【精品解析】浙江省温州市2024-2025学年高一上学期期末教学质量统一检测物理试题(A )

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浙江省温州市2024-2025学年高一上学期期末教学质量统一检测物理试题(A )
一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(2025高一上·温州期末)下列属于国际单位制中导出单位符号的是(  )
A.N B.kg C.m D.s
2.(2025高一上·温州期末)2024年8月5日,中国队在4×100米混合泳接力决赛中,以3分27秒46的成绩夺冠,打破了美国队在该项目长达40年的垄断。下列说法正确的是(  )
A.“3分27秒46”表示时刻
B.运动员在加速冲刺过程中惯性增大
C.运动员游泳过程中观众相对运动员是运动的
D.研究运动员的入水动作时可以将其看成质点
3.(2025高一上·温州期末)下列说法正确的是(  )
A.图甲中大人推不动车是因为推力小于摩擦力
B.图乙中限速路牌的示数为车辆通行的平均速度
C.图丙中飞镖在空中各点的指向与其加速度方向相同
D.图丁中玻璃管水平运动,管内匀速上升的红蜡块运动轨迹可能是曲线
4.(2025高一上·温州期末)如图所示,一只翠鸟停歇在树枝上。下列说法正确的是(  )
A.翠鸟一定只受两个力
B.树枝对翠鸟的作用力方向竖直向上
C.树枝对翠鸟的作用力就是翠鸟的重力
D.翠鸟对树枝的压力是树枝形变引起的
5.(2025高一上·温州期末)如图所示为温州某一大楼,某同学在保证安全的前提下在顶楼静止释放一小球,测得小球下落时间约为6s。不计一切阻力,下列说法正确的是(  )
A.该大楼的高度约为180m B.该大楼的高度约为360m
C.小球下落1s时的速度为5m/s D.小球下落1s时的速度为60m/s
6.(2025高一上·温州期末)如图所示为室内冰壶玩具。游戏时,冰壶场景垫铺在水平地面上,将其中一个冰壶推出,冰壶离手后,沿场景垫轴线向前自由滑行,场景垫始终静止。下列说法正确的是(  )
A.冰壶向前自由滑行时仍受推力
B.冰壶所受摩擦力方向与冰壶运动方向相反
C.场景垫对冰壶的支持力与冰壶对场景垫的压力是一对平衡力
D.地面对场景垫的支持力与冰壶对场景垫的压力是一对相互作用力
7.(2025高一上·温州期末)下列说法正确的是(  )
A.图甲中汽车通过拱桥最高点时处于平衡状态
B.图乙中自行车骑行时车轮上A、B两点线速度大小相等
C.图丙中游客随旋转飞椅做匀速圆周运动时所受合力为零
D.图丁中火车转弯时外轨高于内轨能减轻轮缘与外轨间的挤压
8.(2025高一上·温州期末)一台式弹簧秤,其内部结构由两根完全相同的轻质弹簧、示数转化装置组成,如图所示。弹簧的压缩量在水平托盘不放物体时为1cm,放上质量6kg物体时为3cm,下列说法正确的是(  )
A.空托盘质量为2kg
B.每根弹簧的劲度系数为1500N/m
C.弹簧的劲度系数随弹簧的压缩量增加而增大
D.换用劲度系数更小的弹簧能增加弹簧秤的量程
9.(2025高一上·温州期末)如图所示为酒店送餐机器人。某次送餐中,机器人从电梯口静止开始做直线运动到达客房门口,到达客房门口时速度恰好为零,全程长10m。机器人运动的最大速度2m/s,加速时最大加速度0.5m/s2,减速时最大加速度1m/s2。则酒店机器人该次送餐的最短时间为(  )
A.5s B.6s C.8s D.10s
10.(2025高一上·温州期末)如图所示为起重机吊起铁管的场景。已知一根长为40m的钢绳两端固定在质量的铁管上,两固定点距离为6m。起重机挂钩勾住该钢绳,使铁管从静止开始先以的加速度竖直向上做匀加速直线运动,达到某一速度后做匀速运动,不计钢绳质量与一切阻力。取。下列说法正确的是(  )
A.匀速阶段钢绳拉力大小为
B.加速阶段钢绳拉力比匀速阶段钢绳拉力大
C.匀速阶段若两固定点之间距离减小,则钢绳拉力不变
D.匀速阶段若两固定点之间距离减小,则钢绳拉力变大
11.(2025高一上·温州期末)如图所示,水杯中放有一可视为质点的小球,某同学将轻绳一端固定在水杯开口处,另一端用手拉住,甩动手腕使水杯以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球始终紧贴杯底。已知小球离O点的距离为L,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(  )
A.小球过最高点时的速度可能为零
B.小球过最高点时的速度一定等于
C.小球过最高点时,绳子的拉力可能为零
D.小球过最高点时的向心加速度大小可能小于g
12.(2025高一上·温州期末)如图甲所示,某宇航员在特定座椅上做竖直方向上的冲击耐力训练。图乙为该宇航员在做冲击耐力训练过程中的加速度a随时间t变化的图像。已知训练开始前宇航员处于静止状态,宇航员(含装备)质量为M,重力加速度大小为g,以竖直向上为正方向,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.时,宇航员速度最大
B.时间内宇航员处于失重状态
C.时,宇航员恰好回到初始位置
D.时,座椅对宇航员的支持力大小为
13.(2025高一上·温州期末)如图甲所示为一鸡蛋收纳架,利用斜坡使鸡蛋自动滚下。斜坡底端有一竖直挡板,斜坡倾角并开有凹槽,凹槽宽度为。现将5个鸡蛋放置在鸡蛋架上,将鸡蛋简化为质量为m,半径为R的球,图乙为正视图,图丙为沿斜坡方向视角。已知重力加速度大小为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小为mg
B.4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小为mg
C.竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为
D.凹槽单侧对5号鸡蛋的支持力大小为
二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.(2025高一上·温州期末)关于物理学中的思想与方法,下列说法正确的是(  )
A.质点概念建立体现了等效替代的思想
B.重心概念建立体现了理想化模型的思想
C.加速度的定义采用了比值定义法
D.通过平面镜观察桌面的微小形变采用了放大思想
15.(2025高一上·温州期末)如图甲所示为输送工件的传送装置,其底部有固定挡板防止工件来不及取走而掉落,其简化模型如图乙。若倾斜传送带沿顺时针方向以恒定速率匀速转动,时刻将滑块轻轻放在传送带上。当滑块运动到传送带底部时与挡板发生碰撞,碰撞前后滑块速度大小不变,方向相反。若滑块视为质点,则滑块与挡板发生第二次碰撞前的速度v随时间t变化的图像可能是(  )
A. B.
C. D.
三、实验题(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
16.(2025高一上·温州期末)某实验小组用如图1所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。已知小车质量,则:
(1)除了如图1所示的器材外,还需要的仪器有______
A. B.
C. D.
(2)关于该实验下列说法正确的是______
A.实验前,补偿阻力时小车需连接纸带
B.实验前,调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与轨道平行
C.实验时,也可增减钩码(50g规格)来改变小车受到的拉力
D.完成操作后,挑选两条点痕清晰的纸带进行数据处理即可
(3)某同学得到如图2所示的纸带,打点计时器电源频率为50Hz,则小车的加速度大小为   。(结果保留2位有效数字)
17.(2025高一上·温州期末)用如图1所示装置探究平抛运动的特点。
(1)若已经得到平抛运动竖直方向分运动的规律,设法确定“相等的时间间隔”,再看相等的时间内水平分运动的位移,进而确定水平分运动的规律。则实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点,相邻之间的竖直距离   (填“相等”或“不相等”)。
(2)下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是______
A.斜槽轨道不光滑 B.斜槽末端不水平
C.小球在释放时有初速度 D.小球每次自由释放的位置不同
(3)某同学做实验时,只在纸上从斜槽末端开始沿重锤线方向画出直线,并描出如图2所示的轨迹曲线,在曲线上取A、B两点,用刻度尺分别量出它们到直线的水平距离,,以及与之间的距离h,则小球抛出的初速度为______
A. B. C. D.
18.(2025高一上·温州期末)下列实验描述正确的是(  )
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中细绳套一定等长
B.“探究小车速度随时间变化的规律”实验中不需要补偿小车所受阻力
C.“探究向心力大小的表达式”实验采用的实验方法主要是控制变量法
D.“探究弹簧弹力与形变量关系”实验中可得出弹簧弹力与弹簧长度成正比
19.(2025高一上·温州期末)如图所示,一辆肇事汽车在紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条长度为x=22.5m的车轮滑动的磨痕。根据对车轮和路面材料的分析可以知道,车轮在路面上滑动时汽车做匀减速直线运动的加速度大小a=5m/s2。求:
(1)刹车前汽车的速度v;
(2)紧急刹车所用的时间t;
(3)汽车停止前1s滑行的距离x'。
20.(2025高一上·温州期末)如图所示,一倾角的粗糙斜面C静置在水平地面上,斜面上有与轻绳连接的物块B,轻绳与斜面平行,并绕过定滑轮与结点连接小球A,右上方用手拉住轻绳OE。轻绳OD水平,与轻绳OE夹角,A、B、C处于静止状态。已知A、B、C质量分别为m、3m、4m,重力加速度大小为,求:
(1)轻绳OD的拉力大小;
(2)斜面C对B的摩擦力;
(3)地面对C的支持力大小。
21.(2025高一上·温州期末)如图甲所示,一同学站在靶心的正前方,面朝倾斜靶纸抛球。其简化模型如图乙,靶纸紧贴在倾角的倾斜支架CD上支架CD固定在水平地面AB上,接触点为C点。该同学在O点水平向右抛出小球,O点离地高度,与C点的水平距离。若小球只在图乙所示竖直面内运动,视为质点,不计小球受到的空气阻力和靶纸厚度。
(1)若小球恰好击中C点,求小球水平向右抛出时的初速度大小v;
(2)若改变水平抛出小球的初速度大小,使小球恰好垂直靶纸击中靶心,求:
①小球从O点到靶心竖直方向下落距离与水平方向运动距离的比值;
②小球从O点运动到靶心的时间。
22.(2025高一上·温州期末)如图所示,倾角直轨道AB和直轨道CD分别与半径的圆弧轨道BC相切于B点和C点,圆弧轨道末端C点处安装有压力传感器,D点右侧紧靠着质量的车子,车长,其上表面与直轨道CD齐平。将质量的小物块从直轨道AB上距离直轨道CD平面高度处静止释放,小物块经过C点时压力传感器显示示数,小物块与直轨道AB、CD和车子上表面之间的动摩擦因数均为,车子与地面之间的摩擦不计(小物块视为质点,不计空气阻力),已知,,求:
(1)小物块到达C点时的速度大小v;
(2)小物块在直轨道AB上的运动时间t;
(3)若小物块能滑上车子且不从车上掉落,直轨道CD的长度范围。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】kg、m、s都是国际单位制中的基本单位;N是导出单位。
故答案为:A。
【分析】1. 基本单位:力学中 ( 质量 )、( 长度 )、( 时间 )是独立定义的基本量单位。
2. 导出单位:通过物理公式( 如 ),由基本单位组合而成( 如 )。
3. 选项判断:根据基本单位与导出单位的定义,筛选出导出单位 。
2.【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;参考系与坐标系;惯性与质量
【解析】【解答】A.“3分27秒46”是比赛过程所经历的时间,可知,3分27秒46表示时时间间隔,故A错误;
B.惯性由质量决定,可知,运动员在加速冲刺过程中惯性不变,故B错误;
C.运动员游泳过程中观众相对运动员位置发生了变化,可知,观众相对运动员是运动的,故C正确;
D.研究运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时,运动员不能够看成质点,故D错误。
故答案为:C。
【分析】1.时间属性:“3 分 27 秒 46” 是过程持续时长( 时间间隔 ),非瞬间( 时刻 )。
2.惯性本质:仅由质量决定,与运动状态无关,加速时惯性不变。
3.相对运动:以运动员为参考系,观众位置变化,相对运动。
4.质点条件:研究动作细节时,形状大小不可忽略,不能视为质点。
3.【答案】D
【知识点】曲线运动;瞬时速度;静摩擦力;运动的合成与分解
【解析】【解答】瞬时速度则是运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度,平均速度是一个描述物体运动平均快慢程度和运动方向的矢量。A.图甲中大人推不动车,车处于静止状态,此时车在水平方向上受到推力和摩擦力,根据二力平衡原理,推力等于摩擦力,推不动的原因是推力小于最大静摩擦力,故A错误;
B.图乙中限速路牌的示数为车辆通行的瞬时速度最大值,故B错误;
C.图丙中飞镖在空中各点的指向是其速度方向,速度方向与加速度方向不同,故C错误;
D.图丁中玻璃管水平运动,若红蜡块在管内匀速上升,同时水平方向做匀加速直线运动,则红蜡块运动轨迹是曲线,故D正确。
故选D。
【分析】推力与摩擦力大小相等,方向相反;根据速度与加速度的关联分析;根据水平方向与竖直方向速度的关联分析。
4.【答案】B
【知识点】形变与弹力;受力分析的应用
【解析】【解答】本题是简单的受力平衡问题,要明确研究对象,分析受力情况,根据平衡条件列式分析。
ABC.把倾斜的树枝可以看做斜面,可知翠鸟受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用,其中支持力和摩擦力的施力为树枝,将这两个力合成一个力,即为树枝对翠鸟的作用力,该作用力与重力平衡,故该作用力方向竖直向上,大小等于重力的大小,该作用力与重力的产生条件不同,故不能说枝对翠鸟的作用力就是翠鸟的重力,故AC错误,B正确;
D.翠鸟对树枝的压力是翠鸟的脚掌形变引起的,故D错误。
故选B。
【分析】翠鸟处于平衡状态,根据平衡条件分析;根据弹力的产生条件分析判断。
5.【答案】A
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】AB. 该大楼的高度约为,A正确,B错误;
CD. 小球下落1s时的速度为v=gt1=10m/s,CD错误。
故答案为:A。
【分析】1.高度计算:利用自由落体位移公式,代入总时间 6s,直接求出大楼高度。
2.速度计算:利用自由落体速度公式,代入 1s,直接求出对应速度。
3.选项判断:根据计算结果( 高度 180m、1s 速度 10m/s )。
6.【答案】B
【知识点】牛顿第三定律;受力分析的应用
【解析】【解答】A.冰壶向前自由滑行时不会受推力作用,A错误;
B.冰壶相对场景垫向前运动,受到的摩擦力向后,即所受摩擦力方向与冰壶运动方向相反,B正确;
C.场景垫对冰壶的支持力与冰壶对场景垫的压力是一对相互作用力,C错误;
D.地面对场景垫的支持力与冰壶对场景垫的压力都作用在场景垫上,不是一对相互作用力,D错误。
故答案为:B。
【分析】1.受力拆解:冰壶离手后,水平方向只有摩擦力( 推力消失 )。
2.摩擦力方向:与相对运动方向相反( 冰壶向前,摩擦力向后 )。
3.力的分类:相互作用力:作用在两个物体,场景垫与冰壶的支持力、压力符合。
平衡力:需作用在同一物体,地面对场景垫的支持力与冰壶压力不满足。
4.选项匹配:根据受力分析、摩擦力方向、力的分类,筛选正确选项。
7.【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心力;生活中的圆周运动;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A.图甲中汽车通过拱桥最高点时具有向下的加速度,不是处于平衡状态,A错误;
B.图乙中自行车骑行时车轮上A、B两点的角速度相同,根据v=ωr可知线速度大小不相等,B错误;
C.图丙中游客随旋转飞椅做匀速圆周运动时所受合力提供向心力,则合外力不为零,C错误;
D.图丁中火车转弯时外轨高于内轨能减轻轮缘与外轨间的挤压,D正确。
故答案为:D。
【分析】1.拱桥最高点:圆周运动需向心力,合力不为 0,非平衡状态。
2.车轮线速度:同轴转动角速度相同,线速度与半径成正比,A、B 半径不同,线速度不同。
3.匀速圆周运动:合力提供向心力,合力必不为 0。
4.火车转弯:外轨高于内轨,利用重力与支持力的合力提供向心力,减轻外轨挤压。
5.选项判断:根据各场景的圆周运动规律,筛选正确选项。
8.【答案】B
【知识点】胡克定律;受力分析的应用
【解析】【解答】AB.不放物体时
放上6kg物体时
代入数据解得k=1500N/m,但无法求解空托盘质量和弹簧原长,A错误,B正确;
C.弹簧的劲度系数与弹簧的压缩量无关,C错误;
D.换用劲度系数更小的弹簧会减小弹簧秤的量程,D错误。
故答案为:B。
【分析】1. 受力平衡:托盘( 含物体 )的重力等于两根弹簧的弹力( )。
2. 方程联立:不放物体和放物体时的两个平衡方程,消去未知量( 原长 ),求解 。
3. 选项辨析:利用劲度系数的“固有属性”( 与形变量无关 )、量程与 的“反向关系”( 小,量程小 ),判断其他选项错误。
9.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】熟练掌握并深刻理解运动学的基础公式及导出公式,结合公式法、图像法、整体与分段法等解题技巧,才能在解答此类题目时游刃有余。根据题意可知,,
代入数据解得,,
所以
故选C。
【分析】根据匀变速直线运动的位移和时间规律、匀速直线运动的位移和时间规律列式求解。
10.【答案】B
【知识点】共点力的平衡;牛顿第二定律
【解析】【解答】本题考查平衡条件以及牛顿第二定律的应用,解题关键是会对物体匀速以及加速状态进行受力分析。A.设钢绳与竖直方向的夹角为,匀速阶段,根据受力平衡可得
可得钢绳拉力大小为
故A错误;
B.加速阶段,根据牛顿第二定律可得
可得
则加速阶段钢绳拉力比匀速阶段钢绳拉力大,故B正确;
CD.匀速阶段若两固定点之间距离减小,则减小,根据
可知钢绳拉力变小,故CD错误。
故选B。
【分析】铁管受到三个力的作用:重力、两个沿钢绳向上的拉力。如果铁管处于平衡状态,则这三个力的合力为零,结合几何关系分析。
11.【答案】C
【知识点】向心力;生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB.对小球受力分析有
,所以小球过最高点时的速度一定大于等于,AB错误;
C.小球和水杯看成整体,在最高点绳中的拉力最小为零,此时速率最小,即绳所受的弹力一定大于零或等于零,C正确;
D.小球过最高点时的向心加速度大小,可知,D错误。
故答案为:C。
【分析】1. 受力拆解:小球在最高点受重力、杯底支持力( 向下 )、绳子拉力( 向上 ),合力提供向心力。
2. 临界情况:当拉力 且杯底支持力 时,速度 ,此时拉力为0,是可能的。
3. 选项辨析:利用临界速度判断速度不能为0,拉力可在临界时为0,加速度不小于 ,筛选正确选项。
12.【答案】D
【知识点】图象法;超重与失重
【解析】【解答】A.图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量,可知时,宇航员速度最大,A错误;
B.时间内宇航员加速度向上,则处于超重状态,B错误;
C.时,宇航员速度变化量为
宇航员先向上加速再向上减速,则时到达最高点,C错误;
D.时,座椅对宇航员的支持力大小为,D正确。
故答案为:D。
【分析】1. 速度变化量:a-t图像面积是 ,用于判断速度最大时刻( 面积累积最大 )。
2. 超重失重:加速度向上,超重( ),向下,失重( )。
3. 位置判断:速度变化量为0时,速度回到初始值,但运动方向未反向( 始终向上 ),故在最高点。
4. 支持力计算:牛顿第二定律 ,代入加速度得支持力。
13.【答案】C
【知识点】整体法隔离法
【解析】【解答】A.对5号鸡蛋进行分析,根据平衡条件,鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小,故A错误;
B.对5号鸡蛋进行分析,根据平衡条件,4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小,故B错误;
C.对5个鸡蛋整体进行分析,根据平衡条件可知,竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为,故C正确;
D.根据对称性可知,凹槽单侧对5号鸡蛋的支持力大小相等,令该支持力方向与垂直于斜坡方向夹角为,根据几何关系有
解得
对5号鸡蛋进行分析,结合上述有
解得,故D错误。
故答案为:C。
【分析】1. A、B、D:隔离5号鸡蛋:分解重力,沿斜坡和垂直斜坡方向列平衡方程.。
2. C:整体分析5个鸡蛋:水平方向挡板支持力与重力分力平衡,利用 计算支持力。
3. 几何关系:凹槽宽度与鸡蛋半径的关系,确定支持力方向夹角。
14.【答案】C,D
【知识点】等效法;比值定义法;理想模型法;放大法
【解析】【解答】对于常用的物理研究方法,如控制变量法、等效替代法、理想化模型法等等,要在理解的基础上掌握,并要注意科学方法的应用。A.质点概念建立体现了理想化模型的思想,故A错误;
B.重心概念建立体现了等效替代的思想,故B错误;
C.加速度的定义采用了比值定义法,故C正确;
D.通过平面镜观察桌面的微小形变采用了放大思想,故D正确。
故选CD。
【分析】根据理想化的物理模型、等效替代以及比值定义法,微小形变放大法等思想对应的实例进行分析解答。
15.【答案】A,B,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】滑块先沿传送带向下做匀加速运动,根据牛顿第二定律mgsinθ+μmgcosθ=ma1
解得a1=gsinθ+μgcosθ
AC.若传送带足够长,滑块与传送带时共速时,满足μmgcosθ≥mgsinθ,滑块与传送带一起匀速向下运动直到滑块与挡板发生弹性碰撞,碰撞向上做匀减速运动,摩擦力的大小和方向不变,合力不变,加速度不变;速度减小为零后,再次沿传送带下滑,故A正确,C错误;
B.若传送带不够长,滑块与传送带未共速便与挡板发生弹性碰撞,碰撞后向上做匀减速运动,摩擦力的大小和方向不变,合力不变,加速度不变;速度减小为零后,再次沿传送带下滑,故B正确;
D.若传送带足够长,滑块与传送带时共速时,满足μmgcosθ<mgsinθ
滑块继续加速下滑,根据牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得a2=gsinθ-μgcosθ
直到滑块与挡板发生弹性碰撞,碰撞向上做匀减速运动,摩擦力的大小和方向不变,合力不变,加速度为a1且不变;速度减小为零后,再次沿传送带下滑,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】1. 初始下滑:滑动摩擦力沿斜面向上,加速度 ,匀加速。
2. 碰撞后上滑:滑动摩擦力沿斜面向下,加速度仍为 ,匀减速。
3. 速度为0后下滑:重复初始下滑的匀加速,直到第二次碰撞。
4. 传送带长度与摩擦条件:
传送带短,未共速碰撞( 图像B )。
传送带长+ ,共速后匀速( 图像A )。
传送带长+ ,共速后继续加速( 图像D )。
16.【答案】(1)C
(2)A;B
(3)0.36
【知识点】探究加速度与力、质量的关系;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】(1)除了如图1所示的器材外,还需要的仪器是刻度尺,用刻度尺测量计数点之间的距离,打点计时器用的是交流电源,不需要干电池;槽码质量是已知的,则重量也是已知的,所以不需要弹簧测力计,因为有槽码拉小车,所以不需要钩码了。故答案为:C。
(2)A.实验前,补偿阻力时小车需连接纸带,故A正确;
B.实验前,调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与轨道平行,这样才能保证小车在运动过程中所受拉力恒定,故B正确;
C.实验时,需要用槽码的重力表示小车所受拉力,所以要满足槽码的质量远小于小车的质量,所以不能通过增减钩码(50g规格)来改变小车受到的拉力,故C错误;
D.完成操作后,需要计算每条纸带的时小车的加速度,如果只挑选两条点痕清晰的纸带进行数据处理,则得到的数据太少,不能做出对应的图像,故D错误。
故答案为:AB。
(3)相邻两个计数点之间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
小车的加速度大小为

故答案为:0.36
【分析】(1)器材:聚焦 “测量位移” 需求,选刻度尺。
(2)操作:围绕 “拉力恒定、阻力补偿、质量条件” 辨析,确保实验原理( 槽码重力近似拉力 )成立。
(3)数据:用逐差法消除偶然误差,利用多组位移差计算加速度,体现 “多次测量减小误差” 的实验思想。
(1)除了如图1所示的器材外,还需要的仪器是刻度尺,用刻度尺测量计数点之间的距离,打点计时器用的是交流电源,不需要干电池;槽码质量是已知的,则重量也是已知的,所以不需要弹簧测力计,因为有槽码拉小车,所以不需要钩码了。
故选C。
(2)A.实验前,补偿阻力时小车需连接纸带,故A正确;
B.实验前,调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与轨道平行,这样才能保证小车在运动过程中所受拉力恒定,故B正确;
C.实验时,需要用槽码的重力表示小车所受拉力,所以要满足槽码的质量远小于小车的质量,所以不能通过增减钩码(50g规格)来改变小车受到的拉力,故C错误;
D.完成操作后,需要计算每条纸带的时小车的加速度,如果只挑选两条点痕清晰的纸带进行数据处理,则得到的数据太少,不能做出对应的图像,故D错误。
故选AB。
(3)相邻两个计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
小车的加速度大小为
17.【答案】(1)不相等
(2)A
(3)D
【知识点】研究平抛物体的运动;自由落体运动
【解析】【解答】(1)因为已经确定平抛运动竖直方向的运动规律,知道在竖直方向上做自由落体运动,所以实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点,相邻之间的竖直距离不相等。
故答案为:不相等
(2)A.斜槽轨道不光滑,只要保证每次释放小球都从同一位置静止释放即可,故A正确;
B.斜槽末端不水平,则小球做的不是平抛运动,会影响实验结果的,故B错误;
C.小球在释放时有初速度v0,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故C错误;
D.小球每次自由释放的位置不同,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故D错误。
故答案为:A。
(3)设小球从开始释放运动到A的时间为tA,运动到B的时间为tB,在竖直方向上有

在水平方向上有x1=v0tA,x2=v0tB
根据题意有h=hB-hA
联立解得
故答案为:D。
【分析】(1)竖直位移特征:基于平抛竖直方向自由落体(加速运动 ),相等时间内位移随时间增大。
(2)实验误差:围绕平抛实验关键条件(初速度水平、初速度恒定 ),判断器材与操作对实验的影响。
(3)初速度推导:通过水平、竖直分运动的运动学公式联立,消去时间变量求解初速度。
(1)因为已经确定平抛运动竖直方向的运动规律,知道在竖直方向上做自由落体运动,所以实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点,相邻之间的竖直距离不相等。
(2)A.斜槽轨道不光滑,只要保证每次释放小球都从同一位置静止释放即可,故A正确;
B.斜槽末端不水平,则小球做的不是平抛运动,会影响实验结果的,故B错误;
C.小球在释放时有初速度v0,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故C错误;
D.小球每次自由释放的位置不同,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故D错误。
故选A。
(3)设小球从开始释放运动到A的时间为tA,运动到B的时间为tB,在竖直方向上有,
在水平方向上有x1=v0tA,x2=v0tB
根据题意有h=hB-hA
联立解得
故选D。
18.【答案】B,C
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系;验证力的平行四边形定则;探究小车速度随时间变化的规律;向心力
【解析】【解答】A.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中细绳套应适当长一些,但不需要等长,A错误;
B.“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,只需要保证小车受到的合力恒定不变,不需要补偿小车所受到的阻力,B正确;
C.“探究向心力大小的表达式”实验采用的实验方法主要是控制变量法,C正确;
D.“探究弹簧弹力与形变量关系”实验中可得出弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,D错误。
故答案为:BC。
【分析】1.力的合成:绳长需求是 “便于标记方向”,与等长无关。
2.速度规律:只需合力恒定( 加速度恒定 ),补偿阻力是额外需求( 非本实验必需 )。
3.向心力:多变量研究,控制变量法,是实验设计的核心。
4.弹簧弹力:形变量( 伸长 / 压缩量 )是弹力的直接决定因素,与原长无关。
19.【答案】(1)解:根据速度位移关系可得
代入数据解得
(2)解:根据速度时间关系可得
所以
(3)解:根据逆向思维法可得
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)以及加速度和位移,根据速度—位移关系求解速度;
(2)根据速度—时间公式求解紧急刹车所用的时间 ;
(3)匀减速运动过程可以看成初速度为零的匀加速运动的逆过程,采用逆向思维结合时间—位移关系求解。
(1)根据速度位移关系可得
代入数据解得
(2)根据速度时间关系可得
所以
(3)根据逆向思维法可得
解得
20.【答案】(1)解:设轻绳OD拉力为,地面对C的支持力为。根据平衡条件有或
解得
(2)解:因沿斜面方向有
则沿斜面方向有
解得,方向沿斜面向上
(3)解:对B、C整体,根据平衡条件有
解得
【知识点】整体法隔离法
【解析】【分析】(1)对结点O分析受力,根据平衡条件求轻绳OD的拉力大小FT;
(2)对B分析受力,根据平衡条件求斜面C对B的摩擦力Ff;
(3)对B与C整体分析,根据平衡条件求地面对C的支持力大小FN。
(1)设轻绳OD拉力为,地面对C的支持力为
根据平衡条件有或
解得
(2)因沿斜面方向有
则沿斜面方向有
解得
方向沿斜面向上
(3)方法一:对B、C整体,根据平衡条件有
解得
方法二:对C单独,根据平衡条件有
解得
21.【答案】(1)解:若小球恰好击中C点,竖直方向做自由落体运动有
解得
水平方向做匀速直线运动有
则小球水平向右抛出时的初速度大小。
(2)①解:小球恰好垂直靶纸击中靶心时,其速度方向与水平方向成
根据平抛运动分速度公式可得
根据平抛运动分位移公式可得
联立解得。
②解:设O点运动到靶心的时间为,水平方向和竖直方向有,

解得
再根据几何关系有
代入数据解得。
【知识点】自由落体运动;平抛运动
【解析】【分析】(1)击中C点:利用平抛运动的分运动公式,竖直自由落体求时间,水平匀速求初速度。
(2)垂直靶纸:速度方向与靶纸垂直,速度与水平方向夹角 ,通过速度夹角与位移夹角的关系( ),结合几何位置关系( O点、C点、靶心的高度与水平距离 ),联立方程求解位移比值和运动时间。
(1)若小球恰好击中C点,竖直方向做自由落体运动有
解得
水平方向做匀速直线运动有
则小球水平向右抛出时的初速度大小。
(2)[2-1]小球恰好垂直靶纸击中靶心时,其速度方向与水平方向成
根据平抛运动分速度公式可得
根据平抛运动分位移公式可得
联立解得。
[2-2]设O点运动到靶心的时间为,水平方向和竖直方向有,

解得
再根据几何关系有
代入数据解得。
22.【答案】(1)解:C点时有牛顿第二定律
解得。
(2)解:直轨道AB上加速度
物块在AB下滑距离

得到。
(3)解:临界1:物块恰能滑上小车,到达D点速度恰为0
直轨道CD上加速度:

得到
临界2:物块与小车共速时恰在小车最右端
物块加速度
小车加速度
设物块在D点速度为,经过t时间,物块与小车共速,则

直轨道CD长度范围。
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型;牛顿运动定律的综合应用;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)点速度:利用圆周运动向心力公式(牛顿第二定律 ),结合压力传感器示数(支持力 )求解。
(2)运动时间:分“受力求加速度” “几何求位移” “运动学公式求时间”三步。
(3)长度范围:通过“恰好滑上车( )”和“共速不滑落(位移差为车长 )”两个临界状态,结合动能定理、运动学公式联立求解。
(1)C点时有牛顿第二定律
解得
(2)直轨道AB上加速度
物块在AB下滑距离

得到
(3)临界1:物块恰能滑上小车,到达D点速度恰为0
直轨道CD上加速度:

得到
临界2:物块与小车共速时恰在小车最右端
物块加速度
小车加速度
设物块在D点速度为,经过t时间,物块与小车共速,则

直轨道CD长度范围
1 / 1浙江省温州市2024-2025学年高一上学期期末教学质量统一检测物理试题(A )
一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(2025高一上·温州期末)下列属于国际单位制中导出单位符号的是(  )
A.N B.kg C.m D.s
【答案】A
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】kg、m、s都是国际单位制中的基本单位;N是导出单位。
故答案为:A。
【分析】1. 基本单位:力学中 ( 质量 )、( 长度 )、( 时间 )是独立定义的基本量单位。
2. 导出单位:通过物理公式( 如 ),由基本单位组合而成( 如 )。
3. 选项判断:根据基本单位与导出单位的定义,筛选出导出单位 。
2.(2025高一上·温州期末)2024年8月5日,中国队在4×100米混合泳接力决赛中,以3分27秒46的成绩夺冠,打破了美国队在该项目长达40年的垄断。下列说法正确的是(  )
A.“3分27秒46”表示时刻
B.运动员在加速冲刺过程中惯性增大
C.运动员游泳过程中观众相对运动员是运动的
D.研究运动员的入水动作时可以将其看成质点
【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;参考系与坐标系;惯性与质量
【解析】【解答】A.“3分27秒46”是比赛过程所经历的时间,可知,3分27秒46表示时时间间隔,故A错误;
B.惯性由质量决定,可知,运动员在加速冲刺过程中惯性不变,故B错误;
C.运动员游泳过程中观众相对运动员位置发生了变化,可知,观众相对运动员是运动的,故C正确;
D.研究运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时,运动员不能够看成质点,故D错误。
故答案为:C。
【分析】1.时间属性:“3 分 27 秒 46” 是过程持续时长( 时间间隔 ),非瞬间( 时刻 )。
2.惯性本质:仅由质量决定,与运动状态无关,加速时惯性不变。
3.相对运动:以运动员为参考系,观众位置变化,相对运动。
4.质点条件:研究动作细节时,形状大小不可忽略,不能视为质点。
3.(2025高一上·温州期末)下列说法正确的是(  )
A.图甲中大人推不动车是因为推力小于摩擦力
B.图乙中限速路牌的示数为车辆通行的平均速度
C.图丙中飞镖在空中各点的指向与其加速度方向相同
D.图丁中玻璃管水平运动,管内匀速上升的红蜡块运动轨迹可能是曲线
【答案】D
【知识点】曲线运动;瞬时速度;静摩擦力;运动的合成与分解
【解析】【解答】瞬时速度则是运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度,平均速度是一个描述物体运动平均快慢程度和运动方向的矢量。A.图甲中大人推不动车,车处于静止状态,此时车在水平方向上受到推力和摩擦力,根据二力平衡原理,推力等于摩擦力,推不动的原因是推力小于最大静摩擦力,故A错误;
B.图乙中限速路牌的示数为车辆通行的瞬时速度最大值,故B错误;
C.图丙中飞镖在空中各点的指向是其速度方向,速度方向与加速度方向不同,故C错误;
D.图丁中玻璃管水平运动,若红蜡块在管内匀速上升,同时水平方向做匀加速直线运动,则红蜡块运动轨迹是曲线,故D正确。
故选D。
【分析】推力与摩擦力大小相等,方向相反;根据速度与加速度的关联分析;根据水平方向与竖直方向速度的关联分析。
4.(2025高一上·温州期末)如图所示,一只翠鸟停歇在树枝上。下列说法正确的是(  )
A.翠鸟一定只受两个力
B.树枝对翠鸟的作用力方向竖直向上
C.树枝对翠鸟的作用力就是翠鸟的重力
D.翠鸟对树枝的压力是树枝形变引起的
【答案】B
【知识点】形变与弹力;受力分析的应用
【解析】【解答】本题是简单的受力平衡问题,要明确研究对象,分析受力情况,根据平衡条件列式分析。
ABC.把倾斜的树枝可以看做斜面,可知翠鸟受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用,其中支持力和摩擦力的施力为树枝,将这两个力合成一个力,即为树枝对翠鸟的作用力,该作用力与重力平衡,故该作用力方向竖直向上,大小等于重力的大小,该作用力与重力的产生条件不同,故不能说枝对翠鸟的作用力就是翠鸟的重力,故AC错误,B正确;
D.翠鸟对树枝的压力是翠鸟的脚掌形变引起的,故D错误。
故选B。
【分析】翠鸟处于平衡状态,根据平衡条件分析;根据弹力的产生条件分析判断。
5.(2025高一上·温州期末)如图所示为温州某一大楼,某同学在保证安全的前提下在顶楼静止释放一小球,测得小球下落时间约为6s。不计一切阻力,下列说法正确的是(  )
A.该大楼的高度约为180m B.该大楼的高度约为360m
C.小球下落1s时的速度为5m/s D.小球下落1s时的速度为60m/s
【答案】A
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】AB. 该大楼的高度约为,A正确,B错误;
CD. 小球下落1s时的速度为v=gt1=10m/s,CD错误。
故答案为:A。
【分析】1.高度计算:利用自由落体位移公式,代入总时间 6s,直接求出大楼高度。
2.速度计算:利用自由落体速度公式,代入 1s,直接求出对应速度。
3.选项判断:根据计算结果( 高度 180m、1s 速度 10m/s )。
6.(2025高一上·温州期末)如图所示为室内冰壶玩具。游戏时,冰壶场景垫铺在水平地面上,将其中一个冰壶推出,冰壶离手后,沿场景垫轴线向前自由滑行,场景垫始终静止。下列说法正确的是(  )
A.冰壶向前自由滑行时仍受推力
B.冰壶所受摩擦力方向与冰壶运动方向相反
C.场景垫对冰壶的支持力与冰壶对场景垫的压力是一对平衡力
D.地面对场景垫的支持力与冰壶对场景垫的压力是一对相互作用力
【答案】B
【知识点】牛顿第三定律;受力分析的应用
【解析】【解答】A.冰壶向前自由滑行时不会受推力作用,A错误;
B.冰壶相对场景垫向前运动,受到的摩擦力向后,即所受摩擦力方向与冰壶运动方向相反,B正确;
C.场景垫对冰壶的支持力与冰壶对场景垫的压力是一对相互作用力,C错误;
D.地面对场景垫的支持力与冰壶对场景垫的压力都作用在场景垫上,不是一对相互作用力,D错误。
故答案为:B。
【分析】1.受力拆解:冰壶离手后,水平方向只有摩擦力( 推力消失 )。
2.摩擦力方向:与相对运动方向相反( 冰壶向前,摩擦力向后 )。
3.力的分类:相互作用力:作用在两个物体,场景垫与冰壶的支持力、压力符合。
平衡力:需作用在同一物体,地面对场景垫的支持力与冰壶压力不满足。
4.选项匹配:根据受力分析、摩擦力方向、力的分类,筛选正确选项。
7.(2025高一上·温州期末)下列说法正确的是(  )
A.图甲中汽车通过拱桥最高点时处于平衡状态
B.图乙中自行车骑行时车轮上A、B两点线速度大小相等
C.图丙中游客随旋转飞椅做匀速圆周运动时所受合力为零
D.图丁中火车转弯时外轨高于内轨能减轻轮缘与外轨间的挤压
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心力;生活中的圆周运动;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A.图甲中汽车通过拱桥最高点时具有向下的加速度,不是处于平衡状态,A错误;
B.图乙中自行车骑行时车轮上A、B两点的角速度相同,根据v=ωr可知线速度大小不相等,B错误;
C.图丙中游客随旋转飞椅做匀速圆周运动时所受合力提供向心力,则合外力不为零,C错误;
D.图丁中火车转弯时外轨高于内轨能减轻轮缘与外轨间的挤压,D正确。
故答案为:D。
【分析】1.拱桥最高点:圆周运动需向心力,合力不为 0,非平衡状态。
2.车轮线速度:同轴转动角速度相同,线速度与半径成正比,A、B 半径不同,线速度不同。
3.匀速圆周运动:合力提供向心力,合力必不为 0。
4.火车转弯:外轨高于内轨,利用重力与支持力的合力提供向心力,减轻外轨挤压。
5.选项判断:根据各场景的圆周运动规律,筛选正确选项。
8.(2025高一上·温州期末)一台式弹簧秤,其内部结构由两根完全相同的轻质弹簧、示数转化装置组成,如图所示。弹簧的压缩量在水平托盘不放物体时为1cm,放上质量6kg物体时为3cm,下列说法正确的是(  )
A.空托盘质量为2kg
B.每根弹簧的劲度系数为1500N/m
C.弹簧的劲度系数随弹簧的压缩量增加而增大
D.换用劲度系数更小的弹簧能增加弹簧秤的量程
【答案】B
【知识点】胡克定律;受力分析的应用
【解析】【解答】AB.不放物体时
放上6kg物体时
代入数据解得k=1500N/m,但无法求解空托盘质量和弹簧原长,A错误,B正确;
C.弹簧的劲度系数与弹簧的压缩量无关,C错误;
D.换用劲度系数更小的弹簧会减小弹簧秤的量程,D错误。
故答案为:B。
【分析】1. 受力平衡:托盘( 含物体 )的重力等于两根弹簧的弹力( )。
2. 方程联立:不放物体和放物体时的两个平衡方程,消去未知量( 原长 ),求解 。
3. 选项辨析:利用劲度系数的“固有属性”( 与形变量无关 )、量程与 的“反向关系”( 小,量程小 ),判断其他选项错误。
9.(2025高一上·温州期末)如图所示为酒店送餐机器人。某次送餐中,机器人从电梯口静止开始做直线运动到达客房门口,到达客房门口时速度恰好为零,全程长10m。机器人运动的最大速度2m/s,加速时最大加速度0.5m/s2,减速时最大加速度1m/s2。则酒店机器人该次送餐的最短时间为(  )
A.5s B.6s C.8s D.10s
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】熟练掌握并深刻理解运动学的基础公式及导出公式,结合公式法、图像法、整体与分段法等解题技巧,才能在解答此类题目时游刃有余。根据题意可知,,
代入数据解得,,
所以
故选C。
【分析】根据匀变速直线运动的位移和时间规律、匀速直线运动的位移和时间规律列式求解。
10.(2025高一上·温州期末)如图所示为起重机吊起铁管的场景。已知一根长为40m的钢绳两端固定在质量的铁管上,两固定点距离为6m。起重机挂钩勾住该钢绳,使铁管从静止开始先以的加速度竖直向上做匀加速直线运动,达到某一速度后做匀速运动,不计钢绳质量与一切阻力。取。下列说法正确的是(  )
A.匀速阶段钢绳拉力大小为
B.加速阶段钢绳拉力比匀速阶段钢绳拉力大
C.匀速阶段若两固定点之间距离减小,则钢绳拉力不变
D.匀速阶段若两固定点之间距离减小,则钢绳拉力变大
【答案】B
【知识点】共点力的平衡;牛顿第二定律
【解析】【解答】本题考查平衡条件以及牛顿第二定律的应用,解题关键是会对物体匀速以及加速状态进行受力分析。A.设钢绳与竖直方向的夹角为,匀速阶段,根据受力平衡可得
可得钢绳拉力大小为
故A错误;
B.加速阶段,根据牛顿第二定律可得
可得
则加速阶段钢绳拉力比匀速阶段钢绳拉力大,故B正确;
CD.匀速阶段若两固定点之间距离减小,则减小,根据
可知钢绳拉力变小,故CD错误。
故选B。
【分析】铁管受到三个力的作用:重力、两个沿钢绳向上的拉力。如果铁管处于平衡状态,则这三个力的合力为零,结合几何关系分析。
11.(2025高一上·温州期末)如图所示,水杯中放有一可视为质点的小球,某同学将轻绳一端固定在水杯开口处,另一端用手拉住,甩动手腕使水杯以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球始终紧贴杯底。已知小球离O点的距离为L,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(  )
A.小球过最高点时的速度可能为零
B.小球过最高点时的速度一定等于
C.小球过最高点时,绳子的拉力可能为零
D.小球过最高点时的向心加速度大小可能小于g
【答案】C
【知识点】向心力;生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB.对小球受力分析有
,所以小球过最高点时的速度一定大于等于,AB错误;
C.小球和水杯看成整体,在最高点绳中的拉力最小为零,此时速率最小,即绳所受的弹力一定大于零或等于零,C正确;
D.小球过最高点时的向心加速度大小,可知,D错误。
故答案为:C。
【分析】1. 受力拆解:小球在最高点受重力、杯底支持力( 向下 )、绳子拉力( 向上 ),合力提供向心力。
2. 临界情况:当拉力 且杯底支持力 时,速度 ,此时拉力为0,是可能的。
3. 选项辨析:利用临界速度判断速度不能为0,拉力可在临界时为0,加速度不小于 ,筛选正确选项。
12.(2025高一上·温州期末)如图甲所示,某宇航员在特定座椅上做竖直方向上的冲击耐力训练。图乙为该宇航员在做冲击耐力训练过程中的加速度a随时间t变化的图像。已知训练开始前宇航员处于静止状态,宇航员(含装备)质量为M,重力加速度大小为g,以竖直向上为正方向,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.时,宇航员速度最大
B.时间内宇航员处于失重状态
C.时,宇航员恰好回到初始位置
D.时,座椅对宇航员的支持力大小为
【答案】D
【知识点】图象法;超重与失重
【解析】【解答】A.图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量,可知时,宇航员速度最大,A错误;
B.时间内宇航员加速度向上,则处于超重状态,B错误;
C.时,宇航员速度变化量为
宇航员先向上加速再向上减速,则时到达最高点,C错误;
D.时,座椅对宇航员的支持力大小为,D正确。
故答案为:D。
【分析】1. 速度变化量:a-t图像面积是 ,用于判断速度最大时刻( 面积累积最大 )。
2. 超重失重:加速度向上,超重( ),向下,失重( )。
3. 位置判断:速度变化量为0时,速度回到初始值,但运动方向未反向( 始终向上 ),故在最高点。
4. 支持力计算:牛顿第二定律 ,代入加速度得支持力。
13.(2025高一上·温州期末)如图甲所示为一鸡蛋收纳架,利用斜坡使鸡蛋自动滚下。斜坡底端有一竖直挡板,斜坡倾角并开有凹槽,凹槽宽度为。现将5个鸡蛋放置在鸡蛋架上,将鸡蛋简化为质量为m,半径为R的球,图乙为正视图,图丙为沿斜坡方向视角。已知重力加速度大小为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小为mg
B.4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小为mg
C.竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为
D.凹槽单侧对5号鸡蛋的支持力大小为
【答案】C
【知识点】整体法隔离法
【解析】【解答】A.对5号鸡蛋进行分析,根据平衡条件,鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小,故A错误;
B.对5号鸡蛋进行分析,根据平衡条件,4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小,故B错误;
C.对5个鸡蛋整体进行分析,根据平衡条件可知,竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为,故C正确;
D.根据对称性可知,凹槽单侧对5号鸡蛋的支持力大小相等,令该支持力方向与垂直于斜坡方向夹角为,根据几何关系有
解得
对5号鸡蛋进行分析,结合上述有
解得,故D错误。
故答案为:C。
【分析】1. A、B、D:隔离5号鸡蛋:分解重力,沿斜坡和垂直斜坡方向列平衡方程.。
2. C:整体分析5个鸡蛋:水平方向挡板支持力与重力分力平衡,利用 计算支持力。
3. 几何关系:凹槽宽度与鸡蛋半径的关系,确定支持力方向夹角。
二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.(2025高一上·温州期末)关于物理学中的思想与方法,下列说法正确的是(  )
A.质点概念建立体现了等效替代的思想
B.重心概念建立体现了理想化模型的思想
C.加速度的定义采用了比值定义法
D.通过平面镜观察桌面的微小形变采用了放大思想
【答案】C,D
【知识点】等效法;比值定义法;理想模型法;放大法
【解析】【解答】对于常用的物理研究方法,如控制变量法、等效替代法、理想化模型法等等,要在理解的基础上掌握,并要注意科学方法的应用。A.质点概念建立体现了理想化模型的思想,故A错误;
B.重心概念建立体现了等效替代的思想,故B错误;
C.加速度的定义采用了比值定义法,故C正确;
D.通过平面镜观察桌面的微小形变采用了放大思想,故D正确。
故选CD。
【分析】根据理想化的物理模型、等效替代以及比值定义法,微小形变放大法等思想对应的实例进行分析解答。
15.(2025高一上·温州期末)如图甲所示为输送工件的传送装置,其底部有固定挡板防止工件来不及取走而掉落,其简化模型如图乙。若倾斜传送带沿顺时针方向以恒定速率匀速转动,时刻将滑块轻轻放在传送带上。当滑块运动到传送带底部时与挡板发生碰撞,碰撞前后滑块速度大小不变,方向相反。若滑块视为质点,则滑块与挡板发生第二次碰撞前的速度v随时间t变化的图像可能是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A,B,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】滑块先沿传送带向下做匀加速运动,根据牛顿第二定律mgsinθ+μmgcosθ=ma1
解得a1=gsinθ+μgcosθ
AC.若传送带足够长,滑块与传送带时共速时,满足μmgcosθ≥mgsinθ,滑块与传送带一起匀速向下运动直到滑块与挡板发生弹性碰撞,碰撞向上做匀减速运动,摩擦力的大小和方向不变,合力不变,加速度不变;速度减小为零后,再次沿传送带下滑,故A正确,C错误;
B.若传送带不够长,滑块与传送带未共速便与挡板发生弹性碰撞,碰撞后向上做匀减速运动,摩擦力的大小和方向不变,合力不变,加速度不变;速度减小为零后,再次沿传送带下滑,故B正确;
D.若传送带足够长,滑块与传送带时共速时,满足μmgcosθ<mgsinθ
滑块继续加速下滑,根据牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得a2=gsinθ-μgcosθ
直到滑块与挡板发生弹性碰撞,碰撞向上做匀减速运动,摩擦力的大小和方向不变,合力不变,加速度为a1且不变;速度减小为零后,再次沿传送带下滑,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】1. 初始下滑:滑动摩擦力沿斜面向上,加速度 ,匀加速。
2. 碰撞后上滑:滑动摩擦力沿斜面向下,加速度仍为 ,匀减速。
3. 速度为0后下滑:重复初始下滑的匀加速,直到第二次碰撞。
4. 传送带长度与摩擦条件:
传送带短,未共速碰撞( 图像B )。
传送带长+ ,共速后匀速( 图像A )。
传送带长+ ,共速后继续加速( 图像D )。
三、实验题(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
16.(2025高一上·温州期末)某实验小组用如图1所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。已知小车质量,则:
(1)除了如图1所示的器材外,还需要的仪器有______
A. B.
C. D.
(2)关于该实验下列说法正确的是______
A.实验前,补偿阻力时小车需连接纸带
B.实验前,调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与轨道平行
C.实验时,也可增减钩码(50g规格)来改变小车受到的拉力
D.完成操作后,挑选两条点痕清晰的纸带进行数据处理即可
(3)某同学得到如图2所示的纸带,打点计时器电源频率为50Hz,则小车的加速度大小为   。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)C
(2)A;B
(3)0.36
【知识点】探究加速度与力、质量的关系;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】(1)除了如图1所示的器材外,还需要的仪器是刻度尺,用刻度尺测量计数点之间的距离,打点计时器用的是交流电源,不需要干电池;槽码质量是已知的,则重量也是已知的,所以不需要弹簧测力计,因为有槽码拉小车,所以不需要钩码了。故答案为:C。
(2)A.实验前,补偿阻力时小车需连接纸带,故A正确;
B.实验前,调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与轨道平行,这样才能保证小车在运动过程中所受拉力恒定,故B正确;
C.实验时,需要用槽码的重力表示小车所受拉力,所以要满足槽码的质量远小于小车的质量,所以不能通过增减钩码(50g规格)来改变小车受到的拉力,故C错误;
D.完成操作后,需要计算每条纸带的时小车的加速度,如果只挑选两条点痕清晰的纸带进行数据处理,则得到的数据太少,不能做出对应的图像,故D错误。
故答案为:AB。
(3)相邻两个计数点之间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
小车的加速度大小为

故答案为:0.36
【分析】(1)器材:聚焦 “测量位移” 需求,选刻度尺。
(2)操作:围绕 “拉力恒定、阻力补偿、质量条件” 辨析,确保实验原理( 槽码重力近似拉力 )成立。
(3)数据:用逐差法消除偶然误差,利用多组位移差计算加速度,体现 “多次测量减小误差” 的实验思想。
(1)除了如图1所示的器材外,还需要的仪器是刻度尺,用刻度尺测量计数点之间的距离,打点计时器用的是交流电源,不需要干电池;槽码质量是已知的,则重量也是已知的,所以不需要弹簧测力计,因为有槽码拉小车,所以不需要钩码了。
故选C。
(2)A.实验前,补偿阻力时小车需连接纸带,故A正确;
B.实验前,调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与轨道平行,这样才能保证小车在运动过程中所受拉力恒定,故B正确;
C.实验时,需要用槽码的重力表示小车所受拉力,所以要满足槽码的质量远小于小车的质量,所以不能通过增减钩码(50g规格)来改变小车受到的拉力,故C错误;
D.完成操作后,需要计算每条纸带的时小车的加速度,如果只挑选两条点痕清晰的纸带进行数据处理,则得到的数据太少,不能做出对应的图像,故D错误。
故选AB。
(3)相邻两个计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
小车的加速度大小为
17.(2025高一上·温州期末)用如图1所示装置探究平抛运动的特点。
(1)若已经得到平抛运动竖直方向分运动的规律,设法确定“相等的时间间隔”,再看相等的时间内水平分运动的位移,进而确定水平分运动的规律。则实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点,相邻之间的竖直距离   (填“相等”或“不相等”)。
(2)下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是______
A.斜槽轨道不光滑 B.斜槽末端不水平
C.小球在释放时有初速度 D.小球每次自由释放的位置不同
(3)某同学做实验时,只在纸上从斜槽末端开始沿重锤线方向画出直线,并描出如图2所示的轨迹曲线,在曲线上取A、B两点,用刻度尺分别量出它们到直线的水平距离,,以及与之间的距离h,则小球抛出的初速度为______
A. B. C. D.
【答案】(1)不相等
(2)A
(3)D
【知识点】研究平抛物体的运动;自由落体运动
【解析】【解答】(1)因为已经确定平抛运动竖直方向的运动规律,知道在竖直方向上做自由落体运动,所以实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点,相邻之间的竖直距离不相等。
故答案为:不相等
(2)A.斜槽轨道不光滑,只要保证每次释放小球都从同一位置静止释放即可,故A正确;
B.斜槽末端不水平,则小球做的不是平抛运动,会影响实验结果的,故B错误;
C.小球在释放时有初速度v0,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故C错误;
D.小球每次自由释放的位置不同,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故D错误。
故答案为:A。
(3)设小球从开始释放运动到A的时间为tA,运动到B的时间为tB,在竖直方向上有

在水平方向上有x1=v0tA,x2=v0tB
根据题意有h=hB-hA
联立解得
故答案为:D。
【分析】(1)竖直位移特征:基于平抛竖直方向自由落体(加速运动 ),相等时间内位移随时间增大。
(2)实验误差:围绕平抛实验关键条件(初速度水平、初速度恒定 ),判断器材与操作对实验的影响。
(3)初速度推导:通过水平、竖直分运动的运动学公式联立,消去时间变量求解初速度。
(1)因为已经确定平抛运动竖直方向的运动规律,知道在竖直方向上做自由落体运动,所以实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点,相邻之间的竖直距离不相等。
(2)A.斜槽轨道不光滑,只要保证每次释放小球都从同一位置静止释放即可,故A正确;
B.斜槽末端不水平,则小球做的不是平抛运动,会影响实验结果的,故B错误;
C.小球在释放时有初速度v0,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故C错误;
D.小球每次自由释放的位置不同,则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同,会影响实验结果,故D错误。
故选A。
(3)设小球从开始释放运动到A的时间为tA,运动到B的时间为tB,在竖直方向上有,
在水平方向上有x1=v0tA,x2=v0tB
根据题意有h=hB-hA
联立解得
故选D。
18.(2025高一上·温州期末)下列实验描述正确的是(  )
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中细绳套一定等长
B.“探究小车速度随时间变化的规律”实验中不需要补偿小车所受阻力
C.“探究向心力大小的表达式”实验采用的实验方法主要是控制变量法
D.“探究弹簧弹力与形变量关系”实验中可得出弹簧弹力与弹簧长度成正比
【答案】B,C
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系;验证力的平行四边形定则;探究小车速度随时间变化的规律;向心力
【解析】【解答】A.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中细绳套应适当长一些,但不需要等长,A错误;
B.“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,只需要保证小车受到的合力恒定不变,不需要补偿小车所受到的阻力,B正确;
C.“探究向心力大小的表达式”实验采用的实验方法主要是控制变量法,C正确;
D.“探究弹簧弹力与形变量关系”实验中可得出弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,D错误。
故答案为:BC。
【分析】1.力的合成:绳长需求是 “便于标记方向”,与等长无关。
2.速度规律:只需合力恒定( 加速度恒定 ),补偿阻力是额外需求( 非本实验必需 )。
3.向心力:多变量研究,控制变量法,是实验设计的核心。
4.弹簧弹力:形变量( 伸长 / 压缩量 )是弹力的直接决定因素,与原长无关。
19.(2025高一上·温州期末)如图所示,一辆肇事汽车在紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条长度为x=22.5m的车轮滑动的磨痕。根据对车轮和路面材料的分析可以知道,车轮在路面上滑动时汽车做匀减速直线运动的加速度大小a=5m/s2。求:
(1)刹车前汽车的速度v;
(2)紧急刹车所用的时间t;
(3)汽车停止前1s滑行的距离x'。
【答案】(1)解:根据速度位移关系可得
代入数据解得
(2)解:根据速度时间关系可得
所以
(3)解:根据逆向思维法可得
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)以及加速度和位移,根据速度—位移关系求解速度;
(2)根据速度—时间公式求解紧急刹车所用的时间 ;
(3)匀减速运动过程可以看成初速度为零的匀加速运动的逆过程,采用逆向思维结合时间—位移关系求解。
(1)根据速度位移关系可得
代入数据解得
(2)根据速度时间关系可得
所以
(3)根据逆向思维法可得
解得
20.(2025高一上·温州期末)如图所示,一倾角的粗糙斜面C静置在水平地面上,斜面上有与轻绳连接的物块B,轻绳与斜面平行,并绕过定滑轮与结点连接小球A,右上方用手拉住轻绳OE。轻绳OD水平,与轻绳OE夹角,A、B、C处于静止状态。已知A、B、C质量分别为m、3m、4m,重力加速度大小为,求:
(1)轻绳OD的拉力大小;
(2)斜面C对B的摩擦力;
(3)地面对C的支持力大小。
【答案】(1)解:设轻绳OD拉力为,地面对C的支持力为。根据平衡条件有或
解得
(2)解:因沿斜面方向有
则沿斜面方向有
解得,方向沿斜面向上
(3)解:对B、C整体,根据平衡条件有
解得
【知识点】整体法隔离法
【解析】【分析】(1)对结点O分析受力,根据平衡条件求轻绳OD的拉力大小FT;
(2)对B分析受力,根据平衡条件求斜面C对B的摩擦力Ff;
(3)对B与C整体分析,根据平衡条件求地面对C的支持力大小FN。
(1)设轻绳OD拉力为,地面对C的支持力为
根据平衡条件有或
解得
(2)因沿斜面方向有
则沿斜面方向有
解得
方向沿斜面向上
(3)方法一:对B、C整体,根据平衡条件有
解得
方法二:对C单独,根据平衡条件有
解得
21.(2025高一上·温州期末)如图甲所示,一同学站在靶心的正前方,面朝倾斜靶纸抛球。其简化模型如图乙,靶纸紧贴在倾角的倾斜支架CD上支架CD固定在水平地面AB上,接触点为C点。该同学在O点水平向右抛出小球,O点离地高度,与C点的水平距离。若小球只在图乙所示竖直面内运动,视为质点,不计小球受到的空气阻力和靶纸厚度。
(1)若小球恰好击中C点,求小球水平向右抛出时的初速度大小v;
(2)若改变水平抛出小球的初速度大小,使小球恰好垂直靶纸击中靶心,求:
①小球从O点到靶心竖直方向下落距离与水平方向运动距离的比值;
②小球从O点运动到靶心的时间。
【答案】(1)解:若小球恰好击中C点,竖直方向做自由落体运动有
解得
水平方向做匀速直线运动有
则小球水平向右抛出时的初速度大小。
(2)①解:小球恰好垂直靶纸击中靶心时,其速度方向与水平方向成
根据平抛运动分速度公式可得
根据平抛运动分位移公式可得
联立解得。
②解:设O点运动到靶心的时间为,水平方向和竖直方向有,

解得
再根据几何关系有
代入数据解得。
【知识点】自由落体运动;平抛运动
【解析】【分析】(1)击中C点:利用平抛运动的分运动公式,竖直自由落体求时间,水平匀速求初速度。
(2)垂直靶纸:速度方向与靶纸垂直,速度与水平方向夹角 ,通过速度夹角与位移夹角的关系( ),结合几何位置关系( O点、C点、靶心的高度与水平距离 ),联立方程求解位移比值和运动时间。
(1)若小球恰好击中C点,竖直方向做自由落体运动有
解得
水平方向做匀速直线运动有
则小球水平向右抛出时的初速度大小。
(2)[2-1]小球恰好垂直靶纸击中靶心时,其速度方向与水平方向成
根据平抛运动分速度公式可得
根据平抛运动分位移公式可得
联立解得。
[2-2]设O点运动到靶心的时间为,水平方向和竖直方向有,

解得
再根据几何关系有
代入数据解得。
22.(2025高一上·温州期末)如图所示,倾角直轨道AB和直轨道CD分别与半径的圆弧轨道BC相切于B点和C点,圆弧轨道末端C点处安装有压力传感器,D点右侧紧靠着质量的车子,车长,其上表面与直轨道CD齐平。将质量的小物块从直轨道AB上距离直轨道CD平面高度处静止释放,小物块经过C点时压力传感器显示示数,小物块与直轨道AB、CD和车子上表面之间的动摩擦因数均为,车子与地面之间的摩擦不计(小物块视为质点,不计空气阻力),已知,,求:
(1)小物块到达C点时的速度大小v;
(2)小物块在直轨道AB上的运动时间t;
(3)若小物块能滑上车子且不从车上掉落,直轨道CD的长度范围。
【答案】(1)解:C点时有牛顿第二定律
解得。
(2)解:直轨道AB上加速度
物块在AB下滑距离

得到。
(3)解:临界1:物块恰能滑上小车,到达D点速度恰为0
直轨道CD上加速度:

得到
临界2:物块与小车共速时恰在小车最右端
物块加速度
小车加速度
设物块在D点速度为,经过t时间,物块与小车共速,则

直轨道CD长度范围。
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型;牛顿运动定律的综合应用;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)点速度:利用圆周运动向心力公式(牛顿第二定律 ),结合压力传感器示数(支持力 )求解。
(2)运动时间:分“受力求加速度” “几何求位移” “运动学公式求时间”三步。
(3)长度范围:通过“恰好滑上车( )”和“共速不滑落(位移差为车长 )”两个临界状态,结合动能定理、运动学公式联立求解。
(1)C点时有牛顿第二定律
解得
(2)直轨道AB上加速度
物块在AB下滑距离

得到
(3)临界1:物块恰能滑上小车,到达D点速度恰为0
直轨道CD上加速度:

得到
临界2:物块与小车共速时恰在小车最右端
物块加速度
小车加速度
设物块在D点速度为,经过t时间,物块与小车共速,则

直轨道CD长度范围
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