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2016-2017學(xué)年安徽省亳州市渦陽(yáng)一中、蒙城一中、利辛一中聯(lián)考高三(上)月考物理試卷(10月份)
參考答案與試題解析
一、選擇題(48分.本題共12小題,每小題4分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1-6題只有一項(xiàng)符合題目要求,第7-12題有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)
1.如圖所示,將A、B兩個(gè)物體,靜止疊放在水平面上.則下列說(shuō)法正確的是( )
A.B受到五個(gè)力作用
B.B受到四個(gè)力作用
C.A對(duì)B的作用力方向垂直于它們的接觸面向下
D.水平面一定是粗糙的
【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用;力的合成與分解的運(yùn)用.
【分析】先隔離物體A分析,得到B對(duì)A的力;然后根據(jù)牛頓第三定律得到A對(duì)B的力,再隔離物體B分析,結(jié)合平衡條件分析.
【解答】解:C、先分析物體A,受重力、支持力和摩擦力,根據(jù)平衡條件,支持力和摩擦力的合力與重力平衡,方向豎直向上;
根據(jù)牛頓第三定律,A對(duì)B有壓力和靜摩擦力,合力豎直向下;故C錯(cuò)誤;
ABD、隔離B分析,除A對(duì)B的壓力和靜摩擦力外,還要受重力和地面的支持力,共4個(gè)力,地面對(duì)其沒(méi)有摩擦力,否則不能平衡,故地面可以是光滑的;故A錯(cuò)誤,B正確,D錯(cuò)誤;
故選:B
2.豎直向上拋出一個(gè)小球,5s末落回到拋出點(diǎn),則小球在第3s內(nèi)的位移是(不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2)( )
A.45m B.30m C.125m D.0
【考點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動(dòng).
【分析】豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升和下降過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性,時(shí)間對(duì)稱(chēng)和速率對(duì)稱(chēng)等關(guān)系進(jìn)行分析
【解答】解:根據(jù)題意5s末落回到拋出點(diǎn),根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間對(duì)稱(chēng)性,上升到最高點(diǎn)的時(shí)間
第2s到2.5s在向上做勻減速運(yùn)動(dòng),2.5s到3s在向下做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性,2s~2.5s的位移大小與2.5s到3s的位移大小相等,方向相反,所以第3s內(nèi)的位移為0,故D正確,ABC錯(cuò)誤;
故選:D
3.A、B兩車(chē)在同一直線上同向運(yùn)動(dòng),B車(chē)在A車(chē)的前面,A車(chē)以vA=5m/s 的速度向前勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻B車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),此時(shí)A、B相距s=100m,且B車(chē)速度vB=20m/s,B車(chē)所受的阻力恒為車(chē)重的0.2倍,g=10m/s2,那么A車(chē)追上B車(chē)所用的時(shí)間為( )
A.20s B.30s C.40s D.25s
【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系.
【分析】根據(jù)牛頓第二定律求出B的加速度,根據(jù)速度時(shí)間公式求出B速度減為零的時(shí)間,通過(guò)位移公式求出A、B的位移,判斷此時(shí)A有無(wú)追上B,若未追上,再結(jié)合位移公式求出追及的時(shí)間.
【解答】解:對(duì)B車(chē)根據(jù)牛頓第二定律,得
此時(shí)A的位移xA=vAt1=5×10m=50m,B的位移為:
因?yàn)閤A<xB+s,可知B停止時(shí),A還未追上B,設(shè)追及的時(shí)間為t,則有:vAt=xB+s,
故選:C
4.如圖所示,用絕緣細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球,在電場(chǎng)中處于平衡,細(xì)線與豎直方向成β角.現(xiàn)保持β角不變,緩慢地把電場(chǎng)方向由水平方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至豎直方向,在此過(guò)程中( )
A.場(chǎng)強(qiáng)的最小值為mgsinβ/q B.場(chǎng)強(qiáng)的最小值為mgtanβ/q
C.細(xì)線的拉力始終增大 D.以上答案都不對(duì)
【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度;共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用.
【分析】小球受重力、拉力和電場(chǎng)力,要保持帶電小球在原處不動(dòng),則重力大小和方向都不變,拉力方向不變,電場(chǎng)力大小和方向都改變,根據(jù)平衡條件,運(yùn)用圖示法分析.
【解答】解:小球受重力、拉力和電場(chǎng)力,三力平衡,要保持帶電小球在原處不動(dòng),則重力大小和方向都不變,拉力方向不變,電場(chǎng)力大小和方向都改變,作圖如下:
從圖象可以看出,電場(chǎng)力先減小后增加,故電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增加,而繩子的拉力不斷減??;
根據(jù)當(dāng)電場(chǎng)力與拉力垂直時(shí),電場(chǎng)力最小,則電場(chǎng)強(qiáng)度也最小,
依據(jù)三角知識(shí),則有場(chǎng)強(qiáng)的最小值為Emin=,故A正確,BCD錯(cuò)誤;
故選:A.
5.某星球與地球的質(zhì)量之比為1:5,其半徑與地球半徑之比為1:2,地球表面的重力加速度為10m/s2,從距星球表面4m高處以初速度3m/s水平拋出一個(gè)物體,不計(jì)一切阻力,當(dāng)物體落到星球表面時(shí),落點(diǎn)距拋點(diǎn)的距離為( )
A.3m B.4m C.5m D.6m
【考點(diǎn)】萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用;平拋運(yùn)動(dòng).
【分析】在星球表面的物體受到的重力等于萬(wàn)有引力,得到重力加速度的表達(dá)式,再求比值,然后再由平拋運(yùn)動(dòng)的公式求出位移.
【解答】解:設(shè)地球質(zhì)量M,某星球質(zhì)量M,地球半徑r,某星球半徑r
水平位移:x=v0t=3×1=3m
故選:C
6.如圖所示,一質(zhì)量為M=2kg,長(zhǎng)為1米的木板置于水平地面上,木板上中點(diǎn)處疊放一質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),M與m間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,M與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,初始狀態(tài)系統(tǒng)靜止,現(xiàn)用水平力F作用在木板上,要使m不從M上滑下來(lái),則力F的最大值為(g=10m/s2)( )
A.9N B.3N C.1N D.6N
【考點(diǎn)】牛頓第二定律;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.
【分析】應(yīng)用牛頓第二定律求出臨界加速度,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出最大拉力.
【解答】解:m不從M上滑下來(lái),m與M應(yīng)相對(duì)靜止,
兩者恰好相對(duì)靜止時(shí)的臨界加速度:
由牛頓第二定律得:F﹣μ地(m+M)g=(M+m)g,
最大拉力:F=9N,故A正確,BCD錯(cuò)誤;
故選:A.
7.半徑為R、豎直固定的光滑圓環(huán),一質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上,開(kāi)始時(shí)小球靜止在圓環(huán)的最低點(diǎn),現(xiàn)給小球一水平初速度v0,使小球剛好能過(guò)最高點(diǎn),則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí),速度為零
B.球過(guò)最高點(diǎn)時(shí),圓環(huán)對(duì)小球的彈力大小為mg
C.開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),圓環(huán)對(duì)小球的彈力為m
D.球過(guò)最高點(diǎn)時(shí),速度大小為
【考點(diǎn)】向心力;牛頓第二定律.
【分析】在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)合外力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律及向心力公式列式求解,注意圓環(huán)的作用力可以向上,也可以向下.
【解答】解:A、D、圓環(huán)軌道模型中,小球剛好能通過(guò)最高點(diǎn)的速度為0,故A正確,D錯(cuò)誤;
B、設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的作用力為F,小球在最高點(diǎn)的速度為0,根據(jù)牛頓第二定律:F﹣mg=0,得:F=mg,故B正確;
C、從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒,得:
故選:AB
8.如圖所示的是兩個(gè)從同一地點(diǎn)出發(fā)沿同一方向運(yùn)動(dòng)的物體A和B的速度圖象,由圖可知( )
A.A物體先做勻速直線運(yùn)動(dòng),t1后處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.B物體做的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.t2時(shí),A、B兩物體相遇
D.t2時(shí),A、B速度相等,A在B前面,仍未被B追上,但此后總要被追上的
【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像;勻速直線運(yùn)動(dòng)及其公式、圖像;勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用.
【分析】速度圖象的斜率代表物體運(yùn)動(dòng)的加速度,可知A先勻加速后勻速,而B(niǎo)始終做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).速度圖象與時(shí)間軸圍成的面積代表物體發(fā)生的位移以此可判定C、D正確與否.
【解答】解:由圖象可知物體A在0~t1s時(shí)間做勻加速直線運(yùn)動(dòng),t1時(shí)刻后做勻速直線運(yùn)動(dòng).
故A錯(cuò)誤.
由圖象可知B的初速度為0,而速度圖象的斜率保持不變,故加速度保持不變,即B做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
故B正確.
速度圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體運(yùn)動(dòng)的位移,顯然在0~t2時(shí)間內(nèi),A的位移大于B的位移.故C錯(cuò)誤.
在t2時(shí)刻,A、B速度相等,由以上分析可知A在B前面,仍未被B追上,但在t2時(shí)刻后B的速度大于A的速度,故兩者之間距離越來(lái)越小,總要被追上.
故D正確.
故選B、D.
9.如圖所示,小車(chē)A通過(guò)一根繞過(guò)定滑輪的輕繩吊起一重物B,開(kāi)始時(shí)用力按住A使A不動(dòng),現(xiàn)設(shè)法使A以速度vA=4m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻連接A車(chē)右端的輕繩與水平方向成θ=370角,設(shè)此時(shí)B的速度大小為vB,(cos37°=0.8),不計(jì)空氣阻力,忽略繩與滑輪間摩擦,則( )
A.A不動(dòng)時(shí)B對(duì)輕繩的拉力就是B的重力
B.當(dāng)輕繩與水平方向成θ角時(shí)重物B的速度vB=5m/s
C.當(dāng)輕繩與水平方向成θ角時(shí)重物B的速度vB=3.2m/s
D.B上升到滑輪處前的過(guò)程中處于超重狀態(tài)
【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的合成和分解;牛頓第二定律.
【分析】將汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向,沿繩子方向的速度等于重物的速度大小,從而判斷出重物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
【解答】解:A、若A不動(dòng)時(shí)B對(duì)輕繩的拉力大小等于B的重力,不是同一個(gè)力,故A錯(cuò)誤;
BC、小車(chē)的運(yùn)動(dòng)可分解為沿繩方向和垂直于繩的方向的兩個(gè)運(yùn)動(dòng),因斜拉繩子與水平面的夾角為37°,由幾何關(guān)系可得:vB=vAcos37°=3.2m/s;故B錯(cuò)誤,C正確;
D、因汽車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng),而θ逐漸變小,故vB逐漸變大,物體有向上的加速度,則B處于超重狀態(tài),故D正確.
故選:CD.
10.如圖,豎直平面內(nèi)固定兩根光滑足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng).質(zhì)量為m,電量為+q的帶電小球,恰好能在電容器內(nèi)的豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的半徑為r,導(dǎo)軌間與電容器間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向都垂直紙面向里,磁感強(qiáng)度大小均為B,電容器兩板間距離為d,下列說(shuō)法正確的是( )
A.導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng),速度大小為
B.導(dǎo)體棒ab向左運(yùn)動(dòng),速度大小為
C.該小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜃鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng)
【考點(diǎn)】帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
【分析】帶電小球在電容器內(nèi)部做勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力和電場(chǎng)力平衡,洛侖茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式分析.
【解答】解:AB、小球受重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力,電場(chǎng)力與重力平衡,故電場(chǎng)力向上,故場(chǎng)強(qiáng)向上,故下面的極板帶正電荷,故棒向左做勻速直線運(yùn)動(dòng);
其中:U=BLv0,
C、在圓軌跡最左邊點(diǎn)位置,洛侖茲力向右,磁場(chǎng)垂直向內(nèi),根據(jù)左手定則,速度向下,故該小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜃鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng),故C正確;
故選:BCD
11.在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,各電表都看做理想表.閉合開(kāi)關(guān),滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng),若以△U1、△U2、△U3、△I分別表示電壓表V1、V2、V3和電流表A的示數(shù)變化的大小,則下述結(jié)論正確的是( )
A.電壓表V1、V2、V3和電流表A的示數(shù)分別是變小、變大、變小、變大
【考點(diǎn)】閉合電路的歐姆定律.
【分析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的電阻減小,總電阻減小,電路中的總電流增大,由歐姆定律分析并聯(lián)部分兩端電壓的變化和路端電壓的變化,再判斷R2兩端電壓的變化,綜合分析出兩電壓表變化量的大?。?/p>
【解答】解:AB、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的電阻減小,總電阻減小,則電路中的總電流增大,則電流表A的示數(shù)變大;根據(jù)歐姆定律可知R2的電壓增大,電壓表V2示數(shù)變大;內(nèi)電壓增大,則路端電壓減小,電壓表V3示數(shù)變?。甊2的電壓增大,路端電壓減小,則R1的電壓減小,則電壓表V1的示數(shù)變小,故A正確,
BCD、由U1=E﹣I(R2+r),=R2+r,不變. =R2,不變.由U3=E﹣Ir, =r,不變.故BD正確,C錯(cuò)誤.
故選:ABD
12.如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸(未連接),彈簧水平且無(wú)形變.用水平力,緩慢推動(dòng)物體,在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)度被壓縮了x0,此時(shí)物體靜止.撤去F后,物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的最大距離為4x0.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.則( )
A.撤去F后,物體先做勻加速運(yùn)動(dòng),再做勻減速運(yùn)動(dòng)
B.撤去F后,物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為
C.物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2
D.物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為μmg(x0﹣)
【考點(diǎn)】功能關(guān)系;牛頓第二定律.
【分析】本題通過(guò)分析物體的受力情況,來(lái)確定其運(yùn)動(dòng)情況:撤去F后,物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力不變,而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小,可知加速度先減小后增大,物體先做變加速運(yùn)動(dòng),再做變減速運(yùn)動(dòng),最后物體離開(kāi)彈簧后做勻減速運(yùn)動(dòng);撤去F后,根據(jù)牛頓第二定律求解物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??;物體離開(kāi)彈簧后通過(guò)的最大距離為3x0,由牛頓第二定律求得加速度,由運(yùn)動(dòng)學(xué)位移公式求得時(shí)間;當(dāng)彈簧的彈力與滑動(dòng)摩擦力大小相等、方向相反時(shí),速度最大,可求得此時(shí)彈簧的壓縮量,即可求解物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功.
【解答】解:A、撤去F后,物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力不變,而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小,彈力先大于滑動(dòng)摩擦力,后小于滑動(dòng)摩擦力,則物體向左先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),隨著彈力的減小,合外力先減小后增大,則加速度先減小后增大,故物體先做變加速運(yùn)動(dòng),再做變減速運(yùn)動(dòng),最后物體離開(kāi)彈簧后做勻減速運(yùn)動(dòng);故A錯(cuò)誤
B、撤去F后,物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)速度彈力和摩擦力的作用,加速度大小為,故B錯(cuò)誤
C、彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后,物體做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a=μg,物體做勻減速運(yùn)動(dòng),時(shí)間:t=,故C錯(cuò)誤
D、當(dāng)彈力等于摩擦力時(shí),物體速度增大,此時(shí)彈簧沒(méi)有恢復(fù)原長(zhǎng),物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為μmg(x0﹣).故D正確
故選:D.
二、實(shí)驗(yàn)題(每空2分,若小題中有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,選全對(duì)給2分,選對(duì)但不全給1分,有選錯(cuò)的本題不得分,共14分)
13.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b,得到彈力與彈簧長(zhǎng)度的圖象如圖所示.下列表述正確的是( )
A.a(chǎn)的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)
B.a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大
C.a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小
D.測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度成正比
【考點(diǎn)】探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系.
【分析】彈簧的彈力滿足胡克定律,F(xiàn)=kx,在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k,橫截距表示彈簧的原長(zhǎng).
【解答】解:A、在圖象中橫截距表示彈簧的原長(zhǎng),故b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng),故A錯(cuò)誤
B、在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k,故a的勁度系數(shù)比b的,故B正確
C、同理C錯(cuò)誤
D、彈簧的彈力滿足胡克定律,彈力與彈簧的形變量成正比,故D錯(cuò)誤
故選B
14.某同學(xué)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線和橡皮條做共點(diǎn)力合成實(shí)驗(yàn),
(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 B (填字母代號(hào))
A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法D.建立物理模型法
(2)某同學(xué)對(duì)此實(shí)驗(yàn)的一些說(shuō)法,其中正確的是 AC
A.如果手頭只有一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),改變方法也可以完成實(shí)驗(yàn)
B.用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉線時(shí),橡皮條應(yīng)沿兩線夾角的角平分線
C.拉橡皮條的線要長(zhǎng)一些,用以標(biāo)記同一細(xì)線方向的兩點(diǎn)要相距遠(yuǎn)些
D.在用一個(gè)測(cè)力計(jì)和同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉線時(shí),只需這兩次橡皮條的伸長(zhǎng)量相同就行.
【考點(diǎn)】驗(yàn)證力的平行四邊形定則.
【分析】本題涉及實(shí)驗(yàn)原理:合力與分力產(chǎn)生相同的形變效果,測(cè)量出分力與合力的大小和方向,用同樣的標(biāo)度作出這些力的圖示,尋找規(guī)律,從而明確實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)方法.
【解答】解:(1)本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)兩個(gè)彈簧秤的拉力作出的平行四邊形得出合力,只要合力與實(shí)際的拉力重合,則實(shí)驗(yàn)成功;故采用了控制變量法,故B正確,ACD錯(cuò)誤.
故選:B.
(2)A、如果只有一個(gè)彈簧秤,則可以交替測(cè)出各邊的拉力,但要保證兩次拉的時(shí)候效果相同,故A正確;
B、只要橡皮筋的另一端兩次都接到O點(diǎn),達(dá)到效果相同,拉力方向沒(méi)有限制,橡皮筋不需要與兩繩夾角的平分線在同一直線上,故B錯(cuò)誤;
C、為了減小誤差,拉橡皮條的細(xì)繩需長(zhǎng)些,標(biāo)記方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些,故C正確;
D、在用一個(gè)測(cè)力計(jì)和同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉線時(shí),每次拉橡皮筋的時(shí)要使橡皮筋形變的長(zhǎng)度和方向都相同,即要到同一位置,這樣兩次的效果帶等效,才符合“等效替代”法,故D錯(cuò)誤;
故選:AC.
故答案為:(1)B;(2)AC.
15.如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖.圖中A為小車(chē),B為裝有砝碼的小桶,C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板,小車(chē)通過(guò)紙帶與電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連,計(jì)時(shí)器接50HZ交流電.小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為m1,小桶(及砝碼)的質(zhì)量為m2.
(1)下列說(shuō)法正確的是 AD
A.每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí),不用重新平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車(chē)后接通電源
C.可以用天平測(cè)出小桶和砂的總質(zhì)量m2及小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量m1;根據(jù)公式a=,求出小車(chē)的加速度
D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)作a﹣圖象
(2)在研究小車(chē)的加速度a和拉力F的關(guān)系時(shí),由于沒(méi)有始終滿足M>>m的關(guān)系(其中M為小車(chē)質(zhì)量,m為所掛重物的質(zhì)量),結(jié)果應(yīng)是圖2中的圖 D
(3)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室,各取一套如圖所示的裝置放在水平桌面上,在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下,研究加速度a與拉力F的關(guān)系,分別得到圖3中甲、乙兩條直線.設(shè)甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙,由圖可知μ甲與μ乙的大小關(guān)系 A
A.μ甲>μ乙B.μ甲=μ乙C.μ甲<μ乙D.無(wú)法判斷
(4)實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到了在不同拉力作用下的A、B、C、D…等幾條
較為理想的紙帶,交流電的頻率為50Hz,并在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),按
打點(diǎn)先后依次為0,1,2,3,4,5.由于不小心,幾條紙帶都被撕斷了,如圖4所示(圖中數(shù)據(jù)為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離),請(qǐng)根據(jù)給出的四段紙帶判斷:在甲、乙、丙三段紙帶中,可能是從紙帶A撕下的是 B ;
A.甲B.乙 C.丙D.無(wú)法判斷.
【考點(diǎn)】探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.
【分析】(1)平衡摩擦力,且每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí),不用重新平衡摩擦力,因?yàn)閒=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了;實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē);小車(chē)的加速度應(yīng)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出;研究對(duì)象為小車(chē)和砝碼,應(yīng)該應(yīng)作a﹣圖象;
(2)在驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),在重物質(zhì)量m2遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量m1時(shí),可近似認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于重物重力,當(dāng)不能滿足這個(gè)條件時(shí),將會(huì)出現(xiàn)誤差,圖象將偏離直線;
(3)根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與拉力F的關(guān)系式,結(jié)合圖線的截距比較動(dòng)摩擦因數(shù)的大?。?/p>
(4)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):相鄰的時(shí)間間隔位移之差相等,判斷哪段是從A上撕下的;
【解答】解:(1)A、平衡摩擦力,假設(shè)木板傾角為θ,則有:f=mgsinθ=μmgcosθ,m約掉了,故不需要重新平衡摩擦力.故A正確.
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車(chē),故B錯(cuò)誤.
C、小車(chē)的加速度應(yīng)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出,故C錯(cuò)誤;
D、研究對(duì)象為小車(chē)和砝碼,應(yīng)該應(yīng)作a﹣圖象,故D正確;
(2)在研究加速度跟小車(chē)質(zhì)量m1關(guān)系時(shí),保持m2不變,改變小車(chē)質(zhì)量m1,在小車(chē)質(zhì)量m1遠(yuǎn)大于小桶和砂的總質(zhì)量m2時(shí),即當(dāng)滿足m1?m2時(shí),可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力(合力)F=m2g,此時(shí)加速度a與小車(chē)質(zhì)量m1成反比,與成正比,以為橫軸,a為縱軸,則a﹣圖象應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的直線,當(dāng)小車(chē)質(zhì)量m1不遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量m2時(shí),小車(chē)受到的拉力明顯小于重物重力,a﹣圖象向下彎曲,故ABC錯(cuò)誤,D正確.
(3)根據(jù)牛頓第二定律得,a==﹣μg,知圖線斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),可知m甲<m乙,甲的縱軸截距大于乙的縱軸截距,可知μ甲>μ乙.故A正確,BCD錯(cuò)誤;
(4)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(相鄰的時(shí)間間隔位移之差相等)得出:
x34﹣x23=x23﹣x12=x12﹣x01=6.11cm﹣3.00cm=3.11cm,
則x34﹣x12=2×3.11cm=6.22cm
得:x34=6.22cm+6.11cm=12.31cm
故從紙帶A撕下的是乙圖,ACD錯(cuò)誤,B正確;
故答案為:(1)AD;(2)D;(3)A;(4)B
三、計(jì)算題(本題共3個(gè)小題,共38分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、原始方程式和重要演算步驟.只寫(xiě)最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.)
16.如圖所示,固定在水平面上傾角為α=370、長(zhǎng)為s=4.8m的斜面,一個(gè)質(zhì)量為2kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放置在斜面上,小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,現(xiàn)用大小為F=24N、方向與斜面平行的力推物塊,使小物塊從斜面的最底端由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng).(sin37°=0.60,cos37°=0.80,g=10m/s2).
求(1)小物塊在推力F作用下的加速度大小
(2)要使小物塊能從斜面的最底端到達(dá)斜面的頂端,推力F作用的時(shí)間至少為多長(zhǎng)?
【考點(diǎn)】牛頓第二定律;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.
【分析】(1)根據(jù)牛頓第二定律求出小物塊在推力F作用下的加速度大?。?/p>
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出撤去拉力后的加速度,結(jié)合位移之和,抓住速度位移公式求出最大速度,根據(jù)速度時(shí)間公式求出推力F作用的時(shí)間.
【解答】解:(1)F﹣mgsin37°﹣f=ma1 ①
FN=mgcos37°+F sin37° ②
f=μFN ③
由①②③代入數(shù)據(jù)得a1=2m/s2 ④
(2)當(dāng)小物塊到達(dá)頂端時(shí)速度剛好為零,推力F作用的時(shí)間最少.
設(shè)力作用的時(shí)間至少為t,撤去力F時(shí)的速度為v,撤去力F后的加速度為a2
mgsin37°+μmgcos37°=ma2
代入數(shù)據(jù)解得a2=10m/s2 ⑤
根據(jù)速度時(shí)間公式得v=a1t ⑥
由④⑤⑥⑦代入數(shù)據(jù)解得t=2s.
答:(1)小物塊在推力F作用下的加速度大小為2m/s2;
(2)要使小物塊能從斜面的最底端到達(dá)斜面的頂端,推力F作用的時(shí)間至少為2s.
17.如圖所示為一水平傳送帶裝置.傳送帶始終保持恒定的速率v=4m/s順時(shí)針運(yùn)行,一質(zhì)量為m=4kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0=8m/s從傳送帶的最右端水平向左沖上傳送帶,小物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,已知傳送帶左、右端間的水平距離18m,g取10m/s2.求小物塊從沖上傳送帶到離開(kāi)傳送帶所經(jīng)歷的時(shí)間.
【考點(diǎn)】牛頓第二定律;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.
【分析】物塊經(jīng)歷向左減速、向右加速、向右勻速三個(gè)過(guò)程,根據(jù)牛頓第二定律求加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求每個(gè)階段時(shí)間,時(shí)間之和就是總時(shí)間.
【解答】解:設(shè)小物塊的加速度為a,向左運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,向左運(yùn)動(dòng)位移為x1.
μmg=ma,
a=2m/s2,
所以小物塊不能到達(dá)傳送帶的最左端.
設(shè)小物塊向右加速到與傳送帶速度相同所需時(shí)間為t2,位移為x2,
所以小物塊向右先加速后勻速.
小物塊從沖上傳送帶到離開(kāi)傳送帶所經(jīng)歷的時(shí)間t=t1+t2+t3=9s
答:小物塊從沖上傳送帶到離開(kāi)傳送帶所經(jīng)歷的時(shí)間9s
18.如圖所示,在光滑水平面上靜止放置A、B兩個(gè)物體(均可視為質(zhì)點(diǎn)),假設(shè)A在虛線左側(cè)時(shí)A、B之間無(wú)相互作用,但當(dāng)A一進(jìn)入虛線右側(cè)區(qū)域時(shí)A、B之間就立即產(chǎn)生某種相互作用,其作用力為恒力.開(kāi)始B距虛線位置64m.現(xiàn)在給 A一個(gè)24m/s的向右初速度,當(dāng)A剛越過(guò)虛線位置時(shí),B物體立即加速,經(jīng)過(guò)4s,物體B的速度達(dá)到8m/s,此時(shí)由于某種原因A、B之間的相互作用突然消失,A、B繼續(xù)運(yùn)動(dòng),又經(jīng)2sA追上B,求在這一過(guò)程中.
(1)在A物體追上B物體前,B運(yùn)動(dòng)的位移大??;
(2)在兩物體間有相互作用時(shí),物體A和B的加速度大?。?/p>
【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系.
【分析】(1)根據(jù)平均速度推論求出B加速的位移,根據(jù)位移公式求出勻速運(yùn)動(dòng)的位移,求出A物體追上B物體前B運(yùn)動(dòng)的位移.
(2)根據(jù)速度時(shí)間公式求出B的加速度,A先減速再勻速,結(jié)合A減速的位移,通過(guò)A、B的位移關(guān)系,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出B的加速度.
【解答】解:(1)物體B先加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng),
A物體先減速運(yùn)動(dòng)再勻速運(yùn)動(dòng),A減速運(yùn)動(dòng)的位移=,
由題知xA=x1+x2=xB+64,即44﹣16aA=32+64,
答:(1)在A物體追上B物體前,B運(yùn)動(dòng)的位移大小為32m;
(2)在兩物體間有相互作用時(shí),物體A和B的加速度大小分別為2m/s2、3m/s2.
2016年12月20日
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