精品解析:福建省龙岩市第一中学2024-2025学年高一上学期第二次月考物理试题
2025-04-21
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内容正文:
龙岩一中2027届高一上学期第二次月考物理试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,金铙山主峰白石顶海拔为1858m,素有“东南秀起第一巅”之称。一质量为60kg的游客在海拔1200m处下缆车,步行约3600m登上白石顶,用时2小时,则该游客从下缆车到登顶的过程中( )
A. “2小时”是指时刻 B. 位移大小约为658m
C. 平均速度的大小约为0.10m/s D. 平均速率约为0.50m/s
2. 描述宇宙膨胀的弗里德曼方程可写作,其中H为哈勃参数,为宇宙的密度,G为万有引力常数,其单位为N·m2·kg-2。用国际单位制中的基本单位表示哈勃参数的单位,正确的是( )
A. B. C. D.
3. 2024年9月16日7时30分前后,台风“贝碧嘉”(强台风级)的中心在上海浦东临港新城登陆。安装在上海中心大厦125层的千吨“上海慧眼”阻尼器开始晃动,继续守护大楼抵抗强台风。“上海慧眼”由配重物和吊索构成,这是一个重达千吨的风阻尼器,是目前世界上最重的阻尼器,重量约占整座大厦的0.118%。这个巨大的阻尼器由12根钢索吊在大厦内部,每根钢索长达25米,“上海慧眼”被安装在大厦的倒数第三和第四层,距离地面583米。
阅读以上材料,根据所学知识,下列说法正确的是( )
A. “上海慧眼”降低了上海中心大厦的重心高度,从而有利于抵抗台风冲击。
B. “上海慧眼”主要是通过增加上海中心大厦整体的惯性,从而有利于抵抗台风冲击。
C. “上海慧眼”主要是通过利用自身的惯性从而降低上海中心大厦的晃动幅度以利抵抗台风冲击。
D. 将“上海慧眼”安装在第25层,也具有相同效果,且降低施工难度。
4. 如图所示,竖直平面内有一圆环,圆心为O,半径为R,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN夹角为θ,一条不可伸长的轻绳长为L,且L>2R,两端分别固定在圆环的M、N两点,轻质滑轮连接一个质量为m的重物,放置在轻绳上,不计滑轮与轻绳间的摩擦,现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角的过程中,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的张力一直增大 B. 轻绳的张力一直减小
C. 轻绳的张力先增大后减小 D. 轻绳的张力先减小后增大
二、多选题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题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。
5. 下列说法正确的是( )
A. 伽利略借助逻辑推理和科学实验,归纳得到自由落体的规律
B. 根据速度定义式 ,当非常小时,就可以表示物体在 t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限法。
C. 实验验证平行四边形定则时采用了控制变量法
D. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代法
6. 质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处,它们的截面图如图所示,截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上,地面受到压力为FN,所有摩擦忽略不计,重力加速度为g。则( )
A. F=mg B. F=(M+m)g
C. FN=(M+m)g D.
7. 用物理图像研究物理量之间关系是一种常用的数学物理方法。一物体在水平面上做直线运动,其运动图像如图所示,其中横轴和纵轴的截距分别为和。下列说法正确的是( )
A. 若为图像,则物体在此过程中的位移大小为
B. 若为图像,则物体做匀变速直线运动,且初速度大小为
C. 若为图像,则物体一定做匀变速直线运动
D. 若为图像且物体初速度为零,则最大速度出现在时刻
8. 如图甲所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端叠放着两个物体A、B,系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使A向上做匀加速直线运动,以系统静止时的位置为坐标原点,竖直向上为位移x的正方向,得到随x的变化图像如图乙所示。已知物体A的质量,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. A、B两物体分离时弹簧刚好恢复原长
B. A、B两物体分离时弹簧仍为压缩状态
C. 物体B的质量
D. 物体B的质量
三、 非选择题:共60分
9. 如图所示,两个质量均为的小环(直径略大于杆)套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为l的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量也为的木块上,两个小环之间的距离为,此时小环恰好保持静止。已知重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则杆对每个小环的支持力大小为_____________,小环与杆之间的滑动摩擦因数为_____________。
10. 某同学在研究地铁的运动时,在细绳的下端拴上一支圆珠笔,细绳的上端用胶带固定在地铁的竖直扶杆上。他发现在地铁刚启动的一小段时间内,细绳偏离竖直方向且处于稳定状态,如图所示。完成下列填空:
(1)地铁的运动方向是______(选填“向左”或“向右”);
(2)该同学测出了下列数据:圆珠笔的质量m,当地的重力加速度g,细绳的悬点到细绳与圆珠笔的拴接点间的距离L,细绳与圆珠笔拴接点到扶杆的距离d,则图示时刻地铁加速度的值为______。(用g,L,d表示)。
11. 如图所示,一固定斜面上表面光滑,倾角为,斜面顶端固定一个光滑定滑轮。跨过定滑轮的轻质细线,一端竖直悬挂小球A,另一端连接物块B,细线的倾斜部分与斜面平行。用手按住物块B。整个系统处于静止状态。小球A的质量为m,物块B的质量为4m,重力加速度为g。现突然松开按住物块B的手,松手的瞬间,小球A的加速度大小为______;细线上的拉力大小为______。(结果用题中所给的字母表达)
12. 某活动小组用如图所示的实验装置验证力的平行四边形定则。
(1)用一根不可伸长的轻质细线悬挂一个小球,固定悬点O处有一传感器可测出细线上的力。小球静止在O点正下方的P点时,传感器的示数为6 N。现对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PQ,当小球运动到a点时,θ = 53°,拉力大小为F1 = 8 N,传感器的示数为10 N。在如图所示的方格纸上用平行四边形定则作出拉力F1与小球重力的合力__________,在误差允许范围内,若得到合力大小等于10 N,方向与竖直夹角为53°的结论。则验证了共点力的合成法则—平行四边形定则;
(2)用一根轻质的橡皮筋悬挂与(1)中相同的小球,小球静止时仍在O点正下方的P点。对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PM,当小球运动到b点(b与a、O共线)时,拉力大小为F2,理论上来说,F2______F1(填“=”、“>”或“<”),传感器的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
13. 某同学利用如图甲所示的装置来探究加速度与物体受力、质量的关系。
(1)该同学的主要实验步骤如下:
A.将小车置于带有定滑轮的木板上,将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部;
B.在细绳一端挂上重物,另一端通过定滑轮系在小车前端,用薄垫块将木板一端垫高,调整其倾斜程度,直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止,以平衡摩擦力;
C.将小车靠近打点计时器,将小车由静止释放后开启打点计时器,在纸带上打出一系列点,据此计算出小车的加速度;
D.保持小车质量不变,增加重物的质量(远小于小车质量),重复实验,将小车所受的不同拉力(重物重力)与相应计算出的加速度记录下来;
E.保持重物质量不变,增加或减少小车上的砝码以改变小车的质量,重复实验,将小车的质量与相应的加速度记录下来。
该同学以上操作中有明显错误的有_____________(用步骤前的字母表示);
(2)实验中得到了一条纸带,相邻计数点间的距离如图乙所示,已知打点计时器所接的交流电源的频率为,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,由该纸带可求得小车加速度的大小为_____________(结果保留两位有效数字);
(3)实验中,保持重物质量(远小于小车质量)不变,向小车上添加砝码多次改变小车质量,记录下加速度与小车上所加砝码质量,通过电脑拟合得到图像如图丙所示,图中和已知,则悬挂重物的重力为_____________。
14. 一汽车在水平路面上做匀速直线运动,如图甲所示,固定于车内的磁吸式手机支架利用内置的强磁铁吸附手机,侧视图如图乙所示,手机与水平面夹角,手机、支架与汽车三者保持相对静止。已知支架内强磁铁对手机的吸引力大小,方向始终垂直于接触面,手机质量,与支架接触面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,重力加速度g取。
(1)求支架对手机支持力N的大小;
(2)若施加一平行于接触面向下的外力将手机缓慢抽出,求此外力F的大小。
15. 建筑工人安装搭手架进行高空作业,有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一个物体脱落,使物体从高80m的空中由静止开始自由下落。(不计空气阻力,g取10m/s2。)求:
(1)物体下落过程经历的时间;
(2)物体落地时的速度大小;
(3)物体落地前最后1s内的位移大小。
16. 如图所示,一足够长的倾斜传送带以速度顺时针匀速运动,传送带与水平方向的夹角。质量为的小物块(底部有墨粉)和质量为的小物块Q由跨过光滑定滑轮不可伸长的轻绳连接,小物块与定滑轮间的轻绳与传送带平行。某时刻小物块P从传送带顶端以初速度冲上传送带(此时P、Q的速率相等),整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。已知小物块P与传送带间的动摩擦因数0.5,不计滑轮质量,,,重力加速度取。求:
(1)小物块P刚冲上传送带时,轻绳的拉力大小;
(2)小物块Q上升的最大高度;
(3)小物块P从冲上传送带到速度减为零的过程中,传送带上留下的墨迹长度。
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龙岩一中2027届高一上学期第二次月考物理试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,金铙山主峰白石顶海拔为1858m,素有“东南秀起第一巅”之称。一质量为60kg的游客在海拔1200m处下缆车,步行约3600m登上白石顶,用时2小时,则该游客从下缆车到登顶的过程中( )
A. “2小时”是指时刻 B. 位移大小约为658m
C. 平均速度的大小约为0.10m/s D. 平均速率约为0.50m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.“2小时”是指时间轴上持续的一段,是时间,故A错误;
B.无法确定游客的初末位置间的距离,所以位移不确定,而游客的竖直位移为658m,故B错误;
C.由于位移不确定,不能计算平均速度,故C错误;
D.路程为3600m,时间为2小时,则平均速率为0.5m/s,故D正确。
故选D。
2. 描述宇宙膨胀的弗里德曼方程可写作,其中H为哈勃参数,为宇宙的密度,G为万有引力常数,其单位为N·m2·kg-2。用国际单位制中的基本单位表示哈勃参数的单位,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可知
万有引力常量的单位用国际单位制中的基本单位表示为
由,可知哈勃参数为
所以国际单位制中的基本单位表示哈勃参数的单位为
故选A。
3. 2024年9月16日7时30分前后,台风“贝碧嘉”(强台风级)的中心在上海浦东临港新城登陆。安装在上海中心大厦125层的千吨“上海慧眼”阻尼器开始晃动,继续守护大楼抵抗强台风。“上海慧眼”由配重物和吊索构成,这是一个重达千吨的风阻尼器,是目前世界上最重的阻尼器,重量约占整座大厦的0.118%。这个巨大的阻尼器由12根钢索吊在大厦内部,每根钢索长达25米,“上海慧眼”被安装在大厦的倒数第三和第四层,距离地面583米。
阅读以上材料,根据所学知识,下列说法正确的是( )
A. “上海慧眼”降低了上海中心大厦的重心高度,从而有利于抵抗台风冲击。
B. “上海慧眼”主要是通过增加上海中心大厦整体的惯性,从而有利于抵抗台风冲击。
C. “上海慧眼”主要是通过利用自身的惯性从而降低上海中心大厦的晃动幅度以利抵抗台风冲击。
D. 将“上海慧眼”安装在第25层,也具有相同效果,且降低施工难度。
【答案】C
【解析】
【详解】A.重心的位置与质量分布有关,靠近质量大的地方,所以“上海慧眼”升高了上海中心大厦的重心高度,故A错误;
BC. “上海慧眼”主要是通过利用自身的惯性从而降低上海中心大厦的晃动幅度以利抵抗台风冲击,故B错误C正确;
D.由题意可知如果大厦没有阻尼器则上部容易放生晃动,阻尼器安装在上部晃动阻碍大厦的晃动,将“上海慧眼”安装在第25层,对高楼层达不到很好的稳定作用,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,竖直平面内有一圆环,圆心为O,半径为R,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN夹角为θ,一条不可伸长的轻绳长为L,且L>2R,两端分别固定在圆环的M、N两点,轻质滑轮连接一个质量为m的重物,放置在轻绳上,不计滑轮与轻绳间的摩擦,现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角的过程中,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的张力一直增大 B. 轻绳的张力一直减小
C. 轻绳的张力先增大后减小 D. 轻绳的张力先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】左右为同一根绳子,同一根绳子的拉力相等,设绳子与竖直方向夹角为α,并作出辅助线,如图所示
由几何关系可知
ME=2Rcosθ
ME=MDsinα+DNsinα=Lsinα
整理得
将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2θ角的过程中,即θ先减小到零后增大到θ,轻绳与竖直方向的夹角α先增大后减小,根据
轻绳张力先增大后减小。
故选C。
二、多选题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题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。
5. 下列说法正确的是( )
A. 伽利略借助逻辑推理和科学实验,归纳得到自由落体的规律
B. 根据速度定义式 ,当非常小时,就可以表示物体在 t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限法。
C. 实验验证平行四边形定则时采用了控制变量法
D. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代法
【答案】AB
【解析】
【详解】A.伽利略借助逻辑推理和科学实验,归纳得到自由落体的规律,A正确;
B.根据速度定义式 ,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限的思想,B正确;
C.实验验证平行四边形定则时采用了等效替代的思想,C错误
D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫做理想模型法,D错误。
故选AB。
6. 质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处,它们的截面图如图所示,截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上,地面受到压力为FN,所有摩擦忽略不计,重力加速度为g。则( )
A. F=mg B. F=(M+m)g
C. FN=(M+m)g D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对圆球B受力分析如图
可知
A对B的弹力
根据牛顿第三定律B对A的弹力
则
故A正确,B错误;
CD.对AB整体分析,受平衡力,受到地面的支持力
由牛顿第三定律可知地面受到的压力大小为
故C正确,D错误。
故选AC。
7. 用物理图像研究物理量之间关系是一种常用的数学物理方法。一物体在水平面上做直线运动,其运动图像如图所示,其中横轴和纵轴的截距分别为和。下列说法正确的是( )
A. 若为图像,则物体在此过程中的位移大小为
B. 若为图像,则物体做匀变速直线运动,且初速度大小为
C. 若为图像,则物体一定做匀变速直线运动
D. 若为图像且物体初速度为零,则最大速度出现在时刻
【答案】BD
【解析】
【详解】A.若为速度时间图像,其面积表示位移,故物体在此过程中的位移大小为
故A错误;
B.若为图像,根据匀变速直线运动位移
整理得
结合图像可知,纵截距表示初速度,即m表示初速度,故B正确;
C.根据匀变速直线运动速度位移关系
可知,不可能是一次函数关系,故C错误;
D.若为图像,图像面积表示速度变化量,即
若物体初速度为零,则面积就是末速度,图像可知n时刻图像与横轴围成面积最大,故速度最大,故D正确。
故选 BD。
8. 如图甲所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端叠放着两个物体A、B,系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使A向上做匀加速直线运动,以系统静止时的位置为坐标原点,竖直向上为位移x的正方向,得到随x的变化图像如图乙所示。已知物体A的质量,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. A、B两物体分离时弹簧刚好恢复原长
B. A、B两物体分离时弹簧仍为压缩状态
C. 物体B的质量
D. 物体B的质量
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,分离时A的加速度仍竖直向上,此时B与A的加速度相等,且AB间弹力为零,则弹簧仍处于压缩状态,故A错误,B正确;
CD.由图乙可知,A、B分离以后变为恒力,大小为22N,对A应用牛顿第二定律有
解得
初状态弹簧弹力和A、B系统的总重力平衡,图线的纵截距即拉力的初始值,完全提供A、B系统的加速度,对A、B系统根据牛顿第二定律有
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
三、 非选择题:共60分
9. 如图所示,两个质量均为的小环(直径略大于杆)套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为l的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量也为的木块上,两个小环之间的距离为,此时小环恰好保持静止。已知重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则杆对每个小环的支持力大小为_____________,小环与杆之间的滑动摩擦因数为_____________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1][2]设轻绳与水平方向的夹角为,以木块为对象,根据受力平衡可得
由几何关系可得
可得
则轻绳拉力为
以小环为对象,根据受力平衡可得
,
则小环与杆之间的滑动摩擦因数为
10. 某同学在研究地铁的运动时,在细绳的下端拴上一支圆珠笔,细绳的上端用胶带固定在地铁的竖直扶杆上。他发现在地铁刚启动的一小段时间内,细绳偏离竖直方向且处于稳定状态,如图所示。完成下列填空:
(1)地铁的运动方向是______(选填“向左”或“向右”);
(2)该同学测出了下列数据:圆珠笔的质量m,当地的重力加速度g,细绳的悬点到细绳与圆珠笔的拴接点间的距离L,细绳与圆珠笔拴接点到扶杆的距离d,则图示时刻地铁加速度的值为______。(用g,L,d表示)。
【答案】(1)向左 (2)
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知,悬挂圆珠笔的细线与竖直方向的夹角在右侧,则可知细线对圆珠笔的拉力斜向左上方,而圆珠笔的重力竖直向下,二者的合力水平向左,因此可知地铁在向左加速运动。
【小问2详解】
设细线与竖直方向的夹角为,圆珠笔加速度为,由几何关系有
则根据牛顿第二定律可得
用以上物理量得到的圆珠笔的加速度即为地铁的加速度,得
11. 如图所示,一固定斜面上表面光滑,倾角为,斜面顶端固定一个光滑定滑轮。跨过定滑轮的轻质细线,一端竖直悬挂小球A,另一端连接物块B,细线的倾斜部分与斜面平行。用手按住物块B。整个系统处于静止状态。小球A的质量为m,物块B的质量为4m,重力加速度为g。现突然松开按住物块B的手,松手的瞬间,小球A的加速度大小为______;细线上的拉力大小为______。(结果用题中所给的字母表达)
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1][2]松手的瞬间,设加速度大小为,细线上的拉力大小为;以A为对象,根据牛顿第二定律可得
以B为对象,根据牛顿第二定律可得
联立解得
,
12. 某活动小组用如图所示的实验装置验证力的平行四边形定则。
(1)用一根不可伸长的轻质细线悬挂一个小球,固定悬点O处有一传感器可测出细线上的力。小球静止在O点正下方的P点时,传感器的示数为6 N。现对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PQ,当小球运动到a点时,θ = 53°,拉力大小为F1 = 8 N,传感器的示数为10 N。在如图所示的方格纸上用平行四边形定则作出拉力F1与小球重力的合力__________,在误差允许范围内,若得到合力大小等于10 N,方向与竖直夹角为53°的结论。则验证了共点力的合成法则—平行四边形定则;
(2)用一根轻质的橡皮筋悬挂与(1)中相同的小球,小球静止时仍在O点正下方的P点。对小球施加一水平向右的拉力F,使小球缓慢上升,小球的运动轨迹如图中的曲线PM,当小球运动到b点(b与a、O共线)时,拉力大小为F2,理论上来说,F2______F1(填“=”、“>”或“<”),传感器的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) (2) ①. = ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
作出重力的图示,方格纸上每个方格的边长表示2 N的力,根据平行四边形法则作出拉力与重力的合力如图所示
【小问2详解】
[1][2]由题意可知,两种情况下合力方向不变,重力大小与方向不变,拉力与重力方向间的夹角不变,则拉力不变,即两种情况下拉力大小相等。传感器的示数不变。
13. 某同学利用如图甲所示的装置来探究加速度与物体受力、质量的关系。
(1)该同学的主要实验步骤如下:
A.将小车置于带有定滑轮的木板上,将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部;
B.在细绳一端挂上重物,另一端通过定滑轮系在小车前端,用薄垫块将木板一端垫高,调整其倾斜程度,直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止,以平衡摩擦力;
C.将小车靠近打点计时器,将小车由静止释放后开启打点计时器,在纸带上打出一系列点,据此计算出小车的加速度;
D.保持小车质量不变,增加重物的质量(远小于小车质量),重复实验,将小车所受的不同拉力(重物重力)与相应计算出的加速度记录下来;
E.保持重物质量不变,增加或减少小车上的砝码以改变小车的质量,重复实验,将小车的质量与相应的加速度记录下来。
该同学以上操作中有明显错误的有_____________(用步骤前的字母表示);
(2)实验中得到了一条纸带,相邻计数点间的距离如图乙所示,已知打点计时器所接的交流电源的频率为,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,由该纸带可求得小车加速度的大小为_____________(结果保留两位有效数字);
(3)实验中,保持重物质量(远小于小车质量)不变,向小车上添加砝码多次改变小车质量,记录下加速度与小车上所加砝码质量,通过电脑拟合得到图像如图丙所示,图中和已知,则悬挂重物的重力为_____________。
【答案】 ①. BC ②. 0.82 ③.
【解析】
【详解】(1)该同学以上操作中有明显错误的有步骤BC;其中步骤B在平衡摩擦力时不挂重物,步骤C应该先接通电源再释放纸带。
故选BC。
(2)计数周期
该纸带可求得小车加速度的大小为
(3)设重物重力为G,小车质量为M,由
可得
当,加速度无穷大,既
可得
当时,,可得悬挂重物的重力为
14. 一汽车在水平路面上做匀速直线运动,如图甲所示,固定于车内的磁吸式手机支架利用内置的强磁铁吸附手机,侧视图如图乙所示,手机与水平面夹角,手机、支架与汽车三者保持相对静止。已知支架内强磁铁对手机的吸引力大小,方向始终垂直于接触面,手机质量,与支架接触面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,重力加速度g取。
(1)求支架对手机支持力N的大小;
(2)若施加一平行于接触面向下的外力将手机缓慢抽出,求此外力F的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对手机受力分析,在垂直接触面方向
解得
(2)将手机向下缓慢抽出时,在沿接触面方向,有
解得
15. 建筑工人安装搭手架进行高空作业,有一名建筑工人由于不慎将抓在手中的一个物体脱落,使物体从高80m的空中由静止开始自由下落。(不计空气阻力,g取10m/s2。)求:
(1)物体下落过程经历的时间;
(2)物体落地时的速度大小;
(3)物体落地前最后1s内的位移大小。
【答案】(1)4s;(2)40m/s;(3)35m
【解析】
【详解】(1)由位移时间公式
得
t=4s
(2)由速度时间公式
v=gt
解得
v=40m/s
(3) 由位移时间公式
解得
H=35m
16. 如图所示,一足够长的倾斜传送带以速度顺时针匀速运动,传送带与水平方向的夹角。质量为的小物块(底部有墨粉)和质量为的小物块Q由跨过光滑定滑轮不可伸长的轻绳连接,小物块与定滑轮间的轻绳与传送带平行。某时刻小物块P从传送带顶端以初速度冲上传送带(此时P、Q的速率相等),整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。已知小物块P与传送带间的动摩擦因数0.5,不计滑轮质量,,,重力加速度取。求:
(1)小物块P刚冲上传送带时,轻绳的拉力大小;
(2)小物块Q上升的最大高度;
(3)小物块P从冲上传送带到速度减为零的过程中,传送带上留下的墨迹长度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小物块P刚冲上传送带时相对传送带向下运动,故所受摩擦力方向沿传送带向上
对Q受力分析,由牛顿第二定律有
对P受力分析,由牛顿第二定律有
联立解得
T1=8N
a1=6m/s2
(2)当小物块P和传送带共速时,有
解得
小物块P的位移大小为
小物块P与传送带共速后,所受摩擦力方向沿传送带向下,对Q受力分析,由牛顿第二定律有
对P受力分析,由牛顿第二定律有
联立解得
小物块P减速到零的时间为
位移大小为
小物块P减速到零的总位移为
故小物块Q上升的最大高度为
(3)小物块P与传送带共速前,传送带的位移大小为
传送带上的墨迹长度为
小物块P与传送带共速到速度减为零,传送带的位移大小为
小物块P与传送带间的相对位移为
故传送带上留下的墨迹长度为。
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