内容正文:
厦门双十中学2024—2025学年高三(上)第一次月考
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.请认真阅读答题卡上的注意事项,在答题卡上与题号相对应的答题区域内答题,写在试卷、草稿纸上或答题卡非题号对应答题区域的答案一律无效。不得用规定以外的笔和纸答题,不得在答题卡上做任何标记。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮檫干净后,再选涂其他答案标号。
4.考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题(每题4分,共4题)
1. 在2023年杭州亚运会田径女子4×100米接力决赛中,位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军,其中福建选手葛曼棋是第四棒运动员。如图所示为4×100米部分跑道示意图,分界线位于直道与弯道的连接处,比赛中( )
A. 43秒39表示时刻 B. 各队中中国队的平均速率最大
C. 葛曼棋在加速冲刺过程中惯性增大 D. 研究葛曼棋的接棒动作时可以将其看成质点
【答案】B
【解析】
【详解】A.43秒39表示的是一个时间段,故A错误;
B.中国队以43秒39的成绩夺得冠军,时间最短,根据平均速率公式
可知,中国队的平均速度最大,故B正确;
C.惯性只与质量有关,葛曼棋在加速冲刺过程中惯性不变,故C错误;
D.接棒时候,不能忽略了葛曼棋的大小和尺寸,故不能看成质点,故D错误。
故选B。
2. 一辆肇事车紧急刹车后停在原地等候交警,交警测出肇事车在水平路面留下的刹车痕迹长度,通过查询资料得到该车紧急刹车的加速度,用监控视频判断该次刹车经历的时间。下列关于能否算出汽车开始刹车时的速度的说法中正确的是( )
A. 只需其中任意一个数据即可算出 B. 只需其中任意两个数据即可算出
C. 必须用到全部三个数据才可算出 D. 只用这三个数据还不能算出
【答案】B
【解析】
【详解】若刹车痕迹长度、刹车的加速度已知,根据
可算出汽车开始刹车时的速度,若刹车痕迹长度、刹车经历的时间已知,根据
可算出汽车开始刹车时的速度,若刹车的加速度、刹车经历的时间已知,根据
可算出汽车开始刹车时的速度,故只需其中任意两个数据即可算出。
故选B。
3. 已知A与B所受重力分别为GA = 10N,GB = 20N,A与B间的动摩擦因数μ1 = 0.2,B与水平面间的动摩擦因数μ2 = 0.3,如图甲乙所示。现在用大小为8N的力F,分别作用在A、B上,则各物体所受摩擦力的情况是( )
A. 甲图中,A不受摩擦力,B受到地面水平向左的大小为8N的摩擦力
B. 甲图中,A受2N摩擦力水平向右,B受地面的6N摩擦力水平向左
C. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的9N摩擦力水平向左
D. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的2N摩擦力水平向右
【答案】A
【解析】
【详解】AB.图甲中,B与地面间的最大静摩擦力
拉力F = 8N < 9N,所以A、B静止不动,A不受摩擦力,B受到8N的静摩擦力,方向向左,故A正确、B错误;
CD.题图乙中,A与B之间的最大静摩擦力
拉力F = 8N > 2N,所以A、B相对滑动,A受到的滑动摩擦力2N,方向向左;对B进行受力分析可知,A对B的滑动摩擦力向右,大小是2N,小于B和地面之间的最大静摩擦力9N,B静止不动,由平衡条件可知地面对B的静摩擦力大小是2N,方向向左,故CD错误。
故选A。
4. 如图,足够长的光滑直杆和构成一个支架,在竖直面上放置,支架连结处为B,直杆、与竖直夹角分别为、,轻质小环P、Q分别穿进直杆和,两根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端系在一起,其结点为O挂上小球后,绳长拉直后的长度分别为、,若两细绳的张力大小相等。则( )
A. 一定等于,不一定等于
B. 不一定等于,一定等于
C. 一定等于,也一定等于
D. 不一定等于,也不一定等于
【答案】A
【解析】
【详解】由于P、Q为轻环,不计重力,所以挂上小球后,绳与绳伸直后分别与和垂直,对结点O受力分析如图
由于平衡后两绳的张力相等,所以水平分量必须大小相等方向相反,即
可知一定等于,由于与绳长无关,所以不一定等于,A正确。
故选A。
二、双项选择题(共4小题,每小题只有两个选项是正确的,漏选得3分,错选得0分,每题6分,共24分)
5. 如图,一位运动员在拔河时身体缓慢向后倾倒,在此期间运动员与地面的夹角逐渐减小,但仍保持平衡状态,脚与水平地面之间没有滑动,绳子的方向始终保持水平。在运动员缓慢向后倾倒过程中( )
A. 地面对运动员的支持力大小不变
B. 地面对运动员的摩擦力大小不变
C. 地面对运动员的作用力大小变大
D. 地面对运动员的作用力大小不变
【答案】AC
【解析】
【详解】对运动员受力分析,运动员受重力G、绳子的拉力T、地面对运动员竖直向上的支持力FN、水平向左的摩擦力f,如图
则可知
即随着运动员与地面夹角的逐渐变小,地面对运动员支持力的大小不变,地面对运动员的摩擦力变大,则地面对运动员的合力变大,故AC正确,BD错误。
故选AC。
6. 如图所示,轻绳a的一端与质量为m1的物块A连接,另一端跨过光滑定滑轮与轻绳b拴接于O点,与水平方向成θ角的力F的作用在O点,质量为m2的物块B恰好与地面间没有作用力,已知θ = 60°,定滑轮右侧的轻绳a与竖直方向的夹角也为θ、重力加速度为g,当F从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动90°的过程中,结点O、m1的位置始终保持不变,则下列说法正确的是( )
A. m2 = m1 B. F的最小值为
C. 力F先减小后变大 D. 地面对物块B的支持力变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.对结点O受力分析如图所示,则
可知
故A错误;
BC.由图可知,F从图中所示的状态顺时针转动90°的过程中,轻绳a的拉力大小方向均不变,轻绳b的拉力大小逐渐变小但方向不变,力F先减小后变大,当力F与轻绳b垂直时,力F有最小值为
故B错误,C正确;
D.F从图中所示的状态顺时针转动90°的过程中,轻绳b的拉力m2g − FN变小,故地面对物块B的支持力FN变大,故D正确。
故选CD。
7. 甲、乙两车(均可视为质点)在平直公路上沿两平行车道同向行驶,两车运动的图像如图所示(x为位移)。已知时甲车在乙车前面30m处,在时两车恰好相遇。下列说法正确的是( )
A. 图中时刻两车相距最远
B. 两车在时速度相等
C. 相遇时,两物体的速度之差的大小等于14m/s
D. 乙车比甲车的加速度大
【答案】BC
【解析】
【详解】D.根据匀变速直线运动位移时间关系
可得
由图像可知,甲、乙的初速度分别为
,
由题意可知,时甲车在乙车前面30m处,在时两车恰好相遇,则有
联立可得
故D错误;
B.设经过时间,两车速度相等,则有
可得
故B正确;
C.相遇时,两物体的速度之差的大小为
代入数据可得
故C正确;
A.两车相遇前,当两车速度相等时,两车相距最远,由图像可知,图中时刻两车的平均速度相等,由于初速度不相等,所以时刻两车的速度不相等,则图中时刻两车不是相距最远,故A错误。
故选BC。
8. 如图甲的玩具吊车,其简化结构如图乙所示,杆AB固定于平台上且不可转动,其B端固定一光滑定滑轮;轻杆CD用铰链连接于平台,可绕C端自由转动,其D端连接两条轻绳,一条轻绳绕过滑轮后悬挂一质量为m的重物,另一轻绳缠绕于电动机转轴O上,通过电动机的牵引控制重物的起落。某次吊车将重物吊起至一定高度后保持静止,此时各段轻绳与杆之间的夹角如图乙所示,其中两杆处于同一竖直面内,OD绳沿竖直方向,γ = 37°,θ = 90°,重力加速度大小为g,则( )
A. α一定等于β
B. AB杆受到绳子的作用力大小为
C. CD杆受到绳子的作用力方向沿∠ODB的角平分线方向,大小为mg
D. 当启动电动机使重物缓慢下降时,AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.杆AB固定于平台,杆力不一定沿杆,同一条绳的力大小相等,其合力一定在其角平分线上,由于杆力不一定沿杆,所以α不一定等于β,故A错误;
B.如图所示
两个力所作力的平行四边形为菱形,根据平衡条件可得
根据几何关系可得
对角线为,则AB杆受到绳子的作用力大小为
故B错误;
C.根据题意D端连接两条轻绳,两条轻绳的力不一定大小相等,且杆为铰链连接,为“活”杆,杆力沿着杆的方向,水平方向,根据
解得
故C错误;
D.当启动电动机使重物缓慢下降时,即不变,变小,根据
可知变大,故D正确。
故选D。
三、填空、实验题(每空2分,共22分)
9. 如图所示,一根轻质细绳系着一个重力为G的小球,细绳上端固定在天花板上。给小球施加一个拉力,使小球保持平衡。现保持该拉力的大小不变,缓慢改变该拉力的方向,细绳与竖直方向的夹角的最大取值为θ。该拉力的大小为______;轻质细绳对小球的拉力的最大值为______。
【答案】 ①. Gsinθ ②. G + Gsinθ
【解析】
【详解】[1][2]对小球受力分析,如图所示,由几何关系可知,当拉力F与细绳垂直时,细绳与竖直方向的夹角的最大取值为θ,则有
F = Gsinθ
由几何关系可知,当拉力F竖直向下时,轻质细绳对小球的拉力的最大值,其最大值为
Tmax = G + Gsinθ
10. 瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图,横截面为圆弧的瓦片能够沿着两根相互平行的椽子匀速下滑,已知椽子间距离与圆弧的瓦片的半径相等,平行的椽子与水平面夹角均为,瓦片质量为m,忽略瓦片厚度,不计椽子的粗细,重力加速度为g,椽子与瓦片之间的滑动摩擦因数处处相同,则椽子对瓦片作用力的合力大小为______;椽子与瓦片间滑动摩擦因数大小为______。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]瓦片匀速下滑,受力平衡,故可得椽子对瓦片作用力的合力与瓦片的重力平衡,故大小为;
[2]根据题意,垂直于滑面受力分析如图所示
因为
可得两边支持力的夹角为,所以由平衡条件
垂直于滑面方向
解得瓦片与椽子间的动摩擦因数为
11. 如图所示,一辆长为16m的公交车出站后做加速度大小为的匀加速直线运动,公交车先后通过地面上的两条标线A、B,所用时间分别为4s和2s,则公交车的车头刚到A点时的速度大小为_____ m/s;两条标线A、B之间的距离为_____ m。
【答案】 ①. 2 ②. 22.5
【解析】
【详解】[1]由匀变速直线运动的位移时间关系
可得,公交车过A点时的速度为
[2]同理,由匀变速直线运动的位移时间关系
可得,公交车过B点时的速度为
由速度位移关系
可得,两条标线A、B之间的距离为
12. 某同学利用如图所示装置来研究弹簧弹力与形变的关系,设计的实验如下:A、B是质量均为m0的小物块,A、B间用轻弹簧相连,A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩相连,挂钩上可以挂上不同质量的物体C,物块B下放置一压力传感器。物体C右边有一个竖直的直尺,可以测出挂钩下移的距离。整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度g取9.8 m/s2。实验操作如下:
①不悬挂物体C,让系统保持静止,确定挂钩的位置O,并读出压力传感器的示数F0;
②每次挂上不同质量的物体C,用手托住,缓慢释放,测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离x1,并读出相应的压力传感器的示数F1;
③以压力传感器示数为纵轴,挂钩下移的距离为横轴,根据每次测量的数据,描点作出F − x图像如图所示。由图像可知:
(1)在实验误差的范围内,可认为弹簧弹力与弹簧形变量成______(填“正比”、“反比”或“不确定关系”)
(2)弹簧劲度系数k = ______N/m(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)正比 (2)98.0
【解析】
【小问1详解】
由图像可知,F与x成线性关系,则F与x的函数式可写为
k为常数,当不悬挂物体C,让系统保持静止时,F = 2m0g,此时x = 0,故b = 2m0g,则有
设不悬挂物体C时,弹簧的压缩量为x0,当挂上物体C且系统稳定后,挂钩相对O点下移的距离x0时,弹簧处于原长,此时F = m0g,则有
解得
悬挂物体C后,弹簧从压缩了x0的状态伸长了x,则此时弹簧的形变量为x0 − x,形变量x0 − x为正值时,弹簧处于压缩状态,形变量x0 − x为负值时,弹簧处于拉伸状态,将上述
,
两等式整理变形为
对物块B而言,F − m0g等于B受到弹簧的弹力,x0 − x为弹簧的形变量,且k为常数,所以可认为弹簧弹力与弹簧形变量成正比,其中k为弹簧的劲度系数。
【小问2详解】
结合(1)小问和图像可知,图像斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数,则有
13. 某活动小组用如图所示的实验装置验证力的平行四边形定则。
(1)用一根不可伸长的轻质细线悬挂一个小球,固定悬点O处有一传感器可测出细线上的力。小球静止在O点正下方的P点时,传感器的示数为6 N。现对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PQ,当小球运动到a点时,θ = 53°,拉力大小为F1 = 8 N,传感器的示数为10 N。在如图所示的方格纸上用平行四边形定则作出拉力F1与小球重力的合力__________,在误差允许范围内,若得到合力大小等于10 N,方向与竖直夹角为53°的结论。则验证了共点力的合成法则—平行四边形定则;
(2)用一根轻质的橡皮筋悬挂与(1)中相同的小球,小球静止时仍在O点正下方的P点。对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PM,当小球运动到b点(b与a、O共线)时,拉力大小为F2,理论上来说,F2______F1(填“=”、“>”或“<”),传感器的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) (2) ①. = ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
作出重力的图示,方格纸上每个方格的边长表示2 N的力,根据平行四边形法则作出拉力与重力的合力如图所示
【小问2详解】
[1][2]由题意可知,两种情况下合力方向不变,重力大小与方向不变,拉力与重力方向间的夹角不变,则拉力不变,即两种情况下拉力大小相等。传感器的示数不变。
四、计算题(3小题,共38分)
14. 如图1,轻绳一端固定于O点,另一端P连接一个力传感器(图中未画出),O、P端始终在同一水平线上.现将一物块通过光滑挂钩悬挂在绳上,水平缓慢移动P端,测出O、P端距离d,通过力传感器测出相应的绳的张力T,并作出 图像如图2,已知图中a、b分别为纵截距、横截距,不计轻绳伸长.由图像可知:
(1)轻绳总长为__________;
(2)物块(含挂钩)的重力大小为__________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】(1)设绳长为L,则由平衡知识可知:,其中 ,解得 ;由图像可知 L2=a,则L=;,解得 mg=;
【点睛】此题关键是能根据力的平衡知识建立d2-1/T2的函数关系,然后根据图像的斜率和截距进行有关的计算.
15. 下图是利用超声波测速仪测量某型号小汽车的百公里加速时间的示意图。A为运动的小汽车,固定不动的超声波测速仪B向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波测速仪收到反射波就立即停止计时。在一次测试中,小汽车A与测速仪B相距l1 = 672 m,某时刻B发出超声波,同时A由静止开始做匀加速直线运动,当B接收到反射回来的超声波信号时,A、B相距l2 = 704 m,已知声速v0 = 340 m/s。求:
(1)小汽车A的加速度大小;
(2)小汽车A的百公里加速时间(保留2位有效数字)。
【答案】(1)a = 4 m/s2
(2)t1 = 6.9 s
【解析】
【小问1详解】
设汽车的加速度为a,小汽车A运动的时间为t,超声波来回的时间为t,则单程的时间为,前汽车运动位移为x1,后汽车运动位移为x2,则
超声波追上汽车时,超声波的位移为l1 + x1,则
解得
【小问2详解】
设小汽车A的百公里加速时间为t1,汽车末速度v = 100 km/h ≈ 27.8 m/s,由运动学公式得
解得
16. 如甲图所示,质量均为1kg的物块A、B静止在水平面上,A、B由劲度系数为3N/cm的轻弹簧相连,物块A套在竖直杆上,在竖直向上的力F作用下沿杆缓慢上移,B运动之前,力F随上升高度h的变化关系如乙图所示,已知物块A、B处于水平面时距离为16cm,弹簧原长为18cm,物块A与杆间动摩擦因数为0.5,图中c点的高度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(,)
(1)当A在地面时,求B所受的摩擦力的大小;
(2)求的数值;
(3)求坐标a、b的数值。
【答案】(1)6N (2)16
(3)8,
【解析】
【小问1详解】
当A在地面时,根据平衡关系,B所受的摩擦力大小与弹簧弹力大小相等
【小问2详解】
当A上升到c点时,此时弹簧长度为
弹簧弹力为
设此时弹簧与水平方向夹角为,对A受力分析得
又
联立得
则的数值为。
【小问3详解】
A缓慢上升,视为平衡状态,弹簧弹力先减小再增大,因为存在
此时弹簧处于原长初状态,坐标a点弹簧弹力斜向上,设弹簧弹力为T,弹簧与水平方向夹角为,则
得
得
当弹簧处于原长时,有
则坐标a、b的数值分别为,。
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厦门双十中学2024—2025学年高三(上)第一次月考
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.请认真阅读答题卡上的注意事项,在答题卡上与题号相对应的答题区域内答题,写在试卷、草稿纸上或答题卡非题号对应答题区域的答案一律无效。不得用规定以外的笔和纸答题,不得在答题卡上做任何标记。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮檫干净后,再选涂其他答案标号。
4.考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题(每题4分,共4题)
1. 在2023年杭州亚运会田径女子4×100米接力决赛中,位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军,其中福建选手葛曼棋是第四棒运动员。如图所示为4×100米部分跑道示意图,分界线位于直道与弯道的连接处,比赛中( )
A. 43秒39表示时刻 B. 各队中中国队的平均速率最大
C. 葛曼棋在加速冲刺过程中惯性增大 D. 研究葛曼棋的接棒动作时可以将其看成质点
2. 一辆肇事车紧急刹车后停在原地等候交警,交警测出肇事车在水平路面留下的刹车痕迹长度,通过查询资料得到该车紧急刹车的加速度,用监控视频判断该次刹车经历的时间。下列关于能否算出汽车开始刹车时的速度的说法中正确的是( )
A. 只需其中任意一个数据即可算出 B. 只需其中任意两个数据即可算出
C. 必须用到全部三个数据才可算出 D. 只用这三个数据还不能算出
3. 已知A与B所受重力分别为GA = 10N,GB = 20N,A与B间的动摩擦因数μ1 = 0.2,B与水平面间的动摩擦因数μ2 = 0.3,如图甲乙所示。现在用大小为8N的力F,分别作用在A、B上,则各物体所受摩擦力的情况是( )
A. 甲图中,A不受摩擦力,B受到地面水平向左的大小为8N的摩擦力
B. 甲图中,A受2N摩擦力水平向右,B受地面的6N摩擦力水平向左
C. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的9N摩擦力水平向左
D. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的2N摩擦力水平向右
4. 如图,足够长的光滑直杆和构成一个支架,在竖直面上放置,支架连结处为B,直杆、与竖直夹角分别为、,轻质小环P、Q分别穿进直杆和,两根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端系在一起,其结点为O挂上小球后,绳长拉直后的长度分别为、,若两细绳的张力大小相等。则( )
A. 一定等于,不一定等于
B. 不一定等于,一定等于
C. 一定等于,也一定等于
D. 不一定等于,也不一定等于
二、双项选择题(共4小题,每小题只有两个选项是正确的,漏选得3分,错选得0分,每题6分,共24分)
5. 如图,一位运动员在拔河时身体缓慢向后倾倒,在此期间运动员与地面的夹角逐渐减小,但仍保持平衡状态,脚与水平地面之间没有滑动,绳子的方向始终保持水平。在运动员缓慢向后倾倒过程中( )
A. 地面对运动员的支持力大小不变
B. 地面对运动员的摩擦力大小不变
C. 地面对运动员的作用力大小变大
D. 地面对运动员的作用力大小不变
6. 如图所示,轻绳a的一端与质量为m1的物块A连接,另一端跨过光滑定滑轮与轻绳b拴接于O点,与水平方向成θ角的力F的作用在O点,质量为m2的物块B恰好与地面间没有作用力,已知θ = 60°,定滑轮右侧的轻绳a与竖直方向的夹角也为θ、重力加速度为g,当F从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动90°的过程中,结点O、m1的位置始终保持不变,则下列说法正确的是( )
A. m2 = m1 B. F的最小值为
C. 力F先减小后变大 D. 地面对物块B的支持力变大
7. 甲、乙两车(均可视为质点)在平直公路上沿两平行车道同向行驶,两车运动的图像如图所示(x为位移)。已知时甲车在乙车前面30m处,在时两车恰好相遇。下列说法正确的是( )
A. 图中时刻两车相距最远
B. 两车在时速度相等
C. 相遇时,两物体的速度之差的大小等于14m/s
D. 乙车比甲车的加速度大
8. 如图甲的玩具吊车,其简化结构如图乙所示,杆AB固定于平台上且不可转动,其B端固定一光滑定滑轮;轻杆CD用铰链连接于平台,可绕C端自由转动,其D端连接两条轻绳,一条轻绳绕过滑轮后悬挂一质量为m的重物,另一轻绳缠绕于电动机转轴O上,通过电动机的牵引控制重物的起落。某次吊车将重物吊起至一定高度后保持静止,此时各段轻绳与杆之间的夹角如图乙所示,其中两杆处于同一竖直面内,OD绳沿竖直方向,γ = 37°,θ = 90°,重力加速度大小为g,则( )
A. α一定等于β
B. AB杆受到绳子的作用力大小为
C. CD杆受到绳子的作用力方向沿∠ODB的角平分线方向,大小为mg
D. 当启动电动机使重物缓慢下降时,AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
三、填空、实验题(每空2分,共22分)
9. 如图所示,一根轻质细绳系着一个重力为G的小球,细绳上端固定在天花板上。给小球施加一个拉力,使小球保持平衡。现保持该拉力的大小不变,缓慢改变该拉力的方向,细绳与竖直方向的夹角的最大取值为θ。该拉力的大小为______;轻质细绳对小球的拉力的最大值为______。
10. 瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图,横截面为圆弧的瓦片能够沿着两根相互平行的椽子匀速下滑,已知椽子间距离与圆弧的瓦片的半径相等,平行的椽子与水平面夹角均为,瓦片质量为m,忽略瓦片厚度,不计椽子的粗细,重力加速度为g,椽子与瓦片之间的滑动摩擦因数处处相同,则椽子对瓦片作用力的合力大小为______;椽子与瓦片间滑动摩擦因数大小为______。
11. 如图所示,一辆长为16m的公交车出站后做加速度大小为的匀加速直线运动,公交车先后通过地面上的两条标线A、B,所用时间分别为4s和2s,则公交车的车头刚到A点时的速度大小为_____ m/s;两条标线A、B之间的距离为_____ m。
12. 某同学利用如图所示装置来研究弹簧弹力与形变的关系,设计的实验如下:A、B是质量均为m0的小物块,A、B间用轻弹簧相连,A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩相连,挂钩上可以挂上不同质量的物体C,物块B下放置一压力传感器。物体C右边有一个竖直的直尺,可以测出挂钩下移的距离。整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度g取9.8 m/s2。实验操作如下:
①不悬挂物体C,让系统保持静止,确定挂钩的位置O,并读出压力传感器的示数F0;
②每次挂上不同质量的物体C,用手托住,缓慢释放,测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离x1,并读出相应的压力传感器的示数F1;
③以压力传感器示数为纵轴,挂钩下移的距离为横轴,根据每次测量的数据,描点作出F − x图像如图所示。由图像可知:
(1)在实验误差的范围内,可认为弹簧弹力与弹簧形变量成______(填“正比”、“反比”或“不确定关系”)
(2)弹簧劲度系数k = ______N/m(结果保留三位有效数字)。
13. 某活动小组用如图所示的实验装置验证力的平行四边形定则。
(1)用一根不可伸长的轻质细线悬挂一个小球,固定悬点O处有一传感器可测出细线上的力。小球静止在O点正下方的P点时,传感器的示数为6 N。现对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PQ,当小球运动到a点时,θ = 53°,拉力大小为F1 = 8 N,传感器的示数为10 N。在如图所示的方格纸上用平行四边形定则作出拉力F1与小球重力的合力__________,在误差允许范围内,若得到合力大小等于10 N,方向与竖直夹角为53°的结论。则验证了共点力的合成法则—平行四边形定则;
(2)用一根轻质的橡皮筋悬挂与(1)中相同的小球,小球静止时仍在O点正下方的P点。对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PM,当小球运动到b点(b与a、O共线)时,拉力大小为F2,理论上来说,F2______F1(填“=”、“>”或“<”),传感器的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、计算题(3小题,共38分)
14. 如图1,轻绳一端固定于O点,另一端P连接一个力传感器(图中未画出),O、P端始终在同一水平线上.现将一物块通过光滑挂钩悬挂在绳上,水平缓慢移动P端,测出O、P端距离d,通过力传感器测出相应的绳的张力T,并作出 图像如图2,已知图中a、b分别为纵截距、横截距,不计轻绳伸长.由图像可知:
(1)轻绳总长为__________;
(2)物块(含挂钩)的重力大小为__________.
15. 下图是利用超声波测速仪测量某型号小汽车的百公里加速时间的示意图。A为运动的小汽车,固定不动的超声波测速仪B向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波测速仪收到反射波就立即停止计时。在一次测试中,小汽车A与测速仪B相距l1 = 672 m,某时刻B发出超声波,同时A由静止开始做匀加速直线运动,当B接收到反射回来的超声波信号时,A、B相距l2 = 704 m,已知声速v0 = 340 m/s。求:
(1)小汽车A的加速度大小;
(2)小汽车A的百公里加速时间(保留2位有效数字)。
16. 如甲图所示,质量均为1kg的物块A、B静止在水平面上,A、B由劲度系数为3N/cm的轻弹簧相连,物块A套在竖直杆上,在竖直向上的力F作用下沿杆缓慢上移,B运动之前,力F随上升高度h的变化关系如乙图所示,已知物块A、B处于水平面时距离为16cm,弹簧原长为18cm,物块A与杆间动摩擦因数为0.5,图中c点的高度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(,)
(1)当A在地面时,求B所受的摩擦力的大小;
(2)求的数值;
(3)求坐标a、b的数值。
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