内容正文:
广东实验中学附属茂名学校2025-2026学年(上)
高一十二月月度诊断物理学科
考试时间:90分钟
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28.0分。
1. 下列说法不符合历史事实的是( )
A. 亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B. 伽利略认为,物体一旦具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
C. 笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下也不偏离原来的方向
D. 牛顿认为,任何物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
【答案】A
【解析】
【详解】A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才会运动,没有力的作用,物体就要静止下来,故A符合题意;
B.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,故B不符合题意;
C.笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,故C不符合题意;
D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,即惯性,故D不符合题意。
故选A。
2. “电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图所示,人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. “电动平衡车”加速行驶时,车对人的作用力大于人对车的作用力
B. “电动平衡车”加速行驶时,车对人的作用力方向竖直向上
C. “电动平衡车”匀速行驶时,车对人的作用力大小等于人对车的压力大小
D. “电动平衡车”匀速行驶时,平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.车对人的作用力与人对车的作用力是一对作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,选项A错误;
B.“电动平衡车”加速行驶时,人受的合外力水平向前,则车对人的作用力方向向斜上前方向,选项B错误;
C.“电动平衡车”匀速行驶时受合力为零,竖直方向车对人的作用力大小等于人对车的压力大小,选项C正确;
D.“电动平衡车”匀速行驶时,人和平衡车整体的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力,选项D错误。
故选C。
3. 甲、乙两物体沿同一直线运动,运动过程中的x—t(位移—时间)图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲物体在t=1s时的运动方向发生改变
B. 乙物体在0~8s内的速度逐渐减小
C. 在0~4s内某时刻两物体的速度大小相等
D. 两物体在0~4s内的平均速度大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,所以甲物体的运动方向不变,A错误;
B.图线斜率的绝对值表示速度大小,由题图可知,内乙物体的速度大小不变,B错误;
D.由题图可知,内甲物体的位移小于乙物体的位移,由公式
可知,甲物体的平均速度小于乙物体的平均速度,D错误;
C.内存在某时刻两图线斜率的绝对值相等,则存在某时刻两物体的速度大小相等,C正确。
故选C。
4. 一长方体容器静止在水平地面上,两光滑圆柱A、B放置于容器内,横截面如图所示.若圆柱A的质量为m、半径RA=10cm;圆柱B的质量为M、半径RB=15cm;容器的宽度L=40cm.A对容器左侧壁的压力大小用NA表示,B对容器右侧壁的压力大小用NB表示,A对B的压力大小用NAB表示,B对容器底部的压力大小用N表示.下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AC.如图甲所示,据图中几何关系可得
球A受力分析如图乙所示,可得
,
故A错误C正确.
BD.A、B整体受力分析如图丙所示,可得
,
故BD错误.
5. 如图所示,物体P、Q用一根不可伸长的轻细绳相连,再用一根轻弹簧将P和天花板相连,已知,重力加速度为g。剪断绳子的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力变小
B. 弹簧的弹力变大
C. 物体P的加速度大小为2g,方向竖直向上
D. 物体Q的加速度大小为g,方向竖直向上
【答案】C
【解析】
【详解】AB.剪断绳子的瞬间,弹簧中的弹力不能突变,因此弹簧中的弹力保持不变,故AB错误;
C.设物体的质量为,剪断细线前,对整体受力分析,受到总重力和弹簧的弹力而平衡,故
再对物体受力分析,受到重力、细线拉力和弹簧的拉力;剪断细线后,重力和弹簧的弹力不变,细线的拉力发生突变减为零,故物体受到的力的合力等于,方向竖直向上,根据牛顿第二定律得的加速度为
故C正确;
D.剪断细线前,对物体受力分析,受到重力和细线拉力,剪断细线后,重力不变,细线的拉力减为零,根据牛顿第二定律得物体的加速度为,方向竖直向下,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为的竖立在地面上的钢管向下滑.已知这名消防队员的质量为,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为,取,那么该消防队员( )
A. 加速与减速过程的位移之比为1:4 B. 加速与减速过程的时间之比为1:2
C. 下滑过程中的最大速度为 D. 加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为2:7
【答案】B
【解析】
【详解】B、设加速与减速过程的时间分别为t1、t2,加速度大小分别为a1、a2.,则v=a1t1,v=a2t2,得到t1:t2=a2:a1=1:2,B正确;
C、设下滑过程中的最大速度为v,则消防队员下滑的总位移,得到v=2x/t=24/3m/s=8m/s,故C错误;
D、由t1:t2=1:2,又t1+t2=3s,得到t1=1s,t2=2s,a1=8m/s2,a2=4m/s2,
根据牛顿第二定律得
加速过程:mg−f1=ma1,f1=mg−ma1=2m
减速过程:f2−mg=ma2,f2=mg+ma2=14m
所以f1:f2=1:7;故D错误;
A、匀加速运动位移为:
匀减速位移为:
所以加速与减速过程的位移之比为1:2,故A错误.
故选B.
7. 厦门规划到2035年建成12条地铁线路,越来越多的市民选择地铁作为出行的交通工具。如图所示,时,列车由静止开始做匀加速直线运动,第一节车厢的前端恰好与站台边感应门的一根立柱对齐。时,第一节车厢末端恰好通过这根立柱所在位置,全部车厢通过立柱所用时间。设各节车用长度相等,不计车厢间距离。则( )
A. 该列车共有10节车厢
B. 第2个内有4节车厢通过这根立柱
C. 最后一节车厢近过这根立柱的时间为
D. 第4节车厢通过这根立柱的末速度小于整列车通过立柱的平均速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.设每节车厢长度为x,根据运动学公式
,
得
该列车共有9节车厢,A错误;
B.根据初速度为零的匀加速运动,连续相等时间内位移的比例关系,可知第2个内有3节车厢通过这根立柱,B错误;
C.根据初速度为零的匀加速运动,连续相等位移内时间的比例关系,最后一节车厢过这根立柱的时间为
C正确;
D.第4节车厢通过这根立柱时,运动时间大于总时间的一半,则此时的速度大于中间时刻速度,即大于整列车通过立柱的平均速度,D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共3小题,共18.0分。
8. 如图所示,跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球(大小不可忽略,轻绳延长线过球心),一端连在水平台上的玩具小车上,小车牵引着水平绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。在铁球上升且未离开墙面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳对球的拉力变小 B. 绳对球的拉力变大
C. 竖直墙面对球的支持力变小 D. 竖直墙面对球的支持力变大
【答案】BD
【解析】
【详解】对球受力分析
设球的重力为,绳对球的拉力大小为,墙对球的支持力大小,拉力与竖直方向夹角为,球受三力作用处于平衡状态,则有
所以,随的增大,、增大。
故选BD。
9. 信阳鸡公山位于河南省信阳市南38公里的豫鄂两省交界处,早在二十世纪初,鸡公山就与北戴河、庐山、莫干山齐名,是我国著名的四大避暑胜地之一。图甲是鸡公山索道,图乙是图甲的抽象物理模型,已知质量的游客站立于轿厢底面,倾斜索道与水平面的夹角为,当载人轿相沿钢索斜向上做加速度大小的匀加速直线运动时,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. 游客处于失重状态
B. 游客对轿厢的压力为其所受重力的1.2倍
C. 游客受到的摩擦力大小为
D. 游客对轿厢的作用力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.游客随轿厢一起,有沿钢索斜向上的加速度,因此游客处于超重状态,故A错误;
BC.当载人轿厢沿钢索做匀加速直线运动时,以游客为研究对象,水平方向上有
竖直方向上有
解得
,
故B正确,C错误;
D.轿厢对游客的作用力大小
由牛顿第三定律可知,游客对轿厢的作用力大小
故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,物块的质量为、初速度为,在一水平向左大小不变的力作用下从点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻该力突然反向,整个过程中物块的关系图像如图乙所示,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A. 内物块做匀减速运动
B. 在时刻,该力反向
C. 力的大小为
D. 物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由及图中信息可得,以向右为正方向,在0~5m时,物块的加速度为
由可得减速到零所需要的时间为
即在0~1s内做匀减速运动,故A正确;
B.由图可知,力F在x=5m时反向,由题意可知,初速度为10m/s,则0~5m时物块的运动时间为
即在t=1s时刻恒力反向,故B错误;
CD.由上述分析可得,在5m~13m内,物块的加速度为
则由题意及牛顿第二定律可得
解得
F=7N
故CD正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共15.0分。
11. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①将弹簧左端固定,水平放置并处于自然状态,右端与细绳连接,使细绳与水平桌面平行,将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐,弹簧的右端附有指针,此时指针的位置为,如图乙所示:
②在绳下端挂上一个砝码(每个砝码质量),系统静止后,记录指针的位置;
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内),记录砝码的个数n及指针的位置l;
④用获得的数据作出图像。
回答下列问题:
(1)弹簧原长读数为________cm。
(2)若g取,则本实验中弹簧劲度系数。(结果保留2位有效数字)。
(3)考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将________。(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)
(4)若将两个劲度系数均为k的弹簧串联在一起,形成一个“长弹簧”,甲同学类比电阻的串联规律,认为“长弹簧”整体的劲度系数为2k;乙同学认为在相同拉力作用下,“长弹簧”整体的形变量是单根弹簧的2倍,“长弹簧”整体的劲度系数应该为;你认为________(选填“甲同学对”、“乙同学对”、“都不对”)。若将两个劲度系数均为k的弹簧并联在一起,形成一个“粗弹簧”,“粗弹簧”整体的劲度系数为________。
【答案】(1)6.00
(2)33 (3)相等
(4) ①. 乙同学对 ②. 2k
【解析】
【小问1详解】
根据刻度尺的读数规律,由图乙可知弹簧原长读数为6.00cm。
【小问2详解】
根据胡克定律有
解得
可知图像的斜率为
解得
【小问3详解】
由于弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,则
变形得
斜率不变,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将相等。
【小问4详解】
[1] 若将两个劲度系数均为k的弹簧串联在一起,形成一个“长弹簧”, 设拉力为F,根据胡克定律
解得每根弹簧的形变为
则形成一个“长弹簧”的形变量为,设“长弹簧”的劲度系数为,根据胡克定律有
解得
故乙同学对;
[2]若将两个劲度系数均为k的弹簧并联在一起,形成一个“粗弹簧”,设当拉力为F时每根弹簧的弹力为,此时两根弹簧的形变量相同,根据胡克定律
设“粗弹簧”的劲度系数为,根据胡克定律有
联立解得
12. 为了探究加速度与合外力的关系,甲、乙、丙、丁四个实验小组分别采用图甲、图乙、图丙、图丁所示的实验装置,小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器,丙图中M包括小车和与小车固连的小滑轮),钩码总质量用m表示.丁组同学先按图丁将木板有定滑轮的一端垫起,调整木板倾角,使小车恰好带着钩码和纸带一起沿木板向下匀速运动,再保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,然后接通电源释放小车,使之由静止开始加速运动并在纸带上打点,如图戊所示.重力加速度g已知,试回答下列问题:
(1)甲、乙、丙三组实验必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是_____________.(填“甲”“乙”“丙”)
(2)甲、乙、丙、丁四组实验时必须满足“M>>m”的实验小组是_____________. (填“甲”“乙”“丙”“丁”)
(3)实验时各组同学的操作均完全正确,甲、乙、丙三组同学作出的a-F图线如图己所示(乙组同学所用F为传感器读数,丙组同学所用F为弹簧测力计示数),则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是_____________.(填“A”“B”“C”)
(4)实验时丁组同学操作的小车加速下滑受到的合力F=___________,该组同学在保持小车质量不变的情况下,通过调整改变小车所受合力,多次实验,由实验数据作出的a-F图线如图庚所示,则小车质量为
__________kg.
【答案】 ①. 甲乙丙 ②. 甲 ③. CBA ④. mg ⑤. 2
【解析】
【详解】(1)本实验探究当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力的关系,所以三个实验小组都需要平衡摩擦力,即甲乙丙都需要平衡摩擦力,
(2)乙和丙绳子的拉力可以由弹簧测力计和力传感器直接得到,不需要用重物的重力代替,所以乙丙两组不需要满足M>>m,而甲组用重物的重力代替绳子的拉力,要满足M>>m,
(3)甲组用重物的重力代替绳子的拉力,要满足M≥m,随着m的增大,不满足M>>m时,图象出现弯曲,所以甲组对应的是C,
根据装置可知,乙图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数,丙图中受到的拉力等于力传感器的示数,当F相等时,乙组的加速度大,所以乙组对应B,丙组对应A,
(4)平衡摩擦力后,小车加速下滑时受到的合力F=mg;由牛顿第二定律得:a=F,
由图2(C)所示的a﹣F图线可知:图象斜率:k=,则小车的质量:M==2kg.
四、计算题:本大题共3小题,共39.0分。
13. 如图,水平固定放置的传送带在电机的作用下一直保持速度顺时针转动,两轮轴心间距离。一个物块(视为质点)以初速度从左轮的正上方水平向右滑上传送带,物块与传送带间动摩擦因数,g取,求:
(1)物块从传送带左端运动到右端所需要的时间;
(2)物块在传送带上留下的划痕长度。
【答案】(1)2s;(2)
【解析】
【详解】(1)对物块受力分析可知,物块在沿传送带方向只受滑动摩擦力作用,根据牛顿第二定律可得
解得
设物块减速到和传送带速度相等所需时间为,该段时间内的位移为,由运动学公式可得
代入数据可得
,
因为
则货物先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动,设匀速直线运动的时间为,则有
代入数据可得
则运动的总时间
(2)物块减速阶段传送带的位移为
解得
14. 如图甲所示,一倾角为足够长的粗糙斜面体固定在水平地面上,质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面体向上运动,同时在物块上施加一沿斜面向下的恒力F,此时刻计为时刻,1s末将恒力F撤走,物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。物块可视为质点,重力加速度g取,,,求:
(1)撤去恒力时,物块到斜面底端的距离;
(2)恒力F的大小及物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)物块回到斜面底端时的速度大小。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)由图乙可得,图像与横轴的面积为物块的位移,即物块到斜面底端的距离
(2)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,物块加速度的大小
此段,结合物块的受力,牛顿第二定律的表达式
后,物块向下运动,结合图乙,物块向下运动的加速度的大小
此段,结合物块的受力,牛顿第二定律的表达式
解得
,
(3)撤走恒力F后,物块向下运动的加速度
此时物块速度大小为,由得,物块回到斜面底端时的速度大小
15. 如图所示,粗糙水平面上放置一半径为R的四分之一圆柱体,圆柱体只有圆弧表面光滑,其他部分粗糙。光滑轻滑轮C(可视为质点)用轻杆固定在圆心O的正上方,轻质细线一端固定在A点,另一端跨过滑轮连接质量为的小球(可视为质点),小球置于四分之一圆柱体圆弧表面上D点,,且CD与竖直方向成30°角,物块B通过光滑轻质圆环悬挂在细线上静止于P点,AP与竖直方向成角,此时圆柱体恰处于平衡状态。已知在同一竖直面内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求物块B的质量;
(2)若地面与四分之一圆柱体之间的动摩擦因数为0.5,调整细线长度使小球从D处移至E处(CE与圆柱表面相切),整个系统仍然保持静止,求四分之一圆柱体的质量M的最小值(结果可保留根式)。
【答案】(1)2kg (2)
【解析】
【小问1详解】
对小球进行受力分析,如图所示
水平方向
竖直方向
解得
对圆环进行受力分析,如图所示
竖直方向
依题意物块B静止,有
解得物块B质量
【小问2详解】
对小球进行受力分析
绳对小球的拉力为,圆柱体对小球的弹力为,设,由,
可得
由于与圆弧面相切,可得,
则水平方向
竖直方向
得
对小球和四分之一圆柱体整体分析
地面整体的摩擦力,对整体的支持力,水平方向
竖直方向
整体静止,需满足
解得
则最小质量为
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广东实验中学附属茂名学校2025-2026学年(上)
高一十二月月度诊断物理学科
考试时间:90分钟
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28.0分。
1. 下列说法不符合历史事实的是( )
A. 亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B. 伽利略认为,物体一旦具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
C. 笛卡尔指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下也不偏离原来的方向
D. 牛顿认为,任何物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
2. “电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图所示,人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. “电动平衡车”加速行驶时,车对人的作用力大于人对车的作用力
B. “电动平衡车”加速行驶时,车对人的作用力方向竖直向上
C. “电动平衡车”匀速行驶时,车对人的作用力大小等于人对车的压力大小
D. “电动平衡车”匀速行驶时,平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
3. 甲、乙两物体沿同一直线运动,运动过程中的x—t(位移—时间)图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲物体在t=1s时的运动方向发生改变
B. 乙物体在0~8s内的速度逐渐减小
C. 在0~4s内某时刻两物体的速度大小相等
D. 两物体在0~4s内的平均速度大小相等
4. 一长方体容器静止在水平地面上,两光滑圆柱A、B放置于容器内,横截面如图所示.若圆柱A的质量为m、半径RA=10cm;圆柱B的质量为M、半径RB=15cm;容器的宽度L=40cm.A对容器左侧壁的压力大小用NA表示,B对容器右侧壁的压力大小用NB表示,A对B的压力大小用NAB表示,B对容器底部的压力大小用N表示.下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
5. 如图所示,物体P、Q用一根不可伸长的轻细绳相连,再用一根轻弹簧将P和天花板相连,已知,重力加速度为g。剪断绳子的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力变小
B. 弹簧的弹力变大
C. 物体P的加速度大小为2g,方向竖直向上
D. 物体Q的加速度大小为g,方向竖直向上
6. 如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为的竖立在地面上的钢管向下滑.已知这名消防队员的质量为,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为,取,那么该消防队员( )
A. 加速与减速过程的位移之比为1:4 B. 加速与减速过程的时间之比为1:2
C. 下滑过程中的最大速度为 D. 加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为2:7
7. 厦门规划到2035年建成12条地铁线路,越来越多的市民选择地铁作为出行的交通工具。如图所示,时,列车由静止开始做匀加速直线运动,第一节车厢的前端恰好与站台边感应门的一根立柱对齐。时,第一节车厢末端恰好通过这根立柱所在位置,全部车厢通过立柱所用时间。设各节车用长度相等,不计车厢间距离。则( )
A. 该列车共有10节车厢
B. 第2个内有4节车厢通过这根立柱
C. 最后一节车厢近过这根立柱的时间为
D. 第4节车厢通过这根立柱的末速度小于整列车通过立柱的平均速度
二、多选题:本大题共3小题,共18.0分。
8. 如图所示,跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球(大小不可忽略,轻绳延长线过球心),一端连在水平台上的玩具小车上,小车牵引着水平绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。在铁球上升且未离开墙面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳对球的拉力变小 B. 绳对球的拉力变大
C. 竖直墙面对球的支持力变小 D. 竖直墙面对球的支持力变大
9. 信阳鸡公山位于河南省信阳市南38公里的豫鄂两省交界处,早在二十世纪初,鸡公山就与北戴河、庐山、莫干山齐名,是我国著名的四大避暑胜地之一。图甲是鸡公山索道,图乙是图甲的抽象物理模型,已知质量的游客站立于轿厢底面,倾斜索道与水平面的夹角为,当载人轿相沿钢索斜向上做加速度大小的匀加速直线运动时,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. 游客处于失重状态
B. 游客对轿厢的压力为其所受重力的1.2倍
C. 游客受到的摩擦力大小为
D. 游客对轿厢的作用力大小为
10. 如图甲所示,物块的质量为、初速度为,在一水平向左大小不变的力作用下从点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻该力突然反向,整个过程中物块的关系图像如图乙所示,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A. 内物块做匀减速运动
B. 在时刻,该力反向
C. 力的大小为
D. 物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共15.0分。
11. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
①将弹簧左端固定,水平放置并处于自然状态,右端与细绳连接,使细绳与水平桌面平行,将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐,弹簧的右端附有指针,此时指针的位置为,如图乙所示:
②在绳下端挂上一个砝码(每个砝码质量),系统静止后,记录指针的位置;
③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内),记录砝码的个数n及指针的位置l;
④用获得的数据作出图像。
回答下列问题:
(1)弹簧原长读数为________cm。
(2)若g取,则本实验中弹簧劲度系数。(结果保留2位有效数字)。
(3)考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦,则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将________。(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)
(4)若将两个劲度系数均为k的弹簧串联在一起,形成一个“长弹簧”,甲同学类比电阻的串联规律,认为“长弹簧”整体的劲度系数为2k;乙同学认为在相同拉力作用下,“长弹簧”整体的形变量是单根弹簧的2倍,“长弹簧”整体的劲度系数应该为;你认为________(选填“甲同学对”、“乙同学对”、“都不对”)。若将两个劲度系数均为k的弹簧并联在一起,形成一个“粗弹簧”,“粗弹簧”整体的劲度系数为________。
12. 为了探究加速度与合外力的关系,甲、乙、丙、丁四个实验小组分别采用图甲、图乙、图丙、图丁所示的实验装置,小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器,丙图中M包括小车和与小车固连的小滑轮),钩码总质量用m表示.丁组同学先按图丁将木板有定滑轮的一端垫起,调整木板倾角,使小车恰好带着钩码和纸带一起沿木板向下匀速运动,再保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,然后接通电源释放小车,使之由静止开始加速运动并在纸带上打点,如图戊所示.重力加速度g已知,试回答下列问题:
(1)甲、乙、丙三组实验必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是_____________.(填“甲”“乙”“丙”)
(2)甲、乙、丙、丁四组实验时必须满足“M>>m”的实验小组是_____________. (填“甲”“乙”“丙”“丁”)
(3)实验时各组同学的操作均完全正确,甲、乙、丙三组同学作出的a-F图线如图己所示(乙组同学所用F为传感器读数,丙组同学所用F为弹簧测力计示数),则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是_____________.(填“A”“B”“C”)
(4)实验时丁组同学操作的小车加速下滑受到的合力F=___________,该组同学在保持小车质量不变的情况下,通过调整改变小车所受合力,多次实验,由实验数据作出的a-F图线如图庚所示,则小车质量为
__________kg.
四、计算题:本大题共3小题,共39.0分。
13. 如图,水平固定放置的传送带在电机的作用下一直保持速度顺时针转动,两轮轴心间距离。一个物块(视为质点)以初速度从左轮的正上方水平向右滑上传送带,物块与传送带间动摩擦因数,g取,求:
(1)物块从传送带左端运动到右端所需要的时间;
(2)物块在传送带上留下的划痕长度。
14. 如图甲所示,一倾角为足够长的粗糙斜面体固定在水平地面上,质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面体向上运动,同时在物块上施加一沿斜面向下的恒力F,此时刻计为时刻,1s末将恒力F撤走,物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。物块可视为质点,重力加速度g取,,,求:
(1)撤去恒力时,物块到斜面底端的距离;
(2)恒力F的大小及物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)物块回到斜面底端时的速度大小。
15. 如图所示,粗糙水平面上放置一半径为R的四分之一圆柱体,圆柱体只有圆弧表面光滑,其他部分粗糙。光滑轻滑轮C(可视为质点)用轻杆固定在圆心O的正上方,轻质细线一端固定在A点,另一端跨过滑轮连接质量为的小球(可视为质点),小球置于四分之一圆柱体圆弧表面上D点,,且CD与竖直方向成30°角,物块B通过光滑轻质圆环悬挂在细线上静止于P点,AP与竖直方向成角,此时圆柱体恰处于平衡状态。已知在同一竖直面内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求物块B的质量;
(2)若地面与四分之一圆柱体之间的动摩擦因数为0.5,调整细线长度使小球从D处移至E处(CE与圆柱表面相切),整个系统仍然保持静止,求四分之一圆柱体的质量M的最小值(结果可保留根式)。
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