广东省深圳中学2023-2024高一上学期期末考试物理试题(原卷版+解析版)

深圳中学 2023-2024 学年度第一学期期末考试试题
年级:高一 科目:物理
考试时长:75分钟 卷面总分:100分
注意事项:
1、答案写在答题卡指定的位置上,写在试题卷上无效。选择题作答必须用2B铅笔,修改时用橡皮擦干净。
一、单项选择题(每小题只有一个答案符合题意,共7小题,每小题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是(  )
A 牛顿第一定律可以用实验直接验证
B. 伽利略通过对理想斜面实验的研究得出力不是维持运动的原因
C. 在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法
D. 在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本量
2. 一辆警车在平直的公路上以10m/s的速度巡逻,突然接到报警,该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点时的速度也为10m/s,有三种行进方式:a为一直匀速直线运动;b为先减速后匀速再加速;c为先加速后匀速再减速,则(  )
A a种方式先到达 B. b种方式先到达
C. c种方式先到达 D. 条件不足,无法确定
3. 小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一推力F,使拖把在粗糙的地板上向前做匀速直线运动。已知杆与水平面的夹角为θ,拖布与地板间的动摩擦因数保持不变,则(  )
A. 拖把受到3个力作用
B. 地面对拖把的支持力与拖把所受重力是一对平衡力
C. 拖把受到地板摩擦力的大小为F·sinθ
D. 若增大夹角θ,使拖把仍做匀速直线运动,需增大推力F
4. 质量分别为M和m的物块通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,M恰好能静止在斜面上,不考虑M、m与斜面之间的摩擦,若互换两物块位置按图乙放置,释放M斜面仍保持静止,则此时下列说法不正确的是(  )
A. 轻绳拉力等于mg B. 轻绳的拉力等于Mg
C. M运动的加速度大小为(1-sinα)g D. M运动的加速度大小为
5. 如图所示,在倾角为的光滑斜面上端系有一劲度系数为200N/m的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为2kg的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变.若挡板A以4m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动,取,则
A. 小球从一开始就与挡板分离 B. 小球速度最大时与挡板分离
C. 小球向下运动0.01 m时与挡板分离 D. 小球向下运动0.02m时速度最大
6. 如图甲所示,一个质量m=1kg的物体从斜面底端冲上一足够长斜面,物体运动的v-t图像如图乙所示,斜面倾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,则(  )
A. 物块下滑时的加速度大小为10m/s2
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.4
C. 物块回到斜面底端时速度大小约为 5.4m/s
D. 物块回到斜面底端的时刻约为3.0s
7. 如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F(  )
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直减小 D. 一直增大
二、多项选择题(共3小题,全对得6分,错选得0分,漏选得3分,共18分)
8. 关于两个共点力F1、F2与其合力F的关系,规定夹角不超过180°,下列说法中正确的是(  )
A F大小不能小于F1、F2中较小者
B. F1、F2大小不变夹角减小时,F可能减小
C. F1、F2大小不变夹角减小时,F可能增大
D. 若F1、F2方向不变其中一个力增大,F大小可能不变
9. 如图甲所示,质量为m的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度,下列说法正确的是(  )
A. 0~4s内物块先超重后失重,弹簧秤的示数先增大后减小
B. 2s~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零
C. 0~6s内物块先超重后失重,4s时速度最大
D. 弹簧秤在2s末和6s末的示数相同,物块速度相等
10. 如图(a)所示,粗糙的水平桌面上有一质量为1kg的物块A与细绳相连,通过定滑轮和动滑轮与另一物块B相连,细线另一端固定在天花板上。由静止释放物块B,物块A、B一起运动起来,当物块B落地后立即停止运动,物块A始终未运动到桌子右端,物块A的v-t图像如图(b)所示,重力加速度大小取10m/s2,不计滑轮的质量和摩擦,则下列说法正确的是(  )
A. 物块A与桌面之间的动摩擦因数为0.2 B. 物块B初始离地高度为1m
C. 物块B的质量为1.5kg D. 物块B落地前绳中张力为4N
三、实验题(共2小题,11题7分,12题9分,共16分)
11. 某学习小组利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一竖直木板上固定白纸,白纸上附有角度刻度线。弹簧测力计a和b连接细线系于O点,其下端用细线挂一重物Q,使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)图中弹簧测力计a的示数为______N。
(2)关于实验下列说法正确的是______。(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物Q所受的重力
B.弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力
C.连接弹簧测力计a、b以及重物Q细线不必等长,但三根细线应与木板平行
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
(3)弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计a方向水平为止,此过程中弹簧测力计a的示数会______、弹簧测力计b的示数会______。(填“变大”、“不变”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,
(1)如图(a)所示为某同学的实验装置。
①以下措施中有错误的是( )
A.平衡摩擦力时,在砝码盘里放入适量砝码,在长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动
B.应调节定滑轮的高度,使细线与木板平行
C.为了使绳中拉力近似等于砝码和砝码盘的总重量,要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车及车内配重的总质量
②如图(b)是实验中打出的一条纸带,已知打点计时器的打点周期是0.02s,每隔一个点选取一个计数点,计数点间的距离如图所示(单位cm),求出小车运动的加速度的大小为______(计算结果保留2位有效数字)。
(2)另一实验小组设计了如图(c)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜(通过在远离滑轮的一端加垫片实现)的两种情况下分别做了实验,得到了两条a—F图线,如图(d)所示。g为10m/s2
①图线______是在轨道倾斜的情况下得到的(选填“甲”或“乙”);
②滑块和位移传感器发射部分的总质量______kg,滑块和轨道间的动摩擦因数______。
四、计算题(共3小题,13题10分,14题14分,15题14分,共38分)
13. 如图所示,A、B两球在水平放置的细杆上,相距为l,两小球各用一根长度也是l的细绳连接C球,三球的质量都是m,且处于静止状态,求:
(1)一根细绳对C球的作用力大小;
(2)小球A受到杆的支持力大小和摩擦力大小。
14. 如图所示,倾斜的传送带正常工作时顺时针匀速转动,传送带的速率为,传送带倾角为θ=30°。一物块从传送带上端滑上传送带,已知滑上时速率为,不计空气阻力,动摩擦因数为μ,传送带长度为L,求:
(1)若μ=0,且使传送带不动,L=7.5m,物块离开传送带时的速度大小;
(2)若,,传送带正常转动,物块在传送带上运动的时间;
(3)若,,传送带正常转动,物块从哪一端离开传送带?并求物块离开传送带时速度大小和在传送带上运动的时间。
15. 一足够长的水平传送带以速度v=6m/s顺时针匀速转动,把一质量为M=1kg足够长的木板B轻轻放在传送带上,B与传送带之间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)刚将木板B放上传送带时,木板B的加速度;
(2)若将木板B放上传送带的同时把一个质量为m=1kg的物块A轻放在木板B上,如图所示,A与B之间的动摩擦因数,求A、B两个物体的加速度大小;
(3)接上问,若将物块A改为以水平向右v=6m/s的初速度放上木板B,则从开始到最终A、B、传送带都相对静止经历时间为多少?深圳中学 2023-2024 学年度第一学期期末考试试题
年级:高一 科目:物理
考试时长:75分钟 卷面总分:100分
注意事项:
1、答案写在答题卡指定的位置上,写在试题卷上无效。选择题作答必须用2B铅笔,修改时用橡皮擦干净。
一、单项选择题(每小题只有一个答案符合题意,共7小题,每小题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是(  )
A. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
B. 伽利略通过对理想斜面实验的研究得出力不是维持运动的原因
C. 在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法
D. 在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本量
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿第一定律是大量的物理现象的基础上,通过科学的分析、想象、合理外推而得出的结论,故A错误;
B.伽利略通过对理想斜面实验的研究得出力不是维持运动的原因,故B正确;
C.在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法,故C错误;
D.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本量,故D错误。
故选B。
2. 一辆警车在平直的公路上以10m/s的速度巡逻,突然接到报警,该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点时的速度也为10m/s,有三种行进方式:a为一直匀速直线运动;b为先减速后匀速再加速;c为先加速后匀速再减速,则(  )
A. a种方式先到达 B. b种方式先到达
C. c种方式先到达 D. 条件不足,无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】根据题画出三种方式的v-t图像,如图所示
图像中图线与坐标轴所围“面积”可以表示位移,分析图像可知,经过相同的位移先加速后减速需要的时间最短。故C正确;ABD错误。
故选C。
3. 小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一推力F,使拖把在粗糙的地板上向前做匀速直线运动。已知杆与水平面的夹角为θ,拖布与地板间的动摩擦因数保持不变,则(  )
A. 拖把受到3个力作用
B. 地面对拖把的支持力与拖把所受重力是一对平衡力
C. 拖把受到地板摩擦力的大小为F·sinθ
D. 若增大夹角θ,使拖把仍做匀速直线运动,需增大推力F
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.拖把受力如图
即拖把受到重力,地面的支持力,小明同学施加推力,地面给的摩擦力,四个力作用,A错误;
B.根据平衡可知,在竖直方向
地面对拖把的支持力与拖把所受重力大小不等,不是平衡力,B错误;
C.在水平方向
C错误;
D.根据
解得
若增大夹角θ,减小,增大,想做匀速直线运动则推力F增大,D正确
故选D。
4. 质量分别为M和m的物块通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,M恰好能静止在斜面上,不考虑M、m与斜面之间的摩擦,若互换两物块位置按图乙放置,释放M斜面仍保持静止,则此时下列说法不正确的是(  )
A. 轻绳的拉力等于mg B. 轻绳的拉力等于Mg
C. M运动的加速度大小为(1-sinα)g D. M运动的加速度大小为
【答案】B
【解析】
详解】依题意,两物块按图甲放置,由平衡条件可得
两物块按图乙放置,对质量为M的物块,由牛顿第二定律,有
对质量为m的物块,由牛顿第二定律,有
联立,解得
故ACD正确,与题意不符;B错误,与题意相符。
本题选错误的故选B。
5. 如图所示,在倾角为的光滑斜面上端系有一劲度系数为200N/m的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为2kg的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变.若挡板A以4m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动,取,则
A. 小球从一开始就与挡板分离 B. 小球速度最大时与挡板分离
C. 小球向下运动0.01 m时与挡板分离 D. 小球向下运动0.02m时速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】设球与挡板分离时位移为,经历的时间为,从开始运动到分离的过程中,m受竖直向下的重力,垂直斜面向上的支持力FN,沿斜面向上的挡板支持力和弹簧弹力.根据牛顿第二定律有:,保持a不变,随着的增大,减小,当m与挡板分离时,减小到零,则有:,解得:,即小球向下运动0.01m时与挡板分离,故A错误,C正确.球和挡板分离前小球做匀加速运动;球和挡板分离后做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大.故B错误.球和挡板分离后做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大,此时物体所受合力为零.即:,解得:,由于开始时弹簧处于原长,所以速度最大时小球向下运动的路程为0.05m,故D错误.故选C.
6. 如图甲所示,一个质量m=1kg的物体从斜面底端冲上一足够长斜面,物体运动的v-t图像如图乙所示,斜面倾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,则(  )
A. 物块下滑时的加速度大小为10m/s2
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.4
C. 物块回到斜面底端时速度大小约为 5.4m/s
D. 物块回到斜面底端的时刻约为3.0s
【答案】C
【解析】
【详解】B.由乙图可知,物块上滑加速度大小为
物块上滑过程,由牛顿第二定律,可得
解得
故B错误;
A.物块下滑过程,由牛顿第二定律,可得
解得
故A错误;
CD.由乙图可知,0~1.2s内滑块上滑的位移为
设滑块下滑时间为t,则有
解得
物块回到斜面底端的时刻约为
物块回到斜面底端时速度大小约为
故C正确;D错误。
故选C。
7. 如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F(  )
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直减小 D. 一直增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动,设细绳与水平方向的夹角为,则有
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小,则从 逐渐减小时,逐渐增大,则拉力F越来越大
当后
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小,则从逐渐减小时,逐渐增大,则拉力F还是越来越大
所以D正确;ABC错误;
故选D。
二、多项选择题(共3小题,全对得6分,错选得0分,漏选得3分,共18分)
8. 关于两个共点力F1、F2与其合力F的关系,规定夹角不超过180°,下列说法中正确的是(  )
A. F大小不能小于F1、F2中较小者
B. F1、F2大小不变夹角减小时,F可能减小
C. F1、F2大小不变夹角减小时,F可能增大
D. 若F1、F2方向不变其中一个力增大,F大小可能不变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于F1、F2夹角不超过180°,根据平行四边形可知F1、F2夹角为且大小相等时,合力F为零,所以F大小可能小于F1、F2中较小者,故A错误;
BC.根据平行四边形可知当F1、F2夹角不超过180°时F1、F2大小不变夹角减小时,F逐渐增大,故B错误,C正确;
D.若F1、F2方向不变其中一个力增大时,根据平行四边形可知合力可能不变,如1N、2N的两个分力反向时合力为1N,当增大1N的力为3N时合力仍然为1N,故D正确。
故选CD。
9. 如图甲所示,质量为m的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度,下列说法正确的是(  )
A. 0~4s内物块先超重后失重,弹簧秤的示数先增大后减小
B. 2s~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零
C. 0~6s内物块先超重后失重,4s时速度最大
D. 弹簧秤在2s末和6s末的示数相同,物块速度相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题意可知,在0~4s,加速度为正值,方向向上,由牛顿第二定律得
解得
视重F大于物块的实际重力mg,物块一直处于超重状态。因加速度先增大后减小,弹簧秤的示数先增大后减小,故A错误;
B.2s~4s,加速度为正值,方向向上,物块处于超重状态,4s~6s,加速度为负值,方向向下,物块处于失重状态; a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量, t轴上方面积为正值,t轴下方面积为负值,2s~6s,图像中图线下的“面积”代数和为零,故2s~6s内物块先超重后失重,速度变化量为零,故B正确;
C.0~6s内物块先超重后失重;设2s末速度为
2s~4s物块竖直向上做加速度逐渐减小的变加速直线运动,弹簧秤的示数逐渐减小,4s时物块速度最大,为
故C正确;
D.由A项分析知弹簧秤示数为
又2s和6s两时刻加速度分别为和,故弹簧秤在2s末和6s末的示数不相同,又a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量,物块在2s~6s速度变化量为零,故
物块在2s末和6s末速度相等,故D错误。
故选BC。
10. 如图(a)所示,粗糙的水平桌面上有一质量为1kg的物块A与细绳相连,通过定滑轮和动滑轮与另一物块B相连,细线另一端固定在天花板上。由静止释放物块B,物块A、B一起运动起来,当物块B落地后立即停止运动,物块A始终未运动到桌子右端,物块A的v-t图像如图(b)所示,重力加速度大小取10m/s2,不计滑轮的质量和摩擦,则下列说法正确的是(  )
A. 物块A与桌面之间的动摩擦因数为0.2 B. 物块B初始离地高度为1m
C. 物块B的质量为1.5kg D. 物块B落地前绳中张力为4N
【答案】AB
【解析】
详解】A.由v-t图像知,1~3s内加速度大小
根据牛顿第二定律有
解得
故A正确;
B.依题意,0~1s内物块B匀加速下降,设物块B初始离地高度为h,根据v-t图像中图线与坐标轴所围面积表示位移,可知0~1s内物块A的位移为
则有
故B正确;
C.0~1s内对物块A受力分析,有
由由v-t图像知
对物块B受力分析,有
由滑轮特点,可知
解得

故CD错误。
故选AB。
三、实验题(共2小题,11题7分,12题9分,共16分)
11. 某学习小组利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一竖直木板上固定白纸,白纸上附有角度刻度线。弹簧测力计a和b连接细线系于O点,其下端用细线挂一重物Q,使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)图中弹簧测力计a的示数为______N。
(2)关于实验下列说法正确的是______。(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物Q所受的重力
B.弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力
C.连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行
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
(3)弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动,且保持两弹簧测力计间的夹角不变,直到弹簧测力计a方向水平为止,此过程中弹簧测力计a的示数会______、弹簧测力计b的示数会______。(填“变大”、“不变”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)
【答案】 ①. 5.80 ②. AC ③. 变小 ④. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]弹簧测力计的分度值为0.1N,需要估读到0.01N,所以示数为5.80N。
(2)[2]A.实验中要验证的是弹簧测力计a、b对O点的拉力用平行四边形定则合成后,与重物Q对O点的拉力是否等大反向,而Q对O点的拉力与Q的重力相等,所以应测量重物Q所受的重力,故A正确;
B.弹簧测力计a、b对O点的拉力的合力与重物Q的重力是一对平衡力,而不是同一个力,故B错误;
C.连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行,以减小作图误差,故C正确;
D.改变拉力,进行多次实验,每次O点静止时,Q对O点的作用效果与O点的位置无关,所以不要求每次都使O点静止在同一位置,故D错误。
故选AC。
(3)[3][4]方法一:由题意,根据几何关系可知,弹簧测力计a、b对O的拉力Fa、Fb以及Q对O的拉力G组成的矢量三角形内接于圆内,如图所示,可知在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a方向水平的过程中,弹簧测力计a的示数变小,弹簧测力计b的示数会变大。
方法二:由题意可知重物对O拉力的的对角(即力作用线的反向延长线所在的夹角)始终为120°,设的对角为,的对角为,由于三个力中任意两个力的合力一定与另外一个力等大反向,所以根据几何关系以及正弦定理可得
在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a方向水平的过程中,由90°增加至150°,由150°减小至90°,所以变小,变大。
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,
(1)如图(a)所示为某同学的实验装置。
①以下措施中有错误的是( )
A.平衡摩擦力时,在砝码盘里放入适量砝码,在长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动
B.应调节定滑轮的高度,使细线与木板平行
C.为了使绳中拉力近似等于砝码和砝码盘的总重量,要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车及车内配重的总质量
②如图(b)是实验中打出的一条纸带,已知打点计时器的打点周期是0.02s,每隔一个点选取一个计数点,计数点间的距离如图所示(单位cm),求出小车运动的加速度的大小为______(计算结果保留2位有效数字)。
(2)另一实验小组设计了如图(c)所示实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜(通过在远离滑轮的一端加垫片实现)的两种情况下分别做了实验,得到了两条a—F图线,如图(d)所示。g为10m/s2
①图线______是在轨道倾斜的情况下得到的(选填“甲”或“乙”);
②滑块和位移传感器发射部分的总质量______kg,滑块和轨道间的动摩擦因数______。
【答案】 ①. A ②. 1.1 ③. 甲 ④. 0.5 ⑤. 0.2
【解析】
【详解】(1)①[1]A.平衡摩擦力时,不应用砝码盘拉动小车做匀速运动,应让小车自身下滑(即无拉力)来平衡摩擦力即可,A错误;
B.为减小误差,应调节定滑轮的高度,使细线与木板平行,B正确;
C.为了使绳中拉力近似等于砝码和砝码盘的总重量,要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车及车内配重的总质量,C正确。
本题选错误的,故选A。
②[2]两个相邻的计数点的时间间隔
T=0.04s
则小车运动加速度的大小为
(2)①[3]由甲图像可知,当F=0时
a=2m/s2≠0
说明当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的左端垫得过高,所以图线甲是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的;
由乙图像可知,当F≠0时
a=0
说明当绳子上有拉力时小车没有加速度,说明图线乙是轨道水平没有平衡摩擦力情况下得到的。
②[4][5]由牛顿第二定律得
结合图乙所示图像可知,图像斜率
截距
解得质量
动摩擦因数
四、计算题(共3小题,13题10分,14题14分,15题14分,共38分)
13. 如图所示,A、B两球在水平放置的细杆上,相距为l,两小球各用一根长度也是l的细绳连接C球,三球的质量都是m,且处于静止状态,求:
(1)一根细绳对C球的作用力大小;
(2)小球A受到杆的支持力大小和摩擦力大小。
【答案】(1);(2);
【解析】
【详解】(1)对C球受力分析,如图
ABC为等边三角形,C受到两个沿细绳方向的拉力,两个拉力的合力等于C的重力大小,可得
解得
(2)对A球受力分析,如图
由平衡条件可得
解得
14. 如图所示,倾斜传送带正常工作时顺时针匀速转动,传送带的速率为,传送带倾角为θ=30°。一物块从传送带上端滑上传送带,已知滑上时速率为,不计空气阻力,动摩擦因数为μ,传送带长度为L,求:
(1)若μ=0,且使传送带不动,L=7.5m,物块离开传送带时的速度大小;
(2)若,,传送带正常转动,物块在传送带上运动的时间;
(3)若,,传送带正常转动,物块从哪一端离开传送带?并求物块离开传送带时速度大小和在传送带上运动的时间。
【答案】(1);(2);(3)见解析
【解析】
【详解】(1)依题意,对物块受力分析,由牛顿第二定律可得
物块在传送带上做匀加速直线运动,有
联立,解得
(2)对物块受力分析,可得
即物块下滑过程,合力为零,做匀速直线运动,有
(3)对物块受力分析,由牛顿第二定律可得
解得
即物块做匀减速下滑,设经速度减为零,则有
解得
此时物块下滑的距离为
说明物块将沿传送带向上做匀加速直线运动,设经与传送带共速,则有
此时物块上滑位移为
因为,此后将随传送带一起运动,则有
从上端离开传送带, 物块离开传送带时速度大小与传送带相同为
综上所述,物块在传送带上运动的时间为
15. 一足够长的水平传送带以速度v=6m/s顺时针匀速转动,把一质量为M=1kg足够长的木板B轻轻放在传送带上,B与传送带之间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)刚将木板B放上传送带时,木板B的加速度;
(2)若将木板B放上传送带的同时把一个质量为m=1kg的物块A轻放在木板B上,如图所示,A与B之间的动摩擦因数,求A、B两个物体的加速度大小;
(3)接上问,若将物块A改为以水平向右v=6m/s的初速度放上木板B,则从开始到最终A、B、传送带都相对静止经历时间为多少?
【答案】(1),方向水平向右;(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)刚将木板B放上传送带时,根据牛顿第二定律可得
解得木板B的加速度为
方向水平向右。
(2)由于
可知A相对于B向左滑动,以A为对象,根据牛顿第二定律可得
解得A的加速度大小为
以B为对象,根据牛顿第二定律可得
解得B的加速度大小为
(3)若将物块A改为以水平向右的初速度放上木板B,则A相对B向右运动,受到的摩擦力向左,A向右做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可得
以B为对象,根据牛顿第二定律可得
解得
设经过时间,A、B速度相同,设为,则有

解得

A、B共速后,根据(2)分析可知,A开始做加速度为的匀加速运动,B开始做加速度为的匀加速运动,设经过时间,B与传送带共速,则有
此时A的速度为
B与传送带共速后,B与传送带保持相对静止一起做匀速运动,A继续做匀加速运动,设经过时间,A、B与传送带速度相同,则有
则从开始到最终A、B、传送带都相对静止经历时间为

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