精品解析:海南省文昌市某校2024-2025学年高一上学期第二次月考物理试题
2024-12-21
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内容正文:
2024-2025学年度第一学期高一第二次月考试题
物理
一、单项选择题(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意。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 在力学中,国际单位制规定力、质量、时间为三个基本物理量
B. 物体若不受任何力的作用,则一定处于静止状态
C. 当火车加速离开车站时,它的惯性越来越大
D. 物体的运动状态发生了改变,则它的速度一定发生了变化
2. 关于摩擦力,以下说法中正确的是( )
A. 运动的物体只可能受到滑动摩擦力 B. 静止的物体有可能受到滑动摩擦力
C. 滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反 D. 滑动摩擦力的方向不可能与运动方向一致
3. 如图所示,倾角为的斜面顶端连接一轻质弹簧,弹簧下端连接一小物块,在斜面上保持静止状态。已知小物块质量为m、与斜面间的动摩擦因数为,弹簧劲度系数为k。弹簧处于弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则( )
A. 弹簧可能处于压缩状态 B. 弹簧的最大形变量为
C. 小物块所受的摩擦力不可能为零 D. 斜面对小物块的作用力方向竖直向上,且大小等于
4. 如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,球与杆之间存在摩擦。小球从杆的顶端由静止释放,沿杆下滑的加速度大小为,则在小球下滑的过程中,木箱对地面的压力为( )
A. B.
C. D.
5. A、B两个球用轻弹簧连接,A球质量为2m,B球质量为3m,小球A由轻绳悬挂在天花板上O点,两球处于平衡状态,如图所示。现突然剪断轻绳OA,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间,设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示,则( )
A. a1 = g,a2 = g B. a1 = 0,a2 = 2g
C. a1 = 2.5g,a2 = 0 D. a1 = 1.5g,a2 = 0
6. 如图所示,质量分别为、的滑块和滑块叠放在光滑水平地面上,和之间,水平拉力作用在滑块上,拉力从0开始逐渐增大到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 始终保持相对静止
B. 当时,、发生了相对滑动
C. 从一开始就发生了相对滑动
D. 开始相对静止,后来发生相对滑动
7. 如图所示,两个半径不同的竖直圆环相切于O点,圆心、连线正好沿竖直方向。现有长度可伸缩的光滑杆刚好过O点放置,调节杆的长度,两端始终与环接触,上下两接触点分别记作a、b。一大小不计的光滑小圆环(图中未画出)从a点由静止释放后沿杆下滑,当慢慢增大杆与竖直方向夹角θ时,小圆环沿杆下滑的时间t将( )
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 因角度与两竖直圆环的半径均未知,故无法确定
8. 2022年4月份上海市爆发了新一轮的新冠疫情,广大市民积极响应市政府号召在家隔离。市民居家隔离期间锻炼了厨艺的同时还产生了很多的奇思妙想。其中一位隔离者通过如图所示的装置在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口,图中轻绳的一端栓在轻杆上,另一端绕过定滑轮(不计一切摩擦)。下列说法正确的是( )
A. 此人手上所受的拉力F始终不变
B. 此人手上所受的拉力F先减小,后增大
C. 轻杆所受压力一直增大
D. 轻杆所受压力大小始终不变
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错的,得0分)
9. 伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图a、图b分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是( )
A. 图a通过对小球在斜面上的运动研究,合理外推得出自由落体是一种匀变速直线运动
B. 图a中先在倾角较小的斜面上实验,可“冲淡”重力,便于测量时间
C. 图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验能直接观察到小球达到等高处
D. 图b的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论
10. 两个力同时作用于质量为2 kg的物体上,其中F1 = 4 N,F2 = 8 N,则物体的加速度可能是( )
A. 1 m/s2 B. 4 m/s2 C. 6 m/s2 D. 8 m/s2
11. 如图所示,在货车车厢底板上紧密地平整排列着一层油桶,且油桶与车厢前后挡板紧挨着,上面一层只有一只油桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,所有油桶的规格相同,货车载着油桶一起在平直公路上匀速行驶。从某一时刻起货车开始刹车做匀减速运动,重力加速度为g,在刹车过程中,下列说法正确的是 ( )
A. 若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶A对C的支持力减小
B. 若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶B对C的支持力减小
C. 若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶A对C支持力的增加量大于桶B对C支持力的减小量
D. 当货车刹车的加速度大小超过时,桶C就会脱离B而运动到A的左边,甚至撞击前挡板
12. 如图所示,一固定杆与水平方向的夹角α = 30°,将一质量为m的小球套在杆上,通过轻绳悬挂一质量为M的重物,给小球和重物一沿杆向下的初速度,两者相对静止共同运动,且轻绳处于竖直状态。现给小球和重物一沿杆向上的初速度,两者相对静止共同沿杆向上做加速度大小为g的减速运动,则( )
A. 小球与杆间的动摩擦因数
B. 小球与杆间的动摩擦因数
C. 沿杆向上运动时,轻绳中的拉力大小为2Mg
D. 沿杆向上运动时,轻绳中的拉力与固定杆之间的夹角β = 60°
13. 某个同学玩夹盒子的游戏,手握两块木板,两木板间夹起盒子,如图所示,已知木板与盒子之间的动摩擦因数为0.5,盒子与盒子之间的动摩擦因数为0.4,每个盒子重约为,该同学两手可以给木板提供的水平压力都为,则下列说法正确的是( )
A. 该同学最多可以夹起16个盒子
B. 该同学最多可以夹起14个盒子
C. 若该同学夹起10个盒子,则第五个和第六个盒子之间的摩擦力为0
D. 无论该同学夹起多少个盒子,木板和盒子之间的摩擦力大小都为
三、实验题(本题有2个小题,第14小题8分,第15小题10分,共18分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答。)
14. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示。
(1)本实验需要用到带细绳套的橡皮筋,图丙中最合适的是______。
(2)本实验采用的科学方法是______。
A. 理想实验法 B. 建立物理模型法
C. 等效替代法 D. 控制变量法
(3)某次实验用弹簧测力计拉橡皮条时,其中一个弹簧测力计的拉,另一个弹簧测力计的指针位置如图乙所示,则读数______N。
(4)下列有关该实验的说法中,正确的是______。
A. 弹簧测力计拉伸时应保持和木板平行
B. 两分力的夹角越大越好
C. 用两只弹簧测力计拉橡皮筋时,橡皮筋应与两细绳夹角的角平分线在同一直线上
D. 同一次实验中,用两只弹簧测力计拉橡皮筋时,与用一只弹簧测力计拉时相比,只需将橡皮筋拉至相同长度即可
15. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某组同学制定实验方案、选择实验器材且组装完成。在接通电源进行实验之前,实验装置如图1所示。
(1)关于图1中的实验装置,下列说法正确的是__________;
A.打点计时器应该固定在长木板的最左端
B.打点计时器不应该使用干电池,应使用低压交流电源
C.应该将木板右端垫起合适的高度,平衡小车所受的摩擦力
D.小车初始应该靠近打点计时器放置
(2)保持小车质量不变,改变沙和沙桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度与合外力的关系图线如图2所示,该图线不通过原点的主要原因是________________________;
(3)沙和沙桶质量________小车质量时,才可以认为细绳对小车拉力的大小近似等于沙和沙桶的重力大小;
A.远大于 B.远小于 C.接近 D.小于
(4)另一组同学用正确的方法进行操作,某次实验使用频率50Hz的交流电源,得到的纸带如图3所示,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求小车的加速度大小是_____m/s2,打点1时小车的瞬时速度大小是__________m/s。(结果保留两位有效数字)
四、综合分析与计算题(本题共3小题,第16题11分,第17题10分,第18题17分,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)
16. 如图所示,质量的木块套在水平粗糙固定杆上,并用轻绳与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,轻绳与水平方向的夹角,运动中、的相对位置保持不变,,在运动过程中,求:
(1)力大小;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数。
17. 如图所示,质量m =10kg的木箱,放在粗糙水平面上,木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,现对木箱施加一个斜向上的与水平方向成θ=37°、大小为F=50N的恒定拉力作用,木箱由静止开始运动,5s后撤去拉力F。求(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)撤去F前,木箱的加速度大小;
(2)木箱整个运动过程中发生位移的大小.
18. 如图所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,其传送带与地面的倾角θ=37°,C、D两端相距4.45m,B、C相距很近,水平部分AB以v0=5m/s的速率顺时针转动,将一袋质量为10kg的大米无初速度放在A端,到达B端后,米袋继续沿倾斜的CD部分运动,不计米袋在BC处的速度损失。已知米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5,g=10m/s2,cos37°=0.8,求:
(1)若CD部分传送带不运转,米袋能否运动到D端?
(2)若要米袋能被送到D端,CD部分顺时针运转的最小速度为多大?
(3)米袋从C段运送到D端所用时间的取值范围。
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2024-2025学年度第一学期高一第二次月考试题
物理
一、单项选择题(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意。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 在力学中,国际单位制规定力、质量、时间为三个基本物理量
B. 物体若不受任何力的作用,则一定处于静止状态
C. 当火车加速离开车站时,它的惯性越来越大
D. 物体的运动状态发生了改变,则它的速度一定发生了变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.在力学中,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量,选项A错误;
B.物体若不受任何力的作用,则可能处于静止状态,也可能是匀速直线运动状态,选项B错误;
C.惯性只与质量有关,与物体的运动状态无关,选项C错误;
D.物体的运动状态发生了改变,则它的速度一定发生了变化,选项D正确。
故选D。
2. 关于摩擦力,以下说法中正确的是( )
A. 运动的物体只可能受到滑动摩擦力 B. 静止的物体有可能受到滑动摩擦力
C. 滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反 D. 滑动摩擦力的方向不可能与运动方向一致
【答案】B
【解析】
【详解】A.运动的物体也可能受到静摩擦力的作用,此时物体相对地面运动,但相对对其施加静摩擦力的物体静止,故A错误;
B.静止的物体可能受到滑动摩擦力,此时物体相对地面静止,但相对对其施加滑动摩擦力的物体运动,故B正确;
CD.滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反,可能与运动方向一致,例如将货物由静止释放在水平传送带上,货物相对传送带滑动过程中受到的滑动摩擦力与其运动方向相同,故CD错误。
故选B。
3. 如图所示,倾角为的斜面顶端连接一轻质弹簧,弹簧下端连接一小物块,在斜面上保持静止状态。已知小物块质量为m、与斜面间的动摩擦因数为,弹簧劲度系数为k。弹簧处于弹性限度内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则( )
A. 弹簧可能处于压缩状态 B. 弹簧的最大形变量为
C. 小物块所受的摩擦力不可能为零 D. 斜面对小物块的作用力方向竖直向上,且大小等于
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于
故小物块若想静止在斜面上,弹簧必伸长,故A错误;
B.当弹力最大,即
则由胡克定律可得最大形变量为
故B正确;
C.当弹簧弹力大小等于,则此时物块所受摩擦力为零,故C错误;
D.斜面对小物块的作用力与重力和弹力的合力等大反向,故D错误;
故选B。
4. 如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,球与杆之间存在摩擦。小球从杆的顶端由静止释放,沿杆下滑的加速度大小为,则在小球下滑的过程中,木箱对地面的压力为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对小球受力分析,由牛顿第二定律可知
对木箱受力分析可知
可得
根据牛顿第三定律可知木箱对地面的压力为
故选B。
5. A、B两个球用轻弹簧连接,A球质量为2m,B球质量为3m,小球A由轻绳悬挂在天花板上O点,两球处于平衡状态,如图所示。现突然剪断轻绳OA,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间,设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示,则( )
A. a1 = g,a2 = g B. a1 = 0,a2 = 2g
C. a1 = 2.5g,a2 = 0 D. a1 = 1.5g,a2 = 0
【答案】C
【解析】
【详解】剪断轻绳之前,对B进行分析,弹簧处于拉伸状态,弹簧拉力大小
剪断轻绳的瞬间,分别对A、B进行分析,根据牛顿第二定律有
,
解得
,
故选C。
6. 如图所示,质量分别为、的滑块和滑块叠放在光滑水平地面上,和之间,水平拉力作用在滑块上,拉力从0开始逐渐增大到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 始终保持相对静止
B. 当时,、发生了相对滑动
C. 从一开始就发生了相对滑动
D. 开始相对静止,后来发生相对滑动
【答案】A
【解析】
【详解】令A、B发生相对运动的临界拉力为F0,则此时对A由牛顿第二定律得
解得
对B由牛顿第二定律得
解得
因此拉力F从0开始逐渐增大到20N的过程中,A、B始终保持相对静止。
故选A。
7. 如图所示,两个半径不同的竖直圆环相切于O点,圆心、连线正好沿竖直方向。现有长度可伸缩的光滑杆刚好过O点放置,调节杆的长度,两端始终与环接触,上下两接触点分别记作a、b。一大小不计的光滑小圆环(图中未画出)从a点由静止释放后沿杆下滑,当慢慢增大杆与竖直方向夹角θ时,小圆环沿杆下滑的时间t将( )
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 因角度与两竖直圆环的半径均未知,故无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】圆环下滑的加速度为
根据
可得
则当慢慢增大杆与竖直方向夹角θ时,小圆环沿杆下滑的时间t将不变。
故选C。
8. 2022年4月份上海市爆发了新一轮的新冠疫情,广大市民积极响应市政府号召在家隔离。市民居家隔离期间锻炼了厨艺的同时还产生了很多的奇思妙想。其中一位隔离者通过如图所示的装置在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口,图中轻绳的一端栓在轻杆上,另一端绕过定滑轮(不计一切摩擦)。下列说法正确的是( )
A. 此人手上所受的拉力F始终不变
B. 此人手上所受的拉力F先减小,后增大
C. 轻杆所受压力一直增大
D. 轻杆所受压力大小始终不变
【答案】D
【解析】
【详解】由题意进行受力分析如图所示
由几何关系可知
由题意可知,mg、h和L杆不变,L绳变小,则F变小,FN不变。
故选D。
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错的,得0分)
9. 伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图a、图b分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是( )
A. 图a通过对小球在斜面上的运动研究,合理外推得出自由落体是一种匀变速直线运动
B. 图a中先在倾角较小的斜面上实验,可“冲淡”重力,便于测量时间
C. 图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验能直接观察到小球达到等高处
D. 图b的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.图a通过对小球在斜面上的运动研究,在得出斜面上小球运动特征后,合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动,故A正确;
B.图a中先在倾角较小的斜面上进行实验,来“冲淡”重力的作用效果,因为在倾角较小的斜面上的小球加速度较小,运动相等位移下所用时间较长,更有利于时间的测量,故B正确;
C.图b中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在,故实验不能直接观察到小球达到等高处,故C错误;
D.图b的实验为“理想实验”,伽俐略通过结合实验结果,逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持,故D正确。
故选ABD。
10. 两个力同时作用于质量为2 kg的物体上,其中F1 = 4 N,F2 = 8 N,则物体的加速度可能是( )
A. 1 m/s2 B. 4 m/s2 C. 6 m/s2 D. 8 m/s2
【答案】BC
【解析】
【详解】两个力的合力最大值为12 N,最小值为4 N,根据牛顿第二定律
可知,加速度最大值为6 m/s2,最小值为2 m/s2。
故选BC。
11. 如图所示,在货车车厢底板上紧密地平整排列着一层油桶,且油桶与车厢前后挡板紧挨着,上面一层只有一只油桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,所有油桶的规格相同,货车载着油桶一起在平直公路上匀速行驶。从某一时刻起货车开始刹车做匀减速运动,重力加速度为g,在刹车过程中,下列说法正确的是 ( )
A. 若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶A对C的支持力减小
B. 若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶B对C的支持力减小
C. 若油桶C相对桶A、B保持静止,则桶A对C支持力的增加量大于桶B对C支持力的减小量
D. 当货车刹车的加速度大小超过时,桶C就会脱离B而运动到A的左边,甚至撞击前挡板
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.对C进行受力分析,如图所示,根据几何关系可知,A和B对C的支持力与竖直方向的夹角均为30°,当C处于静止状态时,根据平衡条件,在水平方向上有
①
在竖直方向上有
②
联立①②解得
③
设货车刹车的加速度大小为a,对C,在水平方向上根据牛顿第二定律有
④
在竖直方向上根据平衡条件有
⑤
联立④⑤解得
⑥
⑦
比较③⑥⑦可知则桶A对C的支持力增大,则桶B对C的支持力减小,且桶A对C支持力的增加量等于桶B对C支持力的减小量,故AC错误,B正确;
D.当桶B对C的支持力为零时,筒C恰好脱离B,设此时货车的加速度大小为,根据牛顿第二定律
解得
所以当货车刹车的加速度大小超过时,桶C就会脱离B而运动到A的左边,甚至撞击前挡板,故D正确。
故选BD。
12. 如图所示,一固定杆与水平方向的夹角α = 30°,将一质量为m的小球套在杆上,通过轻绳悬挂一质量为M的重物,给小球和重物一沿杆向下的初速度,两者相对静止共同运动,且轻绳处于竖直状态。现给小球和重物一沿杆向上的初速度,两者相对静止共同沿杆向上做加速度大小为g的减速运动,则( )
A. 小球与杆间的动摩擦因数
B. 小球与杆间的动摩擦因数
C. 沿杆向上运动时,轻绳中的拉力大小为2Mg
D. 沿杆向上运动时,轻绳中的拉力与固定杆之间的夹角β = 60°
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.当下滑时,对小球和重物的整体分析可知
解得
选项A错误,B正确;
CD.当小球和重物沿杆向上做加速度大小为g的减速运动时,设轻绳中的拉力与固定杆之间的夹角为β,对重物受力分析可知
解得
选项C错误,D正确。
故选BD。
13. 某个同学玩夹盒子的游戏,手握两块木板,两木板间夹起盒子,如图所示,已知木板与盒子之间的动摩擦因数为0.5,盒子与盒子之间的动摩擦因数为0.4,每个盒子重约为,该同学两手可以给木板提供的水平压力都为,则下列说法正确的是( )
A. 该同学最多可以夹起16个盒子
B. 该同学最多可以夹起14个盒子
C. 若该同学夹起10个盒子,则第五个和第六个盒子之间的摩擦力为0
D. 无论该同学夹起多少个盒子,木板和盒子之间的摩擦力大小都为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设该同学最多可以夹起n个盒子,木板与盒子之间的动摩擦因数为 ,盒子与盒子之间的动摩擦因数为 则
解得
n=16
取这16个盒子中除去最左边和最右边的其他14个盒子为研究对象,其重力为
最左与最右的两个盒子能提供给这14个盒子的最大静摩擦力为
则因为
所以中间这14个盒子不能被夹起,即最多不能夹起16个盒子;设我们从16个盒子中去掉x个盒子,剩下个盒子,取个盒子中除去最左边和最右边的其他个盒子为研究对象,其重力为
最左与最右的两个盒子能提供给这个盒子的最大静摩擦力为
则
解得
因为盒子个数只能取整数,所以取
盒子与盒子间的最大静摩擦力为64N,中间的这12个盒子能被夹起的话,靠里面的盒子由于数量减少也能被夹起。所以最多能夹起14个盒子。故A错误。故B正确;
C.若该同学夹起10个盒子,则取10个盒子整体为研究对象,左右两侧分别受到竖直向上的静摩擦力,大小都为5G。根据对称性我们取左边5个和右边5个分别为研究对象,则它们各自的重力和静摩擦力已经平衡,所以相互之间没有摩擦力。即第五个和第六个盒子之间的摩擦力为0。故C正确;
D.木板和盒子之间的摩擦力是静摩擦力,盒子的数量减小时静摩擦力的大小也随之减小。故D错误。
故选BC。
三、实验题(本题有2个小题,第14小题8分,第15小题10分,共18分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答。)
14. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示。
(1)本实验需要用到带细绳套的橡皮筋,图丙中最合适的是______。
(2)本实验采用的科学方法是______。
A. 理想实验法 B. 建立物理模型法
C. 等效替代法 D. 控制变量法
(3)某次实验用弹簧测力计拉橡皮条时,其中一个弹簧测力计的拉,另一个弹簧测力计的指针位置如图乙所示,则读数______N。
(4)下列有关该实验的说法中,正确的是______。
A. 弹簧测力计拉伸时应保持和木板平行
B. 两分力的夹角越大越好
C. 用两只弹簧测力计拉橡皮筋时,橡皮筋应与两细绳夹角的角平分线在同一直线上
D. 同一次实验中,用两只弹簧测力计拉橡皮筋时,与用一只弹簧测力计拉时相比,只需将橡皮筋拉至相同长度即可
【答案】(1)C (2)C
(3)1.90 (4)A
【解析】
【小问1详解】
A.图中两细绳过短,不便于确定力的方向,细绳末端没有绳套,不便于弹簧测力计挂钩拉动细绳,故A错误;
B.图中右侧细绳过短,不便于确定力的方向,左侧细绳末端没有绳套,不便于弹簧测力计挂钩拉动细绳,故B错误;
C.图中两细绳长度合适,便于确定力的方向,两细绳末端均有绳套,便于弹簧测力计挂钩拉动细绳,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
实验中,用两根弹簧测力计拉动橡皮筋与用一根弹簧测力计拉动橡皮筋时,两次拉动均将橡皮筋末端拉至同一位置,可知,实验采用了等效替代法。
故选C。
【小问3详解】
根据弹簧测力计的读数规律,该读数为1.90N。
【小问4详解】
A.为了确保测量力的精度,弹簧测力计拉伸时应保持和木板平行,故A正确;
B.为了便于做平行四边形,实验中两分力的夹角适当大一些,并不是越大越好,故B错误;
C.用两只弹簧测力计拉橡皮筋时,为了便于做平行四边形,两细绳之间的夹角适当大一些,但并不需要使橡皮筋应与两细绳夹角的角平分线在同一直线上,故C错误;
D.同一次实验中,用两只弹簧测力计拉橡皮筋时,与用一只弹簧测力计拉时相比,需要将橡皮筋末端拉至同一位置,确保效果相同,并不只将橡皮筋拉至相同长度,故D错误。
故选A。
15. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某组同学制定实验方案、选择实验器材且组装完成。在接通电源进行实验之前,实验装置如图1所示。
(1)关于图1中的实验装置,下列说法正确的是__________;
A.打点计时器应该固定在长木板的最左端
B.打点计时器不应该使用干电池,应使用低压交流电源
C.应该将木板右端垫起合适的高度,平衡小车所受的摩擦力
D.小车初始应该靠近打点计时器放置
(2)保持小车质量不变,改变沙和沙桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度与合外力的关系图线如图2所示,该图线不通过原点的主要原因是________________________;
(3)沙和沙桶质量________小车质量时,才可以认为细绳对小车拉力的大小近似等于沙和沙桶的重力大小;
A.远大于 B.远小于 C.接近 D.小于
(4)另一组同学用正确的方法进行操作,某次实验使用频率50Hz的交流电源,得到的纸带如图3所示,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求小车的加速度大小是_____m/s2,打点1时小车的瞬时速度大小是__________m/s。(结果保留两位有效数字)
【答案】 ①. BCD ②. 平衡摩擦力过度 ③. B ④. 0.49##0.50 ⑤. 0.26
【解析】
【详解】(1)[1]A.打点计时器应该固定在长木板没有定滑轮的右端,故A错误;
B.打点计时器不应使用干电池.应使用低压交流电源,故B正确;
C.实验中不应该将长木板水平放置,应该在右端垫起合适的高度,平衡小车的摩擦力,故C正确;
D.小车初始位嚣不应该离打点计时器太远,而应该靠近打点计时器放置,故D正确。
故选BCD。
(2)[2]由图2所示a-F图像可知,图像不过原点,在a轴上有截距,这说明在不加拉力时,小车已经具有加速度,这是由于平衡摩擦力时木板垫的过高,木板倾角过大,平衡摩擦力过度造成的;
(3)[3]砂和砂桶质量m远小于小车质量M时,才可以认为细绳对小车的拉力F的大小近似等于砂和砂桶的重力,故B正确。
(4)[4][5]计数点间的时间间隔
t=0.02×5s=0.1s
利用做匀变速直线运动推论和逐差法,求得小车加速度
小车做匀变速运动,打点1时小车的速度是打点0到打点2时间内的平均速度
四、综合分析与计算题(本题共3小题,第16题11分,第17题10分,第18题17分,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)
16. 如图所示,质量的木块套在水平粗糙固定杆上,并用轻绳与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,轻绳与水平方向的夹角,运动中、的相对位置保持不变,,在运动过程中,求:
(1)力大小;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小球的受力如图所示
由平衡条件可得
解得
(2)将木块、小球看作整体,受力如图所示
由平衡条件得
又因
解得
17. 如图所示,质量m =10kg的木箱,放在粗糙水平面上,木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,现对木箱施加一个斜向上的与水平方向成θ=37°、大小为F=50N的恒定拉力作用,木箱由静止开始运动,5s后撤去拉力F。求(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)撤去F前,木箱的加速度大小;
(2)木箱整个运动过程中发生位移的大小.
【答案】(1)2.6 (2)74.75m
【解析】
【详解】(1)根据牛顿第二定律
Fcos37°-f=ma
f=μFN
FN+Fsin37°=mg
解得物体的加速度大小为
a1=2.6m/s2
(2)5s末木箱的速度
v=a1t
5s末木箱的位移
撤去F后木箱的加速度
撤去F后木箱的位移
代入数据可得木箱发生的总位移为
=74.75m
18. 如图所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,其传送带与地面的倾角θ=37°,C、D两端相距4.45m,B、C相距很近,水平部分AB以v0=5m/s的速率顺时针转动,将一袋质量为10kg的大米无初速度放在A端,到达B端后,米袋继续沿倾斜的CD部分运动,不计米袋在BC处的速度损失。已知米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5,g=10m/s2,cos37°=0.8,求:
(1)若CD部分传送带不运转,米袋能否运动到D端?
(2)若要米袋能被送到D端,CD部分顺时针运转的最小速度为多大?
(3)米袋从C段运送到D端所用时间的取值范围。
【答案】(1) 米袋不能运动到D端;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)米袋在AB部分做加速运动
在传送带上滑行的距离为
米袋先加速后匀速,以5m/s的速度滑上CD
解得
上滑的距离为
米袋不能运动到D端。
(2)设CD部分顺时针运转的最小速度为v,米袋所受的摩擦力沿传送带先向下后向上,加速度大小先a2后a3
解得
由运动学公式
解得
(3)当传送带以顺时针运转时,米袋从C段运送到D端所用时间最长
当传送带以顺时针运转时,米袋从C段运送到D端所用时间最短,此时米袋以5m/s的初速度2m/s2的加速度向上做匀减速运动
解得
3.84s不合题意,舍去。
米袋从C段运送到D端所用时间的取值范围
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