内容正文:
第四章 综合检测
1.B
选项
分析
结论
A
甲图为观察桌面的微小形变,使用的是放大法
×
B
乙图为伽利略的理想斜面实验,运用理想化实验法揭示了物体的运动不需要力来维持,即力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因
√
C
丙图,运用等效替代法验证了一个力对物体的作用效果与两个力共同的作用效果相同
×
D
丁图,用微元法推导了匀变速直线运动的位移-时间公式
×
2.B kg、m和s是国际单位制中的三个基本单位,min是时间单位,cm是长度的单位,但都不是国际单位制中的基本单位,m/s是速度的单位,是导出单位,故选B。
3.D 对整体分析,水平方向上有F=(m0+m)a,竖直方向上有N=(m0+m)g,对斜面体分析,水平方向上有N1 sin θ=m0a,竖直方向上有N1 cos θ+m0g=N,联立解得N1==12.5 N,a=3.75 m/s2,F=11.25 N,根据牛顿第三定律知,斜面体对物块的支持力为12.5 N,A、B、C错误;若水平作用力F方向向左,作用到斜面体上且系统仍保持相对静止,则对整体有F=(m0+m)a',对物块有mg tan θ=ma',解得F=22.5 N,D正确。
名师点睛 在处理连接体问题时,整体法和隔离法的巧妙结合是解题的关键。当求整体加速度时,优先考虑整体法;分析单个物体受力或求内力时,采用隔离法。
4.D 由题图可知,在t1之前,拉力逐渐增大,初始时,拉力F较小,其与物体的静摩擦力平衡,所以开始一段时间没有加速度,在拉力F大于最大静摩擦力之后,物体开始运动,此时有F-f=ma,整理有F=ma+f,可知拉力F与加速度a成线性关系;在t1之后,拉力F不变,则加速度a也不变,故A、B错误。在v-t图像中,斜率代表加速度,没有加速度时,物体处于静止状态,也没有速度,之后加速度增大,v-t图像的斜率增大,t1后加速度不变,v-t图像的斜率不变,故C错误,D正确。
5.B 根据v-t图像可知0~5 s内的加速度为a= m/s2=8 m/s2<g=10 m/s2,则伞兵不处于完全失重状态,A错误;根据v-t图像可知,0~5 s内伞兵通过的位移大小为x=×40×5 m=100 m,故B正确;5~10 s内,伞兵向下减速运动,根据图像可知位移小于125 m,故C错误;根据v-t图像的斜率表示加速度,可知5~10 s内,伞兵的加速度逐渐减小,则伞兵受到的合力越来越小,D错误。
6.D 0~1 s内,物块处于静止状态,物块所受摩擦力等于重力,故C错误;1~2 s内,物块做匀加速运动,加速度a1== m/s2=5 m/s2,根据牛顿第二定律,mg-μF12=ma1,2~3 s内,物块做匀速直线运动,mg=μF23,可知不能求出物块的质量,也不能求出物块与墙面间的动摩擦因数,故A、B错误;若3 s后压力F变为5 N,根据牛顿第二定律,μF-mg=ma2,解得a2=2.5 m/s2,物块恰好静止的时刻t=t0+=3 s+ s=5 s,故D正确。
7.C 由于μ>tan 30°,则物块所受重力沿斜面方向的分力小于最大静摩擦力,t=0时,FA=5 N,FB=20 N,由于FA+FB=25 N<(mA+mB)g sin 30°=30 N,FB=mBg sin 30°=20 N,则此时两物块处于静止状态,FA<mAg sin 30°,则A所受摩擦力方向沿斜面向上,A正确;t=3 s时,FA'=17 N,FB'=14 N,由于FA'=17 N<mAg sin 30°+μmAg cos 30°=25 N,则A、B间相互作用力为0,B正确;当A、B与斜面恰好发生相对滑动时,有5+4t1+20-2t1=(mA+mB)g sin 30°+μ(mA+mB)g cos 30°,解得t1=25 s,当A与斜面间的摩擦力达到最大静摩擦力时有5+4t2=mAg sin 30°+μmAg cos 30°,解得t2=5 s,所以5~25 s内对整体有5+4t+20-2t+fB=(mA+mB)g sin 30°+μmAg cos 30°,则5~25 s内B所受摩擦力先向上减小,后反向增大,25 s后A、B一起沿斜面向上做变加速运动,C错误,D正确。
8.C 木板在t=2.5 s之前向右做匀加速直线运动,作出木板运动的v-t图像,如图所示。
由图像可知t=2.5 s时两者共速,物块在0~2 s内的加速度大小a2= m/s2=1.5 m/s2,木板在0~2.5 s内的加速度大小a1= m/s2=0.4 m/s2,物块在2~2.5 s内的加速度大小a3=μ2g= m/s2=4 m/s2,物块和木板在2.5~3 s内的加速度大小a4=μ1g= m/s2=2 m/s2,可得木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,木板的长度L=×3×2 m+×(1+3)×(2.5-2) m-×1×2.5 m=2.75 m,A错误;0~2 s内,对木板有μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a1,对物块有F-μ2m2g=m2a2,解得m2=0.6 kg,F=3.3 N,B错误;拉力对物块做的功W=Fs2=3.3×(×3×2) J=9.9 J,C正确;木板相对地面移动了s1=×1×3 m=1.5 m,D错误。
9.BD 竖直向上加速时,根据牛顿第二定律,F-mg-0.2mg=ma1,减速时,mg+0.2mg=ma2,解得a1∶a2=2∶3,根据v2=2as,得位移之比为3∶2,故B正确,A错误;水平加速时,升力的竖直分力与重力平衡,水平分力与阻力的合力提供加速度,易知升力斜向右上方,因竖直分力等于mg,故升力大于mg,故C错误,D正确。
10.BD 由图可知,手机在0~t1时间内静止,t1~t2时间内向上做加速度逐渐增大的加速运动,t2~t3时间内向上做加速度逐渐减小的加速运动,t3时刻速度最大,t3~t4时间内向上做加速度逐渐增大的减速运动,故t2时刻速度不是最大,t3时刻电梯速度方向也没有发生改变(易错:混淆加速度方向和速度方向,认为加速度为负时速度方向就改变,实际上加速度方向改变只是影响速度的增减),A、C错误;对手机,在t2~t3时间内有F-mg=ma,解得F=m(g+a),结合图像可知,此阶段加速度逐渐减小,故手机受到的支持力在减小,t3~t4时间内手机的加速度向下逐渐增大,则有F-mg=ma,解得F=m(g+a),由于加速度向下逐渐增大,故此阶段手机受到的支持力也在减小,B正确;由图可知,有段时间手机竖直向下的加速度大小等于重力加速度,手机处于完全失重状态,所以此时手机与电梯地板间无作用力,D正确。
11.ABC 由题图乙可知传送带的速度大小为8 m/s,A正确;0≤t<1 s时,小煤块的速度大于传送带的速度,传送带对小煤块的摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律,mg sin 37°+μmg cos 37°=ma1,根据题图乙可得,a1= m/s2=8 m/s2,联立解得μ=0.25,故B正确;作出传送带运动的v-t图像,由图像可得共速前痕迹的长度为4 m,共速后痕迹的长度为8 m,则小煤块运动到传送带顶端时在传送带上留下的痕迹长为8 m,C正确;当传送带的速度大于16 m/s后,小煤块在传送带上一直做加速度为a2=g sin 37°-μg cos 37°=4 m/s2的减速运动,此时无论传送带的速度为多大,小煤块到达传送带顶端时的速度都相等,D错误。
12.答案 (1)5 (2)2 (3)6
解题思路 (1)根据胡克定律可得x0== m=0.05 m=5 cm;
(2)如果使用该弹簧制作一个弹簧测力计,弹簧原长处标记刻度值为0 N,则弹簧长度为12 cm处应该标记为F=kx=100×(12-10)×10-2 N=2 N;
(3)以物体为研究对象,根据牛顿第二定律可得F'-mg=ma,解得a=6 m/s2。
名师点睛 在“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验及相关应用中,胡克定律和牛顿第二定律是核心知识。在运用胡克定律时,注意单位的统一;运用牛顿第二定律时,要正确进行受力分析,这是解决此类问题的关键。
13.答案 (1)0.87 0.76 (2)①没有 均匀 ②
解题思路 (1)两相邻计数点间还有4个点未画出,则两相邻计数点间时间间隔T=5×0.02 s=0.1 s,则vC== m/s≈0.87 m/s;由逐差法可得a==0.76 m/s2。
(2)①若要用此装置探究小车的加速度与力的关系,需要先补偿摩擦力,具体做法是将长木板没有滑轮的一端垫高,轻推小车,观察纸带上的点迹分布,若小车做匀速直线运动,即点迹分布均匀,说明恰好补偿了摩擦力。
②设小车的质量为M,因平衡了摩擦力,由牛顿第二定律有mg-T=ma,T=Ma,整理可得=·+,结合-的斜率和纵截距可得=,=c,联立解得g=,M=。
14.答案 (1)2 m/s2 (2)2 m/s (3)0.3
解题思路 (1)由几何关系可知,tan θ==0.75
根据牛顿第二定律得mg sin θ-μmg cos θ=ma1
解得a1=2 m/s2
(2)倾斜滑轨的长度l==3 m
则儿童在倾斜滑轨末端时的速度大小v== m/s=2 m/s
(3)根据题意和运动学公式有0-v2=2a2x
解得在水平滑轨滑行时的加速度a2=-3 m/s2
根据受力分析和牛顿第二定律有a2==-μg
解得水平滑轨与儿童裤料之间的动摩擦因数μ=0.3
15.答案 (1)0.5 (2)35 N (3)350 N/m
解题思路 (1)根据v-t图像的斜率表示加速度,可知滑块脱离弹簧后的加速度大小a'== m/s2=5 m/s2
根据牛顿第二定律得μmg=ma'
解得滑块与地面间的动摩擦因数μ==0.5
(2)滑块速度最大时,弹簧弹力大小等于摩擦力大小,F弹=μmg
解得F弹=35 N
(3)根据v-t图像的斜率表示加速度,可知刚释放时滑块的加速度a== m/s2=15 m/s2
根据牛顿第二定律有kx-μmg=ma
联立解得k=350 N/m
16.答案 (1)3 m/s2 (2)6 m/s2 (3)12.75 m
解题思路 (1)B与A之间的最大静摩擦力fmax=μmBg=6 N
刚放手瞬间,假设A、B、C保持相对静止,根据牛顿第二定律有mCg-T=mCa0,T=(mA+mB)a0
此时对A进行分析有f=mAa0
解得f=10 N>fmax
可知,假设不成立,B与A要发生相对运动,则对A进行分析,根据牛顿第二定律有μmBg=mAa1
解得a1=3 m/s2
(2)结合(1)分析可知,刚放手瞬间,B与A要发生相对运动,对B、C分别进行分析,根据牛顿第二定律有mCg-T'=mCa2,T'-μmBg=mBa2
解得a2=6 m/s2
(3)假设B能到达A右端,有L=a2-a1
解得t1=1 s<2 s,假设成立
可知1 s时,B要脱离A,此后对B、C分别进行分析,根据牛顿第二定律有mCg-T″=mCa3,T″=mBa3
解得a3=7.5 m/s2
则在0~2 s内物块C下降的高度h=a2+a2t1(t-t1)+a3(t-t1)2
解得h=12.75 m
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第四章 综合检测卷
限时75分钟 满分100分
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32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.(2025山西实验中学月考)物理除了知识的学习,还要领悟处理物理问题的思想与方法,如控制变量法、极限法、理想化模型法、类比法等。下列关于用到的物理学思想方法的说法正确的是( )
A.甲图,等效替代法 B.乙图,理想化实验法
C.丙图,微元法 D.丁图,控制变量法
2.(2024北京清华附中期末)张明周末陪父母去超市,先用5 min的时间找到了水果摊点,买了4 kg红富士苹果,又在服装店买了一条长100 cm的裤子,又去了体验室,最后在二楼乘速度为0.65 m/s的电梯到地下车库,然后开车返回家中。题中给出的单位是国际单位制中基本单位的是( )
A.min B.kg C.cm D.m/s
3.(2025陕西榆林八校期末联考)如图所示,一质量为m0=2 kg、倾角为θ=37°的斜面体放在光滑水平地面上,斜面上叠放一质量为m=1 kg的光滑楔形物块,物块在水平恒力F作用下与斜面体一起恰好保持相对静止向右运动,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列说法正确的是( )
A.斜面体对物块的支持力大小为8 N
B.斜面体的加速度大小为2.4 m/s2
C.水平恒力大小为7.2 N
D.若水平作用力F方向向左,且作用在斜面体上,系统仍保持相对静止,则F=22.5 N
4.(2024山东潍坊期末)质量为m的物体,静止在粗糙的水平面上,从t=0时刻起,受到一个水平拉力F的作用,F随时间变化的规律如图所示。下列关于物体运动的a-t图像和v-t图像可能正确的是( )
5.(2025天津西青期末改编)我国空降部队的伞兵平时进行着极为严格的训练。在某次训练中一名伞兵从悬停在高空的直升机中跳下,从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v-t图像如图所示。规定向下为正方向,下列说法正确的是(g=10 m/s2)( )
A.0~5 s内,伞兵处于完全失重状态
B.0~5 s内,伞兵通过的位移大小为100 m
C.5~10 s内,伞兵通过的位移大于125 m
D.5~10 s内,伞兵受到的合力越来越大
6.(2024山东济宁期末改编)如图甲所示,用水平压力F将物块按压在竖直墙壁上,F随时间t的变化如图乙所示。物块的速度v随时间t的变化如图丙所示。取重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.能求出物块的质量
B.能求出物块与墙面间的动摩擦因数
C.0~1 s内,物块所受摩擦力大于重力
D.若3 s后压力F变为5 N,则5 s末物块恰好静止
7.(2025石家庄期末)如图,物块A、B并排静止放在倾角为30°的固定斜面上,FA和FB分别作用于A、B,随时间t(单位:s)的变化规律分别为FA=(5+4t) N和FB=(20-2t) N,初始时FA和FB的方向均沿斜面向上。已知两物块与斜面间的动摩擦因数均为μ=,质量分别为mA=2 kg、mB=4 kg,重力加速度g取10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法不正确的是( )
A.t=0时,A所受摩擦力方向沿斜面向上
B.3 s时A、B间相互作用力为0
C.5~25 s内B所受摩擦力一直增大
D.25 s后A、B一起沿斜面向上做变加速运动
8.(2024河北邯郸十校联考)如图甲所示,足够长的木板静置于水平地面上,木板左端放置一可看成质点的物块。t=0时对物块施加一水平向右的恒定拉力F,在F的作用下物块和木板发生相对滑动,t=2 s时撤去F,物块恰好能到达木板右端,整个过程物块运动的v-t图像如图乙所示。已知木板的质量为0.5 kg,物块与木板间、木板与地面间均有摩擦,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.木板的长度为2.65 m
B.物块的质量为0.4 kg
C.拉力对物块做的功为9.9 J
D.木板相对地面移动了3 m
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
9.(2024广州期末)测试人员对某型号无人机做性能测试实验,质量为m的无人机的最大升力为其自身重力的2倍,在地面从静止开始以最大升力竖直上升,上升t时间关闭发动机,上升到最高点后调整机身使无人机做水平向右的匀加速直线运动。已知无人机运动过程中受到的阻力恒为其重力的0.2倍,方向与速度方向相反,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.上升过程中,加速与减速阶段的加速度之比为3∶2
B.上升过程中,加速与减速阶段的位移之比为3∶2
C.水平加速时,升力水平向右
D.水平加速时,升力大于mg
10.(2025长沙长郡中学月考)Phyphox手机物理工坊是一款实用的软件,手机安装这款软件后,可用手机的传感器来测许多的物理量,某研究小组利用手机加速度传感器来测试某型号电梯在特殊情况下的加速度,他们将手机放置于该电梯的地板上并打开加速度传感器,使电梯从静止开始迅速向上运动,以竖直向上为正方向,其a-t图像如图所示,不计空气阻力,g取10 m/s2。以下说法正确的是( )
A.t2时刻电梯速度最大
B.t2到t4时间内手机受到的支持力一直减小
C.t3时刻电梯速度方向发生改变
D.在运行过程中手机有可能与电梯地板间无作用力
11.(2024河南信阳期末)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一小煤块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v-t图像如图乙所示,小煤块到达传送带顶端时速度恰好为零,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。g取10 m/s2,则( )
A.传送带的速度大小为8 m/s
B.小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25
C.小煤块运动到传送带顶端时在传送带上留下的痕迹长为8 m
D.传送带转动的速率越大,小煤块到达传送带顶端时的速度就会越大
三、非选择题(本题共5小题,共53分)
12.(6分)(2025甘肃期末)一物理兴趣学习小组利用如图甲所示的实验装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”,他们选取了一根原长为10 cm、劲度系数为100 N/m、质量忽略不计的弹簧来做实验(实验中弹簧未超出弹性限度),并利用实验数据绘制了如图乙所示的图像(图像的纵坐标F表示弹簧的弹力,横坐标x表示弹簧的形变量)。
(1)图像乙中的横坐标x0= cm。
(2)如果使用该弹簧制作一个弹簧测力计,弹簧原长处标记刻度值为0 N,则弹簧长度为12 cm处应该标记为 N。
(3)如图丙所示,用该弹簧制作的弹簧测力计悬挂一个质量为0.1 kg的物体,整体向上加速运动时,发现测力计的示数为1.6 N,已知取g=10 m/s2,则物体运动的加速度大小为 m/s2。
13.(10分)(2024湖南湘西期末)如图1所示,把一带滑轮的长木板固定在水平桌面上,滑轮伸出桌面,不带滑轮的一端固定打点计时器,纸带固定在小车一侧后穿过打点计时器上的限位孔,小车另一侧系一细线,细线绕过光滑滑轮后悬挂一质量可调的重物,细线与木板平行。
(1)调整重物质量,使其带动小车运动,用打点计时器记录这一过程。通过实验得到了如图2所示的纸带,图2中O、A、B、C、D、E、F为选取的7个计数点,两相邻计数点间还有4个点未画出,实验所用交流电源的频率为f=50 Hz,则打下点C时小车的速度大小为vC= m/s,这个过程中小车的加速度大小为a= m/s2(结果均保留2位有效数字)。
(2)①若要用此装置探究小车的加速度与力的关系,需要先补偿摩擦力,具体做法是将长木板 (填“有”或“没有”)滑轮的一端垫高,轻推小车,观察纸带上的点迹分布,若分布 (填“均匀”“越来越密集”或“越来越稀疏”),说明恰好补偿了摩擦力;
②补偿摩擦力后,给小车悬挂质量为m的重物并由静止释放,根据打出的纸带计算小车的加速度,改变重物的质量,进行多次实验,根据得到的实验数据作出了如图3所示的-图像,图中b、c、d均为已知量,则由图像可知,当地的重力加速度为 ,小车的质量为 (均用图3中的已知量表示)。
14.(10分)(2025广东深圳期末)某幼儿园在空地上做一个滑梯,如图甲,可简化为图乙模型。其主要结构由倾斜滑轨AB和水平滑轨BC组成,倾斜滑轨AB的水平跨度为2.4 m,高为1.8 m,水平滑轨BC长为2 m,两滑轨间平滑连接(儿童在滑梯上下滑过程中经过B点前后速度大小不变)。若儿童从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑,倾斜滑轨AB和儿童裤料之间的动摩擦因数为0.5,重力加速度取g=10 m/s2。
(1)求儿童在倾斜滑轨向下滑行时的加速度大小;
(2)求儿童在倾斜滑轨末端时的速度大小;
(3)若儿童滑到水平滑轨末端时恰好停下,求水平滑轨BC与儿童裤料之间的动摩擦因数。
15.(12分)(2024北京朝阳期末改编)如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩0.4 m后锁定,t=0时解除锁定同时释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出其v-t图像如图乙所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线,bc段对应的运动时间为0.4 s。倾斜直线Od是t=0时速度图线的切线。已知滑块质量m=7.0 kg,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)滑块与地面间的动摩擦因数;
(2)滑块速度最大时弹簧弹力大小;
(3)弹簧的劲度系数。
16.(15分)(2025黑龙江高中教联体期末联考)平台表面光滑,右端固定一定滑轮,在水平面上放着一质量mA=2.0 kg、厚度可忽略不计的薄板A,薄板A长度L=1.5 m,在板A上叠放着质量mB=1.0 kg、大小可忽略的物块B,物块B与板A之间的动摩擦因数为μ=0.6,一轻绳绕过定滑轮,轻绳左端系在物块B上,右端系住质量mC=3.0 kg的物块C。起始时用手托着C,使各物体都处于静止状态,轻绳伸直,物块B位于板A的左端点,然后放手,设板A的右端距滑轮足够远,台面足够高,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦,g取10 m/s2,求:
(1)刚放手瞬间,A物体的加速度大小;
(2)刚放手瞬间,B物体的加速度大小;
(3)从放手开始计时,经过t=2.0 s,物块C下降的高度。
全书综合检测
限时90分钟 满分100分
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3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.(2025山东淄博期末)潭溪山玻璃漂流为山东省最长峡谷漂流,一游客在潭溪山乘皮筏漂流,途经M点和N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为1.5 km,用时5 min,M、N间的直线距离为0.9 km,则从M点漂流到N点的过程中( )
A.该游客的位移大小为1.5 km
B.该游客的平均速率为18 m/s
C.该游客的平均速度大小为3 m/s
D.若以所乘皮筏为参考系,美女峰的平均速度为0
2.(2025河南南阳六校期末)关于运动与力的有关公式,下列说法正确的是( )
A.对平均速度的定义式=,与x的方向可能相同也可能相反
B.对牛顿第二定律F=ma,a与F成正比,与m-1成正比
C.对匀变速直线运动的公式Δx=aT2,Δx与a成正比,与T成正比
D.对滑动摩擦力的公式Ff=μFN,μ与Ff成正比,与FN成反比
3.(2025济南期末)高空坠物常会造成极大的危害。一花盆从距地面20 m处自由落下。取重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,花盆落地前最后5 m所用时间约为( )
A.0.3 s B.0.5 s C.1 s D.2 s
4.(2025济南期末)如图所示,将小球Q置于水平面上,另一完全相同的小球P用轻绳竖直悬挂在天花板上,小球P、Q相互接触且均处于静止状态,忽略一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.小球P受到2个力的作用
B.小球P受到3个力的作用
C.小球Q受到3个力的作用
D.小球Q受到4个力的作用
5.(2025江苏苏州期末)某同学将一小段粉笔竖直向上抛出,粉笔所受空气阻力大小与速率成正比。关于粉笔被抛出后运动的v-t图像,下列选项最合理的是( )
6.(2025内蒙古呼伦贝尔期末)如图所示,静止在水平桌面上的物块P通过水平轻绳跨过轻质光滑定滑轮连接物块Q。P、Q的质量分别为1.0 kg、0.4 kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5。现将一个水平向右的推力F作用在P上,轻绳的张力变为原来的一半。取重力加速度大小g=10 m/s2,最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。则推力F的大小为( )
A.4.0 N B.8.0 N C.9.0 N D.11.0 N
7.(2025山西期末)如图所示,倾角θ=37°的斜面ABC的AB段粗糙程度相同,BC段光滑。质量m=1 kg的小物块从A点以大小v0=5 m/s的初速度沿斜面向上滑行,到达B点时的速度大小vB=1 m/s,到达C点时速度恰好为零。已知小物块在AB段运动时间是在BC段运动时间的两倍,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列说法正确的是( )
A.小物块与斜面AB段间的动摩擦因数为0.5
B.斜面AB段的长度为0.5 m
C.斜面BC段的长度为 m
D.小物块从A点出发到再次回到A点的时间为 s
8.(2024海南华侨中学期末)如图所示,轻弹簧一端固定在列车车厢顶部。另一端与穿过光滑竖直杆的小球连接,杆足够长,在列车以某一恒定加速度在水平面上启动的过程中,小球相对杆静止于M点。则( )
A.小球一定受重力、弹簧弹力和杆的弹力作用
B.小球可能只受重力和弹簧弹力作用
C.弹簧对球的弹力是由于球的形变产生的
D.小球所受合力为零
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.(2024广东江门一模改编)如图所示,在轻绳中间用挂钩(未画出)悬挂一个质量为m的重物,双手紧握轻绳的两端,然后沿水平固定的刻度尺缓慢分开,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.两侧轻绳拉力的合力减小
B.两侧轻绳的拉力均增大
C.当θ=90°时两侧轻绳的拉力均为
D.当两侧绳长与两手间距相等时两侧轻绳的拉力均为mg
10.(2025贵阳期末)如图所示的悬空平台,其中木板质量M=30 kg,其上放置一台秤。一个质量m=60 kg的人站在台秤上,对绳施加向下的力,绳、动滑轮、台秤质量不计,不计摩擦和空气阻力,重力加速度大小g取10 m/s2,则( )
A.当平台静止时,绳上张力大小为300 N
B.当平台静止时,台秤的示数为600 N
C.当人对绳施加600 N的力时,平台向上的加速度为10 m/s2
D.当人对绳施加600 N的力时,台秤的示数为600 N
11.(2025山西期末)某同学用一氦气球悬挂一重物(可视为质点),从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,过了一段时间后,悬挂重物的细线断裂,又经过相同的时间,重物恰好落到地面。细线断裂后重物仅受到重力作用,下列说法正确的是( )
A.细线断裂前,重物处于超重状态
B.细线断裂前,细线拉力与重物的重力大小之比为2∶1
C.细线断裂时重物的高度与重物上升的最大高度之比为3∶4
D.细线断裂时重物的速度大小与重物落地时的速度大小之比为1∶3
12.(2025杭州期末改编)如图甲所示,物体a、b之间用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平面上,物体a的质量为1.2 kg。开始时两物体均静止,弹簧处于原长,t=0时对物体a施加水平向右的恒力F,t=1 s时撤去,在0~1 s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,整个运动过程中,以下分析正确的是( )
A.物体b的质量为0.6 kg
B.t=1 s时物体a、b的速度大小不同
C.t=1 s时物体a的速度大于0.8 m/s
D.0~1 s内弹簧弹力先增大后减小
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)(2025河北廊坊期末)如图所示,甲图为探究小车的匀变速直线运动规律的装置,乙图是某次实验获取的一段纸带。实验中打点计时器每隔0.02 s打一个点,A、B、C、D、E是纸带上的计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出,请回答以下问题:
(1)除了图甲中标出的器材外,还需要 。(填选项前的字母序号)
A.天平 B.刻度尺 C.秒表 D.弹簧测力计
(2)根据乙图中数据,可判断出小车做 (填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”),你判断的依据是 。
(3)打C点时小车的速度大小为 m/s,小车的加速度大小为 m/s2。(计算结果均保留三位有效数字)
14.(8分)(2024山东济宁开学考)如图甲是利用气垫导轨探究“在外力一定的条件下,物体加速度与质量的关系”的实验装置。
已知两光电门中心之间的距离为s,挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为Δt1和Δt2,滑块和挡光条的总质量为M,挡光条宽度为l。实验中改变滑块的质量进行了多次实验。
(1)用所给物理量的字母表示,加速度a= 。
(2)由图乙中画出的图线(实线),可得到砝码和砝码盘的总重力G= N。
(3)由所得数据画出的图线与理论值(虚线)有一定的差距,可能原因是 。
15.(7分)(2025四川眉山期末)质量为m=0.8 kg的物体悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态,PA与竖直方向的夹角为37°,PB沿水平方向。质量为M=2.2 kg的木块与PB相连,木块在平行于斜面向上的力F作用下,静止于倾角为37°的斜面上,木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,如图所示。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)轻绳PA和轻绳PB各自产生拉力的大小;
(2)拉力F应满足什么条件。
16.(9分)(2024杭州阶段练习)如图所示为ETC专用通道,若某车减速前的速度为v0=72 km/h,靠近站口时以大小为a1=4 m/s2的加速度匀减速,通过收费站口时的速度为v=14.4 km/h,然后立即以a2=8 m/s2的加速度加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道),试问:
(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速?
(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,运动的时间是多少?
(3)若在人工收费通道,汽车以a1匀减速到停下,花20 s拿卡后,又以a2匀加速到原来速度,汽车通过ETC通道比人工收费通道节约多长时间?
17.(14分)(2025安徽黄山期末)传送带是用于分拣快递包裹的常见运输装置。如图,有一固定倾斜传送带,长为L=8.15 m,与水平面的夹角θ=37°,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)如图甲,传送带未开动,处于静止状态。质量为10 kg的包裹受沿传送带向上的恒力F=124 N,沿传送带向上做匀速直线运动,求该包裹与传送带间的动摩擦因数μ。
(2)如图乙,传送带正在以v0=2 m/s的速度沿顺时针方向匀速转动。在传送带的底部,同一个包裹以v1=1 m/s的初速度沿传送带向上滑入,可将包裹视为质点。请问包裹从传送带的底部运动到传送带的顶部,一共需要多少时间?
18.(16分)(2025江苏无锡期末)如图所示,质量m=1 kg的物块A放在质量M=4 kg、长度L=2 m的木板B的左端,现用一水平向左的拉力F作用在木板B上,已知地面水平且光滑,A、B间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。求:
(1)使A、B发生相对运动的最小作用力的大小;
(2)当F=8 N时,木板B由静止开始运动,求木板B在2 s内发生的位移大小;
(3)当F=11 N时,木板B由静止开始运动,求木板B在5 s内发生的位移大小。
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