精品解析:山东烟台市莱州市第一中学2023-2024学年高三上学期第一次质量检测物理试题
2026-10-01
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内容正文:
2021级高三第一次质量检测(物理)
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯内的该同学有失重感受的时段是( )
A. 从20.0s到30.0s B. 从30.0s到40.0s
C. 从40.0s到50.0s D. 从50.0s到60.0s
【答案】C
【解析】
【详解】当加速度方向向下时,电梯处于失重状态,由于电梯上升,即速度方向向上,则在失重状态时,电梯正在向上做减速运动,根据速度-时间图像可知, 在从40.0s到50.0s内电梯正在向上减速运动,即电梯处于失重状态的时段是从40.0s到50.0s。
故选C。
2. 一个物体从某一高度做自由落体运动,已知它在第 1s 内的位移恰为它最后 1s 位移的三分之一(g取10m/s2)。则它开始下落时距地面的高度为( )
A. 31.25m B. 11.25m C. 20m D. 15m
【答案】C
【解析】
【详解】设物体下落的时间为t,则
解得
t=2s
它开始下落时距地面的高度为
故选C。
3. 用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一、铺设瓦片时,屋顶结构可简化为如图所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间,若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d,以下说法正确的是( )
A. 增大檩条间的距离d时,瓦片可能会下滑
B. 减小檩条间的距离d时,瓦片可能会下滑
C. 减小檩条间的距离d时,瓦片与檩条间的弹力变大
D. 增大檩条间的距离d时,瓦片与檩条间的摩擦力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.对瓦片受力分析如下图所示
由于两檩条给瓦片的支持力均是对称的,设支持力与檩条垂直向上的夹角为 ,则有
当增大檩条间的距离d时,夹角变大,由等式可知两檩条给瓦片的支持F力变大,故瓦片与檩条间的弹力变大,由于接触面粗糙程度不变,最大静摩擦力变大,则瓦片更不容易下滑,A错误;
B.当减小檩条间的距离d时,夹角变小,由上式可知两檩条给瓦片的支持F力变小,故瓦片与檩条间的弹力变小,由于接触面粗糙程度不变,最大静摩擦力变小,则瓦片可能下滑,B正确;
C.当减小檩条间的距离d时,夹角变小,由上式可知两檩条给瓦片的支持F力变小,故瓦片与檩条间的弹力变小,C错误;
D.当增大檩条间的距离d时,夹角变大,瓦片与檩条间的弹力变大,最大静摩擦力变大,则瓦片不可能下滑,处于静止状态,则根据平衡条件可知,瓦片与檩条间的摩擦力满足
即瓦片与檩条间的摩擦力保持不变,D错误。
故选B。
4. 甲、乙两个小球先后从同一水平面的两个位置,以相同的初速度竖直向上抛出,小球距抛出点的高度h与时间t的关系图像如图所示。不计空气阻力,重力加速度为g,则两小球同时在同一水平线上时,距离抛出点的高度为( )
A. B.
C. ) D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据竖直上抛运动规律可知,当两小球竖直向上运动到同一水平线上时,乙小球的运动时间为
甲小球到达最高点时距离抛出点的高度为
甲小球下落的高度为
故该位置距离抛出点的高度为
故选D。
5. 如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为的平盘,盘中有一质量为的物块,盘静止时弹簧长度比自然长度伸长了.现向下拉盘使弹簧再伸长后停止,然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时盘对物体的支持力大小应为(重力加速度为g)( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】先根据胡克定律和平衡条件,列出盘静止时力平衡方程;再由胡克定律求出刚松手时手的拉力,确定盘和物体所受的合力,根据牛顿第二定律求出刚松手时,整体的加速度.再隔离物体研究,用牛顿第二定律求解盘对物体的支持力.
【详解】设弹簧的劲度系数为k,由题意可知,起初整个系统处于静止状态时:
现向下拉盘使弹簧再伸长后停止,然后松手放开瞬间,以和为整体受到的合力大小为,方向竖直向上,由牛顿第二定律可得:
单独隔离物块由牛顿第二定律得:
联立方程得:
故本题选B.
【点睛】本题考查应用牛顿第二定律分析和解决瞬时问题的能力,这类问题往往先分析平衡状态时物体的受力情况,再分析非平衡状态时物体的受力情况,根据牛顿第二定律求解瞬时加速度.
6. 已知O、A、B、为同一直线上的四点,AB间的距离等于BC间的距离,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速直线运动,依次经过A、B、三点,已知经过AB段和BC段所用时间分别为和,则该物体经过OA段的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设该物体匀加速运动的加速度为a,经过 OA 段的时间为t, AB 间的距离为x,则有
联立解得
故选D。
7. 如图,某同学站在压力传感器上做下蹲——起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线可知,该同学的体重约为660N,除此以外,还可以得到以下信息( )
A. 2s时人处于下蹲静止状态 B. 下蹲过程中人始终处于失重状态
C. 内该同学做了2次下蹲——起立的动作 D. 1s时人处在下蹲的最低点
【答案】A
【解析】
【详解】AB.人在下蹲的过程中,先加速向下运动,此时加速度方向向下,故人处于失重状态,然后减速下降,加速度向上,人处于超重状态,最后人静止,2s时人完成下蹲过程,处于静止,则下蹲过程中人先失重后超重,故A正确,B错误;
C.内该同学做了1次下蹲——起立的动作,故C错误;
D.在1s时人向下的加速度最大,故此时人正加速向下,并没有静止,它不是下蹲的最低点,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,质量为的物块C置于倾角为的斜面D上,C通过一细线绕过光滑定滑轮系于点,为细线、、的结点,质量为的小球B置于光滑的半球体A上,半球体A的半径为,为球心。已知,,水平,竖直,且、、在同一直线上,系统处于静止状态,小球B可视为质点,重力加速度为,,,则下列说法正确的是( )
A. 细线的拉力大小为
B. 细线和细线的拉力大小相等
C. 半球体A受到地面的摩擦力和斜面D受到地面的摩擦力大小相等
D. 物块C受到斜面D的摩擦力方向沿斜面向下
【答案】C
【解析】
【详解】A.对小球B做受力分析,如图所示
由于力的三角形与相似,可得
解得
,
故A错误;
B.对结点受力分析,线的拉力大小等于细线的拉力在水平方向的分力大小,所以细线的拉力小于细线的拉力,故B错误;
D.由上述项分析可知
则对于C有
所以斜面D对C的摩擦力方向沿斜面向上,故D错误;
C.对A、B整体受力分析,A所受地面的摩擦力大小等于细线的拉力在水平方向的分力大小,对C和斜面整体受力分析,斜面受到地面的摩擦力大小等于细线的拉力大小,则半球体A受到地面的摩擦力和斜面D受到地面的摩擦力大小相等,故C正确。
故选C。
9. 如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为m的物体A,(与弹簧连接,A,B均可视为质点),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在A上,使A开始向上做加速度大小为a的匀加速运动,测得A,B的图像如图乙所示,已知重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A. 这段时间内拉力F先减小后不变
B. 施加力F的瞬间,A、B间的弹力大小为
C. A、B在时刻分离,此时弹簧弹力等于
D. 上升过程中,B速度最大时,A、B间的距离为a
【答案】D
【解析】
【详解】A.在时间内A、B未分离,对整体由牛顿第二定律
上升过程中弹簧形变量变小,弹力变小,整体加速度不变,可知力F变大,时刻后A、B分离,对A由牛顿第二定律
可知F不变,因此这段时间内拉力F先变大后不变,故A错误;
B.施加外力F的瞬间,对B物体。根据牛顿第二定律,有
其中,解得,故B错误;
C.物体A、B在时刻分离,此时A、B具有共同的v与a,且A、B间的弹力大小为0,对B有
解得,故C错误;
D.由图乙可知,时刻物体B的加速度为零,此时速度最大,设此时弹簧压缩量为,初始时弹簧压缩量为,由胡克定律得B上升的高度
此时A物体上升的高度
故此时两者间的距离为,故D正确。
故选D。
10. “血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度,在医学中具有重要意义。测量“血沉”可将经过处理后的血液放进血沉管内,由于重力作用,血液中的红细胞将会下沉。设血沉管竖直放置且足够深,红细胞的形状为球体。已知红细胞下落受到血液的粘滞阻力表达式为,其中为血液的粘滞系数,r为红细胞半径,v为红细胞运动的速率。若某血样中半径为r的红细胞,由静止下沉直到匀速运动的速度为,红细胞密度为,血液的密度为。以下说法正确的是( )
A. 该红细胞先做匀加速运动,后做匀速运动
B. 该红细胞的半径可表示为
C. 若血样中红细胞的半径较小,则红细胞匀速运动的速度较大
D. 若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位,则其单位为
【答案】B
【解析】
【详解】A.红细胞在下沉过程中,根据牛顿第二定律,有
向下运动过程中,速度增大,阻力增大,加速度减小,当加速度减小到零时,速度达到最大,所以红细胞先做加速度减小的加速运动,后做匀速直线运动,故A错误;
B.当红细胞匀速时
红细胞的质量为
浮力为
联立可得
解得
故B正确;
C.由上述分析可知,若血样中红细胞的半径较小,则红细胞匀速运动的速度较小,故C错误;
D.由粘滞阻力公式
可知
故采用国际单位制中的基本单位来表示的单位为,故D错误。
故选B。
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
11. 2022年2月2日,在率先开赛的北京冬奥会冰壶混合团体比赛中,中国队击败瑞士队取得开门红。在某次冰壶比赛中,时间时,球员跪式推动冰壶自本垒圆心由静止向前滑行,推至前卫线时,放开冰壶使其自行滑行,冰壶恰好到达营垒中心并停止运动,整个过程冰壶一直沿直线运动,其位移x随时间t变化的图像如图所示,图像中的、两段曲线均为抛物线。已知冰壶的质量为m,对冰壶的整个运动过程,以下说法正确的是( )
A. 图像中的两段曲线在时刻相切
B. 冰壶的最大速度为
C. 时间的加速度大小是的加速度的2倍
D. 时间的加速度大小是的加速度的4倍
【答案】AD
【解析】
【详解】ACD.图像中的、两段曲线均为抛物线,可知时间段冰壶做匀加速直线运动,时间段冰壶做匀减速直线运动,由于图像斜率代表速度,所以图像中的两段曲线在时刻相切,设这段时间加速度为,则有
,末速度为零,逆向看作是初速度为零的匀加速直线运动,设这段时间内的加速度为,则有
解得 ,
所以时间的加速度大小是的加速度的4倍,故AD正确,C错误;
B.冰壶在时刻速度达到最大,即,故B错误;
故选AD。
12. 智能手机安装软件后,可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度,带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放,落到地面上,手机传感器记录了手机运动的加速度随时间变化的关系,如图所示,为当地的重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 释放时,手机离地面的高度为
B. 手机第一次与地面碰撞的作用时间为
C. 手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
D. 0至内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由图可知,时刻手机开始接触地面,则内做自由落体运动,释放时,手机离地面的高度为
故A正确;
B.由图可知,时刻手机开始接触地面,时刻手机开始离开地面,则手机第一次与地面碰撞的作用时间为,故B正确;
C.由图可知,时刻手机的加速度最大,且方向竖直向上,根据牛顿第二定律可得
可得
手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍,故C错误;
D.由图可知,时刻手机的加速度最大,此时手机受到地面的弹力最大,手机处于最低点,手机的速度为零,则时间内手机的速度变化量为零,根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量,可知0至内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等,故D正确。
故选ABD。
13. 如图甲所示,一物块以某一初速度从倾角为、顺时针转动的传送带底端沿传送带向上运动,其图像如图乙所示。已知传送带的速度为,传送带足够长,物块与传送带间的动摩擦因数为,下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度小于
B. 物块与传送带间的动摩擦因数
C. 物块运动过程中的速度一定有等于的时刻
D. 若物块从传送带顶端由静止向下运动,其他条件不变,物块会向下先做匀加速运动再做匀速运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若物块的初速度小于,物块相对斜面向下运动,则受到沿传送带向上的摩擦力,物块做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律,有
解得加速度
物块会一直以向上减速为0,与图乙不符,所以物块的初速度大于,故A错误;
B.图线的斜率表示加速度,由图乙可知
解得,故B正确;
C.物块的初速度大于,物块相对斜面向上运动,则受到沿传送带向下的摩擦力,物块做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律,有
解得加速度
物块以减速到速度等于后,加速度变为继续向上减速,因此物块运动过程中的速度一定有等于的时刻,故C正确;
D.若物块从传送带顶端开始向下运动,物块会始终受到沿传送带向上的摩擦力,则物块会以加速度一直向下加速运动,故D错误。
故选BC。
14. 如图所示,A,B两物块的质量皆为m,静止叠放在水平地面上。A,B间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则( )
A. 当时,A、B都相对地面静止
B. 当时,A的加速度为
C. 当时,A相对B静止
D. 无论F为何值,B的加速度不会超过
【答案】BD
【解析】
【详解】由题得,A、B之间的最大静摩擦力为,B与地面间的最大静摩擦力为
当AB恰好相对滑动时,对B,
对A,
解得
A.当时,,A、B之间不会发生相对滑动,当,由于拉力大于B与地面间的最大静摩擦力,A、B与地面间发生相对滑动,故A错误;
B.当时,,故A、B间会发生相对滑动,此时A的加速度,故B正确;
C.当时,,故A、B间会发生相对滑动,故C错误;
D.当AB间发生相对滑动时,B的加速度为,B的加速度不会超过,故D正确。
故选BD。
15. 如图所示,把一质量为的物体用一水平方向的推力(为恒量,为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,物体与墙壁间动摩擦因数为,从开始计时,静止释放此物体,则物体所受的摩擦力、加速度、速度和位移随变化的关系正确的是图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从t=0开始,根据水平推力F=kt知,F不断增大,物体对墙壁的压力不断增大,则物体受到的滑动摩擦力f作用,且
f=μF=μkt
f与t成正比;当物体的滑动摩擦力大小大于重力时,物体开始做减速运动,直到停止运动,所以f=mg时物体的速度最大。由对称性可知,物体的加速度为g,即此时的摩擦力为2mg,此时物体处于静止状态,即使推力增大,也不会影响物体的静摩擦力大小,所以摩擦力最大值为2mg,故A错误;
B.当f<mg时,根据牛顿第二定律得
结合f=μkt得
当a=0时
当f>mg,物体在做减速运动时,根据牛顿第二定律得
结合f=μkt得
当a=-g时
则知a-t是向下倾斜的直线,故B正确;
C.物体的加速度先减小后反向增大,最大速度设为vm,此时有
得
从内,根据动量定理得
因为f与t成正比,且t=0时f=0,则f的平均值为
联立解得
故C正确;
D.物体应先加速后减速,x-t图象切线斜率先增大后减小,故D错误。
故选BC。
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
16. 快递公司用无人机将急用药品送至某医疗地点,其过程如下:无人机由地面静止开始竖直升空,到离地24m处悬停调整方向,然后沿直线水平飞行一段距离至目标地点正上方再次悬停,然后竖直降落到地面,到达地面时速度恰为零。假设无人机在上升平飞、下降的三个过程中,变速运动阶段的加速度大小均为a(未知)。已知无人机在加速上升过程中动力系统提供的升力为260N,无人机连同药品总质量20kg,无人机连同药品在运动过程中所受空气阻力大小恒为20N,重力加速度g=10m/s2,无人机连同药品可视为质点。
(1)求无人机加速上升过程中的加速度大小;
(2)求无人机沿水平方向加速运动的过程中动力系统提供的作用力大小;
(3)若无人机下落过程中的最大速度限制为6m/s,求下降过程所用的最短时间。
【答案】(1)2m/s2;(2);(3)7s
【解析】
【详解】(1)升空加速过程中,根据牛顿第二定律有
解得
a=2m/s2
(2)水平加速过程中有
解得
(3)因2×=18m<24m,所以无人机先加速到6m/s后匀速一段再减速到地面,历时最短
匀加速时间等于匀减速时间,即
匀速距离
匀速时间
下落最短时间
17. 一块质量为M=4 kg的长木板P静止放置在粗糙的水平地面上,其长度L=4 m,如图甲所示。另有一质量为m=0.4 kg的小物块Q(可看作质点),以一定的初速度v0(大小未知)水平向右冲上长木板P,结果在长木板上向右滑行后与长木板保持相对静止。已知物块Q与长木板P间的动摩擦因数为,长木板P与地面间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10 m/s2求:
(1)小物块Q在长木板上滑动时,长木板受到地面的摩擦力;
(2)物块Q的初速度v0大小;
(3)若将木板平均分割成长度相同的八个木块,如图乙所示,其他条件不变,求小物块Q滑上第几个木块时,该木块开始运动,这时小物块Q的速度是多少?
【答案】(1)1.6 N,方向水平向左;(2)5.5 m/s;(3)第7个木块,2.5 m/s
【解析】
【分析】
【详解】(1)由于小物块在长木板上表面滑行,所受滑动摩擦力
地面给长木板的最大静摩擦力
由于<,说明小物块在长木板上滑行,而长木板相对地面来说一直静止不动,即长木板受到地面的摩擦力为静摩擦力,大小为
方向水平向左。
(2)根据(1)中的分析知长木板一直对地静止,对物块Q由动能定理可得
代入数据解得v0=5.5m/s。
(3)因
<<
物块滑上第7块前,所有的木块对地静止,滑上第7块瞬间,第7、8块开始运动,对物块
解得,方向向左,设物块冲上第7块瞬间速度为,则
解得。
18. 如图所示,倾角为30°的固定斜面顶端有一光滑的定滑轮,斜面上端有一与斜面垂直的固定小挡板,挡板的厚度不计。斜面上有一质量为2m的小物块,物块与斜面间的动摩擦因数为。不可伸长的轻绳一端连接小物块,另一端绕过滑轮悬吊一质量为m的粗细均匀钢管,物块与定滑轮间的细绳平行于斜面且不与挡板接触。在钢管的顶端套着一个质量也为m的细环,细环与钢管之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为(g为重力加速度大小)。开始时用外力控制物块使系统静止,物块到挡板、钢管下端到地面的距离均为L。现将物块由静止释放,物块与挡板、钢管与地面发生多次碰撞,每次碰撞时间极短,最终细环刚好到达钢管底端。已知物块与挡板、细管与地面碰撞均无能量损失,钢管始终未与滑轮相碰。求;
(1)物块开始上滑时细绳上的拉力大小;
(2)钢管与地面第一次碰撞后能上升的最大高度;
(3)钢管的长度。
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)系统由静止释放后,假设向下运动过程中细环相对钢管未发生相对滑动,设此过程中细绳中的拉力大小为F,物块、钢管和细环的加速度大小均为a,对物块由牛顿第二定律得
对钢管和细环整体由牛顿第二定律得
解得
设此过程细环受摩擦力大小为f,则
解得
故假设成立,所以物块开始上滑时细绳上的拉力大小为
(2)设钢管与地面第一次碰撞后,细环相对钢管向下滑动时的加速度大小为a1,根据牛顿第二定律有
解得
由于碰撞后无能量损失,所以钢管和物块都将以碰撞前原速率反弹,设反弹后绳中拉力大小为F1,钢管和物块的加速度大小均为a2,则对钢管和物块根据牛顿第二定律分别有
解得
设第一次碰撞前、后钢管的速度大小为v1,碰撞后钢管能上升的最大高度为H1,根据运动学规律有
解得
(3)因为a1=a2,所以钢管与地面第一次碰撞后上升到最大高度时,细环恰好也下降至最低点,根据对称性可知其下降的高度为
钢管与地面第一次碰撞后细环相对钢管下降的高度为
设钢管与地面发生第二次碰撞之前瞬间的速度大小为v2,钢管与地面第二次碰撞后上升的高度为H2,根据运动学规律有
解得
由此类推可得钢管的长度为
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2021级高三第一次质量检测(物理)
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯内的该同学有失重感受的时段是( )
A. 从20.0s到30.0s B. 从30.0s到40.0s
C. 从40.0s到50.0s D. 从50.0s到60.0s
2. 一个物体从某一高度做自由落体运动,已知它在第 1s 内的位移恰为它最后 1s 位移的三分之一(g取10m/s2)。则它开始下落时距地面的高度为( )
A. 31.25m B. 11.25m C. 20m D. 15m
3. 用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一、铺设瓦片时,屋顶结构可简化为如图所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间,若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d,以下说法正确的是( )
A. 增大檩条间的距离d时,瓦片可能会下滑
B. 减小檩条间的距离d时,瓦片可能会下滑
C. 减小檩条间的距离d时,瓦片与檩条间的弹力变大
D. 增大檩条间的距离d时,瓦片与檩条间的摩擦力变大
4. 甲、乙两个小球先后从同一水平面的两个位置,以相同的初速度竖直向上抛出,小球距抛出点的高度h与时间t的关系图像如图所示。不计空气阻力,重力加速度为g,则两小球同时在同一水平线上时,距离抛出点的高度为( )
A. B.
C. ) D.
5. 如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为的平盘,盘中有一质量为的物块,盘静止时弹簧长度比自然长度伸长了.现向下拉盘使弹簧再伸长后停止,然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时盘对物体的支持力大小应为(重力加速度为g)( )
A.
B.
C.
D.
6. 已知O、A、B、为同一直线上的四点,AB间的距离等于BC间的距离,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速直线运动,依次经过A、B、三点,已知经过AB段和BC段所用时间分别为和,则该物体经过OA段的时间为( )
A. B. C. D.
7. 如图,某同学站在压力传感器上做下蹲——起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线可知,该同学的体重约为660N,除此以外,还可以得到以下信息( )
A. 2s时人处于下蹲静止状态 B. 下蹲过程中人始终处于失重状态
C. 内该同学做了2次下蹲——起立的动作 D. 1s时人处在下蹲的最低点
8. 如图所示,质量为的物块C置于倾角为的斜面D上,C通过一细线绕过光滑定滑轮系于点,为细线、、的结点,质量为的小球B置于光滑的半球体A上,半球体A的半径为,为球心。已知,,水平,竖直,且、、在同一直线上,系统处于静止状态,小球B可视为质点,重力加速度为,,,则下列说法正确的是( )
A. 细线的拉力大小为
B. 细线和细线的拉力大小相等
C. 半球体A受到地面的摩擦力和斜面D受到地面的摩擦力大小相等
D. 物块C受到斜面D的摩擦力方向沿斜面向下
9. 如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为m的物体A,(与弹簧连接,A,B均可视为质点),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在A上,使A开始向上做加速度大小为a的匀加速运动,测得A,B的图像如图乙所示,已知重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A. 这段时间内拉力F先减小后不变
B. 施加力F的瞬间,A、B间的弹力大小为
C. A、B在时刻分离,此时弹簧弹力等于
D. 上升过程中,B速度最大时,A、B间的距离为a
10. “血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度,在医学中具有重要意义。测量“血沉”可将经过处理后的血液放进血沉管内,由于重力作用,血液中的红细胞将会下沉。设血沉管竖直放置且足够深,红细胞的形状为球体。已知红细胞下落受到血液的粘滞阻力表达式为,其中为血液的粘滞系数,r为红细胞半径,v为红细胞运动的速率。若某血样中半径为r的红细胞,由静止下沉直到匀速运动的速度为,红细胞密度为,血液的密度为。以下说法正确的是( )
A. 该红细胞先做匀加速运动,后做匀速运动
B. 该红细胞的半径可表示为
C. 若血样中红细胞的半径较小,则红细胞匀速运动的速度较大
D. 若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位,则其单位为
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
11. 2022年2月2日,在率先开赛的北京冬奥会冰壶混合团体比赛中,中国队击败瑞士队取得开门红。在某次冰壶比赛中,时间时,球员跪式推动冰壶自本垒圆心由静止向前滑行,推至前卫线时,放开冰壶使其自行滑行,冰壶恰好到达营垒中心并停止运动,整个过程冰壶一直沿直线运动,其位移x随时间t变化的图像如图所示,图像中的、两段曲线均为抛物线。已知冰壶的质量为m,对冰壶的整个运动过程,以下说法正确的是( )
A. 图像中的两段曲线在时刻相切
B. 冰壶的最大速度为
C. 时间的加速度大小是的加速度的2倍
D. 时间的加速度大小是的加速度的4倍
12. 智能手机安装软件后,可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度,带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放,落到地面上,手机传感器记录了手机运动的加速度随时间变化的关系,如图所示,为当地的重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 释放时,手机离地面的高度为
B. 手机第一次与地面碰撞的作用时间为
C. 手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
D. 0至内图线与横坐标围成的面积中,时间轴下方与上方的面积大小相等
13. 如图甲所示,一物块以某一初速度从倾角为、顺时针转动的传送带底端沿传送带向上运动,其图像如图乙所示。已知传送带的速度为,传送带足够长,物块与传送带间的动摩擦因数为,下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度小于
B. 物块与传送带间的动摩擦因数
C. 物块运动过程中的速度一定有等于的时刻
D. 若物块从传送带顶端由静止向下运动,其他条件不变,物块会向下先做匀加速运动再做匀速运动
14. 如图所示,A,B两物块的质量皆为m,静止叠放在水平地面上。A,B间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则( )
A. 当时,A、B都相对地面静止
B. 当时,A的加速度为
C. 当时,A相对B静止
D. 无论F为何值,B的加速度不会超过
15. 如图所示,把一质量为的物体用一水平方向的推力(为恒量,为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,物体与墙壁间动摩擦因数为,从开始计时,静止释放此物体,则物体所受的摩擦力、加速度、速度和位移随变化的关系正确的是图中的( )
A. B.
C. D.
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
16. 快递公司用无人机将急用药品送至某医疗地点,其过程如下:无人机由地面静止开始竖直升空,到离地24m处悬停调整方向,然后沿直线水平飞行一段距离至目标地点正上方再次悬停,然后竖直降落到地面,到达地面时速度恰为零。假设无人机在上升平飞、下降的三个过程中,变速运动阶段的加速度大小均为a(未知)。已知无人机在加速上升过程中动力系统提供的升力为260N,无人机连同药品总质量20kg,无人机连同药品在运动过程中所受空气阻力大小恒为20N,重力加速度g=10m/s2,无人机连同药品可视为质点。
(1)求无人机加速上升过程中的加速度大小;
(2)求无人机沿水平方向加速运动的过程中动力系统提供的作用力大小;
(3)若无人机下落过程中的最大速度限制为6m/s,求下降过程所用的最短时间。
17. 一块质量为M=4 kg的长木板P静止放置在粗糙的水平地面上,其长度L=4 m,如图甲所示。另有一质量为m=0.4 kg的小物块Q(可看作质点),以一定的初速度v0(大小未知)水平向右冲上长木板P,结果在长木板上向右滑行后与长木板保持相对静止。已知物块Q与长木板P间的动摩擦因数为,长木板P与地面间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10 m/s2求:
(1)小物块Q在长木板上滑动时,长木板受到地面的摩擦力;
(2)物块Q的初速度v0大小;
(3)若将木板平均分割成长度相同的八个木块,如图乙所示,其他条件不变,求小物块Q滑上第几个木块时,该木块开始运动,这时小物块Q的速度是多少?
18. 如图所示,倾角为30°的固定斜面顶端有一光滑的定滑轮,斜面上端有一与斜面垂直的固定小挡板,挡板的厚度不计。斜面上有一质量为2m的小物块,物块与斜面间的动摩擦因数为。不可伸长的轻绳一端连接小物块,另一端绕过滑轮悬吊一质量为m的粗细均匀钢管,物块与定滑轮间的细绳平行于斜面且不与挡板接触。在钢管的顶端套着一个质量也为m的细环,细环与钢管之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为(g为重力加速度大小)。开始时用外力控制物块使系统静止,物块到挡板、钢管下端到地面的距离均为L。现将物块由静止释放,物块与挡板、钢管与地面发生多次碰撞,每次碰撞时间极短,最终细环刚好到达钢管底端。已知物块与挡板、细管与地面碰撞均无能量损失,钢管始终未与滑轮相碰。求;
(1)物块开始上滑时细绳上的拉力大小;
(2)钢管与地面第一次碰撞后能上升的最大高度;
(3)钢管的长度。
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