
本試卷共10頁,共100分??荚嚂r長90分鐘??忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上,在試卷上作答無效??荚嚱Y(jié)束后,將答題卡交回。
一、單項選擇題(本大題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一個正確選項。請將答案填涂在答題卡上。)
1. 下面四個物理量中,不是矢量的是( )
A. 力B. 角速度C. 位移D. 速率
2. 一個籃球放在水平桌面上靜止不動,則下列說法中正確的是( )
A. 籃球?qū)ψ烂娴膲毫褪腔@球受的重力,它們是同一性質(zhì)的力
B. 籃球受到的重力和籃球?qū)ψ烂娴膲毫κ且粚ζ胶饬?br>C. 籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對平衡力
D. 籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對作用力與反作用力
3. 物塊M在靜止的傳送帶上勻速下滑時,傳送帶突然轉(zhuǎn)動,傳送帶轉(zhuǎn)動的方向如圖中箭頭所示.則傳送帶轉(zhuǎn)動后( )
A. M將減速下滑B. M仍勻速下滑C. M受到的摩擦力變小D. M受到的摩擦力變大
4. 如圖所示,小物體M與水平圓盤保持相對靜止,跟著圓一起做勻速圓周運動,則M的受力情況是()
A. 受重力、支持力B. 受重力、向心力
C. 受重力、支持力、摩擦力D. 受重力、支持力、向心力、摩擦力
5. 在水平地面附近某一高度處,將一個小球以初速度水平拋出,小球經(jīng)時間t落地,落地時速度大小為v,落地點與拋出點的水平距離為x,不計空氣阻力.若將小球從相同位置以的速度水平拋出,則小球
A. 落地的時間變?yōu)?t
B. 落地時的速度大小將變?yōu)?v
C. 落地的時間仍為t
D. 落地點與拋出點的水平距離仍為x
6. 為了研究超重與失重問題,某同學(xué)靜止站在電梯中的體重計上觀察示數(shù)變化在電梯運動的某階段,他發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)大于自己實際體重,此時電梯的運動狀態(tài)可能是
A. 勻速上升B. 加速上升C. 勻速下降D. 加速下降
7. 質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O,如圖所示。用T表示繩OA段拉力的大小,在O點向左移動的過程中( )
A. F逐漸變大,T逐漸變大B. F逐漸變大,T逐漸變小
C. F逐漸變小,T逐漸變大D. F逐漸變小,T逐漸變小
8. 如圖所示,貨車在平直道路上向右以加速度a,做加速運動時,與石塊B接觸的物體對它的作用力為F,方向如圖所示。若貨車向右以加速度a2(a2> a1)做加速運動,則與石塊B接觸的物體對它的作用力F1表示正確的是( )
A. B.
C. D.
二、多項選擇題(本大題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項正確,漏選得2分,錯選不得分。請將答案填涂在答題卡上。)
9. 下列關(guān)于物體的運動狀態(tài)與受力的關(guān)系的說法中,正確的是( )
A. 物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,說明該物體受到的合力一定發(fā)生變化
B. 物體的運動狀態(tài)保持不變,說明該物體受到的合力為零
C. 物體在做曲線運動的過程中,受到的合力可能是恒力
D. 物體在做曲線運動的過程中,受到的合力一定是變力
10. 如圖為某品牌自行車的部分結(jié)構(gòu)。A、B分別是飛輪邊緣和大齒盤邊緣上的一個點?,F(xiàn)在提起自行車后輪,轉(zhuǎn)動腳蹬子,使大齒盤和飛輪在鏈條帶動下轉(zhuǎn)動,則下列說法正確的是( )
A. A、B兩點的線速度大小相等
B. A、B兩點的角速度大小相等
C. 由圖中信息可知,A、B兩點的角速度之比為
D. 由圖中信息可知,A、B兩點向心加速度之比為
11. 某同學(xué)使用輕彈簧、直尺、鋼球等制作了一個“豎直加速度測量儀”,如圖所示。彈簧上端固定,在彈簧旁沿彈簧長度方向固定一直尺。不掛鋼球時,彈簧下端指針位于直尺20cm刻度處;下端懸掛質(zhì)量為的鋼球,靜止時指針位于直尺40cm刻度處。將直尺不同刻度對應(yīng)的加速度標(biāo)在直尺上,就可用此裝置直接測量豎直方向的加速度。取豎直向上為正方向,重力加速度大小為g取。下列說法正確的是( )
A. 彈簧的勁度系數(shù)
B. 20cm刻度對應(yīng)的加速度為0
C. 30cm刻度對應(yīng)的加速度為
D. 各刻度對應(yīng)加速度的值是均勻的
12. 如圖所示,小球從A點斜向上拋出,恰好垂直撞到豎直墻壁上的B點,已知小球在A點速度大小為,與水平方向成夾角.不計空氣阻力,重力加速度g取,下列說法正確的是( )
A. 小球上升的最大高度為0.45mB. 小球從A運動到B的時間為0.3s
C. 小球在最高點的速度大小為3m/sD. A、B間的水平距離為1.6m
13. 如圖,A、B兩個物體相互接觸,但并不粘合,靜止放置在光滑水平面上,已知,。從開始,推力和拉力分別作用于A、B上,、隨時間的變化規(guī)律為:,。則( )
A. 時,A物體的加速度為
B. 時,A、B之間的相互作用力為4N
C. 時,A、B的速度均為3m/s
D. A、B分離時的速度為2m/s
14. 如圖所示,一質(zhì)量為的長木板靜置于光滑水平面上,其上放置一質(zhì)量為的小滑塊。木板受到水平拉力作用時,用傳感器測出長木板的加速度與水平拉力的關(guān)系如圖所示,重力加速度,下列說法正確的是( )
A. 小滑塊的質(zhì)量
B. 小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為
C. 當(dāng)水平拉力時,長木板的加速度大小為
D. 當(dāng)水平拉力增大時,小滑塊加速度一定增大
三、填空題(本大題共2小題,共18分。請在答題卡上作答)
15. 用向心力演示器來探究物體做圓周運動所需向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。兩個變速塔輪通過皮帶連接,勻速轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪1和變速塔輪2勻速轉(zhuǎn)動,槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的彈力提供向心力,球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降,從而露出標(biāo)尺。標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值,圖示為裝置實物圖和結(jié)構(gòu)簡圖。
(1)在研究向心力F的大小與質(zhì)量m的關(guān)系時,要保持_______和_______相同。
(2)若兩個鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等,且標(biāo)尺上紅白相間等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的大小之比為1:9,則與皮帶連接的兩個變速塔輪的角速度之比為_______,半徑之比為_______。
16. 某實驗小組的同學(xué)在“探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系”實驗中,使用了如圖1所示的實驗裝置。
(1)實驗中,為了可以將細(xì)線對小車的拉力看成是小車所受的合外力,某同學(xué)用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高,把裝有紙帶的小車放在木板上,在_______(選填“掛”或“不掛”)盤和砝碼并且計時器_______(選填“接通電源”或“不接通電源”)的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經(jīng)平衡摩擦力。
(2)圖2是某次實驗中得到的一條紙帶,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。已知打點計時器的打點周期為0.02s,則小車的加速度a=_______m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(3)在探究加速度與力的關(guān)系時,乙同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖像如圖3所示。發(fā)現(xiàn)該圖線不通過坐標(biāo)原點且BC段明顯偏離直線,分析其產(chǎn)生的原因,下列說法中正確的是_______
A. 圖線不通過坐標(biāo)原點可能是因為平衡摩擦力不足
B. 圖線不通過坐標(biāo)原點可能是因為平衡摩擦力過度
C. 圖線BC段彎曲是因為未保證砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
D. 根據(jù)BC段彎曲曲線可知,若逐漸增加盤和砝碼總質(zhì)量,小車的加速度將逐漸增大到無窮大
(4)另一位同學(xué)在實驗中得到了圖中的曲線OQ,于是他利用最初的幾組數(shù)據(jù)擬合了一條直線OP,如圖4所示,與縱軸平行的直線和這兩條圖線以及橫軸的交點分別為Q、P、N。此時,小車質(zhì)量為M,盤和砝碼的總質(zhì)量為m,他猜想:,請分析論證該同學(xué)的猜想是否正確。_______
四、解答題(本大題共4小題,共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。請在答題卡上作答)
17. 在飛機(jī)滅火演練中,離地的高空,以大小為的速度水平飛行的飛機(jī),釋放了一枚滅火彈,滅火彈恰好落到地面上的著火點上,如圖所示。不計空氣阻力,取,求滅火彈被釋放后:
(1)在空中運動的時間;
(2)釋放點與著火點水平距離。
18. 質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動,一段時間后撤去F,其運動的圖像如圖所示。g取,求:
(1)0~10s和10s~30s內(nèi)物體運動的加速度大小;
(2)物體與水平面間的動摩擦系數(shù);
(3)水平推力F的大小。
19. 質(zhì)量為40kg雪橇在傾角的斜面上向下滑動(如圖甲所示),所受的空氣阻力與速度成正比。今測得雪橇運動的圖像如圖乙中曲線所示,且AB是曲線在A點的切線,B點坐標(biāo)為,CD是曲線的漸近線即雪橇最終滑行速度將趨近于10m/s。試求:
(1)從圖乙分析時刻雪橇的加速度大??;
(2)雪橇與斜面間的動摩擦因數(shù);
(3)空氣阻力與速度的比值k。
20. 如圖甲所示為車站使用的水平傳送裝置的示意圖。繃緊的傳送帶長度,以的恒定速率運行,傳送帶的水平部分AB距離水平地面的高度?,F(xiàn)有一行李箱(可視為質(zhì)點)質(zhì)量,以的水平初速度從A端滑上傳送帶,被傳送到B端時沒有被及時取下,行李箱從B端水平拋出,行李箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù),不計空氣阻力,重力加速度g取。試分析求解:
(1)行李箱從傳送帶上A端運動到B端所需要的時間t;
(2)行李箱從B端水平拋出到落地點的水平距離x;
(3)若傳送帶的速度v可在之間調(diào)節(jié),仍以的水平初速度從A端滑上傳送帶,且行李箱滑到B端均能水平拋出。請在圖乙中作出行李箱從B端水平拋出到落地點的水平距離x與傳送帶速度v的關(guān)系圖像。(要求寫出作圖數(shù)據(jù)的分析過程)
順義一中2023—2024學(xué)年第二學(xué)期高一年級3月月考
物理試卷
本試卷共10頁,共100分。考試時長90分鐘??忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上,在試卷上作答無效??荚嚱Y(jié)束后,將答題卡交回。
一、單項選擇題(本大題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一個正確選項。請將答案填涂在答題卡上。)
1. 下面四個物理量中,不是矢量的是( )
A. 力B. 角速度C. 位移D. 速率
【答案】D
【解析】
【詳解】力、角速度和位移均為矢量,速率只有大小沒有方向,是標(biāo)量。
故選D。
2. 一個籃球放在水平桌面上靜止不動,則下列說法中正確的是( )
A. 籃球?qū)ψ烂娴膲毫褪腔@球受的重力,它們是同一性質(zhì)的力
B. 籃球受到的重力和籃球?qū)ψ烂娴膲毫κ且粚ζ胶饬?br>C. 籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對平衡力
D. 籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對作用力與反作用力
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.籃球?qū)ψ烂娴膲毫υ跀?shù)值上等于籃球受的重力,它們是不同性質(zhì)的力。故AB錯誤;
CD.籃球?qū)ψ烂娴膲毫妥烂鎸@球的支持力是一對作用力與反作用力。故C錯誤;D正確。
故選D。
3. 物塊M在靜止的傳送帶上勻速下滑時,傳送帶突然轉(zhuǎn)動,傳送帶轉(zhuǎn)動的方向如圖中箭頭所示.則傳送帶轉(zhuǎn)動后( )
A. M將減速下滑B. M仍勻速下滑C. M受到的摩擦力變小D. M受到的摩擦力變大
【答案】B
【解析】
【詳解】傳送帶突然轉(zhuǎn)動前物塊勻速下滑,對物塊進(jìn)行受力分析:物塊受重力、支持力、沿斜面向上的滑動摩擦力;傳送帶突然轉(zhuǎn)動后,對物塊進(jìn)行受力分析,物塊受重力、支持力,由于上面的傳送帶斜向上運動,而物塊斜向下運動,所以物塊所受到的摩擦力不變?nèi)匀恍毕蛏希晕飰K仍勻速下滑,B正確.
4. 如圖所示,小物體M與水平圓盤保持相對靜止,跟著圓一起做勻速圓周運動,則M受力情況是()
A. 受重力、支持力B. 受重力、向心力
C. 受重力、支持力、摩擦力D. 受重力、支持力、向心力、摩擦力
【答案】C
【解析】
【詳解】物塊受重力、支持力和摩擦力作用,其中摩擦力做為物塊做圓周運動的向心力。
故選C。
5. 在水平地面附近某一高度處,將一個小球以初速度水平拋出,小球經(jīng)時間t落地,落地時的速度大小為v,落地點與拋出點的水平距離為x,不計空氣阻力.若將小球從相同位置以的速度水平拋出,則小球
A. 落地的時間變?yōu)?t
B. 落地時的速度大小將變?yōu)?v
C. 落地的時間仍為t
D. 落地點與拋出點的水平距離仍為x
【答案】C
【解析】
【詳解】試題分析:平拋運動可以分解為在水平方向上的勻速直線運動,和豎直方向上的自由落體運動,根據(jù)勻速直線運動和自由落體運動的運動規(guī)律列式計算.
小球的平拋運動時間取決于在豎直方向上做自由落體運動的時間,根據(jù),解得,兩種情況下下落的高度相同,所以落地時間相同,都為t,A錯誤C正確;在水平方向上做勻速直線運動,故,所以第二次落地距離變?yōu)樵瓉淼?倍,即2x,D錯誤;落地速度,變?yōu)椋瑅不是原來的2倍,B錯誤.
6. 為了研究超重與失重問題,某同學(xué)靜止站在電梯中的體重計上觀察示數(shù)變化在電梯運動的某階段,他發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)大于自己實際體重,此時電梯的運動狀態(tài)可能是
A. 勻速上升B. 加速上升C. 勻速下降D. 加速下降
【答案】B
【解析】
【詳解】體重計的示數(shù)大于實際體重,以向上為正方向,根據(jù)牛頓第二定律有:,可知此時人和電梯的加速度方向向上;電梯可能向上做加速運動,也有可能向下做減速運動.故B項正確,ACD三項錯誤.
【點睛】超重是物體所受限制力,也可稱之為彈力(拉力或支持力)大于物體所受重力的現(xiàn)象.當(dāng)物體做向上加速運動或向下減速運動時,物體均處于超重狀態(tài),只要物體具有向上的加速度,物體就處于超重狀態(tài).
7. 質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O,如圖所示。用T表示繩OA段拉力的大小,在O點向左移動的過程中( )
A. F逐漸變大,T逐漸變大B. F逐漸變大,T逐漸變小
C. F逐漸變小,T逐漸變大D. F逐漸變小,T逐漸變小
【答案】A
【解析】
【詳解】繩OB段拉力的大小始終等于物體的重力mg,故保持不變,設(shè)OA段繩與豎直方向的夾角為,由受力分析可知
在O點向左移動的過程中,角逐漸變大,故F逐漸變大,T逐漸變大。
故選A。
8. 如圖所示,貨車在平直道路上向右以加速度a,做加速運動時,與石塊B接觸的物體對它的作用力為F,方向如圖所示。若貨車向右以加速度a2(a2> a1)做加速運動,則與石塊B接觸的物體對它的作用力F1表示正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】原來的車以加速度a1向右做加速運動,石塊B受重力和F的作用,這二個力的合力是水平向右的,提供石塊的加速度a1,由力的合成知識可知,可以建立三個等式
mg=Fsinθ、ma=Fcsθ及mg=matanθ
當(dāng)貨車以加速度a2(a2>a1)做加速運動時,因為
mg=matanθ
所以θ角會減小,再根據(jù)
mg=Fsinθ
則F會變大。
故選C。
二、多項選擇題(本大題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項正確,漏選得2分,錯選不得分。請將答案填涂在答題卡上。)
9. 下列關(guān)于物體的運動狀態(tài)與受力的關(guān)系的說法中,正確的是( )
A. 物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,說明該物體受到的合力一定發(fā)生變化
B. 物體的運動狀態(tài)保持不變,說明該物體受到的合力為零
C. 物體在做曲線運動的過程中,受到的合力可能是恒力
D. 物體在做曲線運動過程中,受到的合力一定是變力
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,說明物體合外力不為零,但物體受到的合力可能不變,也可能變化,故A錯誤;
B.物體的運動狀態(tài)保持不變,說明該物體受到的合力為零,故B正確;
CD.物體在做曲線運動的過程中,受到的合力可能是恒力,也可能為變力,例如平拋運動的物體合力為恒力,而圓周運動的物體合力為變力,故C正確,D錯誤。
故選BC。
10. 如圖為某品牌自行車的部分結(jié)構(gòu)。A、B分別是飛輪邊緣和大齒盤邊緣上的一個點?,F(xiàn)在提起自行車后輪,轉(zhuǎn)動腳蹬子,使大齒盤和飛輪在鏈條帶動下轉(zhuǎn)動,則下列說法正確的是( )
A. A、B兩點的線速度大小相等
B. A、B兩點的角速度大小相等
C. 由圖中信息可知,A、B兩點的角速度之比為
D. 由圖中信息可知,A、B兩點的向心加速度之比為
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A.同軸轉(zhuǎn)動角速度相等,同一條皮帶相連線速度相等,A、B兩點通過同一鏈條傳動,線速度大小相等,故A正確;
BC.由公式
可知,A、B兩點的角速度大小不相等,且
故B錯誤,C正確;
D.由題可知大齒盤和飛輪的周長之比為
則半徑之比為
由
可知,A、B兩點的向心加速度與飛輪、大齒盤半徑成反比,即
故D正確。
故選ACD。
11. 某同學(xué)使用輕彈簧、直尺、鋼球等制作了一個“豎直加速度測量儀”,如圖所示。彈簧上端固定,在彈簧旁沿彈簧長度方向固定一直尺。不掛鋼球時,彈簧下端指針位于直尺20cm刻度處;下端懸掛質(zhì)量為的鋼球,靜止時指針位于直尺40cm刻度處。將直尺不同刻度對應(yīng)的加速度標(biāo)在直尺上,就可用此裝置直接測量豎直方向的加速度。取豎直向上為正方向,重力加速度大小為g取。下列說法正確的是( )
A. 彈簧的勁度系數(shù)
B. 20cm刻度對應(yīng)的加速度為0
C. 30cm刻度對應(yīng)的加速度為
D. 各刻度對應(yīng)加速度的值是均勻的
【答案】ACD
【解析】
【詳解】A.彈簧的勁度系數(shù)為
A正確;
B.20cm刻度時彈簧彈力為零,對應(yīng)的加速度為,B錯誤;
C.30cm刻度時,根據(jù)牛頓第二定律
得
C正確;
D.加速度表達(dá)式為
可知,各刻度對應(yīng)加速度的值是均勻的,D正確。
12. 如圖所示,小球從A點斜向上拋出,恰好垂直撞到豎直墻壁上的B點,已知小球在A點速度大小為,與水平方向成夾角.不計空氣阻力,重力加速度g取,下列說法正確的是( )
A. 小球上升的最大高度為0.45mB. 小球從A運動到B的時間為0.3s
C. 小球在最高點的速度大小為3m/sD. A、B間的水平距離為1.6m
【答案】AB
【解析】
【詳解】A.小球豎直方向做豎直上拋運動,利用逆向思維,根據(jù)速度與位移的關(guān)系式有
解得
故A正確;
B.結(jié)合上述,利用逆向思維,根據(jù)速度公式有
解得
故B正確;
C.小球水平方向做勻速直線運動,則小球在最高點的速度大小為
故C錯誤;
D.小球水平方向做勻速直線運動,則A、B間的水平距離為
故D錯誤。
故選AB。
13. 如圖,A、B兩個物體相互接觸,但并不粘合,靜止放置在光滑水平面上,已知,。從開始,推力和拉力分別作用于A、B上,、隨時間的變化規(guī)律為:,。則( )
A. 時,A物體的加速度為
B. 時,A、B之間的相互作用力為4N
C. 時,A、B的速度均為3m/s
D. A、B分離時的速度為2m/s
【答案】BD
【解析】
【詳解】AB.時,由題可知
N,N
由于
所以二者不會分開,A、B兩物體的加速度為
m/s2
設(shè)此時A、B之間的相互作用力為F,對B根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
N
故B正確,A錯誤;
D.當(dāng)二者之間的相互作用力恰好為0時開始分離,則有
即
解得
s
速度
=2m/s
故D正確;
C.由C選項可知,二者分離后B的加速度增大,A的加速度減小,則3s后A、B的速度都不等于3m/s,故C錯誤。
故選BD。
14. 如圖所示,一質(zhì)量為的長木板靜置于光滑水平面上,其上放置一質(zhì)量為的小滑塊。木板受到水平拉力作用時,用傳感器測出長木板的加速度與水平拉力的關(guān)系如圖所示,重力加速度,下列說法正確的是( )
A. 小滑塊的質(zhì)量
B. 小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為
C. 當(dāng)水平拉力時,長木板的加速度大小為
D. 當(dāng)水平拉力增大時,小滑塊的加速度一定增大
【答案】AC
【解析】
【分析】當(dāng)拉力較小時,和保持相對靜止一起做勻加速直線運動,當(dāng)拉力達(dá)到一定值時,和發(fā)生相對滑動,結(jié)合牛頓第二定律,運用整體和隔離法分析。
【詳解】A.對整體分析,由牛頓第二定律有
當(dāng)時,此時兩物體具有最大共同加速度,代入數(shù)據(jù)解得
當(dāng)時,根據(jù)牛頓第二定律得
知圖線的斜率
解得:,滑塊的質(zhì)量為。故A正確;
BC.根據(jù)的圖線知,當(dāng)時,加速度,即有
代入數(shù)據(jù)解得;
當(dāng)時,長木板的加速度為
根據(jù)
得木板的加速度為
故B錯誤,C正確;
D.當(dāng)拉力增大時,兩物體發(fā)生滑動時,木塊加速度為
恒定不變,故D錯誤。
故選AC。
【點睛】本題考查牛頓第二定律與圖象的綜合,知道滑塊和木板在不同拉力作用下的運動規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵,掌握處理圖象問題的一般方法,通常通過圖線的斜率和截距入手分析。
三、填空題(本大題共2小題,共18分。請在答題卡上作答)
15. 用向心力演示器來探究物體做圓周運動所需向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。兩個變速塔輪通過皮帶連接,勻速轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪1和變速塔輪2勻速轉(zhuǎn)動,槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的彈力提供向心力,球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降,從而露出標(biāo)尺。標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值,圖示為裝置實物圖和結(jié)構(gòu)簡圖。
(1)在研究向心力F的大小與質(zhì)量m的關(guān)系時,要保持_______和_______相同。
(2)若兩個鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相等,且標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的大小之比為1:9,則與皮帶連接的兩個變速塔輪的角速度之比為_______,半徑之比為_______。
【答案】(1) ①. 角速度ω ②. 半徑r
(2) ①. 1:3 ②. 3:1
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]在研究向心力F的大小與質(zhì)量m的關(guān)系時,要保持角速度ω、半徑r不變。
【小問2詳解】
[1]根據(jù)
可得
[2]由于兩個變速輪塔邊緣線速度相等,根據(jù)
所以
16. 某實驗小組的同學(xué)在“探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系”實驗中,使用了如圖1所示的實驗裝置。
(1)實驗中,為了可以將細(xì)線對小車的拉力看成是小車所受的合外力,某同學(xué)用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高,把裝有紙帶的小車放在木板上,在_______(選填“掛”或“不掛”)盤和砝碼并且計時器_______(選填“接通電源”或“不接通電源”)的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經(jīng)平衡摩擦力。
(2)圖2是某次實驗中得到的一條紙帶,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。已知打點計時器的打點周期為0.02s,則小車的加速度a=_______m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(3)在探究加速度與力的關(guān)系時,乙同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖像如圖3所示。發(fā)現(xiàn)該圖線不通過坐標(biāo)原點且BC段明顯偏離直線,分析其產(chǎn)生的原因,下列說法中正確的是_______
A. 圖線不通過坐標(biāo)原點可能是因為平衡摩擦力不足
B. 圖線不通過坐標(biāo)原點可能是因為平衡摩擦力過度
C. 圖線BC段彎曲是因為未保證砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
D. 根據(jù)BC段彎曲曲線可知,若逐漸增加盤和砝碼總質(zhì)量,小車的加速度將逐漸增大到無窮大
(4)另一位同學(xué)在實驗中得到了圖中的曲線OQ,于是他利用最初的幾組數(shù)據(jù)擬合了一條直線OP,如圖4所示,與縱軸平行的直線和這兩條圖線以及橫軸的交點分別為Q、P、N。此時,小車質(zhì)量為M,盤和砝碼的總質(zhì)量為m,他猜想:,請分析論證該同學(xué)的猜想是否正確。_______
【答案】(1) ①. 不掛 ②. 接通電源
(2)0.52 (3)AC
(4)不正確
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]為了能將細(xì)線對小車的拉力看成是小車所受的合外力,需要平衡摩擦力,將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,在不掛盤和砝碼并且計時器接通電源的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,就表明已經(jīng)平衡摩擦力。
【小問2詳解】
根據(jù)題意,把紙帶上五個計數(shù)點之間的時間分為相等的兩段,每段時間為,前后兩段時間的位移分別為
,
則小車的加速度大小為
將上述已知量代入解得
【小問3詳解】
假設(shè)長木板與水平方向的夾角為θ,小車質(zhì)量為M,小車受到的摩擦力為Ff,盤和砝碼的質(zhì)量為m,以盤和砝碼的重力mg作為小車受到的合外力,則小車的加速度應(yīng)該為
若乙同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖像如圖3所示,該圖線不通過坐標(biāo)原點且BC段明顯偏離直線,這說明:第一,平衡摩擦力不足;第二,未保證盤和砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M。
故選AC。
【小問4詳解】
實驗圖像為OP,則
實驗圖像為OQ,則
解得
故該同學(xué)的猜測不正確。
四、解答題(本大題共4小題,共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。請在答題卡上作答)
17. 在飛機(jī)滅火演練中,離地的高空,以大小為的速度水平飛行的飛機(jī),釋放了一枚滅火彈,滅火彈恰好落到地面上的著火點上,如圖所示。不計空氣阻力,取,求滅火彈被釋放后:
(1)在空中運動的時間;
(2)釋放點與著火點水平距離。
【答案】(1)5s;(2)300m
【解析】
【詳解】(1)滅火彈從離開飛機(jī)后做平拋運動,豎直方向上有
代入數(shù)據(jù)解得
(2)釋放點與著火點水平距離為
x=v0t=300m
18. 質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動,一段時間后撤去F,其運動的圖像如圖所示。g取,求:
(1)0~10s和10s~30s內(nèi)物體運動的加速度大?。?br>(2)物體與水平面間的動摩擦系數(shù);
(3)水平推力F的大小。
【答案】(1),;(2)0.05;(3)
【解析】
【詳解】(1)圖像的斜率表示加速度,由題圖可知0~10s和10s~30s內(nèi)物體運動的加速度大小分別為
(2)撤去F后,由牛頓第二定律可得
解得
(3)撤去F前,由牛頓第二定律可得
解得
F=3N
19. 質(zhì)量為40kg的雪橇在傾角的斜面上向下滑動(如圖甲所示),所受的空氣阻力與速度成正比。今測得雪橇運動的圖像如圖乙中曲線所示,且AB是曲線在A點的切線,B點坐標(biāo)為,CD是曲線的漸近線即雪橇最終滑行速度將趨近于10m/s。試求:
(1)從圖乙分析時刻雪橇的加速度大??;
(2)雪橇與斜面間的動摩擦因數(shù);
(3)空氣阻力與速度的比值k。
【答案】(1)2.5 m/s2;(2);(3)20N·s/m
【解析】
【詳解】(1)根據(jù)圖像的斜率可知時刻雪橇的加速度大小為
m/s2=2.5 m/s2
(2)(3)時,雪橇速度為5m/s,由牛頓運動定律得
最終雪橇勻速運動時達(dá)到最大速度為10m/s,加速度為0,則有
解得
,k=20N·s/m
20. 如圖甲所示為車站使用的水平傳送裝置的示意圖??嚲o的傳送帶長度,以的恒定速率運行,傳送帶的水平部分AB距離水平地面的高度?,F(xiàn)有一行李箱(可視為質(zhì)點)質(zhì)量,以的水平初速度從A端滑上傳送帶,被傳送到B端時沒有被及時取下,行李箱從B端水平拋出,行李箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù),不計空氣阻力,重力加速度g取。試分析求解:
(1)行李箱從傳送帶上A端運動到B端所需要的時間t;
(2)行李箱從B端水平拋出到落地點的水平距離x;
(3)若傳送帶的速度v可在之間調(diào)節(jié),仍以的水平初速度從A端滑上傳送帶,且行李箱滑到B端均能水平拋出。請在圖乙中作出行李箱從B端水平拋出到落地點的水平距離x與傳送帶速度v的關(guān)系圖像。(要求寫出作圖數(shù)據(jù)的分析過程)
【答案】(1);(2);(3)見解析
【解析】
詳解】(1)依題意,行李箱剛滑上傳送帶時,做勻加速直線運動,由牛頓第二定律可得
設(shè)行李箱速度達(dá)到時的位移為x1,則有
解得
即行李箱在傳動帶上能加速達(dá)到傳送帶的速度6.0 m/s,設(shè)其加速時間為t1,則有
解得
可知行李箱在傳送帶上勻速運動的時間為
可知行李箱從傳送帶上A端運動到B端所需要的時間為
(2)根據(jù)前面分析可知,行李箱從B端水平拋出時的速度為6.0 m/s,根據(jù)平拋運動規(guī)律可得
,
聯(lián)立,解得
(3)若行李箱一直做勻減速直線運動,到達(dá)右端的速度
若行李箱一直做勻加速直線運動,到達(dá)右端的速度
若傳送帶的速度
行李箱將一直做勻減速運動,到達(dá)右端后滑出,之后做平拋運動,水平位移為
若傳送帶的速度
行李箱將先做勻減速運動,達(dá)到與傳速帶共速后勻速滑出,行李箱的水平位移
即水平位移x與傳送帶速度v成正比。
若傳送帶的速度
時,行李箱一直做勻加速運動,到達(dá)右端后滑出,水平位移
x=v2t=2.1 m
行李箱從傳送帶水平拋出后的x-v圖像如圖所示
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