内容正文:
2025级高一上学期12月质量检测
物理试题
一、单选题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。
1. 足球是青少年喜爱的一项体育运动。如图所示是一次精彩的传球、头球攻门、进球的过程(虚线代表足球的飞行路径),下列说法正确的是( )
A. 静止在场地上的足球受到的弹力就是它的重力
B. 运动员用力蹬地,身体却向上跃起,说明力的作用是相互的
C. 传球过程中,足球受到平衡力的作用
D. 运动员用头顶球时,力只改变了球的运动状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.静止在场地上的足球受力平衡,此时重力大小等于足球受到的弹力大小,但是不能说足球受到的弹力就是它的重力,故A错误;
B.运动员用力蹬地,身体却向上跃起,说明力的作用是相互的,故B正确;
C.传球过程中,足球的运动状态改变,足球不是受到平衡力的作用,故C错误;
D.运动员用头顶球时,力即改变了足球的运动状态,也改让足球发生了形变,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,质量为m的滑块Q与质量为的滑块P置于水平地面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。用水平向右的拉力F拉滑块P,使两滑块均做匀速直线运动。某时刻突然撤去该拉力F,则下列说法正确的是( )
A. 拉力F的大小为
B. 撤去拉力F前,弹簧弹力大小为
C. 撤去拉力F瞬间,滑块Q的加速度大小为
D. 撤去拉力F瞬间,滑块P的加速度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】A.把滑块QP作为整体研究可知,未撤力之前整体处于平衡状态,则由平衡条件得拉力大小等于整体受的摩擦力大小,即
故A正确;
B.未撤力前,滑块Q处于平衡状态,对滑块Q受力分析可知弹簧弹力大小等于Q受的摩擦力大小,即
故B错误;
C.撤去拉力F瞬间,弹簧弹力还来不及改变,故滑块Q物体受力不变,仍处于平衡状态,所以加速度为0,故C错误;
D.撤去拉力F瞬间,弹簧弹力还来不及改变,对滑块P而言,由牛顿第二定律得
联立以上得
故D错误。
故选 A。
3. 如图所示,水平传送带以1m/s的速度逆时针匀速运行,现将一小滑块(视为质点)从A处由静止开始沿光滑固定斜面滑下,结果滑块以1m/s的速度滑上传送带的右端。若滑块从图示位置B(比A处低)由静止开始沿斜面滑下,则滑块在传送带上运动的过程中( )
A. 可能一直做加速运动 B. 可能一直做减速运动
C. 可能先做匀速运动后做加速运动 D. 可能先做减速运动后做匀速运动
【答案】A
【解析】
【详解】根据
v2=2aL
在滑块从A位置下滑的情况下,滑块通过斜面底端时的速度等于1m/s,B比A处低,则在滑块从B位置下滑的情况下,滑块通过斜面底端时的速度小于1m/s,若传送带足够长,则滑块在传送带上先做加速运动后做匀速运动;若传送带不够长,则滑块在传送带上一直做加速运动,A正确,BCD错误。
故选A。
4. 在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为如图所示的40kg。电梯突然启动,在启动的一段时间内,该同学发现体重计示数为45kg,取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 该同学的质量变大了
B. 电梯启动时一定在竖直向上运动
C. 电梯启动时可能在竖直向下运动
D. 电梯启动时的加速度大小为2m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】A.该同学的质量不变,故A错误;
BC.该同学在这段时间内处于超重状态,电梯启动时一定在竖直向上运动,故B正确,C错误;
D.根据牛顿第二定律,可知
其中
解得
故D错误。
故选B。
5. Phyphox手机物理工坊是一款实用的软件,手机安装这款软件后,可用手机的传感器来测许多的物理量,某研究小组利用手机加速度传感器来测试某型号电梯在特殊情况下的加速度,他们将手机放置于该电梯的地板上并打开加速度传感器,使电梯从静止开始迅速向上运动,以竖直向上为正方向,其图像如图所示,不计空气阻力,g取。以下说法正确的是( )
A. 时刻电梯速度最大 B. 在到时间内手机受到的支持力一直在减小
C. 时刻电梯速度方向发生改变 D. 在运行过程中手机一定没有与电梯地面分离
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由图可知,手机在时间内匀速运动,时间内向上做加速度逐渐增大的加速运动,时间内向上做加速度逐渐减小的加速运动,时刻速度最大,时间内向上做加速度逐渐增大的减速运动,故时刻速度不是最大,时刻运动方向也没有发生改变,AC均错误;
B.由牛顿第二定律,对手机则有:时间内
解得
结合图像可知,此阶段加速度逐渐减小,故手机受到的支持力在减小,时间内手机的加速度向下逐渐增大,则有
解得
由于加速度逐渐增大,故此阶段手机受到的支持力也在减小,B正确;
D.由图可知,有段时间手机竖直向下的加速度大小等于重力加速度,手机处于完全失重状态,所以手机有可能离开过升降机,D错误。
故选B。
6. 木板静置于光滑水平地面上,初始时刻滑块以一定的水平初速度从左端滑上木板,当二者速度恰好相等时,对比初始时刻滑块和木板的位置情况可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】滑块以一定的水平初速度从左端滑上木板,在摩擦力作用下,滑块做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动,设经过t时间滑块与木板达到共速v,此过程木板的位移为
滑块的位移为
则滑块相对于木板向前的位移大小为
可得
故选A。
7. 物体在流体中运动时,流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大。雨滴在空气中下落,下落过程中可将雨滴看作球体。雨滴速度越来越大,所受空气阻力也越来越大,当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时,二力平衡,雨滴匀速下落。学校兴趣小组同学为了进一步探究雨滴下落时的阻力情况,查阅资料得到如下信息:极小雨滴在云层中与其他小雨滴或小冰晶碰撞结合,不断翻腾,经过漫长的过程变为可以从云层中掉落的较大雨滴;
①雨滴极小时,下落过程中受到的阻力可以表示为:,r为雨滴半径,v为雨滴下落的速度,为流体的黏滞系数,其大小与空气的温度、浓度等有关。
②雨滴较大时,下落过程中受到的阻力可以表示为:,表示空气密度,S表示横截面积,v为雨滴下落的速度,是阻力系数,称为雷诺数。其中,,L是与横截面半径成正比的特征长度,单位为m。
根据以上信息分析,下列判断正确的是( )
A. 极小雨滴不易从云层中落下是因为受空气阻力大于自身重力
B. 静止释放的较大雨滴在只考虑流体阻力的影响下,半径越大的雨滴匀速下落越快
C. 雷诺数是一个与雨滴大小无关的确定常数
D. 的单位是
【答案】B
【解析】
【详解】A.极小雨滴下落过程中所受空气阻力与速度成正比,当极小雨滴匀速运动时,其所受阻力与重力平衡,此时雨滴速度最大,所受空气阻力最大,所以其所受空气阻力不可能大于自身重力。极小雨滴不易从云层中落下是因为在云层中与其他小雨滴或小冰晶碰撞结合,不断翻腾,经过漫长的过程变为了较大雨滴,故A错误;
C.雷诺数与有关,Re越大,雷诺数越小,而Re又与特征长度L有关,L越大,Re越大,且L是与横截面半径成正比的特征长度,因此雨滴越大,L越大,Re越大,雷诺数越小,故C错误;
D.根据雷诺数的表达式可知它是一个无量纲的常数,则Re也是一个无量纲的常数,故D错误;
B.设雨滴半径为R,则其质量为
横截面积为
当雨滴以速度v匀速下落时,根据平衡条件有
联立以上三式解得
因为半径越大的雨滴,特征长度L越大,雷诺数越小,所以v越大,故B正确。
故选B。
8. 如图所示,现有一质量为m的“L”形木板A,在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动。这时紧靠在木板A左侧的一质量也为m的小木块B与A保持相对静止而不下滑。改变推力F,经过一段时间木块B滑落至A的底部且不反弹,撤去推力F,此时B仍在A的最左侧。已知木块B与木板A之间的动摩擦因数,木板A与地面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则以下说法正确的是( )
A. 增加水平推力F的大小,木块B受向上摩擦力增大
B. 若,则A先停止运动,B在A上继续向右滑动
C. 若,则A先停止运动,B在A上继续向右滑动
D. 若,则A先停止运动,B在A上继续向右滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A.在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动时,小木块B与A保持相对静止,可知竖直方向受力平衡,木板B向上的摩擦力等于其重力mg,增加水平推力F的大小,整体的加速度变大,A对B的压力变大,B与A之间的最大静摩擦力变大,但是由于竖直方向B仍受力平衡,可知木块B受向上摩擦力仍等于重力mg不变,选项A错误;
B.若,则AB整体以相同的加速度运动,B与A之间的摩擦力恰好是最大静摩擦力,则AB将一起停止运动,选项B错误;
C.若,假设整体一起相对静止做减速运动,则加速度为
此时B受摩擦力为
可知假设成立,即AB一起向右滑动,一起停止运动,选项C错误;
D.若,假设整体一起相对静止做减速运动,则加速度为
此时B受摩擦力为
可知AB不能相对静止,则B在A上继续向右滑动,B的加速度为
A的加速度
则A先停止运动,选项D正确。
故选D。
二、多选题: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,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A. 基本单位和导出单位一起组成了一个单位制
B. 加速度是物理学中基本单位所对应的物理量
C. 、、都是导出单位
D. 只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是
【答案】AD
【解析】
【详解】A.国际单位制由基本单位和导出单位组成,故A正确;
B.三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为m、kg、s,加速度不是物理学中基本单位所对应的物理量,故B错误;
C.kg是基本单位,m/s、N是导出单位,故C错误;
D.牛顿第二定律表达式为
F=kma
只有在国际单位制中,k才取1,表达式才能写成
F=ma
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量为m的人站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起以加速度a斜向上匀减速运动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 人受到的摩擦力水平向右
B. 人对踏板的作用力竖直向下
C. 踏板对人的支持力
D. 踏板对人的支持力
【答案】AD
【解析】
【详解】A.正交分解加速度可得
其中方向水平向右,方向竖直向下。水平方向由牛顿第二定律可得
方向与方向一致,水平向右,A正确;
CD.竖直方向由牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向上,C错误,D正确;
B.人对踏板的摩擦力水平向左,压力竖直向下,故人对踏板的作用力斜向左下方,B错误。
故选AD。
11. 如图,轻杆带转轴一端与物块B连接,轻杆可绕转轴在如图所示的竖直面内转动,其上端固定小球A,A、B质量均为m且置于质量为2m的小车中,小车放在光滑水平面上。细线右端固定于车厢壁C点,左端与A球相连,A、C等高,物块B与车厢地板间的动摩擦因数为。给小车施加水平向左的作用力F,保证轻杆与竖直方向的夹角且与小车始终保持相对静止(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 轻杆对小球的作用力大小一定为,方向沿杆斜向上
B. 细线拉力为0时,小车的加速度大小为
C. 当,
D. 当,
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.杆为动杆,对小球的作用力一定沿着杆的方向,设大小为。对小球,由竖直方向平衡
得
故A正确;
B.细线拉力为0时,对小球,水平方向,由牛顿第二定律得
又A项分析可知
解得
故B正确;
C.当时,对物块B,设小车对其的支持力为,则
物块B受到小车的静摩擦力向左达到最大时,加速度最大,大小为,水平方向由牛顿第二定律得
解得
对A、B和小车整体,由牛顿第二定律得
因此有
故C正确;
D.当时,对物块B,设小车对其的支持力为,则
物块B受到小车的静摩擦力向左达到最大时,加速度最大,大小为,水平方向由牛顿第二定律得
解得
对A向左能达到的最大加速度
可得
即系统向左能达到的最大加速度为,对A、B和小车整体,由牛顿第二定律得
因此有
故D错误。
故选ABC。
12. 如图所示,球筒中静置着一个羽毛球。小明左手拿着球筒,右手迅速拍打筒的上端,使筒获得向下的初速度并与左手发生相对运动,最后羽毛球(视为质点)从筒口上端出来,已知球筒质量为(不含球的质量),羽毛球质量为,球筒与手之间的滑动摩擦力为,球与筒之间的滑动摩擦力为,球头离筒的上端距离为,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,当球筒获得一个向下的初速度后( )
A. 静置时,羽毛球的摩擦力为
B. 拍打球筒后瞬间,羽毛球受到向上的摩擦力
C. 拍打球筒后瞬间,羽毛球的加速度为
D. 仅拍打一次,羽毛球恰能出来,则筒的初速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.静置时,根据平衡条件有
故A错误;
B.拍打球筒后瞬间,球筒相对于羽毛球向下运动,则羽毛球给球筒的摩擦力向上,而根据牛顿第三定律可知,球筒给羽毛球的摩擦力向下,故B错误;
C.拍打球筒后瞬间,对羽毛球由牛顿第二定律有
解得
故C正确;
D.仅拍打一次,羽毛球恰能出来,则羽毛球与球筒恰好达到共速,设球筒的加速度为,筒的初速度为,则对球筒由牛顿第二定律有
解得
球筒做匀减速运动,羽毛球做匀加速运动,有
代入数据解得
故D正确。
故选CD。
三、填空题:本题共2小题,共14分。
13. 质量均为m的甲、乙两物块,中间连接一根劲度系数为k的轻弹簧,如图所示,把甲放在水平面上,系统处于静止状态。现给乙施加一个竖直向上的拉力,使乙向上做匀加速直线运动,加速度大小为g,重力加速度大小为g,则乙刚要运动时,竖直向上的拉力大小为______,当弹簧处于原长时,竖直向上的拉力大小为______,从乙开始运动到甲刚要离地,对应的运动时间为______。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]乙刚要运动时,对物块乙由牛顿第二定律可得
[2]当弹簧处于原长时,由牛顿第二定律可得
解得
[3]系统静止时,弹簧的压缩量
当甲刚要离地时,弹簧的伸长量
从乙开始运动到甲刚要离地,乙的位移大小为
由匀变速直线运动的规律可得
解得
14. 某同学利用如图甲所示实验装置探究小车加速度与其质量的关系,已知打点计时器所用电源频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是___________
A. 图甲中的电磁打点计时器应接8V交流电源
B. 平衡阻力时,需要把钩码通过细绳系在小车上
C. 需调节定滑轮的高度,使滑轮与小车间的细绳与木板平行
D. 改变小车质量后,需重新平衡阻力
(2)某次实验中获得的纸带如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点,每相邻两个计数点之间有4个点未画出,则打点C时小车的速度大小为___________m/s,小车的加速度大小为___________(结果均保留2位有效数字)。
(3)平衡阻力后,保持钩码的质量m不变,改变小车的质量M,测出对应的加速度a,并做出图像,实验操作无误,下列图像最符合实际的是___________
A. B.
C. D.
【答案】(1)AC (2) ①. ②. (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.图甲中的电磁打点计时器应接8V交流电源,故A正确;
B.平衡阻力的目的是让小车的重力分力平衡摩擦力,使小车不受钩码拉力时能匀速运动。因此,平衡阻力时不能把钩码通过细绳系在小车上,故B错误;
C.调节定滑轮高度,使滑轮与小车间的细绳与木板平行,能保证细绳的拉力沿木板方向,使拉力成为小车的合外力,故C正确;
D.平衡阻力时,根据平衡条件可得
可得
可知改变小车质量后,无需重新平衡阻力,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
[1]相邻两个计数点之间有4个点未画出,则相邻两个计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则打点C时小车的速度大小为
[2]根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问3详解】
设细线对小车的拉力大小为T,根据牛顿第二定律,对小车有
对钩码有
联立解得
可知为线性关系,且图像与纵轴交于正半轴。
故选C。
三、计算题:本题共4小题,共46分。
15. 无人机已广泛应用于各行各业。物流公司使用无人机运输货物,无人机下方通过3根对称的绳索悬挂货物,如图甲所示,每根绳与竖直中轴线的夹角均为37°。已知货物的质量为2.4kg,绳索质量不计,忽略空气阻力,重力加速度g取,,。求:
(1)当无人机悬停在空中时,每根绳对货物的拉力大小;
(2)当无人机到达目的地正上方后,先做竖直向下的匀加速直线运动,后做匀减速直线运动安全着陆,图乙是降落全过程的图像(速度-时间图像)。货物匀减速直线下降过程中,每根绳对货物的拉力大小。
【答案】(1)10N (2)14.5N
【解析】
【小问1详解】
设每根绳索拉力为F,分析可知货物受到绳索拉力和自身重力mg而平衡,则由平衡条件得
代入数据整理得
【小问2详解】
由图像可知5s到7s过程,货物做匀减速直线运动,设此过程每根绳对货物的拉力大小为F0,由图乙速度时间图像可知减速过程加速度大小为
加速度方向向上,对货物,由牛顿第二定律得
解得
16. 如图,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向前匀加速启动,货箱中石块B的质量,启动4秒时司机突然发现前方处有一骑车人正以匀速骑行,司机立刻以刹车(反应时间忽略不计),刹车2s后骑车人发现货车,立即以加速,求:
(1)减速前石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力有多大?
(2)货车刹车2s时速度有多大?
(3)货车与骑车人是否会相撞?如果相撞,请通过计算说明理由;如果不相撞,请求出二者之间的最近距离是多大?
【答案】(1)
(2)
(3)不会相撞,二者之间的最近距离为1m
【解析】
【小问1详解】
减速前石块B与车具有相同的加速度,设周围与它接触的物体对石块B作用力的合力大小为,根据平行四边形定则结合牛顿第二定律,有
代入相关已知数据求得
【小问2详解】
由题意,可知货车先加速后减速,可得刹车前的速度大小为
则货车刹车2s时速度大小
【小问3详解】
货车启动4s后发现骑车人,此时货车的速度为,刹车2s后骑车人发现货车,这一过程中,货车运动的距离为
骑车人运动的距离为
此时二者相距
接着骑车人加速,设货车与骑车人速度相等时,所用时间为,则有
求得
该过程中,货车运动的距离为
骑车人运动的距离为
由于此时
所以,货车与骑车人不会相撞,二者之间的最近距离为
17. 如图所示,长为的传送带水平放置,并保持的速度顺时针匀速转动,其右端与一倾角的斜面平滑相连,B为其最左端,斜面的长度。一小滑块(可视为质点)在斜面顶点处由静止释放,从A点进入传送带,在传送带上运动一段时间后恰好不从传送带左端滑落。已知滑块与斜面间的动摩擦因数,滑块与传送带间的动摩擦因数,,,重力加速度,忽略滑块经过A点时的能量损失。求:
(1)滑块由静止释放至第一次经过A点所用的时间t;
(2)传送带段的长度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小滑块在斜面上下滑时,由牛顿第二定律可得
解得
小滑块在斜面上由静止状态匀加速下滑,由
解得滑块第一次经过A点时的时间
(2)滑块第一次经过A点时的速度
滑块滑上传送带做匀减速运动,由牛顿第二定律可得
解得滑块在传送带上向左匀减速运动的加速度大小为
滑块在传送带上向左运动的位移大小为
即传送带段的长度为。
18. 如图所示,水平地面上有一个薄木板(厚度可忽略不计),在木板最右端放置一个可视为质点的小滑块。小滑块质量,与木板间的动摩擦因数;木板质量,长度,木板和小滑块与水平地面间的动摩擦因数均为。现对木板施加水平向右的拉力。重力加速度g取。求:
(1)两者分离时,滑块的速度大小;
(2)滑块刚停止运动时,距木板左端的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
滑块在木板上滑动时,以滑块为对象,根据牛顿第二定律可得
解得滑块的加速度
以木板为对象,根据牛顿第二定律可得
解得木板的加速度大小
设经过时间两者分离,则有
解得
则两者分离时,滑块的速度大小为
【小问2详解】
两者分离时,木板的速度大小为
两者分离后,滑块在地面上做匀减速运动的加速度大小为
木板在地面上做匀加速运动的加速度大小为
滑块从分离到停止运动所用时间为
滑块从分离到停下通过的位移为
滑块从分离到停下,木板通过的位移为
则滑块刚停止时,距木板左端的距离为
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2025级高一上学期12月质量检测
物理试题
一、单选题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。
1. 足球是青少年喜爱的一项体育运动。如图所示是一次精彩的传球、头球攻门、进球的过程(虚线代表足球的飞行路径),下列说法正确的是( )
A. 静止在场地上的足球受到的弹力就是它的重力
B. 运动员用力蹬地,身体却向上跃起,说明力的作用是相互的
C. 传球过程中,足球受到平衡力的作用
D. 运动员用头顶球时,力只改变了球的运动状态
2. 如图所示,质量为m的滑块Q与质量为的滑块P置于水平地面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。用水平向右的拉力F拉滑块P,使两滑块均做匀速直线运动。某时刻突然撤去该拉力F,则下列说法正确的是( )
A. 拉力F的大小为
B. 撤去拉力F前,弹簧弹力大小为
C. 撤去拉力F瞬间,滑块Q的加速度大小为
D. 撤去拉力F瞬间,滑块P的加速度大小为
3. 如图所示,水平传送带以1m/s的速度逆时针匀速运行,现将一小滑块(视为质点)从A处由静止开始沿光滑固定斜面滑下,结果滑块以1m/s的速度滑上传送带的右端。若滑块从图示位置B(比A处低)由静止开始沿斜面滑下,则滑块在传送带上运动的过程中( )
A. 可能一直做加速运动 B. 可能一直做减速运动
C. 可能先做匀速运动后做加速运动 D. 可能先做减速运动后做匀速运动
4. 在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为如图所示的40kg。电梯突然启动,在启动的一段时间内,该同学发现体重计示数为45kg,取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 该同学的质量变大了
B. 电梯启动时一定在竖直向上运动
C. 电梯启动时可能在竖直向下运动
D. 电梯启动时的加速度大小为2m/s2
5. Phyphox手机物理工坊是一款实用的软件,手机安装这款软件后,可用手机的传感器来测许多的物理量,某研究小组利用手机加速度传感器来测试某型号电梯在特殊情况下的加速度,他们将手机放置于该电梯的地板上并打开加速度传感器,使电梯从静止开始迅速向上运动,以竖直向上为正方向,其图像如图所示,不计空气阻力,g取。以下说法正确的是( )
A. 时刻电梯速度最大 B. 在到时间内手机受到的支持力一直在减小
C. 时刻电梯速度方向发生改变 D. 在运行过程中手机一定没有与电梯地面分离
6. 木板静置于光滑水平地面上,初始时刻滑块以一定的水平初速度从左端滑上木板,当二者速度恰好相等时,对比初始时刻滑块和木板的位置情况可能是( )
A. B.
C. D.
7. 物体在流体中运动时,流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大。雨滴在空气中下落,下落过程中可将雨滴看作球体。雨滴速度越来越大,所受空气阻力也越来越大,当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时,二力平衡,雨滴匀速下落。学校兴趣小组同学为了进一步探究雨滴下落时的阻力情况,查阅资料得到如下信息:极小雨滴在云层中与其他小雨滴或小冰晶碰撞结合,不断翻腾,经过漫长的过程变为可以从云层中掉落的较大雨滴;
①雨滴极小时,下落过程中受到的阻力可以表示为:,r为雨滴半径,v为雨滴下落的速度,为流体的黏滞系数,其大小与空气的温度、浓度等有关。
②雨滴较大时,下落过程中受到的阻力可以表示为:,表示空气密度,S表示横截面积,v为雨滴下落的速度,是阻力系数,称为雷诺数。其中,,L是与横截面半径成正比的特征长度,单位为m。
根据以上信息分析,下列判断正确的是( )
A. 极小雨滴不易从云层中落下是因为受空气阻力大于自身重力
B. 静止释放的较大雨滴在只考虑流体阻力的影响下,半径越大的雨滴匀速下落越快
C. 雷诺数是一个与雨滴大小无关的确定常数
D. 的单位是
8. 如图所示,现有一质量为m的“L”形木板A,在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动。这时紧靠在木板A左侧的一质量也为m的小木块B与A保持相对静止而不下滑。改变推力F,经过一段时间木块B滑落至A的底部且不反弹,撤去推力F,此时B仍在A的最左侧。已知木块B与木板A之间的动摩擦因数,木板A与地面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则以下说法正确的是( )
A. 增加水平推力F的大小,木块B受向上摩擦力增大
B. 若,则A先停止运动,B在A上继续向右滑动
C. 若,则A先停止运动,B在A上继续向右滑动
D. 若,则A先停止运动,B在A上继续向右滑动
二、多选题: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,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于力学单位制,下列说法正确的是( )
A. 基本单位和导出单位一起组成了一个单位制
B. 加速度是物理学中基本单位所对应的物理量
C. 、、都是导出单位
D. 只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是
10. 如图所示,质量为m的人站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起以加速度a斜向上匀减速运动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 人受到的摩擦力水平向右
B. 人对踏板的作用力竖直向下
C. 踏板对人的支持力
D. 踏板对人的支持力
11. 如图,轻杆带转轴一端与物块B连接,轻杆可绕转轴在如图所示的竖直面内转动,其上端固定小球A,A、B质量均为m且置于质量为2m的小车中,小车放在光滑水平面上。细线右端固定于车厢壁C点,左端与A球相连,A、C等高,物块B与车厢地板间的动摩擦因数为。给小车施加水平向左的作用力F,保证轻杆与竖直方向的夹角且与小车始终保持相对静止(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 轻杆对小球的作用力大小一定为,方向沿杆斜向上
B. 细线拉力为0时,小车的加速度大小为
C. 当,
D. 当,
12. 如图所示,球筒中静置着一个羽毛球。小明左手拿着球筒,右手迅速拍打筒的上端,使筒获得向下的初速度并与左手发生相对运动,最后羽毛球(视为质点)从筒口上端出来,已知球筒质量为(不含球的质量),羽毛球质量为,球筒与手之间的滑动摩擦力为,球与筒之间的滑动摩擦力为,球头离筒的上端距离为,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,当球筒获得一个向下的初速度后( )
A. 静置时,羽毛球的摩擦力为
B. 拍打球筒后瞬间,羽毛球受到向上的摩擦力
C. 拍打球筒后瞬间,羽毛球的加速度为
D. 仅拍打一次,羽毛球恰能出来,则筒的初速度为
三、填空题:本题共2小题,共14分。
13. 质量均为m的甲、乙两物块,中间连接一根劲度系数为k的轻弹簧,如图所示,把甲放在水平面上,系统处于静止状态。现给乙施加一个竖直向上的拉力,使乙向上做匀加速直线运动,加速度大小为g,重力加速度大小为g,则乙刚要运动时,竖直向上的拉力大小为______,当弹簧处于原长时,竖直向上的拉力大小为______,从乙开始运动到甲刚要离地,对应的运动时间为______。
14. 某同学利用如图甲所示实验装置探究小车加速度与其质量的关系,已知打点计时器所用电源频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是___________
A. 图甲中的电磁打点计时器应接8V交流电源
B. 平衡阻力时,需要把钩码通过细绳系在小车上
C. 需调节定滑轮的高度,使滑轮与小车间的细绳与木板平行
D. 改变小车质量后,需重新平衡阻力
(2)某次实验中获得的纸带如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点,每相邻两个计数点之间有4个点未画出,则打点C时小车的速度大小为___________m/s,小车的加速度大小为___________(结果均保留2位有效数字)。
(3)平衡阻力后,保持钩码的质量m不变,改变小车的质量M,测出对应的加速度a,并做出图像,实验操作无误,下列图像最符合实际的是___________
A. B.
C. D.
三、计算题:本题共4小题,共46分。
15. 无人机已广泛应用于各行各业。物流公司使用无人机运输货物,无人机下方通过3根对称的绳索悬挂货物,如图甲所示,每根绳与竖直中轴线的夹角均为37°。已知货物的质量为2.4kg,绳索质量不计,忽略空气阻力,重力加速度g取,,。求:
(1)当无人机悬停在空中时,每根绳对货物的拉力大小;
(2)当无人机到达目的地正上方后,先做竖直向下的匀加速直线运动,后做匀减速直线运动安全着陆,图乙是降落全过程的图像(速度-时间图像)。货物匀减速直线下降过程中,每根绳对货物的拉力大小。
16. 如图,一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向前匀加速启动,货箱中石块B的质量,启动4秒时司机突然发现前方处有一骑车人正以匀速骑行,司机立刻以刹车(反应时间忽略不计),刹车2s后骑车人发现货车,立即以加速,求:
(1)减速前石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力有多大?
(2)货车刹车2s时速度有多大?
(3)货车与骑车人是否会相撞?如果相撞,请通过计算说明理由;如果不相撞,请求出二者之间的最近距离是多大?
17. 如图所示,长为的传送带水平放置,并保持的速度顺时针匀速转动,其右端与一倾角的斜面平滑相连,B为其最左端,斜面的长度。一小滑块(可视为质点)在斜面顶点处由静止释放,从A点进入传送带,在传送带上运动一段时间后恰好不从传送带左端滑落。已知滑块与斜面间的动摩擦因数,滑块与传送带间的动摩擦因数,,,重力加速度,忽略滑块经过A点时的能量损失。求:
(1)滑块由静止释放至第一次经过A点所用的时间t;
(2)传送带段的长度。
18. 如图所示,水平地面上有一个薄木板(厚度可忽略不计),在木板最右端放置一个可视为质点的小滑块。小滑块质量,与木板间的动摩擦因数;木板质量,长度,木板和小滑块与水平地面间的动摩擦因数均为。现对木板施加水平向右的拉力。重力加速度g取。求:
(1)两者分离时,滑块的速度大小;
(2)滑块刚停止运动时,距木板左端的距离。
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