内容正文:
2023-2024学年广西壮族桂林市全州县高一物理第一学期期末试题
注意事项:
1、考生要认真填写考场号和座位序号。
2、试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3、考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)
1. 某物体运动的v﹣t图象如图所示,则物体做( )
A. 往复运动 B. 匀变速直线运动
C. 朝某一方向直线运动 D. 不能确定物体运动情况
2. 一物体在做匀变速直线运动,已知加速度的大小为4m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 物体的末速度一定是初速度的4倍
B. 任意1s内速度均增大4m/s
C. 某1s的末速度可能比前1s的末速度小4m/s
D. 某1s的平均速度一定比前1s的平均速度大4m/s
3. 下面说法中错误的是
A. 物体运动状态发生变化,一定有力作用在该物体上
B. 物体速度变化的方向与它受到的合外力的方向总是一致的
C. 物体受恒定外力作用,它的加速度也恒定
D. 力是维持物体运动的原因
4. 2018年10月1日,厦门市图书馆集美新馆面向公众开放.小明准备从家中自驾去集美新馆借书,导航软件提供了三种行车方案,如图所示.方案一:29分钟,公里;方案二:31分钟,公里;方案三:35分钟,公里.下列说法正确的是
A. 在研究行车方案时,不能把车看成质点
B. 三种方案中的公里、公里、公里均指位移
C. 三种方案中的29分钟、31分钟、35分钟均指时刻
D. 方案一的平均速度最大
5. 以下关于力的说法中正确的是()
A. 重力的方向总是竖直向下,所以地球上所有物体的重力方向都相同
B. 放在水平地面上静止的物体的重力就是物体对地面的压力,因为它们大小相等,方向也相同
C. 静摩擦力不仅能存在于两静止物体之间,也可以存在于两个运动物体之间
D. 挂在绳下处于静止的物体,受到绳的拉力是由于物体的形变引起的
6. 如图所示,在粗糙的水平面上放着两个木箱A和B,质量分别为mA和mB,两木箱之间连接一个轻弹簧秤,对木箱A施加水平向右的拉力F,两木箱向右做匀加速直线运动。两木箱与水平面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。下列说法正确的是
A. A对轻弹簧秤的作用力大于轻弹簧秤对A的作用力
B. 轻弹簧秤对B的作用力大于B对轻弹簧秤的作用力
C. 此时弹簧秤的示数
D. 此时弹簧秤的示数-μmBg
7. 如图所示,物体在水平力F作用下静止在斜面上,若稍增大水平力F,而物体仍能保持静止(斜面也仍能静止),则下列说法正确的是( )
A. 斜面对物体的静摩擦力可能减小,支持力一定增大
B. 斜面对物体的静摩擦力可能增大,支持力一定增大
C. F增大前,斜面底部受到地面的摩擦力为F,方向水平向右
D. F增大前,斜面底部受到地面的摩擦力为F,方向水平向左
8. 如图所示,质量为m的木块被水平推力F压着,静止在竖直墙面上,当推力F的大小增加到2F时,则( )
A. 木块所受墙面的弹力增加2倍
B. 木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C. 木块所受墙面的弹力不变
D. 木块所受墙面的摩擦力不变
9. 一质量为m的物体A放在固定的粗糙斜面上保持静止,现用水平力F推m,如图所示,当F由零逐渐增加但物体A仍保持静止状态的情况下,则( )
A. 物体A所受的静摩擦力逐渐减小直到为零 B. 物体A所受的弹力逐渐增加
C. 物体A所受的合力不变 D. 物体A所受的合力逐渐增加
10. 如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连着一质量为m的物块A,A放在托盘B上,B的质量也为m。初始时在竖直向上的力F作用下系统静止,弹簧处于自然长度。现改变竖直向上的力F的大小,使A匀加速下降。已知重力加速度为g,A的加速度为a=0.25g,空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内,则在A匀加速下降的过程中,以下说法正确的是( )
A. B对A的支持力可能为0.85mg
B. 弹簧的最大形变量为
C. 力F对B的作用力可能为0.9mg
D. 力F对B的作用力最小值为0.65mg
11. 下列说法正确的是( )
A. 讲桌上的粉笔盒受到支持力的原因是讲桌发生了形变
B. 规则形状的物体,其重心一定在物体的几何中心
C. 两个相互接触的物体之间,不一定有弹力的作用
D. 多个分力可以合成为一个力,但一个力只能分解为两个分力
12. 用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L。已知斜面倾角为30°,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 木块受到三个作用力
B. 本块所受斜面的摩擦力等于零
C. 斜面受到地面的摩擦力方向水平向左
D. 斜面对木块的作用力大小为2mg,方向竖直向上
二、填空题(每小题6分,共18分)
13. 用图所示装置“探究加速度与力、质量的关系”.设小车和砝码的总质量为M,砂和砂桶的总质量为m.某同学用如图甲所示装置进行实验,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,重物通过跨过滑轮的细线与小车相连.请思考并完成相关内容:
(1)本实验应用的实验方法是( )
A.控制变量法 B.假设法
C.理想实验法 D.等效替代法
(2)实验时,为平衡摩擦力,以下操作正确的是( )
A.连着砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动
B.连着砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车缓慢沿木板做直线运动
C.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动
D.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车缓慢沿木板做直线运动
(3)平衡摩擦力后,实验中打出的其中一条纸带如图乙所示(两相邻计数点间还有四个点没有画出),由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2(结果保留三位有效数字)
(4)在此实验中,由于没有考虑m和M应满足的关系,结果的图象应该是哪一幅?( )
14. 把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数,如图甲所示.
(1)未挂钩码之前,指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上,记为____cm;
(2)将质量50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅰ的下端,逐次记录两弹簧各自的伸长量;所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x可描绘出如图丙所示的图象,由图象可计算出弹簧Ⅱ的劲度系数kⅡ=______;(取重力加速度g=9.8m/s2)
(3)图丙中,当弹簧I的伸长量超过17cm时其图线为曲线,由此可知,挂上第__个钩码时,拉力已经超过它的弹性限度。
15. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图:
(1)图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是__________.
(2)对于该实验,下列说法正确的是_________.
A.两细绳套必须等长
B.若将细绳换成橡皮筋,对实验结果有影响
C.记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线
D.实验中,把橡皮筋伸长到O点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大
(3)在此实验中,假如的大小及方向确定,那么为了使橡皮筋仍然伸长到O点,对来说,下面几种说法中正确的是_______.
A.可以有多个方向
B.的方向和大小可以有多个值
C.的方向和大小都是唯一确定值
D.的方向是唯一的,但大小可有多个值
三、计算题(22分)
16. 如图所示,质量M=4kg的长木板放在光滑水平面上,在长木板的右端施加一水平恒力F=12N,当长木板向右的运动速率达到v1=3m/s时,再将m=2kg的小物块(可视为质点)轻轻放到木板的右端,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.4,小物块始终没离开长木板,g取10m/s2。求:
(1)小物块刚放到长木板上时,小物块和长木板的加速度大小;
(2)小物块相对长木板静止时,小物块距离长木板右端的距离大小;
(3)小物块相对长木板静止后,长木板受到的摩擦力大小。
17. “火龙线”是广州的一条比较成熟的徒步线路,2019年10月7日(重阳节)上午7:00,某徒步爱好者准时出发,路线为:以火炉山脚为起点,途经广汕二路、凤凰山顶、采石场,终点到达龙眼洞森林公园,全程27km,用时9h。下列说法正确的是( )
A. 徒步爱好者的位移的大小不大于27km
B. 徒步爱好者的瞬时速度都为
C. 徒步爱好者徒步时,一定不能看成质点
D. 研究某徒步爱好者的运动只能以地面为参考系
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2023-2024学年广西壮族桂林市全州县高一物理第一学期期末试题
注意事项:
1、考生要认真填写考场号和座位序号。
2、试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3、考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)
1. 某物体运动的v﹣t图象如图所示,则物体做( )
A. 往复运动 B. 匀变速直线运动
C. 朝某一方向直线运动 D. 不能确定物体运动情况
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.在v﹣t图象中,速度的正负表示速度的方向,故物体的运动方向在周期性改变,不是朝某一方向做直线运动,而是做往复运动,故A正确,CD错误;
B.图象的斜率表示加速度,可知物体的加速度周期性变化,做的是非匀变速直线运动,故B错误。
故选A选项。
2. 一物体在做匀变速直线运动,已知加速度的大小为4m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 物体的末速度一定是初速度的4倍
B. 任意1s内速度均增大4m/s
C. 某1s的末速度可能比前1s的末速度小4m/s
D. 某1s的平均速度一定比前1s的平均速度大4m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速度为4m/s2,由公式
v=v0+at
知物体的末速度不一定等于初速度的4倍,A错误;
B.当物体做匀加速直线运动时,任意1s内速度增大4m/s;当物体做匀减速直线运动时,任意1s内速度减小4m/s,B错误;
C.当物体做匀减速直线运动时,某1s的末速度比前1s的末速度减小4m/s,C正确;
D.当物体做匀加速直线运动时,根据
△x=aT2
任意1s内的位移比前1s内的位移大
△x=4×12m=4m
根据平均速度
可知任意1s内的平均速度比前1s内的平均速度大4m/s;
当物体做匀减速直线运动时,根据
△x=aT2
任意1s内的位移比前1s内的位移小
△x=4×12m=4m
根据平均速度
可知任意1s内的平均速度比前1s内的平均速度小4m/s;由题无法确定物体是做匀加速直线运动,还是做匀减速直线运动,D错误。
故选C。
3. 下面说法中错误的是
A. 物体运动状态发生变化,一定有力作用在该物体上
B. 物体速度变化的方向与它受到的合外力的方向总是一致的
C. 物体受恒定外力作用,它的加速度也恒定
D. 力是维持物体运动的原因
【答案】D
【解析】
【分析】力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因.物体速度变化的方向与加速度方向相同,就与合外力方向相同.结合牛顿第二定律分析.
【详解】物体的运动状态发生改变,即物体的速度发生改变,一定有加速度,因此,一定有力作用在该物体上,故A说法正确;物体速度变化的方向与加速度的方向总是一致的,而合外力的方向与加速度的方向总是一致的,故速度变化的方向与合外力的方向总是一致的,故B说法正确;根据牛顿第二定律F=ma,可知物体所受的合外力恒定则物体的加速度恒定,故C说法正确;力是产生加速度的原因,不是维持物体运动的原因,故D说法错误.所以选D.
【点睛】解决本题的关键要正确理解力与运动的关系,知道力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因.
4. 2018年10月1日,厦门市图书馆集美新馆面向公众开放.小明准备从家中自驾去集美新馆借书,导航软件提供了三种行车方案,如图所示.方案一:29分钟,公里;方案二:31分钟,公里;方案三:35分钟,公里.下列说法正确的是
A. 在研究行车方案时,不能把车看成质点
B. 三种方案中的公里、公里、公里均指位移
C. 三种方案中的29分钟、31分钟、35分钟均指时刻
D. 方案一的平均速度最大
【答案】D
【解析】
【详解】在研究行车方案时,不需要考虑车的大小,故可以看作质点,故A错误;三种方案中的公里、公里、公里均指运动轨迹的长度,是路程,故B错误;三种方案中的29分钟、31分钟、35分钟均指时间,故C错误;三种方案,位移相等,根据平均速度公式知,位移相等,时间越短,平均速度越大,故方案一的平均速度最大,故D正确.所以D正确,ABC错误.
5. 以下关于力的说法中正确的是()
A. 重力的方向总是竖直向下,所以地球上所有物体的重力方向都相同
B. 放在水平地面上静止的物体的重力就是物体对地面的压力,因为它们大小相等,方向也相同
C. 静摩擦力不仅能存在于两静止物体之间,也可以存在于两个运动物体之间
D. 挂在绳下处于静止的物体,受到绳的拉力是由于物体的形变引起的
【答案】C
【解析】
【分析】考查物体间的相互作用。
【详解】A.重力的方向总是竖直向下,地球是球形,指向球心附近,方向不同,A错误;
B.重力的施力物体是地球,物体对地面的压力施力物体是物体,不是同一个力,B错误;
C.静摩擦力存在于相对静止的物体之间,如果两物体运动情况相同,则为相对静止,C正确;
D.受到绳的拉力施力物体是绳,由绳的形变产生的,D错误。
故选C。
6. 如图所示,在粗糙的水平面上放着两个木箱A和B,质量分别为mA和mB,两木箱之间连接一个轻弹簧秤,对木箱A施加水平向右的拉力F,两木箱向右做匀加速直线运动。两木箱与水平面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。下列说法正确的是
A. A对轻弹簧秤的作用力大于轻弹簧秤对A的作用力
B. 轻弹簧秤对B的作用力大于B对轻弹簧秤的作用力
C. 此时弹簧秤的示数
D. 此时弹簧秤的示数-μmBg
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由牛顿第三定律可知,A对轻弹簧秤的作用力等于轻弹簧秤对A的作用力,轻弹簧秤对B的作用力等于B对轻弹簧秤的作用力,故AB错误;
CD.对AB整体由牛顿第二定律有
对B受力分析,由牛顿第二定律有
联立解得
故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,物体在水平力F作用下静止在斜面上,若稍增大水平力F,而物体仍能保持静止(斜面也仍能静止),则下列说法正确的是( )
A. 斜面对物体的静摩擦力可能减小,支持力一定增大
B. 斜面对物体的静摩擦力可能增大,支持力一定增大
C. F增大前,斜面底部受到地面的摩擦力为F,方向水平向右
D. F增大前,斜面底部受到地面的摩擦力为F,方向水平向左
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.物体在水平力F作用下静止在斜面上,斜面对物体的静摩擦力方向可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下,所以稍微增大水平力F,斜面对物体的静摩擦力可能增大,也可能减小,甚至可能大小不变(大小不变,方向改变);斜面对物体的支持力
FN=mgcosθ+Fsinθ
稍增大水平力F,则支持力一定增大,故AB正确;
CD.由整体分析可知,F增大前,斜面底部相对地面有向右运动的趋势,所以斜面底部受到地面的摩擦力为F,方向水平向左,故C错误,D正确。
8. 如图所示,质量为m的木块被水平推力F压着,静止在竖直墙面上,当推力F的大小增加到2F时,则( )
A. 木块所受墙面的弹力增加2倍
B. 木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C. 木块所受墙面的弹力不变
D. 木块所受墙面的摩擦力不变
【答案】AD
【解析】
【详解】物块受到重力、压力F、支持力、和静摩擦力作用而平衡,当压力里增加到原来的二倍时,墙给的弹力也变为二倍,静摩擦力一直和重力相等所以静摩擦力不变,故选AD。
9. 一质量为m的物体A放在固定的粗糙斜面上保持静止,现用水平力F推m,如图所示,当F由零逐渐增加但物体A仍保持静止状态的情况下,则( )
A. 物体A所受的静摩擦力逐渐减小直到为零 B. 物体A所受的弹力逐渐增加
C. 物体A所受的合力不变 D. 物体A所受的合力逐渐增加
【答案】BC
【解析】
【分析】本题考查共点力平衡下的变力问题,可以用力的正交分解处理。
【详解】A.沿斜面,物体A受力的方程为
随着F的增大,f不断减小到零后反方向增大,A错误;
B.垂直于斜面方向,物体A受力的方程为
随着F的增大,弹力N不断增大,B正确;
CD.物体m静止不动,合外力为零,所受合力不变,C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连着一质量为m的物块A,A放在托盘B上,B的质量也为m。初始时在竖直向上的力F作用下系统静止,弹簧处于自然长度。现改变竖直向上的力F的大小,使A匀加速下降。已知重力加速度为g,A的加速度为a=0.25g,空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内,则在A匀加速下降的过程中,以下说法正确的是( )
A. B对A的支持力可能为0.85mg
B. 弹簧的最大形变量为
C. 力F对B的作用力可能为0.9mg
D. 力F对B的作用力最小值为0.65mg
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为xm,以A为研究对象,根据牛顿第二定律得
解得
在此之前,以A为研究对象,根据牛顿第二定律得
可得
所以B对A的支持力不可能为0.85mg,选项A错误,B正确;
CD.以AB整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
可得
力F对B的作用力范围为
选项C正确,D错误。
故选BC。
11. 下列说法正确的是( )
A. 讲桌上的粉笔盒受到支持力的原因是讲桌发生了形变
B. 规则形状的物体,其重心一定在物体的几何中心
C. 两个相互接触的物体之间,不一定有弹力的作用
D. 多个分力可以合成为一个力,但一个力只能分解为两个分力
【答案】AC
【解析】
【详解】A.弹力的产生原因一定是施力物体发生形变,则讲桌上的粉笔盒受到支持力的原因是讲桌发生了形变,故A正确;
B.只有质量分布均匀,规则形状的物体,其重心才在物体的几何中心上,故B错误;
C.两物体相互接触但如果没有弹性形变则不会产生弹力作用,故C正确;
D.一个力如果没有分力的条件限制,则可以分解为无数对分力,故D错误。
故选AC。
12. 用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L。已知斜面倾角为30°,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 木块受到三个作用力
B. 本块所受斜面的摩擦力等于零
C. 斜面受到地面的摩擦力方向水平向左
D. 斜面对木块的作用力大小为2mg,方向竖直向上
【答案】AB
【解析】
【详解】弹簧竖直悬挂物体时,对物体受力分析,根据共点力平衡条件有:F=m g=kL。
物体放在斜面上时,假设物体受斜面的摩擦力方向向上,再次对物体受力分析如图:
根据共点力平衡条件有:F+f-2mgsin30°=0,其中F=kL,
由以上解得:f=0,故A、B正确,C错误;
斜面对木块的作用力即为支持力,方向垂直于斜面向上,选项D错误。
故选AB。
二、填空题(每小题6分,共18分)
13. 用图所示装置“探究加速度与力、质量的关系”.设小车和砝码的总质量为M,砂和砂桶的总质量为m.某同学用如图甲所示装置进行实验,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,重物通过跨过滑轮的细线与小车相连.请思考并完成相关内容:
(1)本实验应用的实验方法是( )
A.控制变量法 B.假设法
C.理想实验法 D.等效替代法
(2)实验时,为平衡摩擦力,以下操作正确的是( )
A.连着砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动
B.连着砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车缓慢沿木板做直线运动
C.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车被轻推后沿木板匀速运动
D.取下砂桶,适当调整木板右端的高度,直到小车缓慢沿木板做直线运动
(3)平衡摩擦力后,实验中打出的其中一条纸带如图乙所示(两相邻计数点间还有四个点没有画出),由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2(结果保留三位有效数字)
(4)在此实验中,由于没有考虑m和M应满足的关系,结果的图象应该是哪一幅?( )
【答案】 ①. A ②. C ③. 0.810 ④. C
【解析】
【分析】(1)研究加速度跟力和质量的关系,采用控制变量法;
(2)平衡摩擦力时应取下砂桶,调整木板右端高度,轻推小车,小车能够沿木板做匀速直线运动即可,实验过程中改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力;
(3)根据逐差法,计算小车的加速度即可,注意有效数字;
(4)应用牛顿第二定律分析实验误差,然后答题;
【详解】(1)为了研究加速度跟力和质量的关系,应该采用的研究实验方法是控制变量法,故选项A正确,BCD错误;
(2)平衡摩擦力时,取下砂桶,将纸带连接在小车上并穿过打点计时器,调节滑轮高度使细线与木板平行,将木板不带定滑轮的一端适当垫高,轻推小车,使小车做匀速直线运动,故C正确,ABD错误;
(3)相邻两计数点间还有四个计时点未画出,计数点间的时间间隔为:
根据逐差法,小车的加速度为:
;
(4)随着增大,小车质量在减小,因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量,加速度不可能一直均匀增大,加速度的增大幅度将逐渐减小,最后趋近与定值g,故ABD错误,C正确.
【点睛】考查了控制变量法的内容,知道实验原理,与操作注意事项,会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶(及砝码)的质量m,若不满足质量之间的关系,图像会发生弯曲.
14. 把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数,如图甲所示.
(1)未挂钩码之前,指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上,记为____cm;
(2)将质量50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅰ的下端,逐次记录两弹簧各自的伸长量;所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x可描绘出如图丙所示的图象,由图象可计算出弹簧Ⅱ的劲度系数kⅡ=______;(取重力加速度g=9.8m/s2)
(3)图丙中,当弹簧I的伸长量超过17cm时其图线为曲线,由此可知,挂上第__个钩码时,拉力已经超过它的弹性限度。
【答案】 ①. 11.50cm ②. 28N/m ③. 5
【解析】
【详解】(1)[1]刻度尺最小分度为0.1cm,读数需读到最小刻度的下一位,指针示数为11.50cm;
(2)[2]由图像中的数据可知,弹簧Ⅱ的形变量为△x=7.00cm时,拉力
根据胡克定律知
(3)[3]由图像中的数据可知,当弹簧I的伸长量超过14cm时,对应的拉力是1.96N,所以其劲度系数:
弹簧I的伸长量超过17cm时,对应的拉力
所以
由此可知,挂上第5个钩码时,拉力已经超过它的弹性限度。
15. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图:
(1)图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是__________.
(2)对于该实验,下列说法正确的是_________.
A.两细绳套必须等长
B.若将细绳换成橡皮筋,对实验结果有影响
C.记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线
D.实验中,把橡皮筋伸长到O点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大
(3)在此实验中,假如的大小及方向确定,那么为了使橡皮筋仍然伸长到O点,对来说,下面几种说法中正确的是_______.
A.可以有多个方向
B.的方向和大小可以有多个值
C.的方向和大小都是唯一确定值
D.的方向是唯一的,但大小可有多个值
【答案】 ①. F′ ②. D ③. C
【解析】
【分析】解决本题的关键知道力的合成遵循平行四边形定则,会根据平行四边形定则进行误差分析.本实验采用是等效替代的思维方法.实验中要保证一个合力与两个分力效果相同,结点O的位置必须相同,同时要明确实验原理和步骤,以及知道实验的注意事项.
【详解】(1)F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,测量出的合力.故方向一定沿AO方向的是F′,由于误差的存在F和F′方向并不在重合;
(2)细线的作用是能显示出力的方向,所以不必须等长.故A错误;若将细绳也换成橡皮筋,对实验结果没有影响,故B错误;在确定力的方向时,应该描绘距离尽量大些的两点确定方向,故C错误;实验中,把橡皮筋的另一端拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大,故D正确;故选D;
(3)两个力的合力大小与方向一定,其中一个分力的大小与方向是一定的,则另一个分力的大小与方向是确定的,因此:假如F1的大小及方向固定不变,那么为了使橡皮条仍然伸长到O点,对F2来说,F2的方向和大小是唯一确定值,故C正确.
【点睛】在解决设计性实验时,一定先要通过分析题意找出实验的原理,通过原理即可分析实验中的方法及误差分析.
三、计算题(22分)
16. 如图所示,质量M=4kg的长木板放在光滑水平面上,在长木板的右端施加一水平恒力F=12N,当长木板向右的运动速率达到v1=3m/s时,再将m=2kg的小物块(可视为质点)轻轻放到木板的右端,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.4,小物块始终没离开长木板,g取10m/s2。求:
(1)小物块刚放到长木板上时,小物块和长木板的加速度大小;
(2)小物块相对长木板静止时,小物块距离长木板右端的距离大小;
(3)小物块相对长木板静止后,长木板受到的摩擦力大小。
【答案】(1)、;(2);(3)。
【解析】
【详解】(1)对根据牛顿第二定律可得:
解得:
对根据牛顿第二定律可得:
解得:
;
(2)设小物块从放上长木板到和长木板相对静止时间为,根据速度时间关系可得:
解得:
小物块的位移
长木板的位移
小物块到长木板右端距离
;
(3)对和整体根据牛顿第二定律可得:
解得:
对根据牛顿第二定律可得:
解得
根据牛顿第三定律,长木板受到的摩擦力:
。
17. “火龙线”是广州的一条比较成熟的徒步线路,2019年10月7日(重阳节)上午7:00,某徒步爱好者准时出发,路线为:以火炉山脚为起点,途经广汕二路、凤凰山顶、采石场,终点到达龙眼洞森林公园,全程27km,用时9h。下列说法正确的是( )
A. 徒步爱好者的位移的大小不大于27km
B. 徒步爱好者的瞬时速度都为
C. 徒步爱好者徒步时,一定不能看成质点
D. 研究某徒步爱好者的运动只能以地面为参考系
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题可知,徒步的最大路程为27km,位移小于等于路程,故位移的大小不会大于27km,故A正确;
B.徒步爱好者全程过程中速度有可能随时变化,故不可能都为,故B错误;
C.如果研究徒步爱好者的平均速度,则这个过程中可以看成是质点,故C错误;
D.研究某徒步爱好者的运动所选择的参考系不唯一,可以以地面作为参考系,也可以以周边的物体作为参考系,不同参考系下物体的运动情况的描述是不一样的。故D错误。
故选A。
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