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张家界市2015-2016高一物理上学期期末试题附解析

时间:2018-01-07 16:54来源:未知 作者:admin 点击:
核心导读: 2015-2016学年湖南省张家界市高一(上)期末物理试卷(A卷) 一、选择题(本题包括16小题,共52分.其中1-12题为单选,每题3分,13-16题为多选,全对得4分,不全对得2分,有错误不得分)1.小明坐在火车内,看到窗外的树木正在 2015-2016学年湖南
核心导读:2015-2016学年湖南省张家界市高一(上)期末物理试卷(A卷)   一、选择题(本题包括16小题,共52分.其中1-12题为单选,每题3分,13-16题为多选,全对得4分,不全对得2分,有错误不得分) 1.小明坐在火车内,看到窗外的树木正在

2015-2016学年湖南省张家界市高一(上)期末物理试卷(A卷)
 
一、选择题(本题包括16小题,共52分.其中1-12题为单选,每题3分,13-16题为多选,全对得4分,不全对得2分,有错误不得分)
1.小明坐在火车内,看到窗外的树木正在运动,则他所选的参考系可能是(  )
A.大地 B.树木 C.铁轨 D.火车
2.如图所示,坐高铁从杭州到南京,原需经上海再到南京,其路程为s1,位移为x1.杭宁高铁通车后,从杭州可直达南京.其路程为s2,位移为x2,则(  )
 
A.s1>s2,x1>x2 B.s1>s2,x1<x2 C.s1>s2,x1=x2 D.s1=s2,x1=x2
3.“自由落体”演示实验装置如图所示,当牛顿管被抽成真空后,将其迅速倒置,管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中,下列说法正确的是(  )
 
A.时间相同,加速度相同 B.时间相同,加速度不同 copyright zxzyw.cn
C.时间不同,加速度相同 D.时间不同,加速度不同
4.如图所示,一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行,若葡萄枝的倾角为α,则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力为(  )
 
A.Gsinα B.Gcosα C.G D.小于G
5.如图所示,小强用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱,未拉动,此时绳中拉力为F,则木箱所受摩擦力的大小为(  )
 
A.Fcosθ B.Fsinθ C.0 D.F
6.在国际单位制中,质量、长度和时间三个物理量的基本单位分别是(  )
A.kg、m、s B.N、m、s C.N、m、h D.kg、s、m/s
7.静止在光滑水平面上的物体在水平推力F作用下开始运动,推力随时间的变化如图所示,关于物体在0﹣t1时间内的运动情况,正确的描述是(  )
 
A.物体先做匀加速运动,后做匀减速运动
B.物体的速度一直增大
C.物体的速度先增大后减小
D.物体的加速度一直增大
8.如图所示,有人用一簇气球使一座小屋成功升空.当小屋加速上升时,它受到的拉力与重力的关系是(  )
 
A.一对平衡力 B.作用力和反作用力 本¥文¥来$自$中$学%资¥源¥网
C.拉力小于重力 D.拉力大于重力
9.如图所示是伽利略的斜面实验,下表为某次实验的一组数据.据此,他发现 =常数.有同学想验证伽利略的结论,作出如下四幅图象,最合理的是(  )
时间t/单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离s/单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
 
A.  B.  C.  D.
10.小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示.已知连续两次闪光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.由此可知小球(  )
 
A.下落过程中的加速度大小约为
B.经过位置3时的瞬时速度大小约为2gT
C.经过位置4时的瞬时速度大小约为
D.从位置1到4过程中的平均速度大小约为
11.如图用轻绳把一个小球悬挂在O点,用力F拉小球使悬线偏离竖直方向30°处于平衡,力F与竖直方向成θ角,要使F最小,θ角应是(  )
 
A.30° B.60° C.90° D.0°
12.质量为1kg的物体,受水平恒力作用,由静止开始在光滑的水平面上做加速运动,它在t秒内的位移为xm,则F的大小为(  ) 中学资源网,完全免费的中学资源网站
A.  B.  C.  D.
13.甲、乙两物体在同一直线上,同时由同一位置向同一方向做直线运动,其v﹣t图象如图所示,下列说法正确的是(  )
 
A.开始阶段乙运动在甲的前面,20s后乙落在甲的后面
B.20s末乙追上甲,且甲、乙运动速度相等
C.40s末乙追上甲
D.在乙追甲的过程中,20s末两物体相距最远
14.如图所示,在光滑水平面上,轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上.一物块在水平恒力F作用下做直线运动,接触弹簧后,压缩弹簧,直至速度为零.整个过程中,物体一直受到力F作用,弹簧一直在弹性限度内.在物块与弹簧接触后向右运动的过程中,下列说法正确的是(  )
 
A.物块接触弹簧后立即做减速运动
B.物块接触弹簧后先加速后减速
C.当弹簧形变量最大时,物块的加速度等于零
D.当物块的速度最大时,它所受的合力为零
15.在广场游玩时,一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块静止置于水平地面上,如图所示.若水平的风速逐渐增大(设空气密度不变),则下列说法正确的是(  )
 
A.细绳的拉力逐渐增大
B.地面受到小石块的压力逐渐减小

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C.小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大,滑动后受到的摩擦力不变
D.小石块有可能连同气球一起被吹离地面
16.如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v﹣t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1,则(  )
 
A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.0~t3时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~t2时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
 
二、实验题.(每空2分,17题6分,18题6分,19题12分,共24分)
17.在《探究力的平行四边形定则》实验时某兴趣小组用如图甲所示的两个力拉弹簧使之伸长至某个位置,并记录,再换一根细线牵引弹簧,使弹簧伸长到同一位置.
 
(1)本实验采用的科学方法是      
A.理想实验法    B.等效替代法  C.控制变量法  D.建立物理模型法
(2)某同学在坐标纸上画出了如图乙所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N,则两力的合力F=      N,F1与F的夹角分别为θ=      .

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18.如图所示,你的左手拿一块表,右手拿一支彩色画笔.你的同伴牵动一条宽约1cm的长纸带,使纸带在你的笔下沿着直线向前移动.每隔1s你用画笔在纸带上点一个点.你还可以练习在1s内均匀地点上两个点.这样,就做成了一台简单的“打点计时器”.由实验可知纸带速度越大,相邻两点的距离越      ,纸带的速度与相邻两点所表示的时间      (填“有”或“没有”)影响.
 
19.小张以同一个打点计时器固定频率下,測量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度,每次车子都是自右向左运动,四段纸带的长度都相同.則下列叙述哪些是正确?(  )
 
A.纸带甲打点均匀,表示车子的运动是匀速的,加速度是零
B.纸带乙显示的平均速度与纸带甲相同
C.纸带丙表示的小车的运动是先快后慢
D.纸带丁表示的小车的运动是先慢后快
20.小华所在的实验小组利用如图所示的实验装置探究牛顿第二定律,打点计时器使用的交流电频率f=50Hz,当地的重力加速度为g.
(1)在实验前必须进行平衡摩擦力,其步骤如下:取下细线和砂桶,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车,小车做      运动
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(2)图(乙)是小华同学在正确操作下获得的一条纸带,其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出.若s1=2.02cm,s2=4.00cm,s3=6.01cm,则B点的速度为:vB=      m/s(保留三位有效数字).
 
(3)在平衡好摩擦力的情况下,探究小车加速度a与小车质量M的关系中,某次实验测得的数据如表所示.根据这些数据在坐标图丙中描点并作出 图线.从 图线求得合外力大小为      N(计算结果保留两位有效数字).
a/m•s﹣2 1.2 1.1 0.6 0.4 0.3
 /kg﹣1 4.0 3.6 2.0 1.4 1.0
 
(4)如果在某次实验中根据测得的多组数据画出a﹣F关系图线如图丁所示.
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是      .
②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦                              B.轨道保持了水平状态
C.所挂砂及砂桶的总质量太大                           D.所用小车的质量太大. zxzyw.cn,中学资源网
 
三、计算题:(本题共3小题,20题6分,21题8分,22题10分,共24分)
21.一个小球在水平面上做匀速直线运动,经6s前进1.2m来到一段下坡路,开始做匀加速直线运动,坡长2.4m,小球经4s到达坡底.求小球在斜坡上的加速度大小及到达坡底时的速度大小.
22.2012年11月,我国舰载机在航母上首降成功.设某一舰载机质量为m=2.5×l04 kg,速度为vo=42m/s,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,飞机将在甲板上以ao=0.8m/s2的加速度做匀减速运动,着舰过程中航母静止不动.
(1)飞机着舰后,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里?
(2)为了让飞机在有限长度的跑道上停下来,甲板上设置了阻拦索让飞机减速,同时考虑到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况,飞机着舰时并不关闭发动机,图示为飞机勾住阻拦索后某一时刻的情景,此时发动机的推力大小为F=1.2×105N,减速的加速度a1=20m/S2,此时阻拦索夹角θ=106°,空气阻力和甲板阻力保持不变,求此时阻拦索承受的张力大小?(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
 
23.如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端,一小物块以某一初速度沿斜面上滑,一段时间后返回到出发点.若物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2的大小关系满足t1:t2=1: ,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,试求:
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(1)上滑加速度a1与下滑加速度a2的大小之比;
(2)物块和斜面之间的动摩擦因数;
(3)若斜面倾角变为60°,并改变斜面粗糙程度,小物块上滑的同时用水平向右的推力F作用在物块上,发现物块匀减速上滑过程中加速度与推力大小无关,求此时加速度大小.
 
 
 
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2015-2016学年湖南省张家界市高一(上)期末物理试卷(A卷)
参考答案与试题解析
 
一、选择题(本题包括16小题,共52分.其中1-12题为单选,每题3分,13-16题为多选,全对得4分,不全对得2分,有错误不得分)
1.小明坐在火车内,看到窗外的树木正在运动,则他所选的参考系可能是(  )
A.大地 B.树木 C.铁轨 D.火车
【考点】参考系和坐标系.
【分析】解答此题的关键是看被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的.
【解答】解:路旁的树是被研究的物体,路旁的树飞速向后退去,树是运动的,火车(或乘客)和树木之间发生位置的改变.所以树木向后退是以火车(乘客)为参照物的.
故选:D
 
2.如图所示,坐高铁从杭州到南京,原需经上海再到南京,其路程为s1,位移为x1.杭宁高铁通车后,从杭州可直达南京.其路程为s2,位移为x2,则(  )
 
A.s1>s2,x1>x2 B.s1>s2,x1<x2 C.s1>s2,x1=x2 D.s1=s2,x1=x2
【考点】位移与路程.
【分析】位移是初末两点之间的距离,方向由初位置指向末位置;路程是指物体经过的轨迹的长

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【解答】解:由图可知,两次运动的起点与终点相同,故位移相同;
经上海到达南京的轨迹明显大于直达南京的轨迹;故s1>s2;
故选:C.
 
3.“自由落体”演示实验装置如图所示,当牛顿管被抽成真空后,将其迅速倒置,管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中,下列说法正确的是(  )
 
A.时间相同,加速度相同 B.时间相同,加速度不同
C.时间不同,加速度相同 D.时间不同,加速度不同
【考点】自由落体运动.
【分析】轻重不同的物体在真空管中,不受阻力,做自由落体运动.根据h= 比较时间.
【解答】解:轻重不同的物体在真空管中,不受阻力,做自由落体运动.所以加速度相同,都为g.高度相同,根据h= 知运动时间相同.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
 
4.如图所示,一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行,若葡萄枝的倾角为α,则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力为(  )
 
A.Gsinα B.Gcosα C.G D.小于G
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】对蜗牛进行受力分析,明确缓慢爬行及葡萄枝对蜗牛作用力的含义. zxzyw.cn
【解答】解:对蜗牛进行受力分析,有向下的重力、垂直葡萄枝向上的弹力、沿葡萄枝向上的摩擦力,因蜗牛缓慢爬行,说明蜗牛处于平衡状态,即所受合力为零,因此,蜗牛受到葡萄枝的作用力大小等于蜗牛重力,再根据牛顿第三定律,葡萄枝对蜗牛的作用力大小为G,C正确.
故选:C.
 
5.如图所示,小强用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱,未拉动,此时绳中拉力为F,则木箱所受摩擦力的大小为(  )
 
A.Fcosθ B.Fsinθ C.0 D.F
【考点】摩擦力的判断与计算.
【分析】对木箱为研究对象受力分析,正交分解,根据平衡条件求木箱所受摩擦力的大小.
【解答】解:对木箱受力分析,根据平衡条件:
水平方向Fcosθ=f
得:f=Fcosθ
故选:A.
 
6.在国际单位制中,质量、长度和时间三个物理量的基本单位分别是(  )
A.kg、m、s B.N、m、s C.N、m、h D.kg、s、m/s
【考点】力学单位制.
【分析】国际单位制规定了七个基本物理量.分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量.它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位.他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔. zxzyw.cn
【解答】解:力学中的基本物理量有三个,它们分别是质量、长度、时间,它们的单位分别为kg、m、s,所以A正确.
故选:A.
 
7.静止在光滑水平面上的物体在水平推力F作用下开始运动,推力随时间的变化如图所示,关于物体在0﹣t1时间内的运动情况,正确的描述是(  )
 
A.物体先做匀加速运动,后做匀减速运动
B.物体的速度一直增大
C.物体的速度先增大后减小
D.物体的加速度一直增大
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】物体在图示的力作用下,先做加速度增大的变加速直线运动,后做加速度减小的变加速直线运动.速度一直增大.
【解答】解:A、由题可知:物体的合力等于推力F,方向始终沿正方向,根据牛顿第二定律分析可知:物体先从静止开始做加速直线运动,推力F减小时,其方向仍与速度相同,继续做加速直线运动,故A错误.
    B、C由上分析:物体一直做加速运动,速度一直增大.故B正确,C错误.
    D、物体的合力等于推力F,推力先增大后减小,根据牛顿第二定律得知:加速度先增大,后加速度减小.故D错误.
故选B
 
8.如图所示,有人用一簇气球使一座小屋成功升空.当小屋加速上升时,它受到的拉力与重力的关系是(  ) copyright zxzyw.cn
 
A.一对平衡力 B.作用力和反作用力
C.拉力小于重力 D.拉力大于重力
【考点】牛顿第二定律;作用力和反作用力.
【分析】对小屋受力分析,小屋加速上升,由牛顿第二定律列式判断拉力与重力的关系.
【解答】解:对小屋受力分析,受重力和绳子拉力,重力和拉力都是小屋受到的力,作用在一个物体上,不是作用力与反作用力,
根据牛顿第二定律:
T﹣mg=ma,
小屋加速上升,则a>0,
故T﹣mg>0,得T>mg
故D正确,ABC错误;
故选:D.
 
9.如图所示是伽利略的斜面实验,下表为某次实验的一组数据.据此,他发现 =常数.有同学想验证伽利略的结论,作出如下四幅图象,最合理的是(  )
时间t/单位 1 2 3 4 5 6 7 8
距离s/单位 32 130 298 526 824 1192 1600 2104
 
A.  B.  C.  D.
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】根据题意可知,  =常数,所以s与t2成正比,应该画出s﹣t2图象,若图象是一条倾斜的直线,而曲线不能说明s﹣t2成正比. 内容来自z@x@z@y@w.cn
【解答】解:根据题意可知,  =常数,则s与t2成正比,画出s﹣t2图象,若图象是一条倾斜的直线,则说明 =常数,而BC画出s﹣t图象,图象是一条曲线,不能说明s﹣t2成正比,D图象描点本身错误,故A正确.
故选:A
 
10.小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示.已知连续两次闪光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.由此可知小球(  )
 
A.下落过程中的加速度大小约为
B.经过位置3时的瞬时速度大小约为2gT
C.经过位置4时的瞬时速度大小约为
D.从位置1到4过程中的平均速度大小约为
【考点】自由落体运动.
【分析】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出3点的瞬时速度,结合连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度,结合速度时间公式求出经过位置4的瞬时速度.
【解答】解:根据△x=d=aT2得,下落过程中的加速度a= .故A错误.
B、经过位置3的瞬时速度等于2、4段的平均速度,则 .故B错误.
C、根据速度时间公式得,通过位置4的瞬时速度 .故C正确.
D、从位置1到4过程中的平均速度大小 .故D错误.
故选:C. zxzyw.cn,中学资源网
 
11.如图用轻绳把一个小球悬挂在O点,用力F拉小球使悬线偏离竖直方向30°处于平衡,力F与竖直方向成θ角,要使F最小,θ角应是(  )
 
A.30° B.60° C.90° D.0°
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】该题考察了物体在三个共点力的作用下平衡的问题,由题意可知,绳子的拉力T和F的合力与重力等大反向,画出力图,由几何关系可知当F与T垂直时,F具有最小值,从而可得出角θ的大小.
【解答】解:对小球受力分析,小球受到重力G、绳子的拉力T和拉力F三个力作用处于平衡状态,由平衡条件可得F与T的合力跟G等值反向,通过几何关系可得要使F最小,F应与绳垂直,如图示,得:θ=60°,选项ACD错误,B正确.
故选B.
 
 
12.质量为1kg的物体,受水平恒力作用,由静止开始在光滑的水平面上做加速运动,它在t秒内的位移为xm,则F的大小为(  )
A.  B.  C.  D.
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.
【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式求出物体的加速度,根据牛顿第二定律求出水平恒力的作用
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【解答】解:根据位移公式: 得: .
根据牛顿第二定律得,水平恒力为:F=ma= .
故选:A
 
13.甲、乙两物体在同一直线上,同时由同一位置向同一方向做直线运动,其v﹣t图象如图所示,下列说法正确的是(  )
 
A.开始阶段乙运动在甲的前面,20s后乙落在甲的后面
B.20s末乙追上甲,且甲、乙运动速度相等
C.40s末乙追上甲
D.在乙追甲的过程中,20s末两物体相距最远
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】在速度时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度是正数,时间轴下方速度是负数;切线代表该位置的加速度,向右上方倾斜,加速度为正,向右下方倾斜加速度为负;图象与坐标轴围成面积代表位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负.
【解答】解:A、由图知,开始阶段甲的速度大于乙的速度,20s后乙的速度大于甲的速度,而甲、乙两物体同时由同一地运动,在40s末甲乙两物体面积(位移)相同,此时相遇,所以在0﹣40s内甲一直在乙的前面.故A错误B错误C正确.
D、前20s内甲物体速度大、乙的速度小,所以两物体间的距离逐渐增大,20s﹣40s内,后方物体乙速度大,两物体间距减小,故20s两物体相距最远,故D正确;

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故选:CD.
 
14.如图所示,在光滑水平面上,轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上.一物块在水平恒力F作用下做直线运动,接触弹簧后,压缩弹簧,直至速度为零.整个过程中,物体一直受到力F作用,弹簧一直在弹性限度内.在物块与弹簧接触后向右运动的过程中,下列说法正确的是(  )
 
A.物块接触弹簧后立即做减速运动
B.物块接触弹簧后先加速后减速
C.当弹簧形变量最大时,物块的加速度等于零
D.当物块的速度最大时,它所受的合力为零
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】木块接触弹簧后,水平方向受到恒力F和弹簧的弹力,根据弹力与F的大小关系,确定合力方向与速度方向的关系,判断木块的运动情况.
【解答】解:当木块接触弹簧后,水平方向受到向右的恒力F和弹簧水平向左的弹力.弹簧的弹力先小于恒力F,后大于恒力F,木块所受的合力方向先向右后向左,则木块先做加速运动,后做减速运动,当弹力大小等于恒力F时,木块的速度为最大值.当弹簧压缩量最大时,弹力大于恒力F,合力向左,加速度大于零.故AC错误,BD正确;
故选:BD.
 
15.在广场游玩时,一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块静止置于水平地面上,如图所示.若水平的风速逐渐增大(设空气密度不变),则下列说法正确的是(  )
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A.细绳的拉力逐渐增大
B.地面受到小石块的压力逐渐减小
C.小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大,滑动后受到的摩擦力不变
D.小石块有可能连同气球一起被吹离地面
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】分析气球的受力情况,根据平衡条件得出细绳的拉力与绳子与水平方向夹角的表达式,再分析绳子拉力的变化.以气球和石块整体为研究对象,由平衡条件分析小石块所受地面的支持力如何变化,再由牛顿第三定律判断地面受到小石块的压力变化,判断小石块能否滑动.
【解答】解:
A、以气球为研究对象,分析受力如图1所示:重力G1、空气的浮力F1、风力F、绳子的拉力T.设绳子与水平方向的夹角为α,当风力增大时,α将减小.根据平衡条件得
   竖直方向:F1=G1+Tsinα,当α减小时,sinα减小,而F1、G1都不变,则绳子拉力T增大.故A正确.
B、C、以气球和石块整体为研究对象,分析受力如图2,根据平衡条件得
   竖直方向:N+F1=G1+G2,
   水平方向:f=F
气球所受的浮力F1、气球的重力G1、石块的重力G2都不变,则地面对石块的支持力N不变,地面受到小石块的压力也不变.在石块滑动前,当风力F增大时,石块所受的摩擦力增大,当石块滑动后受到的摩擦力f=μN保持不变.故B错误,C正确.

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D、由于地面对石块的支持力N=G1+G2﹣F1保持不变,与风力无关,所以当风力增大时,小石块连同气球一起不可能被吹离地面.故D错误.
故选AC
 
 
16.如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v﹣t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1,则(  )
 
A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.0~t3时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~t2时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像;滑动摩擦力.
【分析】0~t1时间内木块向左匀减速直线运动,受到向右的摩擦力,然后向右匀加速,当速度增加到与皮带相等时,一起向右匀速,摩擦力消失
【解答】解:A、t1时刻小物块向左运动到速度为零,离A处的距离达到最大,故A错误;
B、t2时刻前小物块相对传送带向左运动,之后相对静止,故B正确;
C、0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向始终向右,t2~t3时间内小物块不受摩擦力作用,故C错误; zxzyw.cn
D、0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向始终向右,且大小不变,故D正确;
故选BD.
 
二、实验题.(每空2分,17题6分,18题6分,19题12分,共24分)
17.在《探究力的平行四边形定则》实验时某兴趣小组用如图甲所示的两个力拉弹簧使之伸长至某个位置,并记录,再换一根细线牵引弹簧,使弹簧伸长到同一位置.
 
(1)本实验采用的科学方法是 B 
A.理想实验法    B.等效替代法  C.控制变量法  D.建立物理模型法
(2)某同学在坐标纸上画出了如图乙所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N,则两力的合力F= 12 N,F1与F的夹角分别为θ= 45° .
【考点】验证力的平行四边形定则.
【分析】(1)本实验抓住两根弹簧秤的拉力的共同作用效果与一根弹簧秤的作用效果相同,即运用等效替代的思想进行实验.
(2)应用平行四边形定则作出合力,然后求出力的大小与方向.
【解答】解:(1)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法,故ACD错误,B正确;故选:B;
(2)根据平行四边形定则,作出两个力的合力如图所示,从图上可知,合力F=12N.根据几何关系知F1与F的夹角分别为θ1=45°;
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故答案为:(1)B;(2)12; 45°.
 
 
18.如图所示,你的左手拿一块表,右手拿一支彩色画笔.你的同伴牵动一条宽约1cm的长纸带,使纸带在你的笔下沿着直线向前移动.每隔1s你用画笔在纸带上点一个点.你还可以练习在1s内均匀地点上两个点.这样,就做成了一台简单的“打点计时器”.由实验可知纸带速度越大,相邻两点的距离越 远 ,纸带的速度与相邻两点所表示的时间 没有 (填“有”或“没有”)影响.
 
【考点】刻度尺、游标卡尺的使用.
【分析】清楚打点计时器的工作原理,每隔1s用笔在纸带上点下一个点,也就知道了打点的周期.打点时间间隔相同,从纸带上点的分布情况判断纸带运动情况.
【解答】解:每隔1s你用画(高中学习方法www.gaozhong.cc/)笔在纸带上点一个点.
打点时间间隔相同,所以纸带速度越大,相邻两点的距离越远.
相邻两点所表示的时间是不变的,所以纸带的速度与相邻两点所表示的时间没有影响.
故答案为:远、没有.
 
19.小张以同一个打点计时器固定频率下,測量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度,每次车子都是自右向左运动,四段纸带的长度都相同.則下列叙述哪些是正确?(  )
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A.纸带甲打点均匀,表示车子的运动是匀速的,加速度是零
B.纸带乙显示的平均速度与纸带甲相同
C.纸带丙表示的小车的运动是先快后慢
D.纸带丁表示的小车的运动是先慢后快
【考点】打点计时器系列实验中纸带的处理.
【分析】相邻的计时点的时间间隔相等,根据计时点的距离的变化判断纸带的运动情况.
【解答】解:A、纸带甲中相邻的计时点的距离相等.所以表示车子的运动是匀速的,加速度是零,故A正确.
B、四段纸带的长度都相同.其中纸带乙花费的时间最少,所以纸带乙显示的平均速度最大,故B错误.
C、纸带丙相邻的计时点的距离增大,所以表示的小车的运动速度增大,故C错误.
D、纸带丁相邻的计时点的距离减小,所以示的小车的运动速度减小,故D错误.
故选:A.
 
20.小华所在的实验小组利用如图所示的实验装置探究牛顿第二定律,打点计时器使用的交流电频率f=50Hz,当地的重力加速度为g.
(1)在实验前必须进行平衡摩擦力,其步骤如下:取下细线和砂桶,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车,小车做 匀速直线 运动
(2)图(乙)是小华同学在正确操作下获得的一条纸带,其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出.若s1=2.02cm,s2=4.00cm,s3=6.01cm,则B点的速度为:vB= 0.301 m/s(保留三位有效数字).

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(3)在平衡好摩擦力的情况下,探究小车加速度a与小车质量M的关系中,某次实验测得的数据如表所示.根据这些数据在坐标图丙中描点并作出 图线.从 图线求得合外力大小为 0.30 N(计算结果保留两位有效数字).
a/m•s﹣2 1.2 1.1 0.6 0.4 0.3
 /kg﹣1 4.0 3.6 2.0 1.4 1.0
 
(4)如果在某次实验中根据测得的多组数据画出a﹣F关系图线如图丁所示.
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是 在小车质量不变时小车的加速度与力成正比 .
②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦                              B.轨道保持了水平状态
C.所挂砂及砂桶的总质量太大                           D.所用小车的质量太大. 内容来自z@x@z@y@w.cn
【考点】验证牛顿第二运动定律.
【分析】(1)平衡摩擦力的目的是用小车沿斜面向下的重力分力与摩擦力平衡,必须让小车带动纸带匀速下滑.
(2)纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动B点的瞬时速度.
(3)根据表中实验数据在坐标纸上描出对应的点,然后根据描出的点作出图象,然后根据图象特点得出实验结论.
(4)当砂和砂桶的质量远小于车的质量时,砂桶重力代替绳子拉力,加速度与拉力成正比.随着砂桶质量增大,破坏了这个条件,实际拉力比砂桶重力小得多,桶实际的加速度比理论值小得多,图线向下弯曲.实验前没有平衡摩擦力,所以当拉力F达到一定值后,小车才产生加速度.
【解答】解:(1)在实验前必须进行平衡摩擦力,其步骤如下:取下细线和砂桶,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车,使小车恰好做匀速直线运动,这样小车所受的摩擦力与小车沿斜面向下的重力的分力平衡.
(2)每两计数点之间还有4个点没有标出,计数点间的时间间隔为:t=0.02×5=0.1s,
利用匀变速直线运动的推论可知:B点的瞬时速度等于AC间的平均速度,则有:vB= = =0.301m/s;
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(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象,图象如图所示:
由牛顿第二定律得:a= F,由图示图象可知,合力为:F合=k= N=0.30N;
(4)①由图示a﹣F图象的OA段可知,在小车质量不变时a﹣F图象是过原点的直线,即a与F成正比,由此可知:在质量不变时加速度与力成正比;
②当砂与砂桶质量远小于小车质量时可以近似认为小车所受拉力等于砂与砂桶的重力,当不满足此条件时,小车所受的拉力明显小于砂与砂桶的重力,a﹣F图象发生弯曲,故选C;
故答案为:(1)匀速直线;(2)0.301;(3)图象如图所示;0.30;(4)①在小车质量不变时小车的加速度与力成正比. ②C.
 
 
三、计算题:(本题共3小题,20题6分,21题8分,22题10分,共24分)
21.一个小球在水平面上做匀速直线运动,经6s前进1.2m来到一段下坡路,开始做匀加速直线运动,坡长2.4m,小球经4s到达坡底.求小球在斜坡上的加速度大小及到达坡底时的速度大小.
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】根据匀速运动的位移公式求出匀速运动的速度,即小球做匀加速直线运动的初速度,根据位移时间公式求出小球的加速度,根据速度时间公式求出小球到达坡底的速度. 本¥文¥来$自$中$学%资¥源¥网
【解答】解:根据运动学公式x=vt得小球做匀速直线运动的速度为:v0= =0.2 m/s,
以后小球以初速度v0做匀加速直线运动,由:x2=v0t2+ at22,
代入数据解得加速度为:a=0.2m/s2.
根据运动学公式v=v0+at得末速度为:v=0.2+0.2×4m/s=1m/s.
答:小球在斜坡上的加速度大小为0.2m/s2.到达坡底时的速度大小为1m/s.
 
22.2012年11月,我国舰载机在航母上首降成功.设某一舰载机质量为m=2.5×l04 kg,速度为vo=42m/s,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,飞机将在甲板上以ao=0.8m/s2的加速度做匀减速运动,着舰过程中航母静止不动.
(1)飞机着舰后,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里?
(2)为了让飞机在有限长度的跑道上停下来,甲板上设置了阻拦索让飞机减速,同时考虑到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况,飞机着舰时并不关闭发动机,图示为飞机勾住阻拦索后某一时刻的情景,此时发动机的推力大小为F=1.2×105N,减速的加速度a1=20m/S2,此时阻拦索夹角θ=106°,空气阻力和甲板阻力保持不变,求此时阻拦索承受的张力大小?(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
 
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【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】1)由匀加速直线运动位移速度公式即可求解;
(2)对飞机进行受力分析根据牛顿第二定律列式即可求解;
【解答】解:(1)由运动学公式 得
代入数据得s0=1102.5m
 
(2)飞机受力分析如图.由牛顿第二定律有
其中FT为阻拦索的张力,f为空气和甲板对飞机的阻力
飞机仅受空气和甲板对飞机的阻力时f=ma0
联立上式可得FT=5×105N
答:(1)飞机着舰后,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少1102.5m才能保证飞机不滑到海里;
(2)此时阻拦索承受的张力大小为5×105 N;
 
23.如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端,一小物块以某一初速度沿斜面上滑,一段时间后返回到出发点.若物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2的大小关系满足t1:t2=1: ,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,试求:
(1)上滑加速度a1与下滑加速度a2的大小之比;
(2)物块和斜面之间的动摩擦因数;
(3)若斜面倾角变为60°,并改变斜面粗糙程度,小物块上滑的同时用水平向右的推力F作用在物块上,发现物块匀减速上滑过程中加速度与推力大小无关,求此时加速度大小. 内容来自zxzyw.cn
 
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动规律的综合运用.
【分析】(1)应用匀变速直线运动的位移公式求出加速度大小之比;
(2)应用牛顿第二定律求出物块的加速度然后求出动摩擦因数;
(3)应用牛顿第二定律求出加速度的表达式,根据加速度与推力无关求出动摩擦因数,然后求出加速度.
【解答】解:(1)物块向上做匀减速直线运动,向下做初速度为零的匀加速直线运动,
它们的位移大小相等,由匀变速直线运动的位移公式得:  a1 = a2 ,解得: :1;
(2)由牛顿第二定律得:
物块上滑时:mgsin37°+μmgcos37°=ma1,
物块下滑时:mgsin37°﹣μmgcos37°=ma2,解得:μ=0.375;
(3)由牛顿第二定律得:mgsin60°+μN﹣Fcos60°=ma,
由平衡条件得:N=Fsin60°+mgcos60°,
整理得:mgsin60°+μFsin60°+μmgcos60°﹣Fcos60°=ma,
因为a与F无关,所以:μFsin60°﹣Fcos60°=0,
解得:μ=cot60°= ,a=gsin60°+μgcos60°= m/s2≈11.55m/s2;
答:(1)上滑加速度a1与下滑加速度a2的大小之比为:3:1;
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(2)物块和斜面之间的动摩擦因数为0.375;
(3)此时加速度大小为11.55m/s2.
 
2016年8月6日 copyright zxzyw.cn

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