内容正文:
高一上学期期末考试模拟测试01(原卷版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第一册第1~4章、必修第二册第5章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.深中通道于2024年6月30日下午3时通车试运营,东起深圳,西至中山,全长约24km,其中海中段长度约22.4km,全线设计最高速度为100km/h。某汽车从深中通道的起点开到终点,下列说法正确的是( )
A.汽车在海中段的位移大小为22.4km
B.研究汽车通过深中通道的时间时不能将汽车看作质点
C.100km/h指平均速度大小
D.24km指汽车全程的路程
2.某中学举办套“圈圈”活动。如图,小明同学站在标志线后以的速度水平抛出一塑料圈,正好套中静放在正前方水平地面上的饮料罐A。抛出时,塑料圈位于标志线的正上方处,塑料圈、饮料罐均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小g取,sin37°取,cos37°取,下列说法正确的是( )
A.塑料圈在空中运动的时间为
B.饮料罐A与标志线的距离为
C.塑料圈落地前瞬间,速度大小为7m/s
D.保持塑料圈抛出位置不变,若要套中饮料罐B,水平抛出速度应变为5m/s
3.如图所示,斜面体和小物块叠放在一起,斜面体上表面水平,均可视作质点。二者一起以一定的初速度从固定斜面底端A点沿斜面上滑,上滑到最高点B后又一起返回A点。物块与斜面体、斜面体与斜面接触面均粗糙,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.上滑时间等于下滑时间
B.上滑过程中,小物块受到的重力大小等于斜面体对它的支持力大小
C.上升至B点时二者加速度为0
D.再次回到A点时,速度大小小于
4.如图所示,五个质量均为m的车厢置于粗糙的水平轨道上,在外力F的牵引下,沿平直轨道匀加速行驶,若每节车厢与轨道间的摩擦系数均为,已知重力加速度为g,不计空气阻力,则第3节对第4节车厢的牵引力为( )
A.F B. C. D.
5.如图所示,置于水平地面带有竖直立杆的底座总质量为3kg,竖直立杆长0.5m,有一质量为1kg的小环从杆的下端以4m/s的初速度向上运动,刚好能到达杆的顶端,在环向上运动的过程中,底座对水平地面的压力为( )(g取)
A.24N B.34N C.36N D.46N
6.下面关于物体做直线运动的三个图像的说法中,正确的是( )
A.甲图中,物体的加速度大小为1 m/s2
B.乙图中,0 ~ 2 s内物体的速度变化量大小为6 m/s
C.丙图中,物体的加速度大小为4 m/s2
D.丙图中,t = 3 s时物体的速度大小为8 m/s
7.如图所示,在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点,墙壁BC段竖直,CD段水平,不计一切摩擦,关于轻绳的拉力的变化情况,下列说法正确的是( )
A.绳端由B点移动至C点的过程中先变小后变大
B.绳端由B点移动至C点的过程中一直增大
C.绳端由B点移动至D点的过程中一直不变
D.绳端由B点移动至D点的过程中先不变后变大
8.如图所示,垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体,用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的A点。通过细线将小球从A点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中,细线始终保持与小球所在处半圆相切。下列说法正确的是( )
A.小球对柱体的压力先增大后减小
B.细线对小球的拉力先减小后增大
C.柱体对竖直墙面的压力逐渐增大
D.柱体受到水平地面的支持力逐渐增大
9.(多选)如图所示,a球是铜球、b球是铁球、c球是铅球且三个小球的质量分别为1kg、2kg、3kg,将这三个小球从离地面高度分别为处静止释放,其中。如果先后依次释放a、b、c,三球刚好同时落到地面上,空气阻力忽略不计,则下列说法正确的是( )
A.a、b、c到达地面时的速度大小之比是
B.a、b、c落地前在同一高度处速度大小相等
C.a、b、c的加速度之比为
D.b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差
10.(多选)2024年6月以来,受强降雨的影响,江西部分地区出现暴雨到大暴雨,赣江发生2024年第2号洪水,导致江西多地发生洪涝灾害,多条水流超警戒水位。某应急救援分队要渡过宽且两岸平直的河到对岸实施救援,若冲锋舟在静水中划行的速率为,河水的流速为,下列说法正确的是( )
A.冲锋舟在河水中的合速度大小可能为
B.冲锋舟渡河的位移可能是
C.若该冲锋舟以最小位移渡河,船头应斜向上游,船头与河岸的夹角应为
D.若该冲锋舟保持船头与河岸垂直的方向行驶,渡河中若水流速突然增大,则冲锋舟到达河岸的时间变长
11.(多选)为庆祝建国75周年,大连某社区挂出8个用等长轻质细绳连接的灯笼,每个灯笼的质量均为,上面依次贴有“中华民族伟大复兴”的字样其中“族”和“伟”之间的细绳是水平的,结构简图如图所示。在无风状态下,都处于静止状态,左右两端连接天花板的细绳与竖直方向夹角,,,重力加速度为。则说法正确的是( )
A.连接各灯笼的细绳拉力大小都相等
B.连接天花板的细绳拉力大小为
C.“族”和“伟”之间的细绳拉力大小为
D.“华”和“民”之间的细绳拉力大小为
12.(多选)如图所示,在一次汽车性能测试中,汽车车厢上用两细绳、系住一质量为的小球,两绳与竖直方向的夹角分别为和,不计空气阻力,取重力加速度大小,则( )
A.汽车静止在水平地面上时,两细绳的拉力为、
B.当汽车以,向前做匀加速运动时,绳上拉力不为0
C.当汽车以,向后匀加速运动时,绳上的拉力为
D.当汽车以,向前匀加速运动时,绳与竖直方向的夹角为45°
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(共2小题,共20分)
13.图甲所示装置为平抛竖落仪,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开竖直向下运动。
(1)用不同的力击打弹簧金属片,可以观察到______。
A.A、B两球同时落地
B.击打的力越大,A、B两球落地时间间隔越大
C.A、B两球各自的运动轨迹均不变
(2)如图乙所示,某学生做“科学探究:平抛运动的特点”实验中,获得小球运动中的一段轨迹,但漏记小球做平抛运动的起点位置。该生在轨迹上选取了水平距离相等的a、b、c三点,并测量了各点间的竖直距离。则a、b两点间的时间间隔为 s,小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。若以a点为坐标原点,以初速度方向为x轴正方向,以重力方向为y轴正方向,则图中抛出点的坐标为 cm, cm,取重力加速度。
14.如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验。图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车质量
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
4.00
3.50
3.00
2.5
2.00
1.40
1.00
0.60
(1)图b为某次实验得到的纸带(交流电的频率为),图b由图中数据求出小车加速度值为 ;(结果保留3位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据。
如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线 ;从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是 ;
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d,该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是 。
三、计算题(本题共3小题,共32分)
15.如图所示,用、两根绳子吊着一个质量为的重物,若与水平方向夹角为,垂直,重物处于静止状态,求、绳上的拉力()。
16.如图甲所示为一皮带传送装置,皮带逆时针方向匀速传动,物体由静止放到皮带顶端,被皮带向下传送,其在传送带上运动的v-t图象如图乙所示(图中只画出一部分),。求:
(1)皮带匀速运动的速度大小;
(2)皮带与水平面间的夹角θ及货物与皮带之间的动摩擦因数μ;
(3)如果货物是用麻袋装载的石灰粉,当第一件货物被运送后,发现皮带上留有一段9.0m长的白色痕迹,请由此推出该件货物的传送时间和传送距离。
17.如图所示,某人从平台上水平抛出一弹性球,与平台右侧固定的四分之一圆形轨道的A点发生碰撞,碰撞后弹性球恰能原路返回至此人手中。已知圆形轨道半径为5R,圆心O与A点连线跟竖直方向夹角为37°,弹性球抛出时离地高度为,忽略空气阻力,重力加速度为g,,,求:
(1)弹性球抛出后运动到A点所用的时间;
(2)弹性球水平抛出时的速度大小。
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高一上学期期末考试模拟测试01(解析版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第一册第1~4章、必修第二册第5章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.深中通道于2024年6月30日下午3时通车试运营,东起深圳,西至中山,全长约24km,其中海中段长度约22.4km,全线设计最高速度为100km/h。某汽车从深中通道的起点开到终点,下列说法正确的是( )
A.汽车在海中段的位移大小为22.4km
B.研究汽车通过深中通道的时间时不能将汽车看作质点
C.100km/h指平均速度大小
D.24km指汽车全程的路程
【答案】D
【详解】A.汽车在海中段的路程为22.4km,由于海中段不是直线,所以位移大小小于22.4km,故A错误;
B.研究汽车通过深中通道的时间时汽车的大小和形状可以忽略,所以能将汽车看作质点,故B错误;
C.100km/h指瞬时速度的大小,故C错误;
D.24km指汽车全程运动轨迹的长度,即路程,故D正确。
故选D。
2.某中学举办套“圈圈”活动。如图,小明同学站在标志线后以的速度水平抛出一塑料圈,正好套中静放在正前方水平地面上的饮料罐A。抛出时,塑料圈位于标志线的正上方处,塑料圈、饮料罐均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小g取,sin37°取,cos37°取,下列说法正确的是( )
A.塑料圈在空中运动的时间为
B.饮料罐A与标志线的距离为
C.塑料圈落地前瞬间,速度大小为7m/s
D.保持塑料圈抛出位置不变,若要套中饮料罐B,水平抛出速度应变为5m/s
【答案】D
【详解】A.塑料圈在空中运动的时间为
选项A错误;
B.饮料罐A与标志线的距离为
选项B错误;
C.塑料圈落地前瞬间,速度大小为
选项C错误;
D.保持塑料圈抛出位置不变,若要套中饮料罐B,水平抛出速度应变为
选项D正确。
故选D。
3.如图所示,斜面体和小物块叠放在一起,斜面体上表面水平,均可视作质点。二者一起以一定的初速度从固定斜面底端A点沿斜面上滑,上滑到最高点B后又一起返回A点。物块与斜面体、斜面体与斜面接触面均粗糙,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.上滑时间等于下滑时间
B.上滑过程中,小物块受到的重力大小等于斜面体对它的支持力大小
C.上升至B点时二者加速度为0
D.再次回到A点时,速度大小小于
【答案】D
【详解】AD.将斜面体和小物块看作整体,因斜面体与斜面接触面粗糙,所以整体上滑的加速度大于下滑的加速度,上滑时间小于下滑时间,再次回到A点时,速度大小小于,故A错误,D正确;
B.上滑过程中,整体的加速度沿斜面向下,小物块竖直方向有向下的加速度,所以竖直方向所受合力向下,小物块受到的重力大小大于斜面体对它的支持力大小,故B错误;
C.整体上升至B点后还要沿斜面下滑,所以上升至B点时二者加速度不为0,故C错误。
故选D。
4.如图所示,五个质量均为m的车厢置于粗糙的水平轨道上,在外力F的牵引下,沿平直轨道匀加速行驶,若每节车厢与轨道间的摩擦系数均为,已知重力加速度为g,不计空气阻力,则第3节对第4节车厢的牵引力为( )
A.F B. C. D.
【答案】C
【详解】对五节车厢整体分析,由牛顿第二定律可得
对第四和第五节厢整体分析,由牛顿第二定律可得
由以上两式解得,第3节对第4节车厢的牵引力
故选C。
5.如图所示,置于水平地面带有竖直立杆的底座总质量为3kg,竖直立杆长0.5m,有一质量为1kg的小环从杆的下端以4m/s的初速度向上运动,刚好能到达杆的顶端,在环向上运动的过程中,底座对水平地面的压力为( )(g取)
A.24N B.34N C.36N D.46N
【答案】A
【详解】利用逆向思维,根据速度与位移的关系有
解得
对小环进行分析,根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律,小环对杆的摩擦力
对立杆与底座进行分析,根据平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可知,底座对水平地面的压力为24N。
故选A。
6.下面关于物体做直线运动的三个图像的说法中,正确的是( )
A.甲图中,物体的加速度大小为1 m/s2
B.乙图中,0 ~ 2 s内物体的速度变化量大小为6 m/s
C.丙图中,物体的加速度大小为4 m/s2
D.丙图中,t = 3 s时物体的速度大小为8 m/s
【答案】C
【详解】A.根据速度与位移的关系有
结合图像有
解得
故A错误;
B.a − t图像中,图像与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量,可知,0 ~ 2 s内物体的速度变化量大小为
故B错误;
C.图像对应的函数表达式为
则有
将该函数式与位移公式进行对比有
,
解得
故C正确;
D.结合上述可知,t = 3 s时物体的速度大小
故D错误。
故选C。
7.如图所示,在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点,墙壁BC段竖直,CD段水平,不计一切摩擦,关于轻绳的拉力的变化情况,下列说法正确的是( )
A.绳端由B点移动至C点的过程中先变小后变大
B.绳端由B点移动至C点的过程中一直增大
C.绳端由B点移动至D点的过程中一直不变
D.绳端由B点移动至D点的过程中先不变后变大
【答案】D
【详解】AB.设轻绳左右两侧间的夹角为,以滑轮为研究对象,分析受力情况,受力分析图如图所示
同一根绳子拉力大小相等,由共点力平衡可知,左侧和右侧绳子与竖直方向的夹角始终相等均为,在竖直方向上受力平衡有
解得绳子上的拉力大小为
设绳子的两个端点的水平距离为,左侧绳子长度为,右侧绳子长度为,由几何关系得
绳端由B点移动至C点的过程中,绳子总长为
有
由于绳长不变 ,两个端点的水平距离为不变,故不变,所以绳的拉力大小不变,A错误,B错误;
CD.绳端由C点移动至D点的过程中,绳子总长不变,两个端点的水平距离为增大,根据
可知增大,所以绳的拉力
变大,综合上述分析可知绳端由B点移动至D点的过程中先不变后变大,C错误,D正确。
故选D。
8.如图所示,垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体,用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的A点。通过细线将小球从A点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中,细线始终保持与小球所在处半圆相切。下列说法正确的是( )
A.小球对柱体的压力先增大后减小
B.细线对小球的拉力先减小后增大
C.柱体对竖直墙面的压力逐渐增大
D.柱体受到水平地面的支持力逐渐增大
【答案】D
【详解】AB.以小球为研究对象,如图。
设小球所在位置沿切线方向与竖直方向夹角为,由平衡条件可知,沿切线方向有
沿半径方向有
通过细线将小球从A点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中增大,所以细线对小球的拉力减小,柱体对小球的支持力增大,由牛顿第三定律可知小球对柱体的压力增大,故AB错误;
CD.以柱体为研究对象,如图。
竖直方向有
水平方向有
增大,柱体受到水平地面的支持力逐渐增大。根据牛顿第三定律可知,柱体对竖直墙面的压力先增大后减小,当时柱体对竖直墙面的压力最大,以后逐渐减小到零,故C错误,D正确。
故选D。
9.(多选)如图所示,a球是铜球、b球是铁球、c球是铅球且三个小球的质量分别为1kg、2kg、3kg,将这三个小球从离地面高度分别为处静止释放,其中。如果先后依次释放a、b、c,三球刚好同时落到地面上,空气阻力忽略不计,则下列说法正确的是( )
A.a、b、c到达地面时的速度大小之比是
B.a、b、c落地前在同一高度处速度大小相等
C.a、b、c的加速度之比为
D.b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差
【答案】AD
【详解】AB.由得
所以,a、b、c到达地面时的速度大小之比是
a、b、c落地前到达同一高度时下落的高度不相等,所以在同一高度处速度大小不相等,故A正确,B错误;
C.a、b、c的加速度相等,均为重力加速度,故C错误;
D.由得
所以
即b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差,故D正确。
故选AD。
10.(多选)2024年6月以来,受强降雨的影响,江西部分地区出现暴雨到大暴雨,赣江发生2024年第2号洪水,导致江西多地发生洪涝灾害,多条水流超警戒水位。某应急救援分队要渡过宽且两岸平直的河到对岸实施救援,若冲锋舟在静水中划行的速率为,河水的流速为,下列说法正确的是( )
A.冲锋舟在河水中的合速度大小可能为
B.冲锋舟渡河的位移可能是
C.若该冲锋舟以最小位移渡河,船头应斜向上游,船头与河岸的夹角应为
D.若该冲锋舟保持船头与河岸垂直的方向行驶,渡河中若水流速突然增大,则冲锋舟到达河岸的时间变长
【答案】AB
【详解】A.当冲锋舟顺流而下,即冲锋舟的速度与水流速度共线同向时,此时冲锋舟的速度最大
最小合速度
可知冲锋舟在河水中的合速度大小可能为,故A正确
B.由于冲锋舟在静水中划行的速率大于河水的流速,则冲锋舟的合速度方向可以垂直河岸,冲锋舟渡河的位移最小值为河岸宽度,则冲锋舟渡河的位移大于等于,冲锋舟渡河的位移可能是,故B正确;
C.若该冲锋舟以最小位移渡河,则合速度方向垂直河岸,如图所示
根据几何关系可得
解得
故C错误;
D.在河宽不变的情况下,冲锋舟保持船头与河岸垂直的方向行驶,渡河时间为
渡河中若水流速突然增大,则冲锋舟到达河岸的时间不变,故D错误。
故选AB。
11.(多选)为庆祝建国75周年,大连某社区挂出8个用等长轻质细绳连接的灯笼,每个灯笼的质量均为,上面依次贴有“中华民族伟大复兴”的字样其中“族”和“伟”之间的细绳是水平的,结构简图如图所示。在无风状态下,都处于静止状态,左右两端连接天花板的细绳与竖直方向夹角,,,重力加速度为。则说法正确的是( )
A.连接各灯笼的细绳拉力大小都相等
B.连接天花板的细绳拉力大小为
C.“族”和“伟”之间的细绳拉力大小为
D.“华”和“民”之间的细绳拉力大小为
【答案】BC
【详解】ABC.以8个灯笼为整体,竖直方向根据受力平衡可得
解得连接天花板的细绳拉力大小为
以“中”、“华”、 “民”、 “族”4个灯笼为对象,水平方向根据受力平衡可得
解得“族”和“伟”之间的细绳拉力大小为
故A错误,BC正确;
D.以“中”、“华”2个灯笼为对象,水平方向根据受力平衡可得
竖直方向根据受力平衡可得
解得
,
则“华”和“民”之间的细绳拉力大小为
故D错误。
故选BC。
12.(多选)如图所示,在一次汽车性能测试中,汽车车厢上用两细绳、系住一质量为的小球,两绳与竖直方向的夹角分别为和,不计空气阻力,取重力加速度大小,则( )
A.汽车静止在水平地面上时,两细绳的拉力为、
B.当汽车以,向前做匀加速运动时,绳上拉力不为0
C.当汽车以,向后匀加速运动时,绳上的拉力为
D.当汽车以,向前匀加速运动时,绳与竖直方向的夹角为45°
【答案】AC
【详解】A.汽车静止在水平地面上时,以小球为对象,根据受力平衡可得
,
解得
,
故A正确;
BD.设向前做匀加速运动的加速度为时,AC绳的拉力刚好为0,以小球对对象,根据牛顿第二定律可得
解得
可知当汽车以,向前做匀加速运动时,绳上拉力刚好为0;当汽车以,向前匀加速运动时,由于
可知小球没有向后飞起来,则绳与竖直方向的夹角为60°,故BD错误;
C.设向后做匀加速运动的加速度为时,BC绳的拉力刚好为0,以小球对对象,根据牛顿第二定律可得
解得
则汽车以,向后匀加速运动时,由于
可知小球已经飞起来,BC绳的拉力为0;则绳上的拉力大小为
故C正确。
故选AC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(共2小题,共20分)
13.图甲所示装置为平抛竖落仪,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开竖直向下运动。
(1)用不同的力击打弹簧金属片,可以观察到______。
A.A、B两球同时落地
B.击打的力越大,A、B两球落地时间间隔越大
C.A、B两球各自的运动轨迹均不变
(2)如图乙所示,某学生做“科学探究:平抛运动的特点”实验中,获得小球运动中的一段轨迹,但漏记小球做平抛运动的起点位置。该生在轨迹上选取了水平距离相等的a、b、c三点,并测量了各点间的竖直距离。则a、b两点间的时间间隔为 s,小球做平抛运动的初速度大小为 m/s。若以a点为坐标原点,以初速度方向为x轴正方向,以重力方向为y轴正方向,则图中抛出点的坐标为 cm, cm,取重力加速度。
【答案】(1)A
(2) 0.1 2 -20 -5
【详解】(1)AB.用小锤轻击弹簧金属片,在同一高度,A球做平抛运动,B球做自由落体运动,由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动,因此无论击打的力多大,A、B两球总是同时落地,且落地时间不变,故A正确,B错误;
C.用不同的力击打弹簧金属片时,A球获得的水平初速度不同,则A球的运动路线不同,B球始终是自由落体运动,其运动路线相同,故C错误。
故选A。
(2) [1]小球做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,由匀变速直线运动的推论可得
则相邻小球间的运动时间为
[2]小球做平抛运动的初速度大小为
[3][4]在竖直方向,由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得小球在b点时竖直方向的分速度为
可知小球从开始抛出到b点的时间为
则小球从抛出点到a点的时间为0.1s,因此图中抛出点的坐标为
14.如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验。图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车质量
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
4.00
3.50
3.00
2.5
2.00
1.40
1.00
0.60
(1)图b为某次实验得到的纸带(交流电的频率为),图b由图中数据求出小车加速度值为 ;(结果保留3位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据。
如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线 ;从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是 ;
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d,该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是 。
【答案】 2.99 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够
【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动的规律,结合逐差法可得小车加速度值为
(2)[2][3]根据表中数据 画出图像
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系;
(3)[4]由图可知,当F到达一定值时小车才产生了加速度,可知原因是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。
三、计算题(本题共3小题,共32分)
15.如图所示,用、两根绳子吊着一个质量为的重物,若与水平方向夹角为,垂直,重物处于静止状态,求、绳上的拉力()。
【答案】,
【详解】以O点对对象,其受力如图所示
由重物静止时受力平衡,则和的合力为
则、绳上的拉力分别为
16.如图甲所示为一皮带传送装置,皮带逆时针方向匀速传动,物体由静止放到皮带顶端,被皮带向下传送,其在传送带上运动的v-t图象如图乙所示(图中只画出一部分),。求:
(1)皮带匀速运动的速度大小;
(2)皮带与水平面间的夹角θ及货物与皮带之间的动摩擦因数μ;
(3)如果货物是用麻袋装载的石灰粉,当第一件货物被运送后,发现皮带上留有一段9.0m长的白色痕迹,请由此推出该件货物的传送时间和传送距离。
【答案】(1)8m/s
(2),
(3)4s,37m
【详解】(1)开始物块受到传送带对其摩擦力沿传送带向下,1s后沿传送带向上,根据图象可以知道,皮带的速度为8.0m / s。
(2)由货物运动的v-t图象得
在0~1.0s内皮带对物体的滑动摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律得
在1.0s~2.0s内皮带对物体的滑动摩擦力沿斜面向上,由牛顿第二定律得
联立得
=30°,
(3)由图像可知,在0~1.0s内石灰粉相对传送带向上滑动,相对位移的大小(摩擦痕迹)为
在1.0s之后,石灰粉相对传送带向下滑动,因为当第一件货物被运送后,发现皮带上留有一段9.0m长的白色痕迹,故在1.0s之后,相对位移的大小(摩擦痕迹)为
设在1.0s之后,石灰粉运动时间为t,故石灰粉滑离传送带时速度为
故在1.0s之后,相对位移的大小(摩擦痕迹)为
联立可得
故传送时间为
传送距离为
17.如图所示,某人从平台上水平抛出一弹性球,与平台右侧固定的四分之一圆形轨道的A点发生碰撞,碰撞后弹性球恰能原路返回至此人手中。已知圆形轨道半径为5R,圆心O与A点连线跟竖直方向夹角为37°,弹性球抛出时离地高度为,忽略空气阻力,重力加速度为g,,,求:
(1)弹性球抛出后运动到A点所用的时间;
(2)弹性球水平抛出时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)碰撞后弹性球恰能原路返回至此人手中,说明到达A点时速度方向沿半径方向,在A点时的竖直速度为
则用时间为
(2)弹性球水平抛出时的速度大小
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