内容正文:
2025年下学期高一第三次诊断性测试物理试卷
考试时间75分钟 试卷总分100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本题共6小题,每小题4分,共24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. 如图所示,一位同学正在擦黑板,若该同学正用力使黑板擦向左沿水平方向匀速擦去,则此过程中,下列说法正确的是( )
A. 力的单位牛顿(N)是国际单位制中的基本单位,1N=1kg∙m/s2
B. 黑板受到黑板擦的作用力水平向左
C. 手对黑板擦的作用力的大小等于黑板擦对手的作用力的大小
D. 手对黑板擦的作用力与黑板对黑板擦的作用力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.力的单位牛顿(N)是国际单位制中的导出单位,不是基本单位,1N=1kg∙m/s2,故A错误;
B.黑板擦向左沿水平方向匀速擦去,黑板受到黑板擦垂直黑板面向里的压力和水平向左的摩擦力,二者合力不是水平向左,故B错误;
C.根据牛顿第三定律,手对黑板擦的作用力的大小等于黑板擦对手的作用力的大小,故C正确;
D.手对黑板擦的作用力与黑板擦所受重力的合力与黑板对黑板擦的作用力是一对平衡力,故D错误。
故选C。
2. 关于下列几种情景模型的说法,正确的是( )
A. 图1中甲、乙、丙都向下运动,且丙比甲慢
B. 图2中伽利略用小倾角的斜面来做实验,是为了增大运动距离,直接看清运动特点
C. 图3中小球加速度a的方向与速度的方向相反,小球做加速运动
D. 图4中三辆小车的平均速度相等,A一直在B、C的前面
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1中以地面为参考系,甲中乘客看到高楼在向上运动,说明甲向下运动,乙看到甲向上运动,说明乙向下运动且比甲运动的快,丙中乘客看到乙静止不动,说明丙与乙速度相同,则丙比甲快,所以甲、乙、丙都向下运动,且丙比甲快,故A错误;
B.图2中伽利略用小倾角的斜面做实验,是为了让物体运动速度尽量放慢,运动时间尽量延长,巧妙来克服测量上的困难,故B错误;
C.图3中小球加速度的方向与速度方向相反,小球做减速运动,故C错误;
D.图4中三辆小车的初位置、末位置都相同,则它们通过的位移相同,所用时间也相同,所以平均速度相同,A在任意时刻的位置坐标都大于B、C的位置坐标,所以A一直在B、C的前面,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,用一根轻质弹簧将小球A悬挂在天花板上,用细线将小球B悬挂在小球A的下方,两小球均处于静止状态。已知小球A、B的质量之比为1:3,重力加速度大小为g,则细线被剪断的瞬间( )
A. 小球B的加速度大小为0 B. 小球B的加速度大小为3g
C. 小球A的加速度大小为3g D. 小球A的加速度大小为g
【答案】C
【解析】
【详解】设A的质量为,B的质量为,细线被剪断前,以A、B为整体,根据受力平衡可得,弹簧弹力为
细线被剪断的瞬间,弹簧弹力保持不变;小球B只受重力作用,则小球B的加速度大小为g;以A为对象,根据牛顿第二定律可得小球A的加速度大小为
故选C。
4. 某同学练习“深蹲”(完成一次“下蹲”和“起立”过程为一次“深蹲”),他稳定站在压力传感器上,发现压力传感器的示数为600N ,已知重力加速度为g=10m/s2。他截取某一动作过程中的F-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 0~9s内该同学完成两次“深蹲”
B. 该同学“下蹲”过程中最大加速度约为5.3m/s2
C. 该同学“起立”过程中最大加速度为15.0m/s2
D. 该同学“起立”过程中先失重后超重
【答案】B
【解析】
【详解】A.内图像中第一次变化,传感器示数先小于实际重量,后大于实际重量,即先失重后超重,为一次“下蹲”过程,之后为一次“起立”过程,共一次“深蹲”,故A错误;
B.由题可知该同学质量
该同学“下蹲”过程中,压力传感器的示数最小值为,最大值为,故该同学“下蹲”过程中最大加速度约为,故B正确;
C.该同学“起立”过程中,压力传感器的示数最大值为,最小值为,故该同学“起立”过程中最大加速度约为,故C错误;
D.内“起立”过程中,传感器示数先大于600N,后小于600N,故该同学先处于超重状态后处于失重状态,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,水平皮带匀速顺时针转动,速度大小v1=1m/s,传送带上A、B两点间的距离为3m,在A点一物块(可视作质点)以v2=2 m/s的速度滑上皮带,物块与皮带间的动摩擦因数,取g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 物块能滑过B点
B. 物块经t=1s速度减为零
C. 物块返回到A点时的速度大小是1m/s
D. 物块返回到A点时的速度大小仍是2m/s
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据牛顿第二定律可得,物块在水平皮带上运动时加速度的大小为
物块速度减为零所用的时间为
该过程物块的位移大小为
由于,所以物块不能滑过点,故AB错误;
CD.由于,可知物块向左速度减为0后,反向向右加速,由于
所以物块返回到点前已经与皮带达到共速,之后和皮带保持相对静止到达点,即物块返回到点时的速度大小是1m/s,故C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,水平地面上有一车厢,车厢内固定的平台通过相同的弹簧把相同的物块 A、B压在竖直侧壁和水平顶板上。已知A、B 与接触面间的动摩擦因数均为,车厢静止时,两弹簧长度相同,A恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现使车厢沿水平方向加速运动,为保证A、B仍相对车厢静止,则车厢( )
A. 速度可能向左,加速度可大于(1+)g
B. 加速度一定向左,不能超过(1-)g
C. 加速度一定向右,不能超过g
D. 加速度一定向右,不能超过(1-)g
【答案】D
【解析】
【详解】车厢静止时,A恰好不下滑,则弹簧处于压缩状态.设弹簧弹力为F,车厢对A的支持力为,对此时的A受力分析可得
解得
车厢沿水平方向加速运动,为保证A仍相对车厢静止,车厢对A的支持力必须大于等于,对A受力分析,由牛顿第二定律可得,A物体的加速度一定向右,车厢沿水平方向加速运动,要保证B仍相对车厢静止,对B受力分析,由牛顿第二定律可得,
解得,所以车厢可能向右加速运动,加速度不能超过,也可能向左减速运动,加速度不能超过。
故选D。
二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 小学课文《上学一路歌》中的“冬天上学,走一路,滑一路冰。我们或者站,或者坐,往冰上一冲,要么让小伙伴帮忙一推,便从自己家门口一直滑到了学校”,描写了小时候上学路上的欢乐情景。如图所示,一同学(可视为质点)从斜坡顶端由静止开始滑下,他在斜坡上的运动可视为匀加速直线运动,用时10s到达坡底,斜坡长度为15m。下列说法正确的是( )
A. 他在斜坡上的加速度大小为0.4m/s2
B. 他到达坡底时的速度大小为3m/s
C. 他从顶端到达斜坡中点所用的时间为5s
D. 他到达斜坡中点时的速度大小为1.5m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据位移—时间公式
解得,A错误;
B.根据速度—时间公式可得他到达坡底时的速度大小为,B正确;
C.根据位移—时间公式有
解得,C正确;
D.根据速度—位移公式
解得,D错误。
故选BC。
8. 如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁,处于静止状态,现用力F沿斜面向上推A,AB仍处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 未施加力F时,B受6个力,A受3个力
B. 施加力F后,B受到的弹簧弹力并未发生变化
C. 施加力F后,B受到的弹簧弹力变小
D. 施加力F后,B与墙之间一定存在摩擦力
【答案】BD
【解析】
【详解】开始时A静止,则A受到重力以及B对A的支持力、摩擦力共3个力的作用;根据共点力平衡可知,B对A的支持力与摩擦力的合力的方向竖直向上;开始时B也静止,则B受到重力、弹簧的弹力、A对B的压力与摩擦力,由于B对A的支持力与摩擦力的合力的方向竖直向上,则A对B的压力与摩擦力的合力方向竖直向下,所以B与墙壁之间没有力的作用.所以B受到四个力的作用.故A错误;A与B始终静止,可知弹簧的形变量没有变化,根据胡克定律可知,施加F后,B受到弹簧的弹力不变.故B正确,C错误;对整体分析,由于AB不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,但F有竖直向上的分量,则根据平衡知,则B与墙之间一定有摩擦力.故D正确;故选BD.
【点睛】解决本题的关键在于是否能够正确地进行受力分析,再运用共点力平衡进行求解,同时还要注意掌握整体法和隔离法的运用.
9. 如图所示,四分之一圆柱体P放在水平地面上,圆心O的正上方有一个大小可忽略的光滑定滑轮A,一根轻绳跨过定滑轮A,一端质量为m的小球连接于圆柱体P上,另一端系在固定竖直杆上的B点。一质量为m0的钩码挂在AB间的轻绳上,整个装置处于静止状态。除圆柱体P与地面之间的摩擦以外,其他摩擦不计,绳的总长不变,则( )
A. 若将B点缓慢移动到C点,且小球未动,在这个过程中,轻绳对小球的拉力不变
B. 若将B点缓慢移动到C点,且小球未动,在这个过程中,地面对圆柱体P的支持力增大
C. 若减小钩码的质量,整个装置再次处于静止状态时,小球依然处于圆柱体P上,则轻绳的张力变大
D. 若增大钩码的质量,整个装置再次处于静止状态时,小球依然处于圆柱体P上,则圆柱P对小球的支持力减小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.如图
设钩码与轻绳结点为点D, 定滑轮与轻绳结点为点A,AB轻绳长为l, 点A到直杆间距离为d,由对称性知轻绳AD、 DB与水平方向的夹角相等,取为
轻绳张力为T,
若将B点缓慢移动到C点,且小球未动,则点A未动,d不变,
在这个过程中,则由上式知不变,结点D受三个力不变,即轻绳对小球的拉力不变
且小球未动,小球受力不变,则地面对圆柱体P的支持力不变,故A正确,B错误;
CD.由AB分析,设m所在位置为H,如图
对m,根据相似三角形法可得
若减小钩码的质量,整个装置再次处于静止状态时,小球向下运动,AH增加,因为mg及AO均不变,则轻绳的张力F变大;若增大钩码的质量,整个装置再次处于静止状态时,小球向上运动,但mg、AO、OH均不变,则圆柱P对小球的支持力FN不变;故C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,水平面上点左侧光滑,点右侧粗糙。有8个质量均为的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质细杆相连,相邻小滑块间的距离为,滑块1恰好位于点左侧,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力作用于滑块1上,当第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 当第1个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为
B. 当第1个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为
C. 当第4个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第6、7小滑块之间轻杆的弹力大小为
D. 当第4个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第6、7小滑块之间轻杆的弹力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设每个滑块进入粗糙地段时所受的摩擦力为f,则当第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前,小滑块做匀速直线运动,可知
当第1个小滑块刚进入粗糙地带时,整体的加速度
第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为
A错误,B正确;
CD.当第4个小滑块刚进入粗糙地带时,整体的加速度
第6、7小滑块之间轻杆的弹力大小为
C错误,D正确。
故选BD。
三、实验题:本题共2小题,11题8分、12题10分,共18分。
11. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某实验小组把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究。
(1)如图乙显示某次弹簧下端指针静止时在毫米刻度尺上所对应的位置,则读数x =_______cm;
(2)在弹性限度内,将质量为50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅱ下端,静止时指针A、B所指刻度:xA、xB的数据如下表,通过表中数据可知弹簧I的劲度系数k1=___________N/m;用弹簧___________(选填“I”或“II”)制作的弹簧秤,灵敏度更高;弹簧I的劲度系数为k1,弹簧II的劲度系数为k2,将弹簧I与弹簧II等效为一根新弹簧,其劲度系数为k3,则k1:k2:k3 =_______。
钩码个数
1
2
3
xA/cm
13.41
15.91
18.41
xB/cm
19.52
27.02
34.52
【答案】(1)16.00
(2) ①. 20 ②. II ③. 6:3:2
【解析】
【小问1详解】
图乙中毫米刻度尺的分度值为,由图可知
【小问2详解】
[1][2][3]由表格中的数据可知,当弹力的变化量相等时,弹簧Ⅰ的形变量的变化量为
弹簧Ⅱ形变量的变化量
将弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ等效为一根新弹簧,其形变量
根据胡克定律知
可知弹簧I的劲度系数
弹簧Ⅱ的劲度系数
弹簧Ⅱ劲度系数小于弹簧Ⅰ的劲度系数,故用弹簧Ⅱ来制作弹簧秤,当弹簧秤示数相同时,形变量越大,灵敏度越高,
12. 如图所示,孙华和刘刚两位同学合作设计了一套研究小车加速度与力关系的实验装置。已知小车的质量M一定,砂和砂桶的总质量为m,打点计时器所接交流电源的频率为50Hz,小车的前端用一根轻质短杆固定着质量为m0的光滑滑轮。
(1)下列说法正确的是_______;(填选项前的字母)
A. 实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 本实验不需要确保滑轮左端的两段细线与木板平行
C. 小车靠近打点计时器,应先释放小车,再接通电源
(2)本实验_______(填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M;
(3)刘刚同学在实验中测得,拉力传感器显示的示数为4.00N,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点未画出),其中,s1=4.79cm,s2=5.61cm,s3=6.39cm,s4=7.17cm,s5=7.98cm,s6=8.84cm,则小车的加速度a=_______m/s2,此次实验中砂和砂桶的总质量m=_______kg。(重力加速度取9.8m/s2,结果均保留两位有效数字)
(4)孙华同学以小车的加速度a为纵坐标,力传感器的示数F为横坐标,画出的a-F图线与横坐标的夹角为,且斜率为k,则小车的质量为_______;(填选项前的字母)
A. B. C. D.
【答案】(1)A (2)不需要
(3) ①. 0.80 ②. 0.49
(4)D
【解析】
【小问1详解】
A.本实验采用力传感器来测量绳子拉力,但是仍需要实验前将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,这样小车所受的合力只有绳子拉力,故A正确;
B.本实验需要确保滑轮左端的两段细线与木板平行,这样传感器读数的2倍才为小车受的合力,故B错误;
C.小车靠近打点计时器,应先接通电源,再释放小车,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
本实验采用力传感器来测量绳的拉力,小车所受的合力可以测量得到,并没有认为细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力,故不需要满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M。
【小问3详解】
[1]相邻两个计数点间还有4个点未画出,则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法,小车的加速度
[2]对砂和砂桶进行分析,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
【小问4详解】
对小车和滑轮,由牛顿第二定律得
化简得
结合图得
解得
故选D。
四、解答题:本题共3小题,共38分。其中第13题10分,第14题13分,第15题15分,写出必要的推理过程,仅有结果不得分。
13. 如图所示,一足够长的斜面倾角为37°,斜面BC与水平面AB平滑连接,质量m=2kg的物体静止于水平面上的M点,M点与B点之间的距离L=9m,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为=0.5,现物体受到一水平向右的恒力F=26N作用,运动至B点时撤去该力,(sin37°=0.6,取g=10m/s2),则:
(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大?
(2)物体到达B点时的速度是多大?
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少?
【答案】(1)8m/s2
(2)12m/s (3)7.2m
【解析】
【小问1详解】
在水平面上,根据牛顿第二定律可知
解得
【小问2详解】
由M到B,根据运动学公式可知
解得。
【小问3详解】
在斜面上,根据牛顿第二定律可得
代入数据得加速度的大小为
逆向分析可得
解得
14. 交通规则规定:绿灯亮起时,汽车可通行,绿灯结束时,车头已越过停车线的汽车允许通过。如图所示,停止线与前方斑马线间的距离为。红灯时,停止线拦下很多汽车,拦停的汽车前后笔直地排成一排。相邻两车车头相距,当绿灯显示“60”秒时,每辆车同时启动并做的匀加速直线运动,加速到后匀速运动。
(1)求汽车从静止加速到的时间及位移大小;
(2)假设通过斑马线一段时间后,同一条车道上,一辆卡车以的速度做匀速直线运动,当卡车发现前方有障碍物时,立即以加速度刹车。此时距离卡车后方位置处,一辆轿车正以的速度做匀速运动。发现卡车刹车后,经过的反应时间后,开始刹车。求轿车刹车的加速度至少为多大才能避免两车相撞;。
(3)为了缓解早高峰期间堵车问题,该红绿灯处,在停止线前加入待行区域。在绿灯亮起前3秒,汽车开始启动并驶入待行区域。求引入该举措相比原本绿灯亮起时才能通行,绿灯结束时多通过停止线的汽车数量。
【答案】(1),
(2)
(3)8辆
【解析】
【小问1详解】
汽车从静止加速到的时间为
位移大小为
【小问2详解】
为避免相撞,设轿车加速度的最小值为,经时间,轿车与卡车速度相等,此时二者距离恰好为零,则
解得
【小问3详解】
引入待行区域前,车头位于停止线处的汽车在绿灯亮起后的内行驶的距离为
因为,所以绿灯结束时通过的汽车数量为144辆。
引入待行区域后,车头位于停止线处的汽车在绿灯亮起前的内匀加速行驶的距离为,由此可知汽车可以直接加速至最大速度而不受影响。
车头位于停止线处的汽车在开始启动后的内行驶的距离为
因为,所以绿灯结束时通过的汽车数量为152辆。
引入该举措相比原本绿灯亮起时才能通行,绿灯结束时多通过停止线的汽车数量为8辆。
15. 如图所示,一倾角的光滑斜面固定在水平地面上,斜面底端固定一挡板。长为的薄木板置于斜面上,其质量,下端位于点,,薄木板中点处放有一质量的滑块(可视为质点)。已知滑块与薄木板之间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,斜面上区间存在特殊力场,当滑块进入此区域时能对滑块产生一个沿斜面向上、大小为的恒力作用,对木板无作用力,区域沿斜面的宽度为,重力加速度,现由静止释放薄木板和滑块,求:
(1)滑块在进入区域之前,薄木板运动的加速度大小;
(2)滑块第一次进入区间内受薄木板的摩擦力的大小和方向;
(3)若薄木板第一次与挡板碰撞后以原速率反弹,小滑块与挡板碰撞后即粘在挡板上,停止运动。求薄木板第一次与挡板碰撞后沿斜面上升到最高点的时间(忽略滑块从薄木板上滑下时,对木板的影响,结果可保留根号)。
【答案】(1);(2),方向沿斜面向下;(3)
【解析】
【详解】(1)滑块在进入区域之前,由于斜面光滑,将与木板一起以加速度加速下滑
(2)进入区间后,假设滑块与木板仍然相对静止,设下滑的加速度为,对整体
对滑块,所受木板的静摩擦力方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有
解得
又因为滑块与木板间的最大静摩擦力
假设成立。即滑块受木板的静摩擦力方向沿斜面向下,大小为;
(3)滑块和木板一起以加速度加速下滑的速度为,时间为,则
滑块和木板一起匀速下滑,对滑块有
解得
即在上仍然匀速下滑
对薄木板有
解得
以加速度匀减速上滑
设滑块离开薄木板的时间为,有
此时薄木板的速度
分离后,对薄木板有
接着以加速度减速上滑至最高点,有
所以薄木板沿斜面上升到最高点的时间为
解得
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2025年下学期高一第三次诊断性测试物理试卷
考试时间75分钟 试卷总分100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本题共6小题,每小题4分,共24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. 如图所示,一位同学正在擦黑板,若该同学正用力使黑板擦向左沿水平方向匀速擦去,则此过程中,下列说法正确的是( )
A. 力的单位牛顿(N)是国际单位制中的基本单位,1N=1kg∙m/s2
B. 黑板受到黑板擦的作用力水平向左
C. 手对黑板擦的作用力的大小等于黑板擦对手的作用力的大小
D. 手对黑板擦的作用力与黑板对黑板擦的作用力是一对平衡力
2. 关于下列几种情景模型的说法,正确的是( )
A. 图1中甲、乙、丙都向下运动,且丙比甲慢
B. 图2中伽利略用小倾角的斜面来做实验,是为了增大运动距离,直接看清运动特点
C. 图3中小球加速度a的方向与速度的方向相反,小球做加速运动
D. 图4中三辆小车的平均速度相等,A一直在B、C的前面
3. 如图所示,用一根轻质弹簧将小球A悬挂在天花板上,用细线将小球B悬挂在小球A的下方,两小球均处于静止状态。已知小球A、B的质量之比为1:3,重力加速度大小为g,则细线被剪断的瞬间( )
A. 小球B的加速度大小为0 B. 小球B的加速度大小为3g
C. 小球A的加速度大小为3g D. 小球A的加速度大小为g
4. 某同学练习“深蹲”(完成一次“下蹲”和“起立”过程为一次“深蹲”),他稳定站在压力传感器上,发现压力传感器的示数为600N ,已知重力加速度为g=10m/s2。他截取某一动作过程中的F-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 0~9s内该同学完成两次“深蹲”
B. 该同学“下蹲”过程中最大加速度约为5.3m/s2
C. 该同学“起立”过程中最大加速度为15.0m/s2
D. 该同学“起立”过程中先失重后超重
5. 如图所示,水平皮带匀速顺时针转动,速度大小v1=1m/s,传送带上A、B两点间的距离为3m,在A点一物块(可视作质点)以v2=2 m/s的速度滑上皮带,物块与皮带间的动摩擦因数,取g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 物块能滑过B点
B. 物块经t=1s速度减为零
C. 物块返回到A点时的速度大小是1m/s
D. 物块返回到A点时的速度大小仍是2m/s
6. 如图所示,水平地面上有一车厢,车厢内固定的平台通过相同的弹簧把相同的物块 A、B压在竖直侧壁和水平顶板上。已知A、B 与接触面间的动摩擦因数均为,车厢静止时,两弹簧长度相同,A恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现使车厢沿水平方向加速运动,为保证A、B仍相对车厢静止,则车厢( )
A. 速度可能向左,加速度可大于(1+)g
B. 加速度一定向左,不能超过(1-)g
C. 加速度一定向右,不能超过g
D. 加速度一定向右,不能超过(1-)g
二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 小学课文《上学一路歌》中的“冬天上学,走一路,滑一路冰。我们或者站,或者坐,往冰上一冲,要么让小伙伴帮忙一推,便从自己家门口一直滑到了学校”,描写了小时候上学路上的欢乐情景。如图所示,一同学(可视为质点)从斜坡顶端由静止开始滑下,他在斜坡上的运动可视为匀加速直线运动,用时10s到达坡底,斜坡长度为15m。下列说法正确的是( )
A. 他在斜坡上的加速度大小为0.4m/s2
B. 他到达坡底时的速度大小为3m/s
C. 他从顶端到达斜坡中点所用的时间为5s
D. 他到达斜坡中点时的速度大小为1.5m/s
8. 如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁,处于静止状态,现用力F沿斜面向上推A,AB仍处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 未施加力F时,B受6个力,A受3个力
B. 施加力F后,B受到的弹簧弹力并未发生变化
C. 施加力F后,B受到的弹簧弹力变小
D. 施加力F后,B与墙之间一定存在摩擦力
9. 如图所示,四分之一圆柱体P放在水平地面上,圆心O的正上方有一个大小可忽略的光滑定滑轮A,一根轻绳跨过定滑轮A,一端质量为m的小球连接于圆柱体P上,另一端系在固定竖直杆上的B点。一质量为m0的钩码挂在AB间的轻绳上,整个装置处于静止状态。除圆柱体P与地面之间的摩擦以外,其他摩擦不计,绳的总长不变,则( )
A. 若将B点缓慢移动到C点,且小球未动,在这个过程中,轻绳对小球的拉力不变
B. 若将B点缓慢移动到C点,且小球未动,在这个过程中,地面对圆柱体P的支持力增大
C. 若减小钩码的质量,整个装置再次处于静止状态时,小球依然处于圆柱体P上,则轻绳的张力变大
D. 若增大钩码的质量,整个装置再次处于静止状态时,小球依然处于圆柱体P上,则圆柱P对小球的支持力减小
10. 如图所示,水平面上点左侧光滑,点右侧粗糙。有8个质量均为的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质细杆相连,相邻小滑块间的距离为,滑块1恰好位于点左侧,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力作用于滑块1上,当第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 当第1个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为
B. 当第1个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第7、8小滑块之间轻杆的弹力大小为
C. 当第4个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第6、7小滑块之间轻杆的弹力大小为
D. 当第4个小滑块刚完全进入粗糙地带后的瞬间,第6、7小滑块之间轻杆的弹力大小为
三、实验题:本题共2小题,11题8分、12题10分,共18分。
11. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某实验小组把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究。
(1)如图乙显示某次弹簧下端指针静止时在毫米刻度尺上所对应的位置,则读数x =_______cm;
(2)在弹性限度内,将质量为50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅱ下端,静止时指针A、B所指刻度:xA、xB的数据如下表,通过表中数据可知弹簧I的劲度系数k1=___________N/m;用弹簧___________(选填“I”或“II”)制作的弹簧秤,灵敏度更高;弹簧I的劲度系数为k1,弹簧II的劲度系数为k2,将弹簧I与弹簧II等效为一根新弹簧,其劲度系数为k3,则k1:k2:k3 =_______。
钩码个数
1
2
3
xA/cm
13.41
15.91
18.41
xB/cm
19.52
27.02
34.52
12. 如图所示,孙华和刘刚两位同学合作设计了一套研究小车加速度与力关系的实验装置。已知小车的质量M一定,砂和砂桶的总质量为m,打点计时器所接交流电源的频率为50Hz,小车的前端用一根轻质短杆固定着质量为m0的光滑滑轮。
(1)下列说法正确的是_______;(填选项前的字母)
A. 实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 本实验不需要确保滑轮左端的两段细线与木板平行
C. 小车靠近打点计时器,应先释放小车,再接通电源
(2)本实验_______(填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M;
(3)刘刚同学在实验中测得,拉力传感器显示的示数为4.00N,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点未画出),其中,s1=4.79cm,s2=5.61cm,s3=6.39cm,s4=7.17cm,s5=7.98cm,s6=8.84cm,则小车的加速度a=_______m/s2,此次实验中砂和砂桶的总质量m=_______kg。(重力加速度取9.8m/s2,结果均保留两位有效数字)
(4)孙华同学以小车的加速度a为纵坐标,力传感器的示数F为横坐标,画出的a-F图线与横坐标的夹角为,且斜率为k,则小车的质量为_______;(填选项前的字母)
A. B. C. D.
四、解答题:本题共3小题,共38分。其中第13题10分,第14题13分,第15题15分,写出必要的推理过程,仅有结果不得分。
13. 如图所示,一足够长的斜面倾角为37°,斜面BC与水平面AB平滑连接,质量m=2kg的物体静止于水平面上的M点,M点与B点之间的距离L=9m,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为=0.5,现物体受到一水平向右的恒力F=26N作用,运动至B点时撤去该力,(sin37°=0.6,取g=10m/s2),则:
(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大?
(2)物体到达B点时的速度是多大?
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少?
14. 交通规则规定:绿灯亮起时,汽车可通行,绿灯结束时,车头已越过停车线的汽车允许通过。如图所示,停止线与前方斑马线间的距离为。红灯时,停止线拦下很多汽车,拦停的汽车前后笔直地排成一排。相邻两车车头相距,当绿灯显示“60”秒时,每辆车同时启动并做的匀加速直线运动,加速到后匀速运动。
(1)求汽车从静止加速到的时间及位移大小;
(2)假设通过斑马线一段时间后,同一条车道上,一辆卡车以的速度做匀速直线运动,当卡车发现前方有障碍物时,立即以加速度刹车。此时距离卡车后方位置处,一辆轿车正以的速度做匀速运动。发现卡车刹车后,经过的反应时间后,开始刹车。求轿车刹车的加速度至少为多大才能避免两车相撞;。
(3)为了缓解早高峰期间堵车问题,该红绿灯处,在停止线前加入待行区域。在绿灯亮起前3秒,汽车开始启动并驶入待行区域。求引入该举措相比原本绿灯亮起时才能通行,绿灯结束时多通过停止线的汽车数量。
15. 如图所示,一倾角的光滑斜面固定在水平地面上,斜面底端固定一挡板。长为的薄木板置于斜面上,其质量,下端位于点,,薄木板中点处放有一质量的滑块(可视为质点)。已知滑块与薄木板之间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,斜面上区间存在特殊力场,当滑块进入此区域时能对滑块产生一个沿斜面向上、大小为的恒力作用,对木板无作用力,区域沿斜面的宽度为,重力加速度,现由静止释放薄木板和滑块,求:
(1)滑块在进入区域之前,薄木板运动的加速度大小;
(2)滑块第一次进入区间内受薄木板的摩擦力的大小和方向;
(3)若薄木板第一次与挡板碰撞后以原速率反弹,小滑块与挡板碰撞后即粘在挡板上,停止运动。求薄木板第一次与挡板碰撞后沿斜面上升到最高点的时间(忽略滑块从薄木板上滑下时,对木板的影响,结果可保留根号)。
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