
一、單項(xiàng)選擇題(共7小題,每小題4分,共28分)
1. 物理源于對(duì)生活的理性思考,善于觀察現(xiàn)象,并運(yùn)用恰當(dāng)?shù)乃枷敕椒ǚ治鲈忈?,方能開啟科學(xué)殿堂的大門。在如圖四種物理情境的闡述中,用到了“等效替代法”的是( )
A. 如圖甲,兩個(gè)學(xué)生共同提著一桶水靜止,老師自己也能提著這桶水靜止
B. 如圖乙,伽利略利用斜面實(shí)驗(yàn)推理得出物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持的觀點(diǎn)
C. 如圖丙,利用速度時(shí)間圖像的面積可以求出做直線運(yùn)動(dòng)物體的位移大小
D. 如圖丁,曲線運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過A點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向沿曲線上該點(diǎn)的切線方向
2. 如圖所示,在磚墻前A點(diǎn)由靜止開始釋放一顆小石子,B、C是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力,設(shè)每塊磚的厚度相等,則小石子在AB段和BC段的平均速度之比為( )
A. 1:2B. 1:3C. 1:4D. 1:5
3. 某蹦極運(yùn)動(dòng)員從高空由靜止落下,從橡皮繩(滿足胡克定律)恰好繃直的瞬間開始計(jì)時(shí),到該運(yùn)動(dòng)員下落到最低點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,下列反映該運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)情況的圖像中,可能正確的是( )
A. B.
C. D.
4. 如圖所示為某飲料自動(dòng)售賣機(jī)出口處的截面圖。當(dāng)飲料罐來到出口處時(shí),擋板以O(shè)為轉(zhuǎn)軸沿順時(shí)針方向抬起,飲料罐得以滾出。不計(jì)一切摩擦,則在擋板順時(shí)針緩慢抬起一個(gè)小角度(飲料罐尚未滾出)的過程中( )
A. 斜面對(duì)飲料罐的支持力大小不變
B. 斜面對(duì)飲料罐支持力逐漸增大
C. 擋板對(duì)飲料罐的壓力先減小后增大
D. 擋板對(duì)飲料罐的壓力逐漸減小
5. 體育課上,小明同學(xué)將排球以5m/s的初速度豎直向上墊起,墊球點(diǎn)離地面高度為1.2m。忽略空氣阻力,已知重力加速度g=10m/s2,排球被墊出后0.8s時(shí)離地面的高度為( )
A. 0.8mB. 2.9mC. 1.7mD. 2.0m
6. 當(dāng)載重卡車在泥地或沙地陷車時(shí),經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)會(huì)在卡車主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間放一大小合適的圓木墩(如圖所示),卡車就能順利地駛出。主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的直徑相同,且都大于圓木墩的直徑,卡車駛出泥地或沙地的過程,主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和圓木墩均不打滑。關(guān)于卡車順利地駛出泥地或沙地的過程,下列說法正確的是( )
A. 圓木墩與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同
B. 圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與主動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的線速度大小相等
C. 圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與從動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的向心加速度大小相等
D. 圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與從動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的角速度大小相等
7. 如圖甲所示,物塊a、b之間用一根輕質(zhì)彈簧相連,放在光滑水平面上,物體a的質(zhì)量為1.2 kg。開始時(shí)兩物塊均靜止,彈簧處于原長(zhǎng),t = 0時(shí)對(duì)物塊a施加水平向右的恒力F,t = 1 s時(shí)撤去,在0 ~ 1 s內(nèi)兩物體的加速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。彈簧始終處于彈性限度內(nèi),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中以下分析正確的是( )
A. b物體的質(zhì)量為0.6 kg
B. t = 1 s時(shí)物塊a、b的速度大小相同
C. t = 1 s時(shí)a的速度大于0.8 m/s
D. 0 ~ 1 s內(nèi)彈簧彈力先增大后減小
二、多項(xiàng)選擇題(共3小題,每小題6分,共18分。每小題給定的4個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)正確,選對(duì)但漏選得3分,有錯(cuò)選得0分)
8. 物體受幾個(gè)共點(diǎn)恒力作用恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若突然撤去其中某個(gè)力,則它可能做( )
A 勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C 勻減速直線運(yùn)動(dòng)
D. 曲線運(yùn)動(dòng)且加速度恒定
9. 國(guó)內(nèi)已經(jīng)逐步嘗試通過無人機(jī)進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)和應(yīng)急救援物資輸送。某消防中隊(duì)接到群眾報(bào)警,趕至火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),迅速布置無人機(jī)消防作業(yè)。假設(shè)無人機(jī)由靜止豎直向上起飛,整個(gè)過程的v﹣t圖像如圖所示。已知無人機(jī)的質(zhì)量為6kg,重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是( )
A. 無人機(jī)上升的最大高度為30m
B. 無人機(jī)在10~12s內(nèi)處于懸停階段
C. 無人機(jī)在8~10s內(nèi)加速度為﹣3m/s2
D. 無人機(jī)在12~16s內(nèi)受到空氣的作用力大小為66N
10. 如圖所示為豎直截面為半圓形的容器,O為圓心,且AB為沿水平方向的直徑。一物體在A點(diǎn)以水平向右的初速度vA拋出,與此同時(shí)另一物體在B點(diǎn)以向左的水平初速度vB拋出,不計(jì)空氣阻力,兩物體都落到容器的同一點(diǎn)P。已知∠BAP=37°,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。下列說法正確的是( )
A. 物體B比A先到達(dá)P點(diǎn)
B A、B物體一定同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)
C. 拋出時(shí),兩物體的速度大小之比為vA:vB=16:9
D. 拋出時(shí),兩物體的速度大小之比為vA:vB=4:3
三、實(shí)驗(yàn)題(共16分)
11. 如圖甲所示,用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼,探究“在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。
(1)該實(shí)驗(yàn)用鉤碼所受的重力等于彈簧受到的彈力理由是________;
(2)如圖乙所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖,縱軸是鉤碼質(zhì)量m,橫軸是彈簧的形變量x。由圖像可得結(jié)論:在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成________(填“正比”或“反比”),彈簧的勁度系數(shù)________(重力加速度g?。?。
(3)如圖丙所示,實(shí)驗(yàn)中用兩根不同的彈簧a和b,作出彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L的圖像,下列說法正確的是( )
A. b的原長(zhǎng)比a的短B. b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng)
C. a的勁度系數(shù)比b的大D. 彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比
12. “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。小車后面固定一條紙帶,穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,細(xì)線一端連著小車,另一端繞過光滑的定滑輪和質(zhì)量不計(jì)的動(dòng)滑輪與掛在豎直平面內(nèi)的拉力傳感器相連,拉力傳感器用于測(cè)小車受到拉力的大小。
(1)實(shí)驗(yàn)中___________(填寫“需要”或“不需要”)滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。
(2)若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中忘記了平衡摩擦力,其他操作都正確,則他所得到的小車關(guān)系圖像應(yīng)是下圖中的___________(圖中縱坐標(biāo)表示小車的加速度a,橫坐標(biāo)表示細(xì)線對(duì)小車的拉力F)。
A. B.
C. D.
(3)某小組在實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖乙所示,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz。則小車的加速度大小為___________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)若所有操作都正確,現(xiàn)測(cè)得小車的質(zhì)量為M,小車的加速度為a,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則鉤碼的總質(zhì)量___________(用M、a、g表示)。
四、解答題(共38分)
13. 剎車距離(即圖中“減速過程”所經(jīng)過的位移),是評(píng)價(jià)汽車安全性能的一個(gè)重要指標(biāo)。某型號(hào)汽車在一段平直公路上的測(cè)試結(jié)果是:當(dāng)汽車以90km/h速度勻速行駛時(shí),從開始剎車到汽車停下的距離是62.5m,剎車過程可以視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
(1)求測(cè)試汽車剎車時(shí)的加速度大?。?br>(2)若測(cè)試車前方80m處有一障礙物,假設(shè)一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(即圖中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間)t0=0.3s,在這段時(shí)間中,汽車依舊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。那么本次測(cè)試是否安全?
14. 如圖所示,質(zhì)量為m的物體甲通過3段輕繩懸掛,3段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為M的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角,物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài)。求:(已知,,取。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)
(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的質(zhì)量,人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則欲使人在水平面上不滑動(dòng),物體甲的質(zhì)量m最大不能超過多少?
15. 某游樂園設(shè)計(jì)了一款游樂設(shè)施,其簡(jiǎn)化圖如圖所示。在下滑區(qū)有一個(gè)高 的斜面AB,傾斜角 ,一輕質(zhì)的載人滑板能從A 點(diǎn)靜止開始下滑,滑板與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù) ,載人滑板過B點(diǎn)后平滑的沖上水平緩沖區(qū) CD上的緩沖板,緩沖板質(zhì)量為 ,緩沖區(qū) CD 的長(zhǎng)度為18m,緩沖板的上表面與滑板的動(dòng)摩擦因數(shù) ,下表面與CD間的動(dòng)摩擦因數(shù) ,CD段右側(cè)為水平接收區(qū)EF,緩沖板上表面與B、E等高,且與DE碰撞后即被鎖定。已知: 重力加速度 ,求:
(1)游客在滑板上經(jīng)過B時(shí)的速度大??;
(2)若游客的質(zhì)量 時(shí),恰好均能在 CD段不從緩沖板上滑落,則緩沖板的長(zhǎng)度L;
(3)在滿足 (2)情況下,游客相對(duì)緩沖板靜止時(shí),緩沖板右側(cè)與DE的距離范圍。
深圳科學(xué)高中2024-2025學(xué)年第二學(xué)期開學(xué)考考試試題
科目:高一物理 考試時(shí)長(zhǎng):75分鐘 卷面總分:100分
一、單項(xiàng)選擇題(共7小題,每小題4分,共28分)
1. 物理源于對(duì)生活的理性思考,善于觀察現(xiàn)象,并運(yùn)用恰當(dāng)?shù)乃枷敕椒ǚ治鲈忈專侥荛_啟科學(xué)殿堂的大門。在如圖四種物理情境的闡述中,用到了“等效替代法”的是( )
A. 如圖甲,兩個(gè)學(xué)生共同提著一桶水靜止,老師自己也能提著這桶水靜止
B. 如圖乙,伽利略利用斜面實(shí)驗(yàn)推理得出物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持的觀點(diǎn)
C. 如圖丙,利用速度時(shí)間圖像的面積可以求出做直線運(yùn)動(dòng)物體的位移大小
D. 如圖丁,曲線運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過A點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向沿曲線上該點(diǎn)的切線方向
【答案】A
【解析】
【詳解】A.兩個(gè)學(xué)生共同提著一桶水靜止,說明兩個(gè)學(xué)生的提力與水的重力達(dá)到平衡,而老師自己也能提著這桶水靜止,說明老師的提力同樣能與水的重力達(dá)到平衡,這里,兩個(gè)學(xué)生的提力被老師一個(gè)人的提力所“等效替代”,故A正確;
B.伽利略利用斜面實(shí)驗(yàn)推理得出物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持的觀點(diǎn),這是通過觀察和實(shí)驗(yàn)推理得出的結(jié)論,并沒有使用等效替代法,故B錯(cuò)誤;
C.利用速度時(shí)間圖像的面積來求做直線運(yùn)動(dòng)物體的位移大小,這是物理學(xué)中的一種常用方法,但它屬于圖像法或者微元法,而不是等效替代法,故C錯(cuò)誤;
D.曲線運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過A點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向沿曲線上該點(diǎn)的切線方向,使用的是極限法,并沒有使用等效替代法,故D錯(cuò)誤。
故選A。
2. 如圖所示,在磚墻前A點(diǎn)由靜止開始釋放一顆小石子,B、C是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力,設(shè)每塊磚的厚度相等,則小石子在AB段和BC段的平均速度之比為( )
A. 1:2B. 1:3C. 1:4D. 1:5
【答案】B
【解析】
【詳解】設(shè)磚的厚度為d,由圖可知,AB之間的距離,BC之間的距離,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式可得
,
可得
則小石子在AB段和BC段的平均速度之比為
故選B。
3. 某蹦極運(yùn)動(dòng)員從高空由靜止落下,從橡皮繩(滿足胡克定律)恰好繃直的瞬間開始計(jì)時(shí),到該運(yùn)動(dòng)員下落到最低點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,下列反映該運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)情況的圖像中,可能正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】繩子繃緊的開始階段,重力大于彈力,此時(shí)加速度向下,大小為
隨位移x的增加,加速度逐漸減小,當(dāng)加速度減為零時(shí)速度最大,以后彈力大于重力,加速度向上且隨著x的增加逐漸增加,即物體的速度先增加后減小,加速度先減小后增加且隨x成線性關(guān)系,故圖像ABC均錯(cuò),只有D正確。
故選D。
4. 如圖所示為某飲料自動(dòng)售賣機(jī)出口處的截面圖。當(dāng)飲料罐來到出口處時(shí),擋板以O(shè)為轉(zhuǎn)軸沿順時(shí)針方向抬起,飲料罐得以滾出。不計(jì)一切摩擦,則在擋板順時(shí)針緩慢抬起一個(gè)小角度(飲料罐尚未滾出)的過程中( )
A. 斜面對(duì)飲料罐的支持力大小不變
B. 斜面對(duì)飲料罐的支持力逐漸增大
C. 擋板對(duì)飲料罐的壓力先減小后增大
D. 擋板對(duì)飲料罐的壓力逐漸減小
【答案】B
【解析】
【詳解】對(duì)飲料罐進(jìn)行受力分析,飲料罐受到重力G、斜面的支持力和擋板的壓力,不計(jì)一切摩擦,則在擋板順時(shí)針緩慢抬起一個(gè)小角度(飲料罐尚未滾出)的過程中,做出三個(gè)力的矢量三角形圖,如圖所示
可知斜面對(duì)飲料罐的支持力逐漸增大,擋板對(duì)飲料罐的壓力逐漸變大。
故選B。
5. 體育課上,小明同學(xué)將排球以5m/s的初速度豎直向上墊起,墊球點(diǎn)離地面高度為1.2m。忽略空氣阻力,已知重力加速度g=10m/s2,排球被墊出后0.8s時(shí)離地面的高度為( )
A. 0.8mB. 2.9mC. 1.7mD. 2.0m
【答案】D
【解析】
【詳解】墊球后排球做豎直上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)全程法位移—時(shí)間公式
因?yàn)?br>所以排球此時(shí)在拋出點(diǎn)上方,故排球被墊出后0.8s時(shí)離地面的高度為
故選D。
6. 當(dāng)載重卡車在泥地或沙地陷車時(shí),經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)會(huì)在卡車主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間放一大小合適的圓木墩(如圖所示),卡車就能順利地駛出。主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的直徑相同,且都大于圓木墩的直徑,卡車駛出泥地或沙地的過程,主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和圓木墩均不打滑。關(guān)于卡車順利地駛出泥地或沙地的過程,下列說法正確的是( )
A. 圓木墩與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同
B. 圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與主動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的線速度大小相等
C. 圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與從動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的向心加速度大小相等
D. 圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與從動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的角速度大小相等
【答案】B
【解析】
【詳解】A.圓木墩與主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,故A錯(cuò)誤;
B.圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與主動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的線速度大小相等,故B正確;
C.由可知,圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與從動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的向心加速度大小不相等,故C錯(cuò)誤;
D.由可知,圓木墩的邊緣質(zhì)點(diǎn)與從動(dòng)輪的邊緣質(zhì)點(diǎn)的角速度大小不相等,故D錯(cuò)誤。
故選B。
7. 如圖甲所示,物塊a、b之間用一根輕質(zhì)彈簧相連,放在光滑水平面上,物體a的質(zhì)量為1.2 kg。開始時(shí)兩物塊均靜止,彈簧處于原長(zhǎng),t = 0時(shí)對(duì)物塊a施加水平向右的恒力F,t = 1 s時(shí)撤去,在0 ~ 1 s內(nèi)兩物體的加速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。彈簧始終處于彈性限度內(nèi),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中以下分析正確的是( )
A. b物體的質(zhì)量為0.6 kg
B. t = 1 s時(shí)物塊a、b的速度大小相同
C. t = 1 s時(shí)a的速度大于0.8 m/s
D. 0 ~ 1 s內(nèi)彈簧彈力先增大后減小
【答案】C
【解析】
【詳解】A.在t = 0時(shí),對(duì)物塊a,根據(jù)牛頓第二定律可得
當(dāng)t = 1 s時(shí),對(duì)物塊a,根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
當(dāng)t = 1 s時(shí),對(duì)物體b,根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
故A錯(cuò)誤;
B.在a ? t圖像中,圖線與坐標(biāo)軸所圍面積,代表物體速度變化量,則根據(jù)圖乙可知,t = 1 s時(shí),a、b的速度大小不同,故B錯(cuò)誤;
C.同B思路,如圖所示
在0 ~ 1 s內(nèi),虛線與坐標(biāo)軸所圍面積,代表的速度變化量為
由圖可知,a ? t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積大于虛線與坐標(biāo)軸所圍面積,則速度變化量大于0.8 m/s,由于a物體做的是初速度為零的變加速直線運(yùn)動(dòng),故1 s末的速度等于其速度變化量,故t = 1 s時(shí),a的速度大小大于0.8 m/s,故C正確;
D.由圖可知,在0 ~ 1 s內(nèi),b物體的加速度逐漸增大,則根據(jù)牛頓第二定律可知,彈簧的彈力逐漸增大,故D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多項(xiàng)選擇題(共3小題,每小題6分,共18分。每小題給定的4個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)正確,選對(duì)但漏選得3分,有錯(cuò)選得0分)
8. 物體受幾個(gè)共點(diǎn)恒力作用恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),若突然撤去其中某個(gè)力,則它可能做( )
A. 勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C. 勻減速直線運(yùn)動(dòng)
D. 曲線運(yùn)動(dòng)且加速度恒定
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【詳解】A.有一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到幾個(gè)力的作用,這幾個(gè)力一定是平衡力,如果其中的一個(gè)力突然消失,剩余的幾個(gè)力的合力與撤去的力等值、反向、共線,這個(gè)合力恒定不變,則物體不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.有一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到幾個(gè)力的作用,這幾個(gè)力一定是平衡力,如果其中的一個(gè)力突然消失,剩余的幾個(gè)力的合力與撤去的力等值、反向、共線,這個(gè)合力恒定不變。若物體的速度方向與此合力方向相同,則物體將勻加速直線運(yùn)動(dòng),故B正確;
C.若剩余的幾個(gè)力的合力與物體的速度方向相反,則物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故C正確;
D.曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不共線,當(dāng)其余幾個(gè)力的合力與速度不共線時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),由于合力恒定,故加速度恒定,即物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故D正確。
故選BCD。
9. 國(guó)內(nèi)已經(jīng)逐步嘗試通過無人機(jī)進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)和應(yīng)急救援物資輸送。某消防中隊(duì)接到群眾報(bào)警,趕至火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),迅速布置無人機(jī)消防作業(yè)。假設(shè)無人機(jī)由靜止豎直向上起飛,整個(gè)過程的v﹣t圖像如圖所示。已知無人機(jī)的質(zhì)量為6kg,重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是( )
A. 無人機(jī)上升的最大高度為30m
B. 無人機(jī)在10~12s內(nèi)處于懸停階段
C. 無人機(jī)在8~10s內(nèi)加速度為﹣3m/s2
D. 無人機(jī)在12~16s內(nèi)受到空氣的作用力大小為66N
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.由圖示v﹣t圖像可知,無人機(jī)上升的最大高度
故A正確;
B.由圖示v﹣t圖像可知,在10~12s內(nèi),無人機(jī)的速度保持不變但不是零,無人機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)而沒有懸停,故B錯(cuò)誤;
C.由圖示v﹣t圖像可知,在8~10s內(nèi)無人機(jī)的加速度
故C正確;
D.由圖示v﹣t圖像可知,在12~16s內(nèi),無人機(jī)的加速度
對(duì)無人機(jī),由牛頓第二定律得
代入數(shù)據(jù)解得無人機(jī)在12~16s內(nèi)受到空氣的作用力大小為
故D錯(cuò)誤。
故選AC。
10. 如圖所示為豎直截面為半圓形的容器,O為圓心,且AB為沿水平方向的直徑。一物體在A點(diǎn)以水平向右的初速度vA拋出,與此同時(shí)另一物體在B點(diǎn)以向左的水平初速度vB拋出,不計(jì)空氣阻力,兩物體都落到容器的同一點(diǎn)P。已知∠BAP=37°,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。下列說法正確的是( )
A. 物體B比A先到達(dá)P點(diǎn)
B. A、B物體一定同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)
C. 拋出時(shí),兩物體的速度大小之比為vA:vB=16:9
D. 拋出時(shí),兩物體的速度大小之比為vA:vB=4:3
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)題意兩物體豎直方向下落高度相等,則有
可知,A、B物體一定同時(shí)到達(dá)P點(diǎn),故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.物體做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向有
,
結(jié)合上述解得
vA:vB=16:9
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選BC。
三、實(shí)驗(yàn)題(共16分)
11. 如圖甲所示,用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼,探究“在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。
(1)該實(shí)驗(yàn)用鉤碼所受的重力等于彈簧受到的彈力理由是________;
(2)如圖乙所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖,縱軸是鉤碼質(zhì)量m,橫軸是彈簧的形變量x。由圖像可得結(jié)論:在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成________(填“正比”或“反比”),彈簧的勁度系數(shù)________(重力加速度g取)。
(3)如圖丙所示,實(shí)驗(yàn)中用兩根不同的彈簧a和b,作出彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L的圖像,下列說法正確的是( )
A. b的原長(zhǎng)比a的短B. b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng)
C. a的勁度系數(shù)比b的大D. 彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比
【答案】(1)見解析 (2) ①. 正比 ②. 5 (3)BC
【解析】
【小問1詳解】
當(dāng)鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),根據(jù)二力平衡可知,鉤碼所受的重力等于彈簧對(duì)鉤碼的彈力。
【小問2詳解】
[1]由圖像乙知,所掛鉤碼質(zhì)量與彈簧形變量按正比例規(guī)律變化,所以可知鉤碼所受的重力與彈簧形變量也按正比例變化,由于所掛鉤碼重力等于彈簧受到的彈力,所以可得出結(jié)論:在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比;
[2]根據(jù)胡克定律,可得彈簧勁度系數(shù)
小問3詳解】
AB.圖像與橫軸的交點(diǎn)等于彈簧原長(zhǎng),由圖像知b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng),故A錯(cuò)誤,B正確;
C.圖像的斜率等于彈簧的勁度系數(shù),由圖像知a的勁度系數(shù)比b的大,故C正確;
D.圖像可知,彈簧彈力與彈簧長(zhǎng)度為線性關(guān)系,但不是正比關(guān)系,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
12. “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。小車后面固定一條紙帶,穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,細(xì)線一端連著小車,另一端繞過光滑的定滑輪和質(zhì)量不計(jì)的動(dòng)滑輪與掛在豎直平面內(nèi)的拉力傳感器相連,拉力傳感器用于測(cè)小車受到拉力的大小。
(1)實(shí)驗(yàn)中___________(填寫“需要”或“不需要”)滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。
(2)若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中忘記了平衡摩擦力,其他操作都正確,則他所得到的小車關(guān)系圖像應(yīng)是下圖中的___________(圖中縱坐標(biāo)表示小車的加速度a,橫坐標(biāo)表示細(xì)線對(duì)小車的拉力F)。
A B.
C. D.
(3)某小組在實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖乙所示,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz。則小車的加速度大小為___________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)若所有操作都正確,現(xiàn)測(cè)得小車的質(zhì)量為M,小車的加速度為a,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則鉤碼的總質(zhì)量___________(用M、a、g表示)。
【答案】(1)不需要 (2)D
(3)2.0 (4)
【解析】
【小問1詳解】
因細(xì)繩上連有拉力傳感器可以準(zhǔn)確測(cè)出繩的拉力從而得到小車的合力,則不需要用鉤碼的重力近似替代繩的拉力,則實(shí)驗(yàn)中不需要滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。
【小問2詳解】
若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中忘記了平衡摩擦力,則用一定的外力拉物體時(shí)加速度為零,故圖像不過坐標(biāo)原點(diǎn),與橫坐標(biāo)有交點(diǎn);又因?yàn)槭褂昧死鞲衅?,故圖像不會(huì)彎曲,故選D。
【小問3詳解】
圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,故計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為
由逐差法求加速度可得
【小問4詳解】
鉤碼掛在動(dòng)滑輪下,若小車的加速度為a,則鉤碼加速度為,對(duì)鉤碼受力分析,由牛頓第二定律可知
可得
小車平衡摩擦力后,由牛頓第二定律可得
聯(lián)立可得
四、解答題(共38分)
13. 剎車距離(即圖中“減速過程”所經(jīng)過的位移),是評(píng)價(jià)汽車安全性能的一個(gè)重要指標(biāo)。某型號(hào)汽車在一段平直公路上的測(cè)試結(jié)果是:當(dāng)汽車以90km/h速度勻速行駛時(shí),從開始剎車到汽車停下的距離是62.5m,剎車過程可以視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
(1)求測(cè)試汽車剎車時(shí)的加速度大??;
(2)若測(cè)試車前方80m處有一障礙物,假設(shè)一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(即圖中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間)t0=0.3s,在這段時(shí)間中,汽車依舊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。那么本次測(cè)試是否安全?
【答案】(1);(2)安全
【解析】
【詳解】(1)汽車的初速度為
由
解得汽車剎車時(shí)的加速度大?。?
(2)汽車在人的剎車反應(yīng)時(shí)間的位移為
得
所以本次測(cè)試安全。
14. 如圖所示,質(zhì)量為m的物體甲通過3段輕繩懸掛,3段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為M的人相連,輕繩OA與豎直方向的夾角,物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài)。求:(已知,,取。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)
(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的質(zhì)量,人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則欲使人在水平面上不滑動(dòng),物體甲的質(zhì)量m最大不能超過多少?
【答案】(1)1.25mg,
(2),方向水平向左
(3)21kg
【解析】
【小問1詳解】
對(duì)結(jié)點(diǎn)O與物體進(jìn)行受力分析,如圖所示
受甲通過繩子對(duì)O的拉力mg,OB的拉力F和OA的拉力T,處于平衡狀態(tài),則有
,
解得
,
【小問2詳解】
對(duì)人受力分析,在水平方向上受OB的拉力和地面對(duì)人的摩擦力f處于平衡狀態(tài),則有
根據(jù)牛頓第三定律有
結(jié)合上述解得
方向水平向左。
【小問3詳解】
人在豎直方向上受重力Mg和支持力N,若人的質(zhì)量,人與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù),則人受到的最大靜摩擦力為
此時(shí)物體甲的質(zhì)量達(dá)到最大,結(jié)合上述有
解得
15. 某游樂園設(shè)計(jì)了一款游樂設(shè)施,其簡(jiǎn)化圖如圖所示。在下滑區(qū)有一個(gè)高 斜面AB,傾斜角 ,一輕質(zhì)的載人滑板能從A 點(diǎn)靜止開始下滑,滑板與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù) ,載人滑板過B點(diǎn)后平滑的沖上水平緩沖區(qū) CD上的緩沖板,緩沖板質(zhì)量為 ,緩沖區(qū) CD 的長(zhǎng)度為18m,緩沖板的上表面與滑板的動(dòng)摩擦因數(shù) ,下表面與CD間的動(dòng)摩擦因數(shù) ,CD段右側(cè)為水平接收區(qū)EF,緩沖板上表面與B、E等高,且與DE碰撞后即被鎖定。已知: 重力加速度 ,求:
(1)游客在滑板上經(jīng)過B時(shí)的速度大小;
(2)若游客的質(zhì)量 時(shí),恰好均能在 CD段不從緩沖板上滑落,則緩沖板的長(zhǎng)度L;
(3)在滿足 (2)的情況下,游客相對(duì)緩沖板靜止時(shí),緩沖板右側(cè)與DE的距離范圍。
【答案】(1)=10m/s
(2)L=10m (3)4m≤≤4.875m
【解析】
【小問1詳解】
在 AB段
得
【小問2詳解】
在CD段,當(dāng)m=30kg時(shí)
對(duì)m有
μ2mg=ma1
對(duì)M有
當(dāng)M與m共速時(shí)
解得
t1=2s,v1=4m/s
B相對(duì)C的位移
得
Δx=10m
此時(shí)對(duì) M有
得
x1=4m
M到E 點(diǎn)距離
得
由 v-t圖可知當(dāng)m增大時(shí),Δx和x?均減小,則緩沖板長(zhǎng)度
L=Δx=10m
【小問3詳解】
在CD段,當(dāng)m=100kg與M共速時(shí)
同理可求得
v1=7.5m/s,
此時(shí)對(duì)M有
M到E 點(diǎn)距離
則共速時(shí),M右側(cè)距E點(diǎn)的距離
4m≤x2≤4.875m
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