内容正文:
物理周测(16)
一、单选题
1.在蹦床比赛中,运动员的空中姿态可以简化为如图所示路径,其结束动作要求一定要垂直蹦床落到蹦床上,则在图示的动作路径中运动方向与末速度方向一致的位置是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.如图所示,在离地面高h的O处固定一点光源,其正前方水平距离为处竖直放置一光屏。将一小球以大小为的初速度从O点水平向右抛出,在光屏上可以看到小球影子的运动,空气阻力不计,重力加速度为,则在小球运动过程中( )
A.影子做匀速直线运动,速度大小为
B.影子做匀速直线运动,速度大小为
C.影子做匀加速直线运动,加速度大小为
D.影子做匀加速直线运动,加速度大小为
3.如图,将细线穿过一根内壁光滑平整的竖直空心管,在细线一端栓一个小螺母,另一端挂一个篮球,摇动空心管使螺母在水平面内做圆周运动。当螺母的转速达到一定值时,篮球就会悬停空中处于静止状态,此时螺母( )
A.受到重力、绳子的拉力和向心力
B.受到的重力和绳子的拉力是一对平衡力
C.做圆周运动的向心力由篮球的重力提供
D.做圆周运动的向心力由重力和绳子拉力的合力提供
4.如图所示,关于y轴对称的抛物线AB是机器人在水平地面上的比赛路线,机器人沿该路线从A点匀速率运动到B点,则该机器人( )
A.所受合力不变 B.所受合力始终沿y轴负方向
C.x轴方向分速度不变 D.x轴方向分速度先增大后减小
5.如图所示为某工地上的自动卸货车作业过程。卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,倾角先缓慢增大,当货物开始加速下滑时倾角保持不变。在卸货的全过程中( )
A.货物受到车厢的摩擦力一直增大
B.货物受到的合力始终为零
C.地面对货车的支持力先等于货车和货物的总重力,后小于货车和货物的总重力
D.地面对货车的摩擦力始终为零
6.如图所示,传送带与地面的夹角为,其顶端A到底端B的距离为4m,传送带始终以5m/s的速率逆时针转动。在传送带顶端A轻放一小煤块,已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5,,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A.煤块下滑过程中先加速后匀速
B.煤块下滑过程中先加速后减速
C.煤块从传送带顶端A运动到底端B所用的时间为1s
D.煤块在传送带上留下的滑动痕迹为1.5m
7.一质量为M的人站在台秤上,手持为l的轻绳一端,另一段系有质量为m的小球(可视为质点)恰好能在竖直面内做圆周运动,则小球在运动一周的过程中,台秤示数的最小值为( )(忽略一切阻力)
A. B. C. D.
二、实验题
8.某同学利用图(a)中的装置研究平抛运动的规律。实验过程中该同学采用频闪照相技术记录了小钢球的运动轨迹。图(b)为频闪照相结果的局部图像(未包括小钢球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内带有方格的纸板,纸板与小钢球轨迹所在平面平行,每个方格的边长为5cm。已知小钢球的质量m=0.1kg,A、B、C为小钢球运动轨迹上的三个点,g=10m/s2。请完成下列填空(所有结果均保留2位有效数字)
(1)小球从平抛起始点运动至图(b)中B位置时所经历的时间t= s,小球在B点的动能大小为Ek= J。
(2)关于本实验的操作要求及误差分析说法有误的是
A.小球与斜槽之间的摩擦并不是造成实验误差的主要原因
B.安装斜槽时需保证斜槽末端的切线水平
C.方木板必须处于竖直平面内,固定时要用直尺检查坐标纸纵轴是否处于竖直方向
D.斜槽末端不能作为小球平抛的起始点,要以小球离开斜槽末端时球心在坐标纸上的投影点作为其平抛运动的起始点
9.为探究物体加速度与外力和物体质量的关系,研究小组的同学们在教材提供案例的基础上又设计了不同的方案,如图甲、乙、丙所示:甲方案中在小车前端固定了力传感器,并与细线相连,可以从传感器上直接读出细线拉力;乙方案中拉动小车的细线通过滑轮与弹簧测力计相连,从弹簧测力计上可读出细线拉力;丙方案中用带有光电门的气垫导轨和滑块代替长木板和小车。三种方案均以质量为的槽码的重力作为动力。
(1)关于三个实验方案,下列说法正确的是( )
A.甲、乙方案实验前均需要平衡摩擦力
B.甲、乙、丙方案均需要满足小车或滑块的质量远大于槽码的质量
C.乙方案中,小车加速运动时受到细线的拉力等于槽码所受重力的一半
(2)甲方案实验中得到了一条如图丁所示的纸带,图丁中相邻两点间的距离不断变大并构成等差数列,实验小组非常规范地用刻度尺测出了,打点计时器所用电源的频率为,则小车的加速度大小 (用表示)。
三、解答题
10.如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角,斜面长为7m。现木块上有一质量为的小滑块从斜面顶端由静止下滑,测得滑块在0.4s内速度增加了1.4m/s,已知在滑块滑行过程中木块处于静止状态,重力加速度g取,,,求:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)滑块滑到斜面底部时速度的大小。
11.北方下雪天气,车辆行驶时需要减速慢行,一辆质量为2000kg的汽车以15m/s的初速度在平直的公路上匀速行驶,驾驶员发现较远的前方出现事故,于是开始刹车,刹车后所受阻力不变,行驶45m后停下,求:
(1)刹车后加速度的大小;
(2)汽车所受的阻力为多大?
12.如图所示,质量的物块(可视为质点)以的速度在点滑上倾角足够长的传送带。物块与传送带间的动摩擦因数,传送带顺时针转动且速率,重力加速度,,。求:
(1)物块在传送带上向上运动的最大距离;
(2)物块从点滑上传送带到返回点的过程中,整个系统由于摩擦产生的热量(结果可保留根号)。
2
1
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
A
D
D
C
C
C
1.B
【详解】做曲线运动的物体,其运动的速度方向沿轨迹切线方向,图中只有②位置的切线方向向下,可知,在图示的动作路径中运动方向与末速度方向一致的位置是②。
故选B。
2.A
【详解】小球做平抛运动,小球在光屏上的投影点如图所示
由几何知识得
其中
解得
则影子的位移与时间成正比,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是匀速直线运动,速度大小
故选A。
3.D
【详解】A.螺母受到重力、绳子的拉力,故A错误;
B.螺母受到重力和绳子的拉力的合力提供向心力,不是平衡力,故B错误;
CD.螺母做圆周运动的向心力由重力和绳子拉力的合力提供,故C错误,D正确。
故选D。
4.D
【详解】AB.机器人沿该路线从A点匀速率运动到B点,合外力不做功,可知合外力方向与速度方向垂直,机器人做曲线运动,速度方向时刻变化,故所受合力方向时刻变化,所受合力是变化的,所受合力不是始终沿y轴负方向,故AB错误;
CD.设机器人速度与轴正方向的夹角为,设机器人运动的速率为,机器人沿该路线从A点匀速率运动到B点,x轴方向分速度为
由图可知先减小后增大,则x轴方向分速度先增大后减小,故C错误,D正确。
故选D。
5.C
【详解】AB.货物处于平衡状态时,货物受到的合力为零,此时的摩擦力为静摩擦力,有
mgsinθ=fθ增大时,f增大。
当加速下滑后,货物受到的合力沿车厢向下,不为零,此时摩擦力为滑动摩擦力有
θ保持不变,摩擦力大小不变。因此整个过程中货物受到车厢的摩擦力先增大后不变,货物受到合力先为零后沿车厢向下,故AB错误;
C.货物静止时,处于平衡状态,整体分析可知,此时地面对货车的支持力等于总重力,当货物加速下滑时,货物处于失重状态,此时地面对货车的支持力小于总重力,故C正确;
D.整体分析可知,开始整体平衡,地面对货车的摩擦力为零,后货物加速下滑,货物的加速度沿车厢斜面向下,在水平方向上,货物的加速度有水平向左的分量,对货物和车厢整体分析,根据牛顿第二定律可知地面对整体有水平向左的摩擦力,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】ABC.煤块刚放上传送带时受到的摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律可得
煤块加速到与传送带共速所用时间为
通过的位移大小为
共速后,由于
可知煤块继续向下加速运动,加速度大小为
根据运动学公式可得
其中
解得
或(舍去)
故煤块从传送带顶端A运动到底端B所用的时间为
故AB错误,C正确;
D.共速前,煤块相对于传送带向上滑动的位移为
共速后,煤块相对于传送带向下滑动的位移为
由于
可知煤块在传送带上留下的滑动痕迹为,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】根据竖直面内圆周运动绳模型,小球恰好能在竖直面内做圆周运动,则
设小球恰好能在竖直面内上半圆某点,此点与圆心的连线与水平面夹角为。设此时绳对小球的拉力为,人对台秤的压力最小,由动能定理
再由牛顿第二定律有
联立解得
由数学关系可得当时,有最大值
那么人对台秤的压力最小
故选C。
8. 0.2 0.31 C
【详解】(1)[1][2]根据
得
小球在B点竖直方向的分速度
2m/s
小球从平抛起始点运动至图(b)中B位置时所经历的时间
小球在B点水平方向的分速度
小球在B点速度
小球在B点的动能大小为
Ek=
(2)[3]A.小球与斜槽之间是有摩擦力,但小球每次从相同的位置滚下,摩擦力每次都是相同的,不影响实验过程,故A正确,不符合题意;
B.为保证小球做平抛运动,安装斜槽时需保证斜槽末端的切线水平,故B正确,不符合题意;
C.方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重锤线检查坐标纸纵轴是否处于竖直方向,故C错误,符合题意;
D.斜槽末端不能作为小球平抛的起始点,要以小球离开斜槽末端时球心在坐标纸上的投影点作为其平抛运动的起始点,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.(1)A
(2)
【详解】(1)A.小车运动过程中受到阻力作用,实验前需要平衡摩擦力,故A正确;
B.甲、乙方案均不需要满足小车的质量远大于槽码的质量,丙方案需要满足滑块的质量远大于槽码的质量,故B错误;
C.乙方案中,小车加速运动时受到细线的拉力小于槽码所受重力的一半,故C错误。
故选A。
(2)[1]题图丁中相邻两点间的距离不断变大并构成等差数列,有
10.(1)0.3125;(2)
【详解】(1)滑块的加速度
解得
对木块进行受力分析,根据牛顿第二定律得
解得
(2)根据匀变速直线运动中速度位移关系可得
解得
11.(1);(2)5000N
【详解】(1)汽车刹车后做匀减速直线运动,根据速度与位移的关系式有
解得
故汽车刹车后加速度大小为。
(2)对汽车进行分析,根据牛顿第二定律有
结合上述解得
12.(1)1.6m
(2)
【详解】(1)物块所受滑动摩擦力为
物块所受重力沿传送带的分力为
所以物块减速至与传送带速度一致后会继续减速,则物块减速至2m/s前,根据牛顿第二定律可得
解得
物块减速至2m/s后,根据牛顿第二定律可得
解得
则物块减速至2m/s过程,运动的距离为
物块从2m/s减速至0m/s过程,运动的距离为
则物块在传送带上向上运动的最大距离为
(2)物块减速至2m/s过程,所花时间为
此过程传送带移动距离为
则此过程摩擦产生的热量为
物块从2m/s减速至0m/s过程,所花时间为
此过程传送带移动距离为
则此过程摩擦产生的热量为
物块达到最高点后,沿传送带向下做匀加速直线运动,加速度大小仍为,则有
代入数据解得
此过程传送带移动距离为
则此过程摩擦产生的热量为
故物块从点滑上传送带到返回点的过程中,整个系统由于摩擦产生的热量为
2
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