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课时分层作业(七)
1.(2022·广东南雄中学高三月考)如图所示,用手拿着一个水杯,水杯壁上有一个小孔,水面上浮有一木块,水杯静止时,有水流从小孔中流出,现在将手松开,让水杯自由下落(不计空气阻力),则在落地前( )
A.小孔断流,木块相对水面位置不变
B.小孔断流,木块刚好整个浮到水面上
C.小孔断流,木块刚好整个沉到水面下
D.小孔中继续有水喷出,木块相对水面位置不变
A [水杯自由下落,处于完全失重状态,水对侧壁不产生挤压,故断流。同时木块受到的浮力变为0,故木块的加速度也为g,与水的加速度一样,木块相对水面位置不变。]
2.(2022·广东广州高三一模)如图,篮球从某一高度自由落下,与地面反复碰撞,最后停在地面上,空气阻力不计,下列图象能大致反映该过程篮球的加速度随时间变化的是( )
A B
C D
B [篮球自由落地到与地面接触前,只受重力作用,加速度不变,以向下为正方向,加速度为正值,图线为平行于t轴的线段;篮球与地面接触到反弹离开地面过程中,受地面的向上的弹力先从零开始逐渐增大,篮球所受的合力ma1=mg-N,开始阶段地面弹力N小于重力,合力向下,篮球向下继续挤压,N增大,合力逐渐减小,加速度逐渐减小,篮球这一阶段向下做加速度(向下,为正)减小的加速运动;弹力N增大到超过重力大小时,合力向上,其大小为ma2=N-mg,随着N增大,加速度a逐渐增大,方向向上,篮球向下做加速度(向上,为负)增大的减速运动直至速度为零;篮球开始向上运动(离开地面前)的过程是篮球向下挤压地面过程的逆过程,加速度变化特点是:向上(为负)减小,再向下(为正)增大,故B符合题意,A、C、D不符合题意。故选B。]
3.(2023·江苏盐城高三检测)如图所示,物块以初速度v0从粗糙斜面底端沿斜面上滑,达到最高点后沿斜面返回,下列vt图象能正确反映物体运动规律的是( )
A B
C D
C [由题意可知,本题为斜面模型。对物块进行受力分析,受重力、支持力、摩擦力。设在运动过程,物块所受摩擦力大小为f,在物块上滑过程中,根据牛顿第二定律有mgsin θ+f=ma1,加速度方向沿斜面向下,物块做匀减速直线运动;物块下滑过程中,根据牛顿第二定律有mgsin θ-f=ma2,加速度方向沿斜面向下,物块做匀加速直线运动。根据上述两式可以判断a1>a2,在vt图象中图线斜率表示加速度,可知上滑过程其图线倾斜程度更大,故选C。]
4.(2020·山东卷)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图象如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是( )
A.0~t1时间内,v增大,FN>mg
B.t1~t2时间内,v减小,FN<mg
C.t2~t3时间内,v增大,FN<mg
D.t2~t3时间内,v减小,FN>mg
D [根据位移—时间图象的斜率表示速度可知,0~t1时间内,图象斜率增大,速度v增大,加速度方向向下,由牛顿运动定律可知乘客处于失重状态,所受的支持力FN<mg,选项A错误;t1~t2时间内,图象斜率不变,速度v不变,加速度为零,乘客所受的支持力FN=mg,选项B错误;t2~t3时间内,图象斜率减小,速度v减小,加速度方向向上,由牛顿运动定律可知乘客处于超重状态,所受的支持力FN>mg,选项C错误,D正确。]
5.(2021·全国甲卷) 如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
D [由题意知,小物块沿光滑长平板加速下滑,根据牛顿第二定律得mgsin θ=ma,小物块的加速度大小a=gsin θ;设铁架台底座的长度为d,根据几何关系,小物块的位移大小为;根据运动学公式得=at2,联立可得t=,θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将先减小后增大,D正确。]
6.(多选)(2023·四川成都石室中学高三阶段测试)卡车沿平直公路运输质量为m的匀质圆筒状工件,将工件置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°,重力加速度为g,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2。则( )
A.当卡车匀速行驶时F1=mg
B.当卡车匀速行驶时F2=mg
C.卡车安全启动的最大加速度为g
D.卡车安全刹车的最大加速度为g
AD [当卡车匀速行驶时,圆筒处于平衡状态,将重力进行分解如图所示。根据几何