内容正文:
山西大学附中
2024~2025学年第二学期高一(2月)开学考试(总第一次)
物理试题
考查时间:75分钟满分:100分考查内容:运动学、静力学、动力学
一、单项选择题: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个选项正确。
1. 在2024巴黎运会上中国跳水队首次包揽全部八金。如图是某运动员在一次十米跳台(跳台离水面的高度为十米)训练中向上起跳然后下落入水过程中重心的速度—时间图像,0-t2时间段图像为直线,且t3时刻速度达到最大。已知当地重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。由图可知( )
A. 图中选择了向上的方向为正方向
B. 运动员在t1 - t2时间内图像与坐标轴所围的面积等于10m
C. 运动员在t2时刻入水
D. 运动员在t3时刻所受合力向下
【答案】C
【解析】
【详解】A.运动员先向上做竖直上抛运动,即0-t1时间内速度方向向上,而图中速度为负值,可知图中选择了向下的方向为正方向,选项A错误;
BC.运动员t2时刻开始向下减速,则此时开始入水,则在0- t2时间内图像与坐标轴所围的面积等于跳台的高度,即10m,选项B错误,C正确;
D.运动员在t3时刻速度最大,加速度为零,所受合力为零,选项D错误。
故选C。
2. 如图,用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,假设在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。则墨条水平向左运动时,下列说法正确的是( )
A. 桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
B. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向右
C. 桌面对砚台的支持力和墨条对砚台的压力是一对平衡力
D. 桌面对砚台的支持力和墨条对砚台的压力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】AB.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,墨条受到砚台的摩擦力水平向右,故墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,又砚台处于静止状态,所以桌面对砚台的摩擦力水平向右,故A错误,B正确;
CD.竖直方向上,砚台受到墨条的压力和桌面支持力以及砚台的重力而处于平衡状态,故砚台受到墨条的压力和桌面支持力不是一对平衡力,根据牛顿第三定律可知也不是一对相互作用力,故CD错误;
故选B。
3. 如图所示,光滑的水平地面上有三个完全相同的光滑小球,质量均为 m,两侧用竖直木板将三个小球靠在一起,每个小球都处于静止状态,且M、N球之间接触但无形变。现将右侧的木板缓慢水平向右平移一段微小的距离,以下说法正确的是( )
A. 初始时K球对N球的作用力大小为
B. 地面对M球的支持力变小
C. K球对M球的弹力先变大后变小
D. 木板对N球的弹力变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.初始时对K球受力分析可知
可知
由牛顿第三定律可知K球对N球的作用力大小为,选项A错误;
B.对三个球的整体分析可知,地面对M球的支持力等于三个球的重力的一半,则不变,选项B错误;
C.K球对M球的弹力
因θ逐渐变大,可知K球对M球的弹力逐渐变大,选项C错误;
D.木板对N球的弹力
因θ逐渐变大,可知木板对N球的弹力逐渐变大,选项D正确。
故选D。
4. 我国是世界上电动汽车生产大国,电动汽车与人工智能相结合,是未来自动驾驶技术的趋势。在测试一款电动汽车的自动驾驶功能时,电动汽车在平直赛道上做匀加速直线运动,途经A、B、C、D四个标志杆,其中AB=20m,CD=68m。车头通过AB、CD这两段位移的时间均为4s,而通过BC段时间仅为2s 。下列说法正确的是( )
A. 汽车做匀加速直线运动的加速度大小是3m/s2
B. 车头经过标志杆C的速度大小是12m/s
C. BC间的平均速度大小是11m/s
D. AD间的距离为150m
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,以A位置为计时起点,则AB过程中间时刻的速度为
CD过程中间时刻的速度为
根据题意可知,上述两个中间时刻之间的时间
根据速度公式有
解得
故A错误;
B.结合上述,AB中间时刻到C的时间间隔
根据速度公式有
解得
故B错误;
C.BC间的平均速度等于该过程中间时刻的瞬时速度,从AB中间时刻到BC中间时刻的时间为
则BC间的平均速度
解得
故C正确;
D.结合上述有
则有
故D错误。
故选C。
5. 如图所示,竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧,它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点,另一端均连接在质量为m的小球上。开始时,在竖直向上的拉力作用下,小球静止于MN连线的中点O,弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至P点,并保持静止,此时拉力F大小为。已知重力加速度大小为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力。若撤去拉力,则小球从P点运动到O点的过程中( )
A 速度一直增大 B. 速度先增大后减小
C. 加速度的最大值为 D. 加速度先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.缓慢拉至P点,保持静止,由平衡条件可知此时拉力F与重力和两弹簧的拉力合力为零。此时两弹簧的合力为大小为。当撤去拉力,则小球从P点运动到O点的过程中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下,小球一直做加速运动,故A正确,B错误 ;
CD.小球从P点运动到O点的过程中,形变量变小弹簧在竖直方向的合力不断变小,故小球受的合外力一直变小,加速度的最大值为撤去拉力时的加速度,由牛顿第二定律可知
加速度的最大值为,CD错误。
故选A。
6. 如图所示,a、b是由同种材料构成的两物体,质量分别为、,由轻质弹簧相连,放置在倾角为的光滑的斜面上。当给物体a施加一沿斜面向上的恒力F时,两物体一起斜向上做加速度为a的匀加速直线运动,此时弹簧的伸长量为x,已知重力加速度为g,则( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 在运动过程中,若突然撤去拉力F,则撤去F的瞬间a物体的加速度大小为,b物体的加速度大小为
D. 若斜面是粗糙的,在同样恒力F作用下,两物体仍然能斜向上匀加速运动,弹簧的伸长量将大于x
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对a、b整体,根据牛顿第二定律有
对物体b,根据牛顿第二定律有
联立解得
故A错误,B正确;
C.在运动过程中,若突然撤去拉力F,则撤去F的瞬间弹簧的弹力不变,则b物体的加速度大小仍为a,此时对物体a,有
解得
故C错误;
D.若斜面是粗糙的,设滑动摩擦因数为,则对整体
对b,有
联立解得
显然,弹簧的伸长量将保持不变,故D错误。
故选B。
7. 如图甲,足够长木板静置于水平地面上,木板右端放置一小物块。在t=0时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力F,作用1s后撤去F,此后木板运动的v—t图像如图乙。物块和木板的质量均为1kg,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 拉力F的大小为24N
B. 物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为
C. 物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为3m
D. t=2s时刻,物块的速度减为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,撤去拉力F前,物块在木板上一直有有相对运动,否则,撤去拉力F后,木板的v-t图像不可能是两段折线。
在1~1.5s内,物块加速、木板减速,设它们加速度大小分别为a1、a2,则
设物块、木板的质量均为m,物块与木板之间的动摩擦因数为μ1,木板与地面之间的动摩擦因数μ2,则有
对物块
得
μ1=0.2,μ2=0.4
撤去拉力F前,木板的加速度
对木板,根据第二定律有
得
F=18N
选项A错误;
B.由上可知,物块与木板间的动摩擦因数为,选项B错误;
C.在t1=1.5s内,物块位移为
木板位移为
在t1=1.5s后,物块与木板间仍有相对滑动
物块的加速度大小
木板的加速度大小为
得
物块到停止的时间还需
木板到停止的时间还需
所以木板比物块早停止运动。
在t1=1.5s到物块停止运动的时间内,物块的位移为
木板位移为
物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为
选项C正确;
D.由上可知,物块从开始到停止运动的时间为3s,2s时的速度不为0,选项D错误。
故选C。
【点睛】
二、多项选择题: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个选项正确,全部选对得6分,选对但不全得2分,有错或不得0分。
8. 利用智能手机的加速度传感器可测量手机运动的加速度。将手机与弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机,打开加速度传感器, 时刻从静止释放手机,得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图所示,已知手机设定竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 初始时弹簧处于伸长状态 B. 0.5~2s内手机处于失重状态
C. 0~1s内手机向上运动 D. 0.5~1s内弹簧的弹力增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知,初始时手机加速度竖直向上,根据牛顿第二定律
可知弹簧处于伸长状态,故A 正确;
B.由图可知,0.5~1.5s内手机加速度竖直向下,处于失重状态,1.5~2s内手机加速度竖直向上,处于超重状态,故B错误;
C.根据a-t图像中图线与横轴所围面积表示速度变化,可知0~0.5s内手机加速向上运动,速度值逐渐增大, 0.5~1s内手机向上减速运动,在t=1s时刻,速度恰好减为零,故C 正确;
D. 0.5~1s内,根据牛顿第二定律有
由图可知,加速度逐渐增大,弹力减小,故D错误。
故选AC。
9. 在2024年11月举行的第15届中国航展上,“机器狼”首次公开亮相,展示了其多样化的作战能力,受到了广泛关注。机器狼的设计理念是通过集群作战的方式,提升作战效率。它由四种类型的“机器狼”组成:综合指挥车、侦察探测“机器狼”、精确打击“机器狼”和伴随保障“机器狼”。在某次表演中, 精确打击“机器狼”、伴随保障“机器狼”沿同一方向做匀加速直线运动,当同时通过某一位置M点时开始计时,得到它们的图像—分别为甲、乙,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 精确打击“机器狼”初速度大小为1m/s
B. 伴随保障“机器狼”的加速度大小为2m/s2
C. 精确打击“机器狼”、伴随保障“机器狼”经过4s再次相遇
D. 相遇前两“机器狼”间最大距离为2m
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.根据匀变速直线运动速度—时间的公式
变形可得
结合图像可知,精确打击“机器狼”、伴随保障“机器狼”的加速度大小分别为、,初速度分别为
故A错误,B正确;
C.两“机器狼”位移相等,则有
代入数据解得
s
故C正确;
D.两“机器狼”速度相等时相距最远,则有
此时相距
代入数据解得
m
故D正确;
故选BCD。
10. 如图所示,质量为m的小球置于倾角为θ的斜面体上,被一个竖直挡板挡住。现用一个水平力F拉斜面体,使斜面体在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,重力加速度为g,忽略一切摩擦,以下说法正确的是( )
A. 斜面对小球的弹力为
B. 斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为ma
C. 若增大加速度a,斜面对小球的弹力一定增大
D. 若增大加速度a,竖直挡板对小球的弹力一定增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对小球受力分析如图所示
把斜面对小球的弹力FN2进行正交分解,竖直方向有
FN2cosθ=mg
水平方向有
FN1-FN2sinθ=ma
所以斜面对小球的弹力为
FN2=
故A正确;
B.小球受到斜面的弹力、挡板的弹力和重力的合力为ma,故B错误;
CD.斜面对小球的弹力
FN2=
与a无关,挡板对小球的弹力
FN1=ma+mgtanθ
随a增大而增大,故C错误,D正确。
故选AD。
三、实验题:本题包含2小题,共16分。
11. 某实验小组利用如图甲所示实验装置做“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验。将长木板置于水平桌面上,滑块放在长木板上,砂桶通过滑轮用轻质细线拉动滑块,在细线上接有力传感器,通过力传感器可以读出细线的拉力大小F。保持滑块质量不变,在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F,利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力F时对应的加速度a,已知实验中所用交流电源的频率为50Hz。重力加速度g,取。据此回答下列问题:
(1)关于该实验,下列说法正确的是______(填字母)。
A. 必须保证砂桶和砂的总质量远远小于滑块的质量;
B. 调节定滑轮时,应使连接滑块的细线与木板平行。
(2)安装并调节好装置,接通电源由静止释放滑块,某次实验得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来。利用以上数据可知,相邻计数点之间的时间间隔______s,打该纸带时滑块的加速度______(加速度计算结果保留2位有效数字)
(3)改变砂桶和砂的总质量,记录多组传感器的示数F,并计算对应的滑块的加速度a,在坐标纸上描点作出图像,如图丙所示。所得图线没有经过原点,可能的原因是______(写出一条即可)
(4)由图丙可以求出滑块的质量为______(计算结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)B (2) ①. 0.1 ②.
(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.可以通过力传感器直接测出细线的拉力,不需要保证砂桶和砂的总质量远远小于滑块的质量,故A错误;
B.调节定滑轮,使连接滑块的细线与木板平行,才能保证细线的拉力与木板平行,故B正确。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]相邻两计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动的规律,可得此时滑块的加速度大小为
【小问3详解】
图丙中图线与横轴交点处,加速度为0,但拉力不为0,则可能的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
【小问4详解】
对滑块根据牛顿第二定律可得
整理可得
因图像的斜率表示
解得
12. 某同学尝试做验证力的平行四边形定则的实验。他找来了定滑轮。细线和3个质量不同的苹果,质量分别为、、且,按如下的步骤进行实验:
A.在墙上贴一张白纸用来记录细线的方向;
B.将定滑轮固定,把苹果用细线a、b、c系好,并绕过定滑轮竖直悬挂;
C.苹果保持静止状态时,记下结点位置以及3根细线的方向;
D.根据苹果的重力在白纸上按一定的标度做出力的图示。
若某次实验时,细线的方向如图所示,回答以下问题。
(1)若,,则最右侧的苹果质量为______(选填、或。)
(2)要使三个苹果能够保持静止,细线c悬挂苹果的质量的取值范围是______(用、表示)
(3)在白纸上按一定标度做出力的图示,若细线a、b、c的拉力分别用、、表示,根据力的平行四边形定则作出和的合力F,则一定在竖直方向的是______。
A. B. C. F D.
【答案】(1)
(2)
(3)D
【解析】
【小问1详解】
对结点受力分析,如图所示
三个苹果均处于静止状态,根据平衡条件可得
,
所以F3最小,则最右侧的苹果质量最小,最右侧的苹果质量为,中间的苹果质量最大,应该是,最左侧的苹果质量是。
【小问2详解】
根据合力与分力的大小范围可知
小问3详解】
是用平行四边形得到的理论值,根据平衡条件可知和的合力F与是一对平衡力,而Fc是实际值,方向一定是竖直向下的,由于存在误差,F的方向可能不是竖直向上。
故选D。
四、计算题:本题包含3小题,共38分。解时请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。
13. 水平地面上,固定一个倾角为的斜面。斜面上有一个质量为的箱子,一轻绳上端固定在箱子的上顶面O点,另一端连接一个质量为的小球,某时刻起,箱子在沿斜面向下的力F作用下,沿斜面向下运动,稳定后,小球相对箱子静止且细绳与竖直方向成,已知箱子与斜面的动摩擦因数为重力加速度为。求:
(1)稳定时,细绳上的拉力的大小和小球的加速度a;
(2)作用在箱子上的力F的大小。
【答案】(1);,沿斜面向下;(2)
【解析】
【详解】(1)对小球进行受力分析,并沿斜面和垂直于斜面建立坐标系,如图所示
在垂直于斜面方向上,合力为0,可得
得
在沿斜面向下的方向上,由牛顿第二定律得
得
沿斜面向下;
(2)箱子和小球相对静止,可以将箱子和小球看做一个整体,对整体进行受力分析,并沿斜面和垂直于斜面建立坐标系,如图所示
整体加速度
摩擦力,在重直于斜面方向上合力为0,可得
在沿斜面向下的方向上,由牛顿第二定律得
联立得
14. 如图所示,传送带与水平面之间的夹角,其上A、B两点间的距离,传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速率匀速运动。现将一小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数,重力加速度的大小g=10m/s2,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中;求:
(1)小物体刚开始运动时加速度大小;
(2)小物体从A点运动到B点经过的时间。
【答案】(1)2.5m/s2
(2)2.9s
【解析】
【小问1详解】
物体加速过程,根据牛顿第二定律有
则物体刚开始运动时的加速度大小
【小问2详解】
当物体的速度增加到v=2m/s时,通过的位移
由得
由于,所以物体的速度达到2m/s后将与传送带以相同速度匀速运动物体匀速运动的位移
匀速运动的时间
故物体从A运动到B经过的时间
15. 如图所示,A、B两块木板并排静止在光滑水平面上,小物块C(可视为质点)以水平速度vC=6m/s从A的左端滑上,若三个物体质量均为m=2kg,A、C间的动摩擦因数μ1=0.2,C的速度减小到4m/s时,恰好与A分离,滑上B板,g取10m/s2。
(1)求C刚滑上A时,物块A、C的加速度大小aA、aC;
(2)求A板的长度LA;
(3)若B板长LB=1.5m,要使C不脱离B,求B、C间的动摩擦因数μ2的最小值。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)如图所示,对C受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得
对A、B整体受力分析,如图所示,根据牛顿第二定律可得
解得
(2)设C从A的左端到右端所用时间为,根据匀变速运动规律,对C有
,
解得
,
对A有
解得
则A板的长度为
(3)C滑上B时的速度为4m/s,此时加速度大小均为
此时B的速度为
当最小时,C、B两物体刚好在B的末端达到共同速度,则有
可得
根据匀变速直线运动位移速度公式可得
又
联立解得
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山西大学附中
2024~2025学年第二学期高一(2月)开学考试(总第一次)
物理试题
考查时间:75分钟满分:100分考查内容:运动学、静力学、动力学
一、单项选择题: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个选项正确。
1. 在2024巴黎运会上中国跳水队首次包揽全部八金。如图是某运动员在一次十米跳台(跳台离水面的高度为十米)训练中向上起跳然后下落入水过程中重心的速度—时间图像,0-t2时间段图像为直线,且t3时刻速度达到最大。已知当地重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。由图可知( )
A. 图中选择了向上的方向为正方向
B. 运动员在t1 - t2时间内图像与坐标轴所围的面积等于10m
C. 运动员在t2时刻入水
D. 运动员在t3时刻所受合力向下
2. 如图,用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,假设在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。则墨条水平向左运动时,下列说法正确的是( )
A. 桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
B. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向右
C. 桌面对砚台的支持力和墨条对砚台的压力是一对平衡力
D. 桌面对砚台的支持力和墨条对砚台的压力是一对相互作用力
3. 如图所示,光滑的水平地面上有三个完全相同的光滑小球,质量均为 m,两侧用竖直木板将三个小球靠在一起,每个小球都处于静止状态,且M、N球之间接触但无形变。现将右侧的木板缓慢水平向右平移一段微小的距离,以下说法正确的是( )
A. 初始时K球对N球的作用力大小为
B. 地面对M球的支持力变小
C. K球对M球的弹力先变大后变小
D. 木板对N球的弹力变大
4. 我国是世界上电动汽车生产大国,电动汽车与人工智能相结合,是未来自动驾驶技术的趋势。在测试一款电动汽车的自动驾驶功能时,电动汽车在平直赛道上做匀加速直线运动,途经A、B、C、D四个标志杆,其中AB=20m,CD=68m。车头通过AB、CD这两段位移的时间均为4s,而通过BC段时间仅为2s 。下列说法正确的是( )
A. 汽车做匀加速直线运动的加速度大小是3m/s2
B. 车头经过标志杆C的速度大小是12m/s
C. BC间的平均速度大小是11m/s
D. AD间的距离为150m
5. 如图所示,竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧,它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点,另一端均连接在质量为m的小球上。开始时,在竖直向上的拉力作用下,小球静止于MN连线的中点O,弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至P点,并保持静止,此时拉力F大小为。已知重力加速度大小为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力。若撤去拉力,则小球从P点运动到O点的过程中( )
A. 速度一直增大 B. 速度先增大后减小
C. 加速度的最大值为 D. 加速度先增大后减小
6. 如图所示,a、b是由同种材料构成的两物体,质量分别为、,由轻质弹簧相连,放置在倾角为的光滑的斜面上。当给物体a施加一沿斜面向上的恒力F时,两物体一起斜向上做加速度为a的匀加速直线运动,此时弹簧的伸长量为x,已知重力加速度为g,则( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 在运动过程中,若突然撤去拉力F,则撤去F的瞬间a物体的加速度大小为,b物体的加速度大小为
D. 若斜面是粗糙,在同样恒力F作用下,两物体仍然能斜向上匀加速运动,弹簧的伸长量将大于x
7. 如图甲,足够长木板静置于水平地面上,木板右端放置一小物块。在t=0时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力F,作用1s后撤去F,此后木板运动的v—t图像如图乙。物块和木板的质量均为1kg,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 拉力F大小为24N
B. 物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为
C. 物块最终停止时的位置与木板右端间的距离为3m
D. t=2s时刻,物块速度减为0
二、多项选择题: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个选项正确,全部选对得6分,选对但不全得2分,有错或不得0分。
8. 利用智能手机加速度传感器可测量手机运动的加速度。将手机与弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机,打开加速度传感器, 时刻从静止释放手机,得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图所示,已知手机设定竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 初始时弹簧处于伸长状态 B. 0.5~2s内手机处于失重状态
C. 0~1s内手机向上运动 D. 0.5~1s内弹簧的弹力增大
9. 在2024年11月举行第15届中国航展上,“机器狼”首次公开亮相,展示了其多样化的作战能力,受到了广泛关注。机器狼的设计理念是通过集群作战的方式,提升作战效率。它由四种类型的“机器狼”组成:综合指挥车、侦察探测“机器狼”、精确打击“机器狼”和伴随保障“机器狼”。在某次表演中, 精确打击“机器狼”、伴随保障“机器狼”沿同一方向做匀加速直线运动,当同时通过某一位置M点时开始计时,得到它们的图像—分别为甲、乙,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 精确打击“机器狼”初速度大小为1m/s
B. 伴随保障“机器狼”的加速度大小为2m/s2
C. 精确打击“机器狼”、伴随保障“机器狼”经过4s再次相遇
D. 相遇前两“机器狼”间最大距离为2m
10. 如图所示,质量为m的小球置于倾角为θ的斜面体上,被一个竖直挡板挡住。现用一个水平力F拉斜面体,使斜面体在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,重力加速度为g,忽略一切摩擦,以下说法正确的是( )
A. 斜面对小球的弹力为
B. 斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为ma
C. 若增大加速度a,斜面对小球的弹力一定增大
D. 若增大加速度a,竖直挡板对小球的弹力一定增大
三、实验题:本题包含2小题,共16分。
11. 某实验小组利用如图甲所示实验装置做“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验。将长木板置于水平桌面上,滑块放在长木板上,砂桶通过滑轮用轻质细线拉动滑块,在细线上接有力传感器,通过力传感器可以读出细线的拉力大小F。保持滑块质量不变,在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F,利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力F时对应的加速度a,已知实验中所用交流电源的频率为50Hz。重力加速度g,取。据此回答下列问题:
(1)关于该实验,下列说法正确的是______(填字母)。
A. 必须保证砂桶和砂的总质量远远小于滑块的质量;
B. 调节定滑轮时,应使连接滑块的细线与木板平行。
(2)安装并调节好装置,接通电源由静止释放滑块,某次实验得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来。利用以上数据可知,相邻计数点之间的时间间隔______s,打该纸带时滑块的加速度______(加速度计算结果保留2位有效数字)
(3)改变砂桶和砂的总质量,记录多组传感器的示数F,并计算对应的滑块的加速度a,在坐标纸上描点作出图像,如图丙所示。所得图线没有经过原点,可能的原因是______(写出一条即可)
(4)由图丙可以求出滑块的质量为______(计算结果保留2位有效数字)。
12. 某同学尝试做验证力的平行四边形定则的实验。他找来了定滑轮。细线和3个质量不同的苹果,质量分别为、、且,按如下的步骤进行实验:
A.在墙上贴一张白纸用来记录细线的方向;
B.将定滑轮固定,把苹果用细线a、b、c系好,并绕过定滑轮竖直悬挂;
C.苹果保持静止状态时,记下结点位置以及3根细线的方向;
D.根据苹果的重力在白纸上按一定的标度做出力的图示。
若某次实验时,细线的方向如图所示,回答以下问题。
(1)若,,则最右侧的苹果质量为______(选填、或。)
(2)要使三个苹果能够保持静止,细线c悬挂苹果的质量的取值范围是______(用、表示)
(3)在白纸上按一定标度做出力的图示,若细线a、b、c的拉力分别用、、表示,根据力的平行四边形定则作出和的合力F,则一定在竖直方向的是______。
A. B. C. F D.
四、计算题:本题包含3小题,共38分。解时请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。
13. 水平地面上,固定一个倾角为的斜面。斜面上有一个质量为的箱子,一轻绳上端固定在箱子的上顶面O点,另一端连接一个质量为的小球,某时刻起,箱子在沿斜面向下的力F作用下,沿斜面向下运动,稳定后,小球相对箱子静止且细绳与竖直方向成,已知箱子与斜面的动摩擦因数为重力加速度为。求:
(1)稳定时,细绳上的拉力的大小和小球的加速度a;
(2)作用在箱子上的力F的大小。
14. 如图所示,传送带与水平面之间的夹角,其上A、B两点间的距离,传送带在电动机的带动下以v=2m/s的速率匀速运动。现将一小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,已知小物体与传送带之间的动摩擦因数,重力加速度的大小g=10m/s2,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中;求:
(1)小物体刚开始运动时的加速度大小;
(2)小物体从A点运动到B点经过的时间。
15. 如图所示,A、B两块木板并排静止在光滑水平面上,小物块C(可视为质点)以水平速度vC=6m/s从A的左端滑上,若三个物体质量均为m=2kg,A、C间的动摩擦因数μ1=0.2,C的速度减小到4m/s时,恰好与A分离,滑上B板,g取10m/s2。
(1)求C刚滑上A时,物块A、C的加速度大小aA、aC;
(2)求A板的长度LA;
(3)若B板长LB=1.5m,要使C不脱离B,求B、C间的动摩擦因数μ2的最小值。
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