内容正文:
2025-2026学年度四川省什邡中学高2025级高一上期末教学质量监测
物理学科试卷
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回即可,无需交回试卷。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 汽车工程学中将加速度随时间的变化率称为急动度k,急动度k是评判乘客是否感到舒适的重要指标。一辆汽车从静止启动过程中的急动度随时间变化的关系如图所示,当t=0时, a=0,关于该汽车的运动,下列说法不正确的是( )
A. 3s时汽车的加速度大小为3m/s² B. 9s时汽车的加速度大小为0
C. 6s末汽车的速度大小为12m/s D. 9s末汽车的速度大小为18m/s
【答案】C
【解析】
【详解】加速度随时间的变化率称为急动度k,即
则图像与坐标轴围成的面积代表加速度变化。
A.由图像围成的面积表示加速度的变化,可得0~3s内
当t=0时, a=0,所以可得3s 时汽车的加速度大小为3m/s²,故A正确;
B.由图像围成的面积表示加速度的变化,可得0~9s内
当t=0时, a=0,所以可得9s 时汽车的加速度大小为0,故B正确;
CD.由题图可知加速度的变化图像如图
该图像与坐标轴围成的面积代表速度的变化,则6s末汽车的速度大小为
9s末汽车的速度大小为
故C错误,D正确。
由于本题选择错误的,故选C 。
2. 如图,调整水龙头的开关,使单位时间内流出水的体积相等。水由于重力作用,下落速度越来越大,水柱越来越细。若水柱的横截面可视为圆,图中a、b两处的横截面直径分别为和,则经过a、b的水流速度之比为( )
A. 1:3 B. 1:9 C. 3:4 D. 9:16
【答案】D
【解析】
【详解】由于相同时间内通过任一横截面的水的体积相等,则有
可得
故选D。
3. 一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动,车头经过站台上三个立柱A、B、C,对应时刻分别为t1、t2、t3,其x-t图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A.
B. 车头经过立柱A的速度为
C. 车头经过立柱B的速度为
D. 车头经过立柱A、B过程中的平均速度为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据初速度为0的匀加速直线运动的推导规律可知,只有初速度为0,连续通过相同位移所需时间的比为,动车做有一定初速度的匀减速运动,故A错误;
B.因为动车做匀减速直线运动,所以车头经过立柱A 的速度为不可能为时间的平均速度,故B错误;
C.时间段的平均速度为,只有匀变速直线运动中间时刻的平均速度等于该段位移内的平均速度,而B点属于该段的位移中点,故C错误;
D.车头经过立柱A、B过程中的平均速度为
故D正确。
故选D。
4. 甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的x﹣v(位置﹣速度)图像如图所示(虚线与对应的坐标轴垂直),则下列说法中不正确的是( )
A. 在x﹣v图像中,图线a表示质点甲的运动,质点乙的初速度v0=6m/s
B. 质点乙的加速度大小a2=1.5m/s2
C. 质点甲的加速度大小a1=2m/s2
D. 图线a、b的交点表示两质点先后通过x=6m时速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图像,a图像表示随速度的增大位移增大,表现质点甲的运动。b图像表示随速度的减小位移增大,表示质点乙的运动,而且当位移等于零时的速度6m/s,表示乙的初速度为6m/s,A正确,不符合题意;
BC.图像的交点表示各自运动到x=6m处速度相同,设为v,分别对两个质点得
解得
从图像可以看出,当甲的速度为v1=8m/s和乙的速度为v2=2m/s时,两个质点的位移x2也相同
解得a1=2a2
联立解得,
B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.图线a、b的交点表示两质点先后通过x=6m时速度相同,都是6m/s,方向相同,D正确,不符合题意。
故选B。
5. 如图所示,一条不可伸长的轻绳AB的两端系在水平天花板上,O是绳子上的一个点,在O点用另一根轻绳系上一个重物,平衡时,结点O到天花板的距离为AB绳长的,OA的长度为AB绳长的,则OA段绳拉力的竖直分量与OB段绳拉力的竖直分量之比为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对结点O进行受力分析,设OA、OB与竖直方向的夹角分别为、,如图所示
水平方向有
竖直方向有
解得
,
的竖直分量为
的竖直分量为
设绳长为L,根据几何关系求得
解得
故选A。
6. 在无风的环境,某人在高处释放静止的篮球,篮球竖直下落;如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动(如图)再释放,则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是,转动的篮球在运动过程中除受重力外,还受到空气施加的阻力和偏转力。这两个力与篮球速度的关系大致为:,方向与篮球运动方向相反;,方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是( )
A. 、是与篮球转动角速度无关的常量
B. 篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C. 人站得足够高,落地前篮球有可能向上运动
D. 释放条件合适,篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.篮球未转动时,篮球竖直下落,没有受到偏转力的作用,而篮球转动时,将受到偏转力的作用,所以偏转力中的与篮球转动角速度有关, A错误;
B.空气阻力一直对篮球做负功,篮球的机械能将减小,篮球的角速度也将减小,所以篮球没有足够的能量回到原高度,B错误;
C.篮球下落过程中,其受力情况如图所示。
篮球下落过程中,由受力分析可知,随着速度不断增大,篮球受到和的合力沿竖直方向的分力可能大于重力,可使篮球竖直方向的分速度减小到零或变成竖直向上,因此篮球有可能向上运动,C正确;
D.如果篮球的速度变成水平方向,则有空气阻力的作用会使篮球速度减小,则篮球受到的偏转力将变小,不能保持与重力持续等大反向,所以篮球不可能在空中持续一段水平直线运动,D错误。
故选C。
7. 如图,光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止(重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。下列正确的是( )
A. 若B球受到的摩擦力为零, 则F=2mgtanθ
B. 若A球所受车厢壁弹力为零, 则F=2mgtanθ
C. 若推力F向左,且μ<tanθ,则加速度大小范围是
D. 若推力F向右,2μ<tanθ,则加速度大小范围是
【答案】D
【解析】
【详解】A.设杆的弹力为,对小球A,竖直方向受力平衡,则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足
竖直方向有
则
若B球受到的摩擦力为零,对B根据牛顿第二定律可得
可得
对小球A、B和小车整体根据牛顿第二定律
故A错误;
B.对小球A,根据牛顿第二定律可得
对系统整体根据牛顿第二定律
解得
故B错误;
C.若推力向左,根据牛顿第二定律可知加速度向左,小球A向左方向的加速度由杆对小球A的水平分力以及车厢壁的弹力的合力提供,小球A所受向左的合力的最大值为
小球B所受向左的合力的最大值
由于
可知
故最大加速度最大时小球B所受摩擦力已达到最大、小球A与左壁还有弹力,则对小球B根据牛顿第二定律
故C错误;
D.若推力向右,根据牛顿第二定律可知系统整体加速度向右,由于小球A可以受到左壁向右的支持力,理论上向右的合力可以无限大,因此只需要讨论小球B即可,当小球B所受的摩擦力向左时,小球B向右的合力最小,此时
当小球所受摩擦力向右时,小球B向右的合力最大,此时
对小球B根据牛顿第二定律
所以
故D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 如图,一质点从A点开始做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为a,B、C、D是质点运动路径上三点,且,,质点通过B、C间所用时间是经过C、D间所用时间的一半,则质点经过C点的速度大小和AB间距离为( )
A. C点的速度大小为 B. AB间距离为
C. C点的速度大小为 D. AB间距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.设通过B、C间所用时间,经过C、D间所用时间。根据运动学公式有,,
联立解得,故A错误,C正确;
BD.根据速度位移公式有
将代入,解得,故B正确,D错误。
故选BC。
9. 水平晾衣杆上有相距为的两点和,一根光滑轻绳的两端固定在、两点,其示意图可简化为如图所示。晾衣架悬挂在绳上,衣服和衣架总重力为,整个装置受到水平向右的风力,大小为,衣架稳定时绳子张力为。下列说法正确的是( )
A. 轻绳长为
B. 若点右移,衣架稳定时绳子张力大小为
C. 若水平风力消失,衣架稳定时绳子张力大小为
D. 若风力大小变为,衣架稳定时绳子张力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对衣架受力分析,可知风力与重力的合力为
解得
设该合力与水平方向的夹角为,则有
解得
设两边细绳与合力的夹角均为,根据平衡条件有
代入解得
由几何关系可知、两点间的水平距离为
细绳总长为
联立并代入解得
故A正确;
B.若点右移,则、间距离变大,合力与夹角不变,根据几何关系有
由于变大且不变,则变大,可知变大,根据平衡条件有
由于变大,则减小,可知衣架稳定时绳子张力变大,即大于mg,故B错误;
C.若水平风力消失,则衣架回到绳子的中点,根据几何关系有
解得
根据平衡条件有
解得稳定时绳子张力大小为
故C正确;
D.若风力大小变为mg,可知重力和风力的合力为
解得
此时合力与水平方向夹角为,根据几何关系有
解得
可得
根据平衡条件有
解得稳定时绳子张力大小为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,一物块置于粗糙水平面上,现对物体施加一大小恒定的外力,方向与水平向右方向夹角可调,物块沿水平面向右做匀加速运动或匀减速运动。已知物块加速时,加速度最大值为,减速时,加速度最大值为,其中为重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物块与水平面间的动摩擦因数为
B. 物块与水平面间的动摩擦因数为
C. 加速阶段加速度大小最大时,外力方向斜向上,
D. 减速阶段加速度大小最大时,外力方向斜向下,
【答案】BD
【解析】
【详解】A.恒力斜向右上方时,与水平方向的夹角为时物块加速运动,根据牛顿第二定律有
解得
由辅助角公式及数学知识可知,当时加速段的加速度大小最大,且最大值为
恒力斜向左下方时,与水平向左方向的夹角为,物块减速阶段的加速度大小最大,根据牛顿第二定律有
解得
同理由数学知识可知,当时减速段的加速度大小最大,且最大值为
由此可得
由题意已知,
代入解得,故A错误;
B.由A选项的分析计算可知,物块与水平面间的动摩擦因数为,故B正确;
C.物块加速阶段加速度最大时,外力方向斜向上,由前面的分析可知
解得,故C错误;
D.减速阶段加速度最大时,外力方向斜向下,根据
解得
由于为与水平向左方向的夹角,则外力与水平向右方向的夹角为,故D正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率 在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点。因保存不当,纸带被污染。如图所示,、、、是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:、、,若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为__________s;
(2)打点时物体的速度大小为__________(取2位有效数字;
(3)物体的加速度大小为__________用、、和表示。
(4)做这种纸带数据计算题目,需要注意哪些点?写出一条即可______________________
【答案】(1)0.1 (2)2.5
(3)
(4)注意单位换算;注意时间间隔T
【解析】
【小问1详解】
打点计时器打出的纸带每隔4个点取1个计数点,则相邻两计数点的时间间隔为
【小问2详解】
根据间的平均速度等于点的速度,可得
【小问3详解】
根据匀变速直线运动推论,可得,
则有
可得物体的加速度大小为
【小问4详解】
做这种纸带数据计算题目,需要注意单位换算;注意时间间隔T。
12. 在一根轻质弹簧,受到拉力作用时,其长度会变长,且拉力大小与弹簧长度的增加量之比为定值。该比值反映了弹簧的力学性质,由此定义该比值叫弹簧的劲度系数,用符号k来表示。如果将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起,看成一根新弹簧,设原弹簧A劲度系数为,原弹簧B劲度系数为;现将弹簧A、B的一端连接在一起,将A、B的另一端也连接在一起,作为新弹簧(记为C)的两端,弹簧C劲度系数为;关于、、的大小关系,同学们做出了如下猜想:甲同学:和电阻并联相似,可能是;乙同学:和电阻串联相似,可能是;丙同学:可能是。
(1)为了验证猜想,同学们设计了相应的实验,装置如图(a)所示。
(2)简要实验步骤如下,请完成相应填空。
A.将弹簧A悬挂在铁架台上,固定好刻度尺,测量弹簧A的自然长度
B.在弹簧A的下端挂上相同的钩码,记下钩码的个数n,并用刻度尺测量弹簧的长度,已知每个钩码的质量为m,实验室所在位置的重力加速度大小为g
C.由F=______计算弹簧的弹力,由计算弹簧的伸长量,由______计算弹簧的劲度系数
D.改变______,重复实验步骤B、C,并求出弹簧A劲度系数的平均值
E.仅将弹簧分别换为B、C,重复上述操作步骤,分别求出弹簧B、C的劲度系数的平均值、,比较、、并得出结论。
(3)在步骤A中测量弹簧的自然长度时,弹簧上端与刻度尺1cm处刻线对齐,这样会使最后测量的弹簧劲度系数______(选填“偏大”、“偏小”或者“不变”)。
(4)图(b)是实验得到的图线,由此可以判断______同学的猜想正确。
(5)相类似地,定义一个系统在受到拉力作用时,拉力大小与系统长度增加量的比值叫系统的等效劲度系数,如图(c)中的装置就是我们要研究的一个系统,外力竖直向下作用于与动滑轮相连的挂钩上。滑轮光滑且质量不计,挂钩质量不计,细线为不可伸长的轻绳,弹簧的劲度系数为k且质量不计。若定义该系统的长度为系统静止时天花板到挂钩最低点间的距离,则该系统的等效劲度系数为______。
A.4k B.2k C.0.50k D.0.25k
【答案】 ①. nmg ②. ③. 钩码的个数 ④. 不变 ⑤. 乙 ⑥. A
【解析】
【详解】(2)[1]根据共点力平衡可知
[2]根据胡克定律,可得
联立,可得
[3]改变钩码个数,重复实验。
(3)[4]实验中需要的弹簧伸长量是挂钩码后弹簧长度减去弹簧的自然长度,即
所以在步骤A中测量弹簧的自然长度时,弹簧上端与刻度尺1cm处刻线对齐,这样会使最后测量的弹簧劲度系数不变。
(4)[5]由图可知
整理,可得
由此可以判断乙同学的猜想正确。
(5)[6]设系统在外力作用下弹簧的伸长量为,弹簧的拉力为F,根据弹簧的劲度系数定义可知,弹簧的劲度系数
因动滑轮光滑且质量不计,挂钩质量不计,所以系统静止时,所受外力
由动滑轮的特点可知,系统长度增加量为
则该系统的等效劲度系数为
故选A。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。(请写出详细的解答过程,不允许只写出最后答案!)
13. 在某大型游乐场中有一种游戏机叫“跳楼机”。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面一定高处,然后由静止释放,座椅沿轨道自由下落到离地28.8m处后,开始受到压缩空气提供的恒定阻力而做加速度为2.5m/s2的匀减速运动,下落到地面时速度刚好减小到零(取g=10m/s2)。求∶
(1)游客下落过程中的最大速度是多少?
(2)座椅被释放时的高度为多少?
(3)从开始释放到落地共用时多少?
【答案】(1)12m/s;(2)36m;(3)6s
【解析】
【详解】(1)游客先做自由落体运动,后做匀减速直线运动,匀减速的初速度解游客下落过程中的最大速度,利用逆向思维,根据速度与位移的关系式有
解得
(2)游客自由落体运动过程,根据速度与位移的关系式有
解得
令座椅被释放时的高度为h,则有
(3)自由落体运动过程,根据速度公式有
匀减速直线运动过程中,利用逆向思维,根据速度公式有
从开始释放到落地共用时
14. 如图甲所示,质量为的物块A放在木板MN上,当木板与水平面呈角时A恰能静止在板上。再将MN竖直放置,用一根不可伸长的轻绳将光滑小球B悬挂在板上P点,小球与木板将物块A夹在中间,且A恰能保持静止,轻绳与木板之间夹角也为(如图乙所示)。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。
(1)求物块A与木板MN之间的动摩擦因数;
(2)求小球B的质量;
(3)现让MN绕其底端M顺时针缓慢转至水平,求转动过程物块A对小球支持力的最大值N和轻绳对小球拉力的最小值T。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【详解】(1)木板与水平面呈角时A恰能静止
物块A平衡:
解得
(2)木板竖直时,设轻绳对小球拉力为,物块A对小球支持力为
对小球B:,
物块A与木板之间的弹力
物块A恰能静止:
联立可得
(3)小球B受重力G、拉力、支持力而处于平衡,三力构成如图所示的矢量三角形,MN绕其底端M缓慢转动过程,和之间的夹角始终保持不变。
当转至轻绳水平时,小球所受支持力最大
当转至木板水平时,小球所受拉力最小
15. 如图所示,有一个可视为质点、质量m=1.0kg的小物块,初速度为零,经由水平顺时针转动的传送带从最左端A送到最右端B,滑过光滑水平面BC后,滑上紧靠BC面末端的质量M=1.0kg的静止长木板。已知传送带速度恒为v0=4.0m/s,传送带AB间长度L=3.0m,木板上表面与BC面相平,木板下表面与地面之间动摩擦因数为0.10,小物块与传送带、长木板上表面间的动摩擦因数均为0.40。长木板足够长,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块在传送带上运动的时间以及在传送带上留下的痕迹长度;
(2)物块滑上木板瞬间物块和木板的加速度分别为多少?
(3)木板最终停止时,其左端距离水平面上C点的距离?
【答案】(1)1.25s,2m
(2)4m/s2,2m/s2
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块在传送带上先做匀加速直线运动,有
可得加速的加速度为
物块加速到和皮带共速的位移为
说明物块先加速到,再匀速运动,加速时间为
匀速的位移为
则匀速的时间为
故运动的总时间为
物块在加速阶段与皮带有相对运动,则划痕为
【小问2详解】
物块冲上木板的瞬间,由牛顿第二定律有
解得物块减速的加速度大小为(方向水平向左)
对木板有
解得木板加速的加速度为(方向水平向右)
【小问3详解】
设经过时间物块与木板达到共同速度,有
解得,
木板发生的位移为
物块与木板共速后因,则两者一起减速,减速的加速度为
木板停止时发生的位移为
故木板最终停止时其左端距离水平面上C点的距离为
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2025-2026学年度四川省什邡中学高2025级高一上期末教学质量监测
物理学科试卷
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回即可,无需交回试卷。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 汽车工程学中将加速度随时间的变化率称为急动度k,急动度k是评判乘客是否感到舒适的重要指标。一辆汽车从静止启动过程中的急动度随时间变化的关系如图所示,当t=0时, a=0,关于该汽车的运动,下列说法不正确的是( )
A. 3s时汽车的加速度大小为3m/s² B. 9s时汽车的加速度大小为0
C. 6s末汽车的速度大小为12m/s D. 9s末汽车的速度大小为18m/s
2. 如图,调整水龙头的开关,使单位时间内流出水的体积相等。水由于重力作用,下落速度越来越大,水柱越来越细。若水柱的横截面可视为圆,图中a、b两处的横截面直径分别为和,则经过a、b的水流速度之比为( )
A. 1:3 B. 1:9 C. 3:4 D. 9:16
3. 一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动,车头经过站台上三个立柱A、B、C,对应时刻分别为t1、t2、t3,其x-t图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A.
B. 车头经过立柱A的速度为
C. 车头经过立柱B的速度为
D. 车头经过立柱A、B过程中的平均速度为
4. 甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的x﹣v(位置﹣速度)图像如图所示(虚线与对应的坐标轴垂直),则下列说法中不正确的是( )
A. 在x﹣v图像中,图线a表示质点甲的运动,质点乙的初速度v0=6m/s
B. 质点乙的加速度大小a2=1.5m/s2
C. 质点甲的加速度大小a1=2m/s2
D. 图线a、b的交点表示两质点先后通过x=6m时速度相同
5. 如图所示,一条不可伸长的轻绳AB的两端系在水平天花板上,O是绳子上的一个点,在O点用另一根轻绳系上一个重物,平衡时,结点O到天花板的距离为AB绳长的,OA的长度为AB绳长的,则OA段绳拉力的竖直分量与OB段绳拉力的竖直分量之比为( )
A. B.
C. D.
6. 在无风的环境,某人在高处释放静止的篮球,篮球竖直下落;如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动(如图)再释放,则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是,转动的篮球在运动过程中除受重力外,还受到空气施加的阻力和偏转力。这两个力与篮球速度的关系大致为:,方向与篮球运动方向相反;,方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是( )
A. 、是与篮球转动角速度无关的常量
B. 篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C. 人站得足够高,落地前篮球有可能向上运动
D. 释放条件合适,篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
7. 如图,光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止(重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。下列正确的是( )
A. 若B球受到的摩擦力为零, 则F=2mgtanθ
B. 若A球所受车厢壁弹力为零, 则F=2mgtanθ
C. 若推力F向左,且μ<tanθ,则加速度大小范围是
D. 若推力F向右,2μ<tanθ,则加速度大小范围是
二、多选题:本大题共3小题,共18分。(全选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 如图,一质点从A点开始做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为a,B、C、D是质点运动路径上三点,且,,质点通过B、C间所用时间是经过C、D间所用时间的一半,则质点经过C点的速度大小和AB间距离为( )
A. C点的速度大小为 B. AB间距离为
C. C点的速度大小为 D. AB间距离为
9. 水平晾衣杆上有相距为的两点和,一根光滑轻绳的两端固定在、两点,其示意图可简化为如图所示。晾衣架悬挂在绳上,衣服和衣架总重力为,整个装置受到水平向右的风力,大小为,衣架稳定时绳子张力为。下列说法正确的是( )
A. 轻绳长为
B. 若点右移,衣架稳定时绳子张力大小为
C. 若水平风力消失,衣架稳定时绳子张力大小为
D. 若风力大小变为,衣架稳定时绳子张力大小为
10. 如图所示,一物块置于粗糙水平面上,现对物体施加一大小恒定的外力,方向与水平向右方向夹角可调,物块沿水平面向右做匀加速运动或匀减速运动。已知物块加速时,加速度最大值为,减速时,加速度最大值为,其中为重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物块与水平面间的动摩擦因数为
B. 物块与水平面间的动摩擦因数为
C. 加速阶段加速度大小最大时,外力方向斜向上,
D. 减速阶段加速度大小最大时,外力方向斜向下,
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率 在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点。因保存不当,纸带被污染。如图所示,、、、是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:、、,若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为__________s;
(2)打点时物体的速度大小为__________(取2位有效数字;
(3)物体的加速度大小为__________用、、和表示。
(4)做这种纸带数据计算题目,需要注意哪些点?写出一条即可______________________
12. 在一根轻质弹簧,受到拉力作用时,其长度会变长,且拉力大小与弹簧长度的增加量之比为定值。该比值反映了弹簧的力学性质,由此定义该比值叫弹簧的劲度系数,用符号k来表示。如果将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起,看成一根新弹簧,设原弹簧A劲度系数为,原弹簧B劲度系数为;现将弹簧A、B的一端连接在一起,将A、B的另一端也连接在一起,作为新弹簧(记为C)的两端,弹簧C劲度系数为;关于、、的大小关系,同学们做出了如下猜想:甲同学:和电阻并联相似,可能是;乙同学:和电阻串联相似,可能是;丙同学:可能是。
(1)为了验证猜想,同学们设计了相应的实验,装置如图(a)所示。
(2)简要实验步骤如下,请完成相应填空。
A.将弹簧A悬挂在铁架台上,固定好刻度尺,测量弹簧A的自然长度
B.在弹簧A的下端挂上相同的钩码,记下钩码的个数n,并用刻度尺测量弹簧的长度,已知每个钩码的质量为m,实验室所在位置的重力加速度大小为g
C.由F=______计算弹簧的弹力,由计算弹簧的伸长量,由______计算弹簧的劲度系数
D.改变______,重复实验步骤B、C,并求出弹簧A劲度系数的平均值
E.仅将弹簧分别换为B、C,重复上述操作步骤,分别求出弹簧B、C的劲度系数的平均值、,比较、、并得出结论。
(3)在步骤A中测量弹簧的自然长度时,弹簧上端与刻度尺1cm处刻线对齐,这样会使最后测量的弹簧劲度系数______(选填“偏大”、“偏小”或者“不变”)。
(4)图(b)是实验得到的图线,由此可以判断______同学的猜想正确。
(5)相类似地,定义一个系统在受到拉力作用时,拉力大小与系统长度增加量的比值叫系统的等效劲度系数,如图(c)中的装置就是我们要研究的一个系统,外力竖直向下作用于与动滑轮相连的挂钩上。滑轮光滑且质量不计,挂钩质量不计,细线为不可伸长的轻绳,弹簧的劲度系数为k且质量不计。若定义该系统的长度为系统静止时天花板到挂钩最低点间的距离,则该系统的等效劲度系数为______。
A.4k B.2k C.0.50k D.0.25k
四、计算题:本大题共3小题,共38分。(请写出详细的解答过程,不允许只写出最后答案!)
13. 在某大型游乐场中有一种游戏机叫“跳楼机”。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面一定高处,然后由静止释放,座椅沿轨道自由下落到离地28.8m处后,开始受到压缩空气提供的恒定阻力而做加速度为2.5m/s2的匀减速运动,下落到地面时速度刚好减小到零(取g=10m/s2)。求∶
(1)游客下落过程中的最大速度是多少?
(2)座椅被释放时的高度为多少?
(3)从开始释放到落地共用时多少?
14. 如图甲所示,质量为的物块A放在木板MN上,当木板与水平面呈角时A恰能静止在板上。再将MN竖直放置,用一根不可伸长的轻绳将光滑小球B悬挂在板上P点,小球与木板将物块A夹在中间,且A恰能保持静止,轻绳与木板之间夹角也为(如图乙所示)。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。
(1)求物块A与木板MN之间的动摩擦因数;
(2)求小球B的质量;
(3)现让MN绕其底端M顺时针缓慢转至水平,求转动过程物块A对小球支持力的最大值N和轻绳对小球拉力的最小值T。
15. 如图所示,有一个可视为质点、质量m=1.0kg的小物块,初速度为零,经由水平顺时针转动的传送带从最左端A送到最右端B,滑过光滑水平面BC后,滑上紧靠BC面末端的质量M=1.0kg的静止长木板。已知传送带速度恒为v0=4.0m/s,传送带AB间长度L=3.0m,木板上表面与BC面相平,木板下表面与地面之间动摩擦因数为0.10,小物块与传送带、长木板上表面间的动摩擦因数均为0.40。长木板足够长,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块在传送带上运动的时间以及在传送带上留下的痕迹长度;
(2)物块滑上木板瞬间物块和木板的加速度分别为多少?
(3)木板最终停止时,其左端距离水平面上C点的距离?
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