精品解析:山东省菏泽市鄄城县第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考物理试题
2025-03-09
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 菏泽市 |
| 地区(区县) | 鄄城县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.57 MB |
| 发布时间 | 2025-03-09 |
| 更新时间 | 2025-03-09 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50898638.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
鄄城一中高一上学期第二次月考
物理
全卷满分100分,考试时间70分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:必修第一册第一章至第三章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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8月6日,在巴黎奥运会女子10米跳台决赛中,中国选手全红婵再次上演“水花消失术”以绝对优势夺得冠军,如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 全红婵的重心一定是身体上最重的点
B. 全红婵静止站在跳台上时,所受的重力和跳台对她的支持力是一对作用力与反作用力
C. 全红婵入水后,水对身体的作用力与身体对水的作用力大小一定相等
D. 全红婵入水后,水对身体的作用力可能会大于身体对水的作用力
2. 下表所示为一些生活中运动物体的加速度(近似值)。关于这些运动物体的加速度、速度、速度变化量的说法正确的是( )
运动物体
a/(m·s-2)
运动物体
a/(m·s-2)
子弹在枪筒中
赛车起步
4.5
伞兵着陆
-25
汽车起步
3
汽车急刹车
-5
高铁起步
0.35
A. 子弹的加速度最大,所以子弹在任何时刻的速度均大于表中其他物体的速度
B. 伞兵着陆过程的加速度为-25m/s2,是表中加速度最小的
C. 高铁起步的加速度为0.35m/s2,表示此过程中每经过1s高铁的速度增加量为0.35m/s
D. 汽车刹车的加速度为-5m/s2,故任何运动物体只要做减速运动,其加速度一定为负值
3. 如图甲所示,“海冰722”是中国海军第一代,也是第一艘破冰船。如图乙所示,破冰船前行过程中,船头相对冰层向上滑动的瞬间,船头受到冰层的支持力和摩擦力作用,则这两个力的合力方向可能是图中所示的(虚线为过冰块与船头接触点的切线)
A. 的方向 B. 的方向 C. 的方向 D. 的方向
4. 如图所示是打印机进纸系统简化示意图。滚轮压住一叠白纸,正常工作时,进纸系统每次只进一张纸,滚轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,第1张白纸以下依次为第2张、第3张、…。则下列说法正确的是( )
A. 滚轮对第1张纸的摩擦力方向水平向左
B. 进第1张纸时,第2张纸与第1张纸间产生的是静摩擦力
C. 进第1张纸时,第2张纸与第3张纸间摩擦力为0
D. 进第1张纸时,摩擦片对最下面的白纸的摩擦力方向水平向左
5. 如图甲所示,佩戴口罩能有效地阻隔空气中病毒的传播。若将口罩带套在耳朵上的情景简化为如图乙所示,AB、CD分别为口罩带的一部分,其中AB段水平,CD段与水平方向夹角为60°,且AB、CD在同一竖直平面内。若弹性口罩带的弹力大小遵循胡克定律,且劲度系数为,已知佩戴在单侧耳朵上的口罩带的伸长量为,不计口罩带的重力及与皮肤间的摩擦。则口罩带对单侧耳朵的作用力大小为( )
A. 10N B. C. 20N D.
6. 如图所示,AB为空心圆管(A为下端、B为上端)、C是可视为质点的小球,AB长度为,AB与C在同一竖直线上,A、C之间距离为。时刻,AB做自由落体运动,C从地面以初速度开始做竖直上抛运动,重力加速度,不计空气阻力。要使小球C在AB落地前穿过AB,的最小值为( )
A. 9m/s B. 10m/s C. 10.5m/s D. 12.5m/s
7. 如图所示,木块A、B、C紧挨着并排固定在水平地面上,子弹(可视为质点)以30m/s的速度从木块A左侧面射入且刚好在木块C右侧面停止运动。已知子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,在木块中运动时加速度始终恒定。则下列说法正确的是( )
A. 子弹刚射出木块A时的速度大小为10m/s
B. 子弹在木块A中运动的平均速度是在木块B中运动的平均速度的2倍
C. 木块A、B、C的长度之比为9:4:1
D. 若子弹射入木块A的初速度变为20m/s,则子弹将停留在木块A中
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两小球A、B通过轻质细杆相连,斜靠在车厢里,两小球及车厢均处于静止状态,则下列说法正确是( )
A. A球可能受到3个力的作用
B. A球可能受到4个力的作用
C. B球一定仅受到3个力的作用
D. B球一定仅受到4个力的作用
9. 如图所示,粗糙水平地面上放置斜面体ABC,在顶点B与竖直墙壁间放置有一光滑圆柱体,O为其截面圆心,整个装置处于静止状态,现将斜面体水平向左缓慢移动一小段距离(圆柱体未落地),则在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 竖直墙壁对圆柱体的支持力增大
B. 斜面体对圆柱体的支持力增大
C. 水平地面对斜面体的支持力增大
D. 水平地面对斜面体的摩擦力增大
10. A、B两辆小车同时从同一位置沿同一方向运动,它们的图像如图所示。已知两辆小车可视为质点。下列说法中正确的是( )
A. A、B两辆小车均做匀加速直线运动
B. s时,A车速度为0,B车速度大小为4m/s
C. 相遇前,s时两辆小车间距离最大为4m
D s时,A、B两辆小车相遇
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了验证在弹性限度内,弹簧的弹力大小与伸长量成正比,某同学设计了如下实验:
a. 将一根轻弹簧竖直悬挂在O点,开始下端挂钩P处不挂任何物体,记录下此时弹簧的长度记为;
b. 在挂钩P处分别挂不同质量的钩码,并记录稳定时对应的弹簧长度x;
c. 以所挂钩码质量为纵轴、弹簧长度为横轴建立直角坐标系,将所测数据在坐标系中描点作图,得到如图乙所示的图像。
结合图像回答下列问题:(重力加速度)
(1)______cm;
(2)弹簧的劲度系数______N/m;
(3)弹簧超过40cm后图线出现弯曲情况,原因是____________。
12. 某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,部分装置如图甲所示。
(1)在某次实验中,其中一只弹簧测力计的指针如图乙所示,则其读数为______N;
(2)某次实验中,用、表示两个互成角度的力、F表示平行四边形作出的与的合力,表示用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的力,则下列选项中符合实验事实的是______;
A. B. C. D.
(3)某次实验时,小组同学保持两分力大小不变,任意改变这两个分力的夹角,记录两个分力间的夹角为,以及对应的合力为F,作出F与的关系图像如图丙所示,则由图可得,这两个分力的合力的最大值为______N。
13. 如图所示,某人将一个质量为M、半径为R的半球形的瓷碗倒扣在水平桌面上,O为碗的球心。然后将一块质量为m、可视为质点的食材放在碗外壁距桌面高度为h处,此时整个系统处于静止状态,且食材恰好能静止在碗外壁。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)瓷碗对桌面的压力N和摩擦力f的大小;
(2)食材与碗外壁间的动摩擦因数μ大小。
14. 如图所示,在平直公路上,汽车A 向固定测速仪 B做直线运动,设时汽车A与测速仪B相距,此时测速仪B发出一个超声波脉冲信号和一个红外线信号,汽车A在接收到红外线信号时正以的速度运动,司机立即刹车做匀减速直线运动。当汽车 A 接收到超声波信号时,它与测速仪B的间距为,已知超声波的速度。红外线在空中传播的时间忽略不计。求:
(1) 汽车A的加速度大小为多大?
(2)测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车A和测速仪B的间距为多大?
15. 如图所示,质量为、倾角为的斜面体A静置于水平地面上,物块C(质量未知且大小可调节)悬挂在轻绳OP、OQ的结点O处,OP水平,OQ与竖直方向的夹角为,且跨过轻质光滑定滑轮与斜面体上质量为的物块B相连(BQ段绳与斜面平行)。A与B之间、A与地面之间的动摩擦因数均为。现改变物块C的质量,使整个系统在图示位置能始终保持静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)当A与B之间的摩擦力恰好为零时,求物块C的质量;
(2)当C的质量时,求物块B受到摩擦力的大小和方向;
(3)求物块C的质量大小应满足的条件。
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鄄城一中高一上学期第二次月考
物理
全卷满分100分,考试时间70分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:必修第一册第一章至第三章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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8月6日,在巴黎奥运会女子10米跳台决赛中,中国选手全红婵再次上演“水花消失术”以绝对优势夺得冠军,如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 全红婵的重心一定是身体上最重的点
B. 全红婵静止站在跳台上时,所受的重力和跳台对她的支持力是一对作用力与反作用力
C. 全红婵入水后,水对身体作用力与身体对水的作用力大小一定相等
D. 全红婵入水后,水对身体的作用力可能会大于身体对水的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.重心是重力在物体上的等效作用点,不是物体上最重的点,故A错误;
B.静止站在跳台上时,重力和跳台对她的支持力是一对平衡力,故B错误;
CD.全红婵入水后,水对身体的作用力与身体对水的作用力是一对作用力与反作用力,大小一定相等,故C正确,D错误。
故选C。
2. 下表所示为一些生活中运动物体的加速度(近似值)。关于这些运动物体的加速度、速度、速度变化量的说法正确的是( )
运动物体
a/(m·s-2)
运动物体
a/(m·s-2)
子弹在枪筒中
赛车起步
4.5
伞兵着陆
-25
汽车起步
3
汽车急刹车
-5
高铁起步
0.35
A. 子弹的加速度最大,所以子弹在任何时刻的速度均大于表中其他物体的速度
B. 伞兵着陆过程的加速度为-25m/s2,是表中加速度最小的
C. 高铁起步的加速度为0.35m/s2,表示此过程中每经过1s高铁的速度增加量为0.35m/s
D. 汽车刹车的加速度为-5m/s2,故任何运动物体只要做减速运动,其加速度一定为负值
【答案】C
【解析】
【详解】A.子弹的加速度虽然最大,但子弹在任何时刻的速度不一定大于表中其他物体的速度,故A错误;
B.加速度的正负表示方向,不表示大小;伞兵着陆过程的加速度为-25m/s2,比高铁起步的加速度大,故B错误;
C.高铁起步的加速度为0.35m/s2,由可知此过程中每经过1s高铁的速度增加量为0.35m/s,故C正确;
D.汽车刹车的加速度为-5m/s2,表示加速度方向与速度方向相反;若规定速度方向为负方向,则做减速运动的物体,其加速度为正值,故D错误。
故选C。
3. 如图甲所示,“海冰722”是中国海军第一代,也是第一艘破冰船。如图乙所示,破冰船前行过程中,船头相对冰层向上滑动的瞬间,船头受到冰层的支持力和摩擦力作用,则这两个力的合力方向可能是图中所示的(虚线为过冰块与船头接触点的切线)
A. 的方向 B. 的方向 C. 的方向 D. 的方向
【答案】B
【解析】
【详解】船头相对冰层向上滑动的瞬间,船头受到冰层的支持力方向垂直图中虚线向上,船头受到冰层的摩擦力沿着切线向下,根据平行四边形定则可知,这两个力的合力方向可能是图中所示的的方向。
故选B。
4. 如图所示是打印机进纸系统的简化示意图。滚轮压住一叠白纸,正常工作时,进纸系统每次只进一张纸,滚轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,第1张白纸以下依次为第2张、第3张、…。则下列说法正确的是( )
A. 滚轮对第1张纸的摩擦力方向水平向左
B. 进第1张纸时,第2张纸与第1张纸间产生的是静摩擦力
C. 进第1张纸时,第2张纸与第3张纸间摩擦力为0
D. 进第1张纸时,摩擦片对最下面的白纸的摩擦力方向水平向左
【答案】D
【解析】
【详解】A.最上面第1张纸在滚轮对其水平向右的摩擦力作用下向右运动,故A错误;
B.第2张纸虽然静止不动,但它相对第1张纸在向左运动,故两者间的摩擦力为滑动摩擦力,故B错误;
C.由前面分析可知,第1张纸对第2张纸的摩擦力方向水平向右,故第2张纸能静止不动,则应受到第3张纸对它水平向左的摩擦力,故C错误;
D.将第1张纸下面所有纸张视为整体,由平衡条件可知,摩擦片对最下面的白纸的摩擦力方向水平向左,故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示,佩戴口罩能有效地阻隔空气中病毒的传播。若将口罩带套在耳朵上的情景简化为如图乙所示,AB、CD分别为口罩带的一部分,其中AB段水平,CD段与水平方向夹角为60°,且AB、CD在同一竖直平面内。若弹性口罩带的弹力大小遵循胡克定律,且劲度系数为,已知佩戴在单侧耳朵上的口罩带的伸长量为,不计口罩带的重力及与皮肤间的摩擦。则口罩带对单侧耳朵的作用力大小为( )
A. 10N B. C. 20N D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据胡克定律可得
根据平行四边形定则可知,口罩带对单侧耳朵的作用力大小为
故选A。
6. 如图所示,AB为空心圆管(A为下端、B为上端)、C是可视为质点的小球,AB长度为,AB与C在同一竖直线上,A、C之间距离为。时刻,AB做自由落体运动,C从地面以初速度开始做竖直上抛运动,重力加速度,不计空气阻力。要使小球C在AB落地前穿过AB,的最小值为( )
A. 9m/s B. 10m/s C. 10.5m/s D. 12.5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】小球C在AB落地前穿过AB管的条件是圆管落地瞬间小球与B点相遇,此过程小球的速度为最小值。圆管的落地时间为
解得
此时C恰好与B相遇,设速度最小值为vmin,则有
解得
故选C。
7. 如图所示,木块A、B、C紧挨着并排固定在水平地面上,子弹(可视为质点)以30m/s的速度从木块A左侧面射入且刚好在木块C右侧面停止运动。已知子弹在木块A、B、C中运动的时间相等,在木块中运动时加速度始终恒定。则下列说法正确的是( )
A. 子弹刚射出木块A时的速度大小为10m/s
B. 子弹在木块A中运动的平均速度是在木块B中运动的平均速度的2倍
C. 木块A、B、C的长度之比为9:4:1
D. 若子弹射入木块A的初速度变为20m/s,则子弹将停留在木块A中
【答案】D
【解析】
【详解】C.利用逆向思维,将子弹的运动看为向左的初速度为0的匀加速直线运动,根据相邻相等时间间隔内的位移之比等于连续的奇数比,可知木块A、B、C的长度之比为5:3:1,故C错误;
A.令子弹经过三个木块的时间均为t,子弹(可视为质点)以30m/s的速度从木块A左侧面射入且刚好在木块C右侧面停止运动,利用逆向思维则有
子弹刚射出木块A时,利用逆向思维则有
解得
故A错误;
B.令木块C的长度为d,则子弹在木块A中运动的平均速度
子弹在木块B中运动的平均速度
解得
故B错误;
D.若子弹射入木块A的初速度变为,当子弹停止运动时,利用逆向思维有
子弹(可视为质点)以30m/s的速度从木块A左侧面射入且刚好在木块C右侧面停止运动,利用逆向思维则有
解得
可知,子弹将停留在木块A中,故D正确。
故选D。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两小球A、B通过轻质细杆相连,斜靠在车厢里,两小球及车厢均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A. A球可能受到3个力的作用
B. A球可能受到4个力的作用
C. B球一定仅受到3个力的作用
D. B球一定仅受到4个力的作用
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.A球受重力、杆的支持力、车厢的支持力,而车厢的摩擦可能有,也可能没有,所以A球可能受到3个力的作用,也可能受到4个力的作用,故AB正确;
CD.B球一定受到重力、车厢的支持力、轻杆的弹力、车厢的摩擦力,4个力作用,故C错误,D正确。
故选ABD。
9. 如图所示,粗糙水平地面上放置斜面体ABC,在顶点B与竖直墙壁间放置有一光滑圆柱体,O为其截面圆心,整个装置处于静止状态,现将斜面体水平向左缓慢移动一小段距离(圆柱体未落地),则在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 竖直墙壁对圆柱体的支持力增大
B. 斜面体对圆柱体支持力增大
C. 水平地面对斜面体支持力增大
D. 水平地面对斜面体的摩擦力增大
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.圆柱体受重力mg、墙壁对它的支持力和斜面体对它的支持力,三力动态平衡,如图
由矢量三角形可知,墙壁和斜面体对它的支持力均增大,故AB正确;
CD.将两者视为整体,则地面对斜面体的支持力大小不变,由平衡条件可知,地面对斜面体的摩擦力大小等于墙壁对圆柱体的支持力,故增大,故C错误,D正确。
故选ABD 。
10. A、B两辆小车同时从同一位置沿同一方向运动,它们的图像如图所示。已知两辆小车可视为质点。下列说法中正确的是( )
A. A、B两辆小车均做匀加速直线运动
B. s时,A车速度为0,B车速度大小为4m/s
C. 相遇前,s时两辆小车间的距离最大为4m
D. s时,A、B两辆小车相遇
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由图像可知A、B两个小车的为直线,所以有
整理有
所以A小车的位移
B小车的位移
结合匀变速直线运动的位移时间关系可知,
,,,
所以A小车做匀减速直线运动,B小车做匀加速直线运动;A车的停车时间为
故s时,A车速度为0,B车速度大小为
故A错误,B正确;
C.当A、B两个小车速度相等时距离最大,所以有
即
解得
此时
故C正确;
D.AB两个小车相遇时有
即
解得
但此时
由题意可知小车A阻力作用下减速运动,最终速度为0,所以
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了验证在弹性限度内,弹簧的弹力大小与伸长量成正比,某同学设计了如下实验:
a. 将一根轻弹簧竖直悬挂在O点,开始下端挂钩P处不挂任何物体,记录下此时弹簧的长度记为;
b. 在挂钩P处分别挂不同质量的钩码,并记录稳定时对应的弹簧长度x;
c. 以所挂钩码质量为纵轴、弹簧长度为横轴建立直角坐标系,将所测数据在坐标系中描点作图,得到如图乙所示的图像。
结合图像回答下列问题:(重力加速度)
(1)______cm;
(2)弹簧的劲度系数______N/m;
(3)弹簧超过40cm后图线出现弯曲情况,原因是____________。
【答案】 ①. 20 ②. 60 ③. 弹簧伸长量超出了弹性限度
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知,横轴截距等于轻弹簧的延长,则有
(2)[2]根据受力平衡可得
可得
可知图线的斜率为
可得弹簧的劲度系数为
(3)[3]弹簧超过40cm后图线出现弯曲情况,原因是弹簧伸长量超出了弹性限度。
12. 某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,部分装置如图甲所示。
(1)在某次实验中,其中一只弹簧测力计的指针如图乙所示,则其读数为______N;
(2)某次实验中,用、表示两个互成角度的力、F表示平行四边形作出的与的合力,表示用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的力,则下列选项中符合实验事实的是______;
A. B. C. D.
(3)某次实验时,小组同学保持两分力大小不变,任意改变这两个分力的夹角,记录两个分力间的夹角为,以及对应的合力为F,作出F与的关系图像如图丙所示,则由图可得,这两个分力的合力的最大值为______N。
【答案】(1)2.10 (2)C
(3)7
【解析】
【小问1详解】
图中弹簧测力计的分度值为,由图乙可知其读数为2.10N。
小问2详解】
由于F是通过平行四边形定则得到的合力理论值,则F必定沿平行四边形的对角线,由于存在一定的误差,则F不一定沿橡皮条拉伸的方向;是用一只弹簧测力计拉橡皮筋时得到的合力实验值,根据二力平衡可知必定沿橡皮条拉伸的方向。
故选C。
【小问3详解】
设两个分力大小分别为、,且;根据图丙当和分别有
,
解得
,
则这两个分力的合力的最大值为
13. 如图所示,某人将一个质量为M、半径为R的半球形的瓷碗倒扣在水平桌面上,O为碗的球心。然后将一块质量为m、可视为质点的食材放在碗外壁距桌面高度为h处,此时整个系统处于静止状态,且食材恰好能静止在碗外壁。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)瓷碗对桌面的压力N和摩擦力f的大小;
(2)食材与碗外壁间的动摩擦因数μ大小。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【详解】(1)将碗和食材看作整体,由受力平衡可得,桌面对瓷碗的支持力大小为
则由牛顿第三定律可得瓷碗对桌面的压力大小为
桌面对瓷碗的摩擦力大小为
则由牛顿第三定律可得瓷碗对桌面摩擦力大小为
(2)对食材受力分析如图所示
设食材与O的连线与竖直方向间的夹角为,由平衡条件有
由几何关系有
联立解得
14. 如图所示,在平直公路上,汽车A 向固定的测速仪 B做直线运动,设时汽车A与测速仪B相距,此时测速仪B发出一个超声波脉冲信号和一个红外线信号,汽车A在接收到红外线信号时正以的速度运动,司机立即刹车做匀减速直线运动。当汽车 A 接收到超声波信号时,它与测速仪B的间距为,已知超声波的速度。红外线在空中传播的时间忽略不计。求:
(1) 汽车A的加速度大小为多大?
(2)测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车A和测速仪B的间距为多大?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)先对速度进行单位换算,则有
超声波在空中运动的时间为
汽车在这段时间内匀减速运动距离为
根据匀变速直线运动位移时间公式可得
解得汽车A加速度大小为
(2)测速仪B从发出一个超声波脉冲信号到接收到反射回来的超声波信号所用时间为
汽车A在这段时间内行驶的距离为
解得
则此时汽车A和测速仪B的间距为
15. 如图所示,质量为、倾角为的斜面体A静置于水平地面上,物块C(质量未知且大小可调节)悬挂在轻绳OP、OQ的结点O处,OP水平,OQ与竖直方向的夹角为,且跨过轻质光滑定滑轮与斜面体上质量为的物块B相连(BQ段绳与斜面平行)。A与B之间、A与地面之间的动摩擦因数均为。现改变物块C的质量,使整个系统在图示位置能始终保持静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)当A与B之间的摩擦力恰好为零时,求物块C的质量;
(2)当C的质量时,求物块B受到摩擦力的大小和方向;
(3)求物块C的质量大小应满足的条件。
【答案】(1)
(2),方向沿斜面向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
设B受摩擦力为零时绳OQ中拉力大小为T,对B沿斜面方向由平衡条件有
设物块C的质量为,对O点受力分析,由平衡条件有
解得
【小问2详解】
设此时绳OQ中拉力大小为,则对O有
对B有,设受到的摩擦力为f,由平衡条件有
联立解得
方向沿斜面向上;
【小问3详解】
B在斜面上所受最大静摩擦力的大小为
当物块B沿斜面即将下滑时,此时物块C的质量为满足条件的最小值,设为,设此时OQ拉力为,对B有
对O有
联立解得
设C的最大质量为,当物块B沿斜面即将上滑时,设此时OQ拉力为,对B有
对O有
联立解得
将A、B、C视为整体,当A相对与地面刚要滑动时,设C的质量为,地面对A的最大静摩擦力为
要保持整个系统静止,则有
对O有
解得
综上可知,保持整个系统始终静止,物块C的质量大小应满足
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