注意事項:
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑;如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時,將答案寫在答題卡上,寫在試卷上無效。
3.考試結(jié)束后,本試卷和答題卡一并交回。
一、單選題:本大題共6小題,共24分。
1.第33屆夏季奧林匹克運動會在巴黎舉行,其中在男子100米自由泳(泳道長50米)決賽中,我國運動員潘展樂以46秒40的成績創(chuàng)造了新的奧運會紀(jì)錄,勇奪該項目冠軍,這也是我國游泳隊在該項目歷史上的第一金。下列說法中正確的是( )
A. 潘展樂全程的平均速度約為2.16m/sB. “46秒40”表示的是時間間隔
C. 研究潘展樂的泳姿時可以把其看作質(zhì)點D. 潘展樂全程的位移大小為100m
【答案】B
【解析】C、研究潘展樂的泳姿時,不能忽略潘展樂的大小和形狀,故不能將其看作質(zhì)點,故C錯誤;
A、根據(jù)題意可知潘展樂的位移為零,結(jié)合平均速度等于位移與時間之比,可得其平均速度為零,故A錯誤;
B、“46秒40”是時間段,表示時間間隔,故B正確;
D、潘展樂全程的路程為100m,位移為0,故D錯誤。
故選:B。
2.古語“騏驥(駿馬)一躍,不能十步;駑馬(劣馬)十駕,功在不舍”,意在鼓勵同學(xué)們學(xué)習(xí)上要持之以恒,久久為功。從物理角度分析,下列說法正確的是( )
A. 劣馬走的距離遠(yuǎn),是因為它的平均速度更大
B. 若相同時間內(nèi)千里馬的速度變化量更大,那么它的加速度更大
C. 若千里馬加速度更大,那么它的速度一定會比劣馬快
D. 若馬的加速度減小,那么它的速度也一定減小
【答案】B
【解析】A.劣馬速度小,但時間長,故劣馬走的距離遠(yuǎn),故A錯誤;
B.根據(jù)加速度定義式
a=ΔvΔt
可知,相同時間內(nèi)千里馬的速度變化量更大,那么它的加速度更大,故B正確;
C.根據(jù)加速度定義式
a=ΔvΔt=v?v0Δt
可知,若千里馬加速度更大,那么它的速度不一定大,即千里馬速度不一定會比劣馬速度大。故C錯誤;
D.馬的加速度減小,它的速度不一定減小,如加速度與速度同向時,物體可做加速度減小的加速運動,故D錯誤。
故選B 。
3.一籃球(可視為質(zhì)點)從離地面高h(yuǎn)處自由下落,與地面碰撞后,反彈高度小于h?;@球與地面的碰撞時間和空氣阻力均不計,取地面為原點,速度方向向下為正方向,下列反映籃球的速度和籃球離地面高度關(guān)于時間的圖像可能正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】
AB.忽略空氣阻力,籃球在下落與上升的過程中,加速度大小均為g,而v?t圖像中的斜率表示加速度,即兩段圖線應(yīng)相互平行,故A正確,B錯誤;
C.x?t圖像的斜率表示籃球的速度,下落過程速度越來越大,斜率越來越大,反彈過程速度越來越小,斜率越來越小,故C錯誤;
D.由于下落和反彈過程的加速度相等,但反彈的高度小,所以時間短,D錯誤。
故選A。
4.如圖所示,一根粗糙的水平橫桿上套有A、B兩個輕環(huán),系在兩環(huán)上的等長細(xì)繩拴住的書本處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將兩環(huán)距離變大后書本仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則
A. 桿對A環(huán)的支持力變大B. B環(huán)對桿的摩擦力變大
C. 桿對A環(huán)的作用力不變D. 與B環(huán)相連的細(xì)繩對書本的拉力變小
【答案】B
【解析】【分析】
以兩個輕環(huán)和小球組成的系統(tǒng)為研究對象,分析受力情況,判斷橫梁對鐵環(huán)的支持力FN的變化情況;隔離任一小環(huán)研究,分析受力情況,判斷摩擦力f的變化情況;再根據(jù)平衡條件分析與B環(huán)相連的細(xì)繩對書本的拉力的變化。
本題是力平衡中動態(tài)平衡問題,要靈活選擇研究對象,正確分析受力情況,再運用平衡條件列式進(jìn)行分析。
【解答】
A.設(shè)重物的質(zhì)量為M,以兩個輕環(huán)和小球組成的系統(tǒng)為研究對象,豎直方向受到重力和水平橫梁對鐵環(huán)的支持力FN,力圖如圖1所示:
根據(jù)平衡條件得:2FN=Mg,得到FN=12Mg,可見,水平橫梁對鐵環(huán)的支持力FN不變,故A錯誤;
B.以左側(cè)環(huán)為研究對象,力圖如圖2所示,豎直方向:FN=Fsinα;水平方向:Fcsα=Ff,聯(lián)立得:Ff=FNctα,α減小時,F(xiàn)f變大;故B正確;
C.桿對A環(huán)的支持力不變,摩擦力變大,則桿對A環(huán)的力變大,故C錯誤;
D.與B環(huán)相連的細(xì)繩對書本的拉力設(shè)為T,繩與豎直方向的夾角為θ,根據(jù)豎直方向的平衡條件可得:2Tcsθ=2Mg,由于繩子與豎直方向的夾角θ增大,則csθ變小,繩子拉力變大,故D錯誤。
故選B。
5.將一長方形木塊鋸開為相同的A、B兩部分后,按圖示方式疊放并靜止在粗糙水平地面上,A、B接觸面與豎直方向的夾角為θ,B間的動摩擦因數(shù)為μ。若A、B的質(zhì)量均為m,重力加速度大小為g,則下列說法正確的是( )
A. A.B可能受到5個力作用B. A對B的摩擦力大小為μmgcsθ
C. A對B的摩擦力大小為mgsinθD. A對B的作用力大小為mg
【答案】D
【解析】AD.整體受力分析可知,地面對B只有一個支持力,等于與A、B的質(zhì)量之和平衡,大小等于2mg,方向豎直向上。此外對B進(jìn)行受力分析可知,B還受到豎直向下的重力以及A對它的壓力和靜摩擦力,共4個力。對B根據(jù)平衡條件分析可知,A對B的壓力和靜摩擦力的合力大小等于mg,即A對B的作用力大小為mg,且方向豎直向下。故A錯誤,D正確;
BC.對A分析受力可知,A受重力mg,B對A施加的垂直接觸面向上的支持力和沿接觸面斜向上的靜摩擦力,根據(jù)平衡條件可得
mgcsθ=f
根據(jù)牛頓第三定律可知,A對B的靜摩擦力大小為 mgcsθ ,故BC錯誤。
故選D。
【點睛】對于組合體模型分析受力時注意整體法和隔離法的交替使用,根據(jù)運動情況確定是否受摩擦力及摩擦力的所屬類型,再根據(jù)平衡條件確定摩擦力的大小。
6.如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端系在質(zhì)量為m=2kg的小物塊上,另一端固定在墻上。物塊在斜面上靜止時,彈簧與豎直方向的夾角為37°,已知斜面傾角θ=37°,始終靜止不動,斜面與小物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,物塊與斜面間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,sin37°=0.6,cs37°=0.8,g=10m/s2。下列說法正確的是( )
A. 小物塊一定受3個力B. 彈簧彈力大小一定等于8N
C. 地面對斜面的摩擦力可能等于4ND. 彈簧彈力大小可能等于10N
【答案】D
【解析】解:A.由于
mgsin37°=2×10×0.6N=12N
μmgcs37°=0.5×2×10×0.8N=8N
可知小物塊要靜止在斜面上,彈簧對小物塊一定存在垂直斜面向下的壓力,即小物塊受到重力、彈簧的壓力、斜面支持力和靜摩擦力,故A錯誤;
BD.要小物塊靜止,沿斜面方向有
μ(mgcs37°+F彈)≥mgsin37°=12N
可得F彈≥8N
故B錯誤,D正確;
C.以斜面和小物塊為整體,根據(jù)受力平衡可得
f地=F彈sinθ≥8×0.6N=4.8N
故C錯誤。
故選:D。
滑塊可能受重力、支持力、摩擦力三個力,結(jié)合題干給出數(shù)據(jù),判斷此情況下是否可以處于平衡,若重力下滑分量大于摩擦力,則不能平衡,需有彈簧提供彈力。
根據(jù)共點力平衡進(jìn)行分析解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析,運用共點力平衡進(jìn)行求解,注意彈簧的彈力可能為零,可能不為零。
二、多選題:本大題共6小題,共24分。
7.電動平衡車越來越受到人們的喜愛,如圖所示,當(dāng)人站在電動平衡車上,人相對平衡車靜止,在人和平衡車一起沿水平路面前進(jìn)的過程中,下列說法中正確的是( )
A. 人和平衡車運動的速度越快,剎車制動距離越長,所以慣性越大
B. 人和平衡車運動的速度越快,剎車制動距離越長,但是慣性不變
C. 人對平衡車的壓力與平衡車對人的支持力是一對平衡力
D. 人對平衡車的壓力與平衡車對人的支持力是一對相互作用力
【答案】BD
【解析】AB.質(zhì)量是慣性的唯一量度,與物體所處的狀態(tài)無關(guān),故A錯誤,B正確;
CD.人和平衡車是兩個相互作用的物體,所以人對平衡車的壓力與平衡車對人的支持力是一對相互作用力,故C錯誤,D正確。
故選BD。
8.為了研究運動員起跑階段的運動情況,用頻率為2Hz頻閃照相機(jī)記錄運動員起跑階段不同時刻的位置,如圖所示,用厘米刻度尺測量照片上運動員不同位置間的距離,已知照片與實物的尺寸比例為1:50,運動員起跑階段的運動可視為勻加速直線運動。下列說法正確的是( )
A. 運動員起跑階段的加速度為2m/s2
B. 運動員通過照片中3cm位置時速度為2.5m/s
C. 照片中0位置為運動員的起跑位置
D. 運動員在照片前6cm內(nèi)的平均速度為2m/s
【答案】ABD
【解析】A.頻率為2 Hz頻閃照相機(jī),時間為 T=1f=0.5s ,根據(jù)勻變速直線運動的公式有(2?1)×10?2×50 m=Δx=aT2,解得a=2 m/s2,故A正確;
B.勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,則運動員通過照片中3 cm位置時速度為 v1=(6?1)×10?2×502×0.5m/s=2.5m/s ,故B正確;
C.根據(jù)0位置到3 cm位置的速度時間公式,有v1=v0+a×2T,解得v0=0.5 m/s,即照片中0位置的速度為0.5 m/s,故不是起跑位置,故C錯誤;
D.運動員在照片前6 cm內(nèi)的平均速度為 v=6×10?2×503×0.5m/s=2m/s ,故D正確。
9.如圖,一光滑小球置于車上,豎直擋板對小球的彈力大小為N1,小車斜面對球的彈力大小為N2。小車沿水平地面向左加速運動且加速度a逐漸增加,則( )
A. N2逐漸減小B. N2不變
C. N1逐漸增加D. N1與N2的合力有可能不變
【答案】BC
【解析】【分析】
對小球進(jìn)行受力分析,作出受力圖,根據(jù)牛頓第二定律得到彈力N1和N2與加速度的關(guān)系,再分析它們的變化。
本題根據(jù)牛頓第二定律,運用正交分解法研究力的動態(tài)變化問題,作出受力分析圖是解題的關(guān)鍵。
【解答】
對小球進(jìn)行受力分析,作出受力圖:重力mg、豎直擋板對小球的彈力N1,斜面小車對球的彈力N2,
設(shè)加速度大小為a,斜面的傾角為α.
根據(jù)牛頓第二定律得:
豎直方向:mg=N2csα①
水平方向:N1?N2sinα=ma②
由①看出,m、α不變,則N2不變;
由②得,N1=N2sinα+ma,則向左加速運動且加速度a逐漸增加時,N1逐漸增大,N1與N2的合力逐漸增大,故BC正確,AD錯誤。
10.如圖所示,傾角為θ的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物體a放在斜面上,輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上,另一端繞過光滑的滑輪固定在c點,滑輪2下懸掛物體b,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若將固定點c向左移動少許,而a與斜劈始終靜止,下列說法正確的是( )
A. 細(xì)線對物體a的拉力一定減小B. 斜劈對物體a的摩擦力一定減小
C. 斜劈對地面的壓力一定不變D. 地面對斜劈的摩擦力一定減小
【答案】ACD
【解析】AB.對滑輪和物體b受力分析,受重力和兩個拉力,如圖所示:
根據(jù)平衡條件,有
2Tcsα=mbg
解得
T=mbg2csα
將固定點c向左移動少許,則 α 減小,故細(xì)線對物體 a 的拉力T一定減?。粚ξ矬wa受力分析,受重力、支持力、拉力和靜摩擦力,由于不知道拉力與重力的下滑分力的大小關(guān)系,故無法判斷靜摩擦力的方向,故不能判斷靜摩擦力的變化情況,故A正確,B錯誤;
CD.對斜面體、物體a、物體b整體受力分析,受重力、支持力、細(xì)線的拉力和地面的靜摩擦力,根據(jù)平衡條件,有
N=G總?Tcs α =G總? 12 mbg
f=Tsin α N與角度 α 無關(guān),地面對斜劈的支持力不變,根據(jù)牛頓第三定律,斜劈對地面的壓力一定不變, α 減小,地面對斜劈的摩擦力一定減小,故CD正確。
故選ACD。
11.兩個傾角相同的滑桿上分別套A、B兩圓環(huán),兩環(huán)上分別用細(xì)線懸吊著兩物體C、D,如圖所示,當(dāng)它們都沿滑桿一起向下滑動時,A的懸線與桿垂直,B的懸線豎直向下,則( )
A. A環(huán)與桿無摩擦力B. B環(huán)與桿無摩擦力
C. A環(huán)做的是勻速運動D. B環(huán)做的是勻速運動
【答案】AD
【解析】解:AC、假設(shè)A環(huán)與桿間的摩擦力為f,對A環(huán)受力分析,受重力、拉力、支持力,假設(shè)有向后的摩擦力f,如圖,
根據(jù)牛頓第二定律,有
運動方向:mAgsinθ?f=mAa ①
對C,同樣有
mCgsinθ=mCa ②
由①②兩式,解得
f=0
a=gsinθ
故A正確,C錯誤;
BD、對D球受力分析,受重力和拉力,由于做直線運動,合力與速度在一條直線上或者合力為零,故合力只能為零,物體做勻速運動;再對B受力分析,如圖,受重力、拉力、支持力,由于做勻速運動,合力為零,故必有向后的摩擦力。
故B錯誤,D正確;
故選:AD。
分別對A、C受力分析,由于兩個球加速度相同,故根據(jù)牛頓第二定律列式分析可以求出摩擦力;先對D受力分析,結(jié)合運動情況判斷出D做勻速運動,再對B受力分析.
本題關(guān)鍵要結(jié)合運動情況判斷力,再結(jié)合受力情況判斷運動情況.
12.如圖所示,小車板面上的物體質(zhì)量為m= 8kg,它被一根水平方向上拉伸了的彈簧拉住而靜止在小車上,這時彈簧的彈力為6 N .現(xiàn)沿水平向左的方向?qū)π≤囀┮宰饔昧?,使小車由靜止開始運動起來,運動中加速度由零逐漸增大到1m/ s2,此后以1m/ s2的加速度向左做勻加速直線運動.在此過程中,以下說法正確的是( )
A. 當(dāng)小車加速度(向左)為0.75m / s2時,物體受到的摩擦力為6N
B. 小車以1m /s2的加速度(向左)做勻加速直線運動時,物體受到的摩擦力為8N
C. 物體受到的摩擦力先減小后增大
D. 物體與小車始終保持相對靜止,彈簧對物體的作用力始終沒有發(fā)生變化
【答案】CD
【解析】解:A、以物體為研究對象,物體和小車相對靜止,它們的加速相等,根據(jù)牛頓第二定律F合=ma,F(xiàn)合=8×0.75N=6N,方向水平向左,剛好由彈簧的彈力提供,相對小車沒有運動,所以物體不受摩擦力,故A錯誤。
B、由A選項中思路,F(xiàn)合=ma=8×1N=8N,方向水平向左,彈力向左為6N,所以物體還受到向左的靜摩擦力2N.故B錯誤。
C、當(dāng)加速度從零開始增大時,合力應(yīng)向左增大,當(dāng)加速度為1m/s2時,物體的合力向左,大小為8N,而在加速度增大的過程中,合力應(yīng)從零增大到8N,故摩擦力應(yīng)先減小,然后再反向增大,最后保持不變,故C正確。
D、一開始,根據(jù)平衡條件可知,摩擦力等于彈力等于6N,在此后的運動中,摩擦力總是小于6N的,所以物體與小車始終保持相對靜止,彈簧的伸長量沒有變化,對物體的作用力始終沒有發(fā)生變化,故D正確。
故選:CD。
本題中小車通過彈簧與物體相互作用,對物體受力分析,由牛頓第二定律可得出受摩擦力的變化情況。
本題難點在于對過程中合力的分析,要明確在整個過程中合力的變化是由摩擦力引起的,而當(dāng)摩擦力為6N時物體沒有動,故在整個變化中物體不會發(fā)生相對滑動。
三、實驗題:本大題共2小題,共16分。
13.某實驗小組在做“驗證力的平行四邊形法則”的實驗。
(1)學(xué)生小明用刻度尺測得彈簧測力計0刻度到5N刻度間的距離為8.00cm,則該測力計所用彈簧的勁度系數(shù)為__________N/m。
(2)把坐標(biāo)紙固定在水平木板上,橡皮條一端固定在A點,另一端連接輕質(zhì)小圓環(huán),圓環(huán)上系上兩根繩套,如下圖所示。用兩只彈簧測力計分別勾住兩繩套把橡皮條的小圓環(huán)拉到定位圓O處,并記錄兩測力計的示數(shù)及拉力方向。其中F1的大小讀數(shù)為__________N。
(3)請根據(jù)上面測得F1的大小及坐標(biāo)紙上記錄的信息在下圖中繪制出F1的圖示,通過平行四邊形定則在坐標(biāo)紙上作出F1和F2的合力______,得到合力的大小為__________N。
【答案】62.5 2.10 3.6
【解析】解:(1)彈簧的勁度系數(shù):k=FΔx=50.08N/m=62.5N/m;
(2)該彈簧測力計的精度為0.1N,根據(jù)彈簧測力計的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為2.10N;
(3)根據(jù)平行四邊形法則作出合力的圖示如圖所示
根據(jù)題中所給的標(biāo)度測量出合力的大小約為F=185×1N=3.6N。
故答案為:(1)62.5;(2)2.10;(3)見解析,3.6。
(1)根據(jù)胡克定律計算勁度系數(shù);
(2)確定彈簧測力計的精度,讀出示數(shù);
(3)在圖中畫出F1的圖示,做出平行四邊形和對角線,計算對角線代表的合力的大小
本題考查驗證力的平行四邊形法則的實驗,要求掌握實驗原理、實驗裝置、實驗步驟和數(shù)據(jù)處理。
14.某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌實驗裝置來研究勻變速直線運動.他在滑塊上安裝了寬度為d=2cm的遮光條,實驗時,將滑塊從如圖所示位置由靜止釋放,配套的數(shù)字計時器(圖中未畫出)記錄了遮光條通過光電門1所用的時間Δt1=0.02s,通過光電門2所用的時間Δt2=0.01s,遮光條從光電門1到光電門2的時間為t=1.00s.滑塊運動時受到的阻力很小,可忽略不計.請回答下面的問題:
(1)滑塊經(jīng)第一個光電門時速度大小為__________m/s;滑塊經(jīng)第二個光電門時速度大小為__________m/s;滑塊的加速度大小為__________m/s2.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(2)若使滑塊以2.00m/s的初速度由氣墊導(dǎo)軌的底端出發(fā)向上運動,滑塊__________(選填“能”或“不能”)到達(dá)2.50m長的氣墊導(dǎo)軌的頂端.
【答案】(1)1.00,2.00, 1.00; (2)不能。
【解析】(1)滑塊經(jīng)第一個光電門時速度大小v1=dΔt1=1.00m/s,
滑塊經(jīng)第二個光電門時速度大小v2=dΔt2=2.00m/s,
滑塊的加速度大小a=v2?v1t=1.00m/s2;
(2)向上運動的過程中,滑塊的加速度a′=?1m/s2,則0?v02=2a′x,x=2m,因x

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