四川省遂宁市射洪中学校2025-2026学年高三上学期10月期中物理试题
1.(2025高三上·射洪期中)篮球比赛前,常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程,并得出了篮球运动的图像,如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
2.(2025高三上·射洪期中)风洞实验是进行空气动力学研究的重要方法。如图所示,将小球从O点以某一速度v0竖直向上抛出,经过一段时间,小球运动到O点右侧的B点,A点是最高点,风对小球的作用力水平向右,大小恒定,则小球速度最小时位于( )
A.O点 B.A点
C.轨迹OA之间的某一点 D.轨迹AB之间的某一点
3.(2025高三上·射洪期中)如图1所示为胶片电影放映机,放完电影后需要倒胶片。图2为倒胶片示意图,将胶片由b轮倒到a轮上,P、Q为图示时刻两轮边缘胶片上的两点,主动轮a轮转动的角速度不变,下列说法中正确的是( )
A.相同时间内倒到a轮上的胶片长度越来越长
B.从动轮b轮转动的角速度也不变
C.图示时刻P、Q两点的角速度
D.图示时刻P、Q两点的向心加速度
4.(2025高三上·射洪期中)我国古代是农业社会,古代先贤在历法中加入反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至地球所处的四个位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.地球经过冬至位置时的速度小于经过夏至位置时的速度
B.地球经过春分和秋分两位置时的加速度相同
C.地球从夏至位置运动到秋分位置所用的时间一定等于0.25年
D.由于太阳的“燃烧”导致太阳质量缓慢减小,则地球公转轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值缓慢减小
5.(2025高三上·射洪期中)利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示,为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像,x、v、a、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是( )
A.根据甲图可求出物体的加速度大小为
B.根据乙图可求出物体的加速度大小为
C.根据丙图可求出物体的加速度大小为
D.根据丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为
6.(2025高三上·射洪期中)如图甲所示为一顺时针匀速转动的水平传送带,工人将一质量为的货物轻放在传送带的左端A点,货物从静止开始匀加速运动,从传送带的右端点以速度水平飞出,最后落在水平地面上的点,平抛过程速度与水平方向夹角为,与下落时间的关系如图乙所示。不计空气阻力,重力加速度,货物可以看成质点。则下列说法正确的是( )
A.传送带的速度大于等于
B.、的高度差为
C.货物运动到点时的速度大小为
D.传送带对货物做功为
7.(2025高三上·射洪期中)7月9日,“全球最快高铁列车”的CR450动车组样车在第十二届世界高铁大会上重磅亮相,其最高速度可超过450公里/小时。该动车组由8节车厢组成,其中2、3、6、7号车厢为动力车厢,其余车厢无动力。每节动力车厢所提供驱动力大小均为F,每节车厢所受阻力大小均为f,各车厢的质量均为m。该列车动力全开沿水平直轨道行驶时,下列说法正确的是( )
A.若列车匀速行驶,则车厢间拉力均为零
B.若列车匀速行驶,则车厢间拉力均不为零
C.若列车匀加速行驶,则第3节车厢对第4节车厢的拉力大小为
D.若列车匀加速行驶,则第7节车厢对第8节车厢的拉力大小为
8.(2025高三上·射洪期中)如图为某次紧急救助伤员情形。直升机水平向右匀速直线运动,同时竖直方向上机内人员将伤员匀加速提升,提升过程中轻绳总保持竖直,不计空气阻力,直升机及舱内人员质量为M,伤员质量为m,重力加速度g,则以下说法正确的是( )
A.相对飞机静止的机内人员观察到伤员做曲线运动
B.地面上静止的人员观察到伤员的轨迹是抛物线
C.空气对直升机的“升力”等于
D.伤员对绳子的拉力总是等于绳子对伤员的拉力
9.(2025高三上·射洪期中)春秋战国时期,《墨经》记载了利用斜面来运送货物的方法。如图所示,用平行于斜面的推力将货物从地面匀速推到货车上。若货物与斜面间的动摩擦因数恒定,下列说法正确的是( )
A.斜面越短,推力一定越大
B.斜面越长,推力不一定越小
C.斜面越长,推力对货物做的功越多
D.斜面越短,推力对货物做的功越多
10.(2025高三上·射洪期中)甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用铰链与轻直杆连接,乙球处于光滑水平地面上,甲球套在光滑的竖直杆上,初始时轻杆竖直,杆长为5m。无初速度释放,使得乙球沿水平地面向右滑动,当乙球距离起点3m时,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两球的速度大小之比为3:4
B.当杆弹力为零时,乙球速度最小
C.甲球即将落地时,乙球的速度与甲球的速度大小相等
D.甲球即将落地时,甲球的速度达到最大
11.(2025高三上·射洪期中)在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是 。
(2)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得图像如图乙,图乙中直线不过原点O的原因是__________。
A.平衡摩擦力时,木板倾斜过大
B.重物的质量没有远小于小车的质量
C.平衡摩擦力时,垫块过低
(3)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n,两车均未到达轨道末端,则两车加速度之比 。
12.(2025高三上·射洪期中)某同学设计了如下实验来测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验步骤如下:
(1)如图甲所示,用垫块把一端带有定滑轮的长木板垫高,在其上表面固定一与物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。物块用细线通过定滑轮与一质量为的钩码相连。
(2)实验发现当木板的倾角调整为时,给物块一个沿斜面向下的初速度,物块恰能拖着钩码匀速运动。
(3)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。当物块运动到某一位置时突然烧断细线,用手机记录下物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择烧断细线时物块的位置作为测量参考点,得到物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(4)该同学选取部分实验数据,画出了图像如图乙所示。回答以下问题:(重力加速度g取,,)
(i)根据图像可得,烧断细线瞬间物块速度的大小为 ,物块下滑的加速度大小为 。(结果均保留2位有效数字)
(ii)根据上述数据,可得物块的质量为 ,物块与木板间的动摩擦因数为 。(结果均保留2位有效数字)
(iii)改变物块质量和木板的倾角,能否使用该装置探究“合外力一定时,物块的加速度与物块质量之间的关系”? (填“能”或“不能”)。
13.(2025高三上·射洪期中)宇航员到了某星球表面后做了如下实验:如图所示,用长为L的细线悬挂一质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动,当细线与竖直方向夹角为时小球做匀速圆周运动的周期为T。已知星球的半径为R,万有引力常量为G,忽略星球自转,求:
(1)该星球表面重力加速度的大小;
(2)该星球的密度
14.(2025高三上·射洪期中)城市中的某些路段设置了“绿波带”,当汽车按照绿波速度(某一范围)行驶,车辆通过时能连续获得一路绿灯。设一路上某直线路段每间隔m就有一个红绿灯路口,绿灯时间s,红灯时间s,而且下一路口红绿灯亮起总比当前路口红绿灯滞后s。汽车可看作质点,不计通过路口的时间,道路通行顺畅。
(1)若某路口绿灯刚亮起时,某汽车恰好通过,要使该汽车在后面道路上再连续通过3个路口,则该路段绿波速度范围?
(2)若该路段限速72km/h,汽车在某路口遭遇红灯,待绿灯刚亮起时,由静止开始以加速度m/s2匀加速运动直到最大速度,试通过计算判断该汽车连续再通过3个路口的用时。
15.(2025高三上·射洪期中)如图所示,倾角的传送带,正以速度v=6m/s顺时针匀速转动。长度够长,质量为m的木板轻放于传送带顶端,木板与传送带间的动摩擦因数,当木板前进3m时机器人将另一质量也为m(形状大小忽略不计)的货物轻放在木板的右端,货物与木板间的动摩擦因数 ,从此刻开始,每间隔1s机器人将取走货物而重新在木板右端轻放上相同的货物,重力加速度为g=10m/s2,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,传送带足够长,求:
(1)木板前进3m时的速度大小;
(2)木板右端刚放上货物瞬间,木板和货物的加速度各为多少;
(3)取走第一个货物时,木板的速度大小。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】当向下运动到速度最大时篮球与地面接触,运动发生突变,速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至a点,此时速度第一次向上减为零,到达离地面最远的位置。故四个点中篮球位置最高的是a点,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】根据v-t图像进行分析,得出篮球的运动情况。
2.【答案】C
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】如图所示
由于小球受到重力和风力的作用,根据力的合成将重力和风力合成为一个力,根据合力方向对速度分解为沿合力方向分速度v2和垂直合力方向的v1,当沿合力方向的分速度v2减为0时,小球的速度最小,根据此时速度方向与合力方向垂直则小球最小速度为图中的v1,可知该点位于轨迹OA之间的某一点。故选C。
【分析】对小球重力和风力进行合成,利用合力的方向可以求出速度最小值的位置。
3.【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度
【解析】【解答】A.主动轮a轮转动的角速度不变,胶片由b轮倒到a轮上,则其半径逐渐增大,根据,可知线速度增大,则相同时间内倒到a轮上的胶片长度越来越长,故A正确;
B.根据同传送带传送可知,主动轮a、b轮转动的线速度速度相等,b轮转动的半径减小,根据,可知从动轮b轮转动的角速度增大,故B错误;
C.图示时刻P、Q两点的线速度相等,根据
可知,故C错误;
D.根据向心加速度公式
可知,故D错误;
故答案为:A。
【分析】结合线速度、角速度、向心加速度的关系(、),分析主动轮a和从动轮b的运动变化,以及P、Q点的物理量关系。
4.【答案】D
【知识点】开普勒定律;卫星问题
【解析】【解答】A.根据开普勒第二定律,地球在近日点(冬至附近)的速度大于远日点(夏至附近)的速度,故冬至位置的速度大于夏至位置的速度,故A错误;
B.春分、秋分位置地球到太阳的距离相等,万有引力大小相等,但引力方向相反,因此加速度(矢量)大小相等、方向不同,加速度不同,故B错误;
C.地球公转周期为1年,从夏至到秋分的时间大于0.25年,因为地球在远日点附近(夏至附近)运动速度慢,故C错误;
D.根据开普勒第三定律有,其中G为引力常量,M为太阳质量,a为地球公转轨道半长轴,T为地球公转周期。太阳质量M缓慢减小,则缓慢减小,故D正确。
故答案为:D。
【分析】结合开普勒定律、万有引力定律,分析地球公转的速度、加速度、周期及轨道参数的变化。
5.【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据位移时间关系,可知甲图斜率为,解得,根据甲图可求出物体的加速度大小为,故A错误;
B.根据速度位移公式可得
可知乙图的斜率为
解得
根据乙图可求出物体的加速度大小为,故B错误;
C.根据位移公式,整理得
可知丙图的斜率为
解得
根据丙图可求出物体的加速度大小为,故C正确;
D.图丁的面积为速度变化量,则有
根据丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为,故D错误。
故答案为:C。
【分析】将各图像的函数形式与匀变速直线运动的公式对应,通过图像斜率推导加速度。
6.【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型;动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.由,得斜率,故,传送带速度大于等于,故A正确;B.根据图乙知,平抛时间为,故下落高度为,故B错误;
C.平抛的末速度,故C错误;
D.传送带对货物做功可由动能定理得,故D错误。
故答案为:A。
【分析】结合平抛运动的速度偏角公式,推导传送带速度;再通过平抛运动的时间计算下落高度、末速度,结合动能定理分析传送带做功。
7.【答案】C
【知识点】整体法隔离法;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】AB.若列车匀速行驶,因每节车厢都受阻力作用,则车厢间拉力不一定均为零。例如第7、8节车厢间的拉力不为零;第4、5节车厢间的拉力为零。AB错误;
C.若列车匀加速行驶,则整体的加速度,则对前3节车厢的整体分析可知,解得第3节车厢对第4节车厢的拉力大小为,C正确;
D.若列车匀加速行驶,则对第8节车厢分析可知,可得第7节车厢对第8节车厢的拉力大小为,D错误。
故答案为:C。
【分析】先通过整体法求匀加速时的加速度,再用隔离法分析车厢间的拉力;匀速时结合受力平衡判断拉力是否为零。
8.【答案】B,D
【知识点】牛顿第三定律;牛顿第二定律;运动的合成与分解
【解析】【解答】A.机内人员相对飞机静止,伤员相对飞机仅做竖直匀加速直线运动(轻绳竖直),故观察到伤员做直线运动,故A错误;
B.伤员相对直升机竖直方向做匀加速直线运动,则有
水平方向做匀速直线运动,则有
根据运动的合成可知,其轨迹方程为
则地面上静止的人员观察到伤员的轨迹是抛物线,故B正确;
C.由于伤员竖直向上加速运动,此时升力应大于,故C错误;
D.伤员对绳子的拉力与绳子对伤员的拉力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等,故D正确。
故答案为:BD。
【分析】从不同参考系分析伤员的运动轨迹,结合受力与牛顿定律判断各选项的合理性。
9.【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.设斜面的倾角为,斜面长为,高为,则,对货物进行受力分析,根据平衡条件,推力,推力除与斜面倾角(高度不变时,斜面长度越短,大)有关以外,还与有关,故A错误,B正确;
CD.推力做功等于克服重力和摩擦力做功,即
在高度相同时,斜面越长,斜面的水平投影长度会越长,所以推力对货物做功越多,故D错误,C正确。
故答案为:BC。
【分析】先通过受力平衡推导推力与斜面参数的关系,再结合功的公式分析推力做功与斜面长度的关联。
10.【答案】A,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A.设轻杆与竖直方向的夹角为θ,两球沿杆方向速度相等,则有,则,几何关系可知,联立可得,故A正确;
B.乙球水平运动时,杆的弹力先推动乙加速,后阻碍乙减速,当弹力为零时,乙的速度最大(之后开始减速),故B错误;
CD.当甲球即将落地时,此时甲球的速度达到最大,而乙球的速度为零,故C错误,D正确。
故答案为:AD。
【分析】利用 “沿杆方向速度分量相等” 的关联条件,结合几何关系分析速度比;再通过受力与运动过程,判断速度的极值情况。
11.【答案】(1)控制变量法
(2)C
(3)
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)在探究多个物理量之间的关系时,保持其他物理量不变,只研究两个物理量之间的关系,这种实验方法是控制变量法。
故答案为:控制变量法
(2)图乙可知当拉力达到一定值时车才有加速度,说明没有完全平衡摩擦力,即木板倾角过小或垫块过低。
故答案为:C。
(3)根据初速度为零的匀变速直线运动位移公式
解得
因为两车位移x相同,所以
故答案为:
【分析】(1)实验方法:控制变量法是研究多物理量关系时,保持其他量不变、只变一个量的方法。
(2)图像误差:a-F图像不过原点(拉力不为零时加速度为零),是未平衡摩擦力或平衡不足导致的。
(3)加速度比例:利用初速度为零的匀变速位移公式,直接推导加速度与时间的反比平方关系。
(1)在探究多个物理量之间的关系时,保持其他物理量不变,只研究两个物理量之间的关系,这种实验方法是控制变量法。
(2)图乙可知当拉力达到一定值时车才有加速度,说明没有完全平衡摩擦力,即木板倾角过小或垫块过低。
故选C。
(3)根据初速度为零的匀变速直线运动位移公式
解得
因为两车位移x相同,所以
12.【答案】0.18;4.1;0.24;0.64;能
【知识点】加速度;滑动摩擦力与动摩擦因数;实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】(4) (i) 小车烧断细线时,以初速度做匀加速直线运动,有
可得
故图像的总截距表示初速度,有
图像的斜率表示加速度的一半,有
则加速度
(ii) 设物块的质量为M,斜面倾角为,连接体开始匀速运动,有
剪断细绳后,对物块由牛顿第二定律有
联立可得
代入得
由上可知,动摩擦因数为
(iii) 由上可知,当改变物块质量和木板的倾角,一定时,可以使用该装置探究物块的加速度与物块质量之间的关系。故填“能”。
故答案为: (i) 0.18;4.1 (ii) 0.24;0.64 (iii) 能
【分析】(i)运动参数:将位移公式变形为线性形式,利用图像截距和斜率求初速度与加速度;
(ii)质量与摩擦因数:结合“匀速平衡”和“加速牛顿定律”的两个方程,联立求解;
(iii)实验可行性:判断“合外力一定”的条件是否满足,因合力随物块质量变化,故无法探究。
13.【答案】(1)解:对小球进行受力分析,小球受到重力和细线的拉力。小球做匀速圆周运动的向心力由重力和拉力的合力提供,则有
解得该星球表面重力加速度的大小
(2)解:在星球表面,物体的重力等于万有引力,即
因为密度
联立解得
【知识点】生活中的圆周运动;万有引力定律
【解析】【分析】(1)重力加速度:通过小球圆周运动的向心力分析(重力与拉力的合力提供向心力),结合几何关系推导重力加速度。
(2)星球密度:利用星球表面重力与万有引力的关系求星球质量,再结合密度公式,代入重力加速度表达式得密度。
(1)对小球进行受力分析,小球受到重力和细线的拉力。小球做匀速圆周运动的向心力由重力和拉力的合力提供,则有
解得该星球表面重力加速度的大小
(2)在星球表面,物体的重力等于万有引力,即
因为密度
联立解得
14.【答案】(1)解:第4个路口的绿灯起始时间为
绿灯持续,因此到达第4个路口的时间需满足
汽车匀速运动,位移
由
可得绿波速度范围为
同理通过第3个路口的绿波速度范围为
通过第2个路口的绿波速度范围为
综上所述再连续通过3个路口的速度范围为
(2)解:限速,汽车从静止开始匀加速到最大速度,再匀速运动。
加速时间
加速位移
再匀速通过第一段剩余道路,需用时
因总用时
所以到达第二个路口时,因速度过快绿灯未亮起
继续等待
重复再加速匀速再用时
同理每次通过一个路口用时,因此从开始再连续通过3个路口需用时
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)绿波速度:通过分析到达下一路口的绿灯时间窗口,结合匀速运动的位移公式,确定速度范围。
(2)通过时间:将加速与匀速运动结合,计算通过单个路口的时间,再结合绿灯间隔,得到连续通过的总时间。
(1)第4个路口的绿灯起始时间为
绿灯持续,因此到达第4个路口的时间需满足
汽车匀速运动,位移
由
可得绿波速度范围为
同理通过第3个路口的绿波速度范围为
通过第2个路口的绿波速度范围为
综上所述再连续通过3个路口的速度范围为
(2)限速,汽车从静止开始匀加速到最大速度,再匀速运动。
加速时间
加速位移
再匀速通过第一段剩余道路,需用时
因总用时
所以到达第二个路口时,因速度过快绿灯未亮起
继续等待
重复再加速匀速再用时
同理每次通过一个路口用时,因此从开始再连续通过3个路口需用时
15.【答案】(1)解:如图1所示
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律
解得
根据运动学公式,解得木板前进3m时的速度
(2)解:木板右端刚放上货物瞬间,木板与传送带达到共同速度,货物的受力图,如图2所示
由牛顿第二定律可得
解得货物的加速度,沿传送带向下
木板右端刚放上货物瞬间,木板的受力图,如图3所示
可知
木块向下做减速运动,由牛顿第二定律得
解得木板的加速度,沿传送带向上
(3)解:货物加速,木板减速,当两者速度相等时
解得,
之后两者一起匀加速到与传送带共速,则有
解得
再次加速到与传送带共速,有
与传送带共速后木板与货物一起继续匀加速,则有
解得
则整体继续向下加速0.5s,此时的速度
解得取走第一个货物时,木板的速度
【知识点】加速度;牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】(1)木板初速度:通过受力分析求加速度,结合匀加速位移公式计算速度。
(2)加速度分析:分别对木板(受传送带和货物的摩擦力)、货物(受木板的摩擦力)受力,利用牛顿第二定律求加速度。
(3)取货时速度:木板在货物放上后做匀加速运动,1s内的速度增量叠加初始速度得结果。
1 / 1四川省遂宁市射洪中学校2025-2026学年高三上学期10月期中物理试题
1.(2025高三上·射洪期中)篮球比赛前,常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程,并得出了篮球运动的图像,如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【答案】A
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】当向下运动到速度最大时篮球与地面接触,运动发生突变,速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至a点,此时速度第一次向上减为零,到达离地面最远的位置。故四个点中篮球位置最高的是a点,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】根据v-t图像进行分析,得出篮球的运动情况。
2.(2025高三上·射洪期中)风洞实验是进行空气动力学研究的重要方法。如图所示,将小球从O点以某一速度v0竖直向上抛出,经过一段时间,小球运动到O点右侧的B点,A点是最高点,风对小球的作用力水平向右,大小恒定,则小球速度最小时位于( )
A.O点 B.A点
C.轨迹OA之间的某一点 D.轨迹AB之间的某一点
【答案】C
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】如图所示
由于小球受到重力和风力的作用,根据力的合成将重力和风力合成为一个力,根据合力方向对速度分解为沿合力方向分速度v2和垂直合力方向的v1,当沿合力方向的分速度v2减为0时,小球的速度最小,根据此时速度方向与合力方向垂直则小球最小速度为图中的v1,可知该点位于轨迹OA之间的某一点。故选C。
【分析】对小球重力和风力进行合成,利用合力的方向可以求出速度最小值的位置。
3.(2025高三上·射洪期中)如图1所示为胶片电影放映机,放完电影后需要倒胶片。图2为倒胶片示意图,将胶片由b轮倒到a轮上,P、Q为图示时刻两轮边缘胶片上的两点,主动轮a轮转动的角速度不变,下列说法中正确的是( )
A.相同时间内倒到a轮上的胶片长度越来越长
B.从动轮b轮转动的角速度也不变
C.图示时刻P、Q两点的角速度
D.图示时刻P、Q两点的向心加速度
【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度
【解析】【解答】A.主动轮a轮转动的角速度不变,胶片由b轮倒到a轮上,则其半径逐渐增大,根据,可知线速度增大,则相同时间内倒到a轮上的胶片长度越来越长,故A正确;
B.根据同传送带传送可知,主动轮a、b轮转动的线速度速度相等,b轮转动的半径减小,根据,可知从动轮b轮转动的角速度增大,故B错误;
C.图示时刻P、Q两点的线速度相等,根据
可知,故C错误;
D.根据向心加速度公式
可知,故D错误;
故答案为:A。
【分析】结合线速度、角速度、向心加速度的关系(、),分析主动轮a和从动轮b的运动变化,以及P、Q点的物理量关系。
4.(2025高三上·射洪期中)我国古代是农业社会,古代先贤在历法中加入反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至地球所处的四个位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.地球经过冬至位置时的速度小于经过夏至位置时的速度
B.地球经过春分和秋分两位置时的加速度相同
C.地球从夏至位置运动到秋分位置所用的时间一定等于0.25年
D.由于太阳的“燃烧”导致太阳质量缓慢减小,则地球公转轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值缓慢减小
【答案】D
【知识点】开普勒定律;卫星问题
【解析】【解答】A.根据开普勒第二定律,地球在近日点(冬至附近)的速度大于远日点(夏至附近)的速度,故冬至位置的速度大于夏至位置的速度,故A错误;
B.春分、秋分位置地球到太阳的距离相等,万有引力大小相等,但引力方向相反,因此加速度(矢量)大小相等、方向不同,加速度不同,故B错误;
C.地球公转周期为1年,从夏至到秋分的时间大于0.25年,因为地球在远日点附近(夏至附近)运动速度慢,故C错误;
D.根据开普勒第三定律有,其中G为引力常量,M为太阳质量,a为地球公转轨道半长轴,T为地球公转周期。太阳质量M缓慢减小,则缓慢减小,故D正确。
故答案为:D。
【分析】结合开普勒定律、万有引力定律,分析地球公转的速度、加速度、周期及轨道参数的变化。
5.(2025高三上·射洪期中)利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示,为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像,x、v、a、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是( )
A.根据甲图可求出物体的加速度大小为
B.根据乙图可求出物体的加速度大小为
C.根据丙图可求出物体的加速度大小为
D.根据丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为
【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据位移时间关系,可知甲图斜率为,解得,根据甲图可求出物体的加速度大小为,故A错误;
B.根据速度位移公式可得
可知乙图的斜率为
解得
根据乙图可求出物体的加速度大小为,故B错误;
C.根据位移公式,整理得
可知丙图的斜率为
解得
根据丙图可求出物体的加速度大小为,故C正确;
D.图丁的面积为速度变化量,则有
根据丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为,故D错误。
故答案为:C。
【分析】将各图像的函数形式与匀变速直线运动的公式对应,通过图像斜率推导加速度。
6.(2025高三上·射洪期中)如图甲所示为一顺时针匀速转动的水平传送带,工人将一质量为的货物轻放在传送带的左端A点,货物从静止开始匀加速运动,从传送带的右端点以速度水平飞出,最后落在水平地面上的点,平抛过程速度与水平方向夹角为,与下落时间的关系如图乙所示。不计空气阻力,重力加速度,货物可以看成质点。则下列说法正确的是( )
A.传送带的速度大于等于
B.、的高度差为
C.货物运动到点时的速度大小为
D.传送带对货物做功为
【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型;动能定理的综合应用
【解析】【解答】A.由,得斜率,故,传送带速度大于等于,故A正确;B.根据图乙知,平抛时间为,故下落高度为,故B错误;
C.平抛的末速度,故C错误;
D.传送带对货物做功可由动能定理得,故D错误。
故答案为:A。
【分析】结合平抛运动的速度偏角公式,推导传送带速度;再通过平抛运动的时间计算下落高度、末速度,结合动能定理分析传送带做功。
7.(2025高三上·射洪期中)7月9日,“全球最快高铁列车”的CR450动车组样车在第十二届世界高铁大会上重磅亮相,其最高速度可超过450公里/小时。该动车组由8节车厢组成,其中2、3、6、7号车厢为动力车厢,其余车厢无动力。每节动力车厢所提供驱动力大小均为F,每节车厢所受阻力大小均为f,各车厢的质量均为m。该列车动力全开沿水平直轨道行驶时,下列说法正确的是( )
A.若列车匀速行驶,则车厢间拉力均为零
B.若列车匀速行驶,则车厢间拉力均不为零
C.若列车匀加速行驶,则第3节车厢对第4节车厢的拉力大小为
D.若列车匀加速行驶,则第7节车厢对第8节车厢的拉力大小为
【答案】C
【知识点】整体法隔离法;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】AB.若列车匀速行驶,因每节车厢都受阻力作用,则车厢间拉力不一定均为零。例如第7、8节车厢间的拉力不为零;第4、5节车厢间的拉力为零。AB错误;
C.若列车匀加速行驶,则整体的加速度,则对前3节车厢的整体分析可知,解得第3节车厢对第4节车厢的拉力大小为,C正确;
D.若列车匀加速行驶,则对第8节车厢分析可知,可得第7节车厢对第8节车厢的拉力大小为,D错误。
故答案为:C。
【分析】先通过整体法求匀加速时的加速度,再用隔离法分析车厢间的拉力;匀速时结合受力平衡判断拉力是否为零。
8.(2025高三上·射洪期中)如图为某次紧急救助伤员情形。直升机水平向右匀速直线运动,同时竖直方向上机内人员将伤员匀加速提升,提升过程中轻绳总保持竖直,不计空气阻力,直升机及舱内人员质量为M,伤员质量为m,重力加速度g,则以下说法正确的是( )
A.相对飞机静止的机内人员观察到伤员做曲线运动
B.地面上静止的人员观察到伤员的轨迹是抛物线
C.空气对直升机的“升力”等于
D.伤员对绳子的拉力总是等于绳子对伤员的拉力
【答案】B,D
【知识点】牛顿第三定律;牛顿第二定律;运动的合成与分解
【解析】【解答】A.机内人员相对飞机静止,伤员相对飞机仅做竖直匀加速直线运动(轻绳竖直),故观察到伤员做直线运动,故A错误;
B.伤员相对直升机竖直方向做匀加速直线运动,则有
水平方向做匀速直线运动,则有
根据运动的合成可知,其轨迹方程为
则地面上静止的人员观察到伤员的轨迹是抛物线,故B正确;
C.由于伤员竖直向上加速运动,此时升力应大于,故C错误;
D.伤员对绳子的拉力与绳子对伤员的拉力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等,故D正确。
故答案为:BD。
【分析】从不同参考系分析伤员的运动轨迹,结合受力与牛顿定律判断各选项的合理性。
9.(2025高三上·射洪期中)春秋战国时期,《墨经》记载了利用斜面来运送货物的方法。如图所示,用平行于斜面的推力将货物从地面匀速推到货车上。若货物与斜面间的动摩擦因数恒定,下列说法正确的是( )
A.斜面越短,推力一定越大
B.斜面越长,推力不一定越小
C.斜面越长,推力对货物做的功越多
D.斜面越短,推力对货物做的功越多
【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】AB.设斜面的倾角为,斜面长为,高为,则,对货物进行受力分析,根据平衡条件,推力,推力除与斜面倾角(高度不变时,斜面长度越短,大)有关以外,还与有关,故A错误,B正确;
CD.推力做功等于克服重力和摩擦力做功,即
在高度相同时,斜面越长,斜面的水平投影长度会越长,所以推力对货物做功越多,故D错误,C正确。
故答案为:BC。
【分析】先通过受力平衡推导推力与斜面参数的关系,再结合功的公式分析推力做功与斜面长度的关联。
10.(2025高三上·射洪期中)甲、乙两光滑小球(均可视为质点)用铰链与轻直杆连接,乙球处于光滑水平地面上,甲球套在光滑的竖直杆上,初始时轻杆竖直,杆长为5m。无初速度释放,使得乙球沿水平地面向右滑动,当乙球距离起点3m时,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两球的速度大小之比为3:4
B.当杆弹力为零时,乙球速度最小
C.甲球即将落地时,乙球的速度与甲球的速度大小相等
D.甲球即将落地时,甲球的速度达到最大
【答案】A,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】A.设轻杆与竖直方向的夹角为θ,两球沿杆方向速度相等,则有,则,几何关系可知,联立可得,故A正确;
B.乙球水平运动时,杆的弹力先推动乙加速,后阻碍乙减速,当弹力为零时,乙的速度最大(之后开始减速),故B错误;
CD.当甲球即将落地时,此时甲球的速度达到最大,而乙球的速度为零,故C错误,D正确。
故答案为:AD。
【分析】利用 “沿杆方向速度分量相等” 的关联条件,结合几何关系分析速度比;再通过受力与运动过程,判断速度的极值情况。
11.(2025高三上·射洪期中)在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是 。
(2)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得图像如图乙,图乙中直线不过原点O的原因是__________。
A.平衡摩擦力时,木板倾斜过大
B.重物的质量没有远小于小车的质量
C.平衡摩擦力时,垫块过低
(3)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n,两车均未到达轨道末端,则两车加速度之比 。
【答案】(1)控制变量法
(2)C
(3)
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)在探究多个物理量之间的关系时,保持其他物理量不变,只研究两个物理量之间的关系,这种实验方法是控制变量法。
故答案为:控制变量法
(2)图乙可知当拉力达到一定值时车才有加速度,说明没有完全平衡摩擦力,即木板倾角过小或垫块过低。
故答案为:C。
(3)根据初速度为零的匀变速直线运动位移公式
解得
因为两车位移x相同,所以
故答案为:
【分析】(1)实验方法:控制变量法是研究多物理量关系时,保持其他量不变、只变一个量的方法。
(2)图像误差:a-F图像不过原点(拉力不为零时加速度为零),是未平衡摩擦力或平衡不足导致的。
(3)加速度比例:利用初速度为零的匀变速位移公式,直接推导加速度与时间的反比平方关系。
(1)在探究多个物理量之间的关系时,保持其他物理量不变,只研究两个物理量之间的关系,这种实验方法是控制变量法。
(2)图乙可知当拉力达到一定值时车才有加速度,说明没有完全平衡摩擦力,即木板倾角过小或垫块过低。
故选C。
(3)根据初速度为零的匀变速直线运动位移公式
解得
因为两车位移x相同,所以
12.(2025高三上·射洪期中)某同学设计了如下实验来测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验步骤如下:
(1)如图甲所示,用垫块把一端带有定滑轮的长木板垫高,在其上表面固定一与物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。物块用细线通过定滑轮与一质量为的钩码相连。
(2)实验发现当木板的倾角调整为时,给物块一个沿斜面向下的初速度,物块恰能拖着钩码匀速运动。
(3)调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。当物块运动到某一位置时突然烧断细线,用手机记录下物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择烧断细线时物块的位置作为测量参考点,得到物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
(4)该同学选取部分实验数据,画出了图像如图乙所示。回答以下问题:(重力加速度g取,,)
(i)根据图像可得,烧断细线瞬间物块速度的大小为 ,物块下滑的加速度大小为 。(结果均保留2位有效数字)
(ii)根据上述数据,可得物块的质量为 ,物块与木板间的动摩擦因数为 。(结果均保留2位有效数字)
(iii)改变物块质量和木板的倾角,能否使用该装置探究“合外力一定时,物块的加速度与物块质量之间的关系”? (填“能”或“不能”)。
【答案】0.18;4.1;0.24;0.64;能
【知识点】加速度;滑动摩擦力与动摩擦因数;实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】(4) (i) 小车烧断细线时,以初速度做匀加速直线运动,有
可得
故图像的总截距表示初速度,有
图像的斜率表示加速度的一半,有
则加速度
(ii) 设物块的质量为M,斜面倾角为,连接体开始匀速运动,有
剪断细绳后,对物块由牛顿第二定律有
联立可得
代入得
由上可知,动摩擦因数为
(iii) 由上可知,当改变物块质量和木板的倾角,一定时,可以使用该装置探究物块的加速度与物块质量之间的关系。故填“能”。
故答案为: (i) 0.18;4.1 (ii) 0.24;0.64 (iii) 能
【分析】(i)运动参数:将位移公式变形为线性形式,利用图像截距和斜率求初速度与加速度;
(ii)质量与摩擦因数:结合“匀速平衡”和“加速牛顿定律”的两个方程,联立求解;
(iii)实验可行性:判断“合外力一定”的条件是否满足,因合力随物块质量变化,故无法探究。
13.(2025高三上·射洪期中)宇航员到了某星球表面后做了如下实验:如图所示,用长为L的细线悬挂一质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动,当细线与竖直方向夹角为时小球做匀速圆周运动的周期为T。已知星球的半径为R,万有引力常量为G,忽略星球自转,求:
(1)该星球表面重力加速度的大小;
(2)该星球的密度
【答案】(1)解:对小球进行受力分析,小球受到重力和细线的拉力。小球做匀速圆周运动的向心力由重力和拉力的合力提供,则有
解得该星球表面重力加速度的大小
(2)解:在星球表面,物体的重力等于万有引力,即
因为密度
联立解得
【知识点】生活中的圆周运动;万有引力定律
【解析】【分析】(1)重力加速度:通过小球圆周运动的向心力分析(重力与拉力的合力提供向心力),结合几何关系推导重力加速度。
(2)星球密度:利用星球表面重力与万有引力的关系求星球质量,再结合密度公式,代入重力加速度表达式得密度。
(1)对小球进行受力分析,小球受到重力和细线的拉力。小球做匀速圆周运动的向心力由重力和拉力的合力提供,则有
解得该星球表面重力加速度的大小
(2)在星球表面,物体的重力等于万有引力,即
因为密度
联立解得
14.(2025高三上·射洪期中)城市中的某些路段设置了“绿波带”,当汽车按照绿波速度(某一范围)行驶,车辆通过时能连续获得一路绿灯。设一路上某直线路段每间隔m就有一个红绿灯路口,绿灯时间s,红灯时间s,而且下一路口红绿灯亮起总比当前路口红绿灯滞后s。汽车可看作质点,不计通过路口的时间,道路通行顺畅。
(1)若某路口绿灯刚亮起时,某汽车恰好通过,要使该汽车在后面道路上再连续通过3个路口,则该路段绿波速度范围?
(2)若该路段限速72km/h,汽车在某路口遭遇红灯,待绿灯刚亮起时,由静止开始以加速度m/s2匀加速运动直到最大速度,试通过计算判断该汽车连续再通过3个路口的用时。
【答案】(1)解:第4个路口的绿灯起始时间为
绿灯持续,因此到达第4个路口的时间需满足
汽车匀速运动,位移
由
可得绿波速度范围为
同理通过第3个路口的绿波速度范围为
通过第2个路口的绿波速度范围为
综上所述再连续通过3个路口的速度范围为
(2)解:限速,汽车从静止开始匀加速到最大速度,再匀速运动。
加速时间
加速位移
再匀速通过第一段剩余道路,需用时
因总用时
所以到达第二个路口时,因速度过快绿灯未亮起
继续等待
重复再加速匀速再用时
同理每次通过一个路口用时,因此从开始再连续通过3个路口需用时
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)绿波速度:通过分析到达下一路口的绿灯时间窗口,结合匀速运动的位移公式,确定速度范围。
(2)通过时间:将加速与匀速运动结合,计算通过单个路口的时间,再结合绿灯间隔,得到连续通过的总时间。
(1)第4个路口的绿灯起始时间为
绿灯持续,因此到达第4个路口的时间需满足
汽车匀速运动,位移
由
可得绿波速度范围为
同理通过第3个路口的绿波速度范围为
通过第2个路口的绿波速度范围为
综上所述再连续通过3个路口的速度范围为
(2)限速,汽车从静止开始匀加速到最大速度,再匀速运动。
加速时间
加速位移
再匀速通过第一段剩余道路,需用时
因总用时
所以到达第二个路口时,因速度过快绿灯未亮起
继续等待
重复再加速匀速再用时
同理每次通过一个路口用时,因此从开始再连续通过3个路口需用时
15.(2025高三上·射洪期中)如图所示,倾角的传送带,正以速度v=6m/s顺时针匀速转动。长度够长,质量为m的木板轻放于传送带顶端,木板与传送带间的动摩擦因数,当木板前进3m时机器人将另一质量也为m(形状大小忽略不计)的货物轻放在木板的右端,货物与木板间的动摩擦因数 ,从此刻开始,每间隔1s机器人将取走货物而重新在木板右端轻放上相同的货物,重力加速度为g=10m/s2,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,传送带足够长,求:
(1)木板前进3m时的速度大小;
(2)木板右端刚放上货物瞬间,木板和货物的加速度各为多少;
(3)取走第一个货物时,木板的速度大小。
【答案】(1)解:如图1所示
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律
解得
根据运动学公式,解得木板前进3m时的速度
(2)解:木板右端刚放上货物瞬间,木板与传送带达到共同速度,货物的受力图,如图2所示
由牛顿第二定律可得
解得货物的加速度,沿传送带向下
木板右端刚放上货物瞬间,木板的受力图,如图3所示
可知
木块向下做减速运动,由牛顿第二定律得
解得木板的加速度,沿传送带向上
(3)解:货物加速,木板减速,当两者速度相等时
解得,
之后两者一起匀加速到与传送带共速,则有
解得
再次加速到与传送带共速,有
与传送带共速后木板与货物一起继续匀加速,则有
解得
则整体继续向下加速0.5s,此时的速度
解得取走第一个货物时,木板的速度
【知识点】加速度;牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】(1)木板初速度:通过受力分析求加速度,结合匀加速位移公式计算速度。
(2)加速度分析:分别对木板(受传送带和货物的摩擦力)、货物(受木板的摩擦力)受力,利用牛顿第二定律求加速度。
(3)取货时速度:木板在货物放上后做匀加速运动,1s内的速度增量叠加初始速度得结果。
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