内容正文:
长沙市金律艺术高级中学高一学业水平考试物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共18小题,共54分。
1. 如图,一光滑的轻滑轮用细绳悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b,与竖直方向的夹角为α,连接ab间的细绳间的夹角为β.外力F向右上方拉b,若F缓慢增加,方向不变,物块b始终保持静止,下列说法正确的是
A. 角增加
B. 物块b所受的绳子的拉力增大
C. 物块b所受的摩擦力一定增大
D. 物块b所受的支持力一定减小
2. 关于力和运动的关系,下列说法中不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的所受合力一定是变化的
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 物体做曲线运动,其速度大小不一定改变
D. 抛体运动的物体在相等的时间内速度变化一定相同
3. 某人投掷飞镖,他站在投镖线上从同一点C水平抛出多个飞镖,结果以初速度投出的飞镖打在A点,以初速度投出的飞镖打在B点,始终没有打在竖直标靶中心O点,如图所示。为了能把飞镖打在标靶中心O点,则他可能做出的调整为( )
A. 保持初速度不变,升高抛出点C的高度
B. 保持初速度不变,升高抛出点C的高度
C. 保持抛出点C位置不变,投出飞镖的初速度比大些
D. 保持抛出点C位置不变,投出飞镖的初速度比小些
4. 如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到点并与物体相连,现将弹簧压缩到点,然后释放,物体向右最远运动到点,如果物体受到的阻力恒定,则( )
A. 物体从到先加速后减速
B. 物体从到加速运动,从到减速运动
C. 物体运动到点时所受合力为
D. 物体从到的过程加速度逐渐变小
5. 如图所示,三个木块A、B、C质量分别为m 、m、,木块A、C通过轻弹簧相连,B放置在C上面、C放置在木板D上面,整个系统处于静止状态,重力加速度为g ,突然水平抽出木板D的瞬间,下列说法正确的是( )
A. A的加速度大小为 B. B的加速度为零
C. C的加速度大小为 D. B、C间的弹力大小为
6. 已知某船在静水中的最大速度为5 m/s,现让该船渡过某条河,假设河的两岸是平行线,河水流速恒定,河宽d=100 m,船以最短时间渡河,航线与岸的夹角为60°,则( )
A. 渡河时间为10 s
B. 河水流速为
C. 实际渡河位移为
D. 无论如何调整船头方向,船都无法到达正对岸
7. 如图所示,重10N的物体向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.4,若外加一水平向左的力F=5N,则此时物体的加速度大小为( )
A. 0.1m/s2 B. 0.9m/s2 C. 1m/s2 D. 9m/s2
8. 如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右匀速移动了一段距离,已知雪橇与地面间的动摩擦因数为,雪橇受到的( )
A. 支持力为
B. 支持力为
C. 摩擦力为
D. 摩擦力为
9. A、B两质点从同一地点开始运动,其v—t图像如图所示,已知图中两阴影部分的面积相等,则( )
A. A沿直线运动,B沿曲线运动
B. 在0~4s内,B的加速度等于A的加速度的时刻有两个
C. 在0~2s内,A的平均速度大于B的平均速度
D. 在2s~4s内,A的平均加速度大于B的平均加速度
10. 意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时,做了著名的“斜面实验”,他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,于是他对大倾角情况进行了合理的外推,由此得出的结论是( )
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 力是使物体产生加速度的原因
C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动
D. 物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性
11. 如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A. 地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B. 质点对半球体的压力大小为mgcosθ
C. 质点所受摩擦力大小为mgsinθ
D. 质点所受摩擦力大小为mgcosθ
12. 如图所示,一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端O点无初速释放后,先后通过P、Q、N三点,已知物块从P点运动到Q点与从Q点运动到N点所用的时间相等,且PQ长度为3m,QN长度为4m,则由上述数据可以求出OP的长度为( )
A. 2m B. m C. m D. 3m
13. 下列说法中正确的是:( )
A. 物体受到的合外力越大,加速度越大 B. 物体受到的合外力越大,速度越大
C. 物体的加速度越大,速度也越大 D. 物体的加速度一定,速度也一定
14. 如图,固定斜面,段光滑,段粗糙,、两物体叠放在一起从点由静止下滑,下滑过程中、保持相对静止,则( )
A. 在段时,受三个力作用
B. 在段时,可能受三个力作用
C. 在段时,受摩擦力方向一定沿斜面向上
D. 整个下滑过程中,、均处于失重状态
15. 如图所示,一个质量为的滑块静止置于倾角为的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的点,另一端系在滑块上,轻弹簧与竖直方向的夹角为重力加速度为g,则( )
A. 弹簧一定处于压缩状态 B. 滑块一定受到三个力作用
C. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 D. 斜面对滑块的支持力大小可能为零
16. 如图所示,质量均为1kg的两个物体A、B放在水平地面上相距7m,它们与水平地面的动摩擦因数均为μ=0.2。现使它们分别以初速度vA=6m/s和vB=2m/s同时相向运动,不计物体的大小,g取10m/s2。则( )
A. 它们经过相遇
B. 它们经过相遇
C. 它们在距离物体A出发点5.25m处相遇
D. 它们在距离物体A出发点6m处相遇
17. 钓鱼岛自古就是我国的领土,它到温州的直线距离为 若某天我国海监船为维护我国对钓鱼岛的主权,早上点分从温州出发去钓鱼岛巡航,航行了,历时时分到达钓鱼岛。下列说法中不正确的是( )
A. 点分是指时刻
B. 时分是指时间间隔
C. 该海监船位移大小为 ,路程为
D. 尽管海监船比较大,但还可以将它看成质点
18. 当前,我国机器人产业总体发展水平稳步提升,应用场景显著扩展,产品优势不断增强,创新型企业大量涌现。某品牌机器人做直线运动位移一时间图像(图像)如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 该机器人在时刻离出发点最远
B. 在时间内,该机器人运动的加速度方向不变
C. 该机器人在时间内的速度大于在时间内的速度
D. 在时间内,该机器人运动速度方向始终不变,先做加速运动,后做减速运动
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共3小题,共16分。
19. 某课外实验小组利用如图1所示的装置来探究拉力F不变时加速度a与小车质量m之间的关系.
(1)甲同学根据测得的实验数据作出的a图象如图2所示,则图线弯曲的原因是________.
A.小车与长木板之间有摩擦
B.没有平衡摩擦力
C.打点计时器打点的周期小于0.02 s
D.小车和砝码的总质量没有一直远大于砂和砂桶的总质量
(2)乙同学利用在实验中打出的一条纸带测量小车运动的加速度,纸带上的数据如图3所示.已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,A、B、C、D、E、F、G为计数点,且相邻计数点间均有一个点没有画出,则打点计时器打D点时小车的速度大小为________m/s;小车运动的加速度大小为________m/s2.
20. 为了“测量当地重力加速度的值和木块与木板间的动摩擦因数”,某同学设计了如下实验方案:
第一步:他把带有定滑轮的木板的有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板做匀速运动,如图甲所示
第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,如图乙所示,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,打出的纸带如丙图,试回答下列问题:
(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为T,OA、AB、DE、EF间距分别为x1、x2、x3、x4,根据纸带求木块下滑的加速度____。
(2)已知质量m、M,加速度a,则当地的重加速度____。
(3)已知质量m、M和长木板的倾角θ,则木块与木板间的动摩擦因数____
21. 某实验小组利用图甲装置“探究加速度与力、质量的关系”,操作步骤如下:
ⅰ.挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
ⅱ.取下托盘和砝码,测出其总质量为,让小车沿木板下滑,测出加速度;
ⅲ.改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图探究加速度和的关系
(1)实验获得如图乙所示的纸带,其上取0、1、2、3、4、5、6、7八个计数点,相邻两计数点间均有四个点未画出,实验所用交变电源的频率为,则在打计数点“3”点时小车的速度大小______,小车的加速度______。(结果均保留两位有效数字)
(2)若小组实验操作规范,随砝码盘中砝码个数的增加,作出的图像最接近下图中______。
A. B. C.
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22. 如图所示,一架在雅安地震救灾中装载救援物资的飞机,在距水平地面h=500m的高处以v=100m/s的水平速度飞行.地面上A、B两点间的距离x=100m,飞机在离A点的水平距离x0=950m时投放救援物资,不计空气阻力,g取10m/s2.
(1)求救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间.
(2)通过计算说明,救援物资能否落在AB区域内.
23. 如图所示,一质量的物块静止在水平地面上,现用一大小、与水平方向成角斜向上的拉力,使物块沿水平地面做匀加速直线运动。已知物块与地面间的动摩擦因数,,,取重力加速度。
(1)画出物块受力的示意图;
(2)求物块加速度的大小a;
(3)求2.0s内物块通过的位移大小x。
24. 如图所示,桌面上固定一光滑斜面,斜面倾角为30°,质量为m1、m2的物体通过轻质细线跨过光滑滑轮连接,将m1置于斜面释放后,m1沿斜面向上滑动,将m1、m2互换位置后,m2也能沿斜面上滑,求
(1)m1、m2应满足的条件;
(2)若将m1置于斜面底端释放,运动到顶端的时间为t,将m2置于斜面底端释放,运动到顶端的时间为,m1与m2的比值为多少;
(3)若斜面粗糙,m1、m2与斜面的动摩擦因数均为μ,且最大静摩擦力均等于滑动摩擦力,将m1置于斜面释放后,m1仍然能够沿斜面向上滑动,将m1、m2互换位置后,m2也能沿斜面上滑,则动摩擦因数μ应满足什么条件?
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长沙市金律艺术高级中学高一学业水平考试物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共18小题,共54分。
1. 如图,一光滑的轻滑轮用细绳悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b,与竖直方向的夹角为α,连接ab间的细绳间的夹角为β.外力F向右上方拉b,若F缓慢增加,方向不变,物块b始终保持静止,下列说法正确的是
A. 角增加
B. 物块b所受的绳子的拉力增大
C. 物块b所受的摩擦力一定增大
D. 物块b所受的支持力一定减小
【答案】D
【解析】
【详解】因物块b始终保持静止,可知β角不变,α角不变,选项A错误;物块b所受的绳子的拉力总等于a的重力,则物块b所受的绳子的拉力不变,选项B错误;当力F较小时,b所受的静摩擦力水平向右,当F增加时,b所受的摩擦力会减小,选项C错误;对物块b在竖直方向可知:,(其中i和r分别是T和F与竖直方向的夹角),则F增大时,FN减小,选项D正确;故选D.
2. 关于力和运动的关系,下列说法中不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的所受合力一定是变化的
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 物体做曲线运动,其速度大小不一定改变
D. 抛体运动的物体在相等的时间内速度变化一定相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.做曲线运动的物体的合力不一定变化,可能不变,比如平抛运动,合力等于重力,保持不变,故A错误,符合题意;
B.当两个匀变速直线运动的合运动的加速度方向与合初速度方向在同一条直线上,则合运动为直线运动,故B正确,不符合题意;
C.物体做曲线运动,速度的方向一定改变,而速度大小不一定改变,故C正确,不符合题意;
D.抛体运动只受重力,加速度不变,在相等时间内速度变化相同,故D正确,不符合题意。
故选A。
3. 某人投掷飞镖,他站在投镖线上从同一点C水平抛出多个飞镖,结果以初速度投出的飞镖打在A点,以初速度投出的飞镖打在B点,始终没有打在竖直标靶中心O点,如图所示。为了能把飞镖打在标靶中心O点,则他可能做出的调整为( )
A. 保持初速度不变,升高抛出点C的高度
B. 保持初速度不变,升高抛出点C的高度
C. 保持抛出点C位置不变,投出飞镖的初速度比大些
D. 保持抛出点C位置不变,投出飞镖的初速度比小些
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由题意可知,飞镖A打的位置比靶心位置更高,所以为了能打中靶心,在保持初速度不变时,应该降低抛出点的高度;飞镖B打的位置比靶心位置更低,故在保持初速度不变时,要想打中靶心应该将抛出点的高度升高,故A错误,B正确;
CD.保持抛出点C位置不变时,飞镖做平抛运动的水平位移不变,则应该投出飞镖的初速度比小一些,使运动时间变大,竖直分位移增大;或投出飞镖的初速度比大一些,使运动时间变小,竖直位移也就会变小一些,从而打中靶心,故CD错误。
故选B。
4. 如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到点并与物体相连,现将弹簧压缩到点,然后释放,物体向右最远运动到点,如果物体受到的阻力恒定,则( )
A. 物体从到先加速后减速
B. 物体从到加速运动,从到减速运动
C. 物体运动到点时所受合力为
D. 物体从到的过程加速度逐渐变小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.物体从点到点过程,弹力逐渐减为零,刚开始弹簧的弹力大于摩擦力,合力向右,加速度也向右,速度也向右,物体加速,后来弹力小于摩擦力,合力向左,速度向右,物体减速;即物体先加速后减速,故A正确,B错误;
C.物体运动到点时,弹簧的弹力为零,而滑动摩擦力不为零,则物体所受合力不为零,故C错误;
D.物体从点至点先做加速度不断减小的加速运动,后做加速度不断增大的减速运动,故D错误;
故选A。
5. 如图所示,三个木块A、B、C质量分别为m 、m、,木块A、C通过轻弹簧相连,B放置在C上面、C放置在木板D上面,整个系统处于静止状态,重力加速度为g ,突然水平抽出木板D的瞬间,下列说法正确的是( )
A. A的加速度大小为 B. B的加速度为零
C. C的加速度大小为 D. B、C间的弹力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.A原来受重力 和向上的弹簧弹力 ,系统处于平衡状态,合力为零,,抽出木板D瞬间,弹簧形变来不及改变,弹力大小保持不变,因此A加速度为 ,故A错误;
BD.若假设B、C一起加速,对B、C整体,总向下合力为
可得加速度 ,则与实际情况不符,因B最大加速度为 ,因此B、C会分离,B、C间弹力为 ,B只受重力,加速度为 ,故BD错误;
C.对C受力分析:向下的重力,向下的弹簧弹力为 ,总合力为,因此加速度 ,故C正确。
故选C。
6. 已知某船在静水中的最大速度为5 m/s,现让该船渡过某条河,假设河的两岸是平行线,河水流速恒定,河宽d=100 m,船以最短时间渡河,航线与岸的夹角为60°,则( )
A. 渡河时间为10 s
B. 河水流速为
C. 实际渡河位移为
D. 无论如何调整船头方向,船都无法到达正对岸
【答案】B
【解析】
【详解】A.当船头垂直于河岸渡河时,时间最短,则最短渡河时间
A错误;
C.由几何关系知实际渡河的位移为
C错误;
B.船沿着河岸方向的位移
则河水的速度
B正确;
D.因为v船>v水,调整船头斜向上游方向,船可以到达正对岸,D错误。
故选B。
7. 如图所示,重10N的物体向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.4,若外加一水平向左的力F=5N,则此时物体的加速度大小为( )
A. 0.1m/s2 B. 0.9m/s2 C. 1m/s2 D. 9m/s2
【答案】D
【解析】
【详解】物体向右运动,受到的滑动摩擦力为
又受到向左的推力
分析受力可知,物体在水平方向受到的合力为
故加速度
故ABC错误,D正确。
故选D。
【点睛】根据物体的运动情况,对物体进行分析受力,再结合牛顿第二定律进行解答。
8. 如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右匀速移动了一段距离,已知雪橇与地面间的动摩擦因数为,雪橇受到的( )
A. 支持力为
B. 支持力为
C. 摩擦力为
D. 摩擦力为
【答案】C
【解析】
【详解】以人和雪橇为整体受力分析如图
由于雪橇匀速运动,故正交分解有
且
联立可得
故选C。
9. A、B两质点从同一地点开始运动,其v—t图像如图所示,已知图中两阴影部分的面积相等,则( )
A. A沿直线运动,B沿曲线运动
B. 在0~4s内,B的加速度等于A的加速度的时刻有两个
C. 在0~2s内,A的平均速度大于B的平均速度
D. 在2s~4s内,A的平均加速度大于B的平均加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.速度时间图像描述的都是直线运动,即AB均沿直线运动,选项A错误;
B.因图像的斜率等于加速度,由图像可知,在0~4s内,B的加速度等于A的加速度的时刻有两个,选项B正确;
C.图像的面积等于位移,可知在0~2s内,B的位移大于A的位移,则A的平均速度小于B的平均速度,选项C错误;
D.在2s~4s内,AB的初末速度都相同,A的位移大于B的位移,根据
可知A的平均加速度小于B的平均加速度,选项D错误。
故选B。
10. 意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时,做了著名的“斜面实验”,他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,于是他对大倾角情况进行了合理的外推,由此得出的结论是( )
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 力是使物体产生加速度的原因
C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动
D. 物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性
【答案】C
【解析】
【详解】铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,倾角最大的情况就是时,这时物体做自由落体运动,由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动。
故选:C。
11. 如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A. 地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B. 质点对半球体的压力大小为mgcosθ
C. 质点所受摩擦力大小为mgsinθ
D. 质点所受摩擦力大小为mgcosθ
【答案】D
【解析】
【详解】A.以质点与半球体为系统,系统处于平衡状态,因无水平外力,所以地面对半球体的摩擦力为零,A错误;
BCD.质点所受的重力可分解为沿半径方向与切线方向两分量,由质点平衡知质点所受的摩擦力为
Ff=mgcosθ
对半球体的压力为
FN=mgsinθ
B、C错误,D正确。
故选D。
12. 如图所示,一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端O点无初速释放后,先后通过P、Q、N三点,已知物块从P点运动到Q点与从Q点运动到N点所用的时间相等,且PQ长度为3m,QN长度为4m,则由上述数据可以求出OP的长度为( )
A. 2m B. m C. m D. 3m
【答案】C
【解析】
【分析】在相邻的相等时间内的位移差是恒量,即,结合Q的速度等于PN段的平均速度,求出Q的速度,再结合运动学公式求出OQ的距离,结合PQ距离求出OP长度;
【详解】设相等的时间为t,加速度为a,
由:,得加速度:
Q点瞬时速度的大小等于PN段的平均速度的大小:
则OQ间的距离:
则OP长度为:,故ABD错误,C正确.
【点睛】解决本题的关键掌握匀变速运动的两个重要推论,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度;在相邻的相等时间内的位移差是恒量,即.
13. 下列说法中正确的是:( )
A. 物体受到的合外力越大,加速度越大 B. 物体受到的合外力越大,速度越大
C. 物体的加速度越大,速度也越大 D. 物体的加速度一定,速度也一定
【答案】A
【解析】
【详解】A. 根据牛顿第二定律:F=ma知:物体受到的合外力越大,加速度越大,A正确;
B. 物体受到的合外力越大,加速度越大,但物体的速度不一定大,比如刚要启动的汽车或飞机,故B错误,C错误;
D. 根据匀变速直线运动的速度时间公式:v=v0+at,加速度一定,则速度均匀变化,故D错误;
故选A.
14. 如图,固定斜面,段光滑,段粗糙,、两物体叠放在一起从点由静止下滑,下滑过程中、保持相对静止,则( )
A. 在段时,受三个力作用
B. 在段时,可能受三个力作用
C. 在段时,受摩擦力方向一定沿斜面向上
D. 整个下滑过程中,、均处于失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.在段,整体的加速度为
隔离对分析,有
解得 ,可知受重力和支持力两个力作用,故A错误;
BC.设段物块与斜面间的动摩擦因数为,在段
整体的加速度为
隔离对分析,有
解得,方向沿斜面向上
若匀速运动,受到静摩擦力也是沿斜面向上,所以一定受三个力,故B错误,C正确;
D.整体下滑的过程中,段加速度沿斜面向下,、均处于失重状态;在段,可能做匀速直线运动,不处于失重状态,故D错误。
故选C。
15. 如图所示,一个质量为的滑块静止置于倾角为的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的点,另一端系在滑块上,轻弹簧与竖直方向的夹角为重力加速度为g,则( )
A. 弹簧一定处于压缩状态 B. 滑块一定受到三个力作用
C. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 D. 斜面对滑块的支持力大小可能为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹簧对滑块可以是拉力,故弹簧可能处于伸长状态,故A错误;
B.弹簧与竖直方向的夹角为,所以弹簧的方向垂直于斜面,因为弹簧的形变情况未知,所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定,所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡,也可能有弹簧的弹力,故B错误;
C.根据平衡条件,可得静摩擦力一定等于重力的沿斜面向下的分力,则大小为 ,故C正确;
D.由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力,不可能为零,所以斜面对滑块的支持力不可能为零,故D错误。
故选C。
16. 如图所示,质量均为1kg的两个物体A、B放在水平地面上相距7m,它们与水平地面的动摩擦因数均为μ=0.2。现使它们分别以初速度vA=6m/s和vB=2m/s同时相向运动,不计物体的大小,g取10m/s2。则( )
A. 它们经过相遇
B. 它们经过相遇
C. 它们在距离物体A出发点5.25m处相遇
D. 它们在距离物体A出发点6m处相遇
【答案】D
【解析】
【详解】CD.对物体A受力分析,均受到重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有
故加速度为
同理物体B的加速度为
B物体初速度较小,首先停止运动,故其停止运动的时间为
该段时间内物体A的位移为
物体B的位移为
故此时开始,物体B不动,物体A继续做匀减速运动,直到相遇;即在离A物体处相遇,故C错误,D正确;
AB.末A的速度为
物体A继续做匀减速运动过程
解得
,
(舍去)
故从出发到相遇的总时间为
故AB错误。
故选D。
17. 钓鱼岛自古就是我国的领土,它到温州的直线距离为 若某天我国海监船为维护我国对钓鱼岛的主权,早上点分从温州出发去钓鱼岛巡航,航行了,历时时分到达钓鱼岛。下列说法中不正确的是( )
A. 点分是指时刻
B. 时分是指时间间隔
C. 该海监船位移大小为 ,路程为
D. 尽管海监船比较大,但还可以将它看成质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.早上点分从温州出发,其中点分指的是一个时间点,因此为时刻,故A正确;
B.历时时分,用了一段时间,为时间间隔,故B正确;
C.位移是从初位置到末位置的有向线段,位移大小为 ;路程为轨迹的实际长度,为,故C错误;
D.该海监船在海上航行时,确定位置时其大小可以忽略不计,故可以将该海监船看成质点,故D正确。
选不正确的,故选C。
18. 当前,我国机器人产业总体发展水平稳步提升,应用场景显著扩展,产品优势不断增强,创新型企业大量涌现。某品牌机器人做直线运动位移一时间图像(图像)如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 该机器人在时刻离出发点最远
B. 在时间内,该机器人运动的加速度方向不变
C. 该机器人在时间内的速度大于在时间内的速度
D. 在时间内,该机器人运动速度方向始终不变,先做加速运动,后做减速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,该机器人在时刻回到出发点,故A错误;
BCD.图线的斜率表示质点的运动速度,由图可知,该机器人在时间内做正方向的匀速直线运动,时间内先减速,减速至零,然后做反方向的加速运动,时间内做负方向的匀速直线运动。质点在时间内的速度小于在时间内的速度;根据加速度与速度方向的关系可知,在时间内,该机器人运动的加速度方向不变,故B正确,CD错误。
故选B。
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共3小题,共16分。
19. 某课外实验小组利用如图1所示的装置来探究拉力F不变时加速度a与小车质量m之间的关系.
(1)甲同学根据测得的实验数据作出的a图象如图2所示,则图线弯曲的原因是________.
A.小车与长木板之间有摩擦
B.没有平衡摩擦力
C.打点计时器打点的周期小于0.02 s
D.小车和砝码的总质量没有一直远大于砂和砂桶的总质量
(2)乙同学利用在实验中打出的一条纸带测量小车运动的加速度,纸带上的数据如图3所示.已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,A、B、C、D、E、F、G为计数点,且相邻计数点间均有一个点没有画出,则打点计时器打D点时小车的速度大小为________m/s;小车运动的加速度大小为________m/s2.
【答案】 ①. D ②. 1.62 ③. 3
【解析】
【详解】(1)当小车和砝码的总质量没有远大于砂和砂桶的总质量时,小车受到的拉力不能近似认为等于砂和砂桶的总重力,此时小车的a图象就不再是直线,故D正确;
(2) 计数点间有一个点没有滑出,计数点间的时间间隔为:t=0.02×2=0.04s,
小车做匀加速直线运动,打D点时的速度为:vD==m/s=1.62 m/s,
由匀变速直线运动的推论:Δx=aT2可得:
a=m/s2=3 m/s2.
【点睛】(1)当小车质量远大于砂和砂桶的质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砂与砂桶重力,如果砂与砂桶质量太大,则小车受到的拉力明显小于砂与砂桶的质量,图象发生弯曲;
(2)做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,据此求出打D点的速度;根据匀变速直线运动的推论:△x=at2求出小车的加速度.
20. 为了“测量当地重力加速度的值和木块与木板间的动摩擦因数”,某同学设计了如下实验方案:
第一步:他把带有定滑轮的木板的有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板做匀速运动,如图甲所示
第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,如图乙所示,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,打出的纸带如丙图,试回答下列问题:
(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为T,OA、AB、DE、EF间距分别为x1、x2、x3、x4,根据纸带求木块下滑的加速度____。
(2)已知质量m、M,加速度a,则当地的重加速度____。
(3)已知质量m、M和长木板的倾角θ,则木块与木板间的动摩擦因数____
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意,由逐差法可得
,
又有
联立可得
(2)(3)[2][3]根据题意,由平衡条件有
由牛顿第二定律有
解得
,
21. 某实验小组利用图甲装置“探究加速度与力、质量的关系”,操作步骤如下:
ⅰ.挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
ⅱ.取下托盘和砝码,测出其总质量为,让小车沿木板下滑,测出加速度;
ⅲ.改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图探究加速度和的关系
(1)实验获得如图乙所示的纸带,其上取0、1、2、3、4、5、6、7八个计数点,相邻两计数点间均有四个点未画出,实验所用交变电源的频率为,则在打计数点“3”点时小车的速度大小______,小车的加速度______。(结果均保留两位有效数字)
(2)若小组实验操作规范,随砝码盘中砝码个数的增加,作出的图像最接近下图中______。
A. B. C.
【答案】 ①. 0.99 ②. 2.0( ③. A
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则有
舍去第一段最小距离,根据逐差法,可得小车的加速度
(2)[3]由于开始小车做匀速直线运动,所以小车后来运动受到的合外力等于开始时托盘与砝码的总重力,图线是一条过原点直线且不会弯曲。
故选A。
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22. 如图所示,一架在雅安地震救灾中装载救援物资的飞机,在距水平地面h=500m的高处以v=100m/s的水平速度飞行.地面上A、B两点间的距离x=100m,飞机在离A点的水平距离x0=950m时投放救援物资,不计空气阻力,g取10m/s2.
(1)求救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间.
(2)通过计算说明,救援物资能否落在AB区域内.
【答案】(1)10s;(2)能。
【解析】
【详解】(1)根据得:
(2) 救援物资的水平位移为:
s=vt=100×10m=1000m
因为x0<s<x+x0,可知救援物资可以落在A、B区域内.
23. 如图所示,一质量的物块静止在水平地面上,现用一大小、与水平方向成角斜向上的拉力,使物块沿水平地面做匀加速直线运动。已知物块与地面间的动摩擦因数,,,取重力加速度。
(1)画出物块受力的示意图;
(2)求物块加速度的大小a;
(3)求2.0s内物块通过的位移大小x。
【答案】(1) (2)6m/s2
(3)12m
【解析】
【小问1详解】
物块受竖直向下的重力,竖直向上的支持力、水平向左的摩擦力和施加的外力F,如图所示
【小问2详解】
水平方向有
竖直方向有
联立可得
【小问3详解】
根据位移时间关系可得
24. 如图所示,桌面上固定一光滑斜面,斜面倾角为30°,质量为m1、m2的物体通过轻质细线跨过光滑滑轮连接,将m1置于斜面释放后,m1沿斜面向上滑动,将m1、m2互换位置后,m2也能沿斜面上滑,求
(1)m1、m2应满足的条件;
(2)若将m1置于斜面底端释放,运动到顶端的时间为t,将m2置于斜面底端释放,运动到顶端的时间为,m1与m2的比值为多少;
(3)若斜面粗糙,m1、m2与斜面的动摩擦因数均为μ,且最大静摩擦力均等于滑动摩擦力,将m1置于斜面释放后,m1仍然能够沿斜面向上滑动,将m1、m2互换位置后,m2也能沿斜面上滑,则动摩擦因数μ应满足什么条件?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题意可知,m1沿斜面向上滑动,则有
则
将m1、m2互换位置后,m2也能沿斜面上滑,则
得
所以
(2)由题意有
、
得
4a1=a2
由牛顿第二定律可得
联立解得
(3)由题意可知
、
即
得
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