
1. 本卷共6頁滿分100分,考試時(shí)間90分鐘。
2. 答題前,在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準(zhǔn)考證號并填涂相應(yīng)數(shù)字。
3. 所有答案必須寫在答題紙上,寫在試卷上無效。
4. 考試結(jié)束后,只需上交答題紙。
選擇題部分
一、單選題(本大題共13小題,每題3分,共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)符合題目要求的,不選、多選、錯(cuò)選均不得分)
1. 下列各組物理量中都是矢量的是( )
A. 力加速度B. 速度路程C. 質(zhì)量時(shí)間D. 位移速率
【答案】A
【解析】
【詳解】A.力、加速度均有大小和方向,均為矢量、故A正確;
B.速度有大小和方向,是矢量;路程只有大小,沒有方向,為標(biāo)量,故B錯(cuò)誤;
C.質(zhì)量和時(shí)間均只有大小,沒有方向,都是標(biāo)量,故C錯(cuò)誤;
D.位移有大小和方向,是矢量;速率只有大小,沒有方向,是標(biāo)量,故D錯(cuò)誤。
故選A。
2. 10月3日杭州亞運(yùn)會皮劃艇靜水項(xiàng)目在富陽水上運(yùn)動中心落下帷幕,中國隊(duì)參加了10個(gè)單項(xiàng)的角逐,收獲9項(xiàng)冠軍。下列說法正確的是()
A. 研究比賽過程中運(yùn)動員的動作技巧可以將其看成質(zhì)點(diǎn)
B. 研究皮劃艇的運(yùn)動軌跡時(shí)可以把皮劃艇看成質(zhì)點(diǎn)
C. 皮劃艇齊頭并進(jìn)時(shí),可以認(rèn)為艇相對于地面是靜止的
D. 冠軍皮劃艇過終點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度一定最大
【答案】B
【解析】
【詳解】A.研究比賽過程中運(yùn)動員的動作技巧,運(yùn)動員的形狀、大小不能忽略不計(jì),不可以將其看成質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
B.研究皮劃艇的運(yùn)動軌跡時(shí),皮劃艇形狀、大小對運(yùn)動軌跡影響不大,可以忽略皮劃艇形狀、大小,可以把皮劃艇看成質(zhì)點(diǎn),故B正確;
C.龍舟齊頭并進(jìn)時(shí),取地面為參考系時(shí),明顯龍舟相對地面有位移的變化,所以龍舟相對于地面是運(yùn)動的,故C錯(cuò)誤;
D.比賽過程中冠軍龍舟所用時(shí)間最少,但撞線時(shí)的瞬時(shí)速度不一定最大,故D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 城峰中學(xué)第19屆校運(yùn)動會于10月底舉行,下列關(guān)于校運(yùn)動會賽事項(xiàng)目敘述正確的是()
A. 在鉛球比賽中成績是10m,這里的10m指的是鉛球的位移大小
B. 在跳遠(yuǎn)比賽中成績是5.3m,這里的5.3m指的是位移
C. 百米賽跑比賽從8:10開始,這里的8:10指的是時(shí)間間隔
D. 運(yùn)動員起跑反應(yīng)時(shí)間0.138s,這里的0.138s指的是時(shí)刻
【答案】B
【解析】
【詳解】A.在鉛球比賽中成績是10m,由于同學(xué)有身高,鉛球的位移大于10m,故A錯(cuò)誤;
B.在跳遠(yuǎn)比賽中成績是5.3m,這里的5.3m指的是位移,故B正確;
C.百米賽跑比賽從8:10開始,這里的8:10指的是時(shí)刻,故C錯(cuò)誤;
D.運(yùn)動員起跑反應(yīng)時(shí)間0.138s,這里的0.138s指的是時(shí)間間隔,故D錯(cuò)誤;
故選B。
4. 一個(gè)騎自行車的人由靜止開始沿直線騎車,他在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、第4s內(nèi)通過的距離分別為:1m、2m、3m、4m。關(guān)于這個(gè)運(yùn)動下列說法中正確的是( )
A. 4s末的瞬時(shí)的速度為2.5m/sB. 第4s的平均速度為2.5m/s
C. 后2s內(nèi)的平均速度為3.5m/sD. 自行車作勻加速度直線運(yùn)動
【答案】C
【解析】
【詳解】AD.根據(jù)第1、2、3、4秒內(nèi),通過的距離分別為1米、2米、3米、4米,無法判斷自行車的運(yùn)動性質(zhì),無法求出4秒末的瞬時(shí)速度,因?yàn)槲灰撇粷M足1:3:5,所以一定不是勻加速直線運(yùn)動,AD錯(cuò)誤;
B.根據(jù)速度定義式知第4s的平均速度為
B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)速度定義式知后2s內(nèi)的平均速度為
C正確;
故選C。
5. 駕駛機(jī)動車時(shí)應(yīng)保持適當(dāng)?shù)能嚲?,確保在緊急情況下有足夠的時(shí)間來停車或采取避免碰撞的行動。某汽車在公路上以大小為72km/h的速度做勻速直線運(yùn)動,突然遇到前方緊急情況而剎車,剎車后獲得的加速度大小為,則剎車后2s內(nèi)與剎車后6s內(nèi)汽車通過的位移之比為()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】汽車的初速度為,停下來的速度為,加速度為
設(shè)汽車停下來的時(shí)間為
根據(jù)速度公式
可得
根據(jù)位移公式
可得剎車后2s內(nèi)通過的位移為
6s時(shí),汽車已經(jīng)停止運(yùn)動,6s內(nèi)汽車通過的位移等于4s內(nèi)通過的位移應(yīng)為
剎車后2s內(nèi)與剎車后6s內(nèi)汽車通過的位移之比為
故選C。
6. 如圖所示,圖甲為甲物體做直線運(yùn)動的圖像,圖乙是乙物體做直線運(yùn)動的圖像。關(guān)于甲乙兩物體在前8s內(nèi)的運(yùn)動,下列說法正確的是()
A. 4s末甲的運(yùn)動方向發(fā)生改變B. 4s末乙的運(yùn)動方向發(fā)生改變
C. 前6s內(nèi)甲的位移為6mD. 0~8s內(nèi)乙的位移是0~4s內(nèi)的2倍
【答案】A
【解析】
【詳解】A.在x-t圖像中,曲線的斜率表示v,由圖甲可知,4s末曲線的斜率發(fā)生改變,故甲的運(yùn)動方向發(fā)生改變,故A正確;
B.有圖乙可知,4s末乙的速度方向仍與初速度方向相同,但是開始做減速運(yùn)動,速度逐漸減小,故B錯(cuò)誤;
C.由圖甲可知,前6s內(nèi)甲的位移為零,故C錯(cuò)誤;
D.在v-t圖像中,曲線與x軸圍成的面積表示位移大小,0~8s內(nèi)乙的位移為
0~4s內(nèi)乙的位移為
可得0~8s內(nèi)乙的位移與0~4s內(nèi)的位移大小相等,故D錯(cuò)誤;
故選A。
7. 如圖,為測量水平導(dǎo)軌上小車的加速度,小車上安裝了寬度為3.0cm的遮光板。小車先后通過A、B兩個(gè)光電門,配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過光電門A、B的時(shí)間分別為0.30s和0.10s,遮光板從開始遮住光電門A到開始遮住光電門B的時(shí)間為4.00s。規(guī)定小車運(yùn)動的方向?yàn)檎较颍瑒t小車的加速度約為( )
A. -0.05B. 0.05C. -1.66D. 1.66
【答案】B
【解析】
【詳解】小車在A的速度為
小車在B的速度為
故小車的加速度為
故選B。
8. 杭州亞運(yùn)會閉幕式時(shí)再次下起了“桂花雨”,橙紅色的大朵桂花狀彩帶從體育場上空飄散而來,伴隨四處散發(fā)著的桂花香氛,全場沉浸式感受杭州的秋日浪漫假設(shè)仿真花瓣從20m高空由靜止開始下落在觀眾席上,問花瓣在該過程中所用時(shí)間可能為(重力加速度取)()
A. 1sB. 1.5sC. 2sD. 5s
【答案】D
【解析】
【詳解】如果做自由落體運(yùn)動,則
解得
所以落地時(shí)間大于2s。
故選D。
9. 物理學(xué)發(fā)展推動了社會進(jìn)步。關(guān)于物理學(xué)上一些事件和科學(xué)方法,下列說法正確的是()
A. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動過程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動,然后把各小段的位移相加,體現(xiàn)了極限思想
B. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法叫等效替代法
C. 重心概念的建立體現(xiàn)了理想化模型的思想
D. 速度和加速度都是利用比值定義法得到的定義式
【答案】D
【解析】
【詳解】A.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動過程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動,然后把各小段的位移相加,這里主要采用了微元法,故A錯(cuò)誤;
B.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法叫理想化物理模型,B錯(cuò)誤;
C.重心概念的建立體現(xiàn)了等效替代法,C錯(cuò)誤;
D.速度和加速度都是利用比值定義法得到的定義式,D正確。
故選D。
10. 如圖所示,該玩具擺件叫做平衡鷹,用手指頂在鷹嘴的下面,它可以穩(wěn)穩(wěn)地停在指尖上而不掉落。下列說法正確的是()
A. 平衡鷹的重心一定在鷹的腹部B. 鷹所受的重力,就是地球?qū)ζ涞奈?br>C. 指尖受到了彈力,是由于鷹嘴發(fā)生了形變D. 鷹嘴向上發(fā)生形變,鷹嘴產(chǎn)生的彈力方向向上
【答案】C
【解析】
【詳解】A.由平衡鷹的形狀分析,重心不一定在鷹的腹部,重心在平衡鷹與手指所在的直線上,故A錯(cuò)誤;
B.重力是地球吸引力的一個(gè)分力,故B錯(cuò)誤;
C.指尖受到了彈力,是由于鷹嘴發(fā)生了形變而產(chǎn)生的,故C正確;
D.鷹嘴向上發(fā)生形變,要恢復(fù)形變,則鷹嘴產(chǎn)生的彈力方向向下,故D錯(cuò)誤。
故選C。
11. 國慶假期,小華同學(xué)在家練習(xí)毛筆字,為防止打滑,他在白紙的上邊緣處放置一塊鎮(zhèn)紙,如圖所示。該同學(xué)向下行筆過程中,下列說法正確的是( )
A. 鎮(zhèn)紙對白紙有摩擦力,方向向上B. 毛筆對白紙有摩擦力,方向向上
C. 桌面對白紙有摩擦力,方向向上D. 桌面與白紙之間可能沒有摩擦力
【答案】C
【解析】
詳解】A.對鎮(zhèn)紙分析,白紙對鎮(zhèn)紙無摩擦力,否則鎮(zhèn)紙不可能平衡,根據(jù)牛頓第三定律,鎮(zhèn)紙對白紙無摩擦力,故A錯(cuò)誤;
B.白紙相對毛筆向上滑動,則毛筆對白紙有摩擦力,方向向下,故B錯(cuò)誤;
CD.毛筆對白紙有摩擦力,方向向下,根據(jù)平衡條件,桌面對白紙有摩擦力,方向向上,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
12. 天門山索道是世界上少有的中國局部坡度最大的索道,如圖甲所示,天門山索道總長約7455米,高差1279米。如圖乙,車廂水平底板上放一個(gè)小行李,若車廂隨傾斜直纜繩勻速上行,則小行李()
A. 受到3個(gè)力的作用B. 受到底板作用力的方向豎直向上
C. 先對底板產(chǎn)生壓力,再受到底板對它的支持力D. 受到的支持力與小行李對底板的壓力是一對平衡力
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.若纜車隨傾斜直纜繩勻速上行,則小行李也做勻速直線運(yùn)動,所以行李所受合外力為零。行李豎直方向受向下的重力和向上的支持力,兩者等大反向;水平方向合力為零,不受底板的摩擦力。所以受到底板作用力的方向豎直向上,故A錯(cuò)誤B正確;
C.相互作用力同時(shí)產(chǎn)生,故C錯(cuò)誤;
D.受到的支持力與小行李對底板的壓力是一對相互作用力,作用在兩個(gè)物體上,故D錯(cuò)誤。
故選B。
13. 在影視劇中我們會看到有角色被追殺跑到河岸邊上時(shí),大都會選擇跳入水中來躲避被子彈射傷的可能,可見水阻礙子彈射擊的效果顯著?!督诸^科學(xué)實(shí)驗(yàn)室》中驗(yàn)證了四個(gè)完全相同的水球即可擋住子彈,假設(shè)子彈在水球中沿水平方向做初速度為v的勻減速直線運(yùn)動,恰好能穿出第四個(gè)水球,則()
A. 子彈在每個(gè)水球中速度變化量相同
B. 子彈穿出第二個(gè)水球時(shí)的瞬時(shí)速度為
C. 子彈在每個(gè)水球中運(yùn)動的時(shí)間比為
D. 子彈穿出前三個(gè)水球的瞬時(shí)速度之比為
【答案】D
【解析】
【詳解】C.由題意可知子彈恰好能穿出第4個(gè)水球,即末速度v=0,逆向看子彈由右向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,則由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的推論:相同位移下的時(shí)間比值可知,自左向右子彈通過四個(gè)水球的時(shí)間比為
故C錯(cuò)誤;
A.由于加速度a恒定,由加速度的定義可以,速度變化量
由上述的分析可知,子彈在每個(gè)水球中的時(shí)間不同,所以速度變化量也不同,故A錯(cuò)誤;
B.由上述的分析可知,子彈穿出前三個(gè)水球的時(shí)間等于全部穿過水球的時(shí)間的一半,因此子彈穿出第三個(gè)水球的瞬時(shí)速度與全程的平均速度相等,即為,故B錯(cuò)誤。
D.逆向分析可看作是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)v2=2ax可得
子彈穿出前三個(gè)水球的瞬時(shí)速度之比為,故D正確;
故選D
二、多選題(本大題共3小題,每題4分,共12分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)符合題目要求的。全選對得4分,選對但不全得2分,有選錯(cuò)的得0分)
14. 認(rèn)識海洋、保護(hù)海洋,深??瓶技拜d人潛水器的技術(shù)必不可少。專家預(yù)計(jì),至2023年底,“蛟龍”號、“深海勇士”號、“奮斗者”號三臺載人潛水器累計(jì)下潛次數(shù)或?qū)⒂馇Т?。在某次海試中,潛水器加速下潛,同時(shí)加速度大小逐漸減小直至為零,在此過程中()
A. 潛水器加速度的方向與運(yùn)動方向相同
B. 每經(jīng)歷相等的時(shí)間,潛水器速度的增加量越來越大
C. 潛水器速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大值
D. 潛水器位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移達(dá)到最大值
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.潛水器加速運(yùn)動,加速度的方向與運(yùn)動方向相同均向下,選項(xiàng)A正確;
B.根據(jù)
可知,加速度越來越小,則每經(jīng)歷相等的時(shí)間,潛水器速度的增加量越來越小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.潛水器的加速度和速度同向,則速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大值,選項(xiàng)C正確;
D.潛水器位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度最大,潛水器將繼續(xù)勻速下沉,此時(shí)位移沒有達(dá)到最大值,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選AC。
15. 關(guān)于下列教材中的插圖,理解正確的是()
A. A圖是同學(xué)對“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中獲得的紙帶進(jìn)行剪貼獲得的圖像,其斜率就是小車的速度
B. B圖伽利略在做銅球沿斜面運(yùn)動的實(shí)驗(yàn),其中斜面的作用是“沖淡”重力
C. C圖桌面上的裝置可以用于觀察桌面的微小形變
D. D圖說明物體所受的最大靜摩擦力大于滑動摩擦力
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A.A圖是同學(xué)對“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中獲得的紙帶進(jìn)行剪貼獲得的圖像,其斜率就是小車的加速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.B圖伽利略在做銅球沿斜面運(yùn)動的實(shí)驗(yàn),其中斜面的作用是“沖淡”重力,便于時(shí)間的測量,選項(xiàng)B正確;
C.C圖桌面上的裝置采用放大法,可以用于觀察桌面的微小形變,選項(xiàng)C正確;
D.D圖說明物體所受的最大靜摩擦力大于滑動摩擦力,選項(xiàng)D正確。
故選BCD。
16. 今年中秋國慶假期期間,臺州府城文化旅游區(qū)接待游客超120萬人次,在全國古城古鎮(zhèn)類5A級景區(qū)中排名第二。城墻下演藝等一批“在地藝術(shù)”點(diǎn)燃了景區(qū)活力,吸引了眾多游客駐足欣賞。雜技藝人以初速度為豎直向上拋出輕質(zhì)小球,若某個(gè)小球運(yùn)動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比,小球運(yùn)動的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),再以速率為落回藝人手中,下列說法中正確的是( )
A. 小球上升的最大高度為
B. 小球在下降過程中的平均速度大于
C. 小球拋出時(shí)的加速度值最大,到達(dá)最高點(diǎn)的加速度值為0
D. 小球的加速度在上升過程中逐漸減小,在下降過程中也逐漸減小
【答案】BD
【解析】
【詳解】CD.小球上升過程的加速度大小為
隨速度減小而減小,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)加速度為g,下落過程的加速度大小為
隨著速度增大,加速度減小,最后減小到0,故小球被拋出時(shí)的加速度值最大,C錯(cuò)誤,D正確;
A.小球上升過程并不是勻變速運(yùn)動,則小球上升的最大高度并不是,A錯(cuò)誤;
B.下落過程小球做加速度減小的加速運(yùn)動,則平均速度大于,B正確。
故選BD。
非選擇題部分
三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題,除17(1)(2)小題每空1分,其余每空2分,共16分)
17. 在探究“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,
(1)已有小車、一端附有滑輪的長木板、紙帶、細(xì)繩、刻度尺、導(dǎo)線。為了完成實(shí)驗(yàn),還須從下圖中選取實(shí)驗(yàn)器材:______(此項(xiàng)為多選,請?zhí)顚懴鄳?yīng)的字母符號)。
A. B. C. D.
(2)關(guān)于接通電源和放手讓小車運(yùn)動的先后順序,下列四種操作中正確的是:______
A. 先接通電源后放手 B. 接通電源和放手應(yīng)同時(shí)進(jìn)行
C. 先放手后接通電源 D. 接通電源和放手的先后順序?qū)?shí)驗(yàn)沒影響
(3)實(shí)驗(yàn)中得到一條清晰的紙帶,如圖所示是截取了其中某一段紙帶用刻度尺(單位:cm)測量時(shí)的情景,其中取了A、B、C、D、E、F6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有一個(gè)點(diǎn)跡未畫出。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz。其中計(jì)數(shù)點(diǎn)E所在位置的刻度尺讀數(shù)為______cm,小車經(jīng)過E點(diǎn)的速度為______m/s,小車運(yùn)動的加速度______。(計(jì)算結(jié)果均保留2位小數(shù))
【答案】 ①. AC##CA ②. A ③. 8.80 ④. 0.65 ⑤. 2.50
【解析】
【詳解】(1)[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及交變電源。
故選AC。
(2)[2]根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法可知應(yīng)先接通電源,再釋放小車。
故選A。
(3)[3]刻度尺的分度值為0.1cm,則計(jì)數(shù)點(diǎn)E所在位置的刻度尺讀數(shù)為8.80cm;
[4]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)還有一個(gè)點(diǎn)未畫出,因此,根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度可知小車經(jīng)過E點(diǎn)的速度為
0.65m/s
[5]根據(jù)逐差法可知加速度為
18. 在“探究彈簧彈力大小與伸長量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,第一組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。在彈簧兩端各系一輕細(xì)的繩套,利用一個(gè)繩套將彈簧懸掛在鐵架臺上,另一端的繩套用來懸掛鉤碼。先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的長度,再將鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端,每次都測出鉤碼靜止時(shí)相應(yīng)的彈簧總長度L,再算出彈簧伸長的長度x,并將數(shù)據(jù)填在下面的表格中。
(1)在圖乙的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描出了其中5次測量的彈簧彈力大小F與彈簧伸長的長度x對應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn),請把第4次測量的數(shù)據(jù)對應(yīng)點(diǎn)描繪出來,并作出圖線。( )
(2)根據(jù)圖線算得該彈簧勁度系數(shù)為______N/m。
(3)另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b,得到彈簧彈力與彈簧長度之間關(guān)系的圖像如圖丙所示,下列表述正確的是______。
A. a的原長比b的長 B. a彈簧比b彈簧更“軟”
C. a的勁度系數(shù)比b的大 D. 測得的彈力與彈簧的長度成正比
(4)第二小組同學(xué)將同一彈簧水平放置測出其自然長度,然后豎直懸掛完成實(shí)驗(yàn),得到圖線用虛線表示(實(shí)線為第一組同學(xué)實(shí)驗(yàn)所得)。如圖所示的圖線最符合實(shí)際的是______。
A. B. C. D.
【答案】 ①. ②. 25 ③. C ④. C
【解析】
【詳解】(1)[1]描點(diǎn)作圖如下
(2)[2] 圖像的斜率為彈簧的勁度系數(shù)
(3)[3] A.在圖中,當(dāng)彈簧的彈力為零時(shí),彈簧處于原長,故b的原長大于a的原長,故A錯(cuò)誤;
BC.斜率代表勁度系數(shù),故a的勁度系數(shù)大于b的勁度系數(shù),相同彈力形變量更小,a彈簧比b彈簧更“軟硬”,故B錯(cuò)誤,C正確;
D.彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比,故D錯(cuò)誤。
故選C。
(4)[4] 彈簧豎直懸掛時(shí),彈簧在自身重力作用下伸長,即豎直懸掛時(shí)測得的彈簧的原長比水平放置在桌面上所測原長要長,圖線與橫軸相交;兩種情況下圖線斜率一樣,彈簧的勁度系數(shù)相同,兩圖線平行。
故選C。
四、計(jì)算題(本題共3小題,第19題8分,第20題12分,第21題13分,共33分)
19. 某實(shí)心小鐵球由靜止開始下落至地面時(shí)速度為40m/s,不計(jì)空氣阻力,g取。試求:
(1)它下落的高度是多少?
(2)它在最后1s內(nèi)下落的高度是多少?
【答案】(1)80m;(2)35m
【解析】
【詳解】(1)設(shè)小鐵球下落的高度為H,則據(jù)勻變速直線運(yùn)動公式,得
(2)設(shè)小鐵球下落的時(shí)間為t,則根據(jù)自由落體規(guī)律公式,得
設(shè)它在最后1s內(nèi)下落的高度為
20. 如圖甲所示,一物塊在水平外力的作用下在粗糙水平地面上做勻速直線運(yùn)動,在時(shí)刻撤去外力,物塊做勻減速運(yùn)動后停下,撤去F后物塊位移—時(shí)間圖像如圖乙所示。已知物塊的質(zhì)量,重力加速度g取,求:
(1)物塊與地面間的動摩擦因數(shù);
(2)物塊在時(shí)的速度大?。?br>(3)從撤去外力F開始,當(dāng)物塊位移為4m時(shí),物塊的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)物塊做勻速直線運(yùn)動,水平方向
豎直方向上有
又由摩擦力公式有
解得
(2)撤去外力F后,做勻減速運(yùn)動,由圖像可知,時(shí),,物塊剛好停止。物塊在0~4s內(nèi)的運(yùn)動可看做反向勻加速運(yùn)動,設(shè)加速度為a,則有
又
解得
(3)物塊的位移為4m時(shí),恰好在勻減速階段的中點(diǎn)位移,則
又
解得
21. 圖甲為某建筑的自動感應(yīng)門,門框上沿中央安裝有傳感器。當(dāng)人或物體與傳感器的水平距離小于或等于某個(gè)設(shè)定值(可稱為水平感應(yīng)距離)時(shí),中間兩扇門分別向左右平移;當(dāng)人或物體與傳感器的距離大于設(shè)定值時(shí),門將自動關(guān)閉。圖乙為感應(yīng)門的俯視圖,A為傳感器位置,虛線圓是傳感器的感應(yīng)范圍。已知每扇門的寬度為,最大移動速度為;若門開啟時(shí)先勻加速運(yùn)動,而后立即做勻減速運(yùn)動,且勻加速運(yùn)動加速度大小和勻減速運(yùn)動加速度大小相同,每扇門完全開啟時(shí)速度剛好為零;移動的最大距離為1.0m,不計(jì)門及門框的厚度。
(1)求門開啟時(shí)做加速和減速運(yùn)動的加速度大小;
(2)若小孩以的速度沿圖中虛線S奔向感應(yīng)門,要求小孩到達(dá)門框時(shí)左右門同時(shí)各自移動的距離,那么設(shè)定的傳感器水平感應(yīng)距離應(yīng)為多少?
(3)若以(2)問中的感應(yīng)距離設(shè)計(jì)感應(yīng)門,欲搬運(yùn)寬為的物體(厚度不計(jì)),并使物體中間沿虛線S垂直地勻速通過該門(如圖丙),物體的移動速度不能超過多少?
【答案】(1);(2)3m;(3)2m/s
【解析】
【詳解】(1)由題意可知,門先加速后減速,減速的時(shí)間與加速的時(shí)間是相等的,減速與加速的位移也是相等的,均為,由
聯(lián)立解得
(2)要使單扇門打開
均為勻加速直線運(yùn)動過程,需要的時(shí)間為,則
得
人要在時(shí)間內(nèi)到達(dá)門框處即可安全通過,所以人到門的距離
聯(lián)立解得
(3)由題意,寬b的物體到達(dá)門框的過程中,每扇門至少要移動(大于)的距離,結(jié)合運(yùn)動的特點(diǎn)可知,每扇門的運(yùn)動都需要經(jīng)過兩個(gè)階段:先勻加速運(yùn)動位移為,而后又做勻減速運(yùn)動,設(shè)減速的時(shí)間為,則該過程中門移動物體的寬度為1.75m,要通過感應(yīng)門,即到達(dá)感應(yīng)門處時(shí),每扇門應(yīng)打開
門在勻減速階段運(yùn)動了
此時(shí)感應(yīng)門的速度滿足
計(jì)算得
感應(yīng)門在勻減速階段運(yùn)動的時(shí)間
感應(yīng)門運(yùn)動的總時(shí)間
因此,物體的移動速度應(yīng)不超過
測量次序
1
2
3
4
5
6
彈簧彈力F/N
0
0.5
1.0
1.50
2.0
2.5
彈簧的總長度L/cm
13.00
15.05
17.10
1900
21.00
23.00
彈簧伸長的長度x/cm
0
2.05
4.10
6.00
8.00
10.00
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