内容正文:
独山子第二中学2025-2026学年第一学期期末考试
高一物理试卷
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考号、班级信息填写在答题卡上。
2、将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。考试结束后请妥善保管好试卷,以备考试后上课老师讲评试卷时使用。
3、考试范围:人教版必修第一册。
4、本试卷满分100分,考试时间90分钟。
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30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. 在2023年杭州第19届亚运会上,女子100米决赛中国选手葛曼棋以11秒23的成绩夺得冠军,男子400米决赛沙特选手马斯拉赫以45秒55的成绩卫冕成功。下列关于运动和力的说法正确的是( )
A. 45.55s指的是时刻
B. 运动员参加400m比赛的位移大小是400m
C. 运动员跑步过程中所受地面的摩擦力为滑动摩擦力
D. 运动员跑步过程中所受地面的支持力是由于地面的形变产生的
2. 如图所示,一辆汽车在平直公路上做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,汽车在第1s内、第2s内、第3s内前进的距离分别为5.4m、7.2m、9.0m。下列说法正确的是( )
A. 汽车在1.5s末的瞬时速度大小为7.2m/s
B. 汽车在这3s内的平均速度大小为12.5m/s
C. 汽车的加速度大小为3.6m/s2
D. 汽车在3s末的瞬时速度大小为9.8m/s
3. 如图所示,一物块静止在倾角为的固定斜面上,物块所受的重力为.沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力,这两个方向上的分力分别为和.则分力的大小为( )
A B.
C. D.
4. 2023年12月25日,我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲,成功将天目气象星座11-14星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。火箭全长20m,质量30t。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A. “m”、“t”都是国际单位制中的基本单位
B. 运载火箭加速上升过程中,搭载的天目一号卫星惯性变大
C. 运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星处于失重状态
D. 运载火箭加速上升的过程中,空气对火箭的作用力大小等于火箭对空气的作用力
5. 如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧,上端固定在天花板上,下端悬挂一木块。木块处于静止状态时弹簧的伸长量为(弹簧的形变量在弹性限度内),则木块所受重力的大小等于( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,质量m=20kg的物体,在粗糙水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,物体同时还受到大小为10N,方向向右的水平拉力F的作用,则水平面对物体的摩擦力为( )
A. 大小是10N,方向水平向左
B. 大小是20N,方向水平向左
C. 大小是20N,方向水平向右
D. 大小是30N,方向水平向右
7. 甲、乙两同学沿平直路面步行,他们运动的位移随时间变化的规律如图所示,下面说法中正确的是( )
A. 甲同学比乙同学早出发4s
B. 内,甲、乙同学都做匀加速直线运动
C. 0s~8s内,甲、乙两同学通过的位移相等
D. 末甲、乙两同学速度相等
8. 如图所示,轻绳a、b将灯笼悬挂于O点.灯笼保持静止,所受重力为G,绳a、b对O点拉力的合力为F,F的大小和方向是( )
A. F>G,方向竖直向上
B. F>G,方向斜向上
C. F=G,方向竖直向上
D. F=G,方向斜向上
9. 如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A. B. ma
C. D.
10. 如图所示,表面光滑半球形物体固定在水平面上,光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方,轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点,另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连,DA水平。现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前),下列说法正确的是( )
A. 弹簧不变 B. 弹簧变长
C. 小球对半球的压力不变 D. 小球对半球的压力变大
二、多项选择题(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,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 高空作业的电工在操作过程中,不慎将一螺母由静止从离地面高处脱落,不计空气阻力,取,则( )
A. 螺母下落1s内的位移为 B. 螺母在空中运动的时间为
C. 螺母落地时的速度大小为 D. 螺母在第内的平均速度为
12. 如图所示,运动的电梯内,有一根细绳上端固定,下端系一质量为的小球,当细绳对小球的拉力为,则电梯的运动情况可能是( )
A. 以的加速度匀减速上升 B. 以的加速度匀减速上升
C. 以的加速度匀加速下降 D. 以的加速度匀减速下降
13. 如图所示,质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2,置于光滑的水平面上,当水平力F作用于左端A上,两物体一起做匀加速运动时,A、B间作用力大小为F1,当水平力F作用于右端B上,两物体一起做匀加速运动时,A、B间作用力大小为F2,则( )
A. 在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等
B. 在两次作用过程中,
C. 在两次作用过程中,
D. 在两次作用过程中,
14. 以下关于各物体运动判断正确的是( )
A. 图A,水平面不光滑,物体P从接触弹簧开始到运动至最右端过程中一直做减速运动
B. 图B,水平面不光滑,物体P在恒力的作用下,从接触弹簧开始到运动至最右端的过程中,先做加速运动,后做减速运动
C. 图C,小球从接触弹簧开始到运动至最低点的过程中(不计空气阻力),先做加速运动,后做减速运动
D. 图D,(不计空气阻力的影响)蹦极的人先做自由落体运动,橡皮条从绷紧开始到运动至最低点的过程中,一直做减速运动
三、实验题(2小题,15题6分,12题8分,共14分)
15. 如图(a),小明同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,其中A为固定橡皮条的图钉,O为细绳与橡皮条的结点,OB和OC为一端带有绳套的细绳,某次测量过程中,一弹簧测力计的示数如图(b)所示,图(c)是在白纸上根据实验结果选择合适标度画出的力的图示。
(1)本实验采用的科学方法主要是__________(填正确答案标号)。
A理想实验法 B.建立物理模型法 C.等效替代法 D.控制变量法
(2)图(b)所示的弹力大小为__________N。
(3)如果没有操作失误,图(c)的F与两力中,方向沿AO方向的是__________(填“F”或“”)。
16. 某同学利用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)在该实验中,下列说法正确的是__________。
A. 应先释放小车,再接通电源
B. 滑轮与小车之间的细绳要与木板平行
C. 应补偿小车运动过程中受到的阻力
D. 牵引小车的钩码质量应等于小车的总质量
(2)实验过程中,该同学打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器使用交流电源,图中、、、、、、为计数点,相邻两个计数点间有四个点未画出,根据纸带可计算点的瞬时速度大小__________m/s,并计算纸带所对应小车的加速度大小__________。(结果均保留两位有效数字)
(3)小车质量一定,研究加速度与力的关系时,该同学根据测得的数据作出图像,如图所示。发现图像既不过原点,末端又发生了弯曲,可能的原因是__________。(填选项前的字母)
A. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过大,且小车质量较大
B. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过小,且小车质量较大
C. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过小,且所挂钩码的质量较大
D. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过大,且所挂钩码的质量较大
四、解答题(共4小题,17题8分,18题8分,19题12分,20题12分,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
17. 一跳伞运动员从静止开始以5m/s2的加速度竖直下落,运动员和降落伞的总质量为80kg,g取10m/s2,求:
(1)运动员速度达到20m/s所用的时间;
(2)运动员和降落伞受到的空气阻力。
18. 如图所示,水平桌面上有三个质量分别为1kg、2kg、3kg的物体a、b、c叠放在一起,a的左端通过一根轻绳与质量为m=kg的小球相连,绳与水平方向的夹角为60°,小球静止在光滑的半圆形器皿中,水平向右的力F=14N作用在b上,a、b、c三个物体恰好处于静止状态且a与桌面恰好不打滑,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,ab间、bc间最大静摩擦力足够大,取g=10m/s2,求:
(1)绳对小球的拉力大小;
(2)b对c,a对b以及桌面对a的摩擦力大小;
19. 如图所示,倾角的传送带沿逆时针以的速率匀速运行。将质量m=1kg的物体(可视为质点)无初速度放在传送带的顶端A,经过t=1.4s运动到传送带的底端B。已知物体与传送带之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)求A、B之间的距离l;
(2)若物体漏出黑色粉末粘到传送带表面(不影响动摩擦因数),求传送带上黑色痕迹的长度。
20. 如图所示,质量M=4kg的木板放在光滑的水平面上,给木板施加一水平向右的恒力F=18N。当木板向右运动的速度达到v1=4m/s时,一物块以水平向左的初速度v0=2.5m/s滑上木板的右端,经t=0.9s从木板的左端滑离。已知物块的质量m=2kg,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块滑上木板时,木板的加速度大小aM;
(2)物块滑离木板时的速度vm;
(3)木板的长度L。
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独山子第二中学2025-2026学年第一学期期末考试
高一物理试卷
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考号、班级信息填写在答题卡上。
2、将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。考试结束后请妥善保管好试卷,以备考试后上课老师讲评试卷时使用。
3、考试范围:人教版必修第一册。
4、本试卷满分100分,考试时间90分钟。
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30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. 在2023年杭州第19届亚运会上,女子100米决赛中国选手葛曼棋以11秒23的成绩夺得冠军,男子400米决赛沙特选手马斯拉赫以45秒55的成绩卫冕成功。下列关于运动和力的说法正确的是( )
A. 45.55s指的是时刻
B. 运动员参加400m比赛的位移大小是400m
C. 运动员跑步过程中所受地面的摩擦力为滑动摩擦力
D. 运动员跑步过程中所受地面的支持力是由于地面的形变产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A.男子400米决赛沙特选手马斯拉赫以45秒55的成绩卫冕成功,45.55s指的是从开始到结束的时间间隔,故A错误;
B.位移指的是从初位置到末位置的有向线段,而运动员参加400m比赛是指跑道的长度为400m,所以此400m是指路程,故B错误;
C.滑动摩擦力要在接触面有相对运动,而运动员跑步过程与地面间是不能有相对滑动的,所以运动员跑步过程中所受地面的摩擦力为静摩擦力,故C错误;
D. 运动员跑步过程中所受地面的支持力施力物体为地面,所以是支持力是由于地面的形变产生的,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,一辆汽车在平直公路上做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,汽车在第1s内、第2s内、第3s内前进的距离分别为5.4m、7.2m、9.0m。下列说法正确的是( )
A. 汽车在1.5s末的瞬时速度大小为7.2m/s
B. 汽车在这3s内的平均速度大小为12.5m/s
C. 汽车的加速度大小为3.6m/s2
D. 汽车在3s末的瞬时速度大小为9.8m/s
【答案】A
【解析】
【详解】AB.汽车在这3s内的平均速度大小为
汽车在1.5s末的瞬时速度等于前3s的平均速度,则汽车在1.5s末的瞬时速度是7.2m/s,故A正确,B错误;
C.根据可得加速度大小为,故C错误;
D.汽车在3s末的瞬时速度为,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,一物块静止在倾角为的固定斜面上,物块所受的重力为.沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力,这两个方向上的分力分别为和.则分力的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】斜面上物体重力,按效果分解的力如题目图所示。根据数学知识可知:
,
故A正确BCD错误。
4. 2023年12月25日,我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲,成功将天目气象星座11-14星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。火箭全长20m,质量30t。根据以上信息,下列说法正确是( )
A. “m”、“t”都是国际单位制中的基本单位
B. 运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星惯性变大
C. 运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星处于失重状态
D. 运载火箭加速上升的过程中,空气对火箭的作用力大小等于火箭对空气的作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.“m”是国际单位制中的基本单位,“t”不是国际单位制中的基本单位,故A错误;
B.运载火箭加速上升的过程中,搭载的天目一号卫星质量不变,惯性不变,故B错误;
C.运载火箭加速上升的过程中,加速度方向向上,搭载的天目一号卫星处于超重状态,故C错误;
D.运载火箭加速上升的过程中,空气对火箭的作用力与火箭对空气的作用力是一对相互作用力,大小相等,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧,上端固定在天花板上,下端悬挂一木块。木块处于静止状态时弹簧的伸长量为(弹簧的形变量在弹性限度内),则木块所受重力的大小等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】木块的重力与弹簧的弹力平衡,则木块所受重力大小为
故选D。
6. 如图所示,质量m=20kg的物体,在粗糙水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,物体同时还受到大小为10N,方向向右的水平拉力F的作用,则水平面对物体的摩擦力为( )
A. 大小是10N,方向水平向左
B. 大小是20N,方向水平向左
C. 大小是20N,方向水平向右
D. 大小是30N,方向水平向右
【答案】C
【解析】
【详解】物体向左运动,受到向右的滑动摩擦力,大小为
Ff=μFN=μmg=20 N
与外力F无关。
故选C。
7. 甲、乙两同学沿平直路面步行,他们运动的位移随时间变化的规律如图所示,下面说法中正确的是( )
A. 甲同学比乙同学早出发4s
B. 内,甲、乙同学都做匀加速直线运动
C. 0s~8s内,甲、乙两同学通过的位移相等
D. 末甲、乙两同学速度相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙同学在开始出发,甲同学在开始出发,甲同学比乙同学晚出发4s,故A错误;
B.图像斜率表示速度,故内,甲、乙同学都做匀速直线运动,故B错误;
C.0s~8s内,甲、乙两同学初位置都在,末位置都在,甲、乙两同学通过的位移相等,都等于,方向沿位移正方向,故C正确;
D.图像斜率表示速度,末甲同学速度大于乙同学速度,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,轻绳a、b将灯笼悬挂于O点.灯笼保持静止,所受重力为G,绳a、b对O点拉力的合力为F,F的大小和方向是( )
A. F>G,方向竖直向上
B. F>G,方向斜向上
C. F=G,方向竖直向上
D. F=G,方向斜向上
【答案】C
【解析】
【详解】以结点为研究对象进行受力分析,受对绳的拉力以及下面绳子的拉力,灯笼受力平衡,即最下面一根绳子对灯笼的拉力等于重力,结点O受力平衡,则绳对O点拉力与灯笼重力等大反向,即绳对O点拉力的合力为,方向竖直向上,故选项C正确,选项ABD错误.
故选C。
9. 如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A. B. ma
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】西瓜A受力分析如图所示
其中力F是其他西瓜对它的作用力,根据题意有
故选C。
10. 如图所示,表面光滑的半球形物体固定在水平面上,光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方,轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点,另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连,DA水平。现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前),下列说法正确的是( )
A. 弹簧不变 B. 弹簧变长
C. 小球对半球的压力不变 D. 小球对半球的压力变大
【答案】C
【解析】
【详解】以小球为研究对象,分析小球受力情况:重力G,细线的拉力T和半球面的支持力N,作出N、T的合力F,由平衡条件得知F=G。
由与相似可得
将F=G,代入得
由题缓慢地将小球从A点拉到B点过程中,DO、PO不变,PD变小,可见T变小;N不变。即知弹簧的弹力变小,弹簧变短。由牛顿第三定律知小球对半球的压力不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
二、多项选择题(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,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 高空作业的电工在操作过程中,不慎将一螺母由静止从离地面高处脱落,不计空气阻力,取,则( )
A. 螺母下落1s内位移为 B. 螺母在空中运动的时间为
C. 螺母落地时的速度大小为 D. 螺母在第内的平均速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体做自由落体运动下落的位移为,故A正确;
B.物体下落所用的时间为,由
解得:,故B错误;
C.螺母落地时的速度大小,故C正确;
D.螺母在第内的位移为
所以螺母在第内的平均速度为,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示,运动的电梯内,有一根细绳上端固定,下端系一质量为的小球,当细绳对小球的拉力为,则电梯的运动情况可能是( )
A. 以的加速度匀减速上升 B. 以的加速度匀减速上升
C. 以的加速度匀加速下降 D. 以的加速度匀减速下降
【答案】BC
【解析】
【详解】小球受到重力和绳子的拉力,以向下为正方向,故合力
所以
方向向下,当电梯匀减速上升,匀加速下降时,加速度都向下。
故选BC。
13. 如图所示,质量不等的木块A和B的质量分别为m1和m2,置于光滑的水平面上,当水平力F作用于左端A上,两物体一起做匀加速运动时,A、B间作用力大小为F1,当水平力F作用于右端B上,两物体一起做匀加速运动时,A、B间作用力大小为F2,则( )
A. 在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等
B. 在两次作用过程中,
C. 在两次作用过程中,
D. 在两次作用过程中,
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】当水平力F作用于左端A上,两物体一起做匀加速运动时,由牛顿第二定律,可得整体的加速度
方向向右,对木块B,由牛顿第二定律,可得
当水平力F作用于左端B上,两物体一起做匀加速运动时,由牛顿第二定律,可得整体的加速度
方向向左,对木块A,由牛顿第二定律,可得
因此,在两次作用过程中,物体的加速度的大小相等,且
故选AC。
14. 以下关于各物体运动判断正确的是( )
A. 图A,水平面不光滑,物体P从接触弹簧开始到运动至最右端的过程中一直做减速运动
B. 图B,水平面不光滑,物体P在恒力的作用下,从接触弹簧开始到运动至最右端的过程中,先做加速运动,后做减速运动
C. 图C,小球从接触弹簧开始到运动至最低点的过程中(不计空气阻力),先做加速运动,后做减速运动
D. 图D,(不计空气阻力的影响)蹦极的人先做自由落体运动,橡皮条从绷紧开始到运动至最低点的过程中,一直做减速运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体P受到向左的滑动摩擦力和逐渐增大的弹力,由牛顿第二定律
得
可知,物体向右做加速度逐渐增大的减速运动,故A正确;
B.物体受恒力F,大小与摩擦力的关系未知;若,则有,
做加速度增大的减速运动;
若,先出现
故先做加速度向右减小的加速运动,后做加速度向左增大的减速运动,故B错误;
C.小球接触弹簧开始,先重力大于增大的弹力,做加速度减小的变加速运动,后重力等于弹力出现最大速度,再重力小于弹力,做加速度向上增大的变减速运动,故C正确;
D.蹦极在橡皮条伸直前只受重力做自由落体运动,此后重力大于增大的弹力,做加速度减小的变加速运动,后重力等于弹力出现最大速度,再重力小于弹力,做加速度向上增大的变减速运动,故D错误。
故选AC。
三、实验题(2小题,15题6分,12题8分,共14分)
15. 如图(a),小明同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,其中A为固定橡皮条的图钉,O为细绳与橡皮条的结点,OB和OC为一端带有绳套的细绳,某次测量过程中,一弹簧测力计的示数如图(b)所示,图(c)是在白纸上根据实验结果选择合适标度画出的力的图示。
(1)本实验采用的科学方法主要是__________(填正确答案标号)。
A.理想实验法 B.建立物理模型法 C.等效替代法 D.控制变量法
(2)图(b)所示的弹力大小为__________N。
(3)如果没有操作失误,图(c)的F与两力中,方向沿AO方向的是__________(填“F”或“”)。
【答案】 ①. C ②. 4.30 ③. F
【解析】
【详解】(1)[1]本实验采用的科学方法主要是等效替代法。
故选C。
(2)[2]由图可知弹簧测力计的分度值为0.1N,读数为4.30N。
(3)[3]实验中,F是实际测量得到的,所以F一定沿AO方向,而理论值可能偏离AO方向。
16. 某同学利用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)在该实验中,下列说法正确的是__________。
A. 应先释放小车,再接通电源
B. 滑轮与小车之间的细绳要与木板平行
C. 应补偿小车运动过程中受到的阻力
D. 牵引小车的钩码质量应等于小车的总质量
(2)实验过程中,该同学打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器使用交流电源,图中、、、、、、为计数点,相邻两个计数点间有四个点未画出,根据纸带可计算点的瞬时速度大小__________m/s,并计算纸带所对应小车的加速度大小__________。(结果均保留两位有效数字)
(3)小车质量一定,研究加速度与力关系时,该同学根据测得的数据作出图像,如图所示。发现图像既不过原点,末端又发生了弯曲,可能的原因是__________。(填选项前的字母)
A. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过大,且小车质量较大
B. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过小,且小车质量较大
C. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过小,且所挂钩码的质量较大
D. 补偿阻力时,木板的倾斜角度过大,且所挂钩码的质量较大
【答案】(1)ABC (2) ①. 0.25 ②. 0.75 (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.实验过程中,应先接通电源,再释放小车,选项A正确;
B.为保证绳的拉力方向与运动方向一致,滑轮与小车之间的细绳要保持与木板平行,选项B正确;
C.为了消除摩擦带来的影响,应补偿小车运动过程中受到的阻力,选项C正确;
D.根据牛顿第二定律可知
则为了使得近似等于,则牵引小车的钩码质量应远小于小车的总质量,选项D错误。
故选ABC。
【小问2详解】
[1]已知交流电源的频率为,打点周期为每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出,则
小车在B点时的速度
[2]小车运动加速度大小为
【小问3详解】
图像不过原点的可能原因是:未补偿阻力或补偿阻力不够;图像末端发生弯曲的可能原因是:所挂钩码的质量过大,未保证小车质量远大于所挂钩码的总质量。
故选C。
四、解答题(共4小题,17题8分,18题8分,19题12分,20题12分,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
17. 一跳伞运动员从静止开始以5m/s2的加速度竖直下落,运动员和降落伞的总质量为80kg,g取10m/s2,求:
(1)运动员速度达到20m/s所用的时间;
(2)运动员和降落伞受到的空气阻力。
【答案】(1)4s;(2)400N
【解析】
【详解】(1)依题意,根据公式,可得
(2)依题意,由牛顿第二定律可得
得运动员和降落伞受到的空气阻力
18. 如图所示,水平桌面上有三个质量分别为1kg、2kg、3kg的物体a、b、c叠放在一起,a的左端通过一根轻绳与质量为m=kg的小球相连,绳与水平方向的夹角为60°,小球静止在光滑的半圆形器皿中,水平向右的力F=14N作用在b上,a、b、c三个物体恰好处于静止状态且a与桌面恰好不打滑,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,ab间、bc间最大静摩擦力足够大,取g=10m/s2,求:
(1)绳对小球的拉力大小;
(2)b对c,a对b以及桌面对a的摩擦力大小;
【答案】(1)10N(2)0;14;4N
【解析】
【详解】(1)对小球进行受力分析如图;
据平衡条件得:FNsin60°+FTsin60°=mg,
FNcos60°=FTcos60°
联立并代入数据解得:FT=10N
(2)根据平衡条件得:
对c:Ff=0
对bc:Ff1=F=14 N
对abc整体:F-Ff2-FT=0
代入数据解得:Ff2=4 N
【点睛】本题主要考查力的分解和平衡力判断,结合整体法和隔离法会使此类题目变得简单.要养成分析物体受力的习惯,并能灵活选择研究对象.
19. 如图所示,倾角的传送带沿逆时针以的速率匀速运行。将质量m=1kg的物体(可视为质点)无初速度放在传送带的顶端A,经过t=1.4s运动到传送带的底端B。已知物体与传送带之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)求A、B之间的距离l;
(2)若物体漏出黑色粉末粘到传送带表面(不影响动摩擦因数),求传送带上黑色痕迹的长度。
【答案】(1)5.8m
(2)1m
【解析】
【小问1详解】
最初物体相对传送带向上滑,
得
经,与传送带共速,此时间内的位移
接着由于,物体相对传送带加速下滑,合力
,
物体在下滑的位移
故A、B之间的距离;
【小问2详解】
前0.4s内,传送带的位移
故物体相对传送带向上滑了
在后1s内, 传送带的位移
故物体相对传送带向下滑了
故传送带上黑色痕迹的长度为1m(其中有0.8m重叠)。
20. 如图所示,质量M=4kg的木板放在光滑的水平面上,给木板施加一水平向右的恒力F=18N。当木板向右运动的速度达到v1=4m/s时,一物块以水平向左的初速度v0=2.5m/s滑上木板的右端,经t=0.9s从木板的左端滑离。已知物块的质量m=2kg,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块滑上木板时,木板的加速度大小aM;
(2)物块滑离木板时的速度vm;
(3)木板的长度L。
【答案】(1)2m/s2
(2)2m/s (3)4.635m
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律,对物块有
对木板有
解得
【小问2详解】
物块速度先减为0,有
然后物块反向加速
速度
解得
【小问3详解】
物块第一次减速为0时,木板的速度为
木块离开木板时
代入数据联立解得
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