内容正文:
励志高级中学高一上学期第五次自主练习
物理试卷
(时间:75分钟满分:100分)
命题人:高一物理组 审题人:高一物理组
第I卷
一、选择题(本大题共11小题,每小题4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. 理想实验是研究物理问题的一种重要方法,它把可靠事实和逻辑推理相结合,可以深刻地揭示自然规律。下列属于理想实验的是( )
A. 探究力的平行四边形定则实验
B. 伽利略设想的对接光滑斜面实验
C. 探究加速度与力和质量的关系实验
D. 悬挂法确定薄片状物体重心的实验
【答案】B
【解析】
【详解】伽利略设想的对接光滑斜面实验中是光滑斜面是不存在的,该实验无法实现,所以该实验是理想实验,其余三个实验都能在实验室完成,都不是理想实验。
故选B。
2. 有媒体报道中国空军于2020年12月14日上午8时出动飞机进行“绕岛巡航”,锤炼维护国家主权和领土完整的能力。若此次“绕岛巡航”从起点飞到巡航终点用时约1小时,航程约为1800千米,起点和终点的直线距离约为600千米。关于本次巡航下列说法正确的是( )
A. 报道中“1小时”是时刻 B. 报道中“上午8时”是时间
C. 平均速度大小约为1800km/h D. 平均速度大小约为600km/h
【答案】D
【解析】
【详解】A.报道中“1小时”是时间,A错误;
B.报道中“上午8时”是时刻,B错误;
CD.平均速度是位移与时间的比,因此平均速度为
C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,物体A放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,静止时弹簧的长度大于原长,若用一个从零开始逐渐增大的水平向右的力F拉A,直到把A拉动,在A被拉动之前的过程中,令弹簧对A的拉力为F',地面对A的摩擦力为f。下列说法正确的( )
A. F'方向保持不变,f方向保持不变
B. F'大小保持不变,f先减小后增大
C. F'一直在增大,f 一直在减小
D. 物体被拉动瞬间,拉力F的大小等于物体A与地面间的最大静摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】初始状态静摩擦力向右时,设弹簧的形变量为x,由平衡条件得
解得,物体运动前,x不变,随着拉力F的增大,静摩擦力f减小,当时 ,F再增大,静摩擦力向左;当静摩擦力向左时,由平衡条件得,物体运动前,x不变,随着拉力F的增大,静摩擦力f增大;物体被拉动瞬间,静摩擦力达到最大值,;在物体运动前,,x不变,F'不变。综上所述,F'始终保持不变,f先减小后增大,物体被拉动瞬间,拉力F的大小等于物体A与地面间的最大静摩擦力与弹簧弹力之和。
故选B。
4. 某同学用相同的两本书探究摩擦力,第一次把两本书一页一页交错叠起来,第二次把两本书直接叠放在一起,都用平行于书面方向的力试图把两本书分开,关于这两次实验下列说法正确的是( )
A. 两次拉开的力相同,因为书的重力不变,动摩擦因数相同
B. 第一次不容易拉开,因为压力一定时,接触面积越大摩擦力越大
C. 第一次实验若在两书匀速向下运动过程中更容易拉开
D. 第一次实验若在两书做自由落体运动的过程中更容易拉开
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.两本书相互对插时,由于多层书页相互接触,每层接触的书页都会产生摩擦力,故增加了摩擦力个数,则第一次不容易拉开,而摩擦力的大小与接触的物体运动状态无关,动摩擦因数与材料有关,书的材料没有变,故动摩擦因数大小也不变,故ABC错误;
D.两书做自由落体运动,纸张之间没有压力,也就没有摩擦力,则第一次实验若在两书做自由落体运动的过程中更容易拉开,故D正确。
故选D。
5. 2020年12月17日凌晨“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗着陆场顺利着陆,在回收过程中“嫦娥五号”返回器采取“半弹道跳跃方式”再次返回,并在降至地面处打开降落伞减速,从降落伞打开到返回至地面这一过程中,下列说法正确的是( )
A. 返回器下落过程中减速是因为降落伞对返回器的拉力大于返回器对降落伞的拉力
B. 打开降落伞后,返回器内的月球样品处于失重状态
C. 若返回器受到的阻力与速度大小成正比,返回器做加速度增大的加速运动
D. 若返回器受到的阻力与速度大小成正比,返回器做加速度减小的减速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.降落伞对返回器的拉力和返回器对降落伞的拉力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,两者大小相等,故A错误;
B.打开降落伞后,返回器向下减速,加速度向上,拉力大于重力,返回器及其内部的月球样品处于超重状态,故B错误;
CD.对返回器进行受力分析,受到向下的重力和向上的阻力,减速下降,阻力大于重力,由牛顿第二定律
得返回器的加速度
返回器向下减速,速度减小,阻力与速度成正比,阻力也减小,由上式知加速度减小,所以返回器做加速度逐渐减小的减速运动,故C错误,D正确。
故选D。
6. 机动车礼让行人已经成为种普遍的自觉行为.某汽车正以10m/s的速度在公路上匀速直线行驶,驾驶员突然发现正前方15m处斑马线上有行人,于是刹车礼让,设汽车与驾驶员的总质量为2t,驾驶员的反应时间为0.5s,且汽车做匀减速运动恰好停止在斑马线前。下列说法不正确的是( )
A. 汽车在驾驶员反应时间内位移大小为5m
B. 汽车在减速过程中第2s内位移大小为10m
C. 从驾驶员发现斑马线上有行人到停下来共需2.5s
D. 汽车在减速过程中受到的阻力大小为1.0×104N
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车在驾驶员反应时间内位移大小
A 正确;
C.汽车在减速过程中,根据
而
解得
减速的时间
因此从驾驶员发现斑马线上有行人到停下来共需时间
C正确;
B.可以将减速过程倒过来看成匀加速运动,减速过程中第2s内位移大小相当于做匀加速运动第1s的位移
B错误;
D.根据牛顿第二定律
可得汽车在减速过程中受到的阻力
D正确。
故不正确的选B。
7. 如图为颈椎病人设计的一个牵引装置示意图。一根轻绳绕过两个定滑轮和一个轻质动滑轮后两端各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的轻质帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内。下面说法正确的是( )
A. 如果要增大手指所受的拉力,可以向上移动手指增大夹角θ来实现
B. 无论如何改变夹角θ,手指所受的拉力一定大于其中一个重物的重力
C. 若用此装置验证力的平行四边形定则,只需测出两个物体的重力和手指对帆布袋的拉力大小
D. 若θ=,每个重物的重力为G,保持系统静止需要手指施加大小为G的竖直向下的力
【答案】D
【解析】
【详解】对动滑轮受力分析,受重力、两个对称的拉力,拉力等于悬挂物体的重量mg,如图
则可知手指受力为
A.手指向上移动,两个拉力大小不变,夹角变大,故两拉力合力变小,故手要用较小的力,故A错误;
B.改变夹角θ,手指所受的拉力可能等于或小于重物的重力,故B错误;
C.若用此装置验证力的平行四边形定则,只需测出两个物体的重力和手指对帆布袋的拉力大小和方向,故C错误;
D.由
若θ=,每个重物的重力为G,则
方向竖直向下,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,一个质量为m的小球从轻质弹簧正上方O点处自由下落,A点为弹簧的原长处,B点为弹簧弹力和小球重力大小相等处,C点为小球能到达的最低处,整个过程中弹簧始终未超过弹性限度,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球运动到A点速度最大
B. 小球运动到B点后加速度方向发生改变
C. 从A点到C点的过程中,小球一直在做减速运动
D. 从B点到C点的过程中,小球加速度不断减小
【答案】B
【解析】
【详解】BD.在B点为弹簧弹力和小球重力大小相等,合力等于零,加速度等于零,小球运动到B点后加速度方向发生改变,从B点到C点的过程中,小球加速度不断增大,B正确,D错误;
AC.在B点为弹簧弹力和小球重力大小相等,合力等于零,加速度等于零,速度最大,从A点到C点的过程中,小球先加速后减速,AC错误。
故选B。
9. 如图所示,质量为M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一质量为m的物块,物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为,若要以水平外力F将木板抽出,则力F的大小至少为( )
A. mg
B. (M+m)g
C. (m+2M)g
D. 2(M+m) g
【答案】D
【解析】
【详解】对m与M分别进行受力分析如;如图所示;
对m有:f1=ma1 …①
f1=μmg…②
由①和②得:a1=μg
对M进行受力分析有:F-f-f2=M•a2…③
f1和f2互为作用力与反作用力故有:f1=f2=μ•mg…④
f=μ(M+m)•g…⑤
由③④⑤可得a2=-μg
要将木板从木块下抽出,必须使a2>a1
解得:F>2μ(M+m)g
故选D.
【点睛】正确的受力分析,知道能将木板从木块下抽出的条件是木板产生的加速度比木块产生的加速度来得大这是解决本题的关键.
10. 如图所示,水平面上固定着一倾角为30°光滑斜面,斜面上有两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,现对B施加一水平向左的力F,使A、B一起以加速度a沿面向上做匀加速直线运动,此时弹簧的长度为l,则弹簧原长和力F的大小分别为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】以整体为研究对象,受力分析,根据牛顿第二定律可知,沿斜面方向有
解得
以B为研究对象沿斜面方向有
解得
故选A。
11. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知,则( )
A. 时刻,小物块离A处的距离达到最大
B. 时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 时间内小物块受滑动摩擦力作用,时间内小物块受静摩擦力作用
D. 时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
【答案】B
【解析】
【详解】A.对小物块进行分析可知,小物块先向左做匀减速直线运动,减速至0后向右做匀加速直线运动,速度达到与传送带速度相等时,再向右做匀速直线运动,可知在速度减为0,即在时刻,小物块离A处的距离达到最大,故A错误;
B.结合上述可知,在时间内小物块相对于传送带向左运动, 在时间内小物块速度方向向右,大小小于传送带的速度,小物块仍然相对于传送带向左运动, 小物块与传送带速度相等,小物块与传送带保持相对静止向右做匀速直线运动,该时间内没有发生相对运动,可知,时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大,故B正确;
C.根据上述,时间内,小物块相对传送带向左运动,小物块受到向右的滑动摩擦力,在时间内,小物块向右做匀速直线运动,根据平衡条件可知,小物块受到的摩擦力为0,故C错误;
D.根据上述可知,时间内,小物块相对传送带向左运动,小物块受到的滑动摩擦力方向始终向右,故D错误。
故选B。
第II卷
二、实验题(本大题共1小题,每空3分,共12分。把答案填在答题卡上的相应位置。)
12. 如图甲所示,某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,小车的左端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连,小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连,实验中认为砝码和盘的总重力近似等于绳的拉力,已知重力加速度为g,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)实验主要步骤如下,下列做法正确的是____________(填字母代号)
A. 实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
B. 调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
C. 把远离定滑轮一侧的木板垫高,调节木板的倾角,使小车在砝码和盘的牵引下做匀速直线运动
D. 每次通过增减小车上的砝码改变小车质量时,都需要重新调节木板倾角。
(2)甲同学在补偿阻力后,在保持小车质量不变的情况下,改变砝码盘中砝码的质量,重复实验多次,作出了如图乙所示的图像,其中图线末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能是____________。(填字母代号)
A. 因为补偿阻力不足
B. 因为补偿阻力过度
C. 砝码和盘的总质量未满足远大于小车总质量的条件
D. 砝码和盘的总质量未满足远小于小车总质量的条件
(3)乙同学遗漏了补偿阻力这一步骤,若长木板水平,保持小车质量一定,测得小车加速度a与所受外力F的关系图像如图丙所示,则小车与木板间的动摩擦因数____________(用字母表示)
(4)丙同学遗漏了补偿阻力这一步骤,若长木板水平,保持砝码盘中砝码质量不变,测得小车质量的倒数与小车加速度的图像如图丁所示,设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车与长木板间的动摩擦因数____________(用字母表示)。
【答案】(1)B (2)D
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.实验时,要先接通打点计时器的电源再放开小车。故A错误;
B.为使小车细绳的拉力就是小车受到的合力,应调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行。故B正确;
C.把远离定滑轮一侧的木板垫高,调节木板的倾角,使小车在不受牵引力时做匀速直线运动,以此平衡摩擦力。故C错误;
D.平衡摩擦力后,每次通过增减小车上的砝码改变小车质量时,不需要重新调节木板倾角。故D错误。
故选B。
【小问2详解】
图线末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能是砝码和盘的总质量没有满足“远小于小车质量”的要求。
故选D。
【小问3详解】
设小车质量为M根据牛顿第二定律有
整理,可得
结合题图可知
解得
【小问4详解】
设小车质量为M根据牛顿第二定律有
整理有
结合题图可知
,
解得
三、解答题(本大题共4小题,其中第13题9分,14题10分,15题10分,16题15分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
13. 如图所示,质量为的物体放置在水平地面上,在大小、方向与水平面成角斜向上的拉力作用下,由静止开始内的位移为,取重力加速度, ,。求
(1)物体末速度的大小;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数;
(3)若末撤去拉力,则物体还能运动多远?
【答案】(1)15m/s;(2)0.75;(3)15m
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据解得
故物体末速度的大小为
(2)根据牛顿第二定律可知
代入数据解得
(3)若末撤去拉力,此时物体做匀减速运动,加速度为
根据
解得
14. 如图所示为研究自动驾驶技术的一个实验示意图,在平直公路上,汽车A向超声测速仪B做直线运动,设t1=0时汽车A与测速仪B相距d1=347.5m,此时测速仪B发出一个超声波信号和红外线,汽车A接收到红外线时刹车,当测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车A恰好停止,此时汽车A和测速仪B相距d2=337.5m,已知超声波的速度v=340m/s,红外线的速度远大于超声波的速度。求:
(1)汽车A接收到超声波的信号时,它与测速仪B的间距;
(2)汽车A自刹车至停下的时间;
(3)汽车A刹车过程中的加速度和初速度的大小。
【答案】(1)340m;(2)2s;(3)a = 5m/s²;v0 = 10m/s
【解析】
【详解】(1)红外线的传播速度等于光速,可以认为汽车A与测速仪B相距d1=347.5m时开始刹车做匀减速运动到停止;设汽车A接收到超声波的信号时,它与测速仪B的间距为x,那么汽车从刹车到停止先后通过d1-x与x-d2两段距离所用时间分别等于超声波的往返时间,这两段时间一定是相等的;根据初速度等于零的匀加速直线运动的连续相等时间的比例规律,这两段的距离之比为3:1
解得
(2)汽车A自刹车至停下的时间等于超声波的往返时间
(3)由逆向思维,汽车A刹车过程中的加速度大小为
解得
由逆向思维,汽车A刹车过程中的初速度为
15. 随着2023年初新型冠状病毒感染实行乙类乙管,给五一假期旅游出行带来极大人气。小朱同学对合肥新桥国际机场正在工作的传送带引起极大兴趣,小朱同学注意到某一条水平传送带正以1m/s匀速运动,长度1.25m,已知行李和传送带之间的动摩擦因数为0.25,g取10m/s2,可视为质点的某件行李轻放在传送带左端。求:
(1)行李加速前进的距离;
(2)行李在传送带上留下多长的摩擦痕迹;
(3)如果要把行李最快运送到传送带右端,传送带的最小速度。
【答案】(1)0.2m;(2)0.2m;(3)2.5m/s
【解析】
【详解】(1)行李轻放在传送带左端,行李做匀加速运动的加速度为
设行李到达右端前已经与传送带共速,则行李加速前进的距离为
所以行李加速前进的距离为0.2m;
(2)行李轻放在传送带左端到与传送带共速所用时间为
行李加速过程与传送带发生的相对位移为
即行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.2m;
(3)如果要把行李最快运送到传送带右端,行李应一直做匀加速运动到右端,则有
解得
可知传送带的速度至少为2.5m/s。
16. 如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上。其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。C的质量为,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)未拉A时,C受到B作用力的大小
(2)C从初始状态至恰好降到地面的过程中,A的位移大小
(3)动摩擦因数的最小值μmin。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
C受力平衡有
得
【小问2详解】
由几何关系得 A移动的位移为
【小问3详解】
C恰好降到地面时,B受C压力的水平分量最大
B受地面最大摩擦力
由题意可知,此时对应得动摩擦因数为最小值
解得
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励志高级中学高一上学期第五次自主练习
物理试卷
(时间:75分钟满分:100分)
命题人:高一物理组 审题人:高一物理组
第I卷
一、选择题(本大题共11小题,每小题4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. 理想实验是研究物理问题的一种重要方法,它把可靠事实和逻辑推理相结合,可以深刻地揭示自然规律。下列属于理想实验的是( )
A. 探究力的平行四边形定则实验
B. 伽利略设想的对接光滑斜面实验
C. 探究加速度与力和质量的关系实验
D. 悬挂法确定薄片状物体重心的实验
2. 有媒体报道中国空军于2020年12月14日上午8时出动飞机进行“绕岛巡航”,锤炼维护国家主权和领土完整的能力。若此次“绕岛巡航”从起点飞到巡航终点用时约1小时,航程约为1800千米,起点和终点的直线距离约为600千米。关于本次巡航下列说法正确的是( )
A. 报道中“1小时”是时刻 B. 报道中“上午8时”是时间
C. 平均速度大小约为1800km/h D. 平均速度大小约为600km/h
3. 如图所示,物体A放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,静止时弹簧的长度大于原长,若用一个从零开始逐渐增大的水平向右的力F拉A,直到把A拉动,在A被拉动之前的过程中,令弹簧对A的拉力为F',地面对A的摩擦力为f。下列说法正确的( )
A. F'方向保持不变,f方向保持不变
B. F'大小保持不变,f先减小后增大
C. F'一直在增大,f 一直在减小
D. 物体被拉动瞬间,拉力F的大小等于物体A与地面间的最大静摩擦力
4. 某同学用相同的两本书探究摩擦力,第一次把两本书一页一页交错叠起来,第二次把两本书直接叠放在一起,都用平行于书面方向的力试图把两本书分开,关于这两次实验下列说法正确的是( )
A. 两次拉开的力相同,因为书的重力不变,动摩擦因数相同
B. 第一次不容易拉开,因为压力一定时,接触面积越大摩擦力越大
C. 第一次实验若在两书匀速向下运动过程中更容易拉开
D. 第一次实验若在两书做自由落体运动的过程中更容易拉开
5. 2020年12月17日凌晨“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗着陆场顺利着陆,在回收过程中“嫦娥五号”返回器采取“半弹道跳跃方式”再次返回,并在降至地面处打开降落伞减速,从降落伞打开到返回至地面这一过程中,下列说法正确的是( )
A. 返回器下落过程中减速是因为降落伞对返回器的拉力大于返回器对降落伞的拉力
B. 打开降落伞后,返回器内的月球样品处于失重状态
C. 若返回器受到的阻力与速度大小成正比,返回器做加速度增大的加速运动
D. 若返回器受到的阻力与速度大小成正比,返回器做加速度减小的减速运动
6. 机动车礼让行人已经成为种普遍的自觉行为.某汽车正以10m/s的速度在公路上匀速直线行驶,驾驶员突然发现正前方15m处斑马线上有行人,于是刹车礼让,设汽车与驾驶员的总质量为2t,驾驶员的反应时间为0.5s,且汽车做匀减速运动恰好停止在斑马线前。下列说法不正确的是( )
A. 汽车在驾驶员反应时间内位移大小为5m
B. 汽车在减速过程中第2s内位移大小为10m
C. 从驾驶员发现斑马线上有行人到停下来共需2.5s
D. 汽车在减速过程中受到的阻力大小为1.0×104N
7. 如图为颈椎病人设计的一个牵引装置示意图。一根轻绳绕过两个定滑轮和一个轻质动滑轮后两端各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的轻质帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内。下面说法正确的是( )
A. 如果要增大手指所受的拉力,可以向上移动手指增大夹角θ来实现
B. 无论如何改变夹角θ,手指所受的拉力一定大于其中一个重物的重力
C. 若用此装置验证力的平行四边形定则,只需测出两个物体的重力和手指对帆布袋的拉力大小
D. 若θ=,每个重物的重力为G,保持系统静止需要手指施加大小为G的竖直向下的力
8. 如图所示,一个质量为m的小球从轻质弹簧正上方O点处自由下落,A点为弹簧的原长处,B点为弹簧弹力和小球重力大小相等处,C点为小球能到达的最低处,整个过程中弹簧始终未超过弹性限度,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球运动到A点速度最大
B. 小球运动到B点后加速度方向发生改变
C. 从A点到C点的过程中,小球一直在做减速运动
D. 从B点到C点的过程中,小球加速度不断减小
9. 如图所示,质量为M的木板,上表面水平,放在水平桌面上,木板上面有一质量为m的物块,物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为,若要以水平外力F将木板抽出,则力F的大小至少为( )
A. mg
B. (M+m)g
C. (m+2M)g
D. 2(M+m) g
10. 如图所示,水平面上固定着一倾角为30°光滑斜面,斜面上有两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,现对B施加一水平向左的力F,使A、B一起以加速度a沿面向上做匀加速直线运动,此时弹簧的长度为l,则弹簧原长和力F的大小分别为( )
A.
B.
C.
D.
11. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知,则( )
A. 时刻,小物块离A处的距离达到最大
B. 时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 时间内小物块受滑动摩擦力作用,时间内小物块受静摩擦力作用
D. 时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
第II卷
二、实验题(本大题共1小题,每空3分,共12分。把答案填在答题卡上的相应位置。)
12. 如图甲所示,某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,小车的左端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连,小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连,实验中认为砝码和盘的总重力近似等于绳的拉力,已知重力加速度为g,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)实验主要步骤如下,下列做法正确的是____________(填字母代号)
A. 实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
B. 调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
C. 把远离定滑轮一侧的木板垫高,调节木板的倾角,使小车在砝码和盘的牵引下做匀速直线运动
D. 每次通过增减小车上的砝码改变小车质量时,都需要重新调节木板倾角。
(2)甲同学在补偿阻力后,在保持小车质量不变的情况下,改变砝码盘中砝码的质量,重复实验多次,作出了如图乙所示的图像,其中图线末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能是____________。(填字母代号)
A. 因为补偿阻力不足
B. 因为补偿阻力过度
C. 砝码和盘的总质量未满足远大于小车总质量的条件
D. 砝码和盘的总质量未满足远小于小车总质量的条件
(3)乙同学遗漏了补偿阻力这一步骤,若长木板水平,保持小车质量一定,测得小车加速度a与所受外力F的关系图像如图丙所示,则小车与木板间的动摩擦因数____________(用字母表示)
(4)丙同学遗漏了补偿阻力这一步骤,若长木板水平,保持砝码盘中砝码质量不变,测得小车质量的倒数与小车加速度的图像如图丁所示,设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车与长木板间的动摩擦因数____________(用字母表示)。
三、解答题(本大题共4小题,其中第13题9分,14题10分,15题10分,16题15分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
13. 如图所示,质量为的物体放置在水平地面上,在大小、方向与水平面成角斜向上的拉力作用下,由静止开始内的位移为,取重力加速度, ,。求
(1)物体末速度的大小;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数;
(3)若末撤去拉力,则物体还能运动多远?
14. 如图所示为研究自动驾驶技术的一个实验示意图,在平直公路上,汽车A向超声测速仪B做直线运动,设t1=0时汽车A与测速仪B相距d1=347.5m,此时测速仪B发出一个超声波信号和红外线,汽车A接收到红外线时刹车,当测速仪B接收到反射回来的超声波信号时,汽车A恰好停止,此时汽车A和测速仪B相距d2=337.5m,已知超声波的速度v=340m/s,红外线的速度远大于超声波的速度。求:
(1)汽车A接收到超声波的信号时,它与测速仪B的间距;
(2)汽车A自刹车至停下的时间;
(3)汽车A刹车过程中的加速度和初速度的大小。
15. 随着2023年初新型冠状病毒感染实行乙类乙管,给五一假期旅游出行带来极大人气。小朱同学对合肥新桥国际机场正在工作的传送带引起极大兴趣,小朱同学注意到某一条水平传送带正以1m/s匀速运动,长度1.25m,已知行李和传送带之间的动摩擦因数为0.25,g取10m/s2,可视为质点的某件行李轻放在传送带左端。求:
(1)行李加速前进的距离;
(2)行李在传送带上留下多长的摩擦痕迹;
(3)如果要把行李最快运送到传送带右端,传送带的最小速度。
16. 如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上。其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。C的质量为,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)未拉A时,C受到B作用力的大小
(2)C从初始状态至恰好降到地面的过程中,A的位移大小
(3)动摩擦因数的最小值μmin。
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