浙江省四校2022-2023学年高一上学期12月联考物理试题

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浙江省四校2022-2023学年高一上学期12月联考物理试题
一、选择题(每题3分,共39分。每小题只有一个答案正确)
1.(2022高一上·浙江月考)在国际单位制中,属于基本量及基本单位的是(  )
A.力 N B.长度 km C.质量 kg D.速度 m/s
【答案】C
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.力是国际制单位 的导出量,A不符合题意;
B.长度是国际制单位的基本量,但长度的基本单位是m,B不符合题意;
C.质量是国际制单位的基本量,质量的基本单位是kg,C符合题意;
D.速度是国际制单位 的导出量,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据国际制单位基本量、导出量及对应的基本单位及导出单位的概念即可解答。
2.(2022高一上·浙江月考)下面关于滑动摩擦力和静摩擦力判断正确的是(  )
A.静止的物体可能受到静摩擦力,而不可能受到滑动摩擦力
B.滑动摩擦力和静摩擦力都与正压力成正比
C.静摩擦力方向可以与物体运动方向垂直
D.人正常步行,脚与地面产生的是滑动摩擦力
【答案】C
【知识点】摩擦力的判断与计算
【解析】【解答】A.静止的物体可能受到静摩擦力,也可能受到滑动摩擦力的作用,A不符合题意;
B.滑动摩擦力与正压力成正比,但对于静摩擦力来说,其大小是随着外力的改变而改变的,大小可在零与最大静摩擦力之间变化,一般要根据物体的运动状态来确定,B不符合题意;
C.静摩擦力的方向可以与物体运动方向垂直,例如:拿着杯子(在空中)左右摇晃,杯子在左右移动,而手与杯子的静摩擦力在竖直方向上,此时杯子受到的静摩擦就与杯子的运动方向垂直,C符合题意;
D.人走路时,鞋底对地面而言有向后滑动的趋势,此时脚与地面间产生的是静摩擦力,而不是滑动摩擦力,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据静摩擦力、滑动摩擦力的定义解答。注意物体“相对运动“与"物体运动"的区别。
3.(2022高一上·浙江月考)杭州将举办2022年第19届亚运会,这是杭州向世界展示实力的好机会。如图是临平区比赛场馆,在这里将有游泳、壁球、水球、乒乓球、射击、轮滑、拳击、武术、曲棍球、场地自行车等比赛项目。下列选项中的人或物体可以看做质点的是(  )
A.研究花样游泳运动员的技术动作
B.研究射击项目中飞行子弹的轨迹
C.对发球时乒乓球的研究
D.武术表演的运动员优美动作
【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A.研究花样游泳运动员的技术动作不能看作质点,不然就不能分析技术动作,A不符合题意;
B.研究射击项目中飞行子弹的轨迹可以将子弹看成质点,B符合题意;
C.对发球时乒乓球的研究时不能看成质点,C不符合题意;
D.武术表演的运动员优美动作,不能看作质点,不然就不能分析优美动作,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】质点是理想化模型,当物体形状、大小对研究的问题没有影响,可以忽略时,物体才可以被看成质点。
4.(2022高一上·浙江月考)如图所示为一物体做直线运动的速度-时间图像,、表示物体在时间内的速度与加速度,、表示物体在时间内的速度与加速度。下面分析正确的是(  )
A.与方向相同,与方向相反
B.与方向相反,与方向相同
C.与方向相反,与方向相反
D.与方向相同,与方向相同
【答案】A
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】由图像可知,物体在0-t2时间内的速度均为正值,可知v1与v2方向相同;根据v-t图像的斜率的正负反映加速度的方向,可知物体在0-t1时间内的加速度方向,与t1-t2时间内的加速度方向相反。
故答案为:A
【分析】根据v-t图像的横、纵坐标物理意义、图像的斜率物理意义进行答题。
5.(2022高一上·浙江月考)如图所示为生活中常见的吸盘挂钩和白板磁扣,墙壁和白板都是竖直状态,磁扣把白纸压在白板上面,非常方便。图中磁扣和吸盘均处于静止状态。下列正确的是(  )
A.吸盘和墙壁之间存在3对相互作用力
B.磁扣和白板之间存在3对相互作用力
C.吸盘和墙壁之间存在2对相互作用力
D.磁扣和白板之间存在2对相互作用力
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】AC.根据受力分析可知,吸盘和墙壁之间存在相互作用的摩擦力和相互作用的弹力,2对相互作用力,故A不符合题意,C符合题意;
BD.根据受力分析可知,磁扣和白板之间存在相互作用吸引力,1对相互作用力,故B、D不符合题意;
故答案未:C
【分析】根据相互作用力的定义,并通过受力分析将进行答题。注意磁扣和白板中间加友白纸,未直接接触
6.(2022高一上·浙江月考)如图所示,两人提起一桶重量为G的水向右匀速运动,四根绳子等长,它们与竖直方向的夹角也相等。下列判断正确是(  )
A.桶(连同水)受到的所有外力是共点力
B.一定小于G
C.和的合力可能小于G/2
D.四根绳变长,绳受到的拉力变小
【答案】D
【知识点】力的合成
【解析】【解答】A.几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫作共点力。根据共点力的定义可知,桶(连同水)受到的所有外力不全是共点力,A不符合题意;
B.设绳子与水平方向的夹角为,以桶为研究对象,由平衡条件可知4Fsin=G;故只有当4sin>1,才有F1<G,B不符合题意;
C.由平衡条件和对称性可知,将F1和F3的合力在竖直和水平方向分解,在竖直方向分力等于,故F1和F3的合力不可能小于,C不符合题意;
D.仅将四根绳变长,两只手之间的距离不变,绳会向竖直方向靠近,即绳与水平方向的夹角变大,合力不变,则绳受到的拉力变小,D符合题意。
故答案为:D
【分析】对桶进行受力分析,通过力的合成与分解,进行答题。
7.(2022高一上·浙江月考)汽车发生爆胎后需要用如图所示千斤顶帮助抬起汽车方便换胎。当摇动把手时,就能使千斤顶的两臂靠拢,顶起汽车。若此时千斤顶每臂受到的压力均为,且此时千斤顶两臂间的夹角为90°。下列说法正确的是(  )
A.此时千斤顶对汽车的支持力为
B.此时千斤顶对汽车的支持力为
C.换好胎后将汽车放下的过程中(轮胎尚未落地)千斤顶每臂受到的压力逐渐增大
D.换好胎后将汽车放下的过程中(轮胎尚未落地)千斤顶每臂受到的压力不变
【答案】C
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】AB.两臂夹角为90°,干斤顶每个臂的压力F为N,此时千斤顶对汽车的支持力 N,A、B不符合题意;
CD.设千斤顶两臂与水平方向夹角为,根据受力分析有,换好胎后将汽车放下的过程中(轮胎尚未落地),角变小,则千斤顶每臂受到的压力逐渐增大,故C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】进行受力分析,通过力的合成与分解即可解答。
8.(2022高一上·浙江月考)11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,费俊龙、邓清明、张陆三名航天员顺利进入太空,按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接,与神舟十四号飞船胜利“太空会师”,发射任务圆满完成。(  )
A. 火箭点火加速上升时航天员处于超重状态,航天员坐立端正比半躺状态更容易受伤
B.“太空会师”后的航天员处于完全失重状态,不受地球的吸引力
C.在空间站航天员可以用水银气压计监测舱内气压
D.飞船仅受到重力,升力的作用
【答案】A
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A.火箭点火加速上升时,航天员也加速上升,航天员受到的支持力大于重力,航天员处于超重状态。航天员处于半躺状态,这个姿势既可以使大部分的过载分量作用于航天员的胸背方向,保护航天员。故A符合题意;
B.航天员随着飞船一起做匀速圆周运动,由地球对其的吸引力提供向心力,航天员处于完全失重状态。B不符合题意;
C.水银气压计是利用倒置于水银槽内玻璃管柱中的水银重量与周围大气压力平衡的原理来工作的,在空间站里时,水银处于完全失重,重力全部用来提供向心力,因此上述原理不再适用。C不符合题意;
D.飞船起飞时,受到自己的重力和运载火箭对它的支持力。飞船绕地球做匀速圆周运动时只受重力的作用。D不符合题意
故答案为:A
【分析】根据超、失重定义判断航天员状态;完全失重依然受地球引力。
9.(2022高一上·浙江月考)杭州乐园里面有一款叫“火箭蹦极”游戏项目如图所示,可简化为两根相同弹性绳一端分别系在两支长柱的等高点上,另一端都系在坐有游客底座上,游戏开始前,弹性绳处于拉伸的状态,释放弹性绳后,可将游客(含底座)弹射到空中。若整个运动过程都在竖直平面内且忽略绳重力和空气阻力的影响,则游客从最底端弹射到最高点过程中(  )
A.弹性绳恢复原长时,游客速度最大
B.游客速度达最大前,两弹性绳夹角越来越大,拉力越来越大
C.游客先做匀加速运动,再做匀减速运动,最高点加速度为g
D.从弹性绳恢复原长到最高点,游客可能做竖直上抛运动
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】ABC.游客在最底端时,受两个弹簧绳的拉力和重力,设两个弹簧绳的拉力的合力为F,根据牛顿第二定律可知F-mg=ma;游客上升过程中,两绳夹角逐渐变大,弹性绳变短,即弹簧绳的形变量减小,根据胡克定律F=kx可知,弹簧绳的拉力减小,则两个弹簧绳的拉力的合力减小,游客做加速度减小的加速运动,当F=mg时,加速度为0,速度最大,继续上升过程中此过程中,mg-F=ma;两弹簧绳合力F减小,游客做加速度增大的减速运动,故ABC不符合题意;
D.弹性绳恢复原长时,游客只受重力,此时如果游客仍然有向上的速度,则游客做竖直上抛运动,D符合题意。
故答案为:D
【分析】对游客进行受力分析,根据牛顿第二运动定律、胡克定律等知识点进行解答。
10.(2022高一上·浙江月考)两根细绳AO和BO连接于O点,O点的下方用细绳CO悬挂一花盆并处于静止状态。在保持O点位置不动的情况下,调整细绳BO的长度使悬点B在竖直墙壁上向下移动,此过程中绳AO受到的拉力(  )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】对结点O受力分析如图:
根据受力平衡,拉力FOA与FOB的合力,总是与重力等大反向,现将细绳BO的悬点缓慢地向B1、B2、B3移动过程中,分别画出平行四边形,从平行四边形中我们可以看出:FOA一直在逐渐增大,故A符合题意;BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】此题属于动态平衡问题中的“一个力方向不变,一个力方向变化”题型,通常采用画图解析法进行解题。根据多个平行四边形的各边长度变化,判断力的大小变化。
11.(2022高一上·浙江月考)如图是某同学站在压力传感器上做下蹲起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线可知,该同学的体重约为650N,除此以外,还可以得到以下信息(  )
A.1s时人处在下蹲的最低点
B.该同学做了两次下蹲起立的动作
C.2s末人的重心在最低点静止不动
D.3s末人的重心速度最大
【答案】C
【知识点】超重与失重;牛顿定律与图象
【解析】【解答】A.人在一次完整的下蹲过程中,人先向下加速后向下减速至0,加速度方向先向下后向上,压力传感器对人的支持力先比重力小,后比重力大,即人在一次完整下蹲过程中,先处于失重状态,后处于超重状态。1s时,人处于失重状态,处在向下加速的阶段,并未到达最低点,A不符合题意;
B.通过A项的分析,2~4s的一段时间内,人完成一次完整的起立动作,压力传感器对人的支持力先比重力大,后比重力小,即人先处于超重状态,后处于失重状态,图中所示的图线只描述了一次下蹲起立的动作,B不符合题意;
C.根据上述可知,2s末前后短时间内,人的重心处在下蹲的最低点,人处于静止不动,C符合题意;
D.根据图像可知,3s末压力传感器对人的支持力小于重力,则人处于起立阶段的减速过程,若重心速度最大,则人所受外力的合力为0,由图线可知,该时刻应该处于3s时刻之前压力传感器的支持力大小等于重力的那一时刻,D错误。
故答案为:C。
【分析】根据超、失重的定义,将人在下蹲或起立过程中的状态与图像对应,进而答题。
12.(2022高一上·浙江月考)利用闪光照相机可以代替打点计时器研究直线运动,如图所示是小球运动时多次曝光照片,相机闪光时间间隔是0.1s,则在此拍摄的过程中,小球运动的平均速度为(  )
A.0.25m/s B.0.20m/s C.0.15m/s D.0.10m/s
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】由图可知小球运动的时间t=4=0.4s,小球位移x=5.50-1.50=4.00cm;则小球平均速度;故答案为:D
【分析】根据平均速度定义进行 答题,注意单位换算。
13.(2022高一上·浙江月考)如图所示,A、B两个物体相互接触而不粘合,放置在光滑水平面上,质量分别为2kg和4kg。从t=0开始,推力和拉力分别作用在A、B上,、随时间的变化规律为=(8-2t)N,=(4+2t)N则t=4s时A、B的速度分别为(提示:a-t图像的面积为速度的变化量)(  )
A.8m/s 8m/s B.6m/s 9m/s
C.6.5m/s 8.75m/s D.9m/s 6m/s
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;牛顿第二定律
【解析】【解答】A、B分离的临界条件为:A、B之间的弹力为零,且此时两者的加速度仍相等,则有,解得t=2s;
在0-2s内共同加速,把A、B看成一个整体,2s内所受合力为恒为12N,则有12=(2+4)a,解得a=2m/s2;
A、B分离瞬间速度v=at=4m/s;
2-4s,AB分离,aA随时间变化的曲线如图
根据题干“提示:a-t图像的面积为速度的变化量 ”,m/s;
m/s;
aB随时间变化的曲线如图
m/s;
m/s;
故答案为:B
【分析】通过受力分析,推出A、B会分离,求出分离时间;因物体受力为变力,根据 a-t图像的面积为速度的变化量求解末速度
二、多项选择(每题3分,共9分。每小题至少有一个答案正确,漏选得2分,错选不得分)
14.(2022高一上·浙江月考)某物理探究小组测量图(a)所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。
①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图(b)在水平面自然平展,总长度为53cm;
②如图(c)用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端,当两个弹簧测力计示数均为2N时,总长度为83cm。不计一切阻力,弹性绳在弹性范围内。根据以上数据可知(  )
A.图(c)中,每条弹性绳的伸长量为15cm
B.图(c)中,口罩两侧均受到4N的弹力
C.每条弹性绳的劲度系数为
D.每条弹性绳的劲度系数为
【答案】A,C
【知识点】胡克定律
【解析】【解答】A.每条弹性绳的伸长量cm,A符合题意;
B.两个弹簧测力计示数均为2N,口罩两侧均受到2N的弹力,B不符合题意;
C、D.根据胡克定律,每条弹性绳的劲度系数N/m,C符合题意,D不符合题意;
故答案为:A、C
【分析】根据弹簧测力计示数读出力的大小,注意口罩两边的均受拉力;根据胡克定律求出 每条弹性绳的劲度系数。
15.(2022高一上·浙江月考)如图所示,P是斜面的一点,斜面上P点以下部分粗糙,P点上方部分是光滑的。A、B两滑块(看作质点)紧靠在一起,在沿斜面向上的恒力F作用下,从斜面底部由静止开始上滑。滑过P点前A、B间的弹力为,过P点之后A、B间弹力为,则下列正确的是(  )
A. B.
C. D.A对B的弹力是A的形变而产生的
【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A、B、C.设斜面倾角为,滑块A的质量为,A、B总质量为m;
在P点下方,将A、B视为整体,有;
对A有;
联立解得;
在P点上方,将A、B视为整体,有
对A有;
联立解得;
;A符合题意;B、C不符合题意;
D.根据弹力的产生条件可知,A对B的弹力是A的形变而产生的,D符合题意;
故答案为:A D
【分析】对物体做受力分析,通过牛顿第二运动定律进行解答。因A、B为连接体,故采用 整理隔离法。
16.(2022高一上·浙江月考)如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是(  )
A.A球质量为m
B.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg
C.剪短OA绳子的瞬间A的加速度大小为0.5g
D.剪短OA绳子的瞬间B的加速度大小为
【答案】A,C,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A、B.对小球A和B受力分析如图所示
对小球B,根据共点力平衡条件及角度,得F=mg;T1=mg;
因 OA长度与半圆柱体半径相等,则半径与竖直方向夹角为30°,根据图中几何关系,有;T2=T1=mg;
联立解得,N=mg,A符合题意;B不符合题意;
C.剪断轻绳瞬间,T2变成0,沿圆半径方向合力为零,沿切线方向根据牛顿第二运动定律有,解得,C符合题意;
D..剪断轻绳瞬间,弹簧弹力F不变,B受到的重力与弹簧弹力的合力为mg;根据牛顿第二运动定律有mg=ma,解得a=g,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】对小球A、B分别做受力分析,根据绳两端的力的大小相等的特点,找到小球A、B的质量关系;根据绳的拉力 是突变力,弹簧弹力是非突变力,配合牛顿第二运动定律,进行答题。
三、填空题(每空2分,共14分)
17.(2022高一上·浙江月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳套。
(1)实验前,通过对拉的方法来选择两个弹簧测力计,方案1:两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉(如图甲所示),方案2:两弹簧测力计置于水平桌面对拉(如图乙所示)。哪种方案更合理   (选填“1”或“2”)
(2)在做本实验时,下列操作中错误的是(单选)(  )
A.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
B.两个弹簧测力计的量程需一致
C.OB和OC细绳应适当长些
(3)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果   (填“会”或“不会”)发生变化。
【答案】(1)2
(2)B
(3)不会
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】 (1) 因为弹簧测力计有自重,所以竖直悬挂时,两个测力计对拉会使有误差,故应选用方法2;
(2) A. 实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度,这样相对误差较小,A正确;
B.实验操作时,两个弹簧测力计的量程可以不一致,只需要在各自的量程范围内使用即可,B错误;
C. OB和OC细绳应适当长些便于记录拉力的方向,C正确。
注意该题选错误选项,故答案为:B
(3) 在实验中,细绳除了挂弹簧测力计之外,主要是便于记录拉力的方向,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果不会受到影响。
【分析】根据 “验证力的平行四边形定则”的实验原理:一个力F′ 的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果,都是使橡皮条伸长到同一点,则F′ 就是F1、F2的合力,即可答题。
18.(2022高一上·浙江月考)如图甲所示,某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,小车的左端通过轻细绳跨过定滑轮与槽码相连,小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连,实验中认为槽码(包括槽码杆)的重力近似等于绳的拉力,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)补偿阻力:用小木块把木板垫高后,在   (填“挂”或“不挂”)槽码连杆的情况下,轻推一下小车,直到打点计时器打出一系列   的点。
(2)甲同学在补偿阻力后,在保持小车质量不变的情况下,改变槽码连杆是槽码的质量,重复实验多次,根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象,其中图线末端发生了弯曲,产生这种现象的原因是   。
(3)乙同学实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中O、A、B、C、D为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则滑块运动的加速度a=   。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)不挂;等间距
(2)槽码质量没有远小于小车质量
(3)2.00±0.02
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】 (1) 补偿阻力:用小木块把木板垫高后,在不挂槽码连杆的情况下,轻推一下小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点。
(2) 设槽码(包括槽码杆)的质量为m,小车的质量为M,则系统的加速度为,当M>>m时,a=g,即槽码(包括槽码杆)的重力等于绳子上的拉力,但随着砝码和盘的质量逐渐增大不再满足该条件时,a-F图像就会出现弯曲
(3)相邻两计数点间还有4个点未画出,则T=0.1s,则加速度
【分析】补偿阻力时,不应悬挂槽码;根据槽码质量远小于小车质量,该实验的重力才等于绳子上的拉力,即加速度a的大小才会不变,判断a-F图像发生弯曲的原因;根据逐差法求加速度。
四、计算题(共38分)
19.(2022高一上·浙江月考)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态,如图所示。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的离地高度为75m,当落到距地面30m的位置时开始制动,座舱做匀减速运动。若座舱中小张质量为50kg,,求:
(1)整个过程运动的时间;
(2)求制动过程中加速度大小;
(3)当座舱落到离地面10m的位置时,小张对座舱的压力。
【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:
由牛顿第三定律,人对座位的压力 ,方向竖直向下
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;自由落体运动;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)根据自由落体运动的位移与时间的关系以及速度与时间的关系得出 整个过程运动的时间 ;
(2)结合匀变速直线运动的位移与速度的关系得出制动过程的加速度;
(3)根据牛顿第二定律得出 座舱对小张的支持力。
20.(2022高一上·浙江月考)风洞实验是研究流体力学的重要依据。如图所示,实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入其中,杆足够长,小球孔径略大于杆直径,其质量为2kg,与杆间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力看作滑动摩擦力。杆与水平方向夹角为37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取)求:
(1)无风时小球受到的摩擦力;
(2)要使小球静止不动所需风力的范围。
【答案】(1)解:无风时小球会下滑,受到滑动摩擦力
(2)解:小球沿细杆将向上运动时,风力F最大
解得
小球沿细杆将向上运动时,风力F最小
解得
风力范围
【知识点】受力分析的应用;滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)利用滑动摩擦力的表达式得出 无风时小球受到的摩擦力; ;
(2)对小球进行受力分析,根据共点力平衡以及滑动摩擦力的表达式得出F的最大值和最小值。
21.(2022高一上·浙江月考)滑板车是很多儿童喜爱的运动工具。如图所示是某儿童在做直线滑行练习,他右脚踩在滑板上,左脚间断性地蹬地使车前进。该儿童与滑板车的总质量m=40kg,设儿童脚蹬地产生的水平向前的动力F恒为120N,儿童和滑板车受到的阻力恒为40N。儿童蹬地1s获得初速度,此后开始周期性运动,收起左脚让车自由滑行,再用脚蹬地,接着又让车自由滑行后脚蹬地……如此循环。求:
(1)儿童减速和加速运动的加速度大小和;
(2)自由滑行的时间;
(3)儿童运动很长一段时间的平均速度V。
【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:1s末的速度
2s末的速度
平均速度
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)根据牛顿第二定律得出 儿童减速和加速运动的加速度 ;
(2)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出自由滑行的时间;
(3)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系以及平均速度的表达式得出儿童运动很长一段时间的平均速度 。
22.(2022高一上·浙江月考)工厂经常利用传送带把货物从地面运输到较高平台,如图是传送带的实物图和简化示意图,倾角的传送带以v=4m/s的速率顺时针转动,其上方与一水平台面平滑连接。一质量m=1kg的货物从传送带的底端A处以的速率滑上传送带,已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带A、B间的高度差h=2.49m,,,重力加速度。
(1)货物刚滑上皮带时的加速度大小;
(2)货物到达B端时的速度大小;
(3)货物从A处运动到B处过程中在传送带上留下的划痕长度。
【答案】(1)解:

(2)解:与皮带速度相同前位移

(3)解:开始货物相对传送带向上运动
与皮带速度相同后货物相对传送带向下运动
两次相对运动相反,则货物在传送带上的划痕长0.8m
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】在传送带模型问题中,物块和皮带的“最终目的”是共速,共速瞬间二者间摩擦力会突变,运动状态同时会发生变化。因此,应将二者共速时刻作为临界点,将物块的运动作为多过程问题进行研究,利用牛顿第二定律求出物块的加速度、位移、初末速度等物理量。
传送带模型问题中的划痕问题,若有两次相对运动,应分析划痕的相对方向及长度。两次相对运动方向相同,有Δx=Δx1+Δx2;若两次相对运动方向相反,Δx等于较长的相对位移大小。
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浙江省四校2022-2023学年高一上学期12月联考物理试题
一、选择题(每题3分,共39分。每小题只有一个答案正确)
1.(2022高一上·浙江月考)在国际单位制中,属于基本量及基本单位的是(  )
A.力 N B.长度 km C.质量 kg D.速度 m/s
2.(2022高一上·浙江月考)下面关于滑动摩擦力和静摩擦力判断正确的是(  )
A.静止的物体可能受到静摩擦力,而不可能受到滑动摩擦力
B.滑动摩擦力和静摩擦力都与正压力成正比
C.静摩擦力方向可以与物体运动方向垂直
D.人正常步行,脚与地面产生的是滑动摩擦力
3.(2022高一上·浙江月考)杭州将举办2022年第19届亚运会,这是杭州向世界展示实力的好机会。如图是临平区比赛场馆,在这里将有游泳、壁球、水球、乒乓球、射击、轮滑、拳击、武术、曲棍球、场地自行车等比赛项目。下列选项中的人或物体可以看做质点的是(  )
A.研究花样游泳运动员的技术动作
B.研究射击项目中飞行子弹的轨迹
C.对发球时乒乓球的研究
D.武术表演的运动员优美动作
4.(2022高一上·浙江月考)如图所示为一物体做直线运动的速度-时间图像,、表示物体在时间内的速度与加速度,、表示物体在时间内的速度与加速度。下面分析正确的是(  )
A.与方向相同,与方向相反
B.与方向相反,与方向相同
C.与方向相反,与方向相反
D.与方向相同,与方向相同
5.(2022高一上·浙江月考)如图所示为生活中常见的吸盘挂钩和白板磁扣,墙壁和白板都是竖直状态,磁扣把白纸压在白板上面,非常方便。图中磁扣和吸盘均处于静止状态。下列正确的是(  )
A.吸盘和墙壁之间存在3对相互作用力
B.磁扣和白板之间存在3对相互作用力
C.吸盘和墙壁之间存在2对相互作用力
D.磁扣和白板之间存在2对相互作用力
6.(2022高一上·浙江月考)如图所示,两人提起一桶重量为G的水向右匀速运动,四根绳子等长,它们与竖直方向的夹角也相等。下列判断正确是(  )
A.桶(连同水)受到的所有外力是共点力
B.一定小于G
C.和的合力可能小于G/2
D.四根绳变长,绳受到的拉力变小
7.(2022高一上·浙江月考)汽车发生爆胎后需要用如图所示千斤顶帮助抬起汽车方便换胎。当摇动把手时,就能使千斤顶的两臂靠拢,顶起汽车。若此时千斤顶每臂受到的压力均为,且此时千斤顶两臂间的夹角为90°。下列说法正确的是(  )
A.此时千斤顶对汽车的支持力为
B.此时千斤顶对汽车的支持力为
C.换好胎后将汽车放下的过程中(轮胎尚未落地)千斤顶每臂受到的压力逐渐增大
D.换好胎后将汽车放下的过程中(轮胎尚未落地)千斤顶每臂受到的压力不变
8.(2022高一上·浙江月考)11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,费俊龙、邓清明、张陆三名航天员顺利进入太空,按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接,与神舟十四号飞船胜利“太空会师”,发射任务圆满完成。(  )
A. 火箭点火加速上升时航天员处于超重状态,航天员坐立端正比半躺状态更容易受伤
B.“太空会师”后的航天员处于完全失重状态,不受地球的吸引力
C.在空间站航天员可以用水银气压计监测舱内气压
D.飞船仅受到重力,升力的作用
9.(2022高一上·浙江月考)杭州乐园里面有一款叫“火箭蹦极”游戏项目如图所示,可简化为两根相同弹性绳一端分别系在两支长柱的等高点上,另一端都系在坐有游客底座上,游戏开始前,弹性绳处于拉伸的状态,释放弹性绳后,可将游客(含底座)弹射到空中。若整个运动过程都在竖直平面内且忽略绳重力和空气阻力的影响,则游客从最底端弹射到最高点过程中(  )
A.弹性绳恢复原长时,游客速度最大
B.游客速度达最大前,两弹性绳夹角越来越大,拉力越来越大
C.游客先做匀加速运动,再做匀减速运动,最高点加速度为g
D.从弹性绳恢复原长到最高点,游客可能做竖直上抛运动
10.(2022高一上·浙江月考)两根细绳AO和BO连接于O点,O点的下方用细绳CO悬挂一花盆并处于静止状态。在保持O点位置不动的情况下,调整细绳BO的长度使悬点B在竖直墙壁上向下移动,此过程中绳AO受到的拉力(  )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
11.(2022高一上·浙江月考)如图是某同学站在压力传感器上做下蹲起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线,纵坐标为压力,横坐标为时间。由图线可知,该同学的体重约为650N,除此以外,还可以得到以下信息(  )
A.1s时人处在下蹲的最低点
B.该同学做了两次下蹲起立的动作
C.2s末人的重心在最低点静止不动
D.3s末人的重心速度最大
12.(2022高一上·浙江月考)利用闪光照相机可以代替打点计时器研究直线运动,如图所示是小球运动时多次曝光照片,相机闪光时间间隔是0.1s,则在此拍摄的过程中,小球运动的平均速度为(  )
A.0.25m/s B.0.20m/s C.0.15m/s D.0.10m/s
13.(2022高一上·浙江月考)如图所示,A、B两个物体相互接触而不粘合,放置在光滑水平面上,质量分别为2kg和4kg。从t=0开始,推力和拉力分别作用在A、B上,、随时间的变化规律为=(8-2t)N,=(4+2t)N则t=4s时A、B的速度分别为(提示:a-t图像的面积为速度的变化量)(  )
A.8m/s 8m/s B.6m/s 9m/s
C.6.5m/s 8.75m/s D.9m/s 6m/s
二、多项选择(每题3分,共9分。每小题至少有一个答案正确,漏选得2分,错选不得分)
14.(2022高一上·浙江月考)某物理探究小组测量图(a)所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。
①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图(b)在水平面自然平展,总长度为53cm;
②如图(c)用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端,当两个弹簧测力计示数均为2N时,总长度为83cm。不计一切阻力,弹性绳在弹性范围内。根据以上数据可知(  )
A.图(c)中,每条弹性绳的伸长量为15cm
B.图(c)中,口罩两侧均受到4N的弹力
C.每条弹性绳的劲度系数为
D.每条弹性绳的劲度系数为
15.(2022高一上·浙江月考)如图所示,P是斜面的一点,斜面上P点以下部分粗糙,P点上方部分是光滑的。A、B两滑块(看作质点)紧靠在一起,在沿斜面向上的恒力F作用下,从斜面底部由静止开始上滑。滑过P点前A、B间的弹力为,过P点之后A、B间弹力为,则下列正确的是(  )
A. B.
C. D.A对B的弹力是A的形变而产生的
16.(2022高一上·浙江月考)如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是(  )
A.A球质量为m
B.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg
C.剪短OA绳子的瞬间A的加速度大小为0.5g
D.剪短OA绳子的瞬间B的加速度大小为
三、填空题(每空2分,共14分)
17.(2022高一上·浙江月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳套。
(1)实验前,通过对拉的方法来选择两个弹簧测力计,方案1:两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉(如图甲所示),方案2:两弹簧测力计置于水平桌面对拉(如图乙所示)。哪种方案更合理   (选填“1”或“2”)
(2)在做本实验时,下列操作中错误的是(单选)(  )
A.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
B.两个弹簧测力计的量程需一致
C.OB和OC细绳应适当长些
(3)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果   (填“会”或“不会”)发生变化。
18.(2022高一上·浙江月考)如图甲所示,某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,小车的左端通过轻细绳跨过定滑轮与槽码相连,小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连,实验中认为槽码(包括槽码杆)的重力近似等于绳的拉力,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)补偿阻力:用小木块把木板垫高后,在   (填“挂”或“不挂”)槽码连杆的情况下,轻推一下小车,直到打点计时器打出一系列   的点。
(2)甲同学在补偿阻力后,在保持小车质量不变的情况下,改变槽码连杆是槽码的质量,重复实验多次,根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象,其中图线末端发生了弯曲,产生这种现象的原因是   。
(3)乙同学实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中O、A、B、C、D为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则滑块运动的加速度a=   。(结果保留三位有效数字)
四、计算题(共38分)
19.(2022高一上·浙江月考)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态,如图所示。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的离地高度为75m,当落到距地面30m的位置时开始制动,座舱做匀减速运动。若座舱中小张质量为50kg,,求:
(1)整个过程运动的时间;
(2)求制动过程中加速度大小;
(3)当座舱落到离地面10m的位置时,小张对座舱的压力。
20.(2022高一上·浙江月考)风洞实验是研究流体力学的重要依据。如图所示,实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入其中,杆足够长,小球孔径略大于杆直径,其质量为2kg,与杆间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力看作滑动摩擦力。杆与水平方向夹角为37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取)求:
(1)无风时小球受到的摩擦力;
(2)要使小球静止不动所需风力的范围。
21.(2022高一上·浙江月考)滑板车是很多儿童喜爱的运动工具。如图所示是某儿童在做直线滑行练习,他右脚踩在滑板上,左脚间断性地蹬地使车前进。该儿童与滑板车的总质量m=40kg,设儿童脚蹬地产生的水平向前的动力F恒为120N,儿童和滑板车受到的阻力恒为40N。儿童蹬地1s获得初速度,此后开始周期性运动,收起左脚让车自由滑行,再用脚蹬地,接着又让车自由滑行后脚蹬地……如此循环。求:
(1)儿童减速和加速运动的加速度大小和;
(2)自由滑行的时间;
(3)儿童运动很长一段时间的平均速度V。
22.(2022高一上·浙江月考)工厂经常利用传送带把货物从地面运输到较高平台,如图是传送带的实物图和简化示意图,倾角的传送带以v=4m/s的速率顺时针转动,其上方与一水平台面平滑连接。一质量m=1kg的货物从传送带的底端A处以的速率滑上传送带,已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带A、B间的高度差h=2.49m,,,重力加速度。
(1)货物刚滑上皮带时的加速度大小;
(2)货物到达B端时的速度大小;
(3)货物从A处运动到B处过程中在传送带上留下的划痕长度。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.力是国际制单位 的导出量,A不符合题意;
B.长度是国际制单位的基本量,但长度的基本单位是m,B不符合题意;
C.质量是国际制单位的基本量,质量的基本单位是kg,C符合题意;
D.速度是国际制单位 的导出量,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据国际制单位基本量、导出量及对应的基本单位及导出单位的概念即可解答。
2.【答案】C
【知识点】摩擦力的判断与计算
【解析】【解答】A.静止的物体可能受到静摩擦力,也可能受到滑动摩擦力的作用,A不符合题意;
B.滑动摩擦力与正压力成正比,但对于静摩擦力来说,其大小是随着外力的改变而改变的,大小可在零与最大静摩擦力之间变化,一般要根据物体的运动状态来确定,B不符合题意;
C.静摩擦力的方向可以与物体运动方向垂直,例如:拿着杯子(在空中)左右摇晃,杯子在左右移动,而手与杯子的静摩擦力在竖直方向上,此时杯子受到的静摩擦就与杯子的运动方向垂直,C符合题意;
D.人走路时,鞋底对地面而言有向后滑动的趋势,此时脚与地面间产生的是静摩擦力,而不是滑动摩擦力,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据静摩擦力、滑动摩擦力的定义解答。注意物体“相对运动“与"物体运动"的区别。
3.【答案】B
【知识点】质点
【解析】【解答】A.研究花样游泳运动员的技术动作不能看作质点,不然就不能分析技术动作,A不符合题意;
B.研究射击项目中飞行子弹的轨迹可以将子弹看成质点,B符合题意;
C.对发球时乒乓球的研究时不能看成质点,C不符合题意;
D.武术表演的运动员优美动作,不能看作质点,不然就不能分析优美动作,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】质点是理想化模型,当物体形状、大小对研究的问题没有影响,可以忽略时,物体才可以被看成质点。
4.【答案】A
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】由图像可知,物体在0-t2时间内的速度均为正值,可知v1与v2方向相同;根据v-t图像的斜率的正负反映加速度的方向,可知物体在0-t1时间内的加速度方向,与t1-t2时间内的加速度方向相反。
故答案为:A
【分析】根据v-t图像的横、纵坐标物理意义、图像的斜率物理意义进行答题。
5.【答案】C
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】AC.根据受力分析可知,吸盘和墙壁之间存在相互作用的摩擦力和相互作用的弹力,2对相互作用力,故A不符合题意,C符合题意;
BD.根据受力分析可知,磁扣和白板之间存在相互作用吸引力,1对相互作用力,故B、D不符合题意;
故答案未:C
【分析】根据相互作用力的定义,并通过受力分析将进行答题。注意磁扣和白板中间加友白纸,未直接接触
6.【答案】D
【知识点】力的合成
【解析】【解答】A.几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫作共点力。根据共点力的定义可知,桶(连同水)受到的所有外力不全是共点力,A不符合题意;
B.设绳子与水平方向的夹角为,以桶为研究对象,由平衡条件可知4Fsin=G;故只有当4sin>1,才有F1<G,B不符合题意;
C.由平衡条件和对称性可知,将F1和F3的合力在竖直和水平方向分解,在竖直方向分力等于,故F1和F3的合力不可能小于,C不符合题意;
D.仅将四根绳变长,两只手之间的距离不变,绳会向竖直方向靠近,即绳与水平方向的夹角变大,合力不变,则绳受到的拉力变小,D符合题意。
故答案为:D
【分析】对桶进行受力分析,通过力的合成与分解,进行答题。
7.【答案】C
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】AB.两臂夹角为90°,干斤顶每个臂的压力F为N,此时千斤顶对汽车的支持力 N,A、B不符合题意;
CD.设千斤顶两臂与水平方向夹角为,根据受力分析有,换好胎后将汽车放下的过程中(轮胎尚未落地),角变小,则千斤顶每臂受到的压力逐渐增大,故C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】进行受力分析,通过力的合成与分解即可解答。
8.【答案】A
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A.火箭点火加速上升时,航天员也加速上升,航天员受到的支持力大于重力,航天员处于超重状态。航天员处于半躺状态,这个姿势既可以使大部分的过载分量作用于航天员的胸背方向,保护航天员。故A符合题意;
B.航天员随着飞船一起做匀速圆周运动,由地球对其的吸引力提供向心力,航天员处于完全失重状态。B不符合题意;
C.水银气压计是利用倒置于水银槽内玻璃管柱中的水银重量与周围大气压力平衡的原理来工作的,在空间站里时,水银处于完全失重,重力全部用来提供向心力,因此上述原理不再适用。C不符合题意;
D.飞船起飞时,受到自己的重力和运载火箭对它的支持力。飞船绕地球做匀速圆周运动时只受重力的作用。D不符合题意
故答案为:A
【分析】根据超、失重定义判断航天员状态;完全失重依然受地球引力。
9.【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】ABC.游客在最底端时,受两个弹簧绳的拉力和重力,设两个弹簧绳的拉力的合力为F,根据牛顿第二定律可知F-mg=ma;游客上升过程中,两绳夹角逐渐变大,弹性绳变短,即弹簧绳的形变量减小,根据胡克定律F=kx可知,弹簧绳的拉力减小,则两个弹簧绳的拉力的合力减小,游客做加速度减小的加速运动,当F=mg时,加速度为0,速度最大,继续上升过程中此过程中,mg-F=ma;两弹簧绳合力F减小,游客做加速度增大的减速运动,故ABC不符合题意;
D.弹性绳恢复原长时,游客只受重力,此时如果游客仍然有向上的速度,则游客做竖直上抛运动,D符合题意。
故答案为:D
【分析】对游客进行受力分析,根据牛顿第二运动定律、胡克定律等知识点进行解答。
10.【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】对结点O受力分析如图:
根据受力平衡,拉力FOA与FOB的合力,总是与重力等大反向,现将细绳BO的悬点缓慢地向B1、B2、B3移动过程中,分别画出平行四边形,从平行四边形中我们可以看出:FOA一直在逐渐增大,故A符合题意;BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】此题属于动态平衡问题中的“一个力方向不变,一个力方向变化”题型,通常采用画图解析法进行解题。根据多个平行四边形的各边长度变化,判断力的大小变化。
11.【答案】C
【知识点】超重与失重;牛顿定律与图象
【解析】【解答】A.人在一次完整的下蹲过程中,人先向下加速后向下减速至0,加速度方向先向下后向上,压力传感器对人的支持力先比重力小,后比重力大,即人在一次完整下蹲过程中,先处于失重状态,后处于超重状态。1s时,人处于失重状态,处在向下加速的阶段,并未到达最低点,A不符合题意;
B.通过A项的分析,2~4s的一段时间内,人完成一次完整的起立动作,压力传感器对人的支持力先比重力大,后比重力小,即人先处于超重状态,后处于失重状态,图中所示的图线只描述了一次下蹲起立的动作,B不符合题意;
C.根据上述可知,2s末前后短时间内,人的重心处在下蹲的最低点,人处于静止不动,C符合题意;
D.根据图像可知,3s末压力传感器对人的支持力小于重力,则人处于起立阶段的减速过程,若重心速度最大,则人所受外力的合力为0,由图线可知,该时刻应该处于3s时刻之前压力传感器的支持力大小等于重力的那一时刻,D错误。
故答案为:C。
【分析】根据超、失重的定义,将人在下蹲或起立过程中的状态与图像对应,进而答题。
12.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】由图可知小球运动的时间t=4=0.4s,小球位移x=5.50-1.50=4.00cm;则小球平均速度;故答案为:D
【分析】根据平均速度定义进行 答题,注意单位换算。
13.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;牛顿第二定律
【解析】【解答】A、B分离的临界条件为:A、B之间的弹力为零,且此时两者的加速度仍相等,则有,解得t=2s;
在0-2s内共同加速,把A、B看成一个整体,2s内所受合力为恒为12N,则有12=(2+4)a,解得a=2m/s2;
A、B分离瞬间速度v=at=4m/s;
2-4s,AB分离,aA随时间变化的曲线如图
根据题干“提示:a-t图像的面积为速度的变化量 ”,m/s;
m/s;
aB随时间变化的曲线如图
m/s;
m/s;
故答案为:B
【分析】通过受力分析,推出A、B会分离,求出分离时间;因物体受力为变力,根据 a-t图像的面积为速度的变化量求解末速度
14.【答案】A,C
【知识点】胡克定律
【解析】【解答】A.每条弹性绳的伸长量cm,A符合题意;
B.两个弹簧测力计示数均为2N,口罩两侧均受到2N的弹力,B不符合题意;
C、D.根据胡克定律,每条弹性绳的劲度系数N/m,C符合题意,D不符合题意;
故答案为:A、C
【分析】根据弹簧测力计示数读出力的大小,注意口罩两边的均受拉力;根据胡克定律求出 每条弹性绳的劲度系数。
15.【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】A、B、C.设斜面倾角为,滑块A的质量为,A、B总质量为m;
在P点下方,将A、B视为整体,有;
对A有;
联立解得;
在P点上方,将A、B视为整体,有
对A有;
联立解得;
;A符合题意;B、C不符合题意;
D.根据弹力的产生条件可知,A对B的弹力是A的形变而产生的,D符合题意;
故答案为:A D
【分析】对物体做受力分析,通过牛顿第二运动定律进行解答。因A、B为连接体,故采用 整理隔离法。
16.【答案】A,C,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A、B.对小球A和B受力分析如图所示
对小球B,根据共点力平衡条件及角度,得F=mg;T1=mg;
因 OA长度与半圆柱体半径相等,则半径与竖直方向夹角为30°,根据图中几何关系,有;T2=T1=mg;
联立解得,N=mg,A符合题意;B不符合题意;
C.剪断轻绳瞬间,T2变成0,沿圆半径方向合力为零,沿切线方向根据牛顿第二运动定律有,解得,C符合题意;
D..剪断轻绳瞬间,弹簧弹力F不变,B受到的重力与弹簧弹力的合力为mg;根据牛顿第二运动定律有mg=ma,解得a=g,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】对小球A、B分别做受力分析,根据绳两端的力的大小相等的特点,找到小球A、B的质量关系;根据绳的拉力 是突变力,弹簧弹力是非突变力,配合牛顿第二运动定律,进行答题。
17.【答案】(1)2
(2)B
(3)不会
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】 (1) 因为弹簧测力计有自重,所以竖直悬挂时,两个测力计对拉会使有误差,故应选用方法2;
(2) A. 实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度,这样相对误差较小,A正确;
B.实验操作时,两个弹簧测力计的量程可以不一致,只需要在各自的量程范围内使用即可,B错误;
C. OB和OC细绳应适当长些便于记录拉力的方向,C正确。
注意该题选错误选项,故答案为:B
(3) 在实验中,细绳除了挂弹簧测力计之外,主要是便于记录拉力的方向,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果不会受到影响。
【分析】根据 “验证力的平行四边形定则”的实验原理:一个力F′ 的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果,都是使橡皮条伸长到同一点,则F′ 就是F1、F2的合力,即可答题。
18.【答案】(1)不挂;等间距
(2)槽码质量没有远小于小车质量
(3)2.00±0.02
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】 (1) 补偿阻力:用小木块把木板垫高后,在不挂槽码连杆的情况下,轻推一下小车,直到打点计时器打出一系列等间距的点。
(2) 设槽码(包括槽码杆)的质量为m,小车的质量为M,则系统的加速度为,当M>>m时,a=g,即槽码(包括槽码杆)的重力等于绳子上的拉力,但随着砝码和盘的质量逐渐增大不再满足该条件时,a-F图像就会出现弯曲
(3)相邻两计数点间还有4个点未画出,则T=0.1s,则加速度
【分析】补偿阻力时,不应悬挂槽码;根据槽码质量远小于小车质量,该实验的重力才等于绳子上的拉力,即加速度a的大小才会不变,判断a-F图像发生弯曲的原因;根据逐差法求加速度。
19.【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:
由牛顿第三定律,人对座位的压力 ,方向竖直向下
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;自由落体运动;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)根据自由落体运动的位移与时间的关系以及速度与时间的关系得出 整个过程运动的时间 ;
(2)结合匀变速直线运动的位移与速度的关系得出制动过程的加速度;
(3)根据牛顿第二定律得出 座舱对小张的支持力。
20.【答案】(1)解:无风时小球会下滑,受到滑动摩擦力
(2)解:小球沿细杆将向上运动时,风力F最大
解得
小球沿细杆将向上运动时,风力F最小
解得
风力范围
【知识点】受力分析的应用;滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)利用滑动摩擦力的表达式得出 无风时小球受到的摩擦力; ;
(2)对小球进行受力分析,根据共点力平衡以及滑动摩擦力的表达式得出F的最大值和最小值。
21.【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:1s末的速度
2s末的速度
平均速度
【知识点】平均速度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)根据牛顿第二定律得出 儿童减速和加速运动的加速度 ;
(2)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系得出自由滑行的时间;
(3)结合匀变速直线运动的速度与时间的关系以及平均速度的表达式得出儿童运动很长一段时间的平均速度 。
22.【答案】(1)解:

(2)解:与皮带速度相同前位移

(3)解:开始货物相对传送带向上运动
与皮带速度相同后货物相对传送带向下运动
两次相对运动相反,则货物在传送带上的划痕长0.8m
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】在传送带模型问题中,物块和皮带的“最终目的”是共速,共速瞬间二者间摩擦力会突变,运动状态同时会发生变化。因此,应将二者共速时刻作为临界点,将物块的运动作为多过程问题进行研究,利用牛顿第二定律求出物块的加速度、位移、初末速度等物理量。
传送带模型问题中的划痕问题,若有两次相对运动,应分析划痕的相对方向及长度。两次相对运动方向相同,有Δx=Δx1+Δx2;若两次相对运动方向相反,Δx等于较长的相对位移大小。
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