内容正文:
北京市第一七一中学2024—2025学年度第一学期
高一年级物理科目期中调研试题
(时长:90分钟 总分值:100分)
一、单项选择题:(共10小题,每小题3分,共30分)
1. 关于静止在水平面上的物体对支持面的压力F,下列说法中正确的是( )
A. F就是物体的重力
B. F是由于物体发生微小形变产生的
C. F的作用点在物体上
D. F是由于支持面发生微小形变产生的
【答案】B
【解析】
【详解】物体对水平面的压力F,是由于物体发生微小形变而产生的力,受力物体是桌面,所以F的作用点在接触面上即支持面上,物体的重力是由于地球吸引而产生的,两者不是一个力。
故选B。
2. 一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经2s停止,汽车的制动距离为( )
A. 5m B. 10m C. 20m D. 30m
【答案】B
【解析】
【详解】速度公式汽车做末速度为零的匀减速直线运动,则有
故选B。
3. 下图为一个物体做直线运动的v- t图像.关于物体的运动,下列说法中错误的是
A. 0~1s内和2~3s内的运动方向相同
B. 2~3s内和3~4s内的加速度相同
C. 0~2s内和0~4s内的位移相同
D. 0~1s内和2~3s内的速度变化量相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、0~1s内和2~3s内的速度均沿正方向,故运动方向相同,故A不符合题意;
B、图象的斜率表示加速度,则由图可知,2~3s内和3~4s内的加速度相同,故B不符合题意;
C、由图可知,0~2s内和0~4s内的图象与时间轴所围成的面积相等,故说明物体的位移相同,故C不符合题意;
D、0~1s内的速度变化为是1m/s;而2~3s内速度的变化量为-1m/s,故速度的变化量不相同,故D符合题意。
故选D。
【点睛】解决本题的关键能够通过速度时间图象获取信息,知道图线的斜率表示加速度,速度的正负表示运动的方向,图线与时间轴围成的面积表示位移.
4. 两木块的质量分别为和,两轻质弹簧的劲度系数分别为和。将它们按如图所示方式连接起来。系统均静止后,两根弹簧均沿竖直方向。现缓慢向上提木块,直到弹簧变为原长。则在该过程中,木块移动的距离为(已知重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将起始状态的两木块作为整体受力分析,由于整体处于平衡态,故结合胡克定律可知弹簧的压缩量为
当弹簧变为原长时,弹簧的弹力为零,此时受自身重力和弹簧的弹力而平衡,故此时弹簧的压缩量为
则在该过程中,木块移动的距离为
故选A,其余错误。
故选A 。
5. 如图所示,用一根轻质细绳将一幅重力为12N的画框对称悬挂在墙壁上的钉子O上,画框上两个挂钉间的距离为0.6m,两挂钉间绳子长度为1m,则( )
A. 细绳对钉子O的合力大小为6N
B. 细绳对钉子O的合力大小为10N
C. 绳子承受的拉力大小为7.5N
D. 绳子承受的拉力大小为10N
【答案】C
【解析】
【详解】AB.细绳对钉子O的合力大小等于O对细绳的合力大小,根据平衡关系,O对细绳的合力大小,等于画框对细绳的合力大小,等于画框的重力,为12N,故细绳对钉子O的合力大小为12N,故AB错误;
CD.设绳与竖直方向夹角为,对画框受力分析如图所示
根据题意知
故
由平衡条件可知
可得
同一根绳的张力处处相等,则绳子承受的拉力大小为7.5N,故C正确,故D错误。
故选C。
6. 平直公路上有一台固定的超声波测速仪,汽车向测速仪做直线运动。当两者相距355m时,测速仪发出超声波,同时汽车由于紧急情况刹车,当测速仪接收到反射回来的超声波信号时,汽车恰好停止,此时测速仪与汽车相距335m,已知超声波的速度为340m/s,则汽车刹车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设汽车的加速度为a,运动的时间为t,匀减速运动直到静止可以看成初速度为零的匀加速直线运动,所发生的位移为S为
超声波来回的时间为t,则单程的时间为,当超声波与汽车相遇时,汽车从停止点到相遇点(匀减速运动直到静止可以看成初速度为零的匀加速直线运动)发生的位移为
超声波遇汽车后返回超声波测速仪发生的位移为,发生的时间为,则有
,
代入数值解得
所以汽车的加速度为
故选C。
7. 如图所示,用三根相同细线a、b、c将重力均为G的两个灯笼1和2悬挂起来。两灯笼静止时,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平。则( )
A. a中的拉力大小为
B. c中的拉力大小为
C. b中的拉力小于c中的拉力
D. 只增加灯笼2的质量,b最先断
【答案】A
【解析】
【详解】AB.将两小球看作一个整体,对整体受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
,
解得
,
故A正确,B错误;
C.对2小球隔离分析,利用平衡条件可得
故C错误;
D.三根相同细线a、b、c的拉力大小关系为
因三根相同细线所能承受的最大拉力相同,故只增加灯笼2的质量,由上可知,a最先断,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,长方体物体A和B保持相对静止,以相同的速度沿斜面匀速下滑。已知A、B的质量分别为和,斜面的倾斜角为,已知重力加速度为g。则( )
A. A、B间无摩擦力的作用
B. B受到的滑动摩擦力的大小为
C. B受到的静摩擦力的大小为
D. 取走A物后,B物将不再匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.两物体组成的系统受力平衡,由共点力平衡条件可得
滑动摩擦力为
解得
物体B的滑动摩擦力为
方向沿斜面向上;
对A受力分析知A受到的静摩擦力大小为,方向平行斜面向上,所以B受到的静摩擦力大小为,方向平行斜面向下,故AC错误,B正确;
D.取走A后,物体B受到的滑动摩擦力
摩擦力等于重力沿斜面向下的分力,B所受合力为零,B做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
9. 在遇到暴雨、雾霾等恶劣天气时,高速公路上能见度不足100m。在这样的恶劣天气时,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,乙在前、甲在后同向行驶。某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车,结果两辆车发生了碰撞。如图所示,为两辆车刹车后若不相撞的图像,由此可知( )
A. 刹车过程中甲车的加速度是乙车加速度的3倍
B. 两辆车一定是在刹车后的20s之后的某时刻发生相撞的
C. 两车相撞可能发生在乙车停止后
D. 两车刹车时相距的距离一定小于100m
【答案】D
【解析】
【详解】A.由v−t图像的斜率表示加速度,可求出
可知刹车过程中甲车的加速度是乙车加速度的2倍,A错误;
BC.由v−t图像可知,时,两车速度相等,相距最近,两车是在刹车后的20s之内的某时刻相撞,即在乙车停止前相撞,BC错误;
D.在t=20s内,甲的位移
乙的位移
可得
因而两车若相撞,刹车时距离应小于100m,D正确。
故选D。
10. 利用水滴下落可以粗略测量重力加速度的大小。调节家中水龙头,让水一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一个盘子,调整盘子的高度,使一滴水刚碰到盘子时,恰好有另一滴水刚开始下落,而空中还有一滴水正在下落。测出此时出水口到盘子的高度为,从第1滴水开始下落到第滴水刚落至盘中所用时间为。下列说法正确的是( )
A. 每滴水下落时间为
B. 相邻两滴水开始下落的时间间隔为
C. 第1滴水刚落至盘中时,第2滴水距盘子的距离为
D. 此地重力加速度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.设每滴水下落时间为,由自由落体公式
解得,故A错误;
B.相邻的两滴水时间间隔相同,则相邻两滴水开始下落的时间间隔为,故B错误;
C.第1滴水到盘中时,第2滴水已下落时间,下落距离为
故距盘子距离为,故C错误;
D.总时间
结合
联立解得,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:(共4小题,每小题3分,共12分。每小题选全选对得3分,有少选的得2分,有选错或不选的不得分)
11. 如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,、、、四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:、、、。下列说法正确的是( )
A. 物体在AB段的平均速度为
B. 物体在段的平均速度为
C. 段的平均速度比段的平均速度更能反映物体处于点时的瞬时速度
D. 物体在点的速度等于段的平均速度
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.物体在AB段的平均速度为,故A正确;
B.物体在ABC段的平均速度为,故B正确;
C.由于AB段的时间更小,所以AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度,故C正确;
D.不能确定物体在B点的速度是否等于AC段的平均速度大小,故D错误。
故选ABC。
12. 如图所示,木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20,连接在A、B之间的轻弹簧被拉伸了,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块B上,则在力F作用后( )
A. 木块B所受摩擦力大小是10N
B. 木块B所受摩擦力大小是6N
C. 木块A所受摩擦力大小是10N
D. 木块A所受摩擦力大小是8N
【答案】BD
【解析】
【详解】根据题意可知两木块的最大静摩擦力为
此时弹簧弹力为
用的水平拉力作用在木块B上,木块B受到弹簧向左的弹力为8N,拉力为2N,二力合力为6N,方向水平向左,小于最大静摩擦力,故B受静摩擦力为6N,向右;此时木块A受到向右的弹力为8N,小于最大静摩擦力,故A不动,受静摩擦力为8N,方向向左,故AC错误,BD正确。
故选BD。
13. 某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取,从抛出开始计时5s内,下列说法中正确的是( )
A. 物体的位移大小为65m
B. 物体的路程为65m
C. 物体的速度改变量的大小为10m/s
D. 物体的平均速度大小为5m/s,方向向上
【答案】BD
【解析】
【详解】A.从抛出开始计时5s内,物体的位移为
故A错误;
B.物体上升的最大高度为
需要的时间为
则从抛出开始计时5s内,物体的路程为
故B正确;
C.从抛出开始计时5s内,物体的速度改变量的大小为
故C错误;
D.从抛出开始计时5s内,物体的平均速度大小为
方向向上,故D正确。
故选BD。
14. 明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可.一游僧见之,曰:无烦也,我能正之.”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身.假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力N,则( )
A. 若F一定,θ大时N大 B. 若F一定,θ小时N大
C. 若θ一定,F大时N大 D. 若θ一定,F小时N大
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】选木楔为研究对象,木楔受到的力有:水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力,由于木楔处于平衡状态,所以侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的,力F的分解如图
则
所以
由公式可知,当F一定,θ小时FN大,当θ一定,F大时FN大,AD错误,BC正确;
故选BC。
【点睛】对力进行分解时,一定要分清力的实际作用效果的方向如何,再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可。
三、实验题:(共2小题,共18分)
15. 在探究“弹簧弹力大小与伸长量关系”的实验中,第一组同学设计了如图所示的实验装置。在弹簧两端各系一轻细的绳套,利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上,另一端的绳套用来悬挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L,再算出弹簧伸长的长度x,并将数据填在下面的表格中。
测量次序
1
2
3
4
5
6
弹簧弹力F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧的总长度L/cm
13.00
15.05
17.10
19.00
21.00
23.00
弹簧伸长的长度x/cm
0
2.05
4.10
6.00
8.00
10.00
(1)在如图所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点,请把第4次测量的数据对应点描绘出来,并作出F-x图线________。(根据你做的图线解答下面问题)
(2)根据所得F-x图线可知,下列说法中正确的是________。(选填选项前的字母)
A.弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比
B.弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比
C.该弹簧的劲度系数约为25N/m
D.该弹簧的劲度系数约为0.25N/m
(3)第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂完成实验。他们得到的F-x图线用虚线表示(实线为第一组同学实验所得)。下列图线最符合实际的是________。
(4)某同学想粗略测量一个原长约20cm的弹簧的劲度系数,但他手头只有一个量程是20cm的刻度尺,于是他在弹簧的正中央固定一个用于读数的指针,如图所示。弹簧下端未悬挂钩码,静止时指针对应的刻度为l1;弹簧下端挂一质量为m的钩码,静止时指针对应的刻度为l2。已知当地的重力加速度g,则该弹簧的劲度系数可表示为________。
【答案】 ①. ②. BC##CB ③. C ④.
【解析】
【详解】(1)[1]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图线如图所示
(2)[2]AB.由图示图像可知:弹簧的弹力F与伸长量x的图像是过原点的一条倾斜直线,F与x成正比,故A错误,B正确;
CD.由胡克定律:可知,劲度系数为
由图示图像可知,弹簧的劲度系数为
故C正确,D错误。
故选BC。
(3)[3]设弹簧水平放置时测出的自然长度为,则竖直悬挂时的自然长度为,竖直挂上重物时的长度为,示数为F,根据平衡条件得
两种情况下弹簧的劲度系数相同,两图像平行,由图示图线可知,由此可知该组同学描绘出的F-x图线为选项C中的虚线所示。
故选C。
(4)[4]由题意可知,弹簧的伸长量
由胡克定律与平衡条件得
解得
16. 某同学利用打点计时器研究匀变速直线运动。已知打点计时器每隔打一个点。某次实验打出的纸带如图甲所示。图中O、A、B、…G是选取的八个计数点。相邻两个计数点之间还有4个点未画出。各计数点下方的数据是该同学记录的相应计数点到O点的距离。
(1)该同学图甲中记录的计数点到O点的距离中,有一个数据的记录是不规范的。该数据对应的计数点是________。
(2)请根据给出的信息分别计算打下B点和打下F点时小车的速度大小。结果均保留三位小数。________m/s,________m/s。
(3)该同学已将A、C、D、E四个计数点对应的速度标在如图乙所示的坐标纸上。请将和标在该坐标纸上,并画出物体运动的图像_________。
(4)根据图像可求出打下O点时,物体的速度________m/s,物体运动的加速度________。
【答案】(1)F (2) ①. 0.40 ②. 0.57
(3) (4) ①. 0.32 ②. 0.417
【解析】
【小问1详解】
该同学图甲中记录的计数点到O点的距离中,有一个数据的记录是不规范的。该数据对应的计数点是F,应保留两位小数,估读到毫米的下一位。
【小问2详解】
由于相邻计数点间还有四个点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,得
【小问3详解】
画出物体运动的图像如下
【小问4详解】
[1][2]打下O点时,即0时刻物体的速度
根据图线求出小车运动的加速度
四、解答题:(共4题,共40分)
17. 如图所示,质量为的木块放在水平地面上,在大小为,与水平方向成斜向上拉力的作用下恰好沿水平地面匀速滑动。(,,)
(1)求木块与地面间的滑动摩擦系数;
(2)若改用水平拉力,使该木块在水平地面上仍匀速滑动,求水平拉力的大小。
【答案】(1)0.2 (2)18.4N
【解析】
【小问1详解】
木块沿水平地面匀速滑行,故木块受力平衡;那么在竖直方向上有
所以有
木块在水平方向上受力平衡,则有
解得
【小问2详解】
改用水平拉力,使该木块在水平地面上仍匀速滑动,则
18. 如图所示,甲车进站前,以v = 16 m/s的初速度从减速线处开始减速,到站台停车线处时速度刚好减为0,停车t0 = 30 s后再加速至v = 16 m/s驶离,已知甲车加速和减速的加速度大小均为a = 1 m/s2,将甲车视为质点。
(1)甲车从到达减速线到再次加速至v,总共通过的路程和所需的时间;
(2)为了提高运动的效率,乙车到此站时没有停车,而是以v = 16 m/s的速度匀速通过,为了保证安全,乙车与甲车在正常匀速行驶的安全距离至少为多少?(假设正常匀速行驶时的速度均为16 m/s,两站台距离足够远,且轨道是直的)
【答案】(1)256 m,62 s
(2)736 m
【解析】
【小问1详解】
设甲车从到达减速线至停车的位移为x,则
解得
则从到达减速线到再次加速至v的位移为
甲车运动方向没有变化,路程等于位移的大小,即
由
可得减速时间为
加速时间为
甲车从到达减速线到再次加速至v,总共所需的时间为
【小问2详解】
乙车通过这段距离用时
甲车需要
故甲比乙车通过这段路多用的时间
甲乙安全距离至少为
19. 如图所示,固定在水平地面上的斜面倾角为30°,物块A与斜面间的动摩擦因数,轻绳一端通过两个滑轮与物块A相连,另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。已知物块A的质量为,连接物块A的轻绳与斜面平行,挂上物块B后,滑轮两边轻绳的夹角为90°,物块A、B都保持静止,重力加速度为g,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若物块B的质量为,求物块A受到的摩擦力的大小和方向;
(2)为保持物块A处于静止状态,求物块B的质量范围。
【答案】(1),方向沿斜面向下;(2)
【解析】
【详解】(1)对物块B受力分析,设轻绳对物块B的拉力为,则由平衡条件有
已知,解得
再对物块A受力分析,因为,A有上滑趋势,故受到的静摩擦力沿斜面向下,则由平衡条件有
解得A受到的静摩擦力大小为
方向沿斜面向下;
(2)物块A刚好要沿斜面向上滑时,物块的质量最大,此时轻绳拉力
对B受力分析有
解得物块B的最大质量
物块A刚好要沿斜面向下滑时,物块B的质量最小,则有
对B受力分析有
解得物块B的最小质量
所以物块B的质量范围为
20. 伽利略在研究自由落体运动时,猜想自由落体的速度是均匀变化的,他考虑了速度的两种变化:一种是速度随时间均匀变化,另一种是速度随位移均匀变化。
(1)现在我们已经知道,自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动。
如图所示,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机同一底片上多次曝光,其中1、2、3、4、5……所示为小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.根据图上的信息。请:
①分析说明小球下落过程是否是匀变速直线运动;
②求出小球在位置“3”的速度大小;
③求出小球下落的加速度大小;
④分析说明位置“1”是否是小球无初速度释放的位置。
(2)自然界中某量D的变化可以记为△D,发生这个变化所用的时间间隔可以记为△t,变化量△D与△t的比值就是这个量的变化率。
①举出一个用变化率定义的运动学物理量并写出这个物理量的定义式;
②事实上,速度随位移均匀变化的运动也确实存在。已知一物体做速度随位移均匀变化的变速直线运动。其速度与位移的关系式为v=v0+kx(v0为初速度,v为位移为x时的速度)。试推导证明:此物体运动的加速度a和速度v成正比,且比例系数为k。
【答案】(1)①小球下落过程是匀变速直线运动;②③;④位置“1”不是小球无初速度释放的位置;
(2)①用变化率定义的运动学物理量有加速度,加速度的比值定义式;
②由于v=v0+kx
因此Δv=v-v0=kx
根据加速度的定义
联立可得
当Δt→0时
可得a=kv
可知物体运动的加速度a和速度v成正比,且比例系数为k
【解析】
【详解】(1)①由图可知相邻相等时间内的位移之差相等,可知小球下落过程是做匀变速直线运动;
②小球在位置“3”的速度大小
③小球下落的加速度大小
④因从“1”点开始相邻相等时间的位移之比为2:3:4:5……,不是从1开始的连续奇数比,则位置“1”不是小球无初速度释放的位置。
(2)①加速度等于速度对时间的变化率,即
②略。
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北京市第一七一中学2024—2025学年度第一学期
高一年级物理科目期中调研试题
(时长:90分钟 总分值:100分)
一、单项选择题:(共10小题,每小题3分,共30分)
1. 关于静止在水平面上的物体对支持面的压力F,下列说法中正确的是( )
A. F就是物体的重力
B. F是由于物体发生微小形变产生的
C. F的作用点在物体上
D. F是由于支持面发生微小形变产生的
2. 一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经2s停止,汽车的制动距离为( )
A. 5m B. 10m C. 20m D. 30m
3. 下图为一个物体做直线运动的v- t图像.关于物体的运动,下列说法中错误的是
A. 0~1s内和2~3s内的运动方向相同
B. 2~3s内和3~4s内的加速度相同
C. 0~2s内和0~4s内的位移相同
D. 0~1s内和2~3s内的速度变化量相同
4. 两木块的质量分别为和,两轻质弹簧的劲度系数分别为和。将它们按如图所示方式连接起来。系统均静止后,两根弹簧均沿竖直方向。现缓慢向上提木块,直到弹簧变为原长。则在该过程中,木块移动的距离为(已知重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,用一根轻质细绳将一幅重力为12N的画框对称悬挂在墙壁上的钉子O上,画框上两个挂钉间的距离为0.6m,两挂钉间绳子长度为1m,则( )
A. 细绳对钉子O的合力大小为6N
B. 细绳对钉子O的合力大小为10N
C. 绳子承受的拉力大小为7.5N
D. 绳子承受的拉力大小为10N
6. 平直公路上有一台固定的超声波测速仪,汽车向测速仪做直线运动。当两者相距355m时,测速仪发出超声波,同时汽车由于紧急情况刹车,当测速仪接收到反射回来的超声波信号时,汽车恰好停止,此时测速仪与汽车相距335m,已知超声波的速度为340m/s,则汽车刹车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,用三根相同细线a、b、c将重力均为G的两个灯笼1和2悬挂起来。两灯笼静止时,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平。则( )
A. a中的拉力大小为
B. c中的拉力大小为
C. b中的拉力小于c中的拉力
D. 只增加灯笼2的质量,b最先断
8. 如图所示,长方体物体A和B保持相对静止,以相同的速度沿斜面匀速下滑。已知A、B的质量分别为和,斜面的倾斜角为,已知重力加速度为g。则( )
A. A、B间无摩擦力的作用
B. B受到的滑动摩擦力的大小为
C. B受到的静摩擦力的大小为
D. 取走A物后,B物将不再匀速直线运动
9. 在遇到暴雨、雾霾等恶劣天气时,高速公路上能见度不足100m。在这样的恶劣天气时,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,乙在前、甲在后同向行驶。某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车,结果两辆车发生了碰撞。如图所示,为两辆车刹车后若不相撞的图像,由此可知( )
A. 刹车过程中甲车的加速度是乙车加速度的3倍
B. 两辆车一定是在刹车后的20s之后的某时刻发生相撞的
C. 两车相撞可能发生在乙车停止后
D. 两车刹车时相距的距离一定小于100m
10. 利用水滴下落可以粗略测量重力加速度的大小。调节家中水龙头,让水一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一个盘子,调整盘子的高度,使一滴水刚碰到盘子时,恰好有另一滴水刚开始下落,而空中还有一滴水正在下落。测出此时出水口到盘子的高度为,从第1滴水开始下落到第滴水刚落至盘中所用时间为。下列说法正确的是( )
A. 每滴水下落时间为
B. 相邻两滴水开始下落的时间间隔为
C. 第1滴水刚落至盘中时,第2滴水距盘子的距离为
D. 此地重力加速度的大小为
二、多项选择题:(共4小题,每小题3分,共12分。每小题选全选对得3分,有少选的得2分,有选错或不选的不得分)
11. 如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,、、、四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:、、、。下列说法正确的是( )
A. 物体在AB段的平均速度为
B. 物体在段的平均速度为
C. 段的平均速度比段的平均速度更能反映物体处于点时的瞬时速度
D. 物体在点的速度等于段的平均速度
12. 如图所示,木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20,连接在A、B之间的轻弹簧被拉伸了,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块B上,则在力F作用后( )
A. 木块B所受摩擦力大小是10N
B. 木块B所受摩擦力大小是6N
C. 木块A所受摩擦力大小是10N
D. 木块A所受摩擦力大小是8N
13. 某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取,从抛出开始计时5s内,下列说法中正确的是( )
A. 物体的位移大小为65m
B. 物体的路程为65m
C. 物体的速度改变量的大小为10m/s
D. 物体的平均速度大小为5m/s,方向向上
14. 明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可.一游僧见之,曰:无烦也,我能正之.”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身.假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力N,则( )
A. 若F一定,θ大时N大 B. 若F一定,θ小时N大
C. 若θ一定,F大时N大 D. 若θ一定,F小时N大
三、实验题:(共2小题,共18分)
15. 在探究“弹簧弹力大小与伸长量关系”的实验中,第一组同学设计了如图所示的实验装置。在弹簧两端各系一轻细的绳套,利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上,另一端的绳套用来悬挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L,再算出弹簧伸长的长度x,并将数据填在下面的表格中。
测量次序
1
2
3
4
5
6
弹簧弹力F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧的总长度L/cm
13.00
15.05
17.10
19.00
21.00
23.00
弹簧伸长的长度x/cm
0
2.05
4.10
6.00
8.00
10.00
(1)在如图所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力大小F与弹簧伸长的长度x对应的数据点,请把第4次测量的数据对应点描绘出来,并作出F-x图线________。(根据你做的图线解答下面问题)
(2)根据所得F-x图线可知,下列说法中正确的是________。(选填选项前的字母)
A.弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比
B.弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比
C.该弹簧的劲度系数约为25N/m
D.该弹簧的劲度系数约为0.25N/m
(3)第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂完成实验。他们得到的F-x图线用虚线表示(实线为第一组同学实验所得)。下列图线最符合实际的是________。
(4)某同学想粗略测量一个原长约20cm的弹簧的劲度系数,但他手头只有一个量程是20cm的刻度尺,于是他在弹簧的正中央固定一个用于读数的指针,如图所示。弹簧下端未悬挂钩码,静止时指针对应的刻度为l1;弹簧下端挂一质量为m的钩码,静止时指针对应的刻度为l2。已知当地的重力加速度g,则该弹簧的劲度系数可表示为________。
16. 某同学利用打点计时器研究匀变速直线运动。已知打点计时器每隔打一个点。某次实验打出的纸带如图甲所示。图中O、A、B、…G是选取的八个计数点。相邻两个计数点之间还有4个点未画出。各计数点下方的数据是该同学记录的相应计数点到O点的距离。
(1)该同学图甲中记录的计数点到O点的距离中,有一个数据的记录是不规范的。该数据对应的计数点是________。
(2)请根据给出的信息分别计算打下B点和打下F点时小车的速度大小。结果均保留三位小数。________m/s,________m/s。
(3)该同学已将A、C、D、E四个计数点对应的速度标在如图乙所示的坐标纸上。请将和标在该坐标纸上,并画出物体运动的图像_________。
(4)根据图像可求出打下O点时,物体的速度________m/s,物体运动的加速度________。
四、解答题:(共4题,共40分)
17. 如图所示,质量为的木块放在水平地面上,在大小为,与水平方向成斜向上拉力的作用下恰好沿水平地面匀速滑动。(,,)
(1)求木块与地面间的滑动摩擦系数;
(2)若改用水平拉力,使该木块在水平地面上仍匀速滑动,求水平拉力的大小。
18. 如图所示,甲车进站前,以v = 16 m/s的初速度从减速线处开始减速,到站台停车线处时速度刚好减为0,停车t0 = 30 s后再加速至v = 16 m/s驶离,已知甲车加速和减速的加速度大小均为a = 1 m/s2,将甲车视为质点。
(1)甲车从到达减速线到再次加速至v,总共通过的路程和所需的时间;
(2)为了提高运动的效率,乙车到此站时没有停车,而是以v = 16 m/s的速度匀速通过,为了保证安全,乙车与甲车在正常匀速行驶的安全距离至少为多少?(假设正常匀速行驶时的速度均为16 m/s,两站台距离足够远,且轨道是直的)
19. 如图所示,固定在水平地面上的斜面倾角为30°,物块A与斜面间的动摩擦因数,轻绳一端通过两个滑轮与物块A相连,另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。已知物块A的质量为,连接物块A的轻绳与斜面平行,挂上物块B后,滑轮两边轻绳的夹角为90°,物块A、B都保持静止,重力加速度为g,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若物块B的质量为,求物块A受到的摩擦力的大小和方向;
(2)为保持物块A处于静止状态,求物块B的质量范围。
20. 伽利略在研究自由落体运动时,猜想自由落体的速度是均匀变化的,他考虑了速度的两种变化:一种是速度随时间均匀变化,另一种是速度随位移均匀变化。
(1)现在我们已经知道,自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动。
如图所示,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机同一底片上多次曝光,其中1、2、3、4、5……所示为小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.根据图上的信息。请:
①分析说明小球下落过程是否是匀变速直线运动;
②求出小球在位置“3”的速度大小;
③求出小球下落的加速度大小;
④分析说明位置“1”是否是小球无初速度释放的位置。
(2)自然界中某量D的变化可以记为△D,发生这个变化所用的时间间隔可以记为△t,变化量△D与△t的比值就是这个量的变化率。
①举出一个用变化率定义的运动学物理量并写出这个物理量的定义式;
②事实上,速度随位移均匀变化的运动也确实存在。已知一物体做速度随位移均匀变化的变速直线运动。其速度与位移的关系式为v=v0+kx(v0为初速度,v为位移为x时的速度)。试推导证明:此物体运动的加速度a和速度v成正比,且比例系数为k。
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