精品解析:江西南昌新民外语学校2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-10
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内容正文:
南昌新民外语学校2026—2027学年度第一学期第一次月考
高三物理试卷
时间:75分钟 分值:100分
一、单选题(共28分)
1. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d=2.0cm的遮光板,如图所示,滑块在绳子牵引下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.20s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.05s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t=2.5s,估算滑块的加速度约为( )
A. 0.012m/s2 B. 0.12m/s2
C. 1.2m/s2 D. 12m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】滑块通过第一个光电门的速度
滑块通过第二个光电门的速度
加速度
故选B。
2. 甲、乙两人用aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升,如图所示。则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中,以下判断正确的是( )
A. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐减小
B. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐增大
C. aO绳中的弹力先减小后增大,bO绳中的弹力一直在增大
D. aO绳中的弹力一直在增大,bO绳中的弹力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】以物块为研究对象,受重力G、bO的拉力F和绳子 aO的拉力T,有平衡条件得知,F和T的合力与G大小相等、方向相反,当将物体向上缓慢移动,aO绳方向不变则T方向不变,bO绳绕O点逆时针转动,如图所示
图中由1到2到3的过程,由图可以看出aO绳拉力T一直变大,bO绳弹力F先减小后变大,故选D。
3. 顶端装有滑轮的粗糙斜面固定在地面上,A、B两物体通过细绳如图连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平力F作用于悬挂的物体B上,使其缓慢拉动一小角度,发现A物体仍然静止。则在此过程中说法不正确的是( )
A. 水平力F一定变大 B. 物体A所受斜面给的摩擦力一定变大
C. 物体A所受斜面给的支持力一定不变 D. 细绳对物体A的拉力一定变大
【答案】B
【解析】
【详解】AD.如图所示,对物块B受力分析,如图所示
根据受力平衡可得
,
当B被拉动一个小角度后,θ增大,则力F增大,同时细绳对物体A的拉力T增大,故AD正确,不满足题意要求;
B.A开始时受静摩擦力可能向上也可能向下,则当绳子的拉力变大时,A受到斜面的摩擦力可能减小也可能增大,故B错误,满足题意要求;
C.以A物体为对象,垂直斜面方向根据受力平衡可得
可知物体A所受斜面给的支持力一定不变,故C正确,不满足题意要求。
故选B。
4. 汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直至停车,以汽车前行的方向为正方向,已知汽车刹车时第1秒内的位移为9m,在最后1秒内的位移为1m,则下列说法中正确的是( )
A. 汽车的加速度可能为2m/s2
B. 汽车的初速度可能为9m/s
C. 汽车在制动后4s时的速度为2m/s
D. 汽车在制动后6s内的平均速度为5m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车最后1秒内的位移为1m,其加速度大小为
解得
汽车的加速度为-2m/s2,A错误;
B.因为汽车刹车时第1秒内的位移为9m,在最后1秒内的位移为1m,根据时间等分比例规律,汽车刹车时间为5s,汽车的初速度
B错误;
C.汽车在制动后4s时的速度为
C正确;
D.汽车在制动后5s停下来,刹车位移为
6s内的平均速度为
D错误。
故选C。
5. 图甲所示为乘客在进入地铁乘车前,将携带的物品放到水平传送带上通过安全检测仪接受检查时的情景,图乙所示为水平传送带装置示意图。紧绷的传送带始终以0.5m/s的恒定速率运行,乘客将行李(可视为质点)无初速度地放在传送带左端的a点,行李与传送带之间的动摩擦因数为0.5,a、b间的距离为2m,重力加速度g取。对于行李从a传送至b的整个过程,下列说法正确的是( )
A. 行李做匀加速直线运动的加速度大小为
B. 行李相对传送带有向右的相对位移,大小为0.025m
C. 行李从a传送至b的时间为4.05s
D. 行李从a传送至b的平均速度为0.25m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.开始时行李受到传送带向右的摩擦力,由牛顿第二定律得
所以加速度为
故A错误;
B.设经过t时间两者共速,则由得
该时间内行李的位移为
该时间内传送带的位移为
所以行李相对传送带向左运动,相对位移为
故B错误;
C.由题意行李匀速的时间为
所以行李从a传送至b的时间为
故C正确;
D.行李从a传送至b的平均速度为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A. 小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上
B. 小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上
C. 小车向右以加速度a运动时,一定有
D. 小车向左以加速度a运动时,,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角α满足
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.小车静止时,球受到重力和杆的弹力作用,由平衡条件可得杆对球的作用力
方向竖直向上,故AB错误;
C.小车向右以加速度 a运动时,如图甲所示,只有当
时,才有
故C错误;
D.小车向左以加速度 a运动时,根据牛顿第二定律可知小球受到的合力水平向左,如图乙所示,则杆对球的作用力
方向斜向左上方,与竖直方向的夹角满足
故D正确。
故选D。
7. 乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择.若某一缆车沿着坡度为30°的山坡上行,经历匀加速、匀速、匀减速三个阶段,若加速、减速的加速度的大小均为,如图所示,.在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车运行中保持竖直状态,缆绳与山坡平行).则下列说法正确的是
A. 加速阶段小物块受到的摩擦力方向沿斜面向下
B. 加速阶段小物块受到的滑动摩擦力大小为mg
C. 匀速阶段小物块受到的摩擦力为0
D. 减速阶段小物块受到的摩擦力为0
【答案】D
【解析】
【详解】A、B项:小物块相对于斜面静止,因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力,缆车以加速度上行,小物块加速度也为,以小物块为研究对象,则有:,静摩擦力,方向平行斜面向上,故A、B错误;
C项:匀速阶段,小物块受到的静摩擦力为,方向平行于斜面向上,故C错误;
D项:向上减速时,,解得:,故D正确.
故应选:D.
二、多选题(共18分)
8. 如图所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端叠放着A、B两个物块,系统处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物块A上,使A开始向上做匀加速运动,以系统静止时的位置为坐标原点,竖直向上为x正方向,得到F随x的变化图像如图乙所示.已知物块A的质量,重力加速度g取。则( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 物块A的加速度大小为
C. 物块B的质量为
D. F作用瞬间,A、B之间的弹力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.以A、B整体为研究对象,静止时弹簧压缩量为
分离之前
即
F随x的变化图像的斜率等于劲度系数
A错误;
BC.时刻
分离时
联立解得
,
B正确、C错误;
D.施加拉力F的瞬间,A、B之间的弹力为,有
解得
D正确。
故选BD。
9. 如图(a)所示,一质量为的长木板静置于粗糙水平面上,其上放置一质量未知的小滑块,且长木板与小滑块之间接触面粗糙。小滑块受到水平拉力作用时,用传感器测出小滑块的加速度与水平拉力的关系如图(b)实线所示。已知地面与长木板的动摩擦因数为0.2,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.6
B. 当水平拉力增大时,小滑块比长木板先相对地面发生滑动
C. 小滑块的质量为
D. 当水平拉力时,长木板的加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设小滑块质量为,小滑块与长木板之间的动摩擦数为,当小滑块与长木板发生相对滑动时,对小滑块由牛顿第二定律有
得
由(b)图可得
A正确;
BC.从图(b)知,当拉力为时,小滑块与长木板恰好发生相对滑动,此时两物体具有共同加速度,对长木板分析,由牛顿第二定律有
得
对小滑块,有
得
因为
所以小滑块和长木板相对地面同时发生相对滑动,B错误,C正确;
D.由于
所以此时长木板的加速度未达到,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,A为放在光滑水平桌面上的长方形物块,在它上面放有物块B和C。A、B、C的质量分别为1kg、5kg、1kg,B、C与A之间的动摩擦因数为0.10且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,K为轻滑轮,绕过轻滑轮连接B和C的轻细绳都处于水平位置。现用水平方向的恒定外力F拉滑轮,使A的加速度等于2m/s2,重力加速度取10m/s2,在这种情况时,下列说法正确的是( )
A. B、A之间沿水平方向的作用力的大小等于1N
B. B、A之间沿水平方向的作用力大于C、A之间的
C. 外力F的大小等于22N
D. 外力F的大小等于12N
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设ABC的质量分别为m、5m、m。当ABC一起匀加速运动时,对整体应用牛顿第二定律可得
设绳子拉力为T,AB间的摩擦力为,AC间的摩擦力为,对B应用牛顿第二定律可得
对C应用牛顿第二定律可得
又因为滑轮轻质,故
联立可得
,
AB间的最大静摩擦力为
AC间的最大静摩擦力为
故B受到的摩擦力方向水平向右。随着加速度的增大,AC面先达到最大静摩擦力,当AC面达到最大静摩擦力时,对于C有
解得
本题中A的加速度等于2m/s2,大于,所以AC面已经发生相对滑动,对A应用牛顿第二定律可得
解得
故A、B间保持相对静止,A、C间相对滑动,由上述分析可知,A、B间的摩擦力为静摩擦力大小为1N,A、C间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为1N,故A正确,B错误;
CD.对A、B整体应用牛顿第二定律可得
解得
故外力大小为
C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题(共15分)
11. 某同学利用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
实验步骤如下:
①将力传感器 P通过一根轻质细绳提起重物保持静止,记下 P的示数 F;
②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆上,与 P、Q相连的两根轻质细绳OA、OB 连接的结点O处用轻绳OC系上同一重物。系统静止后,记下O点位置,P、Q的示数,及三细绳的方向OA、OB、OC;
③在白纸上从 O 点沿OC 反向延长做有向线段 ,以为对角线做平行四边形如图乙所示。用毫米刻度尺测出线段 、、的长度分别为
④调整力传感器 Q 的位置,重复以上步骤。
回答下列问题:
(1)下列做法有利于减小实验误差的是( )
A. 调整力传感器 Q的位置时,必须保证结点 O 的位置不变
B. 两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置,不能左右倾斜
C. 记录细绳方向时,选取相距较远的两点
D. 两个细绳间夹角适当大一些
(2)在误差允许的范围内,若l1、l2、l与F1、F2、F满足关系式_______,则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。
(3)某次实验中,若平衡时两细绳OA、OB 互相垂直,保持 OB 绳和结点O 的位置不动,取下力传感器P,将细绳 OA 绕O 点在纸面内顺时针转动一小角度,此过程中 OB绳的拉力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)CD (2)
(3)变小
【解析】
【小问1详解】
A.因为两次在结点的下面挂同一质量的物体,则调整力传感器Q的位置时,改变结点O的位置对实验无影响,故A错误;
B.两侧杆左右倾斜,对实验无影响,故B错误;
C.记录绳子方向时,选用较远的两点,这样可减小记录力的方向时产生的误差,故C正确;
D.为了减小误差,拉橡皮条的夹角可以适当大一些,故D正确。
故选CD。
【小问2详解】
根据力的平衡,可以得到几何三角形和力的三角形会相似
则有
【小问3详解】
由图可知
稳定时两绳互相垂直,现保持右侧绳和结点O的位置不动,即两个力的合力不变,方向不变,将细绳OA绕O点在纸面内顺时针转动一小角度,OB绳子上拉力变小。
12. 某实验小组应用如图甲所示装置探究物体质量一定时,加速度与所受合力的关系,已知小车的质量为M,砝码及砝码盘的总质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50Hz。实验步骤如下:
a.按图甲安装实验装置,保持与弹簧测力计相连的细线竖直;
b.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
c.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出纸带,由纸带数据获得小车的加速度;
d.通过改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据以上实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是______。
A.砝码盘的加速度大小为小车的加速度大小的
B.实验过程中砝码与砝码盘的总重力为弹簧测力计示数的2倍
C.与小车相连的细线和长木板一定要平行
D.本实验需要满足砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)某次实验数据如图乙所示,得到小车运动的加速度大小a=______(结果保留两位有效数字)。
(3)如图中的小车加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像,与本实验相符合的是______。
【答案】 ①. AC##CA ②. 0.88 ③. A
【解析】
【详解】(1)[1]A.设在时间t内小车的位移为x,由题图甲可知,砝码盘的位移为,对小车根据位移公式有
对砝码盘根据位移公式有
解得
故砝码盘的加速度大小是小车加速度大小的,故A正确;
B.实验过程中,砝码和砝码盘向下加速运动,处于失重状态,所以砝码和砝码盘的总重力大于弹簧测力计示数的2倍,故B错误;
C.要调整定滑轮高度使连接小车的细线与木板平行,这样才能确保小车做稳定的匀加速直线运动,故C正确;
D.实验中是用弹簧测力计直接读出小车所受合力的,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量的条件,故D错误。
故选AC。
(2)[2]由题意可知相邻两计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动的推论
得
(3)[3]对小车,根据牛顿第二定律得
其图像即为过原点的倾斜直线,故A正确。
四、解答题(共39分)
13. 如图所示,物块A和B通过一根跨过光滑定滑轮的轻质细绳连接,质量m1= 2kg的物块A置于倾角θ = 24°的粗糙斜面上,细绳与斜面平行,物块B的质量m2= 3kg,用手按住物块A使两物块均静止,物块B距离地面高度h = 5m。现松手释放物块A,物块A恰好未与滑轮相碰,物块A与斜面间的动摩擦因数,物块B落地后不反弹,空气阻力、滑轮质量不计,取cos24° = 0.9,sin24° = 0.4,重力加速度g = 10m/s2,求:
(1)物块B落到地面前的加速度大小和细绳中拉力的大小;
(2)释放时物块A与定滑轮的距离。
【答案】(1),24N;(2)6m
【解析】
【详解】(1)对物块A,由牛顿第二定律得
对物块B,由牛顿第二定律得
解得
(2)物块B落到地面前,由匀变速直线运动规律得
物块B落到地面后,对物块A,由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动规律得
起始时物块A与定滑轮的距离为
解得
14. 如图所示,质量为M=2kg的木板B静止在粗糙的水平面上,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,木板长为L,距离木板右边s处有一挡板,在木板的左端放置一个质量m=3kg、可视为质点的小木块A,以初速度v0=5m/s滑上木板,小木块与木板之间的动摩擦因数μ1=0.2,取g=10m/s2。求:
(1)假设s足够大,且A没有从B上滑下来,请问B板至少要多长;
(2)要使木板不撞挡板,则挡板距离木板右边的距离s至少要多长。
【答案】(1)5m;(2)1.5m
【解析】
【详解】(1)对木块A由牛顿第二定律得
解得
对木板B由牛顿第二定律得
解得
设经过时间t后A、B达到共同速度v,由运动学公式得
解得
,
t时间段内,由运动学公式得A、B的位移分别为
所以B板至少长
解得
(2)当A、B相对静止后,以共同的加速度向前减速。牛顿第二定律得
解得
设木板B加速和减速通过的位移分别为x2、x3,则加速过程有
减速过程有
要使木板不撞挡板,则挡板距离木板右边的距离s至少为
解得
15. 图1为冰壶比赛场地示意图。某次比赛中,运动员携带质量m=20kg的冰壶一起从起踏器处以v0=6m/s的速度做匀减速直线运动,运动至投掷线处,释放冰壶,此时冰壶速度v=2m/s。为了使冰壶停止位置尽量靠近营垒圆心O点,队友可用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面来控制其运动情况(如图2所示)。已知起踏器和投掷线之间距离l=8m,用毛刷擦冰面前和后冰壶与冰面之间动摩擦因数分别为μ1=8×10-3和μ2=4×10-3,投掷线与O点的距离s=30m,冰壶可视为质点。
(1)冰壶到达投掷线前,其受到的合外力F的大小;
(2)释放冰壶后,若队友未擦冰面,则冰壶静止位置离O点的距离L1;
(3)释放冰壶后,若冰壶运动一段距离后队友持续擦冰面直至冰壶恰好静止于O点,则擦冰面的长度L2。
【答案】(1)40N;(2)5m;(3)10m
【解析】
【详解】(1)冰壶到达投掷线前,由匀变速直线运动规律
带入题中数据可解得
a=-2m/s2
对冰壶,由牛顿第二定律
F=ma
带入数据可得
F=-40N
负号说明合外力与速度方向相反。
故冰壶到达投掷线前,其受到的合外力F的大小为40N。
(2)释放冰壶后,若队友未擦冰面,由牛顿第二定律
a1==0.08m/s2
设冰壶减速到零发生位移为x1,由运动学规律
则冰壶静止位置离O点的距离
(3)设队友刚开始擦冰面时冰壶的速度为,则由运动学规律
可解得
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南昌新民外语学校2026—2027学年度第一学期第一次月考
高三物理试卷
时间:75分钟 分值:100分
一、单选题(共28分)
1. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d=2.0cm的遮光板,如图所示,滑块在绳子牵引下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.20s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.05s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t=2.5s,估算滑块的加速度约为( )
A. 0.012m/s2 B. 0.12m/s2
C. 1.2m/s2 D. 12m/s2
2. 甲、乙两人用aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升,如图所示。则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中,以下判断正确的是( )
A. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐减小
B. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐增大
C. aO绳中的弹力先减小后增大,bO绳中的弹力一直在增大
D. aO绳中的弹力一直在增大,bO绳中的弹力先减小后增大
3. 顶端装有滑轮的粗糙斜面固定在地面上,A、B两物体通过细绳如图连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平力F作用于悬挂的物体B上,使其缓慢拉动一小角度,发现A物体仍然静止。则在此过程中说法不正确的是( )
A. 水平力F一定变大 B. 物体A所受斜面给的摩擦力一定变大
C. 物体A所受斜面给的支持力一定不变 D. 细绳对物体A的拉力一定变大
4. 汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直至停车,以汽车前行的方向为正方向,已知汽车刹车时第1秒内的位移为9m,在最后1秒内的位移为1m,则下列说法中正确的是( )
A. 汽车的加速度可能为2m/s2
B. 汽车的初速度可能为9m/s
C. 汽车在制动后4s时的速度为2m/s
D. 汽车在制动后6s内的平均速度为5m/s
5. 图甲所示为乘客在进入地铁乘车前,将携带的物品放到水平传送带上通过安全检测仪接受检查时的情景,图乙所示为水平传送带装置示意图。紧绷的传送带始终以0.5m/s的恒定速率运行,乘客将行李(可视为质点)无初速度地放在传送带左端的a点,行李与传送带之间的动摩擦因数为0.5,a、b间的距离为2m,重力加速度g取。对于行李从a传送至b的整个过程,下列说法正确的是( )
A. 行李做匀加速直线运动的加速度大小为
B. 行李相对传送带有向右的相对位移,大小为0.025m
C. 行李从a传送至b的时间为4.05s
D. 行李从a传送至b的平均速度为0.25m/s
6. 如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A. 小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上
B. 小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上
C. 小车向右以加速度a运动时,一定有
D. 小车向左以加速度a运动时,,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角α满足
7. 乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择.若某一缆车沿着坡度为30°的山坡上行,经历匀加速、匀速、匀减速三个阶段,若加速、减速的加速度的大小均为,如图所示,.在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车运行中保持竖直状态,缆绳与山坡平行).则下列说法正确的是
A. 加速阶段小物块受到的摩擦力方向沿斜面向下
B. 加速阶段小物块受到的滑动摩擦力大小为mg
C. 匀速阶段小物块受到的摩擦力为0
D. 减速阶段小物块受到的摩擦力为0
二、多选题(共18分)
8. 如图所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端叠放着A、B两个物块,系统处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物块A上,使A开始向上做匀加速运动,以系统静止时的位置为坐标原点,竖直向上为x正方向,得到F随x的变化图像如图乙所示.已知物块A的质量,重力加速度g取。则( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 物块A的加速度大小为
C. 物块B的质量为
D. F作用瞬间,A、B之间的弹力大小为
9. 如图(a)所示,一质量为的长木板静置于粗糙水平面上,其上放置一质量未知的小滑块,且长木板与小滑块之间接触面粗糙。小滑块受到水平拉力作用时,用传感器测出小滑块的加速度与水平拉力的关系如图(b)实线所示。已知地面与长木板的动摩擦因数为0.2,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.6
B. 当水平拉力增大时,小滑块比长木板先相对地面发生滑动
C. 小滑块的质量为
D. 当水平拉力时,长木板的加速度大小为
10. 如图所示,A为放在光滑水平桌面上的长方形物块,在它上面放有物块B和C。A、B、C的质量分别为1kg、5kg、1kg,B、C与A之间的动摩擦因数为0.10且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,K为轻滑轮,绕过轻滑轮连接B和C的轻细绳都处于水平位置。现用水平方向的恒定外力F拉滑轮,使A的加速度等于2m/s2,重力加速度取10m/s2,在这种情况时,下列说法正确的是( )
A. B、A之间沿水平方向的作用力的大小等于1N
B. B、A之间沿水平方向的作用力大于C、A之间的
C. 外力F的大小等于22N
D. 外力F的大小等于12N
三、实验题(共15分)
11. 某同学利用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
实验步骤如下:
①将力传感器 P通过一根轻质细绳提起重物保持静止,记下 P的示数 F;
②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆上,与 P、Q相连的两根轻质细绳OA、OB 连接的结点O处用轻绳OC系上同一重物。系统静止后,记下O点位置,P、Q的示数,及三细绳的方向OA、OB、OC;
③在白纸上从 O 点沿OC 反向延长做有向线段 ,以为对角线做平行四边形如图乙所示。用毫米刻度尺测出线段 、、的长度分别为
④调整力传感器 Q 的位置,重复以上步骤。
回答下列问题:
(1)下列做法有利于减小实验误差的是( )
A. 调整力传感器 Q的位置时,必须保证结点 O 的位置不变
B. 两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置,不能左右倾斜
C. 记录细绳方向时,选取相距较远的两点
D. 两个细绳间夹角适当大一些
(2)在误差允许的范围内,若l1、l2、l与F1、F2、F满足关系式_______,则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。
(3)某次实验中,若平衡时两细绳OA、OB 互相垂直,保持 OB 绳和结点O 的位置不动,取下力传感器P,将细绳 OA 绕O 点在纸面内顺时针转动一小角度,此过程中 OB绳的拉力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 某实验小组应用如图甲所示装置探究物体质量一定时,加速度与所受合力的关系,已知小车的质量为M,砝码及砝码盘的总质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50Hz。实验步骤如下:
a.按图甲安装实验装置,保持与弹簧测力计相连的细线竖直;
b.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
c.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出纸带,由纸带数据获得小车的加速度;
d.通过改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据以上实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是______。
A.砝码盘的加速度大小为小车的加速度大小的
B.实验过程中砝码与砝码盘的总重力为弹簧测力计示数的2倍
C.与小车相连的细线和长木板一定要平行
D.本实验需要满足砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)某次实验数据如图乙所示,得到小车运动的加速度大小a=______(结果保留两位有效数字)。
(3)如图中的小车加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像,与本实验相符合的是______。
四、解答题(共39分)
13. 如图所示,物块A和B通过一根跨过光滑定滑轮的轻质细绳连接,质量m1= 2kg的物块A置于倾角θ = 24°的粗糙斜面上,细绳与斜面平行,物块B的质量m2= 3kg,用手按住物块A使两物块均静止,物块B距离地面高度h = 5m。现松手释放物块A,物块A恰好未与滑轮相碰,物块A与斜面间的动摩擦因数,物块B落地后不反弹,空气阻力、滑轮质量不计,取cos24° = 0.9,sin24° = 0.4,重力加速度g = 10m/s2,求:
(1)物块B落到地面前的加速度大小和细绳中拉力的大小;
(2)释放时物块A与定滑轮的距离。
14. 如图所示,质量为M=2kg的木板B静止在粗糙的水平面上,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,木板长为L,距离木板右边s处有一挡板,在木板的左端放置一个质量m=3kg、可视为质点的小木块A,以初速度v0=5m/s滑上木板,小木块与木板之间的动摩擦因数μ1=0.2,取g=10m/s2。求:
(1)假设s足够大,且A没有从B上滑下来,请问B板至少要多长;
(2)要使木板不撞挡板,则挡板距离木板右边的距离s至少要多长。
15. 图1为冰壶比赛场地示意图。某次比赛中,运动员携带质量m=20kg的冰壶一起从起踏器处以v0=6m/s的速度做匀减速直线运动,运动至投掷线处,释放冰壶,此时冰壶速度v=2m/s。为了使冰壶停止位置尽量靠近营垒圆心O点,队友可用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面来控制其运动情况(如图2所示)。已知起踏器和投掷线之间距离l=8m,用毛刷擦冰面前和后冰壶与冰面之间动摩擦因数分别为μ1=8×10-3和μ2=4×10-3,投掷线与O点的距离s=30m,冰壶可视为质点。
(1)冰壶到达投掷线前,其受到的合外力F的大小;
(2)释放冰壶后,若队友未擦冰面,则冰壶静止位置离O点的距离L1;
(3)释放冰壶后,若冰壶运动一段距离后队友持续擦冰面直至冰壶恰好静止于O点,则擦冰面的长度L2。
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