内容正文:
山东省烟台第二中学2026届高三开学考试
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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目要求。
1. 下列说法中与物理学史实不符的是( )
A. 牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因
B. 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因
C. 惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性
D. 伽利略通过实验及合理外推,指出自由落体运动是一种匀变速直线运动
2. 如图将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点,用力F拉小球a,使整个装置处于静止状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为θ=30°,则F的最小值为( )
A. mg B. mg C. mg D. mg
3. 公交车是人们出行的重要交通工具,如图所示是公交车内部座位示意图,其中座位A和B的边线和车前进的方向垂直,当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时,一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2m/s 的速度匀速运动到B,则站在站台上的人看到该乘客( )
A. 运动轨迹为直线
B. 运动轨迹为抛物线
C. 因该乘客在车上匀速运动,所以乘客处于平衡状态
D. 当车速度为5m/s时,该乘客对地速度为7m/s
4. 两辆完全相同的汽车,沿水平直线一前一后匀速行驶速度均为v,若前车突然以恒定加速度刹车,在它刚停车后,后车以与前车相同的加速度开始刹车,已知前车在刹车过程中所行驶的距离为x,若要保证两车在上述情况下不相撞,则两车在匀速行驶时应保持的距离至少为( )
A. x B. 2x C. 3x D. 4x
5. 一物体被竖直上抛,已知抛起的初速度与回到抛出点时的速度的大小之比为k,物体在运动过程中所受的额空气阻力大小不变,则空气阻力与重力之比为
A. k B. C. D.
6. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离0.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10m/s2,则ω的最大值是( )
A. 0.5rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. rad/s
7. 如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定的偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内 ).与稳定在竖直位置时相比,小球高度
A. 一定升高 B. 一定降低
C. 保持不变 D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
8. 如图,光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 若B球受到的摩擦力为零,则F=2mgtanθ
B. 若推力F向左,且tanθ≤μ,则F的最大值为2mgtanθ
C. 若推力F向左,且μtanθ≤2μ,则F的最大值为4mg(μ-tanθ)
D. 若推力F向右,且tanθ>2μ,则F的范围为4mg(tanθ-2μ)≤F≤4mg(tanθ+2μ)
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,质量为M的木板C放在水平地面上,固定在C上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a和b连接小球A和小球B,小球A、B的质量分别为mA和mB,当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时,A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动,且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则下列判断正确的是( )
A. 力F的大小为mBg
B. 地面对C的支持力等于(M+mA+mB)g
C. 地面对C的摩擦力大小为mBg
D. mA=mB
10. 子弹以初速度v0水平向右射出,沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒,在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入,B位置射出,如图所示),OA、OB之间的夹角,已知圆筒半径R=0.5m,子弹始终以v0=60m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用),则圆筒的转速可能是( )
A. 100r/s B. 180r/s
C. 2400r/s D. 340r/s
11. 如图所示,一个m=3kg的物体放在粗糙水平地面上,从t=0时刻起,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动,在0~3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图所示。已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则( )
A. 在0~3s时间内,物体的速度先增大后减小
B. 3s末物体的速度最大,最大速度为10m/s
C. 2s末F最大,F的最大值为12N
D. 前2s内物体做匀变速直线运动,力F大小保持不变
12. 如图甲所示,在倾角为的粗糙且足够长的斜面底端,一质量m=2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不相连,t=0s时解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图像如图乙所示,其中Ob段为曲线,bc段为直线,g取10m/s2,sin=0.6,cos=0.8。则下列说法正确的是( )
A. 在0.15s末滑块的加速度为-8m/s2
B. 滑块在0.1~0.2s时间间隔内沿斜面向下运动
C. 滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
D. 在滑块与弹簧脱离之前,滑块一直在做加速运动
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n
1
2
3
4
5
6
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
(1)利用计算弹簧的压缩量:,,______cm,压缩量的平均值______cm;
(2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取,该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字)
14. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列问题:
(1)下列说法正确的是( )
A.同一次实验过程,两次拉橡皮条时,其结点O应达到同一位置
B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两细线的夹角应越大越好
C.用一只弹簧测力计拉橡皮条时,只需记录弹簧测力计的读数
D.本实验采用的科学方法是等效替代法
(2)将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小,并( )
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
(3)撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到________,由测力计的示数得到拉力F的大小,沿细线标记此时F的方向。
(4)选择合适标度,由步骤(2)的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图,得出合力F′的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力F的图示。
(5)比较F′和F的________,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
15. 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=40m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动,取重力加速度的大小g=10m/s2,求:
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
16. 一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.10kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H=1.00m,开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示,让小球从静止释放,当小球运动到B点时,轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂,不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)当小球运动到B点时的速度大小;
(2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面上的C点,求C点与B点之间的水平距离;
(3)若OP=0.7m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力。
17. 某煤矿运输部有一新采购的水平浅色足够长传送带以4.0m/s的恒定速度运动,若使该传送带改做加速度大小为3.0m/s2的匀减速运动,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将一煤块(可视为质点)无初速度放在传送带上.已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.10,重力加速度取10m/s2,求:
(1)煤块在浅色传送带上能留下的痕迹长度;
(2)煤块相对于传送带运动的位移大小?(计算结果保留两位有效数字)
18. 如图所示,水平地面上有一质量为M的长木板,一个质量为m的物块(可视为质点)放在长木板的最右端.已知m与M之间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为.从某时刻起物块m以v1的水平初速度向左运动,同时木板M在水平外力F控制下始终向右以速度匀速运动,求:
(1)在物块m向左运动过程中外力F的大小:
(2)木板至少多长物块不会从木板上滑下来?
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山东省烟台第二中学2026届高三开学考试
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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目要求。
1. 下列说法中与物理学史实不符的是( )
A. 牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因
B. 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因
C. 惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性
D. 伽利略通过实验及合理外推,指出自由落体运动是一种匀变速直线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.牛顿并未通过实验发现力不是维持运动的原因,而是伽利略通过斜面实验及合理外推得出此结论,不符合史实,故A错误;
B.亚里士多德确实认为力是维持物体运动的原因,符合史实,故B正确;
C.惯性是物体的固有属性,与运动状态无关,一切物体在任何情况下都有惯性,符合史实,故C正确;
D.伽利略通过斜面实验外推得出自由落体为匀变速运动,符合史实,故D正确。
由于本题选择错误的,故选A。
2. 如图将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点,用力F拉小球a,使整个装置处于静止状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为θ=30°,则F的最小值为( )
A. mg B. mg C. mg D. mg
【答案】B
【解析】
【详解】以a、b两球为整体进行受力分析:受重力2mg,绳子的拉力FT,拉力F,其中重力是恒力,绳子拉力FT方向恒定。
根据平衡条件,整体所受合外力为零。
如图所示当F的方向与绳子垂直时最小。
根据几何关系可得F的最小值为F=2mgsin 30°=mg,故选B。
3. 公交车是人们出行的重要交通工具,如图所示是公交车内部座位示意图,其中座位A和B的边线和车前进的方向垂直,当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时,一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2m/s 的速度匀速运动到B,则站在站台上的人看到该乘客( )
A. 运动轨迹为直线
B. 运动轨迹为抛物线
C. 因该乘客在车上匀速运动,所以乘客处于平衡状态
D. 当车速度为5m/s时,该乘客对地速度为7m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB.人相对地面参与了两个方向的运动,一是垂直于车身方向的匀速运动,一个是沿车身方向的匀加速直线运动,所以运动轨迹是抛物线,故A错误,B正确;
C.乘客受到沿车身方向的合外力,处于非平衡状态,故C错误;
D.速度的合成遵循平行四边形定则,乘客对地速度为
故D错误。
故选B。
4. 两辆完全相同的汽车,沿水平直线一前一后匀速行驶速度均为v,若前车突然以恒定加速度刹车,在它刚停车后,后车以与前车相同的加速度开始刹车,已知前车在刹车过程中所行驶的距离为x,若要保证两车在上述情况下不相撞,则两车在匀速行驶时应保持的距离至少为( )
A. x B. 2x C. 3x D. 4x
【答案】B
【解析】
【详解】设两车刹车的加速度大小为a,则:
前车刹车的时间为
刹车的位移
在前车刹车的时间内,后车做匀速运动,位移为
由于两车运动时的速度一样,刹车后加速度相同,后车刹车,刹车位移也为x,
要保持两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为
故B项正确,ACD错误。
5. 一物体被竖直上抛,已知抛起的初速度与回到抛出点时的速度的大小之比为k,物体在运动过程中所受的额空气阻力大小不变,则空气阻力与重力之比为
A. k B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设物体的质量为m,空气阻力大小为f,上升的最大高度为h,根据动能定理得,上升过程:,下降过程:,由题意知:,联立解得:,故选C.
6. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离0.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10m/s2,则ω的最大值是( )
A. 0.5rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. rad/s
【答案】D
【解析】
【详解】当小物体转动到最低点时为临界点,与盘之间达到最大静摩擦力,由牛顿第二定律μmgcos 30°-mgsin 30°=mω2r
解得ω= rad/s
故选D。
7. 如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定的偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内 ).与稳定在竖直位置时相比,小球高度
A. 一定升高 B. 一定降低
C. 保持不变 D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
【答案】A
【解析】
【详解】
试题分析:设L0为橡皮筋的原长,k为橡皮筋的劲度系数,小车静止时,对小球受力分析得:T1=mg,
弹簧的伸长x1=,即小球与悬挂点的距离为L1=L0+,当小车的加速度稳定在一定值时,对小球进行受力分析如图,得:T2cosα=mg,T2sinα=ma,所以:T2=,弹簧的伸长:x2==,则小球与悬挂点的竖直方向的距离为:L2=(L0+)cosα=L0cosα+<L0+=L1,所以L1>L2,即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小,所以小球一定升高,故A正确,BCD错误.
故选A.
8. 如图,光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 若B球受到的摩擦力为零,则F=2mgtanθ
B. 若推力F向左,且tanθ≤μ,则F的最大值为2mgtanθ
C. 若推力F向左,且μtanθ≤2μ,则F的最大值为4mg(μ-tanθ)
D. 若推力F向右,且tanθ>2μ,则F的范围为4mg(tanθ-2μ)≤F≤4mg(tanθ+2μ)
【答案】D
【解析】
【详解】A.设杆所受的弹力为FN,对小球A为研究对象,竖直方向受力平衡,则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足
竖直方向FNy=mg
则FNx=mgtanθ
若B球受到的摩擦力为零,对B根据牛顿第二定律,有FNx=ma
可得a=gtanθ
对小球A、B和小车整体根据牛顿第二定律,有F=4ma=4mgtanθ
故A错误;
B.若推力F向左,根据牛顿第二定律可知加速度向左,所以小球A所受向左的合力的最大值为FNx=mgtanθ
对小球B,由于tanθ≤μ
小球B受到向左的合力的最大值F′=μ(FNy+mg)-FNx≥mgtanθ
则对小球A,根据牛顿第二定律,有FNx=mamax
对系统整体根据牛顿第二定律F=4mamax
解得F=4mgtanθ
故B错误;
C.若推力F向左,根据牛顿第二定律可知加速度向左,则小球A所受向左的合力的最大值为FNx=mgtanθ
小球B所受向左的合力的最大值Fmax=(FNy+mg)·μ-FNx=2μmg-mgtanθ
由于μ<tanθ≤2μ可知,Fmax<mgtanθ
则对小球B,根据牛顿第二定律Fmax=2μmg-mgtanθ=mamax
对系统根据牛顿第二定律F=4mamax
联立可得F的最大值为F=4mg(2μ-tan θ)
故C错误;
D.若推力F向右,根据牛顿第二定律可知系统整体加速度向右,由于小球A可以受到左壁向右的支持力,理论上向右的合力可以无限大,因此只需要讨论小球B即可,当小球B所受的摩擦力最大且向左时,小球B向右的合力最小,此时Fmin=FNx-(FNy+mg)μ=mgtanθ-2μmg
当小球B所受摩擦力最大且向右时,小球B向右的合力最大,此时Fmax=FNx+(FNy+mg)μ=mgtan θ+2μmg
对小球B根据牛顿第二定律有Fmin=mamin,Fmax=mamax
对系统整体根据牛顿第二定律F=4ma
代入小球B所受合力范围可得4mg(tan θ-2μ)≤F≤4mg(tan θ+2μ)
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,质量为M的木板C放在水平地面上,固定在C上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a和b连接小球A和小球B,小球A、B的质量分别为mA和mB,当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时,A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动,且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则下列判断正确的是( )
A. 力F的大小为mBg
B. 地面对C的支持力等于(M+mA+mB)g
C. 地面对C的摩擦力大小为mBg
D. mA=mB
【答案】ACD
【解析】
【详解】以B为研究对象,分析受力,水平方向受力平衡,则有:Fcos30°=Tbcos30°,得:Tb=F
竖直方向受力平衡,则:Fsin30°+Tbsin30°=mBg得:F=mBg,故A正确;以ABC整体为研究对象受力分析,竖直方向:N+Fsin30°=(M+mA+mB)g, 可见N小于(M+mA+mB)g,故B错误;以ABC整体为研究对象受力分析,水平方向:f=Fcos30°=mBgcos30°=mBg,故C正确;以A为研究对象受力分析,竖直方向:mAg+Tbsin30°=Tasin60°;水平方向:Tasin30°=Tbsin60°;联立得:mA=mB,故D正确;故选ACD.
点睛:本题考查受力分析以及平衡条件的应用,关键是灵活的选择研究对象,采用隔离法和整体法结合比较简便.
10. 子弹以初速度v0水平向右射出,沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒,在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入,B位置射出,如图所示),OA、OB之间的夹角,已知圆筒半径R=0.5m,子弹始终以v0=60m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用),则圆筒的转速可能是( )
A. 100r/s B. 180r/s
C. 2400r/s D. 340r/s
【答案】AD
【解析】
【详解】根据几何关系可得A与B之间的距离为R,在子弹飞行距离为R的时间内,圆筒转动的角度为,(n=1,2,3…)
由
解得,(n=1,2,3…)
设圆筒的转速为N,根据
解得时间
由题意知R=v0t,解得
当n=1时,
当n=2时,
当n=3时,
故选AD。
11. 如图所示,一个m=3kg的物体放在粗糙水平地面上,从t=0时刻起,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动,在0~3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图所示。已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则( )
A. 在0~3s时间内,物体的速度先增大后减小
B. 3s末物体的速度最大,最大速度为10m/s
C. 2s末F最大,F的最大值为12N
D. 前2s内物体做匀变速直线运动,力F大小保持不变
【答案】BD
【解析】
【分析】物体做加速运动时加速度方向与速度方向相同,加速度的大小与合外力成正比,物体的加速度保持恒定,则其所受合外力恒定。
【详解】A.物体在力F作用下由静止开始运动,加速度方向与速度方向相同,故物体在前3s内始终做加速运动,第3s内加速度减小说明物体速度增加得变慢了,但仍是加速运动,选项A错误;
B.因为物体速度始终增加,故3s末物体的速度最大,再根据知速度的增加量等于加速度与时间的乘积,在a−t图像上即为图像与时间轴所围图形的面积,即
物体由静止开始加速运动,故最大速度为10m/s,选项B正确;
CD.前2s内物体加速度恒定,故所受作用力恒定,根据牛顿第二定律知知前2s内的合外力为12N,由于物体在水平方向受摩擦力作用,故作用力F大于12N,因为物体与地面间的动摩擦因数处处相等,故物体所受摩擦力恒定,所以物体受的作用力恒定,选项D正确,C错误。
故选BD。
【点睛】掌握加速运动与减速运动只看加速度的方向与速度方向是相同还是相反,不看加速度的大小变化,知道加速度与物体所受合外力大小成正比,掌握规律是解决问题的关键。
12. 如图甲所示,在倾角为的粗糙且足够长的斜面底端,一质量m=2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不相连,t=0s时解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图像如图乙所示,其中Ob段为曲线,bc段为直线,g取10m/s2,sin=0.6,cos=0.8。则下列说法正确的是( )
A. 在0.15s末滑块的加速度为-8m/s2
B. 滑块在0.1~0.2s时间间隔内沿斜面向下运动
C. 滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
D. 在滑块与弹簧脱离之前,滑块一直在做加速运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在v-t图象中,斜率代表加速度,斜率为
故A正确;
B.由v-t图象可知,沿斜面向上为正方向,滑块在0.1s~0.2s时间间隔内速度为正,故物块还是沿斜面向上运动,故B错误;
C.滑块在0.1s~0.2s内,由牛顿第二定律可知
得
故C正确;
D.在0-0.1s过程中为物体和弹簧接触的过程,由图象可知,滑块先做加速后做减速运动,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。
n
1
2
3
4
5
6
8.04
10.03
12.05
14.07
16.11
18.09
(1)利用计算弹簧的压缩量:,,______cm,压缩量的平均值______cm;
(2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)忽略摩擦,重力加速度g取,该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字)
【答案】 ①. 6.04 ②. 6.05 ③. 3 ④. 48.6
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据压缩量的变化量为
[2]压缩量的平均值为
(2)[3]因三个是相差3个钢球的压缩量之差,则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量;
(3)[4]根据钢球的平衡条件有
解得
14. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列问题:
(1)下列说法正确的是( )
A.同一次实验过程,两次拉橡皮条时,其结点O应达到同一位置
B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两细线的夹角应越大越好
C.用一只弹簧测力计拉橡皮条时,只需记录弹簧测力计的读数
D.本实验采用的科学方法是等效替代法
(2)将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小,并( )
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
(3)撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到________,由测力计的示数得到拉力F的大小,沿细线标记此时F的方向。
(4)选择合适标度,由步骤(2)的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图,得出合力F′的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力F的图示。
(5)比较F′和F的________,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
【答案】 ①. AD ②. CD ③. 相同位置 ④. 大小和方向
【解析】
【详解】(1)[1]A.同一次实验中,为保证两次拉橡皮条的作用效果相同,结点O应达到同一位置,A正确;
B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两细线夹角并非越大越好,要适中,便于作图和减小误差,B错误;
C.用一只弹簧测力计拉橡皮条时,需记录弹簧测力计的读数、拉力方向,C错误;
D.本实验中用一个力等效替代两个力的合力,采用等效替代法,D正确。
故选AD。
(2)[2]A.实验中需要记录的是力的大小、方向和作用点,不是橡皮条的长度,A错误;
B.同理,不需要测量细线长度,B错误;
C.标记小圆环位置(即力的作用点),保证两次实验作用点相同,C正确;
D.标记两细线方向,用于确定力的方向,D正确。
故选CD。
(3)[3]撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到相同位置,由测力计的示数得到拉力F的大小,沿细线标记此时F的方向。
(5)[4]比较F′和F的大小和方向,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
15. 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=40m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动,取重力加速度的大小g=10m/s2,求:
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
【答案】(1)8m/s2,2.5s
(2)0.35s (3)
【解析】
【小问1详解】
设减速过程中汽车加速度的大小为a,所用时间为t,由题可得初速度v0=20 m/s,末速度为0,位移x=25 m
由运动学公式得
代入数据得a=8 m/s2 ,t=2.5 s
【小问2详解】
设志愿者反应时间为t′,反应时间的增加量为Δt,由运动学公式得L=v0t′+x
代入数据得Δt=0.35 s
【小问3详解】
设志愿者所受合外力的大小为F,汽车对志愿者作用力的大小为F0,志愿者质量为m,由牛顿第二定律得F=ma
由平行四边形定则得=F2+(mg)2
代入数据得
16. 一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.10kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H=1.00m,开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示,让小球从静止释放,当小球运动到B点时,轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂,不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)当小球运动到B点时的速度大小;
(2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面上的C点,求C点与B点之间的水平距离;
(3)若OP=0.7m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力。
【答案】(1)4m/s
(2)0.80m (3)17N
【解析】
【小问1详解】
设小球运动到B点时的速度大小为vB,由机械能守恒定律得
解得小球运动到B点时的速度大小vB==4 m/s
【小问2详解】
小球从B点做平抛运动,由运动学规律得x=vBt,y=H-l=gt2
解得C点与B点之间的水平距离x=vB=0.80 m
【小问3详解】
若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值Fm,由牛顿定律得Fm-mg=m
其中r=l-OP
由以上各式解得Fm=17N
17. 某煤矿运输部有一新采购的水平浅色足够长传送带以4.0m/s的恒定速度运动,若使该传送带改做加速度大小为3.0m/s2的匀减速运动,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将一煤块(可视为质点)无初速度放在传送带上.已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.10,重力加速度取10m/s2,求:
(1)煤块在浅色传送带上能留下的痕迹长度;
(2)煤块相对于传送带运动的位移大小?(计算结果保留两位有效数字)
【答案】(1)2.0m
(2)1.7m
【解析】
【小问1详解】
由运动情况作出传送带和煤块的v—t图象,如图所示.
因煤块与传送带间的动摩擦因数为μ,根据牛顿第二定律,有
解得煤块在传送带上运动的加速度a0= 1.0m/s2
设传送带的加速度大小为a,由运动学规律得v1=a0t1 =v0-at1
解得t1=1.0s ,v1=1.0m/s
此过程中传送带的位移为
煤块的位移为
煤块相对于传送带向后滑动,划线的长度为l1=x1-x2=2.0m
当煤块与传送带间的速度相等以后,两者都做匀减速直线运动,煤块相对于传送带又向前滑动,煤块运动的位移为
传送带运动的位移为
划线的长度
因为l1>l2,煤块在传送带上留下的划线长度为l1=2.0m
【小问2详解】
由上可知煤块相对于传送带的位移为x=l1-l2=2.0 m-0.33 m≈1.7 m
18. 如图所示,水平地面上有一质量为M的长木板,一个质量为m的物块(可视为质点)放在长木板的最右端.已知m与M之间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为.从某时刻起物块m以v1的水平初速度向左运动,同时木板M在水平外力F控制下始终向右以速度匀速运动,求:
(1)在物块m向左运动过程中外力F的大小:
(2)木板至少多长物块不会从木板上滑下来?
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)在物块m向左运动过程中,木板受力如图所示
其中、分别为物块和地面给木板的摩擦力,由题意可知
由于木板匀速运动,根据平衡条件得
(2)以木板为参考系,设物块相对木板向左匀减速初速度为,末速度为,则
加速度
根据运动学公式
解得
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