内容正文:
第二次阶段检测 物理
(考试时间:75分钟 总分:100分)
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 在“苏超”比赛中,南通队三名如东籍球员的精彩表现给观众留下了深刻印象。在下列研究情形中,能将足球看作质点的是( )
A. 研究足球在空中飞行的轨迹 B. 研究足球被踢出后的旋转状态
C. 研究运动员如何踢出“香蕉球” D. 研究守门员如何拳击球
2. 下列图片中涉及到的实验和物理思想方法,说法错误的是( )
A. 图甲,通过平面镜观察桌面的微小形变,该实验运用了微小放大的思想方法
B. 图乙,作用在水桶上两个力的效果与一个力相同,体现了控制变量的思想方法
C. 图丙,伽利略的斜面实验是通过逻辑推理把实际实验理想化的思想方法
D. 图丁,通过v-t图像的面积表示位移运用了微元求和的思想方法
3. 某质点做直线运动,其加速度与时间的关系如图所示,已知质点在时刻速度为,下列分析正确的是( )
A. 全过程中,质点做匀变速直线运动
B. 若,质点在时刻速度为
C. 若,该质点在直线上做往返运动
D. 若,该质点可能在直线上做往返运动
4. 如图所示,可视为质点的子弹以初速度垂直射入固定的叠在一起的相同木板,子弹经过时间t穿过前3块木板,且速度减为一半。已知子弹在运动中受到恒定的阻力,则( )
A. 子弹一共能穿过4块木板 B. 子弹一共能穿过6块木板
C. 子弹穿过每块木板的时间相同 D. 子弹在木板中运动的总时间3t
5. 如图甲所示,在水平面上测量木块所受的摩擦力时,作用在木块上的水平拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,木块运动速度v 随时间t变化的图像如图丙所示。则木块在( )
A. 4s时受到的摩擦力为0N
B. 15s时受到的摩擦力为6N
C. 30s时受到的摩擦力为12N
D. 45s时受到的摩擦力为4N
6. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在地面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与球A相连,球A、B间由一轻质细线连接,弹簧与细线均平行于斜面,A、B均处于静止状态。已知A、B的质量分别为m、2m,重力加速度为g。则烧断细线的瞬间( )
A. 球A的加速度为0 B. 球A的加速度为
C. 球B的加速度为0 D. 球B的加速度为
7. 如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C. 当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
D. 木板受到地面摩擦力的大小一定等于F
8. 如图所示,小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面时的位移最小,则其飞行时间为(不计空气阻力,重力加速度为g) ( )
A. v0 tan θ B. C. D.
9. 如图所示,A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。当自行车停在路边支起后轮,并用手摇动脚踏板带动后轮转动,A、B、C三点的线速度大小分别为vA、vB、 vC,角速度大小分别为ωA、ωB、ωC ,则( )
A. B.
C. ωA>ωB=ωC D. ωA ωBωC
10. 如图所示,与水平面夹角的倾斜传送带、两端相距,传送带始终以的速度逆时针匀速转动,将一质量的物块轻放在传送带的端,物块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物块在传送带上先加速运动后匀速运动
B. 物块到达传送带端时速度大小为
C. 物块从端运动到端所经历的时间为
D. 物块从端运动到端的路程比传送带通过的路程小
二、实验题:本题共四空,每空三分,共12分。
11. 某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。
(1)下列实验操作合理的有___________。
A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时,应用眼睛看A、B两球是否同时落地
B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内,固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止,则说明斜槽末端水平
D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时,不需要每次从斜槽上同一位置静止释放钢球
(2)该小组利用图乙装置,记录了钢球所经过的A、B、C三个位置,如图丙所示。图中每格的边长为L,重力加速度为g。
①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间___________(选填“相等”或“不相等”);
②钢球从A运动到B的时间为___________(用L、g表示);
③钢球做平抛运动的初速度为___________(用L、g表示)。
三、计算题:本大题共4小题,共48分。
12. 如图所示,一根细线上端固定在天花板上,下端系着质量为m的小球。小球在水平拉力作用下静止,细线与竖直方向的夹角为,重力加速度为g。
(1)求水平拉力的大小;
(2)改变拉力的大小和方向,小球仍静止在图示位置,求拉力的最小值。
13. 一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上,一个质量为m=1.0kg的小物块(可视为质点)以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑,小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.25。若斜面足够长,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:
(1)小物块沿斜面上滑时的加速度大小;
(2)小物块上滑的最大距离;
(3)小物块返回斜面底端时的速度大小。
14. 如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为θ,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,设重力加速度为.试求:
(1)物块由P运动到Q所用的时间t;
(2)物块由P点水平射入时的初速度;
(3)物块离开Q点时速度的大小.
15. 如图所示,上表面长为的水平传送带与平板紧靠在一起,且二者上表面在同一水平面,皮带以匀速顺时针转动,现在传送带左端无初速地放上一质量为的煤块(可视为质点),煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为,经过一段时间煤块被传送到传送带的右端,此过程在传送带上留下了一段黑色痕迹,随后煤块平稳滑上平板的同时,在平板右侧施加一个水平向右恒力,F作用了时煤块与平板速度恰好相等,此时撤去F,煤块最终刚好停在平板的右端没有滑下,已知平板质量为,不计空气阻力,求:
(1)传送带上黑色痕迹的长度d;
(2)平板与地面间动摩擦因数μ;
(3)平板的长度l。
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第二次阶段检测 物理
(考试时间:75分钟 总分:100分)
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 在“苏超”比赛中,南通队三名如东籍球员的精彩表现给观众留下了深刻印象。在下列研究情形中,能将足球看作质点的是( )
A. 研究足球在空中飞行的轨迹 B. 研究足球被踢出后的旋转状态
C. 研究运动员如何踢出“香蕉球” D. 研究守门员如何拳击球
【答案】A
【解析】
【详解】A.研究足球在空中飞行的轨迹时,只关注足球整体的运动路径(如抛物线轨迹),不涉及其大小、形状或旋转,因此可忽略细节,视为质点,故A正确;
B.研究足球被踢出后的旋转状态时,必须考虑足球的大小、形状和转动特性(如转动惯量),旋转状态与物体的尺寸直接相关,因此不能视为质点,故B错误;
C.研究运动员如何踢出“香蕉球”时,“香蕉球”的弯曲轨迹由足球的旋转和空气动力学效应(如马格努斯效应)决定,需分析足球的形状、旋转和踢球方式,因此不能视为质点,故C错误;
D.研究守门员如何拳击球时,关注击球点、球的受力响应及运动变化,足球的大小和形状会影响击球效果(如接触点位置),因此不能视为质点,故D错误。
故选A。
2. 下列图片中涉及到的实验和物理思想方法,说法错误的是( )
A. 图甲,通过平面镜观察桌面的微小形变,该实验运用了微小放大的思想方法
B. 图乙,作用在水桶上两个力的效果与一个力相同,体现了控制变量的思想方法
C. 图丙,伽利略的斜面实验是通过逻辑推理把实际实验理想化的思想方法
D. 图丁,通过v-t图像的面积表示位移运用了微元求和的思想方法
【答案】B
【解析】
【详解】A.利用激光和平面镜观察桌面的微小形变,借助光路偏转得到较明显的变化,运用了“微小量放大”的思想,故A正确;
B.用一个合力等效替代两个力,体现了“等效替代”的思想方法,故B错误;
C.伽利略的斜面实验是通过逻辑推理把实际实验理想化的思想方法,故C正确;
D.通过把物体的图像分段,求出各小段位移并相加,实质上是利用“微元求和”的思想方法来求总位移,故D正确。
本题选择错误的,故选B。
3. 某质点做直线运动,其加速度与时间的关系如图所示,已知质点在时刻速度为,下列分析正确的是( )
A. 全过程中,质点做匀变速直线运动
B. 若,质点在时刻速度为
C. 若,该质点在直线上做往返运动
D. 若,该质点可能在直线上做往返运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.质点的加速度改变,不做匀变速直线运动,故A错误;
B.图像与坐标轴围成的面积代表速度的变化,若,质点在时刻速度为0,故B错误;
C.若,由图可知该质点先往正方向加速,再往正方向减速为0,然后再次加速、减速,可知质点运动方向不变,故C错误;
D.若,设,该质点在0.5s时速度减为0,0.5s~1s正向加速,1s~1.5s正向减速至0,1.5s~2s反向加速,如此循环往复运动,故D正确;
故选D。
4. 如图所示,可视为质点的子弹以初速度垂直射入固定的叠在一起的相同木板,子弹经过时间t穿过前3块木板,且速度减为一半。已知子弹在运动中受到恒定的阻力,则( )
A. 子弹一共能穿过4块木板 B. 子弹一共能穿过6块木板
C. 子弹穿过每块木板的时间相同 D. 子弹在木板中运动的总时间3t
【答案】A
【解析】
【详解】AB.子弹在木板中做匀减速直线运动,设每块木板的厚度为d,加速度为a。
根据运动学规律可知
设子弹一共能穿过n块木板,则子弹最终速度为0,对整个过程有
解得n=4
所以子弹一共能穿过4块木板,故A正确,B错误;
C.子弹做匀减速运动,速度越来越小,穿过相同厚度的木板所用的时间越来越长,故C错误;
D.子弹穿过前3块木板的过程,根据速度—时间公式
整个过程,设总时间为,末速度为0,根据速度—时间公式
解得,故D错误。
故选A。
5. 如图甲所示,在水平面上测量木块所受的摩擦力时,作用在木块上的水平拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,木块运动速度v 随时间t变化的图像如图丙所示。则木块在( )
A. 4s时受到的摩擦力为0N
B. 15s时受到的摩擦力为6N
C. 30s时受到的摩擦力为12N
D. 45s时受到的摩擦力为4N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图丙可知,4s时木块仍处于静止状态,物体受到的拉力与静摩擦力平衡,由图乙可知,此时摩擦力大于0,小于4N,故A错误;
BCD.由图丙可知,时物体处于匀速状态,物体受到的拉力与滑动摩擦力平衡,结合图乙可知,物体受到的动摩擦力大小为,15s时、30s时、45s时物体都在运动,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力为4N,故BC错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在地面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与球A相连,球A、B间由一轻质细线连接,弹簧与细线均平行于斜面,A、B均处于静止状态。已知A、B的质量分别为m、2m,重力加速度为g。则烧断细线的瞬间( )
A. 球A的加速度为0 B. 球A的加速度为
C. 球B的加速度为0 D. 球B的加速度为
【答案】B
【解析】
【详解】系统处于静止状态,A、B受力平衡。 将A、B看作一个整体,沿斜面方向受力平衡,则有
弹簧的形变不能突变,因此在烧断细线的瞬间,弹簧的弹力大小和方向保持不变,对A有
解得
对B有
解得
故选B。
7. 如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C. 当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
D. 木板受到地面摩擦力的大小一定等于F
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.对木板:水平方向受到木块向右的滑动摩擦力f1和地面的向左的静摩擦力f2
f1=μ1mg
由平衡条件得
f2=f1=μ1mg
故A正确;
B.木板相对地面静止,属于静摩擦力,地面的静摩擦力不一定达到最大,则木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2(m+M)g,故B错误;
C.由题分析可知,木块对木板的摩擦力f1不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F改变时,f1不变,则木板不可能运动,故C错误;
D.因木块的运动状态不确定,只有当木块匀速运动时,木板受到地面摩擦力的大小才一定等于F,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面时的位移最小,则其飞行时间为(不计空气阻力,重力加速度为g) ( )
A. v0 tan θ B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球到达斜面时的位移最小,可知位移方向与斜面垂直,如图所示
根据几何关系有
解得飞行时间
故D正确,A、B、C错误。
故选D。
9. 如图所示,A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。当自行车停在路边支起后轮,并用手摇动脚踏板带动后轮转动,A、B、C三点的线速度大小分别为vA、vB、 vC,角速度大小分别为ωA、ωB、ωC ,则( )
A. B.
C. ωA>ωB=ωC D. ωA ωBωC
【答案】A
【解析】
【详解】AB.图像可知AB属于链条传动,故AB线速度大小相等,BC同轴转动角速度相同,根据
可知半径越大,线速度越大,故C的线速度大于B的线速度,综合以上分析可得
故A正确,B错误;
CD.以上分析可知,AB线速度大小相等,根据
可知半径越小,角速度越大,故B的角速度大于A的角速度,又因为BC同轴转动角速度相同,综合以上分析可得
故CD错误。
故选 A。
10. 如图所示,与水平面夹角的倾斜传送带、两端相距,传送带始终以的速度逆时针匀速转动,将一质量的物块轻放在传送带的端,物块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物块在传送带上先加速运动后匀速运动
B. 物块到达传送带端时速度大小为
C. 物块从端运动到端所经历的时间为
D. 物块从端运动到端的路程比传送带通过的路程小
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块轻放在传送带的A端,所受摩擦力方向沿传送带向下,由牛顿第二定律得
解得a1=8m/s2,经过
物块速度增大到等于传送带速度v0=12m/s,物块位移
由于
故物块继续向下加速运动,所受摩擦力方向沿传送带向上,由牛顿第二定律得
解得a2=2m/s2,即物块在传送带上先做加速度a1=8m/s2的加速运动,做加速度a2=2m/s2的加速运动,A错误;
B.由
解得v=14m/s,B错误;
C.由
解得t2=1s,物块从A运动到B所经历的时间
C正确;
D.在t=2.5s时间内,传送带位移
s=v0t=30m
物块从A运动到B的路程比传送带通过的路程小
△x=s-L=8m
D错误。
故选C。
二、实验题:本题共四空,每空三分,共12分。
11. 某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。
(1)下列实验操作合理的有___________。
A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时,应用眼睛看A、B两球是否同时落地
B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内,固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止,则说明斜槽末端水平
D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时,不需要每次从斜槽上同一位置静止释放钢球
(2)该小组利用图乙装置,记录了钢球所经过的A、B、C三个位置,如图丙所示。图中每格的边长为L,重力加速度为g。
①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间___________(选填“相等”或“不相等”);
②钢球从A运动到B的时间为___________(用L、g表示);
③钢球做平抛运动的初速度为___________(用L、g表示)。
【答案】 ①. BC ②. 相等 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]A.选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动,应该是听声音的方法判断小球是否同时落地,故A错误;
B.小球做平抛运动在竖直平面内,图乙装置中的背板必须处于竖直面内,固定时可用铅垂线检查背板是否竖直,故B正确;
C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止,则说明斜槽末端水平,故C正确;
D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时,每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球,这样才能保证初速度相同,故D错误。
故选BC。
(2)[2]①钢球从A运动到B和从B运动到C的水平位移相同,所以时间相等;
[3]②在竖直方向上,根据得,从A运动到B的时间为;
[4]③钢球平抛运动的初速度。
三、计算题:本大题共4小题,共48分。
12. 如图所示,一根细线上端固定在天花板上,下端系着质量为m的小球。小球在水平拉力作用下静止,细线与竖直方向的夹角为,重力加速度为g。
(1)求水平拉力的大小;
(2)改变拉力的大小和方向,小球仍静止在图示位置,求拉力的最小值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,如图所示
根据几何关系有
代入数据可得
【小问2详解】
对小球受力分析构建矢量三角形,如图所示
由几何关系可知,当拉力方向垂直于绳子方向时,拉力最小,有
13. 一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上,一个质量为m=1.0kg的小物块(可视为质点)以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑,小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.25。若斜面足够长,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:
(1)小物块沿斜面上滑时的加速度大小;
(2)小物块上滑的最大距离;
(3)小物块返回斜面底端时的速度大小。
【答案】(1)8m/s2;(2)1.0m;(3)2m/s。
【解析】
【详解】(1)小物块在斜面上的受力情况如右图所示,重力的分力
根据牛顿第二定律有
FN=F2,F1+Ff=ma
又因为
Ff=μFN
解得
=8.0m/s2
(2)小物块沿斜面上滑做匀减速运动,到达最高点时速度为零,则有
得
=1.0m
(3)小物块在斜面上的受力情况如右图所示,根据牛顿第二定律有
FN=F2,F1﹣Ff=ma'
得
4.0m/s2
因为
所以
14. 如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为θ,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,设重力加速度为.试求:
(1)物块由P运动到Q所用的时间t;
(2)物块由P点水平射入时的初速度;
(3)物块离开Q点时速度的大小.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)沿斜面向下有,,联立解得
(2)沿水平方向有
,
(3)物块离开Q点时的速度大小
15. 如图所示,上表面长为的水平传送带与平板紧靠在一起,且二者上表面在同一水平面,皮带以匀速顺时针转动,现在传送带左端无初速地放上一质量为的煤块(可视为质点),煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为,经过一段时间煤块被传送到传送带的右端,此过程在传送带上留下了一段黑色痕迹,随后煤块平稳滑上平板的同时,在平板右侧施加一个水平向右恒力,F作用了时煤块与平板速度恰好相等,此时撤去F,煤块最终刚好停在平板的右端没有滑下,已知平板质量为,不计空气阻力,求:
(1)传送带上黑色痕迹的长度d;
(2)平板与地面间动摩擦因数μ;
(3)平板的长度l。
【答案】(1)3.75m;(2)0.4;(3)1.65m
【解析】
【分析】
【详解】(1)设煤块在传送带上的加速度为a1,根据牛顿第二定律
解得
根据
解得
因为,所以煤块在传送带上一直加速,设需t1时间到右端,则
则传送带位移
痕迹的长度
(2)煤块滑上平板时速度,煤块加速度,设平板加速度为,根据
解得
平板
解得
(3)根据牛顿第二定律
解得
运动时间
全过程平板位移
全过程煤块位移
故平板长
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