内容正文:
天津市第一百中学2024—2025学年第一学期过程性诊断(2)
高一物理
本试卷满分100分,考试用时60分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
注意事项:
1.答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考号、科目涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答在试卷上无效。
一、单项选择题(本题共8小题; 每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。)
1. 物理学中通常运用大量的科学方法建立概念,如“理想模型”、“等效替代法”、“控制变量法”、“比值定义法”等,下列选项均用到“等效替代法”建立概念的是( )
A. 质点 B. 力 C. 速度 D. 合力与分力
2. 下列关于力的合成和分解的说法,正确的是( )
A. 3N、6N、7N三个共点力合力的最小值为0N
B. 两个力合力的大小不可能等于两个分力中的任何一个
C. 以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D. 某个力的分力,一定比这个力小
3. 明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法: “以足踏弦就地,秤钩搭挂弓腰,弦满之时,推移秤锤所压,则知多少。”如图所示,假设弓满时,弓弦弯曲的夹角为θ,秤钩与弦之间的摩擦不计,弓弦的拉力即弓力,满弓时秤钩的拉力大小为F,则下列说法正确的是( )
A. F一定, θ越小, 弓力越大
B. θ一定, F越大, 弓力越大
C. 弓力一定,θ 越大,F越大
D. θ一定, 弓力越大, F越小
4. 如图所示,一质量的物块放在粗糙水平面上,同时受到、的水平推力作用处于静止状态,物块与水平面的动摩擦系数为。某时刻若仅撤去F1,则木块(取g=10m/s2)( )
A. 向左做加速运动
B. 向左做匀速运动
C. 受到的摩擦力大小为3.0N,方向水平向右
D. 受到的摩擦力大小为8.0N,方向水平向左
5. 如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )
A. 方向向左,大小不变 B. 方向向左,逐渐减小
C. 方向向右,大小不变 D. 方向向右,逐渐减小
6. 如图所示,一台空调外机用两个三脚架固定在外墙上,空调外机的重心恰好在水平横梁OA和斜梁 OB的连接点O的上方,若斜梁 OB长度可调整,调整斜梁 OB过程中横梁 OA 始终水平,连接点O的位置保持不变,且认为斜梁对 O点的支持力F₁沿 BO方向,横梁对O点的拉力 沿 OA方向,下列说法正确的是 ( )
A. 斜梁长度调整过程中, 始终大于空调对O点的压力
B. 斜梁长度调整过程中,F1始终小于
C. 斜梁长度减小,则 均减小
D. 斜梁长度减小,则 均增大
7. 如图甲,粗糙斜面与水平面的夹角为30°,质量为3kg的小物块(可视为质点)由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动,作用一段时间后撤去该推力,小物块能到达最高位置C,小物块上滑过程中的图象如图乙,设A点为参考起点,,则下列说法正确的是( )
A. 小物块最大高度为0.8m
B. 小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3:1
C. 小物块与斜面间的动摩擦因数为
D. 推力F的大小为40N
二、不定项选择题(本题共4小题; 每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中都有多个选项正确。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
8. 如图所示,A、B两物体叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使两者一起向右做匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A. A、B间无摩擦力
B. A对 B的静摩擦力大小为 F,方向水平向右
C. A受到的摩擦力水平向右
D. B受到了水平向右的静摩擦力和水平向左的滑动摩擦力
9. 如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为β,拉水桶的绳子与OA的夹角为。人拉绳沿水平地面向左运动,把井中质量为的水桶缓慢提上来,人的质量为,重力加速度大小为 ,在此过程中,以下说法正确的是( )
A. 始终等于β B. 吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C. 地面对人的摩擦力逐渐变小 D. 地面对人的支持力逐渐变大
10. 如图所示,质量为的斜面体静置在水平地面上,斜面上有一质量为的小物块,水平力作用在小物块上时,两者均保持静止,斜面体受到水平地面的静摩擦力为、支持力为,小物块受到斜面的静摩擦力为,支持力为。现使逐渐增大,两者仍处于静止状态,则( )
A. 一定增大,可能减小 B. 都不一定增大
C. 一定不变,一定增大 D. 一定增大,一定增大
11. 如图,质量分别为的两个物体A和B通过轻弹簧连接,在力 F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动,力F与水平方向成 角。已知A与水平面之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则A所受支持力N和摩擦力 正确的是( )
A.
B.
C.
D.
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、填空题(本题共3小题,共18分。把答案填写在答题纸上的相应位置。)
12. 在用打点计时器测小车运动速度的实验中,所用交流电源的频率为,记录小车运动的纸带如图所示(纸带左端与小车相连),在纸带上选择5个计数点 O、A、B、C、D,相邻两计数点之间还有四个点未画出。
(1)由图中可知,纸带做的是_______(选填“加速”或“减速”) 运动;
(2)根据数据可求出小车的加速度速度a=______。(结果保留两位有效数字)
13. 某实验小组用图甲所示的装置来探究弹簧弹力 F和弹簧长度L的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置,然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出结论。
(1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小,这样做依据的物理规律是______。
(2)以弹簧受到的弹力 F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出图像,如图乙所示。由图像可知,弹簧自由下垂时的长度l0=______cm,弹簧的劲度系数 k=______N/m。(结果均保留3位有效数字)
(3)用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验,得到弹力F与弹簧形变量x关系如图丙所示,关于图像分析下列说法正确的是______
A.弹性限度内,弹簧a的劲度系数比b的小
B.弹簧a的自重比弹簧b的大
C.弹簧a的原长一定比弹簧b的大
D.弹簧a的图像弯曲,是因为超过了弹簧的弹性限度
14. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上,另一端系上两根细绳OA、OB,O为两细绳与橡皮条的结点,细绳OA跨过C点处钉在木板上的光滑的钉子,下端挂重力已知的钩码,细绳OB用一个弹簧测力计钩住,如图所示,可以通过改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点 O 的位置。
(1)关于实验中必须注意的以下几项,其中正确的是 。
A. 只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点 O 达到的位置,应与钩码、弹簧测力计同时拉时相同
B. 在拉动弹簧时弹簧不可与外壳相碰或摩擦
C. 两个分力间的夹角不宜过大,也不宜过小,两个分力的大小越大越好
D. 拉橡皮条的细绳要适当长些,视线通过细绳垂直于纸面,在绳下的纸上用笔画出两个点的位置并使这两个点的距离尽量远些
(2)图中与橡皮条延长线的夹角为,细绳OB 与橡皮条延长线的夹角为,下列操作正确的是 。
A. 减少钩码个数后,为使结点位置不变,应减小β,同时增大弹簧测力计的拉力
B. 减少钩码个数后,为使结点位置不变,应增大β,同时增大弹簧测力计的拉力
C. 保持钩码个数不变,将钉子向右移动一些,为使结点位置不变,应增大β,同时增大弹簧测力计的拉力
D. 保持钩码个数不变,将钉子向右移动一些,为使结点位置不变,应减小β,同时减小弹簧测力计的拉力
(3)在该实验中,如果将OA与OB 细绳也换成橡皮条,那么对实验结果 _______影响。(选填“有”或“没有”)
四、计算题(本题共3小题,共42分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图所示,将细绳的一端固定在天花板上的A点,将弹簧的一端固定在天花板上的B点,A、B两点间距 把质量 的小球固定在细绳和弹簧另一端,悬挂起来。当小球处于静止状态时,细绳与水平方向夹角为 ,弹簧与水平方向夹角为 其中弹簧的劲度系数为 ,且该过程未超过弹性限度。弹簧和细绳的重力、小球大小均可忽略不计。 求:
(1)细绳和弹簧对小球的拉力 的大小;
(2)弹簧的原长为多大?
16. 如图所示,质量为的滑块置于一倾角为37°的粗糙斜面上,用一平行斜面向上,大小为的力推滑块,滑块沿斜面以的速度向上匀速运动,已知斜面始终静止且足够长,求:(,,取)
(1)斜面对滑块的摩擦力大小?
(2)滑块和斜面之间的动摩擦因数?
(3)若撤去力,再经时滑块的速度大小?
17. 某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图a。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为α=37°,如图b。已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比,即(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)打开降落伞前人下落的距离;
(2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向;
(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?
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天津市第一百中学2024—2025学年第一学期过程性诊断(2)
高一物理
本试卷满分100分,考试用时60分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
注意事项:
1.答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考号、科目涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答在试卷上无效。
一、单项选择题(本题共8小题; 每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。)
1. 物理学中通常运用大量的科学方法建立概念,如“理想模型”、“等效替代法”、“控制变量法”、“比值定义法”等,下列选项均用到“等效替代法”建立概念的是( )
A. 质点 B. 力 C. 速度 D. 合力与分力
【答案】D
【解析】
【详解】A.“质点”采用理想化模型的方法,故A错误;
B.力F=ma采用了乘积定义法,故B错误;
C.速度采用了比值定义法的方法,故C错误;
D.“合力与分力”采用等效替代的方法,故D正确;
故选D。
2. 下列关于力的合成和分解的说法,正确的是( )
A. 3N、6N、7N三个共点力合力的最小值为0N
B. 两个力合力的大小不可能等于两个分力中的任何一个
C. 以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D. 某个力的分力,一定比这个力小
【答案】A
【解析】
【详解】A.3N、6N的合力范围是3N~9N,而7N在合力范围内,则三个共点力合力能为零,则最小值为0N,选项A正确;
B.两个力合力的大小可能等于两个分力中的任何一个,例如互成120°的两个等大力的合力与两个分力大小相等,选项B错误;
C.以两个分力为邻边的平行四边形的两个分力之间的对角线是它们的合力,选项C错误;
D.某个力的分力,可能比这个力小,也可能大,也可能相等,选项D错误。
故选A。
3. 明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法: “以足踏弦就地,秤钩搭挂弓腰,弦满之时,推移秤锤所压,则知多少。”如图所示,假设弓满时,弓弦弯曲的夹角为θ,秤钩与弦之间的摩擦不计,弓弦的拉力即弓力,满弓时秤钩的拉力大小为F,则下列说法正确的是( )
A. F一定, θ越小, 弓力越大
B. θ一定, F越大, 弓力越大
C. 弓力一定,θ 越大,F越大
D. θ一定, 弓力越大, F越小
【答案】B
【解析】
【详解】假设弓弦的拉力即弓力为,由受力分析可知
则可知一定,越小,越小即弓力越小;一定,弓力越大即越大,越大;弓力一定,θ 越大,F越小;B正确。
故选B。
4. 如图所示,一质量的物块放在粗糙水平面上,同时受到、的水平推力作用处于静止状态,物块与水平面的动摩擦系数为。某时刻若仅撤去F1,则木块(取g=10m/s2)( )
A. 向左做加速运动
B. 向左做匀速运动
C. 受到的摩擦力大小为3.0N,方向水平向右
D. 受到的摩擦力大小为8.0N,方向水平向左
【答案】C
【解析】
【详解】同时受到和作用时,由平衡条件得
解得
则地面对物块的最大静摩擦力大于等于5N,当撤去后,由于
所以物块静止不动,所受摩擦力
方向水平向右,故C正确,ABD错误。
故选C。
5. 如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )
A. 方向向左,大小不变 B. 方向向左,逐渐减小
C. 方向向右,大小不变 D. 方向向右,逐渐减小
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知,A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动,对A和B整体,根据牛顿第二定律有
解得
然后隔离B,根据牛顿第二定律有
大小不变,物体B做速度方向向右的匀减速运动,故而加速度方向向左,摩擦力向左。
故选A。
6. 如图所示,一台空调外机用两个三脚架固定在外墙上,空调外机的重心恰好在水平横梁OA和斜梁 OB的连接点O的上方,若斜梁 OB长度可调整,调整斜梁 OB过程中横梁 OA 始终水平,连接点O的位置保持不变,且认为斜梁对 O点的支持力F₁沿 BO方向,横梁对O点的拉力 沿 OA方向,下列说法正确的是 ( )
A. 斜梁长度调整过程中, 始终大于空调对O点的压力
B. 斜梁长度调整过程中,F1始终小于
C. 斜梁长度减小,则 均减小
D. 斜梁长度减小,则 均增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.以O点为研究对象,受到空调外机的压力、OA和OB的作用力,如图所示
由图可知F2与空调对O点的压力F的大小关系不能确定,但是F1一定大于F2,故AB错误;
CD.由于空调外机对O点的压力等于空调外机的重力,保持不变,OA的作用力方向不变,当斜梁长度减小时,则θ角变大,则F1和F2均变大,故D正确,C错误。
故选D。
7. 如图甲,粗糙斜面与水平面的夹角为30°,质量为3kg的小物块(可视为质点)由静止从A点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动,作用一段时间后撤去该推力,小物块能到达最高位置C,小物块上滑过程中的图象如图乙,设A点为参考起点,,则下列说法正确的是( )
A. 小物块最大高度为0.8m
B. 小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3:1
C. 小物块与斜面间的动摩擦因数为
D. 推力F的大小为40N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由图象可知,物体上升的最大位移
由几何关系得,小物块上升的最大高度
故A错误;
B.小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小均为
则小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为1:1,故B错误;
C.由图象得,物体减速时的加速度大小
在匀减速直线运动过程中,由牛顿第二定律得
解得
故C错误;
D.由图象得,物体加速运动的加速度大小
在匀加速直线运动过程中,由牛顿第二定律得
解得
故D正确。
故选D。
二、不定项选择题(本题共4小题; 每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中都有多个选项正确。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
8. 如图所示,A、B两物体叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使两者一起向右做匀速直线运动,下列判断正确的是( )
A. A、B间无摩擦力
B. A对 B的静摩擦力大小为 F,方向水平向右
C. A受到的摩擦力水平向右
D. B受到了水平向右的静摩擦力和水平向左的滑动摩擦力
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.物体A在水平方向受到水平力F,由平衡条件可知,B对A有水平向左的静摩擦力,大小为F,由牛顿第三定律可知,A对B有水平向右的静摩擦力,大小为F,A错误,B正确,C错误;
D.B相对于地面向右运动,对整体受力分析根据平衡条件可知,地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,水平向左,A对B有水平向右的静摩擦力,大小为F,D正确。
故选BD。
9. 如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为β,拉水桶的绳子与OA的夹角为。人拉绳沿水平地面向左运动,把井中质量为的水桶缓慢提上来,人的质量为,重力加速度大小为 ,在此过程中,以下说法正确的是( )
A. 始终等于β B. 吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C. 地面对人的摩擦力逐渐变小 D. 地面对人的支持力逐渐变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.水桶缓慢上升,拉水桶的轻绳中的拉力大小始终等于,对滑轮受力分析如图甲所示
垂直于OA方向受力平衡有
所以
沿OA方向受力平衡有
人向左运动的过程中,变大,所以和均变大,吊装滑轮的绳子上的拉力F变小,A正确,B错误;
CD.对人受力分析如图乙所示
其中
逐渐变大,水平方向受力平衡有
可知地面对人的摩擦力逐渐变大,竖直方向受力平衡有
可知地面对人的支持力逐渐变大,C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量为的斜面体静置在水平地面上,斜面上有一质量为的小物块,水平力作用在小物块上时,两者均保持静止,斜面体受到水平地面的静摩擦力为、支持力为,小物块受到斜面的静摩擦力为,支持力为。现使逐渐增大,两者仍处于静止状态,则( )
A. 一定增大,可能减小 B. 都不一定增大
C. 一定不变,一定增大 D. 一定增大,一定增大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对斜面体和小物块组成的整体进行受力分析,由水平方向受力平衡得
增大,则一定增大,对小物块,其受到重力、支持力、力和静摩擦力,静摩擦力的方向不确定,若开始时沿斜面向上,则沿斜面方向有
那么增大,减小;若开始时沿斜面向下,则沿斜面方向有
那么增大,增大,故A正确,B错误。
CD.对小物块进行受力分析,垂直斜面方向,一定有
故增大时,变大;对整体,在竖直方向,一定有
故增大时,不变,故C正确,D错误。
故选AC。
11. 如图,质量分别为的两个物体A和B通过轻弹簧连接,在力 F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动,力F与水平方向成 角。已知A与水平面之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则A所受支持力N和摩擦力 正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC.将m1、m2、弹簧看作整体,受力分析如图所示
根据平衡条件并采用正交分解法,在水平方向,有
解得
在竖直方向,有
解得
故AC正确,B错误;
D.又由摩擦力定义,有
故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、填空题(本题共3小题,共18分。把答案填写在答题纸上的相应位置。)
12. 在用打点计时器测小车运动速度的实验中,所用交流电源的频率为,记录小车运动的纸带如图所示(纸带左端与小车相连),在纸带上选择5个计数点 O、A、B、C、D,相邻两计数点之间还有四个点未画出。
(1)由图中可知,纸带做的是_______(选填“加速”或“减速”) 运动;
(2)根据数据可求出小车的加速度速度a=______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)加速 (2)0.39m/s2
【解析】
【小问1详解】
[1]纸带左端与小车相连,从左到右相同时间内位移增大,则做加速运动。
【小问2详解】
[2]相邻两计数点之间还有四个点未画出,则相邻计数点得时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度为
13. 某实验小组用图甲所示的装置来探究弹簧弹力 F和弹簧长度L的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置,然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出结论。
(1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小,这样做依据的物理规律是______。
(2)以弹簧受到的弹力 F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出图像,如图乙所示。由图像可知,弹簧自由下垂时的长度l0=______cm,弹簧的劲度系数 k=______N/m。(结果均保留3位有效数字)
(3)用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验,得到弹力F与弹簧形变量x关系如图丙所示,关于图像分析下列说法正确的是______
A.弹性限度内,弹簧a的劲度系数比b的小
B.弹簧a的自重比弹簧b的大
C.弹簧a的原长一定比弹簧b的大
D.弹簧a的图像弯曲,是因为超过了弹簧的弹性限度
【答案】 ①. 共点力的平衡条件 ②. 4.00 ③. 100 ④. BD##DB
【解析】
【详解】(1)[1]实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小,这样做依据的物理规律是共点力的平衡条件。
(2)[2] [3]根据胡克定律可得
可知图乙图像的横截距即为弹簧的自然长度,则有
图像的斜率为弹簧的劲度系数,则有
(3)[4]
A.根据图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图可知在弹性限度内,弹簧a的劲度系数比b的大,故A错误;
B.由图像横轴截距可知,由于弹簧自重的伸长量相同,根据
由于弹簧a的劲度系数比b的大,则弹簧a的自重比弹簧b的大,故B正确;
C.根据图像无法判断两弹簧的原长大小关系,故C错误;
D.弹簧a的图像弯曲,是因为超过了弹簧的弹性限度,故D正确。
故选BD。
14. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,将橡皮条的一端固定在竖直放置的木板上,另一端系上两根细绳OA、OB,O为两细绳与橡皮条的结点,细绳OA跨过C点处钉在木板上的光滑的钉子,下端挂重力已知的钩码,细绳OB用一个弹簧测力计钩住,如图所示,可以通过改变钩码的个数和弹簧测力计的拉力调整橡皮条与两细绳的结点 O 的位置。
(1)关于实验中必须注意的以下几项,其中正确的是 。
A. 只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点 O 达到的位置,应与钩码、弹簧测力计同时拉时相同
B. 在拉动弹簧时弹簧不可与外壳相碰或摩擦
C. 两个分力间的夹角不宜过大,也不宜过小,两个分力的大小越大越好
D. 拉橡皮条的细绳要适当长些,视线通过细绳垂直于纸面,在绳下的纸上用笔画出两个点的位置并使这两个点的距离尽量远些
(2)图中与橡皮条延长线的夹角为,细绳OB 与橡皮条延长线的夹角为,下列操作正确的是 。
A. 减少钩码个数后,为使结点位置不变,应减小β,同时增大弹簧测力计的拉力
B. 减少钩码个数后,为使结点位置不变,应增大β,同时增大弹簧测力计的拉力
C. 保持钩码个数不变,将钉子向右移动一些,为使结点位置不变,应增大β,同时增大弹簧测力计的拉力
D. 保持钩码个数不变,将钉子向右移动一些,为使结点位置不变,应减小β,同时减小弹簧测力计的拉力
(3)在该实验中,如果将OA与OB 细绳也换成橡皮条,那么对实验结果 _______影响。(选填“有”或“没有”)
【答案】(1)ABD (2)AD
(3)没有
【解析】
【小问1详解】
[1]A.为使力的作用效果相同,只用弹簧测力计通过细绳拉橡皮条时结点O达到的位置,应与钩码、弹簧测力计同时拉时相同,故A正确;
B.在拉动弹簧时弹簧不可与外壳相碰或摩擦,以免增大误差,故B正确;
C.两个分力、间的夹角不宜过大,也不宜过小,两个分力、的大小也不宜过大或过小,适宜即可,故C错误;
D.拉橡皮条的细绳要适当长些,视线通过细绳垂直于纸面,在绳下的纸上用笔画出两个点的位置并使这两个点的距离尽量远些,这样可以减少误差,故D正确。
故选ABD。
【小问2详解】
AB.当两力的夹角大于90°,且两力的合力不变,控制一个力的方向不变,减小力的大小时则另一个力的大小增大,β减小,如图所示:
故A正确,B错误.
CD.当两力的夹角小于90°,且两力的合力不变,控制一个力的大小不变减小时,则另一个力的大小减小,减小.如图所示
故D正确,C错误。
故选AD。
【小问3详解】
[1]在该实验中,如果将OA与OB细绳也换成橡皮条,对结点的力没有变化,对实验结果没有影响。
四、计算题(本题共3小题,共42分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图所示,将细绳的一端固定在天花板上的A点,将弹簧的一端固定在天花板上的B点,A、B两点间距 把质量 的小球固定在细绳和弹簧另一端,悬挂起来。当小球处于静止状态时,细绳与水平方向夹角为 ,弹簧与水平方向夹角为 其中弹簧的劲度系数为 ,且该过程未超过弹性限度。弹簧和细绳的重力、小球大小均可忽略不计。 求:
(1)细绳和弹簧对小球的拉力 的大小;
(2)弹簧的原长为多大?
【答案】(1)8N 6N
(2)0.28m
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,小球受绳的拉力FA、弹簧的拉力FB、重力mg,据平衡条件可得
细线的弹力为
弹簧的弹力为
【小问2详解】
根据胡克定律可得
解得
16. 如图所示,质量为的滑块置于一倾角为37°的粗糙斜面上,用一平行斜面向上,大小为的力推滑块,滑块沿斜面以的速度向上匀速运动,已知斜面始终静止且足够长,求:(,,取)
(1)斜面对滑块的摩擦力大小?
(2)滑块和斜面之间的动摩擦因数?
(3)若撤去力,再经时滑块的速度大小?
【答案】(1)40N;(2)0.5;(3)0.8m/s
【解析】
【详解】(1)以滑块为研究对象,分析受力情况如图
将重力进行正交分解,滑块向上匀速运动时,由平衡条件可得
解得斜面对滑块的摩擦力大小为
(2)斜面对物体的支持力大小
由牛顿第三定律可知
由,得
(3)撤去F后,设滑块的加速度大小为a,由牛顿第二定律有
解得
滑块速度从6m/s减至0的时间为
所以再经0.6s时滑块的速度大小为0;因为
所以
所以0.6s后滑块沿斜面向下滑动,由牛顿第二定律有
解得
由
0.4s后的速度
所以再经1s时滑块的速度大小为0.8m/s。
17. 某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图a。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为α=37°,如图b。已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比,即(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)打开降落伞前人下落的距离;
(2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向;
(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?
【答案】(1)20m;(2),,方向向上;(3)312.5N
【解析】
【详解】(1)由速度时间图像可知,人打开降落伞时的速度为,故下落的距离为
(2)当人做匀速运动时,
刚开始下落时,对整体
解得
,
加速度方向向上。
(3)设每根绳子的拉力为T,当加速度最大时绳的拉力最大,对运动员
解得
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