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高一物理试题参考答案
一、单项选择题:
1
1、B [根据题意,由公式 x=v t+ at2结合位置随时间的变化规律 x=4t+2t2
0 2
m,可得v =4 m/s,a=4 m/s2,可知质点在x轴上做初速度为4 m/s、加速度大
0
小为4 m/s2的匀加速直线运动,故A错误,B正确;由位置随时间的变化规律x
=4t+2t2 m可得,t=2 s时质点的位置在x=(4×2+2×22) m=16 m处,故C
错误;由公式v=v +at可得,t=2 s时质点的速度大小为v=(4+4×2) m/s=
0
12 m/s,方向沿x轴正方向,故D错误。]
1
2、C [频闪周期T= =1 s,根据Δx=aT2,解得a=2 m/s2,利用逆向思维法,
f
可将汽车的运动看成反向的初速度为零的匀加速直线运动,汽车最后 2 s时间内
1 1 x
的位移x= at2= ×2×22 m=4 m,汽车最后2 s时间内的平均速度为v= =
2 2 t
4
m/s=2 m/s,故选项C正确。]
2
3、D [题图甲中,C点可视为“活结”,两段细绳的拉力大小都是m g,互成
1
120°角,因此合力大小是m g,根据共点力平衡,BC杆对滑轮的作用力大小也
1
是m g(方向与竖直方向成60°角,斜向右上方),故A错误;题图乙中,G点可
1
视为“死结”,以G为研究对象,分析受力情况如图所示,由平衡条件得,
F tan 30°=m g,得F =√3m g,即HG杆受到细绳的作用力为 √3m g,故B
HG 2 HG 2 2
错误;题图甲中细绳 AC段的拉力F =m g,题图乙中由于F sin 30°=m g,
AC 1 EG 2
F m
则F =2m g, AC= 1 ,故C错误,D正确。]
EG 2 F 2m
EG 2
F
4、D [根据牛顿第二定律a= 可知,物体的加速度与速度无关,选项A错误;
m
即使合力很小,也能使物体产生加速度,选项 B错误;物体加速度的大小与物
体所受的合力成正比,选项C错误;力和加速度为矢量,当力不变时,物体的
加速度与质量成反比,选项D正确。]
5、A [当车减速上坡时,加速度方向沿斜坡向下,人的加
速度与车的加速度相同,根据牛顿第二定律知人的合力方向沿斜面向下,合力的大小不变。人受重力、支持力和水平向左的静摩擦力,如
图所示。将加速度沿竖直方向和水平方向分解,则有竖直向下的加速度,则mg
-F =ma 。F <mg,乘客处于失重状态,故C、B、D错误,A正确。]
N y N
6、C [上升过程中A、B整体向上做加速度减小的加速运动,故 A错误;物块
B速度一直在增大,故B错误;设初始时弹簧的压缩量为x ,根据胡克定律有
1
2mg
2mg=kx ,解得x = ,设当物块A、B恰好分离时弹簧的压缩量为x ,对
1 1 k 2
3
物块A、B分别应用牛顿第二定律有 mg-mg=ma,kx -mg=ma,联立解得
2 2
g 3mg mg
a= ,x = ,则物体 A 上升的高度为 h=x -x = ,故 C正确,D错
2 2 2k 1 2 2k
误。]
7、B [工件恰好传送到右端,有0−v2=-2μgL,代入数据解得 μ=0.5,工件
0
v
与皮带间动摩擦因数不大于0.5才视为合格,此过程用时t= 0=2 s,故A错
μg
误,B正确;若工件不被传送过去,当反向运动时,最大速度与传送带共速,
由于传送带的速度小于工件的初速度,根据匀变速运动速度—时间关系可知,
返回的时间与正向运动的时间不相等,故C、D错误。]
8、BCD [物体水平向右做匀速运动,合力必为零,所以必受水平向左的摩擦
力,且有f=F cos θ,因滑动摩擦力存在,地面一定对物体 A有竖直向上的支
持力,且有N=mg-F sin θ,若重力mg=2F sin θ,则A对水平面的压力大
小为F sin θ,所以选项B、C、D正确,A错误。]
9、BC [对飞船和火箭组组成的整体,由牛顿第二定律,有F=(m +m )a,设
1 2
飞船对火箭组的弹力大小为F ,对火箭组,由牛顿第二定律,有 F =m a,解
N N 2
m F Δv
得F = 2 <F,故A错误;由运动学公式,有a= ,且F=(m +m )a,
N m +m Δt 1 2
1 2
FΔt Δv
解得m +m = ,故B正确;对整体F=(m +m ) ,由于(m +m )为火箭
1 2 Δv 1 2 Δt 1 2
Δv Δv
组和宇宙飞船的总质量不变,则推力 F越大, 就越大,且 与F成正比,
Δt Δt
故C正确;推力F减小,根据牛顿第二定律知整体的加速度减小,速度仍增大
不过单位时间内增加速度变慢,所以飞船与火箭组不会分离,故D错误。]
10、ABD [弹簧稳定时的伸长量取决于弹簧的弹力F ,设物块与地面间的动摩
T
F−μ(m +m )g
擦因数为μ,以整体为研究对象,则a= A B ,以B为研究对象得a
m +m
A BF
F −μm m
= T g,联立可得F = B F,整理得F =m ,则弹簧弹力的大小
m T m +m T A+1
B A B m
B
与水平面的粗糙程度无关,若增大弹簧弹力,可仅增大 B的质量,也可仅将
A、B位置对调,也可仅增大水平恒力F,故A、B、D正确,C错误。]
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11、[解析] (1)甲车的最大加速度为
30
a = m/s2=2.5 m/s2
1 12
30
乙车的最大加速度为a = m/s2=5 m/s2
2 6
甲车以最大加速度加速到最大速度的时间为
v 40
t = m1= s=16 s
1 a 2.5
1
1
在此时间内的位移为x = a t2=320 m
1 2 1 1
乙车以最大加速度加速到最大速度的时间为
v 50
t = m2= s=10 s
2 a 5
2
1
所以乙车在8 s内一直做匀加速直线运动,在此过程中的位移为 x = a ×(8 s)2
2 2 2
=160 m
1
因为x >x +85 m,所以甲、乙两车在加速阶段相遇,有 a (t +8 s)2=x +85
1 2 2 1 0 2
m,解得 t =6 s,故t 应为6 s。
0 0
(2)两车相遇时甲车行驶的路程为
s=x +85 m=245 m。
2
[答案] (1)6 s (2)245 m
12、[解析] (1)在t =1 s时,A车刚启动,则在第1 s内两车间缩短的距离为B
1
车的位移,可得x =v t
1 B 1
解得B车的速度大小为v =12 m/s
B
v
v-t图像斜率表示加速度,可得A车的加速度大小为a= B ,其中t =5 s
t −t 2
2 1
解得A车的加速度大小为a=3 m/s2。(2)两车的速度达到相同时,两车的距离达到最小,对应题图乙中 v-t图像的t =
2
1
5 s时刻,此时两车已发生的相对位移为梯形的面积,则x= v (t +t )
2 B 1 2
代入数据解得x=36 m
因此,若A、B两车不会相撞,则两车的距离应满足条件为x >36 m。
0
[答案] (1)12 m/s 3 m/s2 (2)x >36 m
0
13、[解析] (1)设轻绳对小球的拉力为F ,小球受力如图甲所示,由平衡条件
T
可得
F cos 30°-F cos θ=0
T
F sin 30°+F sin θ-mg=0
T
解得F =10√3 N,θ=30°。
T
(2)以木块和小球组成的整体为研究对象,受力分析如图乙所示,由平衡条件得
F cos 30°-F=0
f
F +F sin 30°-(M+m)g=0
N
又F=μF
f N
√3
解得μ= 。
5
√3
[答案] (1)10√3 N 30° (2)
5
14、[解析] (1)F作用时,对圆环受力分析,如图甲所示。
沿杆方向有F cos 30°-mg sin 30°-F=ma
f 1
垂直杆方向有mg cos 30°=F +F sin 30°
N又F=μF
f N
联立解得a =10 m/s2
1
由运动学公式得2 s时圆环的速度大小v=a t
1
代入数据解得v=20 m/s。
(2)撤去力F后,对圆环受力分析如图乙所示。
沿杆方向有mg sin 30°+F′=ma
f 2
垂直杆方向有mg cos 30°=F′
N
又F′=μF′
f N
联立解得a =12.5 m/s2
2
v2 202
圆环继续沿杆上滑的最大距离x= = m=16 m。
2a 2×12.5
2
[答案] (1)20 m/s (2)16 m
15、[解析] (1)物块放上传送带并施加拉力的一瞬间,设物块运动的加速度大小
为a ,根据牛顿第二定律有F+μmg cos θ-mg sin θ=ma
1 1
代入数据解得a =12 m/s2。
1
v 1 v2
(2)加速到与传送带共速所用的时间为 t = = s,这段运动的位移为x =
1 a 6 1 2a
1 1
1
= m
6
当物块的速度达到2 m/s时,由于F>μmg cos θ+mg sin θ,因此物块继续向
上做加速运动,设这段运动的加速度为a ,根据牛顿第二定律有F-μmg cos θ
2
-mg sin θ=ma
2
代入数据解得a =2 m/s2
2
1
这段运动的位移为x =vt + a t2
2 2 2 2 2
11
x =L-x = m
2 1 6
(√102 )
解得t = −1 s
2 6√102−5
所以运动的总时间为t=t +t = s。
1 2 6
√102−5
[答案] (1)12 m/s2 (2) s
6