
一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1.為研究物體在空中運(yùn)動時所受空氣阻力和速度的關(guān)系,某同學(xué)在地面上從玩具槍中豎直向上射出初速度為的塑料小球,通過速度測量儀紀(jì)錄小球運(yùn)動的速率隨時間變化的規(guī)律如圖所示,時刻到達(dá)最高點,再落回地面,落地速率為,重力加速度大小為g,下列說法正確的是( )
A.小球上升過程中的平均速度大于,小球下降過程中的平均速度小于
B.小球在上升過程中所受空氣阻力不斷增大,到達(dá)最高點時其加速度值為g
C.小球射出瞬間的加速度值最大,到達(dá)最高點時其加速度值為0
D.小球在下降過程中所受空氣阻力不斷增大,落地瞬間所受空氣阻力大小趨近等于其重力大小
2.如圖所示,一光滑的輕質(zhì)小滑輪(大小忽略不計)用支架固定在天花板上,一輕繩跨過光滑輕滑輪一端連接物塊A,另一端連接中間有孔的小球B。物塊A的質(zhì)量小于小球B的質(zhì)量,小球B套在以O(shè)為圓心的固定光滑四分之一圓弧桿的最低點,輕繩處于豎直狀態(tài)?,F(xiàn)對B施加始終沿桿切線方向的外力,使小球B沿圓弧桿向上緩慢移動到OB繩水平位置的過程中,下列說法正確的是( )
A.輕繩對B的拉力先減小后增大B.滑輪支架對滑輪軸的作用力逐漸增大
C.圓弧桿對B的彈力逐漸增大D.外力F逐漸增大
3.市場流行的智能手機(jī)都內(nèi)置有加速度傳感器,可以進(jìn)行各種有趣的物理實驗?,F(xiàn)用某款智能手機(jī)進(jìn)行豎直上拋實驗:用手掌托著智能手機(jī),打開加速度傳感器,把手機(jī)向上拋出,然后又在拋出點接住手機(jī),得到如圖所示的加速度隨時間變化的圖像,圖中,已知該款手機(jī)的質(zhì)量為200g,取重力加速度,空氣阻力不計,由此可判斷出( )
A.時間內(nèi)手機(jī)先加速后減速
B.時間內(nèi),手掌對手機(jī)的作用力大小為2N
C.手機(jī)離開手掌后,在空中運(yùn)動時間為0.88s
D.時間內(nèi),手掌對手機(jī)的沖量大小為1.92N·s
4.目前,我國在人工智能和無人駕駛技術(shù)方面已取得較大突破。為早日實現(xiàn)無人駕駛,某公司對汽車性能進(jìn)行了一項測試,讓質(zhì)量為m的汽車沿一山坡直線行駛。測試中發(fā)現(xiàn),下坡時若關(guān)掉油門,則汽車的速度保持不變;若以恒定的功率P上坡,則從靜止啟動做加速運(yùn)動,發(fā)生位移s時速度剛好達(dá)到最大值。設(shè)坡面的傾角為,汽車在上坡和下坡過程中所受阻力的大小相等且不變,重力加速度大小為g。下列說法正確的是( )
A.關(guān)掉油門后的下坡過程,汽車的機(jī)械能守恒
B.上坡過程中,達(dá)到最大速度后汽車的牽引力大小為
C.上坡過程中,汽車能達(dá)到的最大速度大小為
D.上坡過程中,汽車速度由增至,所用的時間等于
5.據(jù)國家航天局消息,嫦娥六號探測器由長征五號遙八運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射,之后準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。假設(shè)嫦娥六號繞月正常運(yùn)行的軌道為月球近地圓軌道,把月球和地球都視為質(zhì)量分布均勻的球體,已知月球和地球半徑之比,月球和地球的平均密度之比為,已知環(huán)繞地球表面飛行的宇宙飛船的線速度為,則嫦娥六號探測器環(huán)繞月球表面飛行的線速度應(yīng)為( )
A.B.C.D.
6.如圖所示,在傾角為的光滑斜面上端系有一勁度系數(shù)為200N/m的輕質(zhì)彈簧,彈簧下端連一個質(zhì)量為2kg的小球,球被一垂直于斜面的擋板A擋住,此時彈簧沒有形變。若擋板A以的加速度沿斜面向下做勻加速運(yùn)動,取,則( )
A.小球從一開始就與擋板分離B.小球速度最大時與擋板分離
C.小球向下運(yùn)動0.01m時與擋板分離D.小球向下運(yùn)動0.02m時速度最大
7.如圖所示,陽光垂直照射到斜面草坪上,在斜面頂端把一高爾夫球水平擊出,讓其在與斜面垂直的面內(nèi)運(yùn)動,小球剛好落在斜面底端。B點是運(yùn)動過程中距離斜面的最遠(yuǎn)處,A點是在陽光照射下小球經(jīng)過B點的投影點,不計空氣阻力,則( )
A.小球在斜面上的投影做勻速運(yùn)動
B.OA與AC長度之比為
C.若斜面內(nèi)D點在B點的正下方,則OD與DC長度不等
D.小球在B點的速度與整段運(yùn)動平均速度大小相等
8.如圖,物塊A、C置于光滑水平桌面上,通過輕繩繞過兩定滑輪和一動滑輪相連接,動滑輪下方懸掛物塊B,不計滑輪質(zhì)量,輕繩分別與水平面和豎直面平行,物塊A的質(zhì)量,B的質(zhì)量,C的質(zhì)量,取,三個物塊同時由靜止釋放且物塊A與C始終不與滑輪碰撞,則下面說法正確的是( )
A.運(yùn)動過程中物塊A、C的加速度之比為
B.運(yùn)動過程中物塊A、C的速度之比為
C.運(yùn)動過程中物塊A所受輕繩拉力的大小為6N
D.物塊B由靜止開始下降時,物塊A的速度大小是
二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個選項符合題目要求,全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。
9.下列說法正確的是( )
A.合外力做功為零的系統(tǒng)機(jī)械能一定守恒
B.水杯放在桌子上,水杯受到的支持力是桌面發(fā)生形變引起的
C.一定質(zhì)量的物體速度發(fā)生變化時,動量一定發(fā)生變化,動能不一定變化
D.一對相互作用力的沖量一定相同
10.質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩個物體分別在水平恒力和的作用下沿水平面運(yùn)動,撤去后受到摩擦力作用減速到靜止,其圖像如圖所示。下列說法正確的是( )
A.A、B兩個物體受到的摩擦力大小之比為B.大小之比為
C.對A、B兩個物體做功之比為D.全過程中摩擦力對A、B兩個物體做功之比為
11.如圖所示,兩個可視為質(zhì)點的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上,兩者用長為L的細(xì)繩連接,木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的k倍,A放在距離轉(zhuǎn)軸L處,整個裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。開始時,繩恰好伸直但無彈力,現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動,使角速度緩慢增大,以下說法正確的是( )
A.時,A、B相對于轉(zhuǎn)盤會滑動
B.時,繩子一定有彈力
C.范圍內(nèi)增大時,A所受摩擦力一直變大
D.范圍內(nèi)增大時,B所受摩擦力變大
12.如圖所示,擋板P固定在傾角為30°的斜面左下端,斜面右上端M與半徑為R的圓弧軌道MN連接,其圓心O在斜面的延長線上,M點有一光滑輕質(zhì)小滑輪,,質(zhì)量均為m的小物塊B、C由一輕質(zhì)彈簧拴接.(彈簧平行于斜面),其中物塊C緊靠在擋板P處,物塊B用跨過滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與質(zhì)量為4m、大小可忽略的小球A相連,初始時刻小球A鎖定在M點,細(xì)繩與斜面平行,且恰好繃直而無張力,B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時刻解除對小球A的鎖定,當(dāng)小球A沿圓弧運(yùn)動到最低點N時(物塊B未到達(dá)M點),物塊C對擋板的作用力恰好為0,已知重力加速度大小為g,不計一切摩擦,下列說法正確的是( )
A.彈簧的勁度系數(shù)為
B.小球A由M運(yùn)動到N的過程中,小球A和物塊B組成系統(tǒng)的機(jī)械能之和先增大后減小
C.小球A到達(dá)N點時的速度大小為
D.小球A到達(dá)N點時物塊B的速度大小為
三、實驗題:本題共2小題,每空1分,共8分。
13.在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗時,某同學(xué)利用的器材有:一瓶礦泉水兩根完全相同的輕彈簧等;他先將一彈簧一端固定在墻上的釘子A上,另一端掛礦泉水瓶,如圖甲所示;然后將兩彈簧一端分別固定在墻上的釘子A、B上,另一端均連接于結(jié)點O,在結(jié)點O掛礦泉水瓶,靜止時用智能手機(jī)的測角功能分別測出AO、BO與豎直方向的偏角,如圖乙所示。改變釘子A的位置,按照上述方法多測幾次。
(1)依據(jù)上述方案并根據(jù)力的平行四邊形定則,畫出力的合成圖,必須的操作是______(選填選項前的字母)。
A.要測量彈簧的原長B.實驗中要使AO、BO長度相同
C.要測量圖甲、乙中彈簧的長度D.實驗中要使結(jié)點O的位置始終固定不變
(2)根據(jù)實驗原理及操作,在作圖時,圖中______(選填“丙”或“丁”)是合理的。
(3)某次實驗中測得乙圖中,保持偏角不變,將OA從乙圖中位置沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置,則OA中彈簧的長度將______,OB中彈簧的長度將______(選填“一直增大”“一直減小”“先減小后增大”或“先增大后減小”)。
14.實驗小組分別用如圖甲、乙所示裝置進(jìn)行“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實驗,利用如圖丙所示的裝置進(jìn)行“驗證機(jī)械能守恒”實驗。
(1)下列說法正確的是______。
A.圖甲和圖乙實驗均需要平衡摩擦力
B.圖甲和圖乙實驗均需要稱量懸掛的重物質(zhì)量
C.圖甲和圖乙實驗均需要懸掛的重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
D.圖丙實驗中應(yīng)該用手托住重物由靜止釋放
(2)已知打點計時器使用的是50Hz的交流電源,進(jìn)行圖甲和圖丙實驗的實驗小組不小心把他們的兩條紙帶弄混了,經(jīng)過分析下圖的連續(xù)計時點分布得知,以下紙帶______(選填“A”或“B”)是圖甲實驗得到的紙帶,其加速度大小為______(保留兩位有效數(shù)字)
(3)進(jìn)行圖乙實驗的實驗小組,多次改變重物的質(zhì)量,以彈簧測力計的拉力F為橫軸,小車的加速度a為縱軸,畫出一條斜率為k的傾斜直線,則小車的質(zhì)量M為______(用k表示)。
四、計算題:本題共4小題,共52分,計算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位。
15.(8分)物理興趣課上,學(xué)生們在教師的指導(dǎo)下自制無人機(jī),在一次調(diào)試無人機(jī)飛行的過程中,興趣小組的李同學(xué)在學(xué)校操場上將無人機(jī)從地面由靜止起飛(遙控器可視為位于無人機(jī)初始位置),豎直向上做勻加速直線運(yùn)動,加速度大小為,經(jīng)過20s盾,遙控器的電池突然沒電了,無人機(jī)與遙控器信號中斷,李同學(xué)快速更換了電池后信號恢復(fù),無人機(jī)由信號中斷到恢復(fù)接收信號用時4s,信號中斷過程中無人機(jī)的運(yùn)動可看做豎直上拋運(yùn)動,忽略空氣阻力影響。無人機(jī)再次接收到信號時李同學(xué)迅速操控?zé)o人機(jī)做勻減速直線運(yùn)動(不計反應(yīng)時間),無人機(jī)落地時的速度剛好為0,在此過程中無人機(jī)的運(yùn)動都在同一豎直線上,g取。求:
(1)信號中斷時,無人機(jī)距地面的高度;
(2)無人機(jī)再次接收到信號時距地面的高度;
(3)李同學(xué)操控?zé)o人機(jī)做勻減速直線運(yùn)動時加速度的大小。
16.(13分)幾位同學(xué)在空曠的草地上進(jìn)行投擲飛鏢比賽,飛鏢投出點的高度h均為1.8m。甲同學(xué)站在A點斜向上投擲飛鏢,初速度的大小,與水平方向的夾角,最終在P點插入地面。乙同學(xué)站在B點投擲飛鏢,初速度水平,最終也在P點插入地面,且插入地面的方向與甲同學(xué)的飛鏢方向相同。飛鏢的飛行軌跡如圖所示,不計空氣阻力,重力加速度,求:
(1)甲同學(xué)投擲的飛鏢飛行過程中離地面的最大高度H;
(2)乙同學(xué)投擲飛鏢的初速度v的大??;
(3)A、B兩點間的距離。
17.(15分)如圖所示,質(zhì)量的木板P靜置于水平地面上,質(zhì)量的小物塊Q置于長木板左端,時刻對Q施加水平向右的拉力F,2s末撤去拉力。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)、物塊與木板間的動摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,物塊可視為質(zhì)點,重力加速度大小取。
(1)若,求木板P的最大速度;
(2)若,物塊恰好未從木板上滑出,求:
①撤去拉力時物塊和木板的速度大??;
②木板的長度L。
18.(16分)如圖所示,一根輕彈簧左端固定于豎直墻上,右端被質(zhì)量的可視為質(zhì)點的物塊壓縮在光滑平臺上而處于靜止?fàn)顟B(tài),且彈簧與物塊不拴接,彈簧原長小于光滑平臺的長度。在平臺的右端有一與平臺等高的傳送帶,其兩端AB長,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù),傳送帶右側(cè)有一段等高的粗糙水平面BC長,它與物塊間的動摩擦因數(shù),在C點右側(cè)有一半徑為R的光滑豎直圓弧軌道與BC平滑連接,圓弧EF對應(yīng)的圓心角為在F處有一固定擋板,物塊撞上擋板后會以原速率反彈。若傳送帶以的速率順時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)彈簧儲存的彈性勢能時釋放物塊,物塊恰能滑到與圓心等高的E點,取。求:
(1)從物塊滑上傳送帶到第一次滑離傳送帶的過程中,物塊與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q及圓弧軌道的半徑R;
(2)若僅調(diào)節(jié)傳送帶的速度大小,欲使物塊能與擋板相碰,傳送帶速度的最小值;
(3)傳送帶在(2)中的速度下,物塊最終停下的位置到C點的距離。
淄博實驗中學(xué)高一年級第一學(xué)期第一次模塊考試
物理答案
1【答案】D
【詳解】BC.由題圖可知小球上升過程是做加速度減小的減速直線運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律
可知所受空氣阻力不斷減少,到達(dá)最高點時空氣阻力為0,其加速度值為g,又因為0時刻圖像切線斜率最大,故小球射出瞬間的加速度值最大,BC錯誤;
A.從圖像中可以看出小球上升過程的圖像面積小于小球做勻減速直線運(yùn)動的圖像面積,故其平均速度小于勻減速運(yùn)動的平均速度,即小于.同理,可知小球下降過程中的平均速度大于勻加速下降的平均速度,即大于,A錯誤;
D.由圖像可知,小球在下降過程中加速度不斷減少,根據(jù)牛頓第二定律
可知其所受空氣阻力不斷增大,落地瞬間圖像趨于平直,故其加速度值趨近為0,小球所受空氣阻力大小趨近等于其重力大小,D正確。故選D。
2【答案】D
【詳解】A.輕繩對B的拉力等于A的重力,不變,故A錯誤;
B.繩子中張力處處相等且不變,繩子之間的夾角逐漸增大,則繩子合力逐漸減小,所以輪支架對滑輪軸的作用力逐漸減小,故B錯誤;
C.圓弧桿對B的彈力方向過O點,即與繩子的拉力共線,設(shè)圓弧桿對B的彈力N,對B,有
由于逐漸增大,則N先減小后反向增大,故C錯誤。
D.在圓弧上任一位置,對B受力分析如圖沿切線方向有,由于逐漸增大,則F逐漸增大,故D正確;故選D。
3【答案】D
【詳解】A.圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示速度的變化量,時間內(nèi)速度一直增加,所以手機(jī)一直加速,A錯誤;
B.時間內(nèi),手機(jī)的加速度為方向向下??芍謾C(jī)做豎直上拋運(yùn)動,手掌對手機(jī)的作用力大小為0,B錯誤;
C.手機(jī)離開手掌后做豎直上拋運(yùn)動,在空中運(yùn)動時間為,C錯誤:
D.手機(jī)離開手掌做豎直上拋運(yùn)動,根據(jù)對稱性可知手機(jī)剛離開手掌時速度為時間內(nèi)根據(jù)動量定理有
解得手掌對手機(jī)的沖量大小,D正確。故選D。
4.【答案】C
【詳解】A.關(guān)掉油門后的下坡過程,汽車勻速運(yùn)動,可知
動能不變,重力勢能減小,機(jī)械能不守恒,A項錯誤;
BC.汽車上坡過程中達(dá)到最大速度后的牽引力大小
此時故B項錯誤,C正確;
D.汽車上坡過程中速度由增大到,設(shè)所用時間為t,位移為x,由動能定理有
解得所用時間D項錯誤
5.【答案】A
【詳解】環(huán)繞地球表面飛行的宇宙飛船的線速度為,則有
令嫦娥六號探測器環(huán)繞月球表面飛行的線速度,則有
由于解得故選A。
6.【答案】C
【詳解】設(shè)球與擋板分離時位移為x,經(jīng)歷的時間為t,從開始運(yùn)動到分離的過程中,m受豎直向下的重力,垂直斜面向上的支持力,沿斜面向上的擋板支持力和彈簧彈力F。根據(jù)牛頓第二定律有:,保持a不變,隨著x的增大,減小,當(dāng)球與擋板分離時,減小到零,則有:,解得:,即小球向下運(yùn)動0.01m時與擋板分離,故A錯誤,C正確。球和擋板分離前小球做勻加速運(yùn)動;球和擋板分離后做加速度減小的加速運(yùn)動,當(dāng)加速度為零時,速度最大.故B錯誤.球和擋板分離后做加速度減小的加速運(yùn)動,當(dāng)加速度為零時,速度最大,此時物體所受合力為零,即:,解得:,由于開始時彈簧處于原長,所以速度最大時小球向下運(yùn)動的路程為0.05m,故D錯誤,故選C。
7.【答案】D
【詳解】A.將小球的運(yùn)動分解為沿斜面和垂直斜面兩個分運(yùn)動,可知小球沿斜面方向做初速度為,加速度為的勻加速直線運(yùn)動,則小球在斜面上的投影做勻加速直線運(yùn)動,故A錯誤;
B.小球垂直斜面方向做初速度為,加速度為的勻減速直線運(yùn)動,B點是運(yùn)動過程中距離斜面的最遠(yuǎn)處,則此時小球垂直斜面方向的分速度剛好為0,根據(jù)對稱性可知,
O到B與B到C的時間相等,均為
則有
可得
所以故B錯誤;
C.將小球的運(yùn)動分解為水平方向的勻速運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動,則
小球從O到C有
根據(jù)幾何關(guān)系,可知D點是OC的中點,則OD與DC長度相等,故C錯誤;
D.小球在B點的速度
整個段平均速度二者相等,故D正確,故選D。
8.C
【詳解】A.因為同一個繩子,所以繩子上的拉力處處相等,設(shè)繩子上的拉力為T,對A有
對C有整理有故A項錯誤;
B.由之前分析以及題意可知A和C均做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,且運(yùn)動時間相同。
所以對A物體有對C物體有
整理有故B項錯誤;
C.設(shè)運(yùn)動時間為t,對A有
對B有
對C有
由于題圖中物體B掛在動滑輪上,所以有
解得,故C項正確;
D.設(shè)B物體下降0.5m,其用時為,對B物體有
由于三個物體運(yùn)動時間相同,所以對物體A有故D項錯誤。故選C。
9.【答案】BC
10.【答案】BD
【詳解】A.由圖可知,圖的斜率表示物體勻變速直線運(yùn)動的加速度,則兩物勻減速直線運(yùn)動的加速度大小分別為
根據(jù)牛頓第二定律知,A、B受到的摩擦力大小分別為
則可得故A錯誤;
B.對于勻加速運(yùn)動,加速度大小分別為
由牛頓第二定律得
解得則兩力大小之比為,故B正確;
D.根據(jù)“面積”表示位移,可知,全過程的位移分別為
可得全過程中摩擦力對A、B做功分別為
因兩個摩擦力、位移都相等,故全過程中摩擦力對A、B做功之比為,故D正確:
C.對全過程,由動能定理得
可得
可知對A、B做功之比為,故C錯誤。故選BD。
11.【答案】ABC
【詳解】AB.A、B運(yùn)動的角速度相等,B的運(yùn)動半徑大于A的運(yùn)動半徑,所以B需要的向心力大于A需要的向心力,而A、B與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力相等,故當(dāng)B與轉(zhuǎn)盤之間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時,繩中開始出現(xiàn)彈力,則有
解得
所以時,B相對于盤靜止,繩子上無拉力,當(dāng)時,繩子上產(chǎn)生拉力,隨著角速度的增大,A與轉(zhuǎn)盤之間的摩擦力增大,當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時,對A有
對B有
聯(lián)立解得
所以當(dāng)時,A、B相對于轉(zhuǎn)盤靜止,當(dāng)時,A、B開始相對于轉(zhuǎn)盤滑動,故AB正確;
CD.由上分析,可知當(dāng)范圍內(nèi)增大時,B受到的摩擦力一直保持最大值不變;當(dāng)范圍內(nèi)增大時,A受到的摩擦力隨角速度的增大而增大,直到相對于轉(zhuǎn)盤滑動,故C正確,D錯誤。故選ABC。
12.【答案】BD
【詳解】A.設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,初始時刻彈簧的壓縮長度為,則B沿斜面方向受力平衡,則
小球A沿圓弧運(yùn)動到最低點N時,物塊C即將離開擋板時,設(shè)彈簧的拉伸長度為,則C沿斜面方向受力平衡,則易得
當(dāng)小球A沿圓弧運(yùn)動到最低點N時,B沿斜面運(yùn)動的位移為所以
解得故A錯誤;
B.小球A由M運(yùn)動到N的過程中,A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則小球A和物塊B的機(jī)械能之和與彈簧和C的能量之和不變,C一直處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧一開始處于壓縮狀態(tài),之后變?yōu)樵L,后開始拉伸,則彈性勢能先減小后增大,故小球A和物塊B的機(jī)械能之和先增大后減小,故B正確。
CD.設(shè)小球A到達(dá)N點時的速度為v,對v進(jìn)行分解,在沿繩子方向的速度
由于沿繩子方向的速度處處相等,所以此時B的速度也為,對A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng),在整個過程中,只有重力和彈簧彈力做功,且A在M和N處彈簧的形變量相同,故彈性勢能不變,彈簧彈力做功為0,重力對A做正功,對B做負(fù)功,A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,可知
解得 故C錯誤,D正確;故選BD。
13.【答案】(1)AC (2)丙 (3)先減小后增大 一直增大
【詳解】(1)ABC.實驗中,甲圖用來測量合力,乙圖用來測量兩個分力,根據(jù)胡克定律,力的大小與彈簧伸長量成正比,力的大小可用彈簧伸長量來表示,因此要測量彈簧的原長和測量圖甲、乙中彈簧的長度;但AO、BO長度不必相同,故AC正確,B錯誤;
D.實驗中重物重力是定值,所以不必保證O點位置固定不變,故D錯誤。故選AC。
(2)實驗中礦泉水瓶的重力方向始終豎直向下,所以需要沿著豎直方向,故丙圖是合理的。
(3)對O點受力分析,O點處于動態(tài)平衡中,重力大小方向不變,OB繩中拉力方向不變,將OA從乙圖中位置沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置,根據(jù)矢量三角形定則如圖所示
由于
可知OA中彈力先減小后最大,則OA中彈簧的長度先減小后最大;
OB中彈力一直增大,則OB中彈簧的長度一直增大。
14【答案】(1)A (2)B 1.8 (3)
【詳解】(1)A.由于存在摩擦力,對小車受到的合外力有影響,所以圖甲和圖乙實驗均需要平衡摩擦力,故A正確;
BC.圖甲實驗需要稱量懸掛的重物質(zhì)量,需要懸掛的重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量;圖乙實驗用彈簧測力計測拉力,所以沒必要滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,也不需要測量重物質(zhì)量,故BC錯誤;
D.圖丙實驗開始時要使紙帶處于豎直狀態(tài),用手或者夾子固定紙帶上端,然后靜止釋放,故D錯誤。故選A。
(2)利用逐差法分別計算出紙帶A和紙帶B的加速度和,則
圖丙實驗測量自由落體運(yùn)動的加速度,所以圖丙實驗得到的是紙帶A;圖甲實驗測量的加速度應(yīng)遠(yuǎn)小于重力加速度,所以圖甲實驗得到的是紙帶B,其加速度大小為。
(3)由于動滑輪與小車相連,由牛頓第二定律得
則圖像斜率小車質(zhì)量
15【答案】(1);(2);(3)
【詳解】(1)無人機(jī)信號中斷前做靜止開始的勻加速直線運(yùn)動,,則上升的高度為
(2)無人機(jī)在信號中斷時的速度為
(3)無人機(jī)再次接收到信號前做豎直上拋運(yùn)動,取向上為正,運(yùn)動時間為,有
則無人機(jī)再次接收到信號時距地面的高度為
(4)無人機(jī)做勻減速直線運(yùn)動時的速度為
(5)無人機(jī)此后向下做勻減速直線運(yùn)動,設(shè)加速度大小為,由速度位移關(guān)系有
解得加速度大小為
16.【答案】(1)5m;(2)3.6m/s;(3)8.64m
【詳解】(1)甲同學(xué)投擲的飛鏢豎直方向的初速度大小
在豎直方向從離手到最高點的高度
甲同學(xué)投擲的飛鏢飛行過程中離地面的最大高度
(2)甲同學(xué)投擲的飛鏢水平方向的速度大小為
假設(shè)甲從最高點做平拋運(yùn)動,下落時間滿足
設(shè)下落在P點時與水平夾角為,滿足
乙做平拋時間滿足
設(shè)下落在P點時與水平夾角為,滿足
則乙同學(xué)投擲飛鏢的初速度v的大小
(3)甲投擲的飛鏢在豎直方向從離手到最高點的時間為
甲從拋出到P點水平位移為
乙的水平位移為
A、B兩點間的距離
17.【答案】(1)0.4m/s (2)①4m/s,2m/s;②
【詳解】(1)假設(shè)物塊與木板恰好發(fā)生相對滑動,則對木板根據(jù)牛頓第二定律
此時,物塊根據(jù)牛頓第二定律
解得
當(dāng)時,物塊與木板沒有發(fā)生相對滑動,則對整體,根據(jù)牛頓第二定律
當(dāng)撤去拉力時,木板的速度最大,為
(2)當(dāng)時,物塊與木板發(fā)生相對滑動,則對木板根據(jù)牛頓第二定律
此時,物塊根據(jù)牛頓第二定律
①撤去拉力時物塊的速度大小為
木板的速度大小為
②撤去拉力后,木板繼續(xù)加速,物塊由于摩擦力開始減速運(yùn)動,對物塊根據(jù)牛頓第二定律
設(shè)撤去拉力后,到兩者共速所用時間為,則
解得
木板全過程的位移為
物塊的位移為
木板的長度為
18.【答案】(1)0.5J,;(2);(3)
【詳解】(1)物塊滑上A點之前,對物塊和彈簧組成的系統(tǒng),由能量守恒定律:
從A點至與傳送帶共速,由牛頓第二定律
由運(yùn)動學(xué)公式
解得
共速前的時間
傳送帶在這段時間內(nèi)走過的距離
故因摩擦產(chǎn)生的熱量
從共速到運(yùn)動至E點,由動能定理
解得:
(2)當(dāng)剛好能到F點時有傳送帶的最小速度v,在這種情況下在F點有
從共速到F點,由動能定理
由以上兩式解得:
而物體在傳送帶上能加到的最大速度滿足:
解得:
滿足題意,即傳送帶的最小速度為
(3)假設(shè)從F點返回至BC段停下時的位置離C點距離為,從與傳送帶共速到停下過程中,由動能定理
解得:
因,故物塊不會再次滑上傳送帶,
即最終停下的位置距C點距離為
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