内容正文:
高一物理卷
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题4分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. “天问一号”于19时52分实施近火捕获制动,顺利进入环火星轨道,自发射以来,“天问一号”已累计飞行202天,飞行里程约4.75亿千米,距离地球约1.92亿千米。下列判断正确的是( )
A. “天问一号”绕火星飞行一圈平均速度不为0,且它在每一时刻的瞬时速度都不为0
B. “19时52分”和“202天”,前者表示“时刻”,后者表示“时间间隔”
C. 飞行里程约4.75亿千米表示位移,距离地球约1.92亿千米表示路程
D. 地面卫星控制中心对“天问一号”进行飞行姿态调整时可以将“天问一号”看成质点
【答案】B
【解析】
【详解】A.平均速度是位移与时间的比值,“天问一号”绕火星飞行一圈的位移为0,因此平均速度为0,但瞬时速度始终不为0,故A错误;
B.“19时52分”对应某一瞬时(时刻),“202天”是过程持续的时间(时间间隔),故B正确;
C.“飞行里程约4.75亿千米”是轨迹总长度(路程),而“距离地球约1.92亿千米”是位置变化的直线距离(位移大小),故C错误;
D.飞行姿态调整需关注探测器的形状和结构,不能忽略其大小,因此不能视为质点,故D错误。
故选B。
2. 甲、乙两物体同时从同一地点、沿同一方向做直线运动,其v-t图象如图所示,则( )
A. 1 s末,甲和乙相遇
B. 0—2 s内,甲、乙间的距离越来越大
C. 2—6 s内,甲相对乙的速度大小恒为2 m/s
D. 0—6 s内,4 s末甲、乙间的距离最大
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动,当位移相等时,两者才到达同一位置,根据速度图象与坐标轴围成面积表示位移,可知,在t=1s时,乙的位移大于甲的位移,说明两者不在同一位置,故A错误;
B、0∼2s内,甲的速度先小于乙的速度,乙在甲的前方,后甲的速度大于乙的速度,则知甲乙间的距离先增大后减小,故B错误;
C、2s∼6s内,图象的斜率相同,则加速度相同,所以在t=2s至t=6s内,甲相对乙做匀速直线运动,甲相对乙的速度大小恒定,故C正确;
D、根据速度图象与坐标轴围成面积代表位移,以及两者速度关系可知:在t=0s至t=2s内,在t=1s末时刻,在这段时间内两者相距最远,为,在t=2s相遇;在t=2s至t=6s内,两者距离逐渐增大,在t=6s内相距最远,为,所以0∼6s内,8s末甲乙间的距离最大,故D错误;
故选C.
【点睛】在速度-时间图象中,纵坐标代表此时刻的瞬时速度,速度的符号表示速度的方向;图象与坐标轴围成面积代表位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负.由此分析两个物体的运动情况.
3. 如图所示,一张白纸放在水平桌面上,一本书放在白纸上,用大小为F的水平力拉动白纸,最终书和白纸一起在桌面上匀速运动,已知各个接触面的动摩擦因数相同,书的质量为m、白纸的质量不计,重力加速度为g,则书和白纸在桌面上匀速运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 白纸对书的摩擦力方向水平向右
B. 白纸对书的摩擦力方向水平向左
C. 增大拉力,桌面对白纸的摩擦力增大
D. 桌面和白纸间的动摩擦因数等于
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由于书和白纸一起做匀速运动,因此书不受摩擦力作用,故AB错误;
D.对书、纸整体研究,桌面对纸的摩擦力
因此有
由于各个接触面的动摩擦因数相同,则桌面和白纸间的动摩擦因数等于,故D正确;
C.增大拉力,桌面与纸之间的动摩擦因数不变,正压力不变,则桌面对纸的滑动摩擦力不变,故C错误。
故选D。
4. 如图所示,A、B两物体用轻质细线通过两个滑轮连接,整个系统处于静止状态,细线右端可以左右移动,移动过程A不会碰到上方的滑轮,滑轮的质量和摩擦都忽略不计,若把细线右端由P点缓慢向右移动到Q点,下列说法正确的是( )
A. 细线拉力的大小变小
B. 细线拉力的大小变大
C. 物体B的位置降低
D. 物体B的位置升高
【答案】C
【解析】
【详解】AB.细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点过程中,细线中的拉力始终等于物体A的重力,所以细线拉力的大小不变,AB错误;
CD.设细线拉力的大小为F,根据平衡条件得,
解得
所以细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点过程中,角θ保持不变;作图得,物体B的位置将降低,C正确,D错误。
故选C
5. 火车在平直轨道上运动,车厢中的光滑水平桌面上用轻弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然长度。若弹簧变长,火车可能的运动情况是( )
A. 静止 B. 向右减速 C. 向左匀速 D. 向左减速
【答案】B
【解析】
【详解】若弹簧变长,说明小球受弹力向左,摩擦力为零,可知合力向左,则小球加速度方向向左,则火车可能向右减速或向左加速。
故选B。
6. 模拟近地小行星防御的科研实验,可验证动能撞击等技术可行性、获取小行星关键数据以支撑地球安全,实验中科研人员会在模拟小行星上开展测试。他们从该模拟小行星表面由静止释放一个质量为m的实验小球,小球做自由落体运动。在4s内,小球下落了24m,则( )
A. 该模拟小行星上的重力加速度大小是8m/s2
B. 该模拟小行星上的重力加速度大小是10m/s2
C. 小球第3s内的位移比第4s内的位移少10m
D. 小球第3s内的位移比第4s内的位移少3m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据自由落体位移公式
代入数据解得该模拟小行星上重力加速度大小是,故AB错误;
CD.小球第3s内的位移
小球第4s内的位移
则
故小球第3s内的位移比第4s内的位移少3m,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示为某建筑工地传送装置,长为、倾角的传送带倾斜地固定在水平面上,以恒定的速率顺时针转动,质量的工件(可视为质点)无初速地放在传送带的顶端,经过一段时间工件运动到传动带的底端,工件与传送带之间的动摩擦因数为,取,,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 工件由顶端到底端的时间为
B. 若工件与传送带共速时立马将传送带改为逆时针转动,则工件由顶端到底端的时间将变长
C. 工件在传送带上留下的痕迹长度为
D. 调整转速,工件从顶端到底端的最短时间为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.工件刚放上传送带时,根据牛顿第二定律可得加速度大小为
工件加速到与传送带共速所用时间为
此过程工件下滑的位移大小为
由于,可知共速后工件向下做匀速直线运动,则有
则工件由顶端到底端的时间为
若工件与传送带共速时立马将传送带改为逆时针转动,由于工件受到的滑动摩擦力仍与重力分力平衡,工件仍向下做匀速直线运动,所以工件由顶端到底端的时间不变,故AB错误;
C.共速前工件与传送带发生的相对位移为
可知工件在传送带上留下的痕迹长度为,故C正确;
D.调整转速,当工件从顶端到底端一直做加速运动时,所用时间最短,则有
可知工件从顶端到底端的最短时间为
故D正确。
故选CD。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个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。)
8. 在汶川地震发生后的几天,通向汶川的公路还真是难走,这不,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8s,由于前方突然有巨石滚在路中央,所以又紧急刹车,经4s停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速、减速中的加速度大小之比
B. 加速、减速中的加速度大小之比
C. 加速、减速中的平均速度之比
D. 加速、减速中的位移之比
【答案】A
【解析】
【详解】设汽车的最大速度为v,则加速运动的加速度大小为,减速运动的加速度大小为,解得:,故A正确,B错误;加速运动的平均速度大小,减速运动的平均速度大小,则平均速度之比,故C错误.加速、减速中的位移之比,故D错误.故选A.
【点睛】本题关键要掌握匀变速直线运动的加速度公式、平均速度和位移公式,结合两个运动的关系,进行求解.运用速度--时间图象会更简单.
9. 如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点,另一端B悬挂一重为G的物体,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C,用水平力F拉绳,开始时∠BAC>90°,现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直杆AC,此过程中(不计摩擦)( )
A. 拉力F逐渐减小
B. 拉力F大小不变
C. 轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变
D. 轻杆B端所受轻绳的作用力先减小后增大
【答案】AC
【解析】
【详解】对B端进行受力分析如图
竖直向下的绳的拉力FT=G,BC绳的拉力FBC及沿杆方向的弹力FAB,此三力组成的矢量三角形与△ABC相似,满足
在轻绳BC方向缓慢变化过程中,因AC、AB、G不变,但BC减小,所以拉力FBC=F逐渐减小,FAB不变;又因为轻杆B端所受轻绳的作用力(两段绳作用力的合力)与所受杆的弹力等大反向,故轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变。
故选AC。
10. 水平地面上有一质量为的长木板,木板的左端上有一质量为的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为,物块与木板间的动摩擦因数为,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则( )
A. B.
C. D. 在时间段物块与木板加速度相等
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】A.图(c)可知,t1时滑块木板一起刚在从水平滑动,此时滑块与木板相对静止,木板刚要滑动,此时以整体为对象有
A错误;
BC.图(c)可知,t2滑块与木板刚要发生相对滑动,以整体为对象, 根据牛顿第二定律,有
以木板为对象,根据牛顿第二定律,有
解得
BC正确;
D.图(c)可知,0~t2这段时间滑块与木板相对静止,所以有相同的加速度,D正确。
故选BCD。
三、实验题(共2小题,共14分)
11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,如图(a)所示,橡皮条的一端挂着一个轻质小圆环,另一端固定在G点,橡皮条的自然长度为GE,在图(b)中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环受到拉力的共同作用,处于0点,橡皮条伸长的长度为EO,撤去,改用一个力单独拉住小圆环,如图(c)所示,仍然使它处于O点。力单独作用,与共同作用的效果是一样的,都能使小圆环在O点保持静止。
(1)本实验采用的科学方法是_______。
A. 控制变量法 B. 建立物理模型法 C. 理想实验法 D. 等效替代法
(2)关于此实验,下列说法中必要且正确的是_______。
A. 实验前要将两弹簧测力计调零后,竖直互钩对拉来校准,检查两弹簧测力计示数是否相同
B. 两个分力的方向要垂直,便于运用勾股定理计算
C. 拉橡皮条时,弹簧秤,橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D. 两次拉橡皮条时,只需保证橡皮条伸长量相同即可
(3)甲同学在某次实验中,记录了拉力的大小及方向,并将它们的图示作在如图(d)所示的方格纸中,已知方格纸每个正方形小格的边长代表2.0N。请在图(d)中利用作图法作出_______。的合力F,并由图可得F的大小为_______N。(结果保留3位有效数字)
(4)乙同学用力的图示法分别描述的大小及方向,以为邻边,作平行四边形,得其对角线为F,如图(e)所示。则力合力的_______。
A. 理论值是,实际测量值是F
B. 理论值是F,实际测量值是
【答案】(1)D (2)C
(3) ①. ②. 12.0
(4)B
【解析】
【小问1详解】
用一个力将小圆环拉到点,与两个力的共同作用效果完全相同,属于等效替代法。
故选D。
小问2详解】
A.弹簧测力计使用前应该校零,即将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉,选择两个读书相同的测力计,竖直互拉会有重力影响,故A错误;
B.两个分力的方向不是必须垂直,分力夹角适当大些,便于作图,误差可以小些,故B错误;
C.为了作图的精确性,拉橡皮条时,弹簧秤,橡皮条,细绳应贴近木板且与木板平面平行,故C正确。
D.两次拉橡皮条时,都要使橡皮条沿的方向从点伸长到点,故D错误。
故选C。
【小问3详解】
[1]如图
[2]由图可知的大小为
要保留3位有效数字,应为12.0N。
【小问4详解】
用一个力单独拉住小圆环,所以是实际的作用力,是实际测量值,而是利用作图法作出的的合力,是理论值。
故选B。
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量,为沙和沙桶的总质量。一轻绳跨过轻质的定滑轮和动滑轮一端连接沙桶,另一端连接拉力传感器,拉力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验过程中,每次在释放小车前,先读出拉力传感器的示数并记为F。
(1)实验过程中,下列操作正确的是______。
A.调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行
B.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源
D.为减小误差,实验中要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量M
(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为______(结果保留两位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的图像是一条直线,图线与横坐标的夹角为,求得图线的斜率为k,则小车的质量为______。
A. B. C. D.
(4)乙同学也利用此装置探究合外力一定时,物体的加速度和质量的关系。他保持沙和沙桶的总质量不变,改变放在小车中砝码的质量m,测出对应的加速度a,假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响。他没有测量小车的质量M,而是以为纵坐标,m为横坐标,画出图像,从理论上分析,下列图像正确的是______。
【答案】 ①. AB##BA ②. 0.46 ③. C ④. B
【解析】
【详解】(1)[1]A.调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行,使绳的拉力沿着小车运动方向,减小误差,故A正确;
B.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,减小由摩擦力产生的误差,故B正确;
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,打点稳定后再释放小车,故C错误;
D.本实验采用力传感器直接测量绳的拉力,不需要满足沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M,故D错误。
故选AB。
(2)[2]设图中
x1=1.24cm
x4=2.62cm
根据
得
(3)[3] CD.由牛顿第二定律可知
解得
a-F图像的斜率为
所以
故C正确,D错误;
AB.不知道横纵坐标的标度是否相同,不能确定斜率k与是否相同,故AB错误。
故选C。
(4)[4]以沙和沙桶的总重力m0g等于绳的拉力F,则
解得
只有B选项符合上式
故选B。
四、计算题(本题共4小题,共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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. 根据道路交通安全法的相关规定,机动车遇到行人正在通过人行横道时应当停车让行。如图所示,当行人以的速度从A点开始匀速穿过斑马线时,甲车已经在右侧车道停止线前等待,位于左侧车道的乙车以的初速度做匀减速直线运动,加速度大小为(未知),当行人运动到B点时乙车恰好停在停止线的位置,此时甲车以加速度做匀加速直线运动,当行人运动到C点时乙车以加速度做匀加速直线运动。已知每条车道宽度均为,求
(1)乙车做匀减速直线运动位移的大小;
(2)乙车追上甲车前,两车之间沿车道方向的最远距离。
【答案】(1)50m (2)50m
【解析】
【小问1详解】
根据题意行人从A点到B点时间
此时乙车恰好停在停止线的位置,即速度刚好为零,故匀减速位移
该过程乙车加速度大小为
【小问2详解】
设行人到达B点时开始计时,此时甲车以加速度做匀加速直线运动,则甲车位移和速度为
分析可知行人从B点运动到C点过程所用时间依然为,因为当行人运动到C点时乙车以加速度做匀加速直线运动,故则乙车位移和速度为
分析可知,二者速度相等时,两车之间沿车道方向的最远
代入数据解得
故两车之间沿车道方向的最远为
14. 如图所示;三段轻绳的结点为P,轻绳PA与轻质弹簧的右端相连,轻质弹簧的左端固定在物块甲上,物块甲放置在水平平台上,轻质弹簧始终与水平台面平行。轻绳PB连接着放置在水平地面上的物块乙,PB与竖直方向的夹角,物块甲、乙恰好不滑动。已知物块甲、乙的质量分别为,物块甲与水平平台间的动摩擦因数,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的劲度系数,重力加速度。求:
(1)弹簧的形变量大小;
(2)轻绳PB上的弹力大小;
(3)物块乙与地面间的动摩擦因数。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对物块甲受力分析,水平方向上有
其中
,
解得
(2)设轻绳上的弹力大小为,对结点受力分析,水平方向上有
解得
(3)对物块乙受力分析,竖直方向上有
水平方向上有
其中
解得
15. 如图甲所示,一倾角为足够长的斜面固定在水平地面上,时刻,质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面向上运动,并在物块上施加一沿斜面向下的恒力F,在时撤去恒力F,物块的速度v随时间变化的规律如图乙所示。物块视为质点,重力加速度,,,求:
(1)内,物块的位移x;
(2)物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)物块在斜面上运动的总时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知内,物块的位移为
【小问2详解】
由图乙可得,时,物块速度为零,即物块在时,到达斜面最高点,向上运动时,物块的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
后,物块向下运动,结合图乙,物块向下运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
联立解得物块与斜面间的动摩擦因数为
【小问3详解】
撤去恒力F后,物块向下运动的加速度大小为
此时物块速度大小为,由运动学公式可得
代入数据解得物块回到斜面底端时的速度大小为
从撤去恒力F到物块回到斜面底端所用时间为
则物块在斜面上运动的总时间为
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高一物理卷
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题4分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. “天问一号”于19时52分实施近火捕获制动,顺利进入环火星轨道,自发射以来,“天问一号”已累计飞行202天,飞行里程约4.75亿千米,距离地球约1.92亿千米。下列判断正确的是( )
A. “天问一号”绕火星飞行一圈平均速度不为0,且它在每一时刻的瞬时速度都不为0
B. “19时52分”和“202天”,前者表示“时刻”,后者表示“时间间隔”
C. 飞行里程约4.75亿千米表示位移,距离地球约1.92亿千米表示路程
D. 地面卫星控制中心对“天问一号”进行飞行姿态调整时可以将“天问一号”看成质点
2. 甲、乙两物体同时从同一地点、沿同一方向做直线运动,其v-t图象如图所示,则( )
A. 1 s末,甲和乙相遇
B. 0—2 s内,甲、乙间的距离越来越大
C. 2—6 s内,甲相对乙的速度大小恒为2 m/s
D. 0—6 s内,4 s末甲、乙间的距离最大
3. 如图所示,一张白纸放在水平桌面上,一本书放在白纸上,用大小为F水平力拉动白纸,最终书和白纸一起在桌面上匀速运动,已知各个接触面的动摩擦因数相同,书的质量为m、白纸的质量不计,重力加速度为g,则书和白纸在桌面上匀速运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 白纸对书的摩擦力方向水平向右
B. 白纸对书的摩擦力方向水平向左
C. 增大拉力,桌面对白纸的摩擦力增大
D. 桌面和白纸间的动摩擦因数等于
4. 如图所示,A、B两物体用轻质细线通过两个滑轮连接,整个系统处于静止状态,细线右端可以左右移动,移动过程A不会碰到上方的滑轮,滑轮的质量和摩擦都忽略不计,若把细线右端由P点缓慢向右移动到Q点,下列说法正确的是( )
A. 细线拉力的大小变小
B. 细线拉力的大小变大
C. 物体B的位置降低
D. 物体B的位置升高
5. 火车在平直轨道上运动,车厢中的光滑水平桌面上用轻弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然长度。若弹簧变长,火车可能的运动情况是( )
A. 静止 B. 向右减速 C. 向左匀速 D. 向左减速
6. 模拟近地小行星防御的科研实验,可验证动能撞击等技术可行性、获取小行星关键数据以支撑地球安全,实验中科研人员会在模拟小行星上开展测试。他们从该模拟小行星表面由静止释放一个质量为m的实验小球,小球做自由落体运动。在4s内,小球下落了24m,则( )
A. 该模拟小行星上重力加速度大小是8m/s2
B. 该模拟小行星上的重力加速度大小是10m/s2
C. 小球第3s内的位移比第4s内的位移少10m
D. 小球第3s内的位移比第4s内的位移少3m
7. 如图所示为某建筑工地的传送装置,长为、倾角的传送带倾斜地固定在水平面上,以恒定的速率顺时针转动,质量的工件(可视为质点)无初速地放在传送带的顶端,经过一段时间工件运动到传动带的底端,工件与传送带之间的动摩擦因数为,取,,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 工件由顶端到底端的时间为
B. 若工件与传送带共速时立马将传送带改为逆时针转动,则工件由顶端到底端的时间将变长
C. 工件在传送带上留下的痕迹长度为
D. 调整转速,工件从顶端到底端的最短时间为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个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。)
8. 在汶川地震发生后的几天,通向汶川的公路还真是难走,这不,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8s,由于前方突然有巨石滚在路中央,所以又紧急刹车,经4s停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速、减速中的加速度大小之比
B. 加速、减速中的加速度大小之比
C. 加速、减速中的平均速度之比
D. 加速、减速中的位移之比
9. 如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点,另一端B悬挂一重为G的物体,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C,用水平力F拉绳,开始时∠BAC>90°,现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直杆AC,此过程中(不计摩擦)( )
A. 拉力F逐渐减小
B. 拉力F大小不变
C. 轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变
D. 轻杆B端所受轻绳作用力先减小后增大
10. 水平地面上有一质量为的长木板,木板的左端上有一质量为的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为,物块与木板间的动摩擦因数为,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则( )
A B.
C. D. 在时间段物块与木板加速度相等
三、实验题(共2小题,共14分)
11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,如图(a)所示,橡皮条的一端挂着一个轻质小圆环,另一端固定在G点,橡皮条的自然长度为GE,在图(b)中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环受到拉力的共同作用,处于0点,橡皮条伸长的长度为EO,撤去,改用一个力单独拉住小圆环,如图(c)所示,仍然使它处于O点。力单独作用,与共同作用的效果是一样的,都能使小圆环在O点保持静止。
(1)本实验采用的科学方法是_______。
A. 控制变量法 B. 建立物理模型法 C. 理想实验法 D. 等效替代法
(2)关于此实验,下列说法中必要且正确的是_______。
A. 实验前要将两弹簧测力计调零后,竖直互钩对拉来校准,检查两弹簧测力计示数是否相同
B. 两个分力的方向要垂直,便于运用勾股定理计算
C. 拉橡皮条时,弹簧秤,橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D. 两次拉橡皮条时,只需保证橡皮条伸长量相同即可
(3)甲同学在某次实验中,记录了拉力的大小及方向,并将它们的图示作在如图(d)所示的方格纸中,已知方格纸每个正方形小格的边长代表2.0N。请在图(d)中利用作图法作出_______。的合力F,并由图可得F的大小为_______N。(结果保留3位有效数字)
(4)乙同学用力的图示法分别描述的大小及方向,以为邻边,作平行四边形,得其对角线为F,如图(e)所示。则力合力的_______。
A. 理论值是,实际测量值是F
B. 理论值是F,实际测量值是
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量,为沙和沙桶的总质量。一轻绳跨过轻质的定滑轮和动滑轮一端连接沙桶,另一端连接拉力传感器,拉力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验过程中,每次在释放小车前,先读出拉力传感器的示数并记为F。
(1)实验过程中,下列操作正确的是______。
A.调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行
B.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源
D.为减小误差,实验中要保证沙和沙桶总质量远小于小车的质量M
(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为______(结果保留两位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的图像是一条直线,图线与横坐标的夹角为,求得图线的斜率为k,则小车的质量为______。
A. B. C. D.
(4)乙同学也利用此装置探究合外力一定时,物体的加速度和质量的关系。他保持沙和沙桶的总质量不变,改变放在小车中砝码的质量m,测出对应的加速度a,假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响。他没有测量小车的质量M,而是以为纵坐标,m为横坐标,画出图像,从理论上分析,下列图像正确的是______。
四、计算题(本题共4小题,共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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. 根据道路交通安全法的相关规定,机动车遇到行人正在通过人行横道时应当停车让行。如图所示,当行人以的速度从A点开始匀速穿过斑马线时,甲车已经在右侧车道停止线前等待,位于左侧车道的乙车以的初速度做匀减速直线运动,加速度大小为(未知),当行人运动到B点时乙车恰好停在停止线的位置,此时甲车以加速度做匀加速直线运动,当行人运动到C点时乙车以加速度做匀加速直线运动。已知每条车道宽度均为,求
(1)乙车做匀减速直线运动位移的大小;
(2)乙车追上甲车前,两车之间沿车道方向的最远距离。
14. 如图所示;三段轻绳的结点为P,轻绳PA与轻质弹簧的右端相连,轻质弹簧的左端固定在物块甲上,物块甲放置在水平平台上,轻质弹簧始终与水平台面平行。轻绳PB连接着放置在水平地面上的物块乙,PB与竖直方向的夹角,物块甲、乙恰好不滑动。已知物块甲、乙的质量分别为,物块甲与水平平台间的动摩擦因数,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的劲度系数,重力加速度。求:
(1)弹簧的形变量大小;
(2)轻绳PB上的弹力大小;
(3)物块乙与地面间的动摩擦因数。
15. 如图甲所示,一倾角为足够长的斜面固定在水平地面上,时刻,质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面向上运动,并在物块上施加一沿斜面向下的恒力F,在时撤去恒力F,物块的速度v随时间变化的规律如图乙所示。物块视为质点,重力加速度,,,求:
(1)内,物块的位移x;
(2)物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)物块在斜面上运动的总时间。
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