内容正文:
宁化一中2024-2025学年高三暑期测试 物理试卷
一、单选题(每题3分,共24分)
1. 下列关于重力、摩擦力的说法正确的是( )
A. 因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B. 摩擦力只会阻碍物体运动
C. 静摩擦力方向总是会与物体的运动方向相反
D. 两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力
2. 人们出行常用打车软件呼叫快车,快车司机为方便操作手机,用支架将手机固定在汽车中控台上方,如图所示。某次司机接单后去目的地接乘客,在汽车匀速直线行驶阶段,手机支架对手机的作用力为F,则下列说法正确的是( )
A. F方向竖直向上
B. F方向与汽车运动方向相同
C. F大小小于手机重力
D. F大小大于手机重力
3. 掷冰壶是以队为单位,在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,被喻为冰上的“国际象棋”。如图,在某次比赛中,冰壶被投出后做匀减速直线运动,经过20s停止,第10s内的位移大小为4.2m,下列说法正确的是( )
A. 冰壶的加速度大小为
B. 冰壶的初速度大小为8.4m/s
C. 冰壶在前10s的位移与后10s内的位移大小之比为2∶1
D. 冰壶在第1秒内的位移大小为7.8m
4. 如图所示,一质量为m=8kg的木块放在水平桌面上,在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态,其中F1=10N,F2=3N。已知木块与地面的动摩擦因数为0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小取,则木块在水平方向受到的摩擦力Ff下列说法正确的是( )
A. 若撤去F1保留F2,则Ff=8N,方向向左
B 若撤去F1保留F2,则Ff=3N,方向向右
C. 若撤去F2保留F1,则Ff=3N,方向向左
D. 若撤去F2保留F1,则Ff=10N,方向向左
5. 甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动, 甲和乙的运动图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 6s内甲的路程为16m, 乙的路程为12m
B. 0~2s内与4~6s内, 甲的速度等大、反向
C. 0~6s内, 甲、乙的运动方向均改变一次
D. 甲、乙均在3s末回到出发点,距出发点的最大距离均为4m
6. 如图所示,一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上,下端放在粗糙的水平地面上,直梯处于静止状态。若减小直梯与墙壁之间的夹角,直梯仍处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 墙壁对直梯的支持力变大
B. 地面对直梯的支持力变小
C. 地面对直梯的摩擦力变大
D. 地面对直梯的作用力变小
7. 三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a、c质量均为2kg,b质量为1kg,a放在水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数μ=0.5。开始时,弹簧p处于原长,轻绳恰好伸直,木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是( )(轻弹簧和细线的重量都忽略不计,取)
A. 14cm B. 12cm C. 10cm D. 8cm
8. 粗糙的半圆柱体固定在水平地面上,截面如图所示。质量为m的小物块在拉力F的作用下,从半圆柱体的底端缓慢向上滑动。已知拉力F的方向始终与小物块的运动方向相同(与圆弧相切),小物块与半圆柱体表面的动摩擦因数为,重力加速度大小为g。若小物块和圆心的连线与水平方向的夹角为,在从0增大到90°的过程中( )
A. 拉力F一直增大 B. 拉力F先减小后增大
C. 时,拉力F最大 D. 拉力F的最小值为
二、双项选择题(每题4分,共16分,选对但不全得2分,全对得4分,选错不得分)
9. 下列对图中弹力有无的判断,正确的是( )
A. 小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力
B. 小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,则绳对小球有弹力
C. 小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,则b绳对小球一定没有拉力
D. 小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,倾斜面对球有弹力
10. 图甲中轻杆的端固定在竖直墙壁上,另一端光滑,一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量为的重物,水平;图乙中轻杆可绕点自由转动,另一端光滑;一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量也为的重物。已知图甲中,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 图甲轻杆中弹力大小为
B. 图乙轻杆中弹力大小为
C. 图甲中轻杆中弹力与细线中拉力的合力方向一定沿竖直方向
D. 图乙中绳子对轻杆弹力可能不沿杆
11. 如图所示,轻质细绳和相交于O点,其A、B端是固定的,在O点用轻质细绳悬挂质量为m的物体,平衡时,水平,与水平方向的夹角为,已知细绳和能承受的最大拉力相同,和的拉力大小分别为和。则( )
A
B.
C. 与的合力大小为,方向竖直向上
D. 增大物体的质量,最先断的是细绳
12. 如图所示,球筒中静置着一个羽毛球。小明左手拿着球筒,右手迅速拍打筒的上端,使筒获得向下的初速度并与左手发生相对运动,最后羽毛球(视为质点)从筒口上端出来,已知球筒质量为(不含球的质量),羽毛球质量为,球筒与手之间的滑动摩擦力为,球与筒之间的滑动摩擦力为,球头离筒的上端距离为,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,当球筒获得一个向下的初速度后( )
A. 静置时,羽毛球的摩擦力为
B. 拍打球筒后瞬间,羽毛球受到向上的摩擦力
C. 拍打球筒后瞬间,羽毛球的加速度为
D. 仅拍打一次,羽毛球恰能出来,则筒的初速度为
三、填空、实验题(每空2分,共26分)
13. 某同学向北行走了6m,再向东行走了3m,又向南行走了2m,则该同学在上述行走过程中,通过的路程为_________m;发生的位移为_________m。
14. 打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸,打印机正常工作时,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,则第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向________,第10张纸对摩擦片的摩擦力方向________。(填“向左”、“向右”、“无”)
15. 物理兴趣小组的同学用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动。实验装置如图甲所示,把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,电火花打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面。将细绳绕过滑轮,下面挂上钩码,,小车在钩码的牵引下运动。
(1)电火花打点计时器使用频率为50Hz、电压为______V交流电源。
(2)根据已打出的纸带,不用公式计算和测量就能直接得出的物理量是______。(填选项前面的字母)
A. 时间间隔 B. 位移 C. 加速度 D. 平均速度
(3)下列实验操作中,没有必要的项是______。(填选项前面的字母)。
A. 实验所用的长木板要尽量光滑
B. 要先接通打点计时器的电源,再放开小车
C. 细绳上所挂的钩码质量适宜
D. 开始释放小车时,小车应尽量靠近打点计时器
(4)按照正确的步骤操作,选择了一条最清晰的纸带,舍掉开头一些过于密集的点迹,从某一个点起,每五个点取一个计数点,测出相邻计数点之间的距离如图乙所示。该小车的加速度______,小车经过计数点2时的瞬时速度______(结果均保留2位有效数字)。
16. 某实验小组设计实验探究弹簧的劲度系数与哪些因素有关,在研究弹簧劲度系数与弹簧的圈数关系时:
(1)实验小组选取材料相同,直径相同,粗细相同,长度相同,圈数不同的两个弹簧进行实验。按照如图甲所示的方案设计实验,1的圈数少,2的圈数多,改变被支撑重物的质量m,静止时测出弹簧的形变量x,得到形变量x与质量m的关系式图像,取多组类似弹簧实验均可得到类似的图像,如图乙所示则可知弹簧单位长度的圈数越______(填“多”或“少”),弹簧的劲度系数越小。
(2)图乙中,已知弹簧1的劲度系数为k,则弹簧2的劲度系数为______。
(3)如图丙所示,某学习小组把两根弹簧连接起来,测量弹簧1的劲度系数,弹簧2的重力______(填“会”或“不会”)引起弹簧1的劲度系数的测量误差。
(4)如图丙所示,某学习小组把两根弹簧连接起来,若不考虑弹簧自身重力的影响,把两根弹簧当成一根新弹簧,则新弹簧的劲度系数为______。
四、计算题(8+10+16=34分)
17. 某人在距地面h0=25m的高处以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,设抛出点为计时起点。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
(1)求小球到达抛出点上方h1=7.2m处的速度v
(2)求小球从抛出到落到地面的时间t
18. 如图所示,水平地面上固定有一竖直光滑杆,杆上套有质量为m的圆环,地面上放质量为M的物块,圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连,物块恰好不滑动,连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°、β=53°。认为物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,取sin37°=0.6。求∶
(1)轻绳上的拉力大小F;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ。
19. 如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=50kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下,已知两木棍间距d=6cm,与水平面的夹角。(,,g取10m/s2)。求:
(1)每根直木棍对水泥圆筒的摩擦力;
(2)水泥圆筒与直木棍的动摩擦因数;
(3)将水泥圆筒沿直木棍匀速向上运动,所需最小拉力(注:)
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宁化一中2024-2025学年高三暑期测试 物理试卷
一、单选题(每题3分,共24分)
1. 下列关于重力、摩擦力的说法正确的是( )
A. 因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B. 摩擦力只会阻碍物体运动
C. 静摩擦力方向总是会与物体的运动方向相反
D. 两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力的施力物体是地球,故A错误;
B.摩擦力只会阻碍物体的相对运动,故B错误;
C.静摩擦力方向总是会与物体的相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相同,故C错误;
D.根据产生摩擦力的条件可知,两物体间如果有相互作用的摩擦力,就一定存在弹力,故D正确;
故选D。
2. 人们出行常用打车软件呼叫快车,快车司机为方便操作手机,用支架将手机固定在汽车中控台上方,如图所示。某次司机接单后去目的地接乘客,在汽车匀速直线行驶阶段,手机支架对手机的作用力为F,则下列说法正确的是( )
A. F方向竖直向上
B. F方向与汽车运动方向相同
C F大小小于手机重力
D. F大小大于手机重力
【答案】A
【解析】
【详解】根据平衡条件,手机支架对手机的作用力F与重力等大反向。
故选A。
3. 掷冰壶是以队为单位,在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,被喻为冰上的“国际象棋”。如图,在某次比赛中,冰壶被投出后做匀减速直线运动,经过20s停止,第10s内的位移大小为4.2m,下列说法正确的是( )
A. 冰壶的加速度大小为
B. 冰壶的初速度大小为8.4m/s
C. 冰壶在前10s的位移与后10s内的位移大小之比为2∶1
D. 冰壶在第1秒内的位移大小为7.8m
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度,第10s内的位移大小为4.2m,则时冰壶的速度为
整个过程的逆过程为初速度为零的匀加速直线运动,则
解得冰壶的加速度大小为
故A错误;
B.冰壶的初速度大小为
故B错误;
C.冰壶在前10s的位移
冰壶在后10s位移
冰壶在前10s的位移与后10s内的位移大小之比为
故C错误;
D.冰壶在第1秒内的位移大小为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示,一质量为m=8kg的木块放在水平桌面上,在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态,其中F1=10N,F2=3N。已知木块与地面的动摩擦因数为0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小取,则木块在水平方向受到的摩擦力Ff下列说法正确的是( )
A. 若撤去F1保留F2,则Ff=8N,方向向左
B. 若撤去F1保留F2,则Ff=3N,方向向右
C. 若撤去F2保留F1,则Ff=3N,方向向左
D. 若撤去F2保留F1,则Ff=10N,方向向左
【答案】B
【解析】
【详解】AB.木块在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态,根据平衡条件可知
木块受到的静摩擦力为方向向左;
若撤去F1保留F2,由于
可知木块仍然保持静止,则木块受到的静摩擦力为
方向向右,故A错误,B正确;
CD.若撤去F2保留F1,由于
可知木块将向右运动,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
方向向左,故CD错误。
故选B。
5. 甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动, 甲和乙的运动图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 6s内甲的路程为16m, 乙的路程为12m
B. 0~2s内与4~6s内, 甲的速度等大、反向
C. 0~6s内, 甲、乙的运动方向均改变一次
D. 甲、乙均在3s末回到出发点,距出发点的最大距离均为4m
【答案】A
【解析】
【详解】A.6s内甲的路程为
s1=4m×4=16m
v-t图像面积等于位移,可知6s内乙的路程为
选项A正确;
B.x-t图像的斜率等于速度,可知0~2s内与4~6s内, 甲的速度等大、同向,选项B错误;
C.0~6s内, 甲在2s末和4s末运动方向改变两次;乙在3s末运动方向改变一次,选项C错误;
D.甲在3s末回到出发点,距出发点的最大距离为4m;甲在6s末回到出发点,距出发点的最大距离为
选项D错误。
故选A。
6. 如图所示,一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上,下端放在粗糙的水平地面上,直梯处于静止状态。若减小直梯与墙壁之间的夹角,直梯仍处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 墙壁对直梯的支持力变大
B. 地面对直梯的支持力变小
C. 地面对直梯的摩擦力变大
D. 地面对直梯的作用力变小
【答案】D
【解析】
【详解】B.直梯的受力分析如图所示
地面对梯子的支持力N与重力mg平衡,与夹角无关,减小角,直梯仍能平衡,则地面对梯子的支持力N不变,故B项错误;
AC.因为墙壁光滑,梯子受到重力G,地面的支持力N,墙壁对梯子的弹力和地面对梯子静摩擦力f,直梯处于静止状态,地面对梯子的支持力与重力相等,始终不变,若直梯与墙壁之间的夹角减小为零,梯子就不在受到地面的静摩擦力,所以若减小直梯与墙壁之间的夹角,直梯仍处于静止状态,所以直梯受到的摩擦力减小,墙壁对直梯的支持力也减小,故AC错误;
D.地面对直梯的作用力为
由之前的分析可知,地面对直梯的支持力不变,但地面对直梯的摩擦力变小,因此地面对直梯的作用力变小,故D项正确。
故选D。
7. 三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a、c质量均为2kg,b质量为1kg,a放在水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数μ=0.5。开始时,弹簧p处于原长,轻绳恰好伸直,木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是( )(轻弹簧和细线的重量都忽略不计,取)
A. 14cm B. 12cm C. 10cm D. 8cm
【答案】A
【解析】
【详解】开始时弹簧q的压缩量为
物块c刚离开地面时弹簧q的伸长量为
此时弹簧p的拉力
弹簧p的伸长量
则该过程p弹簧的左端向左移动的距离是
故选A。
8. 粗糙的半圆柱体固定在水平地面上,截面如图所示。质量为m的小物块在拉力F的作用下,从半圆柱体的底端缓慢向上滑动。已知拉力F的方向始终与小物块的运动方向相同(与圆弧相切),小物块与半圆柱体表面的动摩擦因数为,重力加速度大小为g。若小物块和圆心的连线与水平方向的夹角为,在从0增大到90°的过程中( )
A. 拉力F一直增大 B. 拉力F先减小后增大
C. 时,拉力F最大 D. 拉力F的最小值为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由于物块缓慢移动,可看作是平衡状态,小物块和圆心的连线与水平方向的夹角为,对物块受力分析,由平衡条件可得
由数学知识可知
其中
得
即
所以在从0增大到90°过程中,先增大后减小,故AB错误;
C.时,,拉力最大,故C正确;
D.时,有最小值
故D错误。
故选C。
二、双项选择题(每题4分,共16分,选对但不全得2分,全对得4分,选错不得分)
9. 下列对图中弹力有无的判断,正确的是( )
A. 小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力
B. 小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,则绳对小球有弹力
C. 小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,则b绳对小球一定没有拉力
D. 小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,倾斜面对球有弹力
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀速直线运动,小球受到的重力和小车底部对小球的支持力平衡,车厢左壁对小球无弹力,A错误;
B.小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,假设轻绳对小球没有弹力,去掉轻绳,小球会沿斜面下滑,假设不成立,即轻绳对小球有弹力,B正确;
C.小球被a、b两轻绳悬挂而静止,其中a绳处于竖直方向,则小球的重力和a绳的拉力平衡,故b绳对小球一定没有拉力,C正确;
D.小球静止在光滑的三角槽中,三角槽底面水平,小球的重力和三角槽底部对小球的支持力平衡,倾斜面对小球一定无弹力,D错误。
故选BC。
10. 图甲中轻杆的端固定在竖直墙壁上,另一端光滑,一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量为的重物,水平;图乙中轻杆可绕点自由转动,另一端光滑;一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量也为的重物。已知图甲中,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 图甲轻杆中弹力大小为
B. 图乙轻杆中弹力大小为
C. 图甲中轻杆中弹力与细线中拉力的合力方向一定沿竖直方向
D. 图乙中绳子对轻杆弹力可能不沿杆
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由于图甲轻杆为“定杆”,其O端光滑,可以视为活结,两侧细线中拉力大小相等,都等于,由力的平衡条件可知,图甲轻杆中弹力大小为
故A正确;
BD.图乙中轻杆可绕点自由转动,为“动杆”,另一端光滑,可以视为活结,两侧细线中拉力相等,“动杆”中弹力方向一定沿“动杆”方向,“动杆”中弹力大小等于两侧细线中拉力的合力大小,两细线夹角不确定,则轻杆中弹力大小无法确定,故BD错误;
C.根据共点力平衡条件,图甲中轻杆弹力与细线OB中拉力的合力方向一定与竖直细绳的拉力方向相反,即竖直向上,故C正确。
故选AC。
11. 如图所示,轻质细绳和相交于O点,其A、B端是固定的,在O点用轻质细绳悬挂质量为m的物体,平衡时,水平,与水平方向的夹角为,已知细绳和能承受的最大拉力相同,和的拉力大小分别为和。则( )
A.
B.
C. 与的合力大小为,方向竖直向上
D. 增大物体的质量,最先断的是细绳
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.以结点O为研究对象,分析受力情况:三根细线的拉力,重物对O点的拉力等于mg;作出力图如图
由共点力平衡,结合正交分解法,得到x方向
y方向
解得
故AB错误;
C.根据三力平衡条件,与的合力大小等于mg,方向竖直向上,故C正确;
D.因,故增大物体的质量时,最先断的是细绳BO,故D正确。
故选CD。
12. 如图所示,球筒中静置着一个羽毛球。小明左手拿着球筒,右手迅速拍打筒的上端,使筒获得向下的初速度并与左手发生相对运动,最后羽毛球(视为质点)从筒口上端出来,已知球筒质量为(不含球的质量),羽毛球质量为,球筒与手之间的滑动摩擦力为,球与筒之间的滑动摩擦力为,球头离筒的上端距离为,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,当球筒获得一个向下的初速度后( )
A. 静置时,羽毛球的摩擦力为
B. 拍打球筒后瞬间,羽毛球受到向上的摩擦力
C. 拍打球筒后瞬间,羽毛球的加速度为
D. 仅拍打一次,羽毛球恰能出来,则筒的初速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.静置时,根据平衡条件有
故A错误;
B.拍打球筒后瞬间,球筒相对于羽毛球向下运动,则羽毛球给球筒的摩擦力向上,而根据牛顿第三定律可知,球筒给羽毛球的摩擦力向下,故B错误;
C.拍打球筒后瞬间,对羽毛球由牛顿第二定律有
解得
故C正确;
D.仅拍打一次,羽毛球恰能出来,则羽毛球与球筒恰好达到共速,设球筒的加速度为,筒的初速度为,则对球筒由牛顿第二定律有
解得
球筒做匀减速运动,羽毛球做匀加速运动,有
代入数据解得
故D正确。
故选CD。
三、填空、实验题(每空2分,共26分)
13. 某同学向北行走了6m,再向东行走了3m,又向南行走了2m,则该同学在上述行走的过程中,通过的路程为_________m;发生的位移为_________m。
【答案】 ①. 11 ②. 5
【解析】
【详解】[1][2]通过的路程为
s=6m+3m+2m=11m
发生的位移为
14. 打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸,打印机正常工作时,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,则第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向________,第10张纸对摩擦片的摩擦力方向________。(填“向左”、“向右”、“无”)
【答案】 ①. 向右 ②. 向右
【解析】
【详解】[1]因为搓纸轮带动第一张向右运动,第1张纸上表面受到搓纸轮施加的摩擦力,方向向右;
[2]把10张纸作为一个整体受力分析可知,根据受力平衡可知,摩擦片对第10张纸的摩擦力方向向左,,由牛顿第三定律可知,第10张纸对摩擦片的摩擦力方向向右。
15. 物理兴趣小组的同学用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动。实验装置如图甲所示,把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,电火花打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面。将细绳绕过滑轮,下面挂上钩码,,小车在钩码的牵引下运动。
(1)电火花打点计时器使用频率为50Hz、电压为______V的交流电源。
(2)根据已打出的纸带,不用公式计算和测量就能直接得出的物理量是______。(填选项前面的字母)
A. 时间间隔 B. 位移 C. 加速度 D. 平均速度
(3)下列实验操作中,没有必要的项是______。(填选项前面的字母)。
A. 实验所用的长木板要尽量光滑
B. 要先接通打点计时器的电源,再放开小车
C. 细绳上所挂的钩码质量适宜
D. 开始释放小车时,小车应尽量靠近打点计时器
(4)按照正确的步骤操作,选择了一条最清晰的纸带,舍掉开头一些过于密集的点迹,从某一个点起,每五个点取一个计数点,测出相邻计数点之间的距离如图乙所示。该小车的加速度______,小车经过计数点2时的瞬时速度______(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)220 (2)A (3)A
(4) ①. 0.18 ②. 0.35
【解析】
【小问1详解】
电火花打点计时器使用的是220V的交流电源。
【小问2详解】
打点计时器频率为50Hz,每隔0.02s打一个点,时间间隔可以直接得出,位移需要用刻度尺测量得到,加速度需要用逐差法算出,平均速度需要用平均速度公式求出。
故选A。
【小问3详解】
A.实验所用的长木板是否光滑不会影响实验结果。故A错误,符合题意;
B.实验时需要先接通打点计时器的电源,再放开小车。故B正确,不符合题意;
C.细绳上所挂的钩码质量适宜即可,若细绳上所挂的钩码质量大,小车加速度大,打点间隔大,不利于数据分析。故C正确,不符合题意;
D.为充分利用纸带,开始释放小车时,小车应尽量靠近打点计时器。故D正确,不符合题意。
本题选错误的故选A。
【小问4详解】
[1]每五个点取一个计数点,故每两个计数点之间的间隔为
根据逐差法可得
[2]小车经过计数点2时的瞬时速度
16. 某实验小组设计实验探究弹簧的劲度系数与哪些因素有关,在研究弹簧劲度系数与弹簧的圈数关系时:
(1)实验小组选取材料相同,直径相同,粗细相同,长度相同,圈数不同的两个弹簧进行实验。按照如图甲所示的方案设计实验,1的圈数少,2的圈数多,改变被支撑重物的质量m,静止时测出弹簧的形变量x,得到形变量x与质量m的关系式图像,取多组类似弹簧实验均可得到类似的图像,如图乙所示则可知弹簧单位长度的圈数越______(填“多”或“少”),弹簧的劲度系数越小。
(2)图乙中,已知弹簧1的劲度系数为k,则弹簧2的劲度系数为______。
(3)如图丙所示,某学习小组把两根弹簧连接起来,测量弹簧1的劲度系数,弹簧2的重力______(填“会”或“不会”)引起弹簧1的劲度系数的测量误差。
(4)如图丙所示,某学习小组把两根弹簧连接起来,若不考虑弹簧自身重力的影响,把两根弹簧当成一根新弹簧,则新弹簧的劲度系数为______。
【答案】(1)多 (2)
(3)不会 (4)
【解析】
【小问1详解】
根据胡克定律有
整理后有
则图像的斜率为,则图像斜率越大弹簧的劲度系数越小,由图乙可看出直线2的斜率大于直线1的斜率,则
由于1的圈数少,2的圈数多,则可知弹簧单位长度的圈数越多,弹簧的劲度系数越小。
【小问2详解】
根据
结合图乙可计算出
,
由于弹簧1的劲度系数为k,则
,
【小问3详解】
根据
可知,弹簧1弹力的变化量不受弹簧2的重力的影响,所以弹簧2不会引起弹簧1劲度系数测量的误差。
【小问4详解】
由题意可知,弹簧1的劲度系数为k,则弹簧2的劲度系数为,所以把两个弹簧串联起来,当下面挂质量为物体时,根据平衡条件得
解得
四、计算题(8+10+16=34分)
17. 某人在距地面h0=25m的高处以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,设抛出点为计时起点。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
(1)求小球到达抛出点上方h1=7.2m处的速度v
(2)求小球从抛出到落到地面的时间t
【答案】(1)向上16m/s,向下16m/s ;(2)t=5s
【解析】
【详解】(1)从抛出到到达抛出点上方h1=7.2m处,由运动公式
即
解得
v=±16m/s
即小球到达抛出点上方h1=7.2m处的速度为向上16m/s,向下16m/s ;
(2)小球从抛出到落到地面根据
解得
t=5s(负值舍掉)
18. 如图所示,水平地面上固定有一竖直光滑杆,杆上套有质量为m的圆环,地面上放质量为M的物块,圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连,物块恰好不滑动,连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°、β=53°。认为物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,取sin37°=0.6。求∶
(1)轻绳上的拉力大小F;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)(2)
【解析】
【详解】(1)将圆环所受绳的拉力进行分解,对圆环有:
mg=Fcosα
解得
(2)此时物块恰好不滑动,物块受到的摩擦力达到最大,设为f,
竖直方向
Fcosβ+FN=Mg
水平方向
Fsinβ=f
又有
f=μFN
联立解得
19. 如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=50kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下,已知两木棍间距d=6cm,与水平面的夹角。(,,g取10m/s2)。求:
(1)每根直木棍对水泥圆筒的摩擦力;
(2)水泥圆筒与直木棍的动摩擦因数;
(3)将水泥圆筒沿直木棍匀速向上运动,所需最小拉力。(注:)
【答案】(1),方向沿木棍向上;(2)0.6;(3) 480N
【解析】
【详解】(1)从右侧视角分析,在沿斜坡方向根据平衡条件
解得
方向沿木棍向上
(1)由底部沿木棍向上看,受力关系如图所示
图中θ角满足
解得
根据平衡条件
解得
所以动摩擦因数
(3)从右侧视角受力分析,如图所示
因木棍提供的支持力合成为,摩擦力合成为
故这两个力的合力方向固定,图中β角满足
故
现问题变为“物体受重力、木棍提供力和拉力三力平衡,拉力最小值为多少”,根据力学平衡的矢量三角形得
解得
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