河北省秦皇岛市第一中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题(Word版附解析)
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这是一份河北省秦皇岛市第一中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题(Word版附解析),共27页。试卷主要包含了考试时间75分钟,满分100分等内容,欢迎下载使用。
2.将选择题答案用2B铅笔涂在答题卡上,主观题用黑色字迹的签字笔答在答题卡上。
一、单项选择题(本题有12小题,每题3分,共36分。每小题只有一个正确答案)
1. 贵州“村超”6月9日的一场比赛中,一名球员踢出了一记“圆月弯刀”直击球门死角,所谓“圆月弯刀”是指足球的飞行轨迹是一条优美的弧线。以下说法正确的是( )
A. 研究“圆月弯刀”的踢球技法时可以把足球看作质点
B. 研究足球的飞行轨迹时可以把足球看作质点
C. 一名前排观众激动说:“太精彩了,目测最大球速超过120km/h”。这里的球速是指平均速度
D. 该足球的飞行轨迹长度就是它的位移
2. 下列关于物理学研究方法,正确的是( )
A. 为了方便研究物理问题,在任何情况下体积很小的物体都可以看成质点
B. 加速度采用了微元法定义物理量,说明加速度与速度的变化量成正比
C. 由速度可知,当很小时,可以表示物体在t时刻瞬时速度,这里采用了极限思想
D. 伽利略研究自由落体运动时,采用了“实验验证→逻辑推理→合理外推→猜想假设”的研究思路
3. 关于牛顿第一定律,以下说法错误的是( )
A. 牛顿第一定律又叫惯性定律
B. 牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C. 牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D. 牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
4. 某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为3m/s,下坡时的平均速度大小为7m/s,则此人往返一次的平均速度大小是( )
A. 0B. 10m/sC. 5m/sD.
5. 甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移–时间(x-t)图象如图所示,由图象可以得出在0~4s内( )
A. 甲、乙两物体始终同向运动B. 4s时甲、乙两物体间的距离最大
C. 甲的平均速度等于乙的平均速度D. 甲、乙两物体间的最大距离为6m
6. 一枚火箭由地面竖直向上发射,其图如图所示.其中,,,由图象可知( )
A. 火箭在时间内向下运动
B. 火箭能上升最大高度为
C. 火箭运动过程中最大加速度大小为
D. 火箭上升阶段平均速度大小为
7. 每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如下图的两种家用燃气炉架都有四个爪,若将总质量为m的锅放在图乙所示的炉架上,忽略爪与锅之间的摩擦力,设锅为半径为R的球面,则每个爪与锅之间的弹力( )
A. 等于B. 小于
C. R越大,弹力越大D. R越大,弹力越小
8. “翔龙高空长航时无人机”是中国新一代高空长航时无人侦察机。在某次飞行训练中,先沿地面做匀加速直线运动,连续经过两段分别为和的位移,在经过这两段位移的过程中,无人机的速度变化量均为,则无人机连续经过这两段位移的总时间为( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,一物块放在倾斜的木板上,当木板的倾角θ分别为30°和45°时,物块所受摩擦力的大小相等,则物块与木板间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
10. 将两个质量为m和M的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示,用力F拉小球b。使两个小球都处于静止状态,且细线Oa与竖直方向的夹角保持,则F的最小值为( )
A. B. C. D.
11. 如图所示,质量mA=8 kg的物块A下端连接着直立且固定于地面的轻质弹簧,上端连接着跨过定滑轮的轻质细绳,绳的另一端连接着静置于地面、质量为mB=10 kg的物块B.此时,与A相连的轻绳处于竖直方向,与B相连的轻绳与水平地面成37°角,并且弹簧的压缩量为10 cm,若弹簧劲度系数k=100 N/m,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,不计滑轮与轻绳间的摩擦.关于物块B的受力情况,下列分析正确的是( )
A. 轻绳对物块B的拉力为60 N
B. 地面对物块B的摩擦力为56 N
C. 地面对物块B的支持力为68 N
D. 物块B的合力为10 N
12. 在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g值,g值可由实验精确测得,近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”,它是将测g转变为测长度和时间,具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点上抛的小球又落回原处的时间为T2,在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点到又回到P点所用的时间为T1,测得T1、T2和H,可求得g等于( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(共6小题,每小题4分,共24分,选不全得2分,错选和多选不得分)
13. 在研究某公交车的刹车性能时,让公交车沿直线运行到最大速度后开始刹车至停止,公交车开始刹车后位移与时间的数学关系满足(物理量均采用国际制单位),下列说法正确的有( )
A. 公交车运行的最大速度为16m/s
B. 公交车刹车的加速度大小为
C. 公交车刹车后最后1s内的平均速度为1m/s
D. 公交车从刹车开始10s内的位移为60m
14. 某人在高层楼房的阳台外侧以的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点处所经历的时间可能是(不计空气阻力,取)( )
A. B. C. D.
15. 物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,如图 所示,a、b 处于静止状态,关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A. a受到两个摩擦力的作用
B. a共受到四个力的作用
C. b共受到三个力的作用
D. a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大
16. 如图所示,横截面为直角三角形斜劈A,底面靠在粗糙的竖直墙面上,力F通过球心水平作用在光滑球B上,系统处于静止状态。当力F增大时,系统仍保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 斜劈A受到的力的个数不变
B. 斜劈A受到的摩擦力可能减小
C. 光滑球B对地面的的压力一定不变
D. 光滑球B受到的合力不变
17. 一汽车在高速公路上以v0=30m/s的速度匀速行驶,t=0时刻,驾驶员采取某种措施,汽车运动的加速度随时间变化关系如图所示,以初速度方向为正,下列说法正确的是( )
A. 前2s内,速度变化量20m/sB. t=3s时车速为零
C. 前9s内的平均速度为15m/sD. 前6s内车的位移为90m
18. 如图所示,物块A放在斜面上,一端连接着跨过定滑轮的轻质细绳,绳的另一端连接着物块B,初始AB都处于静止状态,现用力作用于A,使其缓慢上移,当绳到达虚线位置时,撤掉外力,AB再次静止。此过程中斜面一直处于静止状态,忽略轻绳和滑轮之间的摩擦,则物体末位置与初位置相比,各力的变化情况正确的是( )
A. 绳对A的拉力不变
B. A所受的静摩擦力一定增大
C. A所受的支持力一定减小
D. 斜面所受地面的摩擦力一定减小
三、实验题(每空2分,共14分)
19. 利用如图所示的装置可以研究自由落体运动。实验中,需要调整好仪器,接通打点计时器的电源。松开纸带,使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的点。为了减小误差,重物应选______(填正确选项的字母)。
A.木块 B.铁块 C.塑料块
实验中,打点计时器打出的一条纸带上的某段如图所示,若A、B、C…点间的时间间隔均为0.10s。由图中给定的长度,求得重物的加速度大小是______m/s2:打下C点时重物的速度大小是______m/s。
实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误。写出一个你认为可能引起此误差的原因: ______。
20. 某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)该实验运用的思想方法是__________。
A控制变量法 B.等效替代法 C.理想模型法
(2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为__________N。
(3)下列的实验要求不必要的是____________(填选项前的字母)。
A.应用测力计测量重物M所受的重力
B.应在水平桌面上进行实验
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
四、计算题(21题10分,22题16分,共26分)
21. 如图,水平桌面上整齐叠放54张完全相同的扑克牌,每张牌的质量均为m,用手指给最上面的牌一个竖直向下的力F,同时手指缓慢向右移动,回答以下问题,已知重力加速度为g:
(1)手指与第一张牌间的动摩擦因数μ1=0.1,扑克牌间的动摩擦因数μ2=0.2,扑克牌与桌面间的动摩擦因数μ3=0.3,当F=3mg时,求由上向下数的第30张扑克牌对第31张扑克牌的摩擦力的大小?
(2)手指与第一张牌间的动摩擦因数μ1=0.4,扑克牌间的动摩擦因数μ2=0.2,扑克牌与桌面间的动摩擦因数μ3=0.1,当F=4mg时,求由上向下数的第30张扑克牌对第31张扑克牌的摩擦力的大小?
22. 在笔直的公路上,一辆以5的速度匀速行驶的小轿车,正要以2的加速度开始加速时,一辆卡车刚好从旁边以25的速度匀速同向驶过,如图所示。已知该路段小轿车最大速度为33,不考虑两车的长度。求:
(1)小轿车追上卡车前,二者之间的最大距离;
(2)小轿车追上卡车所用时间;
(3)当小轿车超过卡车200m时,因突发情况,小轿车立即以3的加速度开始减速,此后卡车再次追上小轿车需要多少时间。
2023级高一第一学期期中考试物理试题
说明:1、考试时间75分钟,满分100分。
2.将选择题答案用2B铅笔涂在答题卡上,主观题用黑色字迹的签字笔答在答题卡上。
一、单项选择题(本题有12小题,每题3分,共36分。每小题只有一个正确答案)
1. 贵州“村超”6月9日的一场比赛中,一名球员踢出了一记“圆月弯刀”直击球门死角,所谓“圆月弯刀”是指足球的飞行轨迹是一条优美的弧线。以下说法正确的是( )
A. 研究“圆月弯刀”的踢球技法时可以把足球看作质点
B. 研究足球的飞行轨迹时可以把足球看作质点
C. 一名前排观众激动说:“太精彩了,目测最大球速超过120km/h”。这里的球速是指平均速度
D. 该足球的飞行轨迹长度就是它的位移
【答案】B
【解析】
【详解】A.研究“圆月弯刀”的踢球技法时,足球的大小和形状不能忽略,不能看成质点,故A错误;
B.研究足球的飞行轨迹时,足球的大小和形状可以忽略,故可以将足球看作质点,故B正确;
C.目测最大球速超过120km/h”,这里的球速是指瞬时速度,故C错误;
D.该足球的飞行轨迹长度就是它的路程,故D错误。
故选B。
2. 下列关于物理学研究方法,正确的是( )
A. 为了方便研究物理问题,在任何情况下体积很小的物体都可以看成质点
B. 加速度采用了微元法定义物理量,说明加速度与速度的变化量成正比
C. 由速度可知,当很小时,可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这里采用了极限思想
D. 伽利略研究自由落体运动时,采用了“实验验证→逻辑推理→合理外推→猜想假设”的研究思路
【答案】C
【解析】
【详解】A.在所研究的问题中,物体的形状、大小可以忽略不计时,物体可以看成质点,并不是体积小的物体可以看成是质点,故A错误;
B.加速度
采用了极限法来定义物理量,不能说明加速与速度变化量正比,故B错误;
C.由速度
可知,当t非常小时,可以表示物体在t时刻的瞬时速度,这里采用了极限法,故C正确;
D.伽利略研究自由落体运动时,采用了“猜想假设→实验验证→逻辑推理→合理外推”的研究思,故D错误。
故选C。
3. 关于牛顿第一定律,以下说法错误的是( )
A. 牛顿第一定律又叫惯性定律
B. 牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论
C. 牛顿第一定律说明一切物体都有惯性
D. 牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿第一定律又叫惯性定律,选项A正确,不符合题意;
B.牛顿第一定律是牛顿在伽利略实验的基础上,通过抽象推论总结出来的结论,选项B错误,符合题意;
C.牛顿第一定律说明一切物体都有惯性,选项C正确,不符合题意;
D.牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态,选项D正确,不符合题意;
故选B。
4. 某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为3m/s,下坡时的平均速度大小为7m/s,则此人往返一次的平均速度大小是( )
A. 0B. 10m/sC. 5m/sD.
【答案】A
【解析】
【详解】此人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次的位移是0,由平均速度计算公式,可知此人往返一次的平均速度大小是0,A正确,BCD错误。
故选A。
5. 甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移–时间(x-t)图象如图所示,由图象可以得出在0~4s内( )
A. 甲、乙两物体始终同向运动B. 4s时甲、乙两物体间的距离最大
C. 甲的平均速度等于乙的平均速度D. 甲、乙两物体间的最大距离为6m
【答案】C
【解析】
【详解】A.x-t图象的斜率等于速度,可知在0-2s内甲、乙都沿正向运动,同向运动。在2-4s内甲沿负向运动,乙仍沿正向运动,两者反向运动。故A错误;
B.0-2s内两者同向运动,甲的速度大,两者距离增大,2s后甲反向运动,乙仍沿原方向运动,两者距离减小,则第2s末甲、乙两物体间的距离最大,故B错误;
C.由图知在0-4s内甲乙的位移都是2m,平均速度相等,故C正确;
D.第2s末甲、乙两物体间的距离最大,最大距离为
故D错误。
故选C。
6 一枚火箭由地面竖直向上发射,其图如图所示.其中,,,由图象可知( )
A. 火箭在时间内向下运动
B. 火箭能上升的最大高度为
C. 火箭运动过程中最大加速度大小为
D. 火箭上升阶段平均速度大小为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.在时间内火箭的速度为正值且减小,说明火箭在减速上升,A错误;
B.在时间内火箭的速度一直是正值,说明火箭一直在上升,图线与坐标轴所围“面积”的大小等于火箭能上升的最大高度,由数学知识可得,火箭能上升的最大高度为
其中
,
解得
B错误;
C.阶段的加速度大小为
阶段的加速度大小为
阶段的加速度大小为
故火箭运动过程中最大加速度大小为,C正确;
D.火箭上升阶段的平均速度大小为
D错误。
故选C。
7. 每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如下图的两种家用燃气炉架都有四个爪,若将总质量为m的锅放在图乙所示的炉架上,忽略爪与锅之间的摩擦力,设锅为半径为R的球面,则每个爪与锅之间的弹力( )
A. 等于B. 小于
C. R越大,弹力越大D. R越大,弹力越小
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示,假设每个爪与锅之间的弹力方向与竖直方向的夹角为,爪与爪之间的距离为,
由图中几何关系可得
由受力平衡可得
解得
可知越大,越小,越大,越小,D正确,ABC错误;
故选D。
8. “翔龙高空长航时无人机”是中国新一代高空长航时无人侦察机。在某次飞行训练中,先沿地面做匀加速直线运动,连续经过两段分别为和的位移,在经过这两段位移的过程中,无人机的速度变化量均为,则无人机连续经过这两段位移的总时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设第一段位移的初速度为,第一段位移的末速度为,第二段位移的末速度为,根据动力学公式
整理得
两式相减可得
无人机连续经过这两段位移的总时间为
故选D。
9. 如图所示,一物块放在倾斜的木板上,当木板的倾角θ分别为30°和45°时,物块所受摩擦力的大小相等,则物块与木板间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对物块受力分析可知,当倾角为时,物块受到静摩擦力
当倾角为时,物块受到滑动摩擦力
联立方程
故选B。
10. 将两个质量为m和M的小球a、b用细线相连后,再用细线悬挂于O点,如图所示,用力F拉小球b。使两个小球都处于静止状态,且细线Oa与竖直方向的夹角保持,则F的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】将小球a、b及两球之间的细线看作一个整体,则对整体进行受力分析,如图所示
可知当与绳子拉力垂直时,有最小值,即
故选D。
11. 如图所示,质量mA=8 kg的物块A下端连接着直立且固定于地面的轻质弹簧,上端连接着跨过定滑轮的轻质细绳,绳的另一端连接着静置于地面、质量为mB=10 kg的物块B.此时,与A相连的轻绳处于竖直方向,与B相连的轻绳与水平地面成37°角,并且弹簧的压缩量为10 cm,若弹簧劲度系数k=100 N/m,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,不计滑轮与轻绳间的摩擦.关于物块B的受力情况,下列分析正确的是( )
A. 轻绳对物块B的拉力为60 N
B. 地面对物块B的摩擦力为56 N
C. 地面对物块B的支持力为68 N
D. 物块B的合力为10 N
【答案】B
【解析】
【分析】根据胡克定律求出弹簧弹力,根据A物体受力平衡列式求出绳子的拉力,物体B处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件求出地面对B的支持力以及摩擦力的表达式,进而求解;
【详解】A、根据胡克定律可知,弹簧弹力,弹力向上,
则绳子拉力,故A错误;
B、B处于静止状态,受力平衡,对B受力分析,根据平衡条件得:
地面对物块B的支持力,当时,
地面对B的摩擦力,当时,,故B正确,C错误;
D、由于物块B处于静止状态,所以合力为零,故选项D错误.
【点睛】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况.
12. 在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g值,g值可由实验精确测得,近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”,它是将测g转变为测长度和时间,具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点上抛的小球又落回原处的时间为T2,在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点到又回到P点所用的时间为T1,测得T1、T2和H,可求得g等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球从O点上升到最大高度过程中,有
小球从P点上升的最大高度
依据题意
联立解得
故选B。
二、多项选择题(共6小题,每小题4分,共24分,选不全得2分,错选和多选不得分)
13. 在研究某公交车的刹车性能时,让公交车沿直线运行到最大速度后开始刹车至停止,公交车开始刹车后位移与时间的数学关系满足(物理量均采用国际制单位),下列说法正确的有( )
A. 公交车运行的最大速度为16m/s
B. 公交车刹车的加速度大小为
C. 公交车刹车后最后1s内的平均速度为1m/s
D. 公交车从刹车开始10s内的位移为60m
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.将题中的关系式
与位移—时间公式
对比可知,公交车的初速度
v0=16m/s
加速度
a=-2m/s2
汽车做匀减速直线运动,所以最大速度为16m/s,故A正确,B错误;
C.交车刹车后第1s内的位移
则交车刹车后第1s内的平均速度
故C正确;
D.公交车刹车的时间为
从刹车开始10s内的位移即8s内的位移
故D错误。
故选AC。
14. 某人在高层楼房的阳台外侧以的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点处所经历的时间可能是(不计空气阻力,取)( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】取竖直向上方向为正方向,当石块运动到抛出点上方离抛出点15m时,位移为,由
代入得
解得
,
当石块运动到抛出点下方离抛出点15m时,位移为,由
代入得
解得
,(舍去
故选ABD。
15. 物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,如图 所示,a、b 处于静止状态,关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A. a受到两个摩擦力的作用
B. a共受到四个力的作用
C. b共受到三个力的作用
D. a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大
【答案】AD
【解析】
【详解】解:
A、a受到五个力:重力、墙对a向右的弹力和向上的静摩擦力,b对a向左的压力和向下的静摩擦力.故A正确,B错误.
C、b共受到四个力的作用:重力、F、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力.故C错误.
D、由上得知,墙壁对a的摩擦力大小等于a和b的总重力,不随随F的增大而增大.故D正确.
故选AD
【考点】静摩擦力和最大静摩擦力.
【专题】摩擦力专题.
【分析】分析以a、b组成的整体和b为研究对象,根据平衡条件研究墙壁对a的摩擦力和b对a的摩擦力大小,再比较它们的大小.分析受力时先分析重力,再分析弹力和摩擦力.
【点评】本题涉及两个物体的平衡问题,可根据平衡条件进行受力分析,一般按重力、弹力和摩擦力的顺序进行受力分析.
16. 如图所示,横截面为直角三角形的斜劈A,底面靠在粗糙的竖直墙面上,力F通过球心水平作用在光滑球B上,系统处于静止状态。当力F增大时,系统仍保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 斜劈A受到的力的个数不变
B. 斜劈A受到的摩擦力可能减小
C. 光滑球B对地面的压力一定不变
D. 光滑球B受到的合力不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对整体分析,在水平方向上受F和墙壁的弹力作用,F增大,则墙壁对A的弹力增大,隔离对A分析,开始A可能受重力、B对A的弹力、墙壁的弹力三个力平衡,不受摩擦力,当墙壁的弹力增加时,根据水平方向上平衡知,B对A的作用力变大,则会出现摩擦力,所以斜劈的A受力个数可能会发生变化,故A错误;
B.以整体为研究对象,竖直方向
若的初始值小于,在增大到等于的过程,A受到的摩擦力f是竖直向上减小的;在大于的而增大的过程,A受到的摩擦力f是竖直向下增大的,故B正确;
C.对B受力分析,如图:
根据平衡条件
可见F增大,则和都增大,即AB之间的弹力增大,根据牛顿第三定律则B球对地面的压力增大,故C错误;
D.系统始终处于静止状态,所以B受到的合力一直为0,故D正确。
故选BD。
17. 一汽车在高速公路上以v0=30m/s的速度匀速行驶,t=0时刻,驾驶员采取某种措施,汽车运动的加速度随时间变化关系如图所示,以初速度方向为正,下列说法正确的是( )
A. 前2s内,速度变化量为20m/sB. t=3s时车速为零
C. 前9s内的平均速度为15m/sD. 前6s内车的位移为90m
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.汽车前2s内加速度不变,加速度方向与初速度反向,所以汽车做匀减速直线运动,根据加速度定义式可知
t=3s时
故A错误,B正确;
CD.汽车在前3s内的位移为
汽车从运动位移为
内的位移为
所以汽车前6s内的位移为
前9s内的位移为
前9s内的平均速度为
故C正确,D错误。
故选BC。
18. 如图所示,物块A放在斜面上,一端连接着跨过定滑轮的轻质细绳,绳的另一端连接着物块B,初始AB都处于静止状态,现用力作用于A,使其缓慢上移,当绳到达虚线位置时,撤掉外力,AB再次静止。此过程中斜面一直处于静止状态,忽略轻绳和滑轮之间的摩擦,则物体末位置与初位置相比,各力的变化情况正确的是( )
A. 绳对A的拉力不变
B. A所受的静摩擦力一定增大
C. A所受的支持力一定减小
D. 斜面所受地面的摩擦力一定减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.绳对A的拉力大小不变,始终等于物块B的重力,拉力的方向改变,故A错误;
B.设细绳与斜面的夹角为,则细绳对物块A沿斜面向上的拉力大小为
物块A从初位置到末位置,增大,减小,细绳对物块A沿斜面向上的拉力减小;物块A在初位置所受的摩擦力可能沿斜面向下、可能沿斜面向上也可能为零,如果物块A在初位置所受的摩擦力沿斜面向下,物体在末位置时A所受的静摩擦力可能减小,也可能先减小再反向增大,故B错误;
C.细绳对物块A垂直斜面向上的拉力大小为
物块A从初位置到末位置,增大,增大,细绳对物块A垂直斜面向上的拉力增大,A所受的支持力一定减小,故C正确;
D.斜面与物块A整体分析,受重力、支持力、细绳的拉力、地面的摩擦力,设细绳与水平方向的夹角为,则细绳对物块A的拉力在水平方向的分力大小为
物块A从初位置到末位置, 增大, 减小,则细绳对物块A的拉力在水平方向的分力减小,斜面所受地面的摩擦力与细绳对物块A的拉力在水平方向的分力大小相等,故斜面所受地面的摩擦力一定减小,故D正确。
故选CD。
三、实验题(每空2分,共14分)
19. 利用如图所示的装置可以研究自由落体运动。实验中,需要调整好仪器,接通打点计时器的电源。松开纸带,使重物下落。打点计时器会在纸带上打出一系列的点。为了减小误差,重物应选______(填正确选项的字母)。
A.木块 B.铁块 C.塑料块
实验中,打点计时器打出的一条纸带上的某段如图所示,若A、B、C…点间的时间间隔均为0.10s。由图中给定的长度,求得重物的加速度大小是______m/s2:打下C点时重物的速度大小是______m/s。
实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误。写出一个你认为可能引起此误差的原因: ______。
【答案】 ①. B ②. 9.2 ③. 1.57 ④. 纸带与限位孔间有摩擦及空气阻力
【解析】
【详解】[1]这个实验中所选重物应该是体积小、密度大的,这样有利于减小实验因阻力带来的影响。
故选B。
[2]根据逐差法可得
[3]根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,故打下C点时重物的速度大小为
[4]重物下落过程中,纸带与限位孔的摩擦以及空气阻力都会对其产生影响,导致实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值。
20. 某同学用如图所示实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)该实验运用的思想方法是__________。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想模型法
(2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为__________N。
(3)下列的实验要求不必要的是____________(填选项前的字母)。
A.应用测力计测量重物M所受的重力
B.应在水平桌面上进行实验
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
【答案】 ①. B ②. 3.80 ③. BD##DB
【解析】
【详解】(1)[1]根据实验原理可知该实验运用的思想方法是等效替代法。
故选B。
(2)[2]弹簧测力计读数,分度值为0.1N,故由图可知,读数为3.80N。
(3)[3] A.实验通过作出三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此重物的重力必须要知道;故A正确;
B.因为两个弹簧测力计的合力与重力等大反向,所以不能在水平桌面上进行实验,故B错误;
C.拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性;故C正确;
D.当结点O位置确定时,弹簧测力计A的示数也确定,由于重物的重力已确定,两力大小与方向均一定,因此弹簧测力计B的大小与方向也一定,所以不需要让结点固定,故D错误。
本题选错误的,故选BD。
四、计算题(21题10分,22题16分,共26分)
21. 如图,水平桌面上整齐叠放54张完全相同的扑克牌,每张牌的质量均为m,用手指给最上面的牌一个竖直向下的力F,同时手指缓慢向右移动,回答以下问题,已知重力加速度为g:
(1)手指与第一张牌间的动摩擦因数μ1=0.1,扑克牌间的动摩擦因数μ2=0.2,扑克牌与桌面间的动摩擦因数μ3=0.3,当F=3mg时,求由上向下数的第30张扑克牌对第31张扑克牌的摩擦力的大小?
(2)手指与第一张牌间的动摩擦因数μ1=0.4,扑克牌间的动摩擦因数μ2=0.2,扑克牌与桌面间的动摩擦因数μ3=0.1,当F=4mg时,求由上向下数的第30张扑克牌对第31张扑克牌的摩擦力的大小?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)扑克牌间的μ相同,所以第2张到第54张之间不会发生相对滑动,手与第一张扑克间的最大摩擦力
第一张扑克与第二张的最大摩擦力
最后一张扑克与桌面的最大摩擦力
所以只有手指运动,每张牌都不动,第30张与第31张之间的
(2)手与第一张扑克间的最大摩擦力
第一张扑克与第二张的最大摩擦力
最后一张扑克与桌面的最大摩擦力
所以第一张牌与第二张之间发生滑动,第2-54张牌静止,第30张与第31张之间的摩擦力大小为
22. 在笔直的公路上,一辆以5的速度匀速行驶的小轿车,正要以2的加速度开始加速时,一辆卡车刚好从旁边以25的速度匀速同向驶过,如图所示。已知该路段小轿车最大速度为33,不考虑两车的长度。求:
(1)小轿车追上卡车前,二者之间的最大距离;
(2)小轿车追上卡车所用时间;
(3)当小轿车超过卡车200m时,因突发情况,小轿车立即以3的加速度开始减速,此后卡车再次追上小轿车需要多少时间。
【答案】(1)100m;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小轿车与卡车速度相等时,二者相距最远
解得
小轿车前进的位移
卡车前进的位移
二者之间的最大距离
(2)当小轿车从开始加速到最大速度时,需要用时
小轿车前进的位移
卡车前进的位移
由于,此时并没追上卡车,设又经历时间小轿车追上卡车,位移满足
解得
小轿车追上卡车所用总时间
(3)小轿车减速到零需要的时间
这段时间内,小轿车刹车位移
卡车前进的位移
由于
此时卡车还没追上小轿车,但小轿车以后静止不动
此时二者相距
设又经历时间卡车追上小轿车,有
卡车再次追上小汽车所需时间
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