还剩16页未读，
继续阅读
2020-2021学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一（下）开学物理试卷
展开
这是一份2020-2021学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一（下）开学物理试卷，共19页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一（下）开学物理试卷
一、选择题（1～7小题为单选题，每小题4分，每小题只有一个选项符合题目要求；8～10为多选小题为多项选择题，每小题4分，每题有两个或者两个以上选项符合题目要求，全部选对得5分，没有选全得3分，不选或者错选不得分）
1．（4分）一质点沿直线运动，其平均速度与时间的关系满足v＝2+t（各物理量均选用国际单位制中单位），则关于该质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A．质点可能做匀减速直线运动
B．5 s内质点的位移为35 m
C．质点运动的加速度为1 m/s2
D．质点3 s末的速度为5 m/s
2．（4分）如图所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法正确的是（ ）
A．轨道对轻环的支持力大小为mg
B．细线对M点的拉力大小为
C．细线对轻环的作用力大小为
D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°
3．（4分）如图所示为浙江卫视“中国新歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10m的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4s。在战车的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导师先处于失重状态后处于超重状态
B．战车所受外力始终不变
C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动
D．根据题中信息可以估算导师运动的中间时刻速度
4．（4分）如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力。取g＝10m/s2。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（ ）
A．B对A的压力大小为10N B．弹簧弹力大小为20N
C．B的加速度大小为4m/s2 D．A的加速度为零
5．（4分）固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道的最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止释放，且从A点进入圆轨道运动，只要适当调节释放点的高度，总能使球通过最高点D，则小球通过D点后（ ）
A．一定会落到水平面AE上
B．一定会再次落到圆轨道上
C．可能会再次落到圆轨道上
D．不能确定
6．（4分）如图，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出．若初速度为va，将落在圆弧上的a点；若初速度为vb，将落在圆弧上的b点．已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为α、β，不计空气阻力，则（ ）
A．＝
B．＝
C．＝
D．＝
7．（4分）静止的城市绿化洒水车，由横截面积为S的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力（重力加速度g取10m/s2），以下说法正确的是（ ）
A．水流射出喷嘴的速度大小为gttanθ
B．空中水柱的水量为
C．水流落地时位移大小为
D．水流落地时的速度大小为2gtcosθ
（多选）8．（5分）以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点前采取刹车降低车速来逃避处罚，但却很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是（ ）
A．单点测速测的是汽车的瞬时速率
B．单点测速测的是汽车的平均速率
C．区间测速测的是汽车的瞬时速率
D．区间测速测的是汽车的平均速率
（多选）9．（5分）如图所示，斜面体静置于水平地面上，小物块恰好沿斜面匀速下滑．现分别对小物块进行以下三种操作：
①施加一个沿斜面向下的恒力F；
②施加一个竖直向下的恒力F；
③施加一个垂直斜面向下的恒力F．
则在小物块后续的下滑过程中，下列判断正确的是（ ）
A．操作①中小物块将做匀加速运动
B．操作②中小物块仍做匀速运动
C．操作③中斜面体可能会发生滑动
D．三种操作中斜面受到地面摩擦力均为0
（多选）10．（5分）一质量为m的质点以速度v0匀速直线运动，在t＝0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v＝0.5v0，由此可判断（ ）
A．质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动
B．质点受力F作用后可能做圆周运动
C．t＝0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60°
D．t＝时，质点速度最小
二、实验题（第11小题6分，第12小题10分，共16分）
11．（6分）在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC．已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v0＝ m/s，物体经过B点时的速度vB的大小为vB＝ m/s．（取g＝10m/s2）
12．（10分）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置：
（1）以下实验操作正确的是
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动
B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C．先接通电源后释放小车
D．实验中小车的加速度越大越好
（2）在实验中，得到一条如下图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G是计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a＝ m/s2．（结果保留两位有效数字）
（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图所示。图线 是在轨道倾斜情况下得到的（填①或“②）；小车及车中砝码的总质量m＝ kg。
三、计算题（本题共3个小题，第13题9分，第14题12分，第15题20分，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
13．（9分）如图所示，绳一端系着质量m＝0.3kg的小球，另一端被某物理老师用手拉着，使小球在水平面内做匀速圆周运动，且拉绳的手保持静止，已知绳子与竖直方向的夹角θ＝53°，手拉绳的一端到球心的距离L＝0.5m（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2）。求：小球做匀速圆周运动的向心力大小。
14．（12分）试用学过的物理知识解释下面生活中的自锁现象。拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小；
（2）已知存在一临界角θ，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
15．（20分）如图所示，质量为m＝1kg的物块，放置在质量M＝2kg足够长木板的中间，物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板放置在光滑的水平地面上．在地面上方存在两个作用区，两作用区的宽度均为1m，边界距离为d，作用区只对物块有力的作用：Ⅰ作用区对物块作用力方向水平向右，Ⅱ作用区对物块作用力方向水平向左．作用力大小均为3N．将物块与木板从图示位置（物块在Ⅰ作用区内的最左边）由静止释放，已知在整个过程中物块不会滑离木板．取g＝10m/s2．
（1）在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度多大？
（2）若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离d；
（3）物块与木板最终停止运动时，求它们相对滑动的路程．
2020-2021学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一（下）开学物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（1～7小题为单选题，每小题4分，每小题只有一个选项符合题目要求；8～10为多选小题为多项选择题，每小题4分，每题有两个或者两个以上选项符合题目要求，全部选对得5分，没有选全得3分，不选或者错选不得分）
1．（4分）一质点沿直线运动，其平均速度与时间的关系满足v＝2+t（各物理量均选用国际单位制中单位），则关于该质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A．质点可能做匀减速直线运动
B．5 s内质点的位移为35 m
C．质点运动的加速度为1 m/s2
D．质点3 s末的速度为5 m/s
【解答】解：A、根据平均速度知，x＝vt＝2t+t2，根据x＝＝2t+t2知，质点的初速度v0＝2m/s，加速度a＝2m/s2，质点做匀加速直线运动，故A错误，C错误。
B、5s内质点的位移x＝＝35m，故B正确。
D、质点在3s末的速度v＝v0+at＝2+2×3m/s＝8m/s，故D错误。
故选：B。
2．（4分）如图所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法正确的是（ ）
A．轨道对轻环的支持力大小为mg
B．细线对M点的拉力大小为
C．细线对轻环的作用力大小为
D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°
【解答】解：D、对球分析，受重力和拉力而平衡，故：T＝mg；
再对环受力分析，受两个拉力和支持力，如图所示：
根据平衡条件，图中∠1＝∠2，
再根据等腰三角形底角相等，有∠2＝∠3，
而∠1+∠2+∠3＝90°，
故∠1＝∠2＝∠3＝30°，故D正确；
A、轨道对轻环的支持力大小N＝＝mg，故A错误；
B、细线对M点的拉力大小为T＝mg，故B错误；
C、细线对轻环的作用力大小为两个拉力的合力，为：＝，故C错误；
故选：D。
3．（4分）如图所示为浙江卫视“中国新歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10m的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4s。在战车的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导师先处于失重状态后处于超重状态
B．战车所受外力始终不变
C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动
D．根据题中信息可以估算导师运动的中间时刻速度
【解答】解：A、由题可知，“导师战车”沿斜面的方向的速度开始时等于0，最后等于0，所以是先加速后减速，加速的过程中有沿斜面向下的分加速度，导师及车处于失重状态；当车减速时，导师及车有向上的分加速度，车处于超重状态，故A正确；
B、由题可知，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，结合牛顿第二定律可知，车受到的合外力先沿斜面向下，后沿斜面向上，故B错误；
C，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，故C错误；
D、车的位移是10m，时间是4s，可以计算平均速度，由于不是匀变速直线运动，所以无法计算中间时刻的瞬时速度，故D错误。
故选：A。
4．（4分）如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力。取g＝10m/s2。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（ ）
A．B对A的压力大小为10N B．弹簧弹力大小为20N
C．B的加速度大小为4m/s2 D．A的加速度为零
【解答】解：将细线剪断前，弹簧弹力T1＝mAg＝3×10N＝30N
细线剪断瞬间，弹簧的弹力不变；
以AB为整体，设整体加速度为a，利用牛顿第二定律有
mBg+mAg﹣T1＝（mA+mB）a
代入数据可得
a＝4m/s2
以B为研究对象，设A对B的支持力为FN，根据牛顿第二定律有
mBg﹣FN＝mBa
整理代入数据可得FN＝12N
故B对A的压力大小为12N，故ABD错误，B正确。
故选：C。
5．（4分）固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道的最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止释放，且从A点进入圆轨道运动，只要适当调节释放点的高度，总能使球通过最高点D，则小球通过D点后（ ）
A．一定会落到水平面AE上
B．一定会再次落到圆轨道上
C．可能会再次落到圆轨道上
D．不能确定
【解答】解：小球因为能够通过最高点D，根据mg＝，得：，
知在最高点的最小速度为。
根据R＝得：t＝。
则平抛运动的水平位移为：x＝。
知小球一定落在水平面AE上。故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
6．（4分）如图，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出．若初速度为va，将落在圆弧上的a点；若初速度为vb，将落在圆弧上的b点．已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为α、β，不计空气阻力，则（ ）
A．＝
B．＝
C．＝
D．＝
【解答】解：对a，根据得，，则，
对b，根据得，，则，
解得。
故选：D。
7．（4分）静止的城市绿化洒水车，由横截面积为S的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力（重力加速度g取10m/s2），以下说法正确的是（ ）
A．水流射出喷嘴的速度大小为gttanθ
B．空中水柱的水量为
C．水流落地时位移大小为
D．水流落地时的速度大小为2gtcosθ
【解答】解：A、水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，则有tanθ＝，解得，t＝，故A错误。
B、空中水柱的水量Q＝Sv0t＝，故B正确。
C、水流落地时，竖直方向位移h＝，根据几何关系得：水流落地时位移大小s＝＝，故C错误。
D、水流落地时，竖直方速度vy＝gt，则水流落地时的速度v＝＝，故D错误。
故选：B。
（多选）8．（5分）以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点前采取刹车降低车速来逃避处罚，但却很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是（ ）
A．单点测速测的是汽车的瞬时速率
B．单点测速测的是汽车的平均速率
C．区间测速测的是汽车的瞬时速率
D．区间测速测的是汽车的平均速率
【解答】解：A、单点测速是测量的是汽车在某一个点时的速度，故为瞬时速度，故A正确，B错误；
C、区间测量的为某一过程的速度，故为平均速度，故C错误，D正确；
故选：AD。
（多选）9．（5分）如图所示，斜面体静置于水平地面上，小物块恰好沿斜面匀速下滑．现分别对小物块进行以下三种操作：
①施加一个沿斜面向下的恒力F；
②施加一个竖直向下的恒力F；
③施加一个垂直斜面向下的恒力F．
则在小物块后续的下滑过程中，下列判断正确的是（ ）
A．操作①中小物块将做匀加速运动
B．操作②中小物块仍做匀速运动
C．操作③中斜面体可能会发生滑动
D．三种操作中斜面受到地面摩擦力均为0
【解答】解：小物块恰好沿斜面匀速下滑，根据平衡有：mgsinθ＝μmgcosθ，
A、施加一个沿斜面向下的恒力F，根据牛顿第二定律，合力为F，加速度a＝，物块做匀加速运动，故A正确。
B、施加一个竖直向下的恒力F，有：（mg+F）sinθ＝μ（mg+F）cosθ，可知物块仍然做匀速运动，故B正确。
C、开始斜面体处于静止状态，可知重物对斜面的压力在水平方向的分力与摩擦力在水平方向的分力大小相等，施加一个垂直斜面向下的恒力F，摩擦力f与压力的关系仍然为μFN，可知斜面体受到重物的压力和摩擦力在水平方向的分力相等，斜面体仍然处于平衡状态，故C错误。
D、开始重物对斜面的压力在水平方向的分力与摩擦力在水平方向的分力大小相等，施加外力后，摩擦力f与压力的关系仍然为μFN，因为三种情况下，物块对斜面体的压力和摩擦力在水平方向的分力始终相等，可知地面的摩擦力为零。故D正确。
故选：ABD。
（多选）10．（5分）一质量为m的质点以速度v0匀速直线运动，在t＝0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v＝0.5v0，由此可判断（ ）
A．质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动
B．质点受力F作用后可能做圆周运动
C．t＝0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60°
D．t＝时，质点速度最小
【解答】解：A、在t＝0时开始受到恒力F作用，加速度不变，做匀变速运动，若做匀变速直线运动，则最小速度可以为零，所以质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动，故A正确；
B、物体在恒力作用下不可能做圆周运动，故B错误；
C、设恒力与初速度之间的夹角是θ，最小速度：v1＝v0sinθ＝0.5v0
可知初速度与恒力的夹角为钝角，所以是150°，故C错误；
D、在沿恒力方向上有：，
解得：t＝，故D正确。
故选：AD。
二、实验题（第11小题6分，第12小题10分，共16分）
11．（6分）在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC．已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v0＝ 2 m/s，物体经过B点时的速度vB的大小为vB＝ 2 m/s．（取g＝10m/s2）
【解答】解：根据h＝得，t＝
则平抛运动的初速度．
相等的时间间隔T＝．
C点竖直方向上的分速度vyc＝gt＝3m/s，则B点竖直方向上的分速度vyB＝vyc﹣gT＝2m/s．
则．
故答案为：2 m/s 2 m/s
12．（10分）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置：
（1）以下实验操作正确的是 BC
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动
B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C．先接通电源后释放小车
D．实验中小车的加速度越大越好
（2）在实验中，得到一条如下图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G是计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a＝ 0.33 m/s2．（结果保留两位有效数字）
（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图所示。图线 ① 是在轨道倾斜情况下得到的（填①或“②）；小车及车中砝码的总质量m＝ 0.5 kg。
【解答】解：（1）A、平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力。所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，故A错误；
B、为了使绳子拉力代替小车受到的合力，需要调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确；
C、使用打点计时器时，先接通电源后释放小车，故C正确；
D、试验中小车的加速度不是越大越好，加速度太大，纸带打的点太少，不利于测量，故D错误。
故选：BC
（2）由匀变速运动的规律得：
x4﹣x1＝3aT2
x5﹣x2＝3aT2
x6﹣x3＝3aT2
联立得：（x4+x5+x6）﹣（x1+x2+x3）＝9aT2
代入数据解得：a＝0.33m/s2；
（3）由图象可知，当F＝0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。
根据F＝ma得a﹣F图象的斜率k＝，由a﹣F图象得图象斜率k＝2，所以m＝0.5kg。
故答案为：（1）BC； （2）0.33；（3）①；0.5。
三、计算题（本题共3个小题，第13题9分，第14题12分，第15题20分，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
13．（9分）如图所示，绳一端系着质量m＝0.3kg的小球，另一端被某物理老师用手拉着，使小球在水平面内做匀速圆周运动，且拉绳的手保持静止，已知绳子与竖直方向的夹角θ＝53°，手拉绳的一端到球心的距离L＝0.5m（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2）。求：小球做匀速圆周运动的向心力大小。
【解答】解：如图所示，因为小球在水平面内做圆周运动，小球所受合力提供圆周运动向心力，有
Tsin53°＝F合
Tcos53°＝mg
可得小球圆周运动所需向心力的大小为
F＝F合＝mgtan53°＝0.3×10×N＝4N
答：小球做匀速圆周运动的向心力大小为4N。
14．（12分）试用学过的物理知识解释下面生活中的自锁现象。拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小；
（2）已知存在一临界角θ，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
【解答】解：（1）拖把头受到重力、支持力、推力和摩擦力处于平衡，设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。
将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，
按平衡条件有
竖直方向上：Fcosθ+mg＝N
水平方向上：Fsinθ＝f
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有f＝μN
联立解得：；
（2）若不管沿拖杆方向用多大的力不能使拖把从静止开始运动，现考查使上式成立的θ角的取值范围。
注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有sinθ﹣μcosθ≤0
使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为tanθ0＝μ；
答：（1）若拖把头在地板上匀速移动，推拖把的力的大小为；
（2）这一临界角的正切tanθ0为μ。
15．（20分）如图所示，质量为m＝1kg的物块，放置在质量M＝2kg足够长木板的中间，物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板放置在光滑的水平地面上．在地面上方存在两个作用区，两作用区的宽度均为1m，边界距离为d，作用区只对物块有力的作用：Ⅰ作用区对物块作用力方向水平向右，Ⅱ作用区对物块作用力方向水平向左．作用力大小均为3N．将物块与木板从图示位置（物块在Ⅰ作用区内的最左边）由静止释放，已知在整个过程中物块不会滑离木板．取g＝10m/s2．
（1）在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度多大？
（2）若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离d；
（3）物块与木板最终停止运动时，求它们相对滑动的路程．
【解答】解：（1）对物块由牛顿第二定律：
F﹣μmg＝mam1
得：am1＝
由
得
所以：vm1＝am1t1＝2m/s
（2）I区域内，对木板：
由μmg＝MaM1
得
木板到达 I区域边缘处：
vM1＝aM1t1＝0.5m/s
离开I区域后：对物块：
由μmg＝mam2
得
对木板：
当物块与木板达共同速度时：
vm1﹣am2t2＝vM1+aM2t2
得：t2＝1s
两作用区边界距离为：
d＝＝1.5m
（3）由于F＞μmg，所以物块与木板最终只能停在两区域之间．
由全过程能量守恒与转化规律：
FL＝μmgs
得：s＝3m
答：（1）在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度2m/s
（2）若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离1.5m；
（3）物块与木板最终停止运动时，它们相对滑动的路程3m．
2020-2021学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一（下）开学物理试卷
一、选择题（1～7小题为单选题，每小题4分，每小题只有一个选项符合题目要求；8～10为多选小题为多项选择题，每小题4分，每题有两个或者两个以上选项符合题目要求，全部选对得5分，没有选全得3分，不选或者错选不得分）
1．（4分）一质点沿直线运动，其平均速度与时间的关系满足v＝2+t（各物理量均选用国际单位制中单位），则关于该质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A．质点可能做匀减速直线运动
B．5 s内质点的位移为35 m
C．质点运动的加速度为1 m/s2
D．质点3 s末的速度为5 m/s
2．（4分）如图所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法正确的是（ ）
A．轨道对轻环的支持力大小为mg
B．细线对M点的拉力大小为
C．细线对轻环的作用力大小为
D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°
3．（4分）如图所示为浙江卫视“中国新歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10m的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4s。在战车的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导师先处于失重状态后处于超重状态
B．战车所受外力始终不变
C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动
D．根据题中信息可以估算导师运动的中间时刻速度
4．（4分）如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力。取g＝10m/s2。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（ ）
A．B对A的压力大小为10N B．弹簧弹力大小为20N
C．B的加速度大小为4m/s2 D．A的加速度为零
5．（4分）固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道的最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止释放，且从A点进入圆轨道运动，只要适当调节释放点的高度，总能使球通过最高点D，则小球通过D点后（ ）
A．一定会落到水平面AE上
B．一定会再次落到圆轨道上
C．可能会再次落到圆轨道上
D．不能确定
6．（4分）如图，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出．若初速度为va，将落在圆弧上的a点；若初速度为vb，将落在圆弧上的b点．已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为α、β，不计空气阻力，则（ ）
A．＝
B．＝
C．＝
D．＝
7．（4分）静止的城市绿化洒水车，由横截面积为S的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力（重力加速度g取10m/s2），以下说法正确的是（ ）
A．水流射出喷嘴的速度大小为gttanθ
B．空中水柱的水量为
C．水流落地时位移大小为
D．水流落地时的速度大小为2gtcosθ
（多选）8．（5分）以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点前采取刹车降低车速来逃避处罚，但却很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是（ ）
A．单点测速测的是汽车的瞬时速率
B．单点测速测的是汽车的平均速率
C．区间测速测的是汽车的瞬时速率
D．区间测速测的是汽车的平均速率
（多选）9．（5分）如图所示，斜面体静置于水平地面上，小物块恰好沿斜面匀速下滑．现分别对小物块进行以下三种操作：
①施加一个沿斜面向下的恒力F；
②施加一个竖直向下的恒力F；
③施加一个垂直斜面向下的恒力F．
则在小物块后续的下滑过程中，下列判断正确的是（ ）
A．操作①中小物块将做匀加速运动
B．操作②中小物块仍做匀速运动
C．操作③中斜面体可能会发生滑动
D．三种操作中斜面受到地面摩擦力均为0
（多选）10．（5分）一质量为m的质点以速度v0匀速直线运动，在t＝0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v＝0.5v0，由此可判断（ ）
A．质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动
B．质点受力F作用后可能做圆周运动
C．t＝0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60°
D．t＝时，质点速度最小
二、实验题（第11小题6分，第12小题10分，共16分）
11．（6分）在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC．已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v0＝ m/s，物体经过B点时的速度vB的大小为vB＝ m/s．（取g＝10m/s2）
12．（10分）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置：
（1）以下实验操作正确的是
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动
B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C．先接通电源后释放小车
D．实验中小车的加速度越大越好
（2）在实验中，得到一条如下图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G是计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a＝ m/s2．（结果保留两位有效数字）
（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图所示。图线 是在轨道倾斜情况下得到的（填①或“②）；小车及车中砝码的总质量m＝ kg。
三、计算题（本题共3个小题，第13题9分，第14题12分，第15题20分，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
13．（9分）如图所示，绳一端系着质量m＝0.3kg的小球，另一端被某物理老师用手拉着，使小球在水平面内做匀速圆周运动，且拉绳的手保持静止，已知绳子与竖直方向的夹角θ＝53°，手拉绳的一端到球心的距离L＝0.5m（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2）。求：小球做匀速圆周运动的向心力大小。
14．（12分）试用学过的物理知识解释下面生活中的自锁现象。拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小；
（2）已知存在一临界角θ，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
15．（20分）如图所示，质量为m＝1kg的物块，放置在质量M＝2kg足够长木板的中间，物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板放置在光滑的水平地面上．在地面上方存在两个作用区，两作用区的宽度均为1m，边界距离为d，作用区只对物块有力的作用：Ⅰ作用区对物块作用力方向水平向右，Ⅱ作用区对物块作用力方向水平向左．作用力大小均为3N．将物块与木板从图示位置（物块在Ⅰ作用区内的最左边）由静止释放，已知在整个过程中物块不会滑离木板．取g＝10m/s2．
（1）在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度多大？
（2）若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离d；
（3）物块与木板最终停止运动时，求它们相对滑动的路程．
2020-2021学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一（下）开学物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（1～7小题为单选题，每小题4分，每小题只有一个选项符合题目要求；8～10为多选小题为多项选择题，每小题4分，每题有两个或者两个以上选项符合题目要求，全部选对得5分，没有选全得3分，不选或者错选不得分）
1．（4分）一质点沿直线运动，其平均速度与时间的关系满足v＝2+t（各物理量均选用国际单位制中单位），则关于该质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A．质点可能做匀减速直线运动
B．5 s内质点的位移为35 m
C．质点运动的加速度为1 m/s2
D．质点3 s末的速度为5 m/s
【解答】解：A、根据平均速度知，x＝vt＝2t+t2，根据x＝＝2t+t2知，质点的初速度v0＝2m/s，加速度a＝2m/s2，质点做匀加速直线运动，故A错误，C错误。
B、5s内质点的位移x＝＝35m，故B正确。
D、质点在3s末的速度v＝v0+at＝2+2×3m/s＝8m/s，故D错误。
故选：B。
2．（4分）如图所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法正确的是（ ）
A．轨道对轻环的支持力大小为mg
B．细线对M点的拉力大小为
C．细线对轻环的作用力大小为
D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°
【解答】解：D、对球分析，受重力和拉力而平衡，故：T＝mg；
再对环受力分析，受两个拉力和支持力，如图所示：
根据平衡条件，图中∠1＝∠2，
再根据等腰三角形底角相等，有∠2＝∠3，
而∠1+∠2+∠3＝90°，
故∠1＝∠2＝∠3＝30°，故D正确；
A、轨道对轻环的支持力大小N＝＝mg，故A错误；
B、细线对M点的拉力大小为T＝mg，故B错误；
C、细线对轻环的作用力大小为两个拉力的合力，为：＝，故C错误；
故选：D。
3．（4分）如图所示为浙江卫视“中国新歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10m的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4s。在战车的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导师先处于失重状态后处于超重状态
B．战车所受外力始终不变
C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动
D．根据题中信息可以估算导师运动的中间时刻速度
【解答】解：A、由题可知，“导师战车”沿斜面的方向的速度开始时等于0，最后等于0，所以是先加速后减速，加速的过程中有沿斜面向下的分加速度，导师及车处于失重状态；当车减速时，导师及车有向上的分加速度，车处于超重状态，故A正确；
B、由题可知，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，结合牛顿第二定律可知，车受到的合外力先沿斜面向下，后沿斜面向上，故B错误；
C，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，故C错误；
D、车的位移是10m，时间是4s，可以计算平均速度，由于不是匀变速直线运动，所以无法计算中间时刻的瞬时速度，故D错误。
故选：A。
4．（4分）如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力。取g＝10m/s2。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（ ）
A．B对A的压力大小为10N B．弹簧弹力大小为20N
C．B的加速度大小为4m/s2 D．A的加速度为零
【解答】解：将细线剪断前，弹簧弹力T1＝mAg＝3×10N＝30N
细线剪断瞬间，弹簧的弹力不变；
以AB为整体，设整体加速度为a，利用牛顿第二定律有
mBg+mAg﹣T1＝（mA+mB）a
代入数据可得
a＝4m/s2
以B为研究对象，设A对B的支持力为FN，根据牛顿第二定律有
mBg﹣FN＝mBa
整理代入数据可得FN＝12N
故B对A的压力大小为12N，故ABD错误，B正确。
故选：C。
5．（4分）固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道的最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止释放，且从A点进入圆轨道运动，只要适当调节释放点的高度，总能使球通过最高点D，则小球通过D点后（ ）
A．一定会落到水平面AE上
B．一定会再次落到圆轨道上
C．可能会再次落到圆轨道上
D．不能确定
【解答】解：小球因为能够通过最高点D，根据mg＝，得：，
知在最高点的最小速度为。
根据R＝得：t＝。
则平抛运动的水平位移为：x＝。
知小球一定落在水平面AE上。故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
6．（4分）如图，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出．若初速度为va，将落在圆弧上的a点；若初速度为vb，将落在圆弧上的b点．已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为α、β，不计空气阻力，则（ ）
A．＝
B．＝
C．＝
D．＝
【解答】解：对a，根据得，，则，
对b，根据得，，则，
解得。
故选：D。
7．（4分）静止的城市绿化洒水车，由横截面积为S的水龙头喷嘴水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力（重力加速度g取10m/s2），以下说法正确的是（ ）
A．水流射出喷嘴的速度大小为gttanθ
B．空中水柱的水量为
C．水流落地时位移大小为
D．水流落地时的速度大小为2gtcosθ
【解答】解：A、水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，则有tanθ＝，解得，t＝，故A错误。
B、空中水柱的水量Q＝Sv0t＝，故B正确。
C、水流落地时，竖直方向位移h＝，根据几何关系得：水流落地时位移大小s＝＝，故C错误。
D、水流落地时，竖直方速度vy＝gt，则水流落地时的速度v＝＝，故D错误。
故选：B。
（多选）8．（5分）以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点前采取刹车降低车速来逃避处罚，但却很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是（ ）
A．单点测速测的是汽车的瞬时速率
B．单点测速测的是汽车的平均速率
C．区间测速测的是汽车的瞬时速率
D．区间测速测的是汽车的平均速率
【解答】解：A、单点测速是测量的是汽车在某一个点时的速度，故为瞬时速度，故A正确，B错误；
C、区间测量的为某一过程的速度，故为平均速度，故C错误，D正确；
故选：AD。
（多选）9．（5分）如图所示，斜面体静置于水平地面上，小物块恰好沿斜面匀速下滑．现分别对小物块进行以下三种操作：
①施加一个沿斜面向下的恒力F；
②施加一个竖直向下的恒力F；
③施加一个垂直斜面向下的恒力F．
则在小物块后续的下滑过程中，下列判断正确的是（ ）
A．操作①中小物块将做匀加速运动
B．操作②中小物块仍做匀速运动
C．操作③中斜面体可能会发生滑动
D．三种操作中斜面受到地面摩擦力均为0
【解答】解：小物块恰好沿斜面匀速下滑，根据平衡有：mgsinθ＝μmgcosθ，
A、施加一个沿斜面向下的恒力F，根据牛顿第二定律，合力为F，加速度a＝，物块做匀加速运动，故A正确。
B、施加一个竖直向下的恒力F，有：（mg+F）sinθ＝μ（mg+F）cosθ，可知物块仍然做匀速运动，故B正确。
C、开始斜面体处于静止状态，可知重物对斜面的压力在水平方向的分力与摩擦力在水平方向的分力大小相等，施加一个垂直斜面向下的恒力F，摩擦力f与压力的关系仍然为μFN，可知斜面体受到重物的压力和摩擦力在水平方向的分力相等，斜面体仍然处于平衡状态，故C错误。
D、开始重物对斜面的压力在水平方向的分力与摩擦力在水平方向的分力大小相等，施加外力后，摩擦力f与压力的关系仍然为μFN，因为三种情况下，物块对斜面体的压力和摩擦力在水平方向的分力始终相等，可知地面的摩擦力为零。故D正确。
故选：ABD。
（多选）10．（5分）一质量为m的质点以速度v0匀速直线运动，在t＝0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v＝0.5v0，由此可判断（ ）
A．质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动
B．质点受力F作用后可能做圆周运动
C．t＝0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60°
D．t＝时，质点速度最小
【解答】解：A、在t＝0时开始受到恒力F作用，加速度不变，做匀变速运动，若做匀变速直线运动，则最小速度可以为零，所以质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动，故A正确；
B、物体在恒力作用下不可能做圆周运动，故B错误；
C、设恒力与初速度之间的夹角是θ，最小速度：v1＝v0sinθ＝0.5v0
可知初速度与恒力的夹角为钝角，所以是150°，故C错误；
D、在沿恒力方向上有：，
解得：t＝，故D正确。
故选：AD。
二、实验题（第11小题6分，第12小题10分，共16分）
11．（6分）在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC．已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v0＝ 2 m/s，物体经过B点时的速度vB的大小为vB＝ 2 m/s．（取g＝10m/s2）
【解答】解：根据h＝得，t＝
则平抛运动的初速度．
相等的时间间隔T＝．
C点竖直方向上的分速度vyc＝gt＝3m/s，则B点竖直方向上的分速度vyB＝vyc﹣gT＝2m/s．
则．
故答案为：2 m/s 2 m/s
12．（10分）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置：
（1）以下实验操作正确的是 BC
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动
B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C．先接通电源后释放小车
D．实验中小车的加速度越大越好
（2）在实验中，得到一条如下图所示的纸带，A、B、C、D、E、F、G是计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a＝ 0.33 m/s2．（结果保留两位有效数字）
（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a﹣F图线，如图所示。图线 ① 是在轨道倾斜情况下得到的（填①或“②）；小车及车中砝码的总质量m＝ 0.5 kg。
【解答】解：（1）A、平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力。所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，故A错误；
B、为了使绳子拉力代替小车受到的合力，需要调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确；
C、使用打点计时器时，先接通电源后释放小车，故C正确；
D、试验中小车的加速度不是越大越好，加速度太大，纸带打的点太少，不利于测量，故D错误。
故选：BC
（2）由匀变速运动的规律得：
x4﹣x1＝3aT2
x5﹣x2＝3aT2
x6﹣x3＝3aT2
联立得：（x4+x5+x6）﹣（x1+x2+x3）＝9aT2
代入数据解得：a＝0.33m/s2；
（3）由图象可知，当F＝0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。
根据F＝ma得a﹣F图象的斜率k＝，由a﹣F图象得图象斜率k＝2，所以m＝0.5kg。
故答案为：（1）BC； （2）0.33；（3）①；0.5。
三、计算题（本题共3个小题，第13题9分，第14题12分，第15题20分，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
13．（9分）如图所示，绳一端系着质量m＝0.3kg的小球，另一端被某物理老师用手拉着，使小球在水平面内做匀速圆周运动，且拉绳的手保持静止，已知绳子与竖直方向的夹角θ＝53°，手拉绳的一端到球心的距离L＝0.5m（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2）。求：小球做匀速圆周运动的向心力大小。
【解答】解：如图所示，因为小球在水平面内做圆周运动，小球所受合力提供圆周运动向心力，有
Tsin53°＝F合
Tcos53°＝mg
可得小球圆周运动所需向心力的大小为
F＝F合＝mgtan53°＝0.3×10×N＝4N
答：小球做匀速圆周运动的向心力大小为4N。
14．（12分）试用学过的物理知识解释下面生活中的自锁现象。拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小；
（2）已知存在一临界角θ，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
【解答】解：（1）拖把头受到重力、支持力、推力和摩擦力处于平衡，设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。
将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，
按平衡条件有
竖直方向上：Fcosθ+mg＝N
水平方向上：Fsinθ＝f
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有f＝μN
联立解得：；
（2）若不管沿拖杆方向用多大的力不能使拖把从静止开始运动，现考查使上式成立的θ角的取值范围。
注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有sinθ﹣μcosθ≤0
使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为tanθ0＝μ；
答：（1）若拖把头在地板上匀速移动，推拖把的力的大小为；
（2）这一临界角的正切tanθ0为μ。
15．（20分）如图所示，质量为m＝1kg的物块，放置在质量M＝2kg足够长木板的中间，物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板放置在光滑的水平地面上．在地面上方存在两个作用区，两作用区的宽度均为1m，边界距离为d，作用区只对物块有力的作用：Ⅰ作用区对物块作用力方向水平向右，Ⅱ作用区对物块作用力方向水平向左．作用力大小均为3N．将物块与木板从图示位置（物块在Ⅰ作用区内的最左边）由静止释放，已知在整个过程中物块不会滑离木板．取g＝10m/s2．
（1）在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度多大？
（2）若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离d；
（3）物块与木板最终停止运动时，求它们相对滑动的路程．
【解答】解：（1）对物块由牛顿第二定律：
F﹣μmg＝mam1
得：am1＝
由
得
所以：vm1＝am1t1＝2m/s
（2）I区域内，对木板：
由μmg＝MaM1
得
木板到达 I区域边缘处：
vM1＝aM1t1＝0.5m/s
离开I区域后：对物块：
由μmg＝mam2
得
对木板：
当物块与木板达共同速度时：
vm1﹣am2t2＝vM1+aM2t2
得：t2＝1s
两作用区边界距离为：
d＝＝1.5m
（3）由于F＞μmg，所以物块与木板最终只能停在两区域之间．
由全过程能量守恒与转化规律：
FL＝μmgs
得：s＝3m
答：（1）在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度2m/s
（2）若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离1.5m；
（3）物块与木板最终停止运动时，它们相对滑动的路程3m．
相关试卷
2023届湖南省长沙市雅礼中学高考模拟试卷（一）物理： 这是一份2023届湖南省长沙市雅礼中学高考模拟试卷（一）物理，文件包含长沙市雅礼中学2023届高三一模物理试卷pdf、长沙市雅礼中学2023届高三一模物理答案pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共12页， 欢迎下载使用。
2022-2023学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一下学期期中考试 物理试题： 这是一份2022-2023学年湖南省长沙市雅礼教育集团高一下学期期中考试 物理试题，共12页。
2022-2023学年湖南省雅礼中学教育集团高二下学期期中物理试题 Word版： 这是一份2022-2023学年湖南省雅礼中学教育集团高二下学期期中物理试题 Word版，共10页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
