内容正文:
山西大学附中
2025—2026学年第一学期高一年级12月月考考试
物理试题
考查时间:75分钟 满分:100分 考查内容:力、牛顿定律
一、单选题(共7小题,每小题4分,共28分;在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 下列对于牛顿运动定律的理解正确的是( )
A. 力是改变物体运动状态的原因,故必须有力的作用物体才能运动
B. 作用力和反作用力只有在平衡状态时才满足大小相等
C. 由可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
D. 由可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比
【答案】D
【解析】
【详解】A.力是改变运动状态的原因,但运动不需要力来维持,故A错误;
B.任何情况下,作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一直线上,故B错误;
C.质量是物体本身的属性,由物体本身决定,与物体是否受力无关,故C错误;
D.由牛顿第二定律表达式可知,加速度与合外力成正比,与质量成反比,故D正确。
故选D。
2. 如图甲所示,售货员给推车一初速度,使其运动一段距离后停靠在墙边,该过程可看成推车做匀变速直线运动。用手机每隔0.2s给运动中的推车拍一张照片,取连续的三张照片①②③整合到一起,如图乙所示,拍照间隔内推车移动的距离分别为0.75m、0.65m。已知推车的质量为16kg,所受阻力恒定,重力加速度g=10m/s2,则推车受到的阻力大小为( )
A. 40N B. 30N C. 20N D. 10N
【答案】A
【解析】
【详解】根据逐差法Δx=aT2可得,推车离手后的加速度a= m/s2
对推车进行受力分析,根据牛顿第二定律可得,推车受到的阻力大小f=m|a|=40 N
故选A。
3. 蹦极运动是年轻人喜爱的一种惊险刺激运动。如图所示,质量为m的人(人视为质点)系上一原长为的弹性绳从A点无初速度跳下,下降的最低点在A点正下方的C点。几次上下运动后停止在A点正下方的B点。不计空气阻力,重力加速度g。人第一次从过程中,下列说法正确的是( )
A. 弹性绳拉直前的瞬间人的速度为,人一直处于超重状态
B. 经过B点时,人的加速度虽然为0,但速度达到最大
C. 人在C点时速度为0,加速度也为0
D. 弹性绳拉直以后,人一直做减速运动,直到速度减为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.弹性绳拉直前人做自由落体运动,人一直处于失重状态,则拉直前的瞬间人的速度为,故A错误;
B.经过点时,人受力平衡,此时人的加速度为0,速度达到最大,故B正确;
C.人在点时速度为0,加速度向上最大,故C错误;
D.弹性绳拉直以后,开始阶段重力大于弹力,则人向下做加速运动,当弹力等于重力时,加速度为零,速度最大,以后弹力大于重力,加速度向上,人做减速运动,直到速度减为零,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,半径为3R的半圆柱体P静止在水平地面上,静止于P上的光滑小圆柱体Q质量为m,半径为R,此时竖直挡板MN恰好与P、Q相切,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. Q受到的P的弹力为
B. Q受到的挡板MN的弹力为
C. 若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,P受到地面的摩擦力变大
D. 若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,Q受到P的弹力变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对圆柱体受力分析,受到重力、挡板的支持力和对的支持力,如图所示
由几何关系可得
所以
根据平衡条件可得
故AB错误;
CD.对、整体受力分析,受重力、地面支持力、挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦力,根据共点力平衡条件,则有
保持竖直且缓慢地向右移动过程中,角不断变小,故变大,结合上述结论
可知,变小时,, 均变大,故C正确,D错误。
故选C。
5. 羽毛球爱好者小彭左手拿着球筒,球筒中静置着一个羽毛球,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,羽毛球离筒的上端距离为,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 静置时,羽毛球受到的摩擦力为0.9N
B. 拍打球筒后,羽毛球相对于地面向上运动
C. 拍打球筒后瞬间,筒的加速度大小为
D. 若右手拍打一次,筒获得2m/s的初速度,则羽毛球就能从筒口上端出来
【答案】C
【解析】
【详解】A.羽毛球静置时,对羽毛球,根据平衡条件有,故A错误;
BCD.拍打球筒后瞬间,对羽毛球由牛顿第二定律有
解得
仅拍打一次,羽毛球恰能飞出,则羽毛球与球筒恰好达到共同速度,设球筒的加速度为,筒的初速度为,对球筒,根据牛顿第二定律有
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
根据分析可知,在达到共同速度前,球筒向下运动的位移大于羽毛球向下运动的位移,两者位移之差等于 时羽毛球恰好飞出,此时羽毛球相对地面仍是向下运动的,故BD错误,C正确。
故选C。
6. 如图所示,把倾角为的粗糙斜面体C固定于水平地面上,质量为的物块A通过跨过光滑轻定滑轮的轻绳与质量为的小球B连接,点为轻绳与定滑轮的接触点,初始时,小球B在水平向右的拉力作用下,使轻绳段与水平拉力的夹角为;A,B均保持静止状态。现改变拉力,并保持夹角大小不变,将小球B向右上方缓慢拉起至水平,物块A始终保持静止状态。为重力加速度,关于该过程下列说法正确的是( )
A. 拉力最大为
B. 拉力F一直变小
C. 轻绳拉力先变大后变小
D. 物块A所受摩擦力先变小后变大
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.小球B受重力mg、拉力F、轻绳拉力三个力作用,设F与mg所成夹角为, 与mg所成夹角为,如图所示
小球B一直处于受力平衡状态,将这三个力进行适当平移可构成一个首尾相接的矢量三角形,如图所示
根据正弦定理有
即
故,
在动态变化过程中由逐渐增大到,由逐渐减小到,故一直减小,一直增大,故一直增大,一直减小,当即时,最大,最大值为,故ABC错误;
D.在动态变化过程中,由1逐渐减小到,故由逐渐减小到,物块A的重力沿斜面向下的分力大小为
故先比物块A的重力沿斜面向下的分力大,后比物块A的重力沿斜面向下的分力小,故物块A所受摩擦力先沿斜面向下,大小逐渐减小,后沿斜面向上,大小逐渐增大,即物块A所受的摩擦力先变小后变大,故D正确。
故选D。
7. 如图,在竖直平面内固定一光滑的半圆环,圆心为O、半径为R,OA为半圆环的竖直半径,AB为与OA在同一直线上的光滑固定杆,半圆环上套有一小球a,杆AB上套有另一小球b。两小球之间连接一轻弹簧,初始时小球a在距圆环A点右侧不远处的P点,小球b固定于杆AB上的Q点,两小球间距离为R。现用外力使小球b沿杆AB缓慢向上移动一段距离,但未到达A点。在移动过程中弹簧始终在弹性限度内且在一条直线上,两小球均可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 初始时弹簧弹力大于半圆环对小球a的弹力
B. 初始时弹簧弹力大于小球a的重力
C. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中,环对小球a的支持力先增大后减小
D. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中,弹簧弹力增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对小球a进行受力分析,小球a受重力G,半圆环对小球a的支持力和弹簧弹力F,三力平移后构成一首尾相连的三角形,如图所示,力的三角形与三角形OPQ相似,根据三角形相似有
初始时
,
所以
选项AB错误;
C.小球b缓慢上移过程,小球a处于动态平衡状态,随着小球b上移,OQ减小,OP不变,重力G不变,半圆环对小球的支持力增大,选项C错误;
D.设弹簧的原长为L,弹簧的形变量为x,根据胡克定律有
则
OQ减小,重力G不变,L不变,则弹簧形变量x增大,弹簧弹力F增大,选项D正确。
故选D。
8. 一个质量为的物体沿水平面做直线运动,如图所示,图线a表示物体受水平拉力时的图象,图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的图象,下列说法正确的是
A. 水平拉力的大小为,方向与摩擦力方向相同
B. 水平拉力作用下物体滑行12m
C. 撤去拉力后物体还能滑行
D. 物体与水平面间的动摩擦因数为
【答案】AB
【解析】
【详解】试题分析:a直线可以得出物体加速度为a1=m/s2,则物体在拉力作用下所受到的合外力为ma1=0.2N(与速度方向相反,因为做减速运动),b直线可以得出物体加速度为a2=m/s2,则物体在撤去水平拉力后所受到的合外力为ma2=0.1N(与速度方向相反)则物体所受到的拉力大小为0.1N,方向与速度方向相反.与摩擦力方向相同,故A错误,B正确;撤去拉力瞬间物体的速度为3m/s,加速度为a2=m/s2,则可以运动的位移为:S=m=13.5m.故C错误;物体所受到的摩擦力的大小为ma1=0.1N=μmg,则μ=.故D错误.
考点:直线运动和v-t图像
9. 如图所示,竖直墙面上的O点固定有一个水平直杆OP,杆OP长为d=0.6m,现将长度为l=1m的轻绳一端固定于杆左端的P点,另一端固定于墙上O点正下方的Q点,重为24N的物体用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态,则关于轻绳上的弹力下列说法正确的是( )
A. 轻绳上的弹力为20N
B. 轻绳上的弹力为15N
C. 如果将轻绳在墙上的固定点Q竖直下移,物体静止后轻绳上的弹力大小不变
D. 如果将轻绳在直杆上的固定点移到P点右侧,物体静止后轻绳上的弹力变大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设挂钩所在处为N点,延长PN交墙于M点,如图所示,
同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为,则根据几何关系可知
故,即PM等于绳长;根据几何关系可得
则
根据平衡条件可得
解得,故A错误、B正确;
C.墙上的固定点Q下移,根据几何关系可知,上式中的PO、PM大小不变,两绳与竖直方向的夹角不变,故绳上的弹力大小不变,故C正确;
D.直杆上的固定点右移,对应PO变小,两绳与竖直方向的夹角变小,轻绳上的弹力变小,故D错误。
故选BC。
10. 弹性轻绳一端固定在点,另一端自然下垂至点,在点固定一光滑小钉,将质量为的小物块连在弹性绳下端,小物块静止在点正下方的水平地面上,所受的支持力大小为其重力大小的三分之一,此时点到小物块的距离为,现对小物块施加一水平向左的恒力,小物块向左运动。已知小物块与地面间的动摩擦因数,重力加速度为,弹性绳始终在弹性限度内且满足胡克定律,小物块可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 弹性绳的劲度系数为
B. 小物块在向左运动的过程中所受的滑动摩擦力在增大
C. 小物块在向左运动的过程中所受的滑动摩擦力大小一直为
D. 当时,小物块合力为0
【答案】CD
【解析】
【详解】A.小物块静止在点正下方的水平地面上,有
解得弹性绳的劲度系数为,故A错误;
BC.设小物块在向左运动的过程中弹性绳与水平面的夹角为,则弹性绳的形变量为
小物块所受的滑动摩擦力大小为
解得,故小物块在向左运动的过程中所受的滑动摩擦力恒定不变,一直为,故B错误,C正确;
D.当时,小物块合力为
解得,故D正确。
故选CD。
11. 重庆李子坝轻轨穿楼吸引无数游客前来打卡,高一年级某同学在学习了牛顿第二定律之后设计了一个简易的加速度测量仪,用来测量轻轨减速进站或加速离站时的加速度。某次测试时,该同学将如图所示的测量仪固定在轻轨的水平地面上,测量仪内一端连有摆球的细线悬挂于O点,小球与测量仪保持相对静止后细线与竖直方向的夹角为θ,通过该角度便能计算得到轻轨此时的加速度值。不计空气阻力和一切摩擦,已知重力加速度大小为g=10m/s2。则( )
A. 当测量仪中细线与竖直方向夹角θ=0°时,轻轨处于静止或匀速直线运动状态
B. 当测量仪中细线与竖直方向在两侧角度相同时,表示轻轨的加速度相同
C. 当细线与竖直方向的夹角的正切值时,轻轨的加速度大小为1m/s2
D. 若对每一个角度对应的加速度进行标注,则表盘刻度是均匀的
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当测量仪中细线与竖直方向夹角θ=0°时,小球受向上的拉力和向下的重力,水平方向不受力,故处于平衡状态,说明轻轨做匀速直线运动或者静止状态。故A正确;
B.当测量仪中细线与竖直方向在两侧角度相同时,轻轨的加速度大小相同,但方向相反,故B错误;
C.若轻轨加速度向左时,小球受力如图所示
由牛顿第二定律得F合=mgtanθ=ma
解得a=gtanθ=1m/s2
故C正确;
D.因为a=gtanθ,a随θ非线性变化,故对每一个角度对应的加速度进行标注,则表盘刻度是不均匀的。故D错误。
故选AC。
三、实验题(每空2分,共12分)
12. 下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为的交变电源。在小车质量一定的情况下探究加速度与力的关系。
(1)为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力,故在组装器材完毕后需平衡阻力,平衡阻力时________(选填“需要”或“不需要”)挂上砂桶;正确操作后,在长木板右端下放一块垫木,以调整长木板右端的高度,放上小车后,轻推小车使之运动,打点计时器在纸带上打出如图所示的纸带(纸带上打点方向为由到),则需要将垫木向________(选填“左”或“右”)移动。
(2)本实验操作过程中,________(选填“需要”或“不需要”)满足砂桶及砂的质量远小于小车质量。
(3)下图是某同学实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带,已知相邻两点间还有4个点未画出,则根据纸带可得此次小车的加速度________。(结果保留3位有效数字)
(4)若某次实验过程中,求得小车加速度的大小为,则砂桶的加速度为________。
(5)如图是甲、乙、丙三位同学作出的加速度与弹簧测力计示数的关系图像,其中符合实验事实的是________(选填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】(1) ①. 不需要 ②. 左
(2)不需要 (3)1.93
(4)
(5)乙
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为使轻绳拉力作为合力,即使除拉力以外的合力为零,故不能将拉力算进去,即平衡阻力时不需要挂上砂桶;由纸带可以看出小车点迹分布越来越密集,说明小车在做减速运动,平衡阻力不足,需增大倾角,故需向左移动垫木;
【小问2详解】
小车所受拉力可由力传感器直接读取,故不再需要砂桶及砂的质量远小于小车质量;
【小问3详解】
根据逐差法,则有
【小问4详解】
两股轻绳拉小车,所以砂桶的加速度是小车加速度的2倍,即砂桶的加速度是;
【小问5详解】
本实验中作用在小车上的力可以准确测量,加速度与力成正比,可知乙正确。
四、解答题(共3题,共36分)
13. 如图,一辆质量为M的小车在水平地面上向右沿直线行驶,一质量为m的重物被固定在车上的两轻绳,共同悬吊于O点,绳始终保持水平,绳与竖直方向的夹角,小车受到地面的阻力恒为f,重物与小车始终保持相对静止,重力加速度为g。
(1)若小车做匀速直线运动,求绳的拉力;
(2)若小车做匀变速直线运动,绳的拉力大小为。
①求此状态下小车的加速度大小a;
②为保持这种状态,需要对小车施加多大的水平恒力F,方向如何?
【答案】(1)
(2)①;②若,;若,,方向水平向右;若,,方向水平向左。
【解析】
【小问1详解】
若小车做匀速直线运动,以重物为对象,根据平衡条件可得
解得
【小问2详解】
若小车做匀变速直线运动,绳的拉力大小为
①以重物为对象,竖直方向根据平衡条件可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向水平向左;
②以小车和重物为整体,若
则对小车施加水平恒力
若,则有
可得
方向水平向右;
若,则有
可得
方向水平向左。
14. 如图所示,物块A、B置于水平地面上,B的上表面水平。质量为的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上,A与C之间用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接,滑轮左侧的细线与竖直方向的夹角,滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角。此时C恰好相对杆静止,A恰好相对于B静止且B相对地面静止。已知物块A与B间的动摩擦因数,物块B与地面间的动摩擦因数,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)物块C对细线的拉力;
(2)物块A的质量;
(3)物块B的质量至少要多大。
【答案】(1)10N,方向与水平方向成斜向右下
(2)2.6kg (3)2kg
【解析】
【小问1详解】
对C受力分析,根据平衡条件,有
解得
由牛顿第三定律得
方向与水平方向成斜向右下
【小问2详解】
对A受力分析,根据正交分解,水平方向上,有
竖直方向上,有
其中
联立并代入数据解得
【小问3详解】
当B质量最小时,B刚好相对地面静止,地面给B的摩擦力为最大静摩擦力f2,对A、B整体受力分析,水平方向上,有
竖直方向上,有
其中
联立并代入数据解得
15. 如图所示,斜面倾角为37°,斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为,现使物体受到一水平向右的恒力持续作用后,撤去该力,物体运动到斜面最高点C点速度为零。已知,,取,求:
(1)BC间的距离;
(2)物体最终停在何处;
(3)物体运动的总时间。
【答案】(1)
(2)B点左侧22.5m处
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,在水平面上,根据牛顿第二定律有
解得
由M到B,根据速度位移公式
得
根据速度公式
得M到B时间
在斜面上,F作用时间为
由于,所以物体做匀速直线运动
撤力后,物体做匀减速直线运动,由牛顿第二定律
得
物体运动到斜面最高点C点速度为零,根据速度位移公式
得
根据速度公式
得
BC间的距离
【小问2详解】
在C点,由于,物体沿斜面向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
得
由C到B的过程
得
得
进入水平地面后,物体做匀减速直线运动,最终,由牛顿第二定律
得
根据速度位移公式
得,故最终停在离B点左侧22.5m处。
【小问3详解】
根据速度公式
得
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2025—2026学年第一学期高一年级12月月考考试
物理试题
考查时间:75分钟 满分:100分 考查内容:力、牛顿定律
一、单选题(共7小题,每小题4分,共28分;在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 下列对于牛顿运动定律的理解正确的是( )
A. 力是改变物体运动状态的原因,故必须有力的作用物体才能运动
B. 作用力和反作用力只有在平衡状态时才满足大小相等
C. 由可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比
D. 由可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比
2. 如图甲所示,售货员给推车一初速度,使其运动一段距离后停靠在墙边,该过程可看成推车做匀变速直线运动。用手机每隔0.2s给运动中的推车拍一张照片,取连续的三张照片①②③整合到一起,如图乙所示,拍照间隔内推车移动的距离分别为0.75m、0.65m。已知推车的质量为16kg,所受阻力恒定,重力加速度g=10m/s2,则推车受到的阻力大小为( )
A. 40N B. 30N C. 20N D. 10N
3. 蹦极运动是年轻人喜爱的一种惊险刺激运动。如图所示,质量为m的人(人视为质点)系上一原长为的弹性绳从A点无初速度跳下,下降的最低点在A点正下方的C点。几次上下运动后停止在A点正下方的B点。不计空气阻力,重力加速度g。人第一次从过程中,下列说法正确的是( )
A. 弹性绳拉直前的瞬间人的速度为,人一直处于超重状态
B. 经过B点时,人的加速度虽然为0,但速度达到最大
C. 人在C点时速度为0,加速度也为0
D. 弹性绳拉直以后,人一直做减速运动,直到速度减为零
4. 如图所示,半径为3R的半圆柱体P静止在水平地面上,静止于P上的光滑小圆柱体Q质量为m,半径为R,此时竖直挡板MN恰好与P、Q相切,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. Q受到的P的弹力为
B. Q受到的挡板MN的弹力为
C. 若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,P受到地面的摩擦力变大
D. 若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,Q受到P的弹力变小
5. 羽毛球爱好者小彭左手拿着球筒,球筒中静置着一个羽毛球,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,羽毛球离筒的上端距离为,重力加速度g取,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 静置时,羽毛球受到的摩擦力为0.9N
B. 拍打球筒后,羽毛球相对于地面向上运动
C. 拍打球筒后瞬间,筒的加速度大小为
D. 若右手拍打一次,筒获得2m/s的初速度,则羽毛球就能从筒口上端出来
6. 如图所示,把倾角为的粗糙斜面体C固定于水平地面上,质量为的物块A通过跨过光滑轻定滑轮的轻绳与质量为的小球B连接,点为轻绳与定滑轮的接触点,初始时,小球B在水平向右的拉力作用下,使轻绳段与水平拉力的夹角为;A,B均保持静止状态。现改变拉力,并保持夹角大小不变,将小球B向右上方缓慢拉起至水平,物块A始终保持静止状态。为重力加速度,关于该过程下列说法正确的是( )
A. 拉力最大为
B. 拉力F一直变小
C. 轻绳拉力先变大后变小
D. 物块A所受摩擦力先变小后变大
7. 如图,在竖直平面内固定一光滑的半圆环,圆心为O、半径为R,OA为半圆环的竖直半径,AB为与OA在同一直线上的光滑固定杆,半圆环上套有一小球a,杆AB上套有另一小球b。两小球之间连接一轻弹簧,初始时小球a在距圆环A点右侧不远处的P点,小球b固定于杆AB上的Q点,两小球间距离为R。现用外力使小球b沿杆AB缓慢向上移动一段距离,但未到达A点。在移动过程中弹簧始终在弹性限度内且在一条直线上,两小球均可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 初始时弹簧弹力大于半圆环对小球a的弹力
B. 初始时弹簧弹力大于小球a的重力
C. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中,环对小球a的支持力先增大后减小
D. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中,弹簧弹力增大
8. 一个质量为的物体沿水平面做直线运动,如图所示,图线a表示物体受水平拉力时的图象,图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的图象,下列说法正确的是
A. 水平拉力的大小为,方向与摩擦力方向相同
B. 水平拉力作用下物体滑行12m
C. 撤去拉力后物体还能滑行
D. 物体与水平面间的动摩擦因数为
9. 如图所示,竖直墙面上的O点固定有一个水平直杆OP,杆OP长为d=0.6m,现将长度为l=1m的轻绳一端固定于杆左端的P点,另一端固定于墙上O点正下方的Q点,重为24N的物体用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态,则关于轻绳上的弹力下列说法正确的是( )
A. 轻绳上的弹力为20N
B. 轻绳上的弹力为15N
C. 如果将轻绳在墙上的固定点Q竖直下移,物体静止后轻绳上的弹力大小不变
D. 如果将轻绳在直杆上的固定点移到P点右侧,物体静止后轻绳上的弹力变大
10. 弹性轻绳一端固定在点,另一端自然下垂至点,在点固定一光滑小钉,将质量为的小物块连在弹性绳下端,小物块静止在点正下方的水平地面上,所受的支持力大小为其重力大小的三分之一,此时点到小物块的距离为,现对小物块施加一水平向左的恒力,小物块向左运动。已知小物块与地面间的动摩擦因数,重力加速度为,弹性绳始终在弹性限度内且满足胡克定律,小物块可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 弹性绳的劲度系数为
B. 小物块在向左运动的过程中所受的滑动摩擦力在增大
C. 小物块在向左运动的过程中所受的滑动摩擦力大小一直为
D. 当时,小物块合力为0
11. 重庆李子坝轻轨穿楼吸引无数游客前来打卡,高一年级某同学在学习了牛顿第二定律之后设计了一个简易的加速度测量仪,用来测量轻轨减速进站或加速离站时的加速度。某次测试时,该同学将如图所示的测量仪固定在轻轨的水平地面上,测量仪内一端连有摆球的细线悬挂于O点,小球与测量仪保持相对静止后细线与竖直方向的夹角为θ,通过该角度便能计算得到轻轨此时的加速度值。不计空气阻力和一切摩擦,已知重力加速度大小为g=10m/s2。则( )
A. 当测量仪中细线与竖直方向夹角θ=0°时,轻轨处于静止或匀速直线运动状态
B. 当测量仪中细线与竖直方向在两侧角度相同时,表示轻轨的加速度相同
C. 当细线与竖直方向的夹角的正切值时,轻轨的加速度大小为1m/s2
D. 若对每一个角度对应的加速度进行标注,则表盘刻度是均匀的
三、实验题(每空2分,共12分)
12. 下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为的交变电源。在小车质量一定的情况下探究加速度与力的关系。
(1)为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力,故在组装器材完毕后需平衡阻力,平衡阻力时________(选填“需要”或“不需要”)挂上砂桶;正确操作后,在长木板右端下放一块垫木,以调整长木板右端的高度,放上小车后,轻推小车使之运动,打点计时器在纸带上打出如图所示的纸带(纸带上打点方向为由到),则需要将垫木向________(选填“左”或“右”)移动。
(2)本实验操作过程中,________(选填“需要”或“不需要”)满足砂桶及砂的质量远小于小车质量。
(3)下图是某同学实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带,已知相邻两点间还有4个点未画出,则根据纸带可得此次小车的加速度________。(结果保留3位有效数字)
(4)若某次实验过程中,求得小车加速度的大小为,则砂桶的加速度为________。
(5)如图是甲、乙、丙三位同学作出的加速度与弹簧测力计示数的关系图像,其中符合实验事实的是________(选填“甲”“乙”或“丙”)。
四、解答题(共3题,共36分)
13. 如图,一辆质量为M的小车在水平地面上向右沿直线行驶,一质量为m的重物被固定在车上的两轻绳,共同悬吊于O点,绳始终保持水平,绳与竖直方向的夹角,小车受到地面的阻力恒为f,重物与小车始终保持相对静止,重力加速度为g。
(1)若小车做匀速直线运动,求绳的拉力;
(2)若小车做匀变速直线运动,绳的拉力大小为。
①求此状态下小车的加速度大小a;
②为保持这种状态,需要对小车施加多大的水平恒力F,方向如何?
14. 如图所示,物块A、B置于水平地面上,B的上表面水平。质量为的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上,A与C之间用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接,滑轮左侧的细线与竖直方向的夹角,滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角。此时C恰好相对杆静止,A恰好相对于B静止且B相对地面静止。已知物块A与B间的动摩擦因数,物块B与地面间的动摩擦因数,各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)物块C对细线的拉力;
(2)物块A的质量;
(3)物块B的质量至少要多大。
15. 如图所示,斜面倾角为37°,斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为,现使物体受到一水平向右的恒力持续作用后,撤去该力,物体运动到斜面最高点C点速度为零。已知,,取,求:
(1)BC间的距离;
(2)物体最终停在何处;
(3)物体运动的总时间。
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