临界问题
14.【答案】(1) ;
(2)
【详解】
(1) 以小球为研究对象,受到重力和细绳拉力,如图所示.根据图中几何关系可得重力、细绳拉力与它们的合力构成等边矢量三角形,所以细绳上的拉力大小,小球的加速度大小.
(2) 以箱子和小球整体为研究对象,沿斜面方向,根据牛顿第二定律可得,解得.
【知识点】追及与相遇问题
15.【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
(1) 设甲车由地前往地的过程满足,将代入,解得,所以.由题图可知,在距地处,乙车追上甲车,所以当时,,此时乙车运动的时间为,即乙车出发后追上甲车.
(2) 设乙车由地前往地的过程满足,将和代入,解得,所以.当乙车到达地时,,解得,设乙车由地返回地的过程有,将代入,解得,所以,当甲车与乙车迎面相遇时,有,解得,则,即甲车与乙车在距离地处迎面相遇.
(3) 当乙车返回地时,有,解得,甲车要与乙车同时回到地,甲车返回的速度大小为.
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【考试范围必修第一册(含解析答案)】
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.如图所示,静止在水平地面上的台秤上有一铁架台,小球用轻绳固定在铁架台的横杆上,现用始终与竖直方向成、斜向上的拉力F将小球由最低点缓慢拉至轻绳水平。已知在拉动过程中铁架台与台秤始终静止,下列说法正确的是( )
A.拉力F一直减小 B.轻绳的拉力先增大后减小
C.台秤的示数先减小后增大 D.台秤所受地面的摩擦力一直增加
2.原长为的轻质弹簧,将其上端固定在点,下端挂一个质量为的小球时,弹簧的长度变为.现将两个这样的弹簧和两小球按如图所示方式连接,、球的质量分别为、,当整个系统静止时,下列说法正确的是(不考虑小球的大小,且弹簧都在弹性限度内)( )
A.小球与悬点的距离为 B.小球与悬点的距离为
C.小球与悬点的距离为 D.小球与悬点的距离为
3.如图所示,飞船与空间站对接后,在推力作用下一起向前运动.飞船和空间站的质量分别为和,则飞船和空间站之间的作用力大小为( )
A. B. C. D.
4.下列对图中弹力有无的判断,正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲中小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力
B.图乙中小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,则绳对小球有弹力
C.图丙中小球被、两轻绳悬挂而静止,其中绳竖直,则绳对小球有拉力
D.图丁中小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,倾斜面对球有弹力
5.在两条相互垂直的水平直道上,甲正以3 m/s的速度自西向东朝十字路口运动,乙正以4 m/s的速度刚刚通过十字路口向北运动,此时甲、乙之间的距离为100 m.则在以后的过程中,甲、乙之间的最小距离是 ( )
A.100 m B.80.8 m
C.80 m D.70.7 m
6.学校试卷扫描机器正常工作的情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有48张相同的纸,每张纸的质量均为,搓纸轮按图示方向转动带动最上面的第1张纸向右运动.搓纸轮与纸之间的动摩擦因数为,纸与纸之间、纸与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为.试卷扫描机器正常工作时,下列说法正确的是( )
A.第2张纸受到第1张纸的摩擦力方向向左
B.第10张纸与第11张之间的摩擦力大小为
C.第48张纸与摩擦片之间的摩擦力为0
D.要做到“每次只进一张纸”,应要求
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7.小明同学乘坐动车时发现,车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆,夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影,于是他将手机平放在车的窗台上,利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时,光照强度随时间的变化曲线如图所示.查阅资料可知每两根电线杆的间隔为,则下列说法正确的是( )
A. 动车做减速运动
B. 内动车做匀加速运动
C. 内动车平均速率为
D. 时动车速率为
8.(多选)如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲中,物体在时间内的位移大于
B.图乙中,物体的加速度为
C.图丙中,阴影面积表示时间内物体的末速度
D.图丁中,时物体的速度为
9.如图所示,为港珠澳大桥上连续四段等跨钢箱梁桥,相邻钢箱间距均为110m。若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A.通过cd段的时间为
B.通过ce段的时间为
C.ac段的平均速度小于b点的瞬时速度
D.ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
10.一足够长木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。t=0时,木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知t=0到t=4t0的时间内,木板速度v随时间t变化的图像如图所示,其中g为重力加速度大小。t=4t0时刻,小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是( )
A.小物块在t=3t0时刻滑上木板
B.小物块和木板间动摩擦因数为2μ
C.小物块与木板的质量比为3∶4
D.t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动
三、非选择题(本大题共5小题)
11.在“探究加速度、力、质量关系的实验”中,某组同学设计了实验方案,实验装置如图1所示。
(1)图1中使用的是电火花打点计时器,则在图2中应使用( )(选填字母)
A.甲、丙 B.甲、丁
C.乙、丙 D.乙、丁
(2)实验中细线拉力大小近似等于悬挂物体所受重力的大小,则悬挂物体应选用如图中的( )
A. B. C.
(3)实验获得如图3所示的纸带,计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出,则小车的加速度大小 。(保留两位有效数字)
(4)实验操作步骤正确且平衡阻力后,保持悬挂物体质量m(已知)不变,改变小车的质量M,根据测得的M和小车加速度a,作出的图像如图所示。重力加速度为g。则图像与横轴交点的横坐标 。要让图像经过坐标原点,可以将 。
12.学校物理兴趣小组设计了可以测量物体质量的“天平”,如图所示,长方形木箱放在水平地面上,两根相同的弹簧(劲度系数很大)上端竖直吊挂在木箱上顶面,水平托板、直杆、齿条、水平横杆连在一起,直杆通过小孔(直杆未与小孔边缘接触)穿过木箱上顶面,横杆与两弹簧下端点相连。在齿条左侧固定一齿轮,齿轮与齿条啮合且可绕过圆心O的轴无摩擦自由转动,齿轮上固定一轻质指针,当齿条下移时,齿轮沿顺时针方向转动,指针随之转动,通过固定在齿轮上方的表盘可读出指针转过的角度。经过调校,水平托板上未放物品时,指针恰好指在竖直向上的位置。
(1)在水平托板上放上待测物体,指针未接触右侧的齿条,读出指针偏转的角度(以弧度为单位),若要求出每根弹簧伸长量的增加量,则还需测量的物理量为______。
A.弹簧的劲度系数
B.齿轮的半径
C.指针的长度
(2)实验中,将弹簧较小的形变转换为指针偏转的角度,采用的科学方法是______(填“理想实验法”“控制变量法”或“放大法”)。
(3)若已知弹簧的劲度系数为k,齿轮的半径为R,指针偏转的角度为θ,当地的重力加速度大小为g,则物体的质量可用k、R、θ、g表示为m=______。
(4)为了提高“天平”测量的精确度,可以在其他条件不变的情况下,换用劲度系数更______(填“大”或“小”)的弹簧。
(5)本实验中,弹簧自身受到的重力对实验结果______(填“有”或“无”)影响。
13.如图所示,水平地面上依次摆放两块完全相同的木板,长度均为l=1m,质量均为。一质量为的物块(可视为质点)以的速度冲上A木板的左端,物块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。
(1)若物块滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求应满足的条件;
(2)若,求物块滑到木板A右端时的速度大小和在木板A上运动的时间;
(3)若,请通过计算判断物块能否从木板B右端离开,若不能离开,求物块最终离B板左端的距离。
14.如图所示,AB为竖直光滑圆弧的直径,其半径R=0.9m,A端沿水平方向。水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CDE相接于C点,D为圆轨道的最低点,圆弧轨道CD、DE对应的圆心角θ=37°。圆弧和倾斜传送带EF相切于E点,EF的长度为l=10m。一质量为M=1kg的物块(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,再经过E点,随后滑上传送带EF。已知物块经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等,物块与传送带EF间的动摩擦因数μ=0.75,取g=10m/s ,sin37°=0.6,cos37=0.8。求:
(1)物块从A点飞出的速度大小vA和在A点受到的压力大小FA;
(2)物块到达C点时的速度大小vC及对C点的压力大小FC;
(3)若传送带顺时针运转的速率为v=4m/s,求物块从E端到F端所用的时间。
15.如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。C的质量为m,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)未拉A时,A对地面的压力的大小N;
(2)未拉A时,C受到B作用力的大小F;
(3)动摩擦因数的最小值。
参考答案
【知识点】图解法在动态平衡问题中的应用
1.【答案】D
【详解】AB.如图所示
由平行四边形定则和平衡条件可知,小球在上升的过程中,拉力F一直增大,轻绳的拉力先减小后增大,故AB错误;
CD.对铁架台和小球组成的系统受力分析如图下所示
由平衡条件可知,F增大时,铁架台受台秤的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐增大,由牛顿第三定律可知,台秤的示数逐渐减小,台秤所受地面的摩擦力一直增大,故C错误,D正确。
故选D。
【知识点】弹力的大小与胡克定律
2.【答案】C
【解析】本题考查胡克定律的应用.弹簧的劲度系数,两个这样的弹簧和两小球连接后,上面弹簧的伸长量,小球与悬点的距离为,、错误;两个这样的弹簧和两小球连接后,下面弹簧的伸长量,小球与悬点的距离为,正确,错误.
【知识点】连接体问题(整体和隔离法)、临界问题
3.【答案】A
【详解】对飞船与空间站整体应用牛顿第二定律有,对空间站隔离分析有,两式联立可得飞船和空间站之间的作用力,正确.
【知识点】弹力有无及方向的判断
4.【答案】B
【解析】小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,小球受到的重力和车厢底部对小球的支持力平衡,车厢左壁对小球无弹力,错误;小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,假设轻绳对小球没有弹力,去掉轻绳,小球会沿斜面下滑,假设不成立,即轻绳对小球有弹力,正确;小球被、两轻绳悬挂而静止,其中绳竖直,则小球的重力和绳的拉力平衡,故绳对小球没有拉力,错误;小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,小球的重力和三角槽底面对小球的支持力平衡,倾斜面对小球无弹力,错误.
【知识点】位置、位移与路程
5.【答案】C
【解析】设经时间t甲、乙相距最近,此时甲运动到C 点,乙运动到 D 点,甲向东运动了x1=v1t=3t(m),乙向北运动了x2=4t(m),则此时甲、乙之间的距离 l=(m)=(m)=(m),由数学知识可知,当t=12 s时,甲、乙之间的距离最小,最小距离为80 m,故选C.
【知识点】滑动摩擦力的判断与计算
6.【答案】D
【解析】本题考查摩擦力方向判定、摩擦力大小计算.第1张纸相对于第2张纸向右运动,第1张纸下表面受到第2张纸的滑动摩擦力方向向左,则第2张纸受到第1张纸的摩擦力方向向右,错误;第10张纸与第11张纸之间及第48张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,根据受力平衡条件,可知大小均为,、错误;要做到“每次只进一张纸”,最上面的一张纸应满足,可得,正确.
【知识点】平均速度和瞬时速度、平均速率
7.【答案】CD
【详解】由图像可知,内动车做加速运动,内动车做匀速运动,、错误;内动车平均速率为,时动车速率为,、正确.
【关键点拨】 解答此题的关键在于认识到每一次光照强度发生突变时说明阳光被电线杆所遮挡,即连续两次阳光被遮挡的时间内通过的位移相同.
【知识点】非常规图像问题
8.【答案】AD
【解析】本题考查图像反应的物理量和非常规图像.根据图像中,图线与横轴围成的面积表示位移,由题图甲可知,物体在这段时间内的位移,正确;根据运动学公式,可得,可知图像中图线的斜率为,由题图乙可得,物体的加速度为,错误;根据图像中图线与横轴所围面积表示速度的变化量可知,题图丙中,阴影面积表示时间内物体的速度变化量,错误;根据运动学公式,可得,结合题图丁可得,,由运动学公式,可得时物体的速度为,正确.
【知识点】匀变速直线运动重要推论的应用
9.【答案】BCD
【详解】汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,根据初速度为0的匀加速直线运动推论可知,汽车通过ab段、bc段、cd段和de段的时间之比为,由题意可知,通过ab段的时间为,则通过cd段的时间为,通过ce段的时间是通过cd段和de段的时间之和,通过ce段的时间为,A错误,B正确;由比例关系可知,b点为ae段的中间时刻,根据匀变速直线运动的推论可知,一段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,可知b点的瞬时速度等于ae段的平均速度,因为汽车做匀加速直线运动,所以ac段的平均速度小于b点的瞬时速度,CD正确。
【知识点】板块模型
10.【答案】ABD
【详解】v-t图像的斜率表示加速度,可知t=3t0时刻木板的加速度发生改变,故可知小物块在t=3t0时刻滑上木板,故A正确;设小物块和木板间动摩擦因数为μ0,取水平向右为正方向,根据题意结合图像可知小物块开始滑上木板时的速度为v0=-μgt0,小物块在木板上滑动的加速度为a0==μ0g,经过t0时间与木板共速此时速度为v共=μgt0,故可得a0==2μg,解得μ0=2μ,故B正确;设木板质量为M,物块质量为m,根据图像可知小物块未滑上木板时,木板的加速度为a==μg,由牛顿第二定律得F-μMg=Ma,解得F=μMg,根据图像可知小物块滑上木板后木板的加速度为a'==-μg,此时对木板由牛顿第二定律得F-μ(m+M)g-μ0mg=Ma',解得=,故C错误;假设t=4t0之后小物块和木板一起共速运动,对整体F-μ(m+M)g=μMg-μMg=0,故可知此时整体处于平衡状态,假设成立,即t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动,故D正确。
【知识点】实验:探究加速度与力、质量的关系
11.【答案】(1)B;(2)B;(3)0.10;(4);将横轴变成
【详解】(1)电火花计时器要接220V交流电源;使用墨粉纸盘。
(2)实验中要想使得细线拉力大小近似等于悬挂物体所受重力的大小,则悬挂物的质量要远小于小车的质量,且能便于悬挂,则选B。
(3)加速度
(4)根据牛顿第二定律,可得,当时可得可得,要让图像经过坐标原点,根据,可得,即可以将横轴改为。
【知识点】正交分解法与三角形定则在平衡问题中的应用
12.【答案】(1)B (2)放大法 (3)
(4)小 (5)无
【详解】(1)当水平托板上放上待测物品时,齿条向下运动,通过齿轮啮合带动指针偏转,齿条下移的距离x=θR,也是每根弹簧伸长量的增加量,所以还需测量的物理量是齿轮的半径。
(2)实验中,利用放大法将较小的位移转换为较大的偏转角度,方便测量。
(3)对放上水平托板的待测物体,由平衡条件有mg=2kx,又x=θR,解得 。
(4)由(3)问所得 ,整理得 ,在其他条件不变的情况下,k越小,θ越大,读数越精确,测量的精确度越高。
(5)根据 可知,弹簧自身受到的重力对实验结果没有影响。
【知识点】板块模型
13.【答案】(1);(2),;(3)不能,
【详解】(1)若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得,若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得,联立两式,代入数据得
(2)若,则物块在木板A上滑动时,木板A、B都要运动。设物块在木板A上做减速运动时的加速度大小为,由牛顿第二定律得,,对两木板,得,相对位移,得,此时物块的速度
(3)物块滑到木板A末端时,A、B两木板的速度,物块在B板上滑动时,物块的加速度大小仍然为,对B板,得,假设物块没有从右端离开,经时间,二者共速,解得,,相对位移,解得,由于,假设成立,物块没有从B木板右端离开,最终离B木板左端的距离为
【知识点】传送带模型
14.【答案】(1)8m/s,;(2)10m/s,208N;(3)2.125s
【详解】(1)物块在C处的速度分解如图
在竖直方向有
水平方向
联立代入数据求得v=8m/s
在A处受力如图
由牛顿第二定律得
得
(2)物块在C处速度
其受力分析如图
由牛顿第二定律得
得
根据牛顿第三定律知物块对C处的压力大小为
(3)物块的速度从减到的过程,受力如图
有
解得
用时
通过的位移为
物块的速度减到之后,受力如图
有
解得
物块此后与传送带一起匀速至F,
则物块从E到F所用的时间为
【知识点】在共点力平衡中整体法与隔离法的应用
15.【答案】(1)mg;(2);(3)
【详解】(1)将A、B、C看成一整体,A对地面的压力
(2)对C受力分析,如图所示
根据平衡条件,有
解得
(3)C恰好降到地面时,B受C压力的水平分力最大,如图所示
B受地面的最大静摩擦力
根据题意,B保持静止,则有
解得
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第 page number 页,共 number of pages 页2026届湖南省高三物理一轮复习暑假学习综合强化训练试卷C
【考试范围必修第一册(含解析答案)】
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.我国的《墨经》中提到“力,形之所以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因,力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示,正确的是( )
A.kg·m/s B.kg·m/s2 C.kg·m2/s2 D.N
2.物理思想和方法是研究物理问题的重要手段,如图所示,为了观察桌面的微小形变,在一张大桌子上放两个平面镜 M和N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点。当用力 F 压桌面时,光点的位置会发生明显变化,通过光点位置的变化反映桌面的形变。这个实验中主要用到的思想方法与下列哪个实验用到的思想方法相同
A.卡文迪什通过扭秤实验测量引力常量
B.伽利略斜面实验探究物体下落规律
C.实验探究圆周运动的向心力大小的表达式
D.实验探究力的合成规律
3.如图所示为餐厅暖盘车的储盘装置示意图,三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接质量为M的托盘,托盘上放着6个质量均为m的盘子并处于静止状态。已知重力加速度大小为g,则某顾客快速取走1号盘子的瞬间,托盘对6号盘子作用力的大小为( )
A. B.
C. D.
4.在地面上以初速度竖直上抛一物体后,又以初速度从同一地点竖直上抛另一物体.若要使两物体能在上升过程中相遇,则两物体抛出的时间间隔必须满足的条件是(不计空气阻力,重力加速度大小为)( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,木箱静置在水平地面上,木箱底端固定磁铁,在木箱顶端用轻绳拴着磁铁,磁铁的下端与的上端极性相反,开始时系统保持静止状态,下列说法正确的是( )
A.磁铁受到的重力和绳子拉力是一对平衡力
B.轻绳对的拉力和轻绳对的拉力是一对相互作用力
C.若磁铁磁性足够强,木箱可以离开地面
D.若将轻绳剪断,则剪断轻绳的瞬间地面对的支持力将变小
6.如图所示的家用燃气炉架有四个爪,若将总质量为m的锅放在炉架上,忽略爪与锅之间的摩擦力,设锅为半径为R的球面,下列说法正确的是( )
A.每个爪对锅的弹力方向竖直向上
B.每个爪与锅之间的弹力等于
C.R越大,燃气炉架对锅的弹力越大
D.R越大,燃气炉架对锅的弹力越小
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7.图甲所示的救生缓降器是一种可使人沿绳下降的安全营救装置。如图乙所示,高层建筑工人在一次险情中,从高的地方通过缓降器由静止开始下落其下落过程的图像如图丙所示,落地瞬间速度恰好减为零。假设工人在加速和减速过程的加速度大小相等,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.内,工人处于超重状态
B.工人整个下降过程所用的时间为
C.工人匀速下落的位移大小为
D.全程缓降器对工人做负功
8.如图所示,将小球放在倾角为的固定斜面上,用竖直挡板挡住并使其处于静止状态。不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力
B.铅球对挡板的压力大于铅球对斜面的压力
C.若增大斜面倾角,铅球对斜面的压力减小
D.若增大斜面倾角,铅球对挡板的压力增大
9.如图所示,2023个完全相同的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连,在水平拉力F的作用下,一起沿水平面向右运动,设1和2之间弹簧的弹力为,2和3之间弹簧的弹力为,……,2022和2023之间弹簧的弹力为,则下列说法正确的是( )
A.若水平面光滑,从左到右每根弹簧长度之比为1:2:3:…:2021:2022
B.若水平面粗糙,撤去F的瞬间,第2000号小球的加速度不变
C.若水平面光滑,
D.若水平面粗糙,
10.(多选)如图所示,与水平面成 角的传送带正以的速度匀速运行,、两端相距.现每隔把质量的工件(视为质点)轻放在传送带上,在传送带的带动下,工件向上运动,且工件到达端时恰好准备在端放上一个工件,工件与传送带间的动摩擦因数,取,下列说法正确的是( )
A.工件在传送带上时,先受到向上的滑动摩擦力,后受到向上的静摩擦力
B.两个工件间的最小距离为
C.传送带上始终有7个工件
D.满载时与空载时相比,电机对传送带的牵引力增大了
三、非选择题(本大题共5小题)
11.一学生小组用图(a)所示实验装置与打点计时器验证牛顿第二定律。实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮。轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的带凹槽的滑块相连,滑块质量为M,另一端可悬挂钩码。单个钩码质量为m,本实验中可用的钩码共有个,重力加速度大小为g。
首先验证在合外力不变的条件下,物体加速度与物体质量的关系。实验步骤如下:
(1)将N个钩码全部放入滑块。为使滑块可以在木板上匀速运动,在长木板左端下方垫上适当厚度的垫块, (选填“向右”或“向左”)轻推一下滑块,让滑块自由运动,确定滑块运动状态。该小组调整垫块厚度,认为滑块已基本做匀速运动。这样调节是为了平衡 (选填“滑动”或“静”)摩擦力。
(2)用手按住滑块,将滑块上的1个钩码取下,挂到滑轮下方(通过轻绳和滑块相连),为滑块提供拉力。放开手后,测量滑块运动加速度。
(3)保持挂在滑轮下方的1个钩码不变,改变滑块上放置的钩码个数n(n=6,5…1,0)。分别测量滑块运动加速度大小。
(4)实验小组绘出的加速度与总质量的倒数关系图线如图(b)所示。
由图(b)可知,实验图线的延长线不过原点。该小组重复步骤(1),并打出纸带(左侧的点先打出)。打出的纸带可能是图 (选填“c”或“d”)。若要使图(b)中图线的延长线通过原点,步骤(1)中应选择更 (选填“厚”或“薄”)的垫块。
然后验证在物体质量不变的条件下,物体加速度与其所受合力的关系。实验步骤如下:
(5)根据实验步骤(1)重新调整好木板初始倾角。
(6)改变滑块上放置的钩码个数n(n=7,6…1,0),轻绳悬挂钩码数为。分别测量滑块运动的加速度的大小。实验时,所研究的滑块及所载钩码和悬挂的钩码整个系统总质量不变。
(7)绘出滑块加速度与轻绳所悬挂钩码数量的关系图线,如图(e)所示。可以看出a与成 (选填“线性关系”或“非线性关系”),并可推知 (选填“2”或“4”)。
12.小王同学用如图甲所示装置测量滑块与平直轨道间的动摩擦因数,他将光电门固定在水平直轨道上,力传感器和遮光条固定在滑块上,不可伸长的细线跨过定滑轮将滑块与小桶(内装砝码)相连,距光电门中心左侧距离L处作标记点,遮光条中心与标记点重合时由静止释放滑块,力传感器读出拉力F和遮光条的挡光时间t,多次改变小桶内砝码的质量,仍从遮光条中心与标记点重合时静止释放滑块,重复实验。(当地重力加速度为g)
(1)用游标卡尺测出遮光条宽度d的示数如图乙所示,则d= mm。
(2)由遮光条的宽度d和挡光时间t求出滑块经过光电门的速度v= ,并进一步算出滑块运动中的加速度a= 。(用题意中物理量字母表示)
(3)多次重复实验记录多组、……,据记录数据作图像如图丙所示,图像的纵截距为-b,横截距为c,用题意中物理量字母表示滑块与平直轨道间的动摩擦因数μ= 。
13.如图所示,小球从离地高处由静止释放,与地面碰撞后向上弹起,每次弹起速度均为碰前速度的一半,不计空气阻力,忽略小球与地面碰撞的时间,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)小球第一次与地面碰撞前的速度大小;
(2)小球第一次与地面碰撞后向上运动的最大高度;
(3)小球从静止释放至第三次与地面碰撞时,小球运动的总时间。
14.如图甲所示,质量M=2 kg的足够长木板C置于水平面上,滑块A和B质量均为m=1 kg,置于C上,B位于A右方L=1 m处。A和C间的动摩擦因数,B、C间及C与地面间的动摩擦因数,t=0时刻给C施加一水平向右、大小可调的恒力F。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)若A和B始终不相遇,求恒力F的范围;
(2)若F=9.5 N,求A和B第一次相遇的时刻;
(3)设A和B第一次相遇的时刻为t,试求出与F关系式并在图示坐标系中作出图像。
15.(19分)水平传送带A、B两端点相距x=4 m,以v0=2 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转.现将一质量m=2 kg的小物块(可视为质点,且可在传送带上留下划痕)无初速度地轻放至A点处,小物块与传送带间的动摩擦因数为μ1=0.4.小物块离开传送带后,无速度损失地滑上质量M=4 kg的木板.木板与传送带等高,小物块与木板间的动摩擦因数也为μ1=0.4,木板与地面间的动摩擦因数为μ2(g=10 m/s2),设最大静摩擦力等于滑
动摩擦力.
(1)求小物块从A点运动到B点的时间及在传送带上留下划痕的长度;
(2)若μ2=0.2,小物块滑上木板时,对小物块施加一个大小为F=2 N的水平向右的恒力,要使小物块不从木板上滑落,木板至少多长
(3)若μ'2=0.1,小物块滑上木板时,改为对木板施加一个大小为F=2 N的水平向右的恒力,则要使小物块不从木板上滑落,木板至少多长 全过程木板的位移是多少
参考答案
【知识点】力学单位制
1.【答案】B
【详解】AB.根据牛顿第二定律的表达式
可知
力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示,故A错误,B正确;
C.根据功的表达式
可知kg·m2/s2是功的单位,故C错误;
D.N是力的单位但不是基本单位,故D错误。
故选B。
【知识点】弹性形变和弹力
2.【答案】A
【解析】该实验利用光的反射把微小形变进行放大,采用了微小量放大法,卡文迪什扭称实验也用到了微小量放大法,A正确;伽利略斜面实验探究物体下落规律用到了数学推理法,探究圆周运动的向心力大小的表达式用到了控制变量法,探究力的合成规律用到了等效替代法,B、C、D错误。
【知识点】连接体问题(整体和隔离法)、临界问题
3.【答案】A
【详解】顾客快速取走1号盘子的瞬间,托盘和其他5个盘子所受合力为mg,根据牛顿第二定律有mg=(M+5m)a,对剩余5个盘子,根据牛顿第二定律有FN-5mg=5ma,联立可得托盘对6号盘子作用力的大小为FN=,故选A。
【知识点】自由落体运动和竖直上抛运动的相遇问题
4.【答案】C
【解析】设抛出后经过时间,、在空中相遇,则,要使两物体能在上升过程中相遇,则,且需要满足上升时,还未落地,即,联立可得,正确.
【【易错警示】】 若要两物体在空中相遇,则一个物体落地之前,另一个物体需抛出,且相遇时两物体在同一位置,找出位移的关系.
【易错警示】】 若要两物体在空中相遇,则一个物体落地之前,另一个物体需抛出,且相遇时两物体在同一位置,找出位移的关系.
【知识点】作用力、反作用力与一对平衡力的区别
5.【答案】D
【解析】对磁铁受力分析,磁铁受到重力、对的吸引力和绳子拉力处于平衡状态,磁铁受到的重力小于绳子拉力,两个力不是一对平衡力,错误;轻绳对的拉力和对轻绳的拉力是一对相互作用力,错误;对、、整体受力分析,磁铁间的作用力为内力,则无论磁铁磁性有多强,木箱都不可以离开地面,错误;轻绳剪断前,对地面的压力等于、、重力的合力,若将轻绳剪断,整体受到向上的磁铁的吸引力,因此对地面的压力小于的重力之和,根据牛顿第三定律,可知剪断轻绳的瞬间地面对的支持力将变小,正确.
【关键点拨】 平衡力和相互作用力的比较
名称 项目 一对平衡力 作用力和反作用力
作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体
作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失
力的性质 不一定相同 一定相同
作用效果 可相互抵消 不可抵消
【知识点】用正交分解法分析问题
6.【答案】D
【详解】根据弹力的特点可知每个爪对锅的弹力方向过接触点指向球心方向,A错误;设每个爪与锅之间的弹力F方向与水平方向夹角为,竖直方向根据平衡条件有,解得,B错误;设正对的一对爪之间的距离为,可知,结合前面分析得,因为d不变,可知当R越大时,F越小,C错误,D正确。
【知识点】超重和失重现象分析
7.【答案】BD
【详解】2s内工人向下加速,加速度向下,失重加速度向下,A错误;图像的面积即为位移,所以则有,可解得,所以总时间为,B正确;工人匀速下落的位移为,C错误;工人向下运动,拉力向上,做负功,D正确。
【知识点】解析法在解动态平衡问题中的应用
8.【答案】AD
【详解】根据题意,对铁球受力分析,如图所示,由平衡条件可得,,因为,则有,F=mg,,由牛顿第三定律可知,铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力,铅球对挡板的压力小于铅球对斜面的压力,A正确,B错误;若增大斜面倾角,则F增大,增大,由牛顿第三定律可知,铅球对挡板的压力增大,铅球对斜面的压力增大,C错误,D正确。
【知识点】连接体问题(整体和隔离法)、临界问题
9.【答案】BCD
【详解】若水平面光滑,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得,解得,分别以后面的第1、2、3…、2022个小球为研究对象,根据牛顿第二定律可得,,以此类推,可得,由胡克定律可知,可知从左到右每根弹簧伸长量之比为,但长度之比不满足,A错误,C正确;若水平面粗糙,撤去的瞬间,第2000号小球所受的两边弹簧的弹力以及摩擦力都不变,则加速度不变,B正确;若水平面粗糙,设每个小球受的滑动摩擦力为,则以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得,解得,分别以后面的第1、2、3…、2022个小球为研究对象,根据牛顿第二定律可得,,以此类推,则,D正确。
【知识点】传送带模型
10.【答案】AB
【解析】工件刚放上传送带时,相对传送带向下运动,受向上的滑动摩擦力,由于 ,工件加速到速度和传送带速度相同时,相对传送带静止,受到向上的静摩擦力,正确;刚开始加速时两个工件间距离最小,加速过程中由牛顿第二定律可得,代入数据可得,由位移公式,代入数据可得,正确;工件加速过程所用的时间为,工件加速过程的位移为,工件匀速过程的时间为,每隔把工件放到传送带上,所以匀加速过程放了2个,匀速过程放了4个,共6个,第7个准备放而未放上,错误;满载时电机对传送带的牵引力为,错误.
【知识点】实验:探究加速度与力、质量的关系
11.【答案】(1)向右;滑动 (4)c;薄 (7)线性关系;4
【详解】(1)为使滑块可以在木板上匀速运动,在长木板左端下方垫上适当厚度的垫块,向右轻推一下滑块,让滑块自由运动,确定滑块运动状态。该小组调整垫块厚度,认为滑块已基本做匀速运动。这样调节是为了平衡滑动摩擦力。
(4)由图像(b)可知,即使时,即时小车仍有加速度,可知原因是木板左端抬的过高,平衡摩擦力过头了,则再进行步骤1时小车应该加速,则得到的纸带应该是图c;
若要使图(b)中图线的延长线通过原点,步骤(1)中应选择更薄的垫块。
(7)绘出滑块加速度与轻绳所悬挂钩码数量的关系图线,如图(e)所示。可以看出a与成线性关系;
根据牛顿第二定律有,,解得,由图像可知图像的斜率约为,即可推知。
【知识点】创新实验—测量动摩擦因数
12.【答案】(1)10.55mm;(2),;(3)
【详解】(1)根据游标卡尺读数规则,挡光片的宽度。
(2)滑块通过光电门的速度大小为,因为滑块做初速度为0的匀加速直线运动,由运动学公式,有。
(3)由牛顿第二定理和受力分析可得,所以有,所以有,则。
【知识点】竖直上抛运动及其应用
13.【答案】(1)10 m/s;(2)1.25 m;(3)2.5 s
【详解】(1)根据速度—位移公式有
解得
(2)每次弹起速度均为碰前速度的一半,根据速度—位移公式有
解得
(3)小球第一次落地的时有
解得
小球第一次碰后反弹的时间满足
解得
小球第二次碰后反弹的时间满足
解得
则
【知识点】板块模型
14.【答案】(1);(2)2 s;(3)见详解
【详解】(1)当B和C之间即将发生相对滑动时,对B由牛顿第二定律得,
解得,
对整体由牛顿第二定律得,
解得F1=8 N,
当F>8 N时,B相对C向后滑动,会与A相碰。当A和C之间即将发生相对滑动时,对A由牛顿第二定律得,
解得,
则对A和C整体由牛顿第二定律得,
解得F2=11 N,
当F>11 N时,A和B都相对C向后滑动,但是A的加速度大于B,B会与A相碰,
因此若AB始终不相遇,则。
(2)由于,则B与C之间出现了相对运动,B的加速度大小为,
A和C相对静止,对A和C由牛顿第二定律得,
解得,
由运动学公式可得,
解得从刚开始施加力至A和B第一次相遇所用时间t=2 s。
(3)若8 N≤F≤11 N,对A、C由牛顿第二定律得,
解得,
由,
可得,
若F>11 N,由,
可知,
画出与F的关系图像如图所示。
【知识点】传送带模型、板块模型
15.【答案】(1) 2.25 s 0.5 m (2) m (3) 0.40 m 0.20 m
【详解】(1)小物块在传送带上滑动时的加速度大小为 a1==μ1g=4 m/s2,加速到与传送带速度相等所用的时间为t1== s=0.5 s,加速过程的位移为 x1== m=0.5 m,匀速运动的时间为 t2==s=1.75 s,小物块从A点运动到B点的时间为 t=t1+t2=2.25 s,传送带上留下划痕的长度 s=v0t1-x1=0.5 m.
(2)由于 μ1mg=8 N<μ2(m+M)g=12 N,则木板不动,小物块在木板上滑行的加速度大小 a2==3 m/s2,若小物块速度减小为零时刚好到达木板最右端,此时木板长度最短,有 =2a2L1,则 L1== m= m.
(3)由于 F+μ1mg=10 N>μ'2(m+M)g=6 N,则木板的加速度大小a3== m/s2=1 m/s2,小物块的加速度大小为a4=μ1g=4 m/s2,设小物块与木板运动到速度相等所用的时间为t',则有 v0-a4t'=a3t',解得t'=0.4 s.此过程小物块和木板的位移分别为x物=v0t'-a4t'2=0.48 m,x板=a3t'2=0.08 m,此后小物块与木板共同做匀减速运动至速度为零,所以木板的长度至少为L2=x物-x板=0.40 m.两者共同做匀减速运动的加速度大小为a==- m/s2,位移为x==0.12 m,故木板的总位移为s'=x板+x=0.20 m.
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