精品解析：山东省菏泽市郓城第一中学2024-2025学年高三上学期10月定时检测物理试题

郓城一中高三年级定时检测 物理试题 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 如图所示，F1、F2为有一定夹角的两个力，L为过O点的一条直线，当L取什么方向时，F1、F2在L上分力之和为最大（ ） A. F1、F2合力的方向 B. F1、F2中较大力的方向 C. F1、F2中较小力的方向 D. 以上说法都不正确 2. 四辆小车从同一地点向同一方向运动，它们的位移x、速度v随时间t变化的情况分别如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，乙车的速度始终比甲车的速度大 B. 在时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度 C. 在时间内，丙、丁两车在时刻相距最远 D. 在时间内，丁车的加速度始终比丙车的加速度大 3. 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为 A. B. C. Tsinα D. Tcosα 4. 物体沿x轴做变速直线运动，其平均速度与时间的函数关系式是=8-4t，下列说法正确的是（　　） A. 物体从计时开始做匀加速直线运动 B. 物体的初速度v0=8m/s C. 物体的加速度a=-4m/s2 D. 物体在1s时速度大小为4m/s 5. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。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 6. 甲、乙两车同时从同一地点沿同一方向运动，其中甲车由静止开始以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，经过30 s后立即以0.5 m/s2的加速度做匀减速直线运动直到停止．乙车一直以9 m/s的速度做匀速直线运动，则下列判断正确的是( ) A. 在甲车加速过程中两车相遇 B. 在甲车减速过程中两车相遇 C. 两车不可能相遇 D. 两车可能相遇两次 7. 如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成30°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，质量为1kg的物体A静止放在倾角为37°的斜面上，A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，A、B与斜面始终处于静止状态，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A. 地面对斜面的支持力不断增大 B. 斜面对物体A的作用力不断减小 C. 斜面对物体A的摩擦力不断增大 D. 当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，地面对斜面的摩擦力大小为8N 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图所示，在水平面上固定着四个完全相同的木块，一颗子弹以水平速度v射入木块，若子弹在木块中做匀减速直线运动，当子弹穿透第四个木块（D点）时速度恰好为零，下列说法正确的是（　　） A. 子弹从O点运动到D点全过程的平均速度小于在B点的瞬时速度 B. 子弹通过每一块木块时，其速度变化量相等 C. 子弹到达各点的速率之比为 D. 子弹从进入木块到到达各点经历的时间之比为 10. 如图所示，A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F>2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态。现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 刚撤去外力F时， B. 弹簧弹力等于F时， C. 两物体A、B的速度最大时， D. 弹簧恢复原长时，A、B恰好分离 11. 如图所示，长为的不可伸长的轻绳，穿过一光滑的轻圆环，两端固定在水平天花板上相距为l的P、Q两点，轻圆环下悬吊一重为G物块。现用一水平力F缓慢地拉圆环，当时，圆环两侧细绳的夹角为，细绳的张力为T，则（  ） A. B. C. D. 12. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. D. 在时间段物块与木板加速度相等 三、实验题（第13题共8分，第14题共6分。） 13. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，某同学利用的器材有：一瓶矿泉水两根完全相同的轻弹簧等；他先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上，另一端挂矿泉水瓶，如图甲所示；然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上，另一端均连接于结点O，在结点O挂矿泉水瓶，静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的偏角α、β，如图乙所示。改变钉子A的位置，按照上述方法多测几次。 （1）依据上述方案并根据力的平行四边形定则，画出力的合成图，必须的操作是___________（选填选项前的字母）。 A．要测量弹簧的原长 B．实验中要使AO、BO长度相同 C．要测量图甲、乙中弹簧的长度 D．实验中要使结点O的位置始终固定不变 （2）根据实验原理及操作，在作图时，图中___________（选填“丙”或“丁”）是合理的。 （3）某次实验中测得乙图中a=33°，β=53°，保持β偏角不变，将OA从乙图中位置沿逆时针缓慢转到水平位置，则OA中弹簧的长度将___________，OB中弹簧的长度将___________（选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。 14. 用图1所示的实验装置研究加速度与物体受力、物体质量之间的关系。 研究加速度与物体质量之间的关系的主要实验步骤如下： a.用天平测出小车的质量。 b.安装好实验器材，调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力。 c.在小桶内装砂，用细绳悬挂小桶并绕过滑轮系在小车上，调整细绳方向与木板平行。 d.接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点；断开电源，取下纸带并在纸带上标上编号。 e.保持砂和桶的总质量不变，多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量m，并做好记录，重复步骤d。 f.求出每条纸带对应的加速度并填入表中；在坐标纸上建立坐标系，描点作图，以研究加速度与质量的关系。 综合上述实验步骤，请你完成以下任务： ①图2所示为实验中得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为，由图中数据可计算出小车的加速度_______。（结果保留2位有效数字） ②若实验中砂和桶的总质量为，则从理论分析可知实际砂和桶的总重力与细绳对小车的拉力F的大小关系为________F（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）。而该实验平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多，则认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。 某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图3所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）。 步骤 是否有必要 调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力 ③___________ 控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量 ④___________ 15. 假设某运载火箭点火后以加速度大小由静止开始从地面竖直上升，点火后时从运载火箭掉出一小重物，忽略空气阻力，取，。求： （1）小重物从运载火箭掉出时的速度大小v； （2）小重物距离地面的最大高度H； （3）小重物从运载火箭上掉出到落回地面的时间。 16. 如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R，C的质量为m，A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B 保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求： （1）未拉A时，C受到B作用力的大小F； （2）动摩擦因数的最小值μmin； 17. 如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐．A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ．先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下．接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．求： （1）A被敲击后获得的初速度大小vA； （2）在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB'； （3）B被敲击后获得的初速度大小vB． 18. 如图所示，倾角θ=37°的斜面体固定在水平面上，小物块A、B用跨过光滑定滑轮的细线拴接，处于静止状态。已知物块A质量mA=2kg，A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，A离斜面底端的距离L=3.2m，物块B离地面的高度H=4m，g取10m/s2。物块A与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。 （1）求物块B质量mB的取值范围； （2）将质量mC=3kg的物块C替换物块B，从图示位置静止释放，若C落地瞬间绳子断裂，求物块A在斜面上运动的总时间。（整个过程中物块A不会碰到滑轮） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 郓城一中高三年级定时检测 物理试题 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 如图所示，F1、F2为有一定夹角的两个力，L为过O点的一条直线，当L取什么方向时，F1、F2在L上分力之和为最大（ ） A. F1、F2合力的方向 B. F1、F2中较大力的方向 C. F1、F2中较小力的方向 D. 以上说法都不正确 【答案】A 【解析】 【详解】设的合力为F，当F与L的夹角为时，F在L上的分力为，即当时，F在L方向上的分力最大，即当L和F的方向一致时，F1、F2在L上分力之和为最大。 故选A。 2. 四辆小车从同一地点向同一方向运动，它们的位移x、速度v随时间t变化的情况分别如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，乙车的速度始终比甲车的速度大 B. 在时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度 C. 在时间内，丙、丁两车在时刻相距最远 D. 在时间内，丁车的加速度始终比丙车的加速度大 【答案】C 【解析】 【详解】A．x-t图线的斜率表示速度，在时间内，乙的速度先大于甲的速度，后小于甲的速度，A错误； B．在时间内，甲、乙的位移相等，故平均速度相等，B错误； C．在时间内，丁在前且速度大于丙的速度，故两者距离不断增大，在时刻丙、丁两车相距最远，C正确； D．在时间内，由v-t图像可知，丁车的加速度先大于丙车的加速度，后小于丙车的加速度，D错误。 故选C。 3. 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为 A. B. C. Tsinα D. Tcosα 【答案】C 【解析】 【详解】对气球受力分析，由水平方向平衡条件可得：，故C正确． 4. 物体沿x轴做变速直线运动，其平均速度与时间的函数关系式是=8-4t，下列说法正确的是（　　） A. 物体从计时开始做匀加速直线运动 B. 物体的初速度v0=8m/s C. 物体的加速度a=-4m/s2 D. 物体在1s时速度大小为4m/s 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．由匀变速直线运动位移时间关系 可得 结合平均速度的定义式，可得匀变速直线运动平均速度与时间关系式为 对比 可得 ， 物体的加速度不变，物体从计时开始先做匀减速直线运动后做匀加速直线运动，AC错误、B正确； D．物体的瞬时速度与时间的关系式为 则时，，D错误； 故选B。 5. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。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 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则 FN<mg A错误； B．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则 FN=mg B错误； CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，处于超重，则 FN>mg C错误，D正确。 故选D。 6. 甲、乙两车同时从同一地点沿同一方向运动，其中甲车由静止开始以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，经过30 s后立即以0.5 m/s2的加速度做匀减速直线运动直到停止．乙车一直以9 m/s的速度做匀速直线运动，则下列判断正确的是( ) A. 在甲车加速过程中两车相遇 B. 在甲车减速过程中两车相遇 C. 两车不可能相遇 D. 两车可能相遇两次 【答案】C 【解析】 【详解】A、甲车达到的最大速度为v=at1=15m/s,在加速阶段甲车通过的位移，乙车通过的位移x2=v乙t1=9×30m=270m＞225m，故不可能在加速阶段相遇；故A错误. B、C、D、从甲车开始减速经过时间t′，两车速度相同，故，12s内甲车通过的位移，乙车通过的位移x4=v乙t′=9×12m=108m,甲车通过的位移x1+x3=225+144m=369m，乙车通过的位移x2+x4=270+108m=378m,369＜378，故不可能相遇，故B、D错误，C正确. 故选C. 【点睛】本题主要考查了追击相遇问题，可以运用运动学公式进行求解，也可以运用图象进行求解．用图象求解比较直观，方便 7. 如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成30°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当拉力处于水平时，根据受力平衡可得 若保持F的大小不变，而方向与水平面成30°角，物块也恰好做匀速直线运动，根据受力平衡可得 联立可得物块与桌面间的动摩擦因数为 故选A。 8. 如图所示，质量为1kg的物体A静止放在倾角为37°的斜面上，A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，A、B与斜面始终处于静止状态，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A. 地面对斜面的支持力不断增大 B. 斜面对物体A的作用力不断减小 C. 斜面对物体A的摩擦力不断增大 D. 当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，地面对斜面的摩擦力大小为8N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．对B分析，由平衡条件可知，绳子拉力F逐渐增大，把A与斜面看成一个整体，在竖直方向有 则地面对斜面的支持力不断减小，所以A错误； C．当F较小时，摩擦力沿斜面向上，由平衡条件可得 则F增大时，摩擦力逐渐减小，当F较大时，摩擦力沿斜面向下，由平衡条件可得 则F增大时，摩擦力逐渐增大，所以C错误； B．对A分析，斜面对物体A的作用力大小等于斜面对A的支持力与斜面对A的摩擦力的合力，由于斜面对A的支持力保持不变，但是摩擦力先减小后增大，则斜面对物体A的作用力可能先减小后增大，所以B错误； D．把A与斜面看成一个整体，在水平方向有 则当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，地面对斜面的摩擦力大小为 所以D正确； 故选D。 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图所示，在水平面上固定着四个完全相同的木块，一颗子弹以水平速度v射入木块，若子弹在木块中做匀减速直线运动，当子弹穿透第四个木块（D点）时速度恰好为零，下列说法正确的是（　　） A. 子弹从O点运动到D点全过程的平均速度小于在B点的瞬时速度 B. 子弹通过每一块木块时，其速度变化量相等 C. 子弹到达各点的速率之比为 D. 子弹从进入木块到到达各点经历的时间之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据匀变速直线运动平均速度公式和中间位置速度公式可知 可知，子弹从O点运动到D点全过程的平均速度小于在B点的瞬时速度，A正确； B．因为匀变速直线运动通过相等位移所用的时间不同根据 可知，子弹通过每一块木块时，其速度变化量不相等，B错误； CD．末速度为零的匀减速直线运动可以看成反向初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可知 C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F>2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态。现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 刚撤去外力F时， B. 弹簧弹力等于F时， C. 两物体A、B的速度最大时， D. 弹簧恢复原长时，A、B恰好分离 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．在突然撤去F的瞬间，A、B整体的合力向上，大小为F，根据牛顿第二定律，有 F=2ma 解得 对物体A受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有 FN-mg=ma 联立解得 故A错误； B．弹簧弹力等于F时，根据牛顿第二定律得，对整体有 F-2mg=2ma 对A有 FN-mg=ma 联立解得 故B正确； C．当物体的合力为零时，速度最大，对A由平衡条件得 FN=mg 故C正确； D．当弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律得，对整体有 2mg=2ma 对A有 mg-FN=ma 联立解得 FN=0 所以A、B恰好分离，故D正确。 故选BCD。 11. 如图所示，长为的不可伸长的轻绳，穿过一光滑的轻圆环，两端固定在水平天花板上相距为l的P、Q两点，轻圆环下悬吊一重为G物块。现用一水平力F缓慢地拉圆环，当时，圆环两侧细绳的夹角为，细绳的张力为T，则（  ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】当时，圆环所受重物的拉力G及水平拉力F的合力与水平方向的夹角 大小 情景如图所示，P、Q两点沿垂直方向的距离 而 解得 故选AD。 情景图的作图步骤：（1）过Q点作平行于方向的平行线；（2）以P点为圆心，绳长l为半径作圆弧，与的交点为Q；（3）作的垂直平分线，与的交点为O，此即圆环所在的位置；（4）连接PO、OQ。 12. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. D. 在时间段物块与木板加速度相等 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】A．图（c）可知，t1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有 A错误； BC．图（c）可知，t2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象， 根据牛顿第二定律，有 以木板为对象，根据牛顿第二定律，有 解得 BC正确； D．图（c）可知，0~t2这段时间滑块与木板相对静止，所以有相同的加速度，D正确。 故选BCD。 三、实验题（第13题共8分，第14题共6分。） 13. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，某同学利用的器材有：一瓶矿泉水两根完全相同的轻弹簧等；他先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上，另一端挂矿泉水瓶，如图甲所示；然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上，另一端均连接于结点O，在结点O挂矿泉水瓶，静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的偏角α、β，如图乙所示。改变钉子A的位置，按照上述方法多测几次。 （1）依据上述方案并根据力的平行四边形定则，画出力的合成图，必须的操作是___________（选填选项前的字母）。 A．要测量弹簧的原长 B．实验中要使AO、BO长度相同 C．要测量图甲、乙中弹簧的长度 D．实验中要使结点O的位置始终固定不变 （2）根据实验原理及操作，在作图时，图中___________（选填“丙”或“丁”）是合理的。 （3）某次实验中测得乙图中a=33°，β=53°，保持β偏角不变，将OA从乙图中位置沿逆时针缓慢转到水平位置，则OA中弹簧的长度将___________，OB中弹簧的长度将___________（选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。 【答案】 ①. AC##CA ②. 丙 ③. 先减小后增大 ④. 一直增大 【解析】 【详解】（1）[1]ABC．实验中，甲图用来测量合力，乙图用来测量两个分力，根据胡克定律，力的大小与弹簧伸长量成正比，力的大小可用弹簧伸长量来表示，因此要测量弹簧的原长和测量图甲、乙中弹簧的长度；但AO、BO长度不必相同，故AC正确，B错误； D．实验中重物重力是定值，所以不必保证O点位置固定不变，故D错误。 故选AC。 （2）[2]实验中矿泉水瓶的重力方向始终竖直向下，所以需要沿着竖直方向，故丙图是合理的。 （3）[3][4]对O点受力分析，O点处于动态平衡中，重力大小方向不变，OB绳中拉力方向不变，将OA从乙图中位置沿逆时针缓慢转到水平位置，根据矢量三角形定则如图所示 由于 可知OA中弹力先减小后最大，则OA中弹簧的长度先减小后最大；OB中弹力一直增大，则OB中弹簧的长度一直增大。 14. 用图1所示的实验装置研究加速度与物体受力、物体质量之间的关系。 研究加速度与物体质量之间的关系的主要实验步骤如下： a.用天平测出小车的质量。 b.安装好实验器材，调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力。 c.在小桶内装砂，用细绳悬挂小桶并绕过滑轮系在小车上，调整细绳方向与木板平行。 d.接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点；断开电源，取下纸带并在纸带上标上编号。 e.保持砂和桶的总质量不变，多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量m，并做好记录，重复步骤d。 f.求出每条纸带对应的加速度并填入表中；在坐标纸上建立坐标系，描点作图，以研究加速度与质量的关系。 综合上述实验步骤，请你完成以下任务： ①图2所示为实验中得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为，由图中数据可计算出小车的加速度_______。（结果保留2位有效数字） ②若实验中砂和桶的总质量为，则从理论分析可知实际砂和桶的总重力与细绳对小车的拉力F的大小关系为________F（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）。而该实验平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多，则认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。 某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图3所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）。 步骤 是否有必要 调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力 ③___________ 控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量 ④___________ 【答案】 ①. 1.1 ②. 略大于 ③. 有必要 ④. 没必要 【解析】 【详解】①[1]根据逐差法得小车的加速度 ②[2]因为小桶向下做加速运动，处于失重状态，所以砂和桶的总重力略大于细绳对小车的拉力F。 [3][4]用无线力传感器来测量小车受到的拉力时，力传感器可以读数绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量；但仍要平衡摩擦力。 15. 假设某运载火箭点火后以加速度大小由静止开始从地面竖直上升，点火后时从运载火箭掉出一小重物，忽略空气阻力，取，。求： （1）小重物从运载火箭掉出时的速度大小v； （2）小重物距离地面的最大高度H； （3）小重物从运载火箭上掉出到落回地面的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由匀变速直线运动的速度 可得小重物从运载火箭掉出时的速度大小 【小问2详解】 前4s内，小重物上升的高度为 小重物掉出后，继续上升的高度为 小重物距离地面的最大高度为 【小问3详解】 小重物从运载火箭上脱落后继续上升的时间为 设小重物从最高点下落到地面的时间为，有 解得 小重物从运载火箭上掉出到落回地面需要的时间为 16. 如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R，C的质量为m，A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B 保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求： （1）未拉A时，C受到B作用力的大小F； （2）动摩擦因数的最小值μmin； 【答案】（1）mg（2） 【解析】 【分析】（1）根据共点力的平衡条件求解C受到B作用力的大小F； （2）先根据共点力平衡条件求解B受到C水平方向最大压力，再求出B对地面的压力，根据摩擦力的计算公式求解； 【详解】(1) 未拉A时，C 受力平衡，受力情况如图所示： 根据平衡条件可得： 解得 C 受到 B 作用力的大小为： （2）C 恰好降落到地面时 ,B 对 C 支持力最大为 Fm ，受力情况如下图所示： 则根据力的平衡可得： 解得： 所以最大静摩擦力至少为： B 对的面的压力为： 解得： 若B 受地面的摩擦力恰为最大静摩擦力，则： 解得： 17. 如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐．A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ．先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下．接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．求： （1）A被敲击后获得的初速度大小vA； （2）在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB'； （3）B被敲击后获得的初速度大小vB． 【答案】（1）；（2）aB=3μg，aB′=μg；（3） 【解析】 【详解】（1）由牛顿运动定律知，A加速度的大小aA=μg 匀变速直线运动2aAL=vA2 解得 （2）设A、B的质量均为m 对齐前，B所受合外力大小F=3μmg 由牛顿运动定律F=maB，得aB=3μg 对齐后，A、B所受合外力大小F′=2μmg 由牛顿运动定律F′=2maB′，得aB′=μg （3）经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为xA、xB，A加速度的大小等于aA 则v=aAt，v=vB–aBt 且xB–xA=L 解得． 18. 如图所示，倾角θ=37°的斜面体固定在水平面上，小物块A、B用跨过光滑定滑轮的细线拴接，处于静止状态。已知物块A质量mA=2kg，A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，A离斜面底端的距离L=3.2m，物块B离地面的高度H=4m，g取10m/s2。物块A与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。 （1）求物块B质量mB的取值范围； （2）将质量mC=3kg的物块C替换物块B，从图示位置静止释放，若C落地瞬间绳子断裂，求物块A在斜面上运动的总时间。（整个过程中物块A不会碰到滑轮） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）物块A恰好不上滑时，有 解得 物块A恰好不下滑时，有 解得 物块B质量mB的取值范围为 （2）将物块C替换物块B，从静止释放则在物块C落地前有 解得 设此段过程所用时间为t1，则有 ， 解得 物块C落地后有 解得 则物块A滑到最高点的时间为 上滑的距离为 此时物块A距斜面底端为 因为 所以接下来物块A将沿斜面下滑，有 解得 设滑到底端所用时间为t3，则有 解得 块A在斜面上运动的总时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $