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第I卷
一、選擇題(本題共8小題,在每小題給出的四個選項中,至少有一項符合題目要求)
1.如圖所示,用兩根細線AC和BD懸掛一薄板,使之靜止。下列說法正確的是( ?。?br>
A. 薄板的重心一定在AC和BD的延長線的交點處
B. BD的拉力大于AC的拉力
C. 剪斷BD瞬間,薄板的加速度方向一定沿BD斜向下
D. 若保持AC位置不變,緩慢移動BD至豎直方向,則AC的拉力一直減小
【查看答案】【答案】D
【解析】
薄板受到重力、AC細線的拉力和BD細線的拉力三個力作用,三個力不平行,平衡時力所在的直線交于一點,所以薄板的重心一定在通過AC和BD延長線的交點的豎直線上,但不一定在AC和BD的延長線交點處,故A錯誤.
根據(jù)水平方向受力平衡可得:T
BDsin60°=T
ACsin45°,可得T
BD<T
AC,故B錯誤.
剪斷BD瞬間,薄板的速度為零,向心力為零,合力等于重力垂直于AC向下的分力,所以此瞬間,板的加速度方向一定垂直于AC方向向下,而不是沿BD斜向下,故C錯誤.
若保持AC位置不變,緩慢移動BD至豎直方向,作出三個不同位置板的受力合成圖,如圖,AC的拉力T和BD拉力F的合力與重力G總等大反向,由圖知,T一直減小,故D正確.故選D.
【題型】選擇題
【難度】較易
2.以下說法中正確的是( ?。?br>
A. 若圖象為位移—時間圖象,則兩物體在M時刻相遇
B. 若圖象為速度—時間圖象,則兩物體在M時刻相距最遠
C. 若圖象為加速度—時間圖象,則兩物體在M時刻速度相同
D. 若圖象為作用在兩物體上的合力—位移圖象,則兩物體在M位移內(nèi)動能增量相同
【查看答案】【答案】A
【解析】
若圖象為位移—時間圖象,則圖象表示位移隨時間變化的規(guī)律;故兩物體在M時刻相遇;故A正確;
若圖象為速度—時間圖象,則表示兩物體速度變化的規(guī)律,由于不明確兩者間的距離,故無法判斷是否為M點為最遠距離;故B錯誤;
若圖象為加速度—時間圖象,則圖象表示加速度隨時間變化規(guī)律,故物體在M時刻加速度相同;故C錯誤;
若圖象表示合力—位移圖象,則圖象與橫坐標(biāo)包圍的面積表示合力所做的功,故由動能定理可知,動能增量不同;故D錯誤;故選A。
【題型】選擇題
【難度】較易
3.將質(zhì)量為m=0.1kg的小球從地面豎直向上拋出,初速度v
0=20m/s,小球在運動中所受空氣阻力與速率的關(guān)系為f =kv,已知k=0.1kg/s。其在空中的速率隨時間的變化規(guī)律如圖所示,取g=10m/s
2,則以下說法正確的是( )
A. 小球在上升階段的平均速度大于10 m/s
B. 小球在t
1時刻到達最高點,此時加速度為零
C. 小球落地前勻速運動,落地速度大小v
1=10 m/s
D. 小球拋出瞬間的加速度大小為20 m/s
2 【查看答案】【答案】C
【解析】
根據(jù)速度時間圖象與時間軸包圍的面積表示位移,則從圖象可以看出,位移小于陰影部分面積,而陰影部分面積是勻減速直線運動的位移,勻減速直線運動的平均速度等于
v02=10m/s ,故小球上升過程的平均速度小于10m/s,故A錯誤.
球在t
1時刻速率為零,到達最高點,空氣阻力為零,只受重力,加速度為g,故B錯誤.
由圖象可知,小球落地前勻速運動,由mg=f=kv
1;得v
1=10m/s.故C正確.
小球拋出瞬間,有:mg+kv
0=ma
0;聯(lián)立解得:a
0=30m/s
2.故D錯誤.故選C.
【題型】選擇題
【難度】一般
4.甲、乙兩物體同時從同一位置出發(fā)沿同一直線運動,它們的v-t圖象如圖所示,則下列判斷正確的是( )
A. 甲做勻速直線運動,乙先做勻加速運動然后做勻減速直線運動
B. 兩物體兩次相遇的時刻分別是1s末和4s末
C. 乙在6s末重新回到出發(fā)點
D. 第2s末乙物體的運動方向不變
【查看答案】【答案】AD
【解析】
甲的速度不變,做勻速直線運動,乙物體前2s做勻加速直線運動,后4s做勻減速直線運動,故A正確.
甲、乙兩物體由同一位置出發(fā),根據(jù)在速度-時間圖象中圖象與坐標(biāo)軸圍成面積代表位移,可知所以前2s內(nèi)乙的三角形面積等于甲的正方形面積,即兩者位移相同,此時兩車相遇;前6s內(nèi)甲車的矩形面積等于乙車三角形的面積,此時又相遇,即兩物體兩次相遇的時刻分別是2s末和6s末,故B錯誤.
乙的速度一直為正,說明乙一直沿正方向運動,運動方向沒有改變,不可能回到出發(fā)點,故C錯誤,D正確.故選AD.
【題型】多選題
【難度】較易
5.如圖,斜面光滑的斜劈靜止在水平地面上,放在斜劈上的物體受到平行于斜面向下的力F作用,沿斜面向下運動,斜劈保持靜止。下列說法正確的是( ?。?br>
A. 地面對斜劈沒有摩擦力作用
B. 地面對斜劈的摩擦力方向水平向右
C. 若F增大,地面對斜劈的摩擦力也增大
D. 若F反向,地面對斜劈的摩擦力也反向
【查看答案】【答案】B
【解析】
對物體和斜面受力分析如圖所示,
知物體受重力、支持力以及拉力的作用向下運動,由于接觸面光滑,故物體對斜面只有壓力,因此對斜面分析可知,斜面有向左的運動趨勢,故地面對斜面有向右的摩擦力,故A錯誤,B正確;
增大向下的拉力時,物體對斜面的壓力不變,則地面對斜劈的摩擦力大小與方向均不變,故C錯誤;
無論滑塊下滑還是上滑,滑塊對斜面體的壓力不變,即垂直于斜面向下,故F反向不會影響壓力大小,因此斜面受到地面水平向右的靜摩擦力作用,故D錯誤。所以B正確,ACD錯誤。
【題型】選擇題
【難度】一般
6.甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其中v?-t圖象如圖所示,已知兩車在t=2s時恰好并排行駛。則( ?。?br>
A. t=0時,甲車在乙車前10m
B. t=1s時,甲車在乙車之后
C. 甲車的加速度小于乙車的加速度
D. 甲、乙兩車在2s內(nèi)的位移相等
【查看答案】【答案】A
【解析】
已知兩車在t=2s時并排行駛,由圖象可知,1-2s內(nèi)乙的速度大于甲的速度,故1s時甲在乙的前面,故B錯誤;
2s內(nèi)甲的位移x甲 =12×2×20m=20m ;乙的位移:x乙=12×2×(10+20)m=30m,則兩車在2s內(nèi)位移不相等,t=0時刻,甲車在乙車前面10 m,選項A正確,D錯誤;
由圖象可知, a甲=△v△t=10m/s2;a乙=5m/s2,故甲的加速度大于乙的加速度,選項C錯誤;故選A.
【題型】選擇題
【難度】較難
7.如圖甲所示,一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上,其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到水平拉力F作用時,用傳感器測出長木板的加速度a與水平拉力F的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度g=10m/s
2,下列說法正確的是( ?。?br>
A. 小滑塊的質(zhì)量m=2 kg
B. 小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.1
C. 當(dāng)水平拉力F=7 N時,長木板的加速度大小為3 m/s
2 D. 當(dāng)水平拉力F增大時,小滑塊的加速度一定增大
【查看答案】【答案】AC
【解析】
對整體分析,由牛頓第二定律有:F=(M+m)a,當(dāng)F=6N時,此時兩物體具有最大共同加速度,代入數(shù)據(jù)解得:M+m=3kg,當(dāng)F大于6N時,根據(jù)牛頓第二定律得: a=F?μmgM=FM?μmgM,知圖線的斜率k=1M=1,解得:M=1kg,滑塊的質(zhì)量為:m=2kg,故A正確;
根據(jù)F大于6N的圖線知,F(xiàn)=4N時,a=0,即:0=F-20μ,代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.2,所以a=F-4,當(dāng)F=7N時,長木板的加速度為:a=3m/s2,故B錯誤,C正確;
當(dāng)拉力增大時,兩物體發(fā)生滑動時,小滑塊的加速度為a'=μg=2m/s2,恒定不變,故D錯誤。
【題型】多選題
【難度】一般
8.如圖所示,光滑水平地面上,可視為質(zhì)點的兩滑塊A、B在水平外力作用下緊靠在一起壓緊彈簧,彈簧左端固定在墻壁上,此時彈簧的壓縮量為x
0,以兩滑塊此時的位置為坐標(biāo)原點建立如圖所示一維坐標(biāo)系.現(xiàn)將突然撤去外力并施加一反向的拉力F使B向右做勻加速運動,下列關(guān)于拉力F、兩滑塊間彈力F
N與滑塊B的位移x變化的關(guān)系圖象可能正確的是( )
【查看答案】【答案】BD
【解析】
開始時F0=kx0 ;當(dāng)力F突然反向后,設(shè)AB質(zhì)量分別為m、M,對AB的整體,根據(jù)牛頓定律可得:F+k(x0-x)=(m+M)a,當(dāng)x=0時刻kx0=(m+M)a,解得kx0=(m+M)a;
隔離A可得:k(x0-x)-FN=ma,解得FN=MM+mkx0?kx,當(dāng)FN=0時,可得x=MM+mx0<x0,此時兩物塊脫離,此后力F將保持不變,故選項BD正確,AC錯誤。
【題型】多選題
【難度】較難
第Ⅱ卷
二、非選擇題(本題共4個小題。寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
9.某實驗小組在暗室中用“滴水法”測重力加速度的大小,用頻閃儀發(fā)出的白色閃光將每隔相等時間滴下的水滴照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率,當(dāng)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時,看到一串仿佛固定不動的水滴懸在空中,這時拍下部分水滴的照片。已知此時頻閃儀的閃光頻率為30 Hz,從照片中豎直固定在水滴邊上的刻度尺讀出的數(shù)據(jù)如圖所示,則照片中第7個水滴的速度v
2=______m/s;由測量數(shù)據(jù)求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮=______m/s
2。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。
【查看答案】【答案】1.94;9.72
【解析】
根據(jù)題意:x68=26.39cm-13.43cm=12.96cm=1.296×10-1m,勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,故: v2=x682T=1.94m/s,
由逐差法可得: g=x80?x684T2=[(43.67?26.39)?(26.39?13.43)]×10?24×(130)2 m/s2=9.72 m/s2
【題型】實驗題
【難度】較易
10.如圖為用拉力傳感器和速度傳感器探究“加速度與物體受力的關(guān)系” 實驗裝置。用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在長木板上相距L= 48.0cm的A、B兩點各安裝一個速度傳感器,分別記錄小車到達A、B時的速率。
?。?)實驗主要步驟如下:
?、賹⒗鞲衅鞴潭ㄔ谛≤嚿?;
?、谄胶饽Σ亮Γ屝≤囋跊]有拉力作用時能向左做______運動;
③把細線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;
?、芙油娫春笞訡點釋放小車,小車在細線拉動下運動,記錄細線拉力F的大小及小車分別到達A、B時的速率v
A、v
B;
?、莞淖兯鶔煦^碼的數(shù)量,重復(fù)④的操作。
?。?)下表中記錄了實驗測得的幾組數(shù)據(jù),
v2B?v2A是兩個速度傳感器記錄速率的平方差,則加速度的表達式a =______,表中第3次的實驗數(shù)據(jù)為______(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);
(3)本實驗是否要求鉤碼的質(zhì)量遠遠的小于小車的質(zhì)量?______(選填:需要或不需要);由表中數(shù)據(jù),已在坐標(biāo)紙上作出a-F關(guān)系圖線如圖,同時作出理論計算得出的關(guān)系圖線;對比實驗結(jié)果與理論圖線,造成上述偏差的原因是______。
【查看答案】【答案】
?。?)勻速直線
(2)v2B?v2A2L;2.44
(3)不需要沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大
【解析】
?。?)②根據(jù)平衡狀態(tài)的特點可知道當(dāng)小車做勻速直線運動時,說明摩擦力已經(jīng)被重力的下滑分力平衡.
(2)由勻變速直線運動的速度位移公式得: v2B?v2A=2aL,解得:a=v2B?v2A2L,由表中實驗數(shù)據(jù)可知: 2.342×0.48 m/s2≈2.44m/s2
?。?)小車受到的拉力可以由傳感器測出,實驗不需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠遠的小于小車的質(zhì)量;對比圖象可知,實際圖象沒有過原點而是和橫坐標(biāo)有交點,造成原因為沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足或拉力傳感器讀數(shù)偏大.
【題型】實驗題
【難度】一般
11.如圖所示,一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上,當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中時,小物塊恰好靜止。重力加速度為g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
?。?)水平向右電場的電場強度大??;
(2)若將電場強度改為豎直向下,大小不變,小物塊的加速度是多大;
?。?)若將電場強度改為水平向左,大小變?yōu)樵瓉淼?倍,小物塊從高度H處由靜止釋放,求小物塊到達地面的時間為多少。
【查看答案】【答案】
?。?)3mg4q
?。?)2120g
?。?)√2Hg
【解析】
(1)小物塊受重力,電場力和彈力三力平衡:
Eq=mgtan 37°
解得:E=3mg4q
?。?)由牛頓第二定律可得:(Eq+mg)sin 37°=ma解得:a=2120g
?。?)小物塊將離開斜面做勻加速直線運動,豎直方向做自由落體運動:
H=12gt2
解得:t=√2Hg
【題型】計算題
【難度】較易
12.某工廠用傾角為θ=37°的傳送帶把貨物由低處運送到高處,已知傳送帶總長為L=50m,正常運轉(zhuǎn)的速度為v=4m/s;某一次由于停電,工人把M=10kg的貨物放在一塊質(zhì)量m=5kg帶有掛鉤的木板上,如圖,通過定滑輪用平行傳送帶的繩子把木板拉上去。貨物與木板及木板與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.8,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(物塊與木板均可視為質(zhì)點,g=10m/s
2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
?。?)為了把貨物盡快拉上去又不使貨物相對木板滑動,木板的最大加速度?
(2)若工人用F=189N的恒定的拉力把貨物拉到
L5處來電了,工人隨即撤去拉力,求此時貨物與木板的速度?
?。?)若來電瞬間傳送帶就達到了正常運轉(zhuǎn)的速度為v=4m/s,求還需要多長時間貨物到到達B處.
【查看答案】【答案】
?。?)a1=0.4m/s2(2)v1=2m/s(3)11.25s
【解析】
?。?)設(shè)最大拉力為Fm,貨物與木板之間的靜摩擦力達到最大值,設(shè)此時的加速度為a1,對貨物分析根據(jù)牛頓第二定律得:
μMgcosθ-Mgsinθ=Ma1
代入數(shù)據(jù)得:a1=0.4m/s2
?。?)設(shè)工人拉木板的加速度為a2,根據(jù)牛頓第二定律得:
F-μ(m+M)gcosθ-(m+M)gsinθ=(m+M)a2
代入數(shù)據(jù)解得:a2=0.2m/s2
設(shè)來電時木板的速度為v1,根據(jù)運動學(xué)公式得: v21=2a2L5代入數(shù)據(jù)得:v1=2m/s
(3)由于v1<4m/s,所以來電后木板繼續(xù)加速,加速度為a3
μ(m+M)gcosθ-(m+M)gsinθ=(m+M)a3
代入數(shù)據(jù)得:a3=0.4m/s2
設(shè)經(jīng)過t1木板速度與傳送帶速度相同,v=v1+a3t1
得:t1=5s
設(shè)t1內(nèi)木板加速的位移為x1,v2?v12=2a3x1
得:x1=15m
共速后,木板與傳送帶相對靜止一起勻速運動,設(shè)勻速運動的時間為t2,勻速運動的位移為x2,
x2=1?L5?x1
得:x2=25m
又: t2=x2v
得:t2=6.25s
所以來電后木板再需要運動的時間為:t1+t2=11.25s.
【題型】計算題
【難度】較難