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山东省淄博市淄博五中高一物理月考试题
一、单项选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24分。
1. 下列均属于国际单位制基本单位的是( )
A. kg、m、J B. N、s、m/s C. C、cm、 D. mol、K、A
【答案】D
【解析】
【详解】国际单位制的基本单位共有7个,分别是米()、千克()、秒()、安培()、开尔文()、摩尔()和坎德拉()。
故选D。
2. 如图,粗糙的木块A、B叠放在一起,静止于水平面上。现使木块B受到一个水平方向的拉力F,但木块A、B仍保持静止,则( )
A. 木块A与木块B之间无摩擦力
B. 木块A对木块B的压力就是木块A受到的重力
C. 木块B不动是因为它受到的地面的摩擦力大于拉力F
D. 木块B先对地面施加压力,使地面发生形变后,地面再对木块B施加支持力
【答案】A
【解析】
【详解】A.对A分析,若A、B之间有摩擦力,则A无法保持平衡状态,所以木块A与木块B之间无摩擦力,故A正确;
B.A对B的压力的施力物体是A、受力物体是B,木块A的重力的施力物体是地球、受力物体是A,A对B的压力大小等于A的重力,但二者不是同一个力,故B错误;
C.B不动是因为它与地面间的最大静摩擦力大于F,根据平衡条件可知B实际受到的摩擦力大小等于拉力F,故C错误;
D.木块B对地面的压力和地面对B的支持力是一对作用力与反作用力,二者同时产生、同时消失,故D错误。
故选A。
3. 在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速、减速中的位移之比等于1∶2
B. 加速、减速中的位移之比等于2∶1
C. 加速、减速中的平均速度大小之比等于2∶1
D. 加速、减速中的平均速度大小之比等于1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】CD.匀变速直线运动的平均速度
则加速过程和减速过程中初速度和末速度的矢量和相等,故平均速度相等,故CD错误;
AB.位移公式
则加速、减速中的位移之比
故A错误,B正确。
故选B。
4. 图是甲、乙两物体从同一点开始做直线运动的运动图像,下列说法正确的是( )
A. 若y表示位移,则时间内甲的位移小于乙的位移
B. 若y表示速度,则时间内甲的位移大于乙的位移
C. 若y表示位移,则时甲的速度大于乙的速度
D. 若y表示速度,则时甲的加速度等于乙的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.若y表示位移,则时间内甲的位移等于乙的位移,故A错误;
B.若y表示速度,则根据速度与时间图像的面积表示位移可知,时间内甲的位移小于乙的位移,故B错误;
C.若y表示位移,则根据位移与时间图像的斜率表示速度可知,时甲的速度大于乙的速度,故C正确;
D.若y表示速度,则根据速度与时间图像的斜率表示加速度可知,时甲的加速度大于乙的加速度,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,物体处于平衡状态,若保持不变,当力F与水平方向夹角多大时力F有最小值( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,对结点受力分析,由于保持不变,则左侧绳子的拉力方向不变,物体处于平衡状态,则结点的合力为0,把力平移,组成矢量三角形,如图所示
由图可知,当左右两侧的绳子垂直时,右侧绳子的拉力最小,由几何关系可得
故选A。
6. 如图所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是( )
A. A与墙壁之间可能有摩擦力 B. B对C摩擦力方向水平向右
C. B对C摩擦力方向水平向左 D. A对B的作用力竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】A.将,和三物块视为一个整体。水平地面光滑,该整体在水平方向只可能受到墙面对的水平支持力;由于整体处于平衡状态,所以墙面对的水平支持力为零。静摩擦力的最大值与支持力有关,支持力为零时墙面对的摩擦力也只能为零,故A错误;
BC.将和两物块视为一个整体。由 A 项分析,墙面对的水平支持力为零,墙面对的摩擦力也为零;因此,和整体在水平方向上只可能受到对的摩擦力。而该整体处于平衡状态,所以对的摩擦力为零。由牛顿第三定律,对的摩擦力也为零,故BC错误;
D.隔离,受到重力、对的支持力和对的作用力。重力和支持力均竖直,处于平衡状态,所以对的作用力无水平分量;又因位于上方且两物块接触挤压,故对的作用力竖直向下,故D正确。
故选D。
7. 磁性车载支架(图甲)使用方便,它的原理是将一个引磁片贴在手机背面,再将引磁片对准支架的磁盘放置,手机就会被牢牢地吸附住(图乙)。下列关于手机(含引磁片,下同)的说法中正确的是( )
A. 汽车静止时,手机共受三个力的作用
B. 汽车静止时,支架对手机的作用力大小大于手机的重力
C. 当汽车以某一加速度向前加速时,手机一定受支架对它的摩擦力作用
D. 只要汽车的加速度大小合适,无论是向前加速还是减速,手机都可能不受支架对它的摩擦力作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.手机处于静止状态时,受力平衡,手机共受到重力、支架的支持力、摩擦力以及磁盘的吸引力,共4个力的作用,故A错误;
B.手机处于静止状态时,支架对手机的支持力、摩擦力、吸引力的合力与手机重力等大反向,故B错误;
CD.因磁盘对手机的吸引力和手机所受支持力均与引磁片垂直,分析可得汽车有向后的加速度时手机可能不受摩擦力作用,但若汽车有向前的加速度时,手机一定受到沿斜面向上的摩擦力。故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示,在与水平方向成角的恒力F作用下,质量为m的物块沿竖直墙壁匀加速上滑,加速度的大小为a。已知物块与墙壁间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则F的大小等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物块沿墙壁向上滑动,所受滑动摩擦力方向竖直向下。水平方向上,墙壁对物块的支持力为
所以滑动摩擦力大小为
取竖直向上为正方向,由牛顿第二定律得
代入并整理得
故选C。
二、多项选择题,本题共4个小题,每小题4分,共16分,全部选对4分,选对但不全2分,选错0分。
9. 中国高铁不仅速度快,而且运行稳,成为中国发展的一张名片。有人在沿水平直线行驶的列车窗台上竖直放置一枚硬币,如图所示,不论列车运行快慢,硬币始终直立不倒。则关于列车的运行和硬币的受力,下列判断正确的是( )
A. 在该过程中,硬币只受重力和支持力
B. 在该过程中,硬币可能受到摩擦力
C. 在该过程中,列车一定做匀速运动
D. 在该过程中,列车可能做变速运动
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.当列车做匀速运动时,硬币始终直立不倒,说明硬币处于平衡状态,此时硬币受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,它们是一对平衡力,当列车在加速或减速过程中,如果加速度较小,硬币会受到静摩擦力提供硬币加速度,此时硬币依旧会直立不倒,A错误,B正确;
CD.列车可能做匀速运动也可能做变速运动,C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,在光滑水平桌面的一端固定一个定滑轮,用轻绳跨过定滑轮将质量为、的两个物体A、B相连。不计轻绳与滑轮之间的摩擦,取。放手后两物体开始运动,在两物体运动过程中( )
A. 轻绳的拉力小于物体A的重力
B. 轻绳的拉力等于物体A的重力
C. AB两物体的加速度大小为0.5m/s2
D. AB两物体的加速度大小为0.05m/s2
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.放手后,A向下做匀加速运动,加速度向下,处于失重状态,则轻绳的拉力小于物体A的重力,故A正确,B错误;
CD.设绳子拉力大小为T,根据牛顿第二定律,对A有
mAg﹣T=mAa
对B有
T=mBa
联立解得
a=0.5m/s2
故C正确,D错误。
故选AC。
11. 甲乙两车在平直公路上两相邻车道行驶,乙车在前,甲车在后。两车运动的 v-t 图像如图所示。下列判断正确的是( )
A. 若t=0时两车相距15m,两车在运动中一定相遇一次
B. 两车第一次平齐的时刻可能发生在 12s末
C. 若 t=10s时两车平齐,则t=0时两车沿运动方向距离为25m
D. 若 t=0时刻两车沿运动方向距离为 12.5m,两车最后将停在同一位置
【答案】ACD
【解析】
【详解】B.根据斜率的意义,甲车的加速度大小
1m/s2
乙车的加速度大小
0.5m/s2
甲车12s时的位移
m
乙车12s时位移:
m
甲车大于乙车的位移,甲车在乙车的后面,所以有可能平齐,如果此时平齐,则之前两车初始时刻的距离应为
根据两车初始时刻满足=24m,后来经过时间t平齐的条件,有
代入数据解得
t=8s或者t=12s
说明8s是第一次平齐,12s是第二次平齐。
故B错误;
C.图线与坐标轴围成的面积代表汽车的位移,当t=10s时,甲车的位移为
乙车的位移
如果两车在此时平齐,则需要在计时开始时两车相距
故C正确;
D.甲车到停止时运动的总位移
乙车的总位移
两车位移差
两车停止刚好平齐,故D正确;
A.综上分析可知若t=0时两车相距15m,两车在运动中一定相遇一次,故A正确;
故选ACD。
12. 如图所示,a、b、c为三个质量均为m的物块,物块、b通过水平轻绳相连后放在水平面上,物块c放在b上.现用水平拉力作用于a,使三个物块一起水平向右匀速运动.各接触面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g.下列说法正确的是( )
A. 该水平拉力大于轻绳的弹力
B. 物块c受到的摩擦力大小为mg
C. 当该水平拉力增大为原来的倍时,物块c受到的摩擦力大小为mg
D. 剪断轻绳后,在物块b向右运动的过程中,物块c受到的摩擦力大小为mg
【答案】AC
【解析】
【详解】A:对a水平方向受力分析: 受向右的F、向左的轻绳弹力、地面对它向左的摩擦力,物体匀速,故水平拉力大于轻绳的弹力即A正确.
B:对物块c受力分析:受重力、支持力,不受摩擦力,B错误.
C:原来匀速时,对整体分析:;
当该水平拉力增大为原来的倍时,对整体分析,得
对c水平方向分析: 故C正确.
D:剪断轻绳后,物块bc向右运动的过程中,对bc研究:
对c水平方向分析: 故D错误.
点睛:连接体问题的处理思路是优先整体再隔离.
三、实验题:每空2分,共18分
13. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图(甲)、(乙)、(丙)所示的实验装置,验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。试回答下列问题:
(1)小明同学在实验中采用图(甲)所示实验装置,得到如下图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出计数点3的瞬时速度为______m/s,小车的加速度为______(结果保留3位有效数字);
(2)小新同学采用(丙)图实验装置验证“质量一定时加速度与它所受的合力成正比”,小新同学的实验步骤如下:
①挂上托盘和砝码,调整木板的倾角,使质量为M的小车沿木板匀速下滑;
②取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F,通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像,并求出小车的加速度a;
③改变砝码质量和木板的倾角,重复步骤①②,可得到多组a、F的数据,并绘制图像。
若测量质量时未考虑托盘的质量,仅将砝码质量记为m,则绘制出的图像应该是图中的______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);
(3)甲、乙、丙实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______;
A.甲、乙、丙 B.甲、乙 C.甲、丙
(4)实验时,必须满足“M远大于m”的实验小组是______。
【答案】 ①. 0.611 ②. 2.00 ③. Ⅰ ④. B ⑤. 甲
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意,相邻计数点时间间隔
计数点3的瞬时速度
[2]由逐差法计算加速度为
(2)[3]根据牛顿第二定律,整理可得
设托盘质量为,根据实验原理可得
可知仅将砝码质量记为,则绘制出的图像应该是题图中的Ⅰ。
(3)[4]本实验探究当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比。甲和乙的实验中,需要确保小车受到的拉力等于小车受到的合力,所以必须平衡小车和长木板之间的摩擦力。
故选B。
(4)[5]甲实验中,细线的拉力实际上是不等于重物的重力,但实验需要将重物的重力近似等于细线的拉力,所以必须满足“M远大于m”。乙实验中,细线的拉力可通过弹簧测力计直接获得,所以不必满足“M远大于m”。丙实验中,挂上托盘和砝码,调整木板的倾角,使质量为M的小车沿木板匀速下滑,此时细线的拉力等于托盘和砝码的总重力,当取下托盘和砝码,让小车沿木板下滑时,小车受到的合力即为托盘和砝码的总重力,所以也不必满足“M远大于m”。
14. 用如图所示的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮固定在桌子边,滑轮、可沿桌边移动。
第一次实验中,步骤如下:
A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点O静止,且、、与桌面平行;
B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三拉力的图示;
C.以绕过、绳的两个力为邻边作平行四边形,作出O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;
D.检验对角线的长度和绕过绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上。
(1)这次实验中,若一根绳挂的钩码质量为m,另一根绳挂的钩码质量为,则第三根绳挂的质量一定大于___________且小于___________。
(2)第二次实验时,改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点___________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中,若桌面不水平___________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。
【答案】 ①. m ②. 3m ③. 不必 ④. 不会
【解析】
【详解】(1)[1]若一根绳挂的质量为m,另一根绳挂的质量为2m,则两绳子的拉力分别为:mg、2mg,两绳子拉力的合力F的范围是:|2mg−mg|⩽F⩽mg+2mg,即:mg⩽F⩽3mg,三力的合力为零,则第三根绳挂的质量范围在m到3m之间,即第三根绳挂的质量一定大于m;
[2]同理第三根绳挂的质量一定小于3m。
(2)[3]本实验不是先用一根绳拉,然后用两根绳去拉,使一根绳拉的作用效果与两根绳拉的作用效果相同,而是三根绳都直接拉O点,所以O点的位置可以改变,只要保证三力平衡即可,所以不必与第一次实验中白纸上描下的O点重合;
[4]同理桌面不水平只要保证能使结点平衡即可,所以桌面不水平也不会影响实验的结论。
四、解答题:本题共4题,共42分
15. 一质量为2 kg的物体静止在水平地面上,在水平恒力F的推动下开始运动,4 s末物体的速度达到4 m/s,此时将F撤去,又经8 s物体停下来。如果物体与地面间的动摩擦因数不变,求力F的大小。
【答案】3 N
【解析】
【分析】
【详解】物体的整个运动过程分为两段,前4 s内物体做匀加速运动,后8 s内物体做匀减速运动。以F的方向为正方向,则前4 s内物体的加速度为
设摩擦力大小为Ff,由牛顿第二定律得
F-Ff=ma1
后8 s内物体的加速度为
物体所受的摩擦力不变,由牛顿第二定律得
-Ff=ma2
联立可求得水平恒力F的大小为
F=m(a1-a2)=2×(1+0.5) N=3N
16. 北京时间2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,神舟十五号乘组与神舟十四号乘组进行在轨轮换,在空间站工作生活约6个月。长征二号F遥十五运载火箭质量约500吨,总长为58.3m。若发射塔高105m,点火后,经5s火箭离开发射塔,已知火箭离开发射塔过程做匀加速直线运动,忽略一切阻力和运载火箭质量的变化,,求
(1)火箭离开发射塔瞬间的速度大小;
(2)火箭起飞时推动力的大小;
(3)若火箭刚离开发射塔瞬间,一个小零件从火箭的尾部自然脱落,求该零件运动过程中离地面的最大高度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对火箭,由匀变速运动位移公式有
,,
代入数值解得
则火箭离开发射塔瞬间的速度
(2)设火箭起飞时推动力大小为F,由牛顿第二定律
得
(3)零件从火箭上脱落瞬间初速度为,零件开始向上做匀减速运动,由
得零件向上运动的高度
零件运动过程中离地面的最大高度为
17. 一质量m=2kg的小球套在一根足够长的固定直杆上,直杆与水平面的夹角θ=37°,AB为直杆上相距L=1.15m的两点.现对小球施加一竖直向上、大小F=40N的拉力,使小球从A点由静止开始向上运动,且拉力F作用t1=1s时间后撤去.已知杆与小球间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小球在拉力F作用下的加速度大小a1;
(2)小球上滑过程中距A点的最大距离Lm;
(3)从撤去拉力F到小球向下经过B点所用的时间t.
【答案】(1);(2)1.2m;(3)0.4236s
【解析】
【详解】(1) 对小球,在平行斜面方向上有:(F-mg)sin37°-f=ma1,
垂直斜面方向上有:(F-mg)cos37°-N=0,
其中:f=μN,
联立解得:a1=2m/s2;
(2) 在第1s内,物体的末速度为:v1=a1t1=2m/s,
第1s的位移大小为:
1s后撤去拉力,减速上升过程,加速度为:
减速上升的位移大小为:
减速上升的时间为:
小球上滑过程中距A点的最大距离为:Lm=x1+x2=1.2m;
(3) 物体返回B点过程是加速,位移为:x3=1.2m-1.15m=0.05m;
加速度为:
根据位移公式,有:
故下降时间为:
故从撤去拉力F到小球向下经过B点所用的时间为:t=t2+t3=0.4236s.
18. 如图,质量为2.5kg的一只长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速直线运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块(可视为质点)恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:
(1)木块对铁箱压力的大小;
(2)水平拉力F的大小;
(3)减小拉力F,经过一段时间,木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹,之后当箱的速度为6m/s时撤去拉力,又经1s时间木块从左侧到达右侧,则铁箱的长度是多少?
【答案】(1)20N;(2)129N;(3)0.3m
【解析】
【详解】(1)对木块:在竖直方向由平衡条件得
则
FN=20N
由牛顿第三定律得,木块对铁箱的压力
FN′=-FN=-20N(方向水平向左)
故木块对铁箱的压力大小为20N。
(2)对木块:在水平方向有
FN=ma
得
a=40m/s2
对铁箱和木块整体有
F-μ1(M+m)g=(M+m)a
得水平拉力
F=129N
(3)撤去拉力F,箱和木块的速度均为v=6m/s,因μ1>μ2,以后木块相对箱滑动,木块加速度
a2==2.5m/s2
又铁箱加速度
μ1(M+m)g-μ2mg=Ma1
得
a1=3.1m/s2
铁箱减速时间为
t0==1.9s>1s
故木块到达箱右端时,箱未能停止。
则经t=1s木块比铁箱向右多移动距离L即铁箱长。即有
L=(vt-)-(vt-)=
解得
L=0.3m
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山东省淄博市淄博五中高一物理月考试题
一、单项选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24分。
1. 下列均属于国际单位制基本单位的是( )
A. kg、m、J B. N、s、m/s C. C、cm、 D. mol、K、A
2. 如图,粗糙的木块A、B叠放在一起,静止于水平面上。现使木块B受到一个水平方向的拉力F,但木块A、B仍保持静止,则( )
A. 木块A与木块B之间无摩擦力
B. 木块A对木块B的压力就是木块A受到的重力
C. 木块B不动是因为它受到的地面的摩擦力大于拉力F
D. 木块B先对地面施加压力,使地面发生形变后,地面再对木块B施加支持力
3. 在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速、减速中的位移之比等于1∶2
B. 加速、减速中的位移之比等于2∶1
C. 加速、减速中的平均速度大小之比等于2∶1
D. 加速、减速中的平均速度大小之比等于1∶2
4. 图是甲、乙两物体从同一点开始做直线运动的运动图像,下列说法正确的是( )
A. 若y表示位移,则时间内甲的位移小于乙的位移
B. 若y表示速度,则时间内甲的位移大于乙的位移
C. 若y表示位移,则时甲的速度大于乙的速度
D. 若y表示速度,则时甲的加速度等于乙的加速度
5. 如图所示,物体处于平衡状态,若保持不变,当力F与水平方向夹角多大时力F有最小值( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是( )
A. A与墙壁之间可能有摩擦力 B. B对C摩擦力方向水平向右
C. B对C摩擦力方向水平向左 D. A对B的作用力竖直向下
7. 磁性车载支架(图甲)使用方便,它的原理是将一个引磁片贴在手机背面,再将引磁片对准支架的磁盘放置,手机就会被牢牢地吸附住(图乙)。下列关于手机(含引磁片,下同)的说法中正确的是( )
A. 汽车静止时,手机共受三个力的作用
B. 汽车静止时,支架对手机的作用力大小大于手机的重力
C. 当汽车以某一加速度向前加速时,手机一定受支架对它的摩擦力作用
D. 只要汽车的加速度大小合适,无论是向前加速还是减速,手机都可能不受支架对它的摩擦力作用
8. 如图所示,在与水平方向成角的恒力F作用下,质量为m的物块沿竖直墙壁匀加速上滑,加速度的大小为a。已知物块与墙壁间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则F的大小等于( )
A. B. C. D.
二、多项选择题,本题共4个小题,每小题4分,共16分,全部选对4分,选对但不全2分,选错0分。
9. 中国高铁不仅速度快,而且运行稳,成为中国发展的一张名片。有人在沿水平直线行驶的列车窗台上竖直放置一枚硬币,如图所示,不论列车运行快慢,硬币始终直立不倒。则关于列车的运行和硬币的受力,下列判断正确的是( )
A. 在该过程中,硬币只受重力和支持力
B. 在该过程中,硬币可能受到摩擦力
C. 在该过程中,列车一定做匀速运动
D. 在该过程中,列车可能做变速运动
10. 如图所示,在光滑水平桌面的一端固定一个定滑轮,用轻绳跨过定滑轮将质量为、的两个物体A、B相连。不计轻绳与滑轮之间的摩擦,取。放手后两物体开始运动,在两物体运动过程中( )
A. 轻绳的拉力小于物体A的重力
B. 轻绳的拉力等于物体A的重力
C. AB两物体的加速度大小为0.5m/s2
D. AB两物体的加速度大小为0.05m/s2
11. 甲乙两车在平直公路上两相邻车道行驶,乙车在前,甲车在后。两车运动的 v-t 图像如图所示。下列判断正确的是( )
A. 若t=0时两车相距15m,两车在运动中一定相遇一次
B. 两车第一次平齐的时刻可能发生在 12s末
C. 若 t=10s时两车平齐,则t=0时两车沿运动方向距离为25m
D. 若 t=0时刻两车沿运动方向距离为 12.5m,两车最后将停在同一位置
12. 如图所示,a、b、c为三个质量均为m的物块,物块、b通过水平轻绳相连后放在水平面上,物块c放在b上.现用水平拉力作用于a,使三个物块一起水平向右匀速运动.各接触面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g.下列说法正确的是( )
A. 该水平拉力大于轻绳的弹力
B. 物块c受到的摩擦力大小为mg
C. 当该水平拉力增大为原来的倍时,物块c受到的摩擦力大小为mg
D. 剪断轻绳后,在物块b向右运动的过程中,物块c受到的摩擦力大小为mg
三、实验题:每空2分,共18分
13. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图(甲)、(乙)、(丙)所示的实验装置,验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。试回答下列问题:
(1)小明同学在实验中采用图(甲)所示实验装置,得到如下图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出计数点3的瞬时速度为______m/s,小车的加速度为______(结果保留3位有效数字);
(2)小新同学采用(丙)图实验装置验证“质量一定时加速度与它所受的合力成正比”,小新同学的实验步骤如下:
①挂上托盘和砝码,调整木板的倾角,使质量为M的小车沿木板匀速下滑;
②取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F,通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像,并求出小车的加速度a;
③改变砝码质量和木板的倾角,重复步骤①②,可得到多组a、F的数据,并绘制图像。
若测量质量时未考虑托盘的质量,仅将砝码质量记为m,则绘制出的图像应该是图中的______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);
(3)甲、乙、丙实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______;
A.甲、乙、丙 B.甲、乙 C.甲、丙
(4)实验时,必须满足“M远大于m”的实验小组是______。
14. 用如图所示的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮固定在桌子边,滑轮、可沿桌边移动。
第一次实验中,步骤如下:
A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点O静止,且、、与桌面平行;
B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三拉力的图示;
C.以绕过、绳的两个力为邻边作平行四边形,作出O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;
D.检验对角线的长度和绕过绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上。
(1)这次实验中,若一根绳挂的钩码质量为m,另一根绳挂的钩码质量为,则第三根绳挂的质量一定大于___________且小于___________。
(2)第二次实验时,改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点___________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中,若桌面不水平___________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。
四、解答题:本题共4题,共42分
15. 一质量为2 kg的物体静止在水平地面上,在水平恒力F的推动下开始运动,4 s末物体的速度达到4 m/s,此时将F撤去,又经8 s物体停下来。如果物体与地面间的动摩擦因数不变,求力F的大小。
16. 北京时间2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,神舟十五号乘组与神舟十四号乘组进行在轨轮换,在空间站工作生活约6个月。长征二号F遥十五运载火箭质量约500吨,总长为58.3m。若发射塔高105m,点火后,经5s火箭离开发射塔,已知火箭离开发射塔过程做匀加速直线运动,忽略一切阻力和运载火箭质量的变化,,求
(1)火箭离开发射塔瞬间的速度大小;
(2)火箭起飞时推动力的大小;
(3)若火箭刚离开发射塔瞬间,一个小零件从火箭的尾部自然脱落,求该零件运动过程中离地面的最大高度。
17. 一质量m=2kg的小球套在一根足够长的固定直杆上,直杆与水平面的夹角θ=37°,AB为直杆上相距L=1.15m的两点.现对小球施加一竖直向上、大小F=40N的拉力,使小球从A点由静止开始向上运动,且拉力F作用t1=1s时间后撤去.已知杆与小球间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小球在拉力F作用下的加速度大小a1;
(2)小球上滑过程中距A点的最大距离Lm;
(3)从撤去拉力F到小球向下经过B点所用的时间t.
18. 如图,质量为2.5kg的一只长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速直线运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块(可视为质点)恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:
(1)木块对铁箱压力的大小;
(2)水平拉力F的大小;
(3)减小拉力F,经过一段时间,木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹,之后当箱的速度为6m/s时撤去拉力,又经1s时间木块从左侧到达右侧,则铁箱的长度是多少?
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