辽宁省沈阳市郊联体学年高一上学期期末考试物理试题Word文档格式.docx
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250km/h指瞬时速度,选项B正确;
运营长度286.8公里指的是路程,选项C错误;
研究高铁列车完全通过短隧道的时间,列车的长度不能忽略,不可看成质点,选项D错误;
故选B.
3.A、B两个物体在水平面上沿同一直线从同一位置同时运动,它们的速度时间图象如图所示。
B物体仅在摩擦力作用下做匀减速运动,加速度大小为2m/s2,A做匀速直线运动。
则A与B速度相同时所用时间是( )
A.2sB.2.5sC.4sD.3s
【分析】
根据速度时间图象中,斜率表示加速度,交点表示两物体速度相同列式求解即可。
【详解】根据速度时间图象中,斜率表示加速度,交点表示两物体速度相同可知:
代入数据解得:
t=3s,故ABC错误,D正确;
故选D。
【点睛】本题考查速度时间图象,关键是要掌握图象中斜率表示加速度,面积表示位移,交点表示该时刻两物体速度相同。
4.用水平外力F将物体压在竖直墙壁上保持静止不动,物体的重力为10N,物体与墙壁间的动摩擦因数µ
=0.2,物体与墙壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是()
A.F可能为40N
B.如果F为100N,则物体受到的摩擦力为20N
C.增大F的数值,物体与墙壁间的摩擦力保持不变
D.撤去水平力F,物体与墙壁间的摩擦力保持不变
【答案】C
【详解】若最大静摩擦力为10N,根据fm=μF可知F=50N,可知F至少为50N,不可能为40N,选项A错误;
如果F为100N>
50N,则物体处于静止状态,此时物体受到的摩擦力等于重力,为10N,选项B错误;
物体与墙壁之间的摩擦力等于重力大小,则增大F的数值,物体与墙壁间的摩擦力保持不变,选项C正确;
撤去水平力F,物体与墙壁间的压力为零,则摩擦力变为零,选项D错误;
故选C.
【点睛】此题关键是明确物体的受力情况和运动情况,结合平衡条件和力的性质进行分析;
知道静摩擦力和滑动摩擦力的求解方法不同.
5.如图所示,一物块在斜向下的推力F的作用下沿光滑的水平地面向右运动,那么A受到的地面的支持力与推力F的合力方向是( )
A.水平向右B.向上偏右C.向下偏左D.竖直向下
物体受重力,支持力,拉力,根据力的分解和合成即可判断出A受到的地面的支持力与拉力F的合力方向.
【详解】对物体受力分析可知,其受重力,支持力,拉力在竖直方向
,支持力与F在竖直方向的分力的合力为
,方向向上,F在水平方向的分力
,水平向右,故合力
,方向向上偏右,B正确.
【点睛】本题是力的合成的问题,合力一定在两分力之间,本题需要把F分解后再合成,进而找出合力方向.
6.如图所示,一个铁架台放在水平地面上,其上用轻质细线悬挂一个小球,开始时细线竖直.现将水平力F作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止.则在这一过程中()
A.水平拉力F先变小后变大
B.铁架台所受地面的摩擦力变大
C.铁架台对地面的压力变大
D.细线的拉力不变
【详解】AD、对小球受力分析,受拉力F、重力和细线的拉力T,如图所示:
根据平衡条件,有:
F=mgtanθ
T=mg/(cosθ)
随着θ的增加,F增大,T也增大,故A错误,D错误;
BC、对小球和铁架台整体受力分析,受拉力F、重力(M+m)g、支持力和摩擦力,根据平衡条件,有:
f=F=mgtanθ
N=(M+m)g
故f增大,N不变,故B正确,C错误;
故选:
B.
【点睛】先对小球受力分析,根据平衡条件列式分析各个力的变化情况;
再对小球和铁架台整体受力分析,根据平衡条件分析地面的支持力和摩擦力情况.
7.物体的惯性大小取决于( )
A.物体的运动速度B.物体的质量
C.物体的加速度D.物体受到的合力
【详解】一切物体都具有惯性,惯性是物体本身的一种基本属性,其大小只与质量有关,质量越大、惯性越大;
惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢是没有任何关系的,故B正确,A、C、D错误;
故选B。
8.下列各组仪器,用来测量国际单位制中的三个力学基本物理量的是()
A.米尺、弹簧秤、压强计
B.米尺、天平、秒表
C.米尺、测力计、打点计时器
D.量筒、天平、秒表
国际单位制总力学基本量为时间、质量和长度,用秒表测量时间,用天平测量质量,用刻度尺即米尺测量长度,故B正确.
9.北京时间2016年9月15日晚10时04分,中国在酒泉卫星发射中心用“长征二号F—T2”火箭将“天宫二号”空间实验室成功发射升空,顺利入轨并正常开展各项科研活动,如图.关于“天宫二号”与火箭起飞的情形,下列叙述正确的是()
A.“天宫二号”进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
B.运载火箭尾部向下喷气,喷出的气体对火箭产生反作用力,火箭获得向上的推力
C.运载火箭尾部喷出的气体对空气产生作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
D.运载火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽向下喷气,但无法获得前进的动力
【答案】AB
【详解】卫星进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力,即地球对卫星的引力和卫星对地球的引力,故A正确;
火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力,故B正确,C错误;
火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭向后喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力,故D错误;
故选AB.
10.如图所示,小球用两根轻质橡皮条悬吊着,且AO呈水平状态,BO跟竖直方向的夹角为α,那么在剪断某一根橡皮条的瞬间,小球的加速度情况是( )
A.不管剪断哪一根,小球加速度均是零
B.剪断AO瞬间,小球加速度大小a=gtanα
C.剪断BO瞬间,小球加速度大小a=gcosα
D.剪断BO瞬间,小球加速度大小a=
【答案】BD
以小球为研究对象,剪断橡皮条前其受力情况如图,
根据平衡条件得AO绳的拉力大小为:
,BO绳的拉力大小为:
若剪断AO瞬间,FA=0,而FB不变,则此瞬间小球所受的合力大小等于
,方向与原来FA相反,所以加速度大小为:
;
剪断BO瞬间,FB=0,而FA不变,则此瞬间小球所受的合力大小等于
,方向与原来FB相反,所以加速度大小为:
;
故BD正确,AC错误;
故选BD
【点睛】本题是瞬时问题,先分析橡皮条剪断前小球的受力情况,再分析剪断橡皮条瞬间小球的受力情况,抓住橡皮条与弹簧类似的特性:
弹力不能突变,根据牛顿第二定律求解瞬间的加速度。
11.质量为m的物体,沿倾角为θ,质量为M的斜面匀速下滑,如图所示,若物体与斜面间的动摩擦因数为μ1,斜面与水平地面间的动摩擦因数为μ2,物体下滑过程中,斜面仍静止在地面上,下述正确的是( )
A.斜面不受地面的摩擦力作用
B.斜面受到地面的摩擦力的方向一定平行地面向左
C.地面对斜面的支持力小于(m+M)g
D.地面对斜面的支持力等于(m+M)g
【答案】AD
【详解】以整体为研究对象,分析受力情况:
总重力(M+m)g、地面的支持力N。
则由平衡条件可知:
N=(M+m)g,地面对斜面的摩擦力为0,故AD正确,BC错误。
故选AD。
【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:
确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
注意整体法和隔离法的应用。
12.如图,穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止.现对小球沿杆方向施加恒力F0,垂直于杆方向施加竖直向上的力F,且F的大小始终与小球的速度成正比,即F=kυ(图中未标出).已知小球与杆间的动摩擦因数为μ,已知小球运动过程中未从杆上脱落,且F0>μmg.下列说法正确的是( )
A.小球先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动直到静止
B.小球先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动,直到最后做匀速运动
C.小球的最大加速度为
D.恒力F0的最大功率为
【答案】BCD
对小球受力分析,根据牛顿第二定律表示出加速度,分析加速度的变化情况,进而分析运动情况,恒力的功率等于力乘以速度.
【详解】刚开始运动,加速度
,当速度v增大,加速度增大,当kv=mg时加速度最大值为
当速度v增大到符合kv>mg后,加速度
,当速度v增大,加速度减小,当a2减小到0,做匀速运动,故A错误,BC正确;
匀速运动的速度最大,且F0=μ(kvm﹣mg),则小球的最大速度为
,所以最大功率为
,故D正确;
故选BCD.
二、填空題
13.在探究“物体质量一定时加速度与力的关系”的实验中,某兴趣小组对教材介绍的实验方案进行了优化,设计了如图所示的实验装置。
其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量(滑轮质量不计)。
(1).依据优化后实验原理图,该实验______(填“需要”或“不需要”)将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力;
实验中______(填“一定要”或“不必要”)保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M;
(2).该同学在实验中得到如图(a)所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为____m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3).如图(b)所示,以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,求得直线的斜率为k,则小车的质量为______。
【答案】
(1).需要
(2).不必要(3).0.50(4).
(1)只有平衡摩擦力,弹簧秤的拉力的2倍才等于小车的合外力;
小车所受拉力可由弹簧测力计测出,实验不需要控制砂和砂桶质量远小于小车质量。
(2)根据匀变速直线运动的推论:
△x=at2求出加速度大小。
(3)根据题意,应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式,然后分析答题。
【详解】
(1)依据优化后实验原理图,该实验需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,这样才能使得弹簧秤的拉力的2倍等于小车的合外力;
由于有弹簧测力计测量拉力的大小,则实验中不必要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M;
(2)频率为50Hz,则周期为0.02s,由于两计数点间还有四个点没有画出,相邻计数点的时间间隔为0.1s,由△x=aT2可得:
a=
m/s2=0.478m/s2。
(3)根据牛顿第二定律:
2F=Ma,则a=
F,则
=k,解得M=
。
14.不同的运动项目对运动鞋摩擦力的要求不同,某研究性学习小组测量“不同类型的运动鞋底与木板之间动摩擦因数的大小”,他们先测出每只不同类型运动鞋的质量,再往质量小的鞋子里均匀摆放砝码,使鞋子(连同鞋里砝码)的质量均相等。
接着用弹簧测力计先后匀速拉动不同类型的运动鞋,使它们沿水平木板滑动,读取各次弹簧测力计的示数。
(1)探究中“使鞋子(连同鞋里砝码)的质量均相等”,这是采用了哪种方法_____。
(填“等效法”,“微元法”,“放大法”“控制变量法”)
(2)测量时,某组同学是沿水平方向匀速拉动放在水平木板上的鞋,则弹簧测力计拉力的大小_____(填“大于”、“小于”或“等于”)运动鞋所受滑动摩擦力的大小。
【答案】
(1).控制变量法
(2).等于
(1)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
探究滑动摩擦力跟压力大小关系时,接触面粗糙程度不变;
探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度的关系时,控制压力大小不变;
(2)弹簧测力计拉动鞋子时,弹簧测力计示数显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力,保持鞋子进行匀速直线运动,根据平衡条件间接获得滑动摩擦力大小。
(1)探究不同类型的运动鞋底在相同平面上滑动时摩擦力的大小,实际上是探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相等,鞋子放在水平面上,鞋子的质量相等时,鞋子对接触面的压力相等,这种方法是控制变量法;
(2)弹簧测力计拉动鞋子时,弹簧测力计示数显示拉力大小,鞋子只有匀速直线运动时,滑动摩擦力等于拉力。
15.一个质量10kg的物体,沿着倾角37°
(与水平面夹角)的固定斜面由静止开始匀加速下滑,在3s的时间内下滑的路程18m求:
(sin37=0.6,cos37=0.8)
(1)物体下滑的加速度多大?
(2)物体和斜面间的动摩擦因数?
【答案】
(1)4m/s2;
(2)0.25。
(1)物体下滑时做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移公式x=
at2求物体下滑的加速度。
(2)分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律和摩擦力公式求物体和斜面间的动摩擦因数。
(1)物体下滑时做初速度为零的匀加速直线运动,根据x=
at2得
a=4m/s2
(2)根据牛顿第二定律得,mgsinθ﹣f=ma
解得f=mgsinθ﹣ma=100×
0.6﹣10×
4N=20N。
根据f=μFN=μmgcosθ
解得μ=0.25
【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,根据运动情况可以确定受力情况。
16.如图所示,A、B两物体的质量分别为m、2m,弹簧的劲度系数都为k,弹簧两端与两物体连接。
原来A、B都处于静止状态,现用竖直向上的拉力向上拉A,使A以大小为a的加速度匀加速上升。
已知弹簧长度在弹性限度内变化,重力加速度为g。
求:
(1)B刚好离开地面时,A上升的总高度。
(2)B刚好离开地面时,作用在A上的拉力大小。
(1)h=
(2)F=3mg+ma
(1)开始弹簧比原长缩短x1,A处于静止,有mg=kx1①
B刚好离开地面时弹簧比原长伸长x2,有2mg=kx2②
A上升的总高度h=x1+x2③
解得
④
(2)B刚好离开地面时,对A,有F-mg-kx2=ma⑤
解得作用在A上的拉力大小F=3mg+ma⑥
17.一长木板放在水平地面上向右运动,在t=0时刻其速度为v0=10m/s,此时将一相对于地面静止的木块轻放到木板右端上。
木板和木块的质量均为1kg,木块与木板间动摩擦因数μ1=0.4,木板与地面间动摩擦因数μ2=0.6,木块始终在木板上,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)经过多长时间木块速度增加到与木板相同?
此段时间内木块的位移多大?
(2)从t=0时刻到木板停止运动时,木板运动的总时间是多少?
(1)0.5s,0.5m;
(2)0.75s。
(1)根据牛顿第二定律求得两者的加速度,根据运动学公式求得运动的时间和木块的位移;
(2)达到共同速度后,木板的加速度大于炭块的加速度,根据牛顿第二定律求得加速度,利用运动学公式求得通过的位移,即可求得.
(1)由牛顿第二定律得木块在木板上加速度为:
a1=
=μ1g=4m/s2
木板的加速度大小为:
a2=
=16m/s2
根据速度公式可知:
v=a1t1=v0﹣a2t1
解得:
t1=0.5s,v=2m/s
在0.5s内木块运动的位移为:
x1=
=0.5m
(2)达到共同速度后,地面对木板的摩擦力阻碍木板运动。
若物块与木板以共同速度运动,其加速度为a,由牛顿运动定律得:
2μ2mg=2ma,
代入数据解得:
a=6m/s2
因μ1mg小于ma,所以木块和木板不能共速运动,木块受摩擦力方向将变化,设木块和木板的加速度大小分别为a1′和a2′,
则由牛顿第二定律,对木块有:
μ1mg=ma1′
对木板有:
2μ2mg﹣μ1mg=ma2′
a1′=4m/s2a2′=8m/s2
由运动学公式有:
vt=v0﹣at2
t2=0.25s
则木板运动的总时间为:
t=t1+t2=0.75s
【点睛】本题的难度在于,要正确分析物体之间的相对运动,把每个物体的运动、受力情况分析清楚,从而正确判断物体相对运动经历的时间。