内容正文:
莆田第二十五中学2024-2025学年上学期期中试卷
高三物理
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2024年巴黎奥运会跳水项目女子10米跳台决赛中,全红婵凭借“水花消失术”征服了评委和观众并获得冠军。如图所示为全红婵上升和下降的两个精彩瞬间,不计空气阻力,全红婵从离开跳台至入水前,下列说法正确的是( )
A. 全红婵运动到最高点时处于平衡状态
B. 全红婵起跳瞬间,跳台对她的弹力大于她对跳台的压力
C. 全红婵在下降阶段处于超重状态
D. 全红婵离开跳台后上升阶段处于失重状态
2. “笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮,其着火后一段时间内的速度—时间图像如图所示(取竖直向上为正方向),其中时刻为“笛音雷”起飞时刻、段是斜率大小为重力加速度的直线。不计空气阻力,则关于“笛音雷”的运动,下列说法正确的是( )
A. “笛音雷”在时刻上升至最高点
B. 时间内“笛音雷”做自由落体运动
C. 时间内“笛音雷”的平均速度为
D. 时间内“笛音雷”的加速度向下
3. 抖空竹是一种传统杂技。如图所示,表演者一只手控制A不动,另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动,忽略空竹转动的影响,不计空竹和轻质细线间的摩擦,且认为细线不可伸长。下列说法正确的是( )
A. 沿虚线a向左移动,细线的拉力增大
B. 沿虚线b向上移动,细线的拉力增大
C. 沿虚线c斜向上移动,细线的拉力增大
D. 沿虚线d向右移动,细线对空竹的合力增大
4. 如图甲所示,质量为的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 0~4s内物块先超重后失重,弹簧秤的示数先增大后减小
B. 0~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零
C. 0~6s内物块先超重后失重,6s时物块的运动方向向下
D. 弹簧秤在2s末和6s末的示数不相同,物块在2s末和6s末速度等大同向
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有双项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 莆田一中举行教学开放周活动,我校物理组教师准备前往观摩学习带队老师打算驾车从莆田二十五中到莆田一中(新度校区),利用高德地图导航,可选方案有三种:方案一需行驶16km,用时23分,免费;方案二需行驶15km,用时24分,免费;方案三需行驶15km,用时25分,免费。带队老师选择了方案一,则( )
A. 方案一全程的位移比方案二方案三的小
B. 汽车行驶过程中,以地面为参考系,驾驶员是运动的
C. 汽车运动全程的平均速度约为41.7km/h
D. 研究该汽车的运动轨迹时,可将汽车视为质点
6. 在建筑装修中,工人用一质量为、与墙面动摩擦因数为的磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直而成角的推力作用下,磨石以速度向上匀速运动,(已知重力加速度为),,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 磨石受到的摩擦力大小为5N
B. 磨石受到的摩擦力大小为20N
C. 若仅略微减小θ角,则磨石将做加速运动
D. 若撤掉F,磨石将做自由落体运动
7. 如图甲所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端叠放着两个物体A、B,系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体A上,使A向上做匀加速直线运动,以系统静止时的位置为坐标原点,竖直向上为位移正方向,得到随的变化图像如图乙所示。已知物体A的质量,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 物块B的质量为 B. 物块A做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 作用瞬间,A、B之间的弹力大小为 D. 弹簧的劲度系数为
8. 如图甲,倾角为的足够长的传送带顺时针匀速转动。一质量为的物块(可视为质点)以某一初速度从传送带底端滑上传送带,物块运动的速度一时间图像如图乙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小取,下列说法正确的是( )
A. 传送带转动的速度大小为
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.4
C. 物块在传送带上运动的总时间为
D. 物块向上运动到最高点的过程中,物块相对传送带的路程为4m
三、非选择题:共60分,其中9-13为填空题,14为实验题,15~17为计算题。
9. 如图所示,自动扶梯与水平面间的夹角为,上面站着质量为的人,重力加速度为,当自动扶梯以加速度,加速向上运动时,则扶梯对人的支持力_____________N,扶梯对人的摩擦力_____________N。
10. 如图,小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止,弹簧与竖直方向夹角为,轻绳拉力_____________轻弹簧拉力(填“大于”、“小于”或“等于”),设重力加速度为,若从点剪断轻绳瞬间,小球加速度大小为_____________。
11. 如图所示,一同学站在水平地面上放风筝,风筝在空中相对地面静止。某时刻,由于风速发生变化,该同学拉动风筝线,使风筝飞高一小段距离后,停止拉动,风筝再次相对地面静止,此时风筝线与水平地面的夹角增大,风筝与水平面的夹角不变。已知、均为锐角且不计风筝线所受的重力。则前后两次风筝相对地面静止时相比,风筝受到的风力大小________(填“变大”、“ 不变”、“ 变小”);该同学受到地面的支持力_____________ (填“变大”、“ 不变”、“ 变小”)
12. 如图为“探究互成角度的力的合成规律”的实验,三个细线套、、,共系于一个结点,另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上,A挂于固定点P。手持B拉动细线,使结点静止于O点。
(1)某次实验中弹簧测力计A的指针位置如图甲所示,其读数为___________N。
(2)图乙中的F与两力中,方向和细线PO方向相同的是___________(选填“F”或“”)。
(3)本实验采用的科学方法是___________(填字母序号)
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
13. 如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是________;
A. 放大法 B. 控制变量法 C. 补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是________;
A. 补偿阻力时小车未连接纸带
B. 先接通打点计时器电源,后释放小车
C. 调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)在小车质量________(选填“远大于”或“远小于”)槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为________(选填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差,下列可行的方案是________;
A. 用气垫导轨代替普通导轨,滑块代替小车
B. 在小车上加装遮光条,用光电计时系统代替打点计时器
C. 在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小
(4)经正确操作后获得一条如图2所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别为0、、…、。已知打点计时器的打点周期为T,则小车加速度的表达式是________。
A. B. C.
三、非选择题:共60分,其中9-13为填空题,14为实验题,15~17为计算题。
14. 如图所示,质量的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数,现对物体施加一个大小、与水平方向成角斜向上的拉力,已知,,g取。
(1)物体所受的摩擦力大小;
(2)物体的加速度大小;
(3)求物体在拉力作用下5s末的速度v大小。
15. 2024年4月30日17时46分,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在离地面约6000m的高空打开主伞(降落伞),在主伞的作用下返回舱速度从80m/s降至10m/s,此过程飞船高度下降了385m,此后可视为匀速下降。当返回舱在距离地面一定高度时启动反推发动机,速度减至0时恰落到地面上。设主伞所受的空气阻力为,其中为定值,为速率,其余阻力不计。已知返回舱(含航天员)总质量为3000kg,主伞的质量忽略不计,忽略返回舱质量的变化,重力加速度取,设全过程为竖直方向的运动。
(1)在主伞打开后的瞬间,求返回舱的加速度大小;
(2)返回舱在距地面一定高度时启动反推发动机(反推力近似为恒力,空气阻力忽略不计),经1s返回舱落地,求启动反推发动机时返回舱距离地面的高度H;
(3)最后减速阶段返回舱座椅对质量的航天员的作用力大小。
16. 质量为2kg的长木板A放在水平地面上,质量为1kg的物块B放在长木板的左端,给物块B施加一个水平向右的拉力,将从零开始逐渐增大,当为3N时,物块B和长木板A刚好要一起滑动,当为9N时,物块B刚好要相对长木板A滑动,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)A与地面之间的动摩擦因数大小和B与A之间的动摩擦因数大小;
(2)若开始拉物块B时,恒定为10N,结果拉力作用4s,物块B刚好从A上滑离,A的长度L为多少;
(3)用(2)问中作用时间后撤去,此后物块B刚好不滑离长木板A(长度L为(2)问中所求得的长度),则多大。
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莆田第二十五中学2024-2025学年上学期期中试卷
高三物理
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2024年巴黎奥运会跳水项目女子10米跳台决赛中,全红婵凭借“水花消失术”征服了评委和观众并获得冠军。如图所示为全红婵上升和下降的两个精彩瞬间,不计空气阻力,全红婵从离开跳台至入水前,下列说法正确的是( )
A. 全红婵运动到最高点时处于平衡状态
B. 全红婵起跳瞬间,跳台对她的弹力大于她对跳台的压力
C. 全红婵在下降阶段处于超重状态
D. 全红婵离开跳台后上升阶段处于失重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.全红婵运动到最高点时,只受重力作用,加速度为重力加速度,方向向下,故A错误;
B.全红婵起跳瞬间,跳台对她的弹力与她对跳台的压力是相互作用力,所以两个力等大反向,故B错误;
CD.全红婵离开跳台后,无论是上升状态还是下降状态,都具有向下的加速度,均处于失重状态,故C错误,D正确。
故选D。
2. “笛音雷”是春节期间常放的一种鞭炮,其着火后一段时间内的速度—时间图像如图所示(取竖直向上为正方向),其中时刻为“笛音雷”起飞时刻、段是斜率大小为重力加速度的直线。不计空气阻力,则关于“笛音雷”的运动,下列说法正确的是( )
A. “笛音雷”在时刻上升至最高点
B. 时间内“笛音雷”做自由落体运动
C. 时间内“笛音雷”的平均速度为
D. 时间内“笛音雷”的加速度向下
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,时间内“笛音雷”的速度一直为正值,表明其速度方向始终向上,可知,“笛音雷”在时刻并没有上升至最高点,上升至最高点应该在时刻之后,故A错误;
B.时间内“笛音雷”速度方向向上,图像斜率为一恒定的负值,表明时间内“笛音雷”实际上是在向上做竖直上抛运动,其加速度就是重力加速度,故B错误;
C.将、用直线连起来,该直线代表匀加速直线运动,其平均速度为,而线段与横轴所围的面积大于曲线与横轴所围的面积,该面积表示位移,根据可知,直线代表的匀加速直线运动的平均速度大于曲线代表的变加速直线运动的平均速度,即时间内“笛音雷”的平均速度小于,故C错误;
D.根据上述,时间内“笛音雷”做竖直上抛运动,加速度方向竖直向下,故D正确。
故选D。
3. 抖空竹是一种传统杂技。如图所示,表演者一只手控制A不动,另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动,忽略空竹转动的影响,不计空竹和轻质细线间的摩擦,且认为细线不可伸长。下列说法正确的是( )
A. 沿虚线a向左移动,细线的拉力增大
B. 沿虚线b向上移动,细线的拉力增大
C. 沿虚线c斜向上移动,细线的拉力增大
D. 沿虚线d向右移动,细线对空竹的合力增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.空竹受力如图所示
根据平衡条件可得
设绳长为L,由几何关系可得
沿虚线a向左移动,d减小,增大,细线的拉力减小,故A正确;
B.沿虚线b向上移动,d不变,不变,细线的拉力不变,故B错误;
C.沿虚线c斜向上移动,d增大,减小,细线的拉力增大,故C正确;
D.沿虚线d向右移动,d增大,减小,细线对空竹的合力始终等于空竹的重力,所以细线对空竹的合力不变,故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,质量为的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 0~4s内物块先超重后失重,弹簧秤的示数先增大后减小
B. 0~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零
C. 0~6s内物块先超重后失重,6s时物块的运动方向向下
D. 弹簧秤在2s末和6s末的示数不相同,物块在2s末和6s末速度等大同向
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意可知,在0~4s,加速度为正值,方向向上,由牛顿第二定律得
得
视重F大于物块的实际重力mg,物块一直处于超重状态。因加速度先增大后减小,弹簧秤的示数先增大后减小,故A错误;
B.0~4s,加速度为正值,方向向上,物块处于超重状态。4s~6s,加速度为负值,方向向下,物块处于失重状态。 a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量, t轴上方面积为正值,t轴下方面积为负值,0~6s图像中图的“面积”代数和为正,所以速度变化量不为零,故B错误;
C.0~6s内物块先超重后失重。设2s末速度为
2s~4s物块竖直向上做加速度逐渐减小的变加速直线运动,弹簧秤的示数逐渐减小,4s时物块速度最大
4s~6s,物块向上做加速度向下逐渐增大的变减速直线运动,速度变化量为
6s时物块的速度
速度方向沿正方向,故C错误;
D.由
又2s和6s两时刻加速度分别为和,弹簧秤在2s末和6s末的示数不相同。
a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量,物块在2s~6s速度变化量为零,因此
物块在2s末和6s末速度等大同向,故D正确。
故选D。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有双项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 莆田一中举行教学开放周活动,我校物理组教师准备前往观摩学习带队老师打算驾车从莆田二十五中到莆田一中(新度校区),利用高德地图导航,可选方案有三种:方案一需行驶16km,用时23分,免费;方案二需行驶15km,用时24分,免费;方案三需行驶15km,用时25分,免费。带队老师选择了方案一,则( )
A. 方案一全程的位移比方案二方案三的小
B. 汽车行驶过程中,以地面为参考系,驾驶员是运动的
C. 汽车运动全程的平均速度约为41.7km/h
D. 研究该汽车的运动轨迹时,可将汽车视为质点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.三个方案的出发点和终点均相同,故三种方案的位移相同,故A错误;
B.以地面为参考系,驾驶员相对地面的位置在发生变化,即以地面为参考系,驾驶员是运动的,故B正确;
C.出发点和终点的之间的位移不知道,故无法计算平均速度,故C错误;
D.研究汽车的运动轨迹时,汽车的形状大小可以忽略,故可将汽车视为质点,故D正确。
故选BD。
6. 在建筑装修中,工人用一质量为、与墙面动摩擦因数为的磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直而成角的推力作用下,磨石以速度向上匀速运动,(已知重力加速度为),,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 磨石受到的摩擦力大小为5N
B. 磨石受到的摩擦力大小为20N
C. 若仅略微减小θ角,则磨石将做加速运动
D. 若撤掉F,磨石将做自由落体运动
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对磨石受力分析,可知磨石受到的摩擦力大小为
根据平衡条件有
联立解得
,
故A错误,B正确;
C.若仅略微减小θ角,则增大,减小,则有
则磨石将向上做加速运动,故C正确;
D.若撤掉F,墙面对磨石的弹力为0,磨石受到的摩擦力大小变为0,磨石只受重力的作用,做竖直上抛运动,故D错误。
故选BC。
7. 如图甲所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端叠放着两个物体A、B,系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体A上,使A向上做匀加速直线运动,以系统静止时的位置为坐标原点,竖直向上为位移正方向,得到随的变化图像如图乙所示。已知物体A的质量,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 物块B的质量为 B. 物块A做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 作用瞬间,A、B之间的弹力大小为 D. 弹簧的劲度系数为
【答案】BD
【解析】
【详解】D.以A、B整体为研究对象,设物块B质量为M,静止时弹簧压缩量为,有
分离之前有
即
所以F随x的变化图像的斜率等于劲度系数
故D正确;
AB.,有
分离时,有
联立解得
故A错误,B正确;
C.施加拉力F的瞬间,设A、B之间的弹力为,对B进行受力分析有
解得
故C错误。
故选BD。
8. 如图甲,倾角为的足够长的传送带顺时针匀速转动。一质量为的物块(可视为质点)以某一初速度从传送带底端滑上传送带,物块运动的速度一时间图像如图乙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小取,下列说法正确的是( )
A. 传送带转动的速度大小为
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.4
C. 物块在传送带上运动的总时间为
D. 物块向上运动到最高点的过程中,物块相对传送带的路程为4m
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,物块的初速度大小,物块的速度减速到与传送带的速度相同时,加速度发生变化,所以传送带转动的速度大小
故A正确;
B.0~0.4s内,物块的加速度大小
由牛顿第二定律有
解得
故B错误;
D.该过程中物块的位移大小
传送带的位移大小
物块相对传送带向上运动
之后,设物块做匀减速直线运动的加速度大小为a2,由牛顿第二定律有
解得
物块经过时间t1速度减为零,则
物块减速到零的位移大小
传送带的位移大小
物块相对传送带向下运动
故物块向上运动到最高点的过程中,物块相对传送带的路程
故D错误;
C.物块反向向下加速的位移大小
由
解得
故物块在传送带上运动的总时间
故C正确。
故选AC。
三、非选择题:共60分,其中9-13为填空题,14为实验题,15~17为计算题。
9. 如图所示,自动扶梯与水平面间的夹角为,上面站着质量为的人,重力加速度为,当自动扶梯以加速度,加速向上运动时,则扶梯对人的支持力_____________N,扶梯对人的摩擦力_____________N。
【答案】 ①. 560 ②. 80
【解析】
【详解】[1][2]对人受力分析并建立如图的坐标系,将加速度分解到水平和竖直方向
根据牛顿第二定律,水平方向有
竖直方向有
联立解得
,
10. 如图,小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止,弹簧与竖直方向夹角为,轻绳拉力_____________轻弹簧拉力(填“大于”、“小于”或“等于”),设重力加速度为,若从点剪断轻绳瞬间,小球加速度大小为_____________。
【答案】 ①. 小于 ②. 7.5
【解析】
【详解】[1]小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止,对小球进行受力分析可得,水平方向有
竖直方向有
解得
可知轻绳拉力小于轻弹簧拉力;
[2]剪断轻绳瞬间弹簧的弹力没有变化,小球所受的合外力是重力与弹力的合力,与原来细绳的拉力大小相等,方向相反,由牛顿第二定律得
11. 如图所示,一同学站在水平地面上放风筝,风筝在空中相对地面静止。某时刻,由于风速发生变化,该同学拉动风筝线,使风筝飞高一小段距离后,停止拉动,风筝再次相对地面静止,此时风筝线与水平地面的夹角增大,风筝与水平面的夹角不变。已知、均为锐角且不计风筝线所受的重力。则前后两次风筝相对地面静止时相比,风筝受到的风力大小________(填“变大”、“ 不变”、“ 变小”);该同学受到地面的支持力_____________ (填“变大”、“ 不变”、“ 变小”)
【答案】 ①. 变大 ②. 变小
【解析】
【详解】[1][2]对风筝受力分析,并建立直角坐标系,如图
由于夹角φ不变,可知风力方向F不变,根据矢量三角形可知,当夹角α增大,风筝受到的风力变大,风筝线上的拉力变大。对该同学受力分析可知
由于拉力变大,夹角α增大,所以支持力变小。
12. 如图为“探究互成角度的力的合成规律”的实验,三个细线套、、,共系于一个结点,另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上,A挂于固定点P。手持B拉动细线,使结点静止于O点。
(1)某次实验中弹簧测力计A的指针位置如图甲所示,其读数为___________N。
(2)图乙中的F与两力中,方向和细线PO方向相同的是___________(选填“F”或“”)。
(3)本实验采用的科学方法是___________(填字母序号)
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
【答案】 ①. ②. ③. B
【解析】
【详解】(1)[1]由图示弹簧测力计可知,其分度值为,再估读到最小刻度的下一位,则弹簧测力计读数为
(2)[2]如图乙所示,F是通过平行四边形定则做出来的合力的图示,是用一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉力的图示,所以后者方向与细绳PO方向相同。
(3)[3]本实验通过使两个互成角度的力共同作用时的效果与另一个力单独作用时的效果相同研究这两个互成角度的力与另一个力的关系,故采用的科学方法是等效替代,故ACD错误,B正确。
故选B。
13. 如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是________;
A. 放大法 B. 控制变量法 C. 补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是________;
A. 补偿阻力时小车未连接纸带
B. 先接通打点计时器电源,后释放小车
C. 调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)在小车质量________(选填“远大于”或“远小于”)槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为________(选填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差,下列可行的方案是________;
A. 用气垫导轨代替普通导轨,滑块代替小车
B. 在小车上加装遮光条,用光电计时系统代替打点计时器
C. 在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小
(4)经正确操作后获得一条如图2所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别为0、、…、。已知打点计时器的打点周期为T,则小车加速度的表达式是________。
A. B. C.
【答案】(1)B (2)B
(3)远大于,系统误差, C
(4)A
【解析】
【小问1详解】
该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,需要现将其中一个保持不变,研究另外两个物理量之间的关系,然后用类似做法一步一步将三个物理量之间的关系确定下来,所以用的是控制变量法,故选B。
【小问2详解】
A.补偿阻力时小车应连接纸带,可以跟阻力一同平衡掉,还可以通过点间距离判断小车的匀速直线运动,故A错误;
B.因实验距离有限,实验时,应先接通打点计时器电源,后释放小车,以获得适当数据点位,故B正确;
C.为使得拉力与速度同向,应调节滑轮高度使细绳与长木板平行,故C错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]细绳拉力为
当小车质量远大于槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。
[2]上述做法引起的误差是不可避免的,是系统误差。
[3]为减小次误差,可以在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小,故选C。
【小问4详解】
AB.由匀加速直线运动的推导公式
故A正确,B错误;
C. 由匀加速直线运动的推导公式
故C错误。
故选A。
三、非选择题:共60分,其中9-13为填空题,14为实验题,15~17为计算题。
14. 如图所示,质量的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数,现对物体施加一个大小、与水平方向成角斜向上的拉力,已知,,g取。
(1)物体所受的摩擦力大小;
(2)物体的加速度大小;
(3)求物体在拉力作用下5s末的速度v大小。
【答案】(1)2N (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,对物体受力分析,竖直方向上,由平衡条件有
解得
物体运动过程中所受的摩擦力大小为
【小问2详解】
水平方向对物体,由牛顿第二定律
解得物体的加速度大小为
【小问3详解】
由运动学公式可得,物体在拉力作用下末的速度大小为
15. 2024年4月30日17时46分,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在离地面约6000m的高空打开主伞(降落伞),在主伞的作用下返回舱速度从80m/s降至10m/s,此过程飞船高度下降了385m,此后可视为匀速下降。当返回舱在距离地面一定高度时启动反推发动机,速度减至0时恰落到地面上。设主伞所受的空气阻力为,其中为定值,为速率,其余阻力不计。已知返回舱(含航天员)总质量为3000kg,主伞的质量忽略不计,忽略返回舱质量的变化,重力加速度取,设全过程为竖直方向的运动。
(1)在主伞打开后的瞬间,求返回舱的加速度大小;
(2)返回舱在距地面一定高度时启动反推发动机(反推力近似为恒力,空气阻力忽略不计),经1s返回舱落地,求启动反推发动机时返回舱距离地面的高度H;
(3)最后减速阶段返回舱座椅对质量的航天员的作用力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由牛顿第二定律可知
由题意有
联立可得
返回舱的加速度大小为。
【小问2详解】
根据运动学规律可得,启动反推发动机时返回舱距离地面的高度
【小问3详解】
当返回舱在距离地面一定高度时启动反推发动机,速度减至0时恰落到地面上,根据运动学公式可得
解得加速度大小为
对航天员,根据牛顿第二定律可得
解得座椅对航天员的作用力
16. 质量为2kg的长木板A放在水平地面上,质量为1kg的物块B放在长木板的左端,给物块B施加一个水平向右的拉力,将从零开始逐渐增大,当为3N时,物块B和长木板A刚好要一起滑动,当为9N时,物块B刚好要相对长木板A滑动,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)A与地面之间的动摩擦因数大小和B与A之间的动摩擦因数大小;
(2)若开始拉物块B时,恒定为10N,结果拉力作用4s,物块B刚好从A上滑离,A的长度L为多少;
(3)用(2)问中作用时间后撤去,此后物块B刚好不滑离长木板A(长度L为(2)问中所求得的长度),则多大。
【答案】(1)0.1,0.7
(2)8m (3)
【解析】
【小问1详解】
长木板A与地面间的动摩擦因数为,整体受力分析得
解得A与地面之间的动摩擦因数为
设物块B与长木板A间的动摩擦因数为,对整体由牛顿第二定律
对物块B由牛顿第二定律
解得B与A之间的动摩擦因数为
【小问2详解】
由于拉力10N大于9N,因此物块与长木板发生相对滑动,设长木板的加速度为,则
解得
对物块B研究
解得
设木板的长为L,则
【小问3详解】
在(2)问中撤去F后,物块在长木板上滑行时的加速度大小
设从开始到物块滑到长木板右端时时间为t,则由运动学公式
解得
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