精品解析:湖北荆州市石首市第一中学2026-2027学年高一上学期11月阶段检测物理试题
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内容正文:
湖北荆州市石首市第一中学2026-2027学年高一上学期11月阶段检测
物理试题
时间:75分钟 分值:100分
一、单选题(共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 描述物体运动时,只有体积小的物体才能视为质点,体积大的物体不能视为质点
B. 选择不同的参考系对同一运动的描述是相同的
C. 位移、速度、力都是矢量
D. 单向直线运动中,运动物体的位移就是路程
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体能否视为质点的判断依据是其大小和形状对所研究的问题是否无影响或影响可忽略,与体积大小无关,例如研究地球公转时,体积很大的地球也可视为质点,故A错误;
B.选择不同参考系时,同一运动的描述通常不同,例如行驶车辆中的乘客,以地面为参考系是运动的,以车辆为参考系是静止的,故B错误;
C.位移、速度、力都既有大小又有方向,运算遵循矢量平行四边形定则,均属于矢量,故C正确;
D.位移是矢量,路程是标量,二者物理性质完全不同,单向直线运动中仅位移的大小等于路程,不能说位移就是路程,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,人站在自动扶梯上随扶梯一起斜向上匀速运动,则( )
A. 扶梯对人没有摩擦力
B. 此人受到三个力的作用
C. 扶梯对人的支持力大于人对扶梯的压力
D. 扶梯对人的作用力小于此人的重力
【答案】B
【解析】
【详解】A.人随扶梯一起斜向上匀速运动,有沿扶梯下滑的趋势,一定受到扶梯的静摩擦力,故A错误;
B.此人受重力、扶梯的支持力和静摩擦力,共三个力作用,故B正确;
C.根据牛顿第三定律可知,扶梯对人的支持力与人对扶梯的压力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,故C错误;
D.人处于平衡状态,合力为零,受扶梯的作用力与重力等大反向,故D错误。
故选B。
3. 如图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0~t₀时间内的位移为
B. 乙图中,物体的加速度为11m/s²
C. 丙图中,阴影面积表示t₁~t₂时间内物体的末速度
D. 丁图中,t=1s时物体的速度为5m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.由速度与时间图像与时间轴所围面积为位移变化量得物体在时间内的位移大于,故A错误;
B.乙图中由匀变速直线运动位移与速度关系公式得图线斜率与加速度满足
解得加速度,故B错误;
C.由加速度与时间图像与时间轴所围面积为速度变化量得阴影面积表示时间内物体的速度变化量,故C错误;
D.丁图中,由匀变速直线运动位移与时间关系公式变式得
得图线斜率与加速度满足
解得加速度
则得
将丁图中坐标点,代入上式可解得初速度
则在时,由匀变速直线运动速度与时间关系公式得此时速度,故D正确。
故选D。
4. 一个小滑块从斜面底端以某一初速度向上滑行,滑行过程加速度不变,上滑途中依次经过a、b、c、d四点。已知ab、bc和cd的长度相等,通过ab和cd所用的时间分别为1 s和3 s,则通过bc所用时间为( )
A. 2 s B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】滑块上滑做匀减速直线运动,可反向等效为从d点上方出发的初速度为0的匀加速直线运动。
设每段相等位移,设滑块通过bc段的时间为
则根据初速度为0的匀加速直线运动位移公式
因此通过段的时间可表示为:
通过段的时间可表示为:
通过段的时间可表示为:
联立解得
故选D。
5. 如图所示,轻杆A端用铰链固定在竖直墙上,B端吊一工件,工人将轻绳跨过定滑轮C用水平拉力将B端缓慢上拉,滑轮C在A点正上方,滑轮大小及摩擦均不计,则轻杆从图示位置逆时针转到AB与BC刚好垂直的过程中( )
A. 轻杆对B端的弹力减小 B. BC段绳子的拉力增大
C. 工人受到地面的摩擦力减小 D. 工人对地面的作用力增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.以B点为研究对象,受重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F,作出受力分析图如图所示
由平衡条件得,N和F的合力与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得
使轻杆逆时针转到AB刚好与BC垂直时,AC、AB保持不变,BC变小,则N保持不变,F变小,故AB错误;
C.对人受力分析可知水平方向,根据平衡条件,有f=F
所以工人受到地面的摩擦力逐渐减小,故C正确;
D.工人对地面的作用力是工人对地面压力FN=mg和工人对地面摩擦力的合力,FN不变,而摩擦力减小,二者合力减小,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,实心金属杆和空心金属管长都为,金属杆可无接触地穿过金属管。竖直放置,距离高度差为,杆和管轴线在同一直线上,杆由静止释放。同时管从地面竖直上抛,初速度为,不计空气阻力,重力加速度为,则以下说法正确的是( )
A. 若杆、管在空中相遇后又分离,它们从相遇到分离经过的时间为
B. 若,则管落地前都不会与杆相遇
C. 若,则管一定会在上升过程中与杆相遇后又分离
D. 若,则杆一定会在落地前与管相遇后又分离
【答案】C
【解析】
【详解】A.杆做自由落体运动、管做竖直上抛运动,加速度均为g,则相对运动为匀速直线运动,相对速度为v0,则两物体在空中相遇后又分离,它们从相遇到分离,经过的时间为,A错误;
B.B落地时间为
若管落地前不会与杆相遇,则,解得,B错误;
C.若管会在上升过程中与杆相遇后又分离,则
解得,C正确;
D.若杆会在落地前与管相遇后又分离,则
解得,D错误。
故选C。
7. 如图所示,A、B、C三个物体的质量满足mA=mB=mC=m,A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连,B、C用劲度系数为k1的弹簧相连,劲度系数为k2的弹簧一端固定在天花板上,另一端与滑轮相连。开始时系统静止,A、B两物体在同一水平面上,不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦,重力加速度为g。现用竖直向下的力缓慢拉动A物体,在拉动过程中,弹簧及与A、B相连的绳子都始终竖直,到C物体刚要离开地面(A没落地,B没有与滑轮相碰),则此时A、B两物体的高度差为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设开始BC间弹簧的压缩量为x1,上面的弹簧伸长量为x′1,绳子拉力为T;
对物体A根据平衡条件可得T=mg
对B物体根据平衡条件可得3mg=k1x1+T
解得
对滑轮根据平衡条件可得2T=k2x′1
解得
设C物体刚要离开地面时BC间弹簧的伸长量为x2,上面的弹簧伸长量为x′2,绳子拉力为T′;
对物体C根据平衡条件可得2mg=k1x2
解得
C物体刚要离地时T′=5mg
则上端弹簧的伸长量
所以此过程中A下降的高度为hA=x1+x2+2(x′2-x′1)=
此过程中B物体上升的高度:hB=x1+x2=
此时A、B两物体的高度差为Δh=hA+hB=
故选B。
二、多选题(共12分)
8. 如图甲所示,轻绳跨过固定在水平横梁右端的定滑轮挂住一个质量为的物体,;图乙所示的轻杆一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过细绳拉住,与水平方向成角,轻杆的点用细绳拉住一个质量为的物体,重力加速度为,则( )
A. 图甲中对滑轮的作用力大小为
B. 图乙中杆受到绳的作用力为
C. 细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为
D. 细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图甲中轻绳跨过滑轮,与滑轮接触的点是“动点”,也称为“活结”,故轻绳上的拉力大小处处相等,即两段轻绳的拉力大小都是,由于,所以两段轻绳的拉力方向夹角为120°角,则它们的合力大小也为,所以轻绳对滑轮的作用力大小为,方向与竖直方向成60°角斜向左下方,所以BC对滑轮的作用力大小也是,方向与竖直方向成60°角斜向右上方,故A正确;
B.图乙中细绳与杆的端点连在一起,杆与细绳接触的点是“静点”,也称为“死结”,故两段细绳上的拉力不一定相等,而杆的一端用铰链固定在墙上,故杆对G点的弹力方向应沿杆方向,则对G点受力分析如图所示:
由共点力平衡条件有,
解得,,故B错误;
CD.由上面分析可知,细绳段的拉力,细绳段的拉力,所以有,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,轻质细线一端拴接一质量为的小球,另一端悬挂于天花板上的点,在外力、重力和细线拉力的作用下处于平衡状态,此时。初始时水平,且细线与竖直方向的夹角为,与的夹角为。下列说法中正确的是( )
A. 保持水平,逐渐缓慢增大角,与逐渐增大.
B. 保持小球位置及角不变,缓慢减小角直至,一直减小
C. 保持大小不变,方向沿逆时针缓慢转到竖直过程中,角先增大再减小
D. 保持角不变,缓慢增大角,直至悬线接近水平,先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.如图甲,初始时小球处于平衡状态,对其进行受力分析,所受的三个力首尾相连构成三角形,。保持水平,逐渐缓慢增大角的过程中,终点和的起点沿着的方向移动,它们逐渐增大,故A正确;
B.如图乙,保持小球位置及角不变,缓慢减小角直至的过程中,先减小,到时与垂直,最小,之后增大,因此先减小再增大,故B错误;
C.如图丙,保持大小不变,方向沿逆时针缓慢转到竖直过程中,保持起点不变,的终点C的轨迹是圆弧。终点从点沿着圆弧到点的过程中,一直增大;到时,与圆弧相切,最大;从线段转到竖直过程中一直减小,因此先增大后减小,故C正确;
D.如图丁,当保持角不变,缓慢增大角,直至悬线接近水平时,线段和不变,因此它们是同一个圆的弦和圆周角。在这个过程中,的终点和的起点沿着圆弧依次经过点、和,线段是直径,圆最长的弦,因此一直增大,故D错误。
故选AC。
10. 在粗糙水平地面上放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD,正方体与地面间的动摩擦因数为μ,在正方体右侧有一竖直光滑墙壁,如图所示,在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的球,球的球心为O,OB与竖直方向的夹角为θ,正方体和球均保持静止,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法错误的是( )
A. 仅改变球的质量,其余条件不变,为保证正方体仍处于静止状态,球的质量应小于
B. 将正方体向左推动很小一段距离,其余条件不变,系统仍保持静止,正方体受到的摩擦力不变
C. 当正方体的右侧面AB到墙壁的距离小于时,无论球的质量是多少,正方体都不会滑动
D. 改变正方体到墙壁的距离,系统始终保持静止,则的最大值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.球静止时,沿竖直方向有
正方体受到球的水平作用力为
地面对正方体的支持力为
故静摩擦力满足
当时,整理得
取严格小于该值可保证正方体保持静止,故A正确;
B.设正方体右侧面到墙壁的距离为,由几何关系
正方体向左移动使增大,从而增大,正方体所需的静摩擦力
也增大,并非不变,故B错误;
C.若
则
从而,因此
正方体不会滑动,故C正确;
D.改变时,静止的临界条件为
所以,故D错误。
故选BD。
三、实验题(共14分)
11. 如图甲所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置。橡皮条的一端固定,另一端点拴有细绳套。
(1)关于本实验,以下操作正确的是______
A. 实验过程中拉动弹簧测力计时,弹簧测力计可以不与木板平行
B. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,两测力计的读数越大越好
C. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,夹角越小越好
D. 每次实验时,要记录弹簧测力计的示数以及拉力的方向
(2)某次实验中,弹簧秤指针位置如图甲所示,其读数为______N;实验中用、确定两分力方向,其中标记不妥的是______(填“”或“”)点。
(3)图乙是在白纸上根据实验数据画出的示意图。图中与两力中,方向一定沿方向的是______。
(4)实验测得所画平行四边形对角线对应的值为,用一个弹簧测力计拉到点的数值为,则此次实验的相对误差为______。(结果保留一位有效数字)
【答案】(1)D (2) ①. 3.50 ②. b
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.作图时,是在白纸中作图,作出的是水平力的图示,若拉力倾斜,则作出图的方向与实际力的方向有较大差别,故应使各力尽量与木板面平行,故A错误;
B.为减小测量的误差,拉力适当大一些,但并不是越大越好,故B错误;
C.为减小测量的误差,用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,夹角应适当大些,故C错误;
D.因为要作力的图示,所以每次都要记录弹簧测力计的示数以及拉力的方向,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1]由于弹簧测力计的分度值为0.1N,故应估读到分度值的下一位,其读数为3.50N;
[2]由于b点离结点的位置太近,故b点标记不妥。
【小问3详解】
F是通过平行四边形作图得出的,所以图乙中方向一定沿AO方向的是。
【小问4详解】
此次实验的相对误差为
12. 利用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。其中交流电源的频率为,如图给出了该次实验中,从点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中、、、、、、都为计数点。测得各计数点到点的距离分别为:,,,,,。
(1)如果该纸带端与小车相连,则小车的运动方向为__________(选填“”或“”),且小车做__________(选填“匀加速”“匀减速”或“变加速”)直线运动。
(2)在打计数点时,小车运动的瞬时速度为__________,小车的加速度大小为__________(保留2位有效数字)。
(3)如果当时该交流电源的电压略偏小,但仍然稳定,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);如果当时电源中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,则加速度的测量值比实际值__________。(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. B→A ②. 匀加速
(2) ①. 0.37 ②. 0.50
(3) ①. 不变 ②. 偏大
【解析】
【小问1详解】
[1]相邻计数点之间的时间间隔相等,纸带上相邻计数点的间距依次增大,且相邻间距的增加量近似相等,说明小车速度逐渐增大并且速度均匀增加。A端与小车相连时,纸带上计数点的排列方向与小车运动方向相反,所以小车的运动方向为B→A。
[2]小车在连续相等时间内的位移逐渐增大且增加量近似相等,因此做匀加速直线运动。
【小问2详解】
[1]交流电源频率为,相邻计数点间有5个周期,所以相邻计数点的时间间隔为
F点的瞬时速度
[2]由逐差法得
【小问3详解】
[1]交流电源电压偏低但频率仍为,相邻计数点的时间间隔仍为;电压偏低只可能使点迹清晰度变差,不改变由纸带位移和时间间隔确定的加速度,因此加速度的测量值与实际值相比不变。
[2]若实际频率为,而计算时仍按取时间间隔,则实际时间间隔为
逐差法分子仍由纸带位移决定,因此
所以加速度的测量值相对实际值偏大。
四、解答题(共46分)
13. 在某次公路测试中,甲车以的速度匀速行驶,乙车在甲车后方处由静止出发,以的加速度匀加速追赶。求:(结果可用根号表示)
(1)乙车追上甲车前,两车间的最大距离;
(2)乙车出发后经多长时间追上甲车;
(3)若甲车在乙车出发的同时开始以的加速度匀减速(初速度仍为20 m/s,直至停止),其他条件不变,求乙车追上甲车的时间;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
乙追上甲之前,当两车速度相等时距离最大,
解得
此时 ,
最大距离
解得
【小问2详解】
乙车出发后追上甲车时
此时 ,
解得
【小问3详解】
甲车匀减速运动过程中,有,
乙在内位移
此时
即乙在甲停止之后才追上
设乙经时间追上, 则有
解得
【点睛】
14. 如图所示,水平推力F作用在质量的木块上,木块与倾角的斜面体之间的动摩擦因数,当水平推力时,木块静止在斜面体上恰好不受摩擦力,已知物块与斜面体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,斜面体始终静止在水平面上,(,)。
(1)求水平推力的大小;
(2)若要木块能静止在斜面上,求水平推力F的取值范围;
(3)若斜面光滑,且推力F方向可变,求F的最小值和方向。
【答案】(1)
(2)
(3)6N,沿斜面平行向上
【解析】
【小问1详解】
当时,木块静止在斜面体上恰好不受摩擦力,沿斜面方向有
解得
【小问2详解】
当木块刚好不沿斜面下滑时,根据受力平衡可得
,
又
联立解得水平推力为
当木块刚好不沿斜面上滑时,根据受力平衡可得
,
又
联立解得水平推力为
则要木块能静止在斜面上,水平推力F的取值范围为
【小问3详解】
当推力沿斜面向上时,该力最小,则有
代入数值得
方向与水平面夹角 (或与斜面平行向上)
15. 如图,粗糙水平面上放置一半径为的四分之一圆柱体,圆柱体只有圆弧表面光滑,其他部分粗糙。光滑轻滑轮(可视为质点)用轻杆固定在圆心的正上方,轻质细线一端固定在点,另一端跨过滑轮连接质量为 的小球(可视为质点),小球置于四分之一圆柱体圆弧表面上点,,且与竖直方向成角,物块通过光滑轻质圆环挂在细线上静止于点,与竖直方向成角,此时整个系统处于平衡状态。已知 在同一竖直面内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小。
(1)求绳中的拉力大小和物块的质量;
(2)若四分之一圆柱体的质量为 ,求圆柱体与地面间的动摩擦因数;
(3)若地面与四分之一圆柱体之间的动摩擦因数为0.5,调整细线长度使小球从处移至处(E与圆柱表面相切),整个系统仍然保持静止,求四分之一圆柱体质量的最小值(结果可保留根式)。
【答案】(1)20N,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小球进行受力分析,如图所示
根据平衡条件,在水平方向上有
在竖直方向上有
联立解得
对圆环进行受力分析,如图所示
根据平衡条件,在竖直方向上
依题意物块B静止,根据平衡有
解得物块B质量
【小问2详解】
对小球和四分之一圆柱体整体分析,如图所示
根据平衡条件,在水平方向上有
在竖直方向上有
依题意可知,四分之一圆柱体恰处于平衡状态,即
解得
【小问3详解】
对小球进行受力分析,如图所示
绳对小球的拉力为 ,圆柱体对小球的弹力为 ,设 ,由 ,,根据几何关系,可得
由于 CE 与圆弧面相切,根据几何关系,可得 ,
根据平衡条件,在水平方向上有
在竖直方向上有
联立解得
对小球和四分之一圆柱体整体分析,可知地面整体的摩擦力 ,对整体的支持力
根据平衡条件,在水平方向上有
在竖直方向上有
整体静止,需满足
解得
则最小质量为
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湖北荆州市石首市第一中学2026-2027学年高一上学期11月阶段检测
物理试题
时间:75分钟 分值:100分
一、单选题(共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 描述物体运动时,只有体积小的物体才能视为质点,体积大的物体不能视为质点
B. 选择不同的参考系对同一运动的描述是相同的
C. 位移、速度、力都是矢量
D. 单向直线运动中,运动物体的位移就是路程
2. 如图所示,人站在自动扶梯上随扶梯一起斜向上匀速运动,则( )
A. 扶梯对人没有摩擦力
B. 此人受到三个力的作用
C. 扶梯对人的支持力大于人对扶梯的压力
D. 扶梯对人的作用力小于此人的重力
3. 如图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0~t₀时间内的位移为
B. 乙图中,物体的加速度为11m/s²
C. 丙图中,阴影面积表示t₁~t₂时间内物体的末速度
D. 丁图中,t=1s时物体的速度为5m/s
4. 一个小滑块从斜面底端以某一初速度向上滑行,滑行过程加速度不变,上滑途中依次经过a、b、c、d四点。已知ab、bc和cd的长度相等,通过ab和cd所用的时间分别为1 s和3 s,则通过bc所用时间为( )
A. 2 s B. C. D.
5. 如图所示,轻杆A端用铰链固定在竖直墙上,B端吊一工件,工人将轻绳跨过定滑轮C用水平拉力将B端缓慢上拉,滑轮C在A点正上方,滑轮大小及摩擦均不计,则轻杆从图示位置逆时针转到AB与BC刚好垂直的过程中( )
A. 轻杆对B端的弹力减小 B. BC段绳子的拉力增大
C. 工人受到地面的摩擦力减小 D. 工人对地面的作用力增大
6. 如图所示,实心金属杆和空心金属管长都为,金属杆可无接触地穿过金属管。竖直放置,距离高度差为,杆和管轴线在同一直线上,杆由静止释放。同时管从地面竖直上抛,初速度为,不计空气阻力,重力加速度为,则以下说法正确的是( )
A. 若杆、管在空中相遇后又分离,它们从相遇到分离经过的时间为
B. 若,则管落地前都不会与杆相遇
C. 若,则管一定会在上升过程中与杆相遇后又分离
D. 若,则杆一定会在落地前与管相遇后又分离
7. 如图所示,A、B、C三个物体的质量满足mA=mB=mC=m,A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连,B、C用劲度系数为k1的弹簧相连,劲度系数为k2的弹簧一端固定在天花板上,另一端与滑轮相连。开始时系统静止,A、B两物体在同一水平面上,不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦,重力加速度为g。现用竖直向下的力缓慢拉动A物体,在拉动过程中,弹簧及与A、B相连的绳子都始终竖直,到C物体刚要离开地面(A没落地,B没有与滑轮相碰),则此时A、B两物体的高度差为( )
A. B.
C. D.
二、多选题(共12分)
8. 如图甲所示,轻绳跨过固定在水平横梁右端的定滑轮挂住一个质量为的物体,;图乙所示的轻杆一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过细绳拉住,与水平方向成角,轻杆的点用细绳拉住一个质量为的物体,重力加速度为,则( )
A. 图甲中对滑轮的作用力大小为
B. 图乙中杆受到绳的作用力为
C. 细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为
D. 细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为
9. 如图所示,轻质细线一端拴接一质量为的小球,另一端悬挂于天花板上的点,在外力、重力和细线拉力的作用下处于平衡状态,此时。初始时水平,且细线与竖直方向的夹角为,与的夹角为。下列说法中正确的是( )
A. 保持水平,逐渐缓慢增大角,与逐渐增大.
B. 保持小球位置及角不变,缓慢减小角直至,一直减小
C. 保持大小不变,方向沿逆时针缓慢转到竖直过程中,角先增大再减小
D. 保持角不变,缓慢增大角,直至悬线接近水平,先增大后减小
10. 在粗糙水平地面上放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD,正方体与地面间的动摩擦因数为μ,在正方体右侧有一竖直光滑墙壁,如图所示,在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的球,球的球心为O,OB与竖直方向的夹角为θ,正方体和球均保持静止,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法错误的是( )
A. 仅改变球的质量,其余条件不变,为保证正方体仍处于静止状态,球的质量应小于
B. 将正方体向左推动很小一段距离,其余条件不变,系统仍保持静止,正方体受到的摩擦力不变
C. 当正方体的右侧面AB到墙壁的距离小于时,无论球的质量是多少,正方体都不会滑动
D. 改变正方体到墙壁的距离,系统始终保持静止,则的最大值为
三、实验题(共14分)
11. 如图甲所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置。橡皮条的一端固定,另一端点拴有细绳套。
(1)关于本实验,以下操作正确的是______
A. 实验过程中拉动弹簧测力计时,弹簧测力计可以不与木板平行
B. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,两测力计的读数越大越好
C. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,夹角越小越好
D. 每次实验时,要记录弹簧测力计的示数以及拉力的方向
(2)某次实验中,弹簧秤指针位置如图甲所示,其读数为______N;实验中用、确定两分力方向,其中标记不妥的是______(填“”或“”)点。
(3)图乙是在白纸上根据实验数据画出的示意图。图中与两力中,方向一定沿方向的是______。
(4)实验测得所画平行四边形对角线对应的值为,用一个弹簧测力计拉到点的数值为,则此次实验的相对误差为______。(结果保留一位有效数字)
12. 利用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。其中交流电源的频率为,如图给出了该次实验中,从点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中、、、、、、都为计数点。测得各计数点到点的距离分别为:,,,,,。
(1)如果该纸带端与小车相连,则小车的运动方向为__________(选填“”或“”),且小车做__________(选填“匀加速”“匀减速”或“变加速”)直线运动。
(2)在打计数点时,小车运动的瞬时速度为__________,小车的加速度大小为__________(保留2位有效数字)。
(3)如果当时该交流电源的电压略偏小,但仍然稳定,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);如果当时电源中交变电流的频率是,而做实验的同学并不知道,则加速度的测量值比实际值__________。(填“偏大”或“偏小”)。
四、解答题(共46分)
13. 在某次公路测试中,甲车以的速度匀速行驶,乙车在甲车后方处由静止出发,以的加速度匀加速追赶。求:(结果可用根号表示)
(1)乙车追上甲车前,两车间的最大距离;
(2)乙车出发后经多长时间追上甲车;
(3)若甲车在乙车出发的同时开始以的加速度匀减速(初速度仍为20 m/s,直至停止),其他条件不变,求乙车追上甲车的时间;
14. 如图所示,水平推力F作用在质量的木块上,木块与倾角的斜面体之间的动摩擦因数,当水平推力时,木块静止在斜面体上恰好不受摩擦力,已知物块与斜面体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,斜面体始终静止在水平面上,(,)。
(1)求水平推力的大小;
(2)若要木块能静止在斜面上,求水平推力F的取值范围;
(3)若斜面光滑,且推力F方向可变,求F的最小值和方向。
15. 如图,粗糙水平面上放置一半径为的四分之一圆柱体,圆柱体只有圆弧表面光滑,其他部分粗糙。光滑轻滑轮(可视为质点)用轻杆固定在圆心的正上方,轻质细线一端固定在点,另一端跨过滑轮连接质量为 的小球(可视为质点),小球置于四分之一圆柱体圆弧表面上点,,且与竖直方向成角,物块通过光滑轻质圆环挂在细线上静止于点,与竖直方向成角,此时整个系统处于平衡状态。已知 在同一竖直面内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小。
(1)求绳中的拉力大小和物块的质量;
(2)若四分之一圆柱体的质量为 ,求圆柱体与地面间的动摩擦因数;
(3)若地面与四分之一圆柱体之间的动摩擦因数为0.5,调整细线长度使小球从处移至处(E与圆柱表面相切),整个系统仍然保持静止,求四分之一圆柱体质量的最小值(结果可保留根式)。
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