考生須知:
1.本卷滿分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、座位號及準(zhǔn)考證號(填涂);
3.所有答案必須寫在答題卷上,寫在試卷上無效;
4.本卷的重力加速度取。
一、選擇題1(本題共12小題,每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)正確,選對得3分,選錯(cuò)得0分,共36分)
1. 下列各項(xiàng)中的單位均為基本單位的是( )
A. m VB. A sC. N kgD. Pa W
【答案】B
【解析】
【詳解】七個(gè)國際基本計(jì)量單位分別是:米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、開爾文(K)、摩爾(ml)、坎德拉(cd),B項(xiàng)符合題意。
故選B。
2. 2024年6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號返回器攜帶來自月球背面的月壤安全返回地球。圖為嫦娥六號在離開月球表面前為躲避隕石坑的一段飛行路線,下列說法正確的是( )
A. 該飛行路線是以地球?yàn)閰⒖枷档?br>B. 研究嫦娥六號從A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移時(shí)可將它視為質(zhì)點(diǎn)
C. 從圖中O點(diǎn)到A點(diǎn)的路程一定等于從A點(diǎn)到B點(diǎn)的路程
D. 嫦娥六號由圖中O點(diǎn)到A點(diǎn)的位移一定大于從A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移
【答案】B
【解析】
【詳解】A.該飛行路線是以月球表面為參考系的,故A錯(cuò)誤;
B.研究嫦娥六號從A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移時(shí)可將它視為質(zhì)點(diǎn),故B正確;
C.由圖無法比較出O點(diǎn)到A點(diǎn)的路程與從A點(diǎn)到B點(diǎn)的路程大小,故C錯(cuò)誤;
D.由圖無法比較出嫦娥六號由圖中O點(diǎn)到A點(diǎn)與從A點(diǎn)到B點(diǎn)的位移大小,故D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 關(guān)于下列四幅圖的敘述正確的是( )
A. 圖甲中,公路上對各類汽車都有限速,是因?yàn)槠囁俣仍酱髴T性越大
B. 圖乙中,顧客乘有臺(tái)階的自動(dòng)扶梯經(jīng)過先加速再勻速的兩個(gè)階段始終受摩擦力的作用
C. 圖丙中,伽利略通過“斜面實(shí)驗(yàn)”來研究落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是為了“沖淡”重力,便于測量運(yùn)動(dòng)時(shí)間
D. 圖丁中,伽利略利用“斜面實(shí)驗(yàn)”裝置,結(jié)合邏輯推理,來驗(yàn)證力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
【答案】C
【解析】
【詳解】A.質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,速度與慣性大小無關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.顧客乘有臺(tái)階的自動(dòng)扶梯,在加速過程,受摩擦力作用,在勻速過程,不受摩擦力的作用,故B錯(cuò)誤;
C.伽利略的“斜面實(shí)驗(yàn)”是為了“沖淡”重力,便于測量運(yùn)動(dòng)時(shí)間,故C正確;
D.伽利略利用“斜面實(shí)驗(yàn)”裝置,結(jié)合邏輯推理,說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因,故D錯(cuò)誤。
故選C。
4. 圍棋是一種中國傳統(tǒng)的棋類運(yùn)動(dòng)。解說圍棋的大棋盤如圖所示,棋盤豎直放置,棋盤和棋子都是磁性材料制成,棋子能吸在棋盤上,不計(jì)棋子之間的相互作用力,下列說法正確的是( )
A. 棋子受到的彈力是棋子的形變引起的
B. 棋子受到的磁力與它受到的彈力是一對平衡力
C. 磁性越強(qiáng)的棋子,所受的摩擦力越大
D. 棋子受到的摩擦力大于它受到的重力
【答案】B
【解析】
【詳解】A.彈力產(chǎn)生的原因是由于施力物體形變,對受力物體產(chǎn)生彈力的作用,棋子受到的彈力是由于棋盤形變產(chǎn)生的,故A錯(cuò)誤;
B.棋子受到的磁力與它受到的彈力均作用在棋子上,是一對平衡力,故B正確;
CD.棋子在豎直方向受到重力和棋盤給的豎直向上的靜摩擦力,是一對平衡力,棋子重力大小不變,則所受的摩擦力大小不變,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
5. 一汽車沿平直公路做勻加速直線運(yùn)動(dòng),途經(jīng)A、B、C三點(diǎn)。汽車經(jīng)過、兩段所用的時(shí)間分別為t、,段和段的長度分別為和,則汽車的加速度大小為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知
故AB段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為該段的平均速度,故AB段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為
同理BC段中間時(shí)刻瞬時(shí)速度為
故加速度
故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選A。
6. 已知兩個(gè)共點(diǎn)力、的合力為,分力的方向與合力的方向成角,下列說法正確的是( )
A. 若的大小為,則大小一定等于
B. 若的大小為,則大小一定等于
C. 若的大小為,則大小只有一個(gè)可能值
D. 若的大小為,則大小可能有兩個(gè)值
【答案】B
【解析】
【詳解】B.已知一個(gè)分力有確定的方向,與F成30°夾角(如圖中的虛線代表的分力的方向)
根據(jù)三角形法則,當(dāng)與垂直時(shí),力有唯一最小值,為
此時(shí)
故B正確;
ACD.根據(jù)矢量三角形定則可知,當(dāng)時(shí),沒有解;當(dāng)時(shí),有兩個(gè)可能值;當(dāng)時(shí),只有一個(gè)值;故ACD錯(cuò)誤。
故選B。
7. “電動(dòng)平衡車”是時(shí)下熱門的一種代步工具。如圖,人站在“電動(dòng)平衡車”上在某水平地面上沿直線勻速前進(jìn),人受到的空氣阻力與速度成正比,下列說法正確的是( )
A. 人所受的合力不為零,方向向前
B. 電動(dòng)平衡車對人的作用力與速度大小無關(guān)
C. 電動(dòng)平衡車對人的作用力與速度成正比
D. 電動(dòng)平衡車對水平地面作用力斜向后下方
【答案】D
【解析】
【詳解】A.人站在“電動(dòng)平衡車”上在某水平地面上沿直線勻速前進(jìn),則人所受的合力為零,故A錯(cuò)誤;
BC.對人,人受豎直向下的重力,與運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣阻力,斜向上的電動(dòng)車對人的作用力,且
故BC錯(cuò)誤;
D.以人和電動(dòng)車整體為研究對象,豎直方向受到支持力和重力,水平方向受到地面的摩擦力和空氣的阻力,所以地面對“電動(dòng)平衡車”的作用力斜向前上方,根據(jù)牛頓第三定律可得,電動(dòng)平衡車對水平地面作用力斜向后下方,故D正確。
故選D。
8. 如圖所示,楔形斜面靜止在粗糙的水平地面上,斜面傾角為,物塊A的質(zhì)量為,物塊A與斜面B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,在水平外力的作用下,物塊沿斜面向上做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為,則的大小為( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)牛頓第二定律得
根據(jù)平衡條件得
聯(lián)立解得
故選D。
9. 如圖所示的等腰三角形斜面固定在水平地面上,在其兩腰上分別放兩個(gè)質(zhì)量相等的物塊A和B。物塊A靜止,物塊B沿斜面勻速下滑。下列判斷正確的有( )
A. 水平地面對斜面有向左的摩擦力
B. 物塊和對斜面壓力大小不相等
C. 物塊A受到摩擦力與重力的合力方向垂直于斜面向上
D. 斜面對的作用力方向豎直向上
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由于物塊A靜止,物塊B沿斜面勻速下滑,以A、B和斜面為整體,根據(jù)受力平衡可知,水平地面對斜面的摩擦力為0,故A錯(cuò)誤;
B.物塊A、B對斜面的壓力大小均為重力沿垂直斜面的分力大小,即
兩物體的質(zhì)量和斜面的傾角都相等,故A、B對斜面壓力的大小相等,故B錯(cuò)誤;
C.以物塊A為對象,根據(jù)受力平衡可知,物塊A受到摩擦力與重力的合力與斜面對物塊A的支持力大小相等,方向相反,由于支持力的方向垂直斜面向上,故物塊A受到摩擦力與重力的合力垂直于斜面向下,故C錯(cuò)誤;
D.以物塊B為對象,根據(jù)受力平衡可知,斜面對的作用力與B的重力大小相等,方向相反,則斜面對的作用力方向豎直向上,故D正確。
故選D。
10. 利用智能手機(jī)的加速度傳感器可直觀顯示手機(jī)的加速度情況。用手掌托著手機(jī),打開加速度傳感器后,手掌從靜止開始上下運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向,測得手機(jī)在豎直方向的加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,則手機(jī)( )
A. 在時(shí)刻速度最大B. 在時(shí)刻開始減速上升
C. 在時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)D. 在時(shí)間內(nèi)受到的支持力逐漸增大
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由圖像可知時(shí)間內(nèi),加速度向上逐漸變大,速度逐漸增大,時(shí)刻加速度最大,而速度還在繼續(xù)增大,故A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,時(shí)刻后加速度方向向下,為失重狀態(tài),速度方向向上,所以向上做減速運(yùn)動(dòng),故B正確;
C.時(shí)間內(nèi),加速度的方向依然向上,應(yīng)處于超重狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D.對手機(jī)進(jìn)行受力分析可知,時(shí)間內(nèi),有
該段時(shí)間內(nèi),a逐漸減小,因此支持力逐漸減小,故D錯(cuò)誤。
故選B。
11. 如圖所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上,小球B用水平輕彈簧拉著系于豎直板上,兩小球A、B通過光滑滑輪O用輕質(zhì)細(xì)線相連,兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知B球質(zhì)量為m。O點(diǎn)在半圓柱體圓心的正上方,與豎直方向成角,長度與半圓柱體半徑相等,與豎直方向成角,已知重力加速度為g,則下列敘述不正確的是( )
A. A球質(zhì)量為
B. 光滑半圓柱體對A球支持力的大小為
C. 若剪斷繩的瞬間,則小球B的加速度是
D. 若小球B緩慢下降,使小球A一直沿著半圓柱體緩慢向上運(yùn)動(dòng),則小球A受到繩的拉力變小
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.如圖所示
隔離對B分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡得:水平方向有
豎直方向有

彈簧彈力為
根據(jù)定滑輪的特性知:TOA與TOB相等;對A分析,如圖所示,由幾何關(guān)系可知拉力TOA和支持力N與水平方向的夾角相等,夾角為,則N和TOA相等,有
解得
B錯(cuò)誤,A正確;
C.對B球受力分析可知,在剪斷瞬間B受到的合力為
根據(jù)牛頓第二定律可知:
C正確;
D.根據(jù)相似三角形可得
若小球B緩慢下降,使小球A一直沿著半圓柱體緩慢向上運(yùn)動(dòng),由于不斷減小,可得小球A受到繩的拉力變小,D正確。
本題選不正確項(xiàng),故選B。
12. 如圖甲所示,水平面上有一傾角為的光滑斜面,斜面上用一平行于斜面的輕質(zhì)細(xì)繩系一質(zhì)量為的小球。斜面以水平向右的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)細(xì)繩上的張力隨加速度的變化圖像如圖乙所示,段是直線,點(diǎn)坐標(biāo)為取,則( )
A.
B.
C. 當(dāng)時(shí),小球?qū)π泵娴膲毫?
D. 當(dāng)時(shí),小球受到的支持力大小為
【答案】C
【解析】
【詳解】ABC.小球離開斜面之前,對小球受力分析可得
解得
可得小球離開斜面之前,F(xiàn)T與a是一次函數(shù),圖像為傾斜直線,由于AB段是直線,可知,當(dāng)時(shí),小球恰好離開斜面
解得

由圖像可知,當(dāng)a=0時(shí)
可得
選項(xiàng)AB錯(cuò)誤,C正確;
D.當(dāng)時(shí),小球不脫離斜面,則小球受到的支持力大小為
選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多選題II(本題共3小題,每小題4分,共12分,全部選對得4分,選對但不全得2分,錯(cuò)選得0分)
13. 如圖甲運(yùn)動(dòng)員從離開跳板開始計(jì)時(shí),其重心的圖像如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,重力加速度取,則下列說法正確的是( )
A. 運(yùn)動(dòng)員在空中做的是自由落體運(yùn)動(dòng)
B. 運(yùn)動(dòng)員在時(shí)已浮出水面
C. 運(yùn)動(dòng)員在內(nèi)加速度方向豎直向上且不斷減小
D. 運(yùn)動(dòng)員雙腳離開跳板后重心上升的高度為
【答案】CD
【解析】
【詳解】A.運(yùn)動(dòng)員離開跳板時(shí)有向上的初速度,運(yùn)動(dòng)員在空中做的不是自由落體運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.由圖像可知,時(shí)運(yùn)動(dòng)員上升到最高點(diǎn),時(shí)運(yùn)動(dòng)員開始進(jìn)入水中,時(shí)運(yùn)動(dòng)員處于水中最低點(diǎn),故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)圖像的切線斜率表示加速度,可知運(yùn)動(dòng)員在內(nèi)加速度方向豎直向上且不斷減小,故C正確;
D.在運(yùn)動(dòng)員向上運(yùn)動(dòng),逆向看作自由落體運(yùn)動(dòng),則有
可知運(yùn)動(dòng)員雙腳離開跳板后重心上升的高度為,故D正確。
故選CD。
14. 如圖所示,圖線是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移一時(shí)間圖像,作為開口向下拋物線的一部分,為圖像上一點(diǎn)。已知為過點(diǎn)的切線,與縱軸交于的點(diǎn)。下列說法正確的是( )
A. 質(zhì)點(diǎn)的初速度為B. 末質(zhì)點(diǎn)的速度大小為
C. 質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為D. 內(nèi),質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
【答案】ABD
【解析】
【詳解】B.根據(jù)圖像的切線斜率表示速度,由圖像可得,末質(zhì)點(diǎn)的速度大小為
故B正確;
ACD.根據(jù)題意作為開口向下拋物線的一部分,質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),由位移公式結(jié)合圖像有
由公式有
聯(lián)立解得
,
即內(nèi),質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故AD正確,C錯(cuò)誤。
故選ABD。
15. 如圖所示,長方體盒子放在固定斜面上,在盒子內(nèi)放有光滑球,盒子前壁P與后壁Q間的距離略大于小球的直徑。則以下說法中正確的是( )
A. 若斜面光滑,將盒子由靜止釋放后,球?qū)和Q均無壓力
B. 若斜面光滑,盒子以一定的初速度沿斜面向上滑行,球?qū)有壓力而對Q無壓力
C. 若斜面粗糙,盒子沿斜面向下勻速滑行時(shí),球一定對P有壓力而對Q無壓力
D. 若斜面粗糙,盒子以一定的初速度沿斜面向上滑行時(shí),球可能對P和Q均無壓力
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.若斜面光滑,將盒子由靜止釋放后,球和盒子的加速度相等,球?qū)和Q均無壓力,故A正確。
B.當(dāng)斜面光滑,盒子以一定的初速度沿斜面上滑,盒子和球這個(gè)整體具有相同的加速度,方向沿斜面向下。根據(jù)牛頓第二定律,知球的合力方向沿斜面向下。所以球受重力、底部的支持力,球?qū)Q都無壓力,故B錯(cuò)誤;
C.若斜面粗糙,盒子沿斜面向下勻速滑行時(shí),光滑球也是勻速運(yùn)動(dòng),受力平衡,則球受到重力,盒子的支持力以及P對球的支持力,Q對球無彈力,故C正確。
D.若斜面粗糙,盒子以一定的初速度沿斜面向上滑行時(shí),整體加速度
若球?qū)和Q均無壓力,則小球的加速度
a′=gsinθ
與整體加速度不等,故D錯(cuò)誤。
故選AC。
非選擇題部分
三、非選擇題(本題共6小題,共52分)
16. “探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中為固定橡皮條的圖釘,為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)。和為細(xì)繩,圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖示。
(1)為了完成以上實(shí)驗(yàn),下列所示的器材中需要的是_____(多選)
A. B.
C. D.
(2)關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的操作,下列說法正確的是_____(多選)
A. 實(shí)驗(yàn)過程中,彈簧測力計(jì)外殼不能與木板有接觸
B. 重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次探究時(shí),“結(jié)點(diǎn)”的位置可以與前一次不同
C. 用測力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí),被測力的方向應(yīng)與測力計(jì)軸線方向一致
D. 在同一次實(shí)驗(yàn)中,畫力的圖示選定的標(biāo)度可以不同,但要恰當(dāng)選定標(biāo)度,使力的圖示稍大一些
(3)本實(shí)驗(yàn)至少需要拉2次彈簧測力計(jì)才能完成實(shí)驗(yàn)。但如果實(shí)驗(yàn)中缺少橡皮條,但有3個(gè)彈簧測力計(jì),要繼續(xù)探究該規(guī)律則至少需要拉_____次彈簧測力計(jì)。
【答案】(1)AC (2)BC
(3)1
【解析】
【小問1詳解】
本實(shí)驗(yàn)需要用彈簧測力計(jì)測拉力大小,需要用兩三角板作出力的圖示和平行四邊形;不需要用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,也不需要用天平測質(zhì)量。
故選AC。
【小問2詳解】
A.實(shí)驗(yàn)過程中,彈簧測力計(jì)外殼可以與木板有接觸,故A錯(cuò)誤;
B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次探究時(shí),“結(jié)點(diǎn)”的位置可以與前一次不同,故B正確;
C.用測力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí),被測力的方向應(yīng)與測力計(jì)軸線方向一致,故C正確;
D.在同一次實(shí)驗(yàn)中,畫力的圖示選定的標(biāo)度需要相同,要恰當(dāng)選定標(biāo)度,使力的圖示稍大一些,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
【小問3詳解】
如果實(shí)驗(yàn)中缺少橡皮條,但有3個(gè)彈簧測力計(jì)??梢杂闷渲幸粋€(gè)彈簧測力計(jì)替代橡皮條沿AO方向放置,其上端固定,讓OB和OC細(xì)繩系在這個(gè)彈簧測力計(jì)的掛勾上,然后另外兩個(gè)彈簧測力計(jì)拉OB和OC細(xì)繩,拉到O點(diǎn),這樣拉1次彈簧測力計(jì)即可讀出合力和分力。
17. 某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),他利用如圖甲所示的裝置來探究
(1)他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的彈力大小與彈簧長度的關(guān)系圖線(不計(jì)彈簧的重力)。由圖線可得彈簧的原長_____cm;
(2)他利用本實(shí)驗(yàn)原理把圖甲中的彈簧做成一個(gè)彈簧秤,當(dāng)示數(shù)如圖丙所示時(shí),該彈簧的長度為_____cm。
【答案】(1)4 (2)13.2
【解析】
【小問1詳解】
由圖線彈力大小為0時(shí),可得彈簧的原長
【小問2詳解】
該彈簧的勁度系數(shù)為
由圖中讀出彈簧的彈力
F1=4.6N
可得該彈簧的長度為
18.
(1)用甲圖裝置可以“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”和“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法正確的是_____。(多選)
A. “探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)需要將長木板左端墊高以平衡摩擦力
B. “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)需要將長木板左端墊高以平衡摩擦力
C. 平衡摩擦力時(shí)必須將槽碼通過細(xì)線跟小車相連,且每次通過增減小車上的砝碼改變小車質(zhì)量時(shí),都需要重新調(diào)節(jié)木板傾角
D. 平衡摩擦力時(shí)若其它操作均正確,打出的紙帶如圖乙所示,則應(yīng)增大木板的傾角重新調(diào)整
(2)如圖丙所示為一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中、、、、為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔,根據(jù)數(shù)據(jù)可計(jì)算出點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為_____,小車運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為_____。(計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù))
(3)已知某次實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量為,若槽碼的質(zhì)量為,細(xì)線中拉力的真實(shí)值為,若實(shí)驗(yàn)要求相對誤差不超過10%,即,則實(shí)驗(yàn)中選取槽碼的質(zhì)量時(shí)應(yīng)該滿足:_____kg。(重力加速度?。?br>(4)如圖丁所示,小車通過細(xì)繩與鉤碼相連,遮光片固定在小車的最右端,光電門傳感器固定在長木板上,某研究組改用丁圖裝置平衡摩擦力后完成了“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)操作完全正確的情況下,該研究組將小車從某一位置由靜止釋放,測出遮光片的寬度和它通過光電門的擋光時(shí)間,小車靜止時(shí)的位置到光電門的位移s,小車的質(zhì)量,彈簧測力計(jì)的示數(shù),則與應(yīng)滿足的關(guān)系式為_____。(可用等字母表示)
【答案】(1)BD (2) ① 0.55 ②. 0.60
(3)0.05 (4)
【解析】
【小問1詳解】
A.“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)需要將長木板左端墊高以平衡摩擦力,選項(xiàng)B正確;
C.平衡摩擦力時(shí)不掛槽碼,只需要讓小車拖著紙帶在木板上勻速運(yùn)動(dòng)即可,且每次通過增減小車上的砝碼改變小車質(zhì)量時(shí),不需要重新調(diào)節(jié)木板傾角,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.平衡摩擦力時(shí)若其它操作均正確,打出的紙帶如圖乙所示,小車做減速運(yùn)動(dòng),則木板傾角過小,則應(yīng)增大木板的傾角重新調(diào)整,選項(xiàng)D正確。
故選BD。
【小問2詳解】
[1]可計(jì)算出點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為
[2]小車運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為
【小問3詳解】
由牛頓第二定律得
mg-F=ma
F=Ma
聯(lián)立解得小車受到的拉力

聯(lián)立解得
m<0.1M=0.05kg
【小問4詳解】
小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度
根據(jù)
解得
19. 物體A的質(zhì)量為,兩根輕細(xì)繩和的一端連接于豎直墻上,另一端系于物體A上,在物體A上另施加一個(gè)方向與水平線成角的拉力,相關(guān)幾何關(guān)系如圖所示,。(取,,)求:
(1)繩對物體拉力大小和;
(2)若要使兩繩都能伸直,拉力的大小范圍。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小問1詳解】
以小球?qū)ο螅鶕?jù)平衡條件有
聯(lián)立解得
,
【小問2詳解】
設(shè)當(dāng)拉力為時(shí),繩剛好伸直,沒有張力;以小球?yàn)閷ο?,根?jù)平衡條件有
解得
設(shè)當(dāng)拉力為時(shí),繩剛好伸直,沒有張力;以小球?yàn)閷ο螅鶕?jù)平衡條件有
解得
則要使兩繩都能伸直,拉力的大小范圍為
20. 雜技演員進(jìn)行爬桿表演,豎直桿的總高度為,演員由靜止開始從桿子底端豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,達(dá)到最大速度為,接著以最大速度勻速上升了,再勻減速運(yùn)動(dòng),剛好到達(dá)桿子頂端。隨后雜技演員雙腿夾緊金屬桿倒立從靜止開始先以加速度勻加速下滑,然后開始勻減速下滑,當(dāng)雜技演員再次到達(dá)底端時(shí),速度恰好減為零。雜技演員可以看作質(zhì)點(diǎn),其質(zhì)量,空氣阻力不計(jì)。取求:
(1)雜技演員勻加速上升過程的加速度大小;
(2)雜技演員勻加速下滑時(shí),桿所受的摩擦力;
(3)雜技演員下滑過程的總時(shí)間。
【答案】(1)
(2),方向豎直向下
(3)
【解析】
【小問1詳解】
雜技演員勻速上升階段的位移大小為
雜技演員勻減速上升階段的位移大小為
則雜技演員勻加速上升階段的位移大小為
根據(jù)
可得雜技演員勻加速上升過程的加速度大小為
【小問2詳解】
雜技演員勻加速下滑時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
根據(jù)牛頓第三定律可知,桿所受的摩擦力大小為,方向豎直向下。
【小問3詳解】
雜技演員從靜止開始先以加速度勻加速下滑,則有
,
解得

勻減速下滑階段有
解得
則雜技演員下滑過程的總時(shí)間為
21. 如圖所示,圓環(huán)1固定在水平面上,三根不可伸長的相同的輕繩,一端系在半徑為的圓環(huán)1上,彼此間距相等。繩穿過半徑為、質(zhì)量為的圓環(huán)3,另一端系在半徑為,質(zhì)量為的圓環(huán)2上。彼此間距也相等,繩與圓環(huán)的摩擦不計(jì),整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。試求:
(1)每根輕繩張力(繩子彈力)的大??;
(2)圓環(huán)2中心與圓環(huán)3中心的距離;
(3)每根輕繩對圓環(huán)3的作用力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小問1詳解】
對環(huán)2、3為整體,根據(jù)平衡條件有
解得每根輕繩張力大小為
【小問2詳解】
設(shè)環(huán)2、3之間輕繩與水平方向的夾角為,以環(huán)2為對象,根據(jù)平衡條件有
解得
根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得圓環(huán)2中心與圓環(huán)3中心的距離為
【小問3詳解】
每根輕繩對圓環(huán)3的水平分力為
每根輕繩對圓環(huán)3的豎直分力為
則每根輕繩對圓環(huán)3的作用力大小為
22. 一送貨裝置如圖所示,傳送帶的傾角為,保持恒定速度勻速向下運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量為的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地放上傳送帶最上端處,物體被傳送到端,然后滑上平板車,傳送帶與平板車平滑連接,貨物從傳送帶滑上平板車過程中無速率損失,已知傳送帶的長度為,貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),貨物與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù),平板車的質(zhì)量,忽略平板車在地面運(yùn)動(dòng)的阻力以及空氣阻力,重力加速度的大小取,,,求:
(1)貨物在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和貨物運(yùn)動(dòng)到端的速度;
(2)貨物被送至平板車而不離開平板車,則平板車的長度至少為多少?
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小問1詳解】
貨物剛滑上傳送帶時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
設(shè)經(jīng)過時(shí)間貨物與傳送帶速度相等,則有
共速前貨物下滑的距離為
由于,可知共速后貨物繼續(xù)向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得
解得
或(舍去)
則貨物在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
貨物運(yùn)動(dòng)到端的速度為
【小問2詳解】
貨物被送至平板車后,貨物的加速度大小為
平板車的加速度大小為
設(shè)經(jīng)過時(shí)間,貨物與平板車達(dá)到共速,則有
,
聯(lián)立解得
,
此過程貨物與平板車發(fā)生的相對位移為
則貨物被送至平板車而不離開平板車,平板車的長度至少為

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