四川省绵阳市南山名校2023-2024学年高一下学期入学考试物理试题 (原卷版+解析版)

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名称 四川省绵阳市南山名校2023-2024学年高一下学期入学考试物理试题 (原卷版+解析版)
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文件大小 11.9MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2024-03-11 21:26:16

文档简介

绵阳南山中学2024年春季高2023级入学考试
物理试题
命题人: 审题人:
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2022年12月4日21时01分35秒,“神舟十四”号飞船返回舱携三名航天员安全着陆,圆满完成6个月的在轨绕行任务。返回时,返回舱先穿过大气层,然后打开巨大的降落伞减速,当离地1米高度时,反推发动机点火,使返回舱的速度进一步减小,而后安全着陆。有关飞船的绕行和回收,以下说法正确的是(  )
A. “21时01分35秒”“6个月”分别指时间和时刻
B. 返回舱在打开降落伞时,为了研究降落伞张开角度是否正常可将降落伞看成质点
C. 返回舱受到反推发动机施加的力的单位是牛顿,且牛顿是国际单位制中的基本单位
D. 返回舱打开降落伞减速下降阶段,航天员在舱内处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.“21时01分35秒”“6个月”分别指时刻和时间,选项A错误;
B.返回舱在打开降落伞时,为了研究降落伞张开角度是否正常,则降落伞的大小形状不能忽略不计,不可将降落伞看成质点,选项B错误;
C.牛顿是国际单位制中的导出单位,选项C错误;
D.返回舱打开降落伞减速下降阶段,加速度向上,则航天员在舱内处于超重状态,选项D正确。
故选D。
2. 2022年2月15日,北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛,中国选手苏翊鸣摘得个人首枚冬奥金牌,也是中国单板滑雪在冬奥历史上的首枚金牌。下图中虚线表示轨迹,在图示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知,运动员做曲线运动,速度方向沿切线方向,所受合力指向曲线弯曲的内测。
故选D。
3. 一自行车运动员在平直赛道上骑行,其运动的图像如图所示,则该运动员(  )
A. 0~t1时间内和t1~t2时间内运动方向相反
B. t1~t2时间内和t2~t3时间内加速度方向相反
C. 0~t1时间内和t1~t2时间内平均速度相同
D. 0~t2时间内和t2~t4时间内位移相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~t1时间内和t1~t2时间内速度均为正值,可知运动方向相同,A错误;
B.因为v-t图像的斜率等于加速度,可知t1~t2时间内和t2~t3时间内加速度方向相同,B错误;
C.0~t1时间内和t1~t2时间内平均速度相同,均,C正确;
D.图像与坐标轴围成的面积等于位移,且在t轴上方的位移为正,在t轴下方的位移为负,则在0~t2时间内和t2~t4时间内位移大小相同,方向相反,D错误。
故选C。
4. 如图所示,一黑板擦因磁力作用被吸附在竖直黑板上处于静止状态,则黑板擦( )
A. 受到的摩擦力等于自身重力
B. 受到的摩擦力与自身重力是一对相互作用力
C. 对黑板的压力大于黑板对黑板擦的支持力
D. 对黑板压力与黑板对黑板擦的弹力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】AB.黑板擦受到的摩擦力与自身重力是一对平衡力,所以受到的摩擦力等于自身重力,故A正确,B错误;
CD.黑板擦对黑板的压力与黑板对黑板擦的支持力是一对相互作用力,大小相等,故CD错误。
故选A。
5. 屋檐离地面的高度为,每隔相等时间滴下一滴水,当第7滴水刚滴下时,第一滴水恰好落到地面上,则第3滴水与第5滴水的高度差为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意画出雨滴下落过程的示意图如图所示
根据自由落体运动的规律可知,在连续相等的时间内位移之比为奇数比,
所以第3滴水与第5滴水的高度差
故B正确,ACD错误。
故选B。
6. 如图,半球B放置在粗糙水平地面上,光滑球A放在竖直墙面与B之间,A、B半径相同、质量分布均匀、重均为G。现将B的位置向右移动少许,A未着地,系统仍处于静止状态。则(  )
A. A对B作用力增大 B. A对墙的作用力减小
C. 地面对B的支持力变大 D. 地面对B的摩擦力变小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.对A进行受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
B的位置向右移动少许,角减小,则减小、减小,所以T和F都增大。由牛顿第三定律知:A对B作用力增大 ,A对墙的作用力增大,A正确,B错误;
C.以整体为研究对象,竖直方向根据平衡条件可得地面对B支持力大小等于A与B的总重力,所以地面对B的支持力保持不变。故C错误;
D.以整体为研究对象,水平方向根据平衡条件可得地面对B的摩擦力大小为
所以地面对B的摩擦力变大,D错误。
故选A。
7. 如图所示,不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮,一端连接着静止于地面质量为M的重物,另一端有一质量m的猴子,沿绳向上爬。已知重力加速度为g,则在重物不离开地面的前提下,猴子向上爬的最大加速度是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在重物不离开地面的前提下,可知当地面对重物支持力为0时,绳子拉力具有最大值,此时猴子向上爬的加速度最大;则有
联立解得
8. 如图所示,一根不计质量的轻杆AC垂直插入竖直墙内,杆的另一端装一质量不计的光滑小滑轮,一根轻细绳BCD跨过滑轮,绳子B端固定在墙上,且BC段与墙之间的夹角为60°,CD段竖直且足够长.一质量为带孔的小球穿在细绳CD段上,小球以加速度匀加速下滑,不计空气阻力,.则滑轮对轻杆的作用力大小为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先根据牛顿第二定律求解绳子的拉力,然后将绳子的拉力进行合成,得到绳子对滑轮的压力,然后对滑轮分析,根据共点力平衡条件得到杆对滑轮的作用力大小.
【详解】对小球,由牛顿第二定律:mg-T=ma,解得T=8N,故绳子张力T=8N;将绳子的拉力进行合成,如图所示:
故绳子对滑轮的压力为T=8N;滑轮受绳子的压力和杆的支持力而平衡,故杆对滑轮的作用力大小为8N,由牛顿第三定律可知滑轮对轻杆的作用力大小为8N,故B正确;故选B.
【点睛】本题关键是先求解绳子的拉力,明确滑轮的受力情况,结合平行四边形定则和共点力平衡条件分析.
二、本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 某无人机飞行时走过一段特殊轨迹,现测出其竖直向上的速度,及水平方向速度,与时间t的关系图像如图甲、乙所示。下列说法正确的是(  )
A. 无人机在时刻处于失重状态
B. 无人机在这段时间内沿曲线飞行
C. 无人机在时刻上升至最高点
D. 无人机在时间内做匀变速运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由甲图可知无人机在这段时间内竖直方向向上加速,故无人机在时刻处于超重状态,故A错误;
B.由图像可知无人机在这段时间内,水平方向做匀减速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,如图
故无人机实际的速度、加速度不共线,做曲线运动,故B正确;
C.由甲图可知时刻之前无人机一直向上运动,故无人机在时刻上升至最高点,故C错误;
D.由图像可知无人机在时间内加速度恒定,做匀变速运动,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,某人坐地铁时把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔,上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁某段水平直线行驶运动过程中,细绳偏离竖直方向一定角度并保持了一段时间,他用手机拍摄了当时的情景照片,拍摄方向跟地铁前进方向垂直,根据照片他测出细绳偏离竖直方向的角度为θ,已知重力加速度为g,则(  )
A. 地铁运动方向一定向右
B. 地铁可能在做减速运动
C. 地铁此时的加速度大小为gtanθ
D. 细绳对圆珠笔的拉力和细绳对竖直扶手的拉力是一对相互作用力
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.如图
对圆珠笔受力分析,根据拍照的角度和细绳方向确定其合力方向,重力与拉力的合力方向向左,根据牛顿第二定律可知,加速度方向也向左,这样的运动情况有两种,列车向左匀加速运动或者向右匀减速运动,故A错误,B正确;
C.由几何关系可得

解得
故C正确;
D.细绳对圆珠笔的拉力受力物体为圆珠笔,细绳对竖直扶手的拉力受力物体为竖直扶手,圆珠笔和扶手没有相互作用,则两个力不是相互作用力,故D错误。
故选BC。
11. 如图所示,A、B两球质量均为m,C球质量为2m,轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一轻杆,B、C间由一轻质细线连接。斜面固定在水平地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始时系统处于静止状态,重力加速度为g。某时刻剪断细线,细线被剪断的瞬间,下列说法正确的是(  )
A. A球的加速度为0 B. B球加速度沿斜面向上,大小为
C. C球的加速度沿斜面向下,大小为g D. 轻杆对B的拉力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.细线被剪断前,弹簧的弹力为
剪断细线的瞬间,由于弹簧弹力不能突变,弹簧弹力不变,由牛顿第二定律得
则系统AB的加速度
方向沿斜面向上,故A错误,B正确;
D.以B为研究对象,设轻杆对B的拉力为FAB,由牛顿第二定律得
其中B的加速度
解得
D正确;
C.细线剪断的瞬间,C球只受重力和支持力,有
加速度沿斜面向下,大小为
故C错误。
故选BD。
12. 如图所示,倾斜传送带AB与水平方向的夹角θ=37°,以v=2m/s的速度顺时针匀速转动,两轮的大小可忽略,两轮间的距离L=9m。一可视为质点的煤块无初速度放在传送带上的A处,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。整个过程中煤块质量的变化不计,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是(  )
A. 煤块刚放上传送带时的加速度大小为0.4m/s2
B. 煤块在传送带上先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动
C. 煤块从传送带A运动到B的时间为7s
D. 煤块在传送带上留下的黑色痕迹长度为5m
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.煤块刚放上传送带时
解得加速度大小为
a=0.4m/s2
选项A正确;
B.煤块在传送带上先做匀加速直线运动,与传送带共速后,因为
可知与传送带相对静止,则共速后做匀速直线运动,选项B错误;
C.煤块开始阶段加速运动的时间
加速的位移
匀速的时间
则煤块从传送带A运动到B的时间为
t=t1+t2=7s
选项C正确;
D.煤块在传送带上留下的黑色痕迹长度为
选项D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、本大题共2小题,共16分。
13. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中.
(1)如图(a)所示,测出弹簧的原长(自然长度)________.
(2)如图(b)所示,在弹簧下端挂上1个、2个……i个相同质量的钩码,实验测出弹簧静止时的伸长量,并作出的关系图线如图(c).则该弹簧的劲度系数________ ( ,结果保留三位有效数字).
(3)作出的图象的末端图象变弯曲的原因是:_________.
【答案】 ①. 9.0 ②. 50.0 ③. 超出弹簧的弹性限度(或弹簧已经损坏或所挂钩码个数过多,答其中一种均可)
【解析】
【分析】(1)弹簧秤最小刻度为1N,根据刻度读数;(2)根据图像的斜率求解劲度系数;(3))作出的图象的末端图象变弯曲的原因是超出弹簧的弹性限度.
【详解】(1)如图(a)所示,测出弹簧的原长(自然长度)为9.0cm;
(2)根据图像可知弹簧的劲度系数:
(3)从弯曲的图线可以看出,发生相同形变量时,增加的质量在减小,说明弹簧更容易发生形变了,即弹簧的进度系数发生了明显的减小,说明超出了弹簧的弹性限度.
【点睛】本题关键从实验原理出发设计实验并进行数据处理;用图象法处理数据有利于减小实验误差.
14. 校某实验小组用如图1所示的实验装置探究“物体的加速度与质量的关系”。完成实验,回答问题:
(1)某同学进行如下操作:将小车放在水平长木板上,不挂槽码,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,轻推小车,直至纸带打出的点迹分布均匀。该操作的目的是_______________。
(2)在完成(1)中操作后。某同学按住小车,在小车中放入砝码,挂上槽码,打开打点计时器电源,释放小车,得到一条带有清晰点迹的纸带;在保证小车和砝码质量之和_________(填“远大于”、“远小于”或“等于”)槽码质量条件下,改变小车中砝码的质量,重复操作,得到多条纸带。记下小车及车中的砝码总质量m,利用纸带测量计算小车加速度a。
如图2是其中一条纸带,A、B、C、D、E是计数点,相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出,已知交流电频率为50Hz,则这条纸带记录小车的加速度大小为__________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)某同学为以加速度a为纵坐标,作出如图3所示的直线,则图3中的横坐标为_________(填“m”或“”)。
(4)若拿走垫木使小车在水平木板上运动,研究加速度a与拉力F的关系则拉力F与a之间关系的图像是图中的________。
A. B. C. D.
【答案】 ①. 平衡摩擦力 ②. 远大于 ③. 0.63 ④. ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1]将小车放在水平长木板上,不挂槽码,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,轻推小车,直至纸带打出的点迹分布均匀。该操作的目的是平衡摩擦力。
(2)[2]为使绳子的拉力等于小车和砝码的合外力,需保证小车和砝码质量之和远大于槽码质量。
[3]相邻两个计数点间的时间间隔为
根据逐差法求出小车的加速度大小为
(3)[4]根据牛顿第二定律
整理得
图3为直线,则图3中的横坐标为。
(4)[5]若拿走垫木使小车在水平木板上运动,根据牛顿第二定律
整理得
可知图象的纵截距为正值,则拉力F与a之间关系的图像是图C。
故选C。
四、本大题3小题,共36分,要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 质量为的物体在光滑平面上的直角坐标系中运动,其分速度和随时间变化的图像如图所示。求:
(1)物体的初速度;
(2)时物体的速度;
(3)前内物体的位移大小。(结果可保留根号)
【答案】(1),方向沿x轴正方向;(2),方向与x轴的夹角为;(3)
【解析】
【详解】(1)由图可知,在时,,;所以物体的初速度为,方向沿x轴正方向。
(2)由图可知,当时,,;则物体的速度大小为
设速度与x轴的夹角为,则有
解得
(3)在内,物体沿x方向的位移为
物体沿y方向的加速度为
物体沿y方向的位移为
物体的位移大小
16. 固定斜面的倾角为,斜面上质量为的物体恰能沿斜面匀速下滑.现用一轻质细绳一端固定在物体上,另一端绕过光滑的定滑轮后固定在竖直墙上,另一轻质光滑的小滑轮下端悬挂质量为的物体,小滑轮置于细绳上,系统处于静止状态时,细绳与墙的夹角,如图所示.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,重力加速度,. 试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数
(2)若物体静止在斜面上,多大时,物体所受摩擦力恰好为零。
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】(1)物体A匀速下滑,由平衡条件列式求解摩擦因数;(2)对物体A和滑轮h2分别列出平衡方程即可求解两物体质量之比.
详解】(1)物体A匀速下滑,由平衡条件,有

(2)物体所受摩擦力为零时,由平衡条件,有
对:
对滑轮:
联立得
17. 如图所示,质量m=2kg的铁块(可视为质点)静止放在质量M=1kg在木板的左端,已知铁块与木板间的动摩擦因数μ1=0.4,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2;设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。现给铁块施加一个水平向右F=14N的恒力作用,使铁块与木板之间出现相对滑动。
(1)求铁块与木板刚运动时的加速度大小a1、a2;
(2)若当F作用t0=3s后撤去F,铁块最终刚好未滑离木板,求:
①从F作用到刚撤去F过程中,铁块相对木板发生的位移 x;
②木板的长度。
【答案】(1),;(2)①;②
【解析】
【详解】(1)铁块与木板之间出现相对滑动,对铁块由牛顿第二定律得
解得刚运动时铁块的加速度大小
对木板由牛顿第二定律得
解得刚运动时木板的加速度大小
(2)①当F作用t0=3s后,铁块获得的速度
木板获得的速度
从F作用到刚撤去F过程中,铁块相对木板发生的位移 x
②撤去F后,设铁块的加速度大小为,设木板的加速度大小为,分别对铁块和木板由牛顿第二定律得
解得
从撤去F后到铁块最终刚好未滑离木板,设时间为,铁块做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动。铁块刚好未滑离木板,满足两者速度相等
解得
从撤去F后到铁块最终刚好未滑离木板,铁块和木板的相对位移
木板的长度绵阳南山中学2024年春季高2023级入学考试
物理试题
命题人: 审题人:
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2022年12月4日21时01分35秒,“神舟十四”号飞船返回舱携三名航天员安全着陆,圆满完成6个月的在轨绕行任务。返回时,返回舱先穿过大气层,然后打开巨大的降落伞减速,当离地1米高度时,反推发动机点火,使返回舱的速度进一步减小,而后安全着陆。有关飞船的绕行和回收,以下说法正确的是(  )
A “21时01分35秒”“6个月”分别指时间和时刻
B. 返回舱在打开降落伞时,为了研究降落伞张开角度是否正常可将降落伞看成质点
C. 返回舱受到反推发动机施加的力的单位是牛顿,且牛顿是国际单位制中的基本单位
D. 返回舱打开降落伞减速下降阶段,航天员在舱内处于超重状态
2. 2022年2月15日,北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛,中国选手苏翊鸣摘得个人首枚冬奥金牌,也是中国单板滑雪在冬奥历史上的首枚金牌。下图中虚线表示轨迹,在图示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
3. 一自行车运动员在平直赛道上骑行,其运动的图像如图所示,则该运动员(  )
A. 0~t1时间内和t1~t2时间内运动方向相反
B. t1~t2时间内和t2~t3时间内加速度方向相反
C 0~t1时间内和t1~t2时间内平均速度相同
D. 0~t2时间内和t2~t4时间内位移相同
4. 如图所示,一黑板擦因磁力作用被吸附在竖直黑板上处于静止状态,则黑板擦( )
A. 受到的摩擦力等于自身重力
B. 受到的摩擦力与自身重力是一对相互作用力
C. 对黑板的压力大于黑板对黑板擦的支持力
D. 对黑板的压力与黑板对黑板擦的弹力是一对平衡力
5. 屋檐离地面的高度为,每隔相等时间滴下一滴水,当第7滴水刚滴下时,第一滴水恰好落到地面上,则第3滴水与第5滴水的高度差为(  )
A. B. C. D.
6. 如图,半球B放置在粗糙水平地面上,光滑球A放在竖直墙面与B之间,A、B半径相同、质量分布均匀、重均为G。现将B的位置向右移动少许,A未着地,系统仍处于静止状态。则(  )
A. A对B作用力增大 B. A对墙的作用力减小
C. 地面对B支持力变大 D. 地面对B的摩擦力变小
7. 如图所示,不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮,一端连接着静止于地面质量为M的重物,另一端有一质量m的猴子,沿绳向上爬。已知重力加速度为g,则在重物不离开地面的前提下,猴子向上爬的最大加速度是(  )
A. B. C. D.
8. 如图所示,一根不计质量的轻杆AC垂直插入竖直墙内,杆的另一端装一质量不计的光滑小滑轮,一根轻细绳BCD跨过滑轮,绳子B端固定在墙上,且BC段与墙之间的夹角为60°,CD段竖直且足够长.一质量为带孔的小球穿在细绳CD段上,小球以加速度匀加速下滑,不计空气阻力,.则滑轮对轻杆的作用力大小为
A. B. C. D.
二、本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 某无人机飞行时走过一段特殊轨迹,现测出其竖直向上的速度,及水平方向速度,与时间t的关系图像如图甲、乙所示。下列说法正确的是(  )
A. 无人机在时刻处于失重状态
B. 无人机在这段时间内沿曲线飞行
C. 无人机在时刻上升至最高点
D. 无人机在时间内做匀变速运动
10. 如图所示,某人坐地铁时把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔,上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁某段水平直线行驶运动过程中,细绳偏离竖直方向一定角度并保持了一段时间,他用手机拍摄了当时的情景照片,拍摄方向跟地铁前进方向垂直,根据照片他测出细绳偏离竖直方向的角度为θ,已知重力加速度为g,则(  )
A. 地铁运动方向一定向右
B. 地铁可能在做减速运动
C. 地铁此时的加速度大小为gtanθ
D. 细绳对圆珠笔的拉力和细绳对竖直扶手的拉力是一对相互作用力
11. 如图所示,A、B两球质量均为m,C球质量为2m,轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一轻杆,B、C间由一轻质细线连接。斜面固定在水平地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始时系统处于静止状态,重力加速度为g。某时刻剪断细线,细线被剪断的瞬间,下列说法正确的是(  )
A. A球的加速度为0 B. B球加速度沿斜面向上,大小为
C. C球的加速度沿斜面向下,大小为g D. 轻杆对B的拉力大小为
12. 如图所示,倾斜传送带AB与水平方向的夹角θ=37°,以v=2m/s的速度顺时针匀速转动,两轮的大小可忽略,两轮间的距离L=9m。一可视为质点的煤块无初速度放在传送带上的A处,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。整个过程中煤块质量的变化不计,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是(  )
A. 煤块刚放上传送带时的加速度大小为0.4m/s2
B. 煤块在传送带上先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动
C. 煤块从传送带A运动到B的时间为7s
D. 煤块在传送带上留下的黑色痕迹长度为5m
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、本大题共2小题,共16分。
13. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中.
(1)如图(a)所示,测出弹簧的原长(自然长度)________.
(2)如图(b)所示,在弹簧下端挂上1个、2个……i个相同质量的钩码,实验测出弹簧静止时的伸长量,并作出的关系图线如图(c).则该弹簧的劲度系数________ ( ,结果保留三位有效数字).
(3)作出图象的末端图象变弯曲的原因是:_________.
14. 校某实验小组用如图1所示的实验装置探究“物体的加速度与质量的关系”。完成实验,回答问题:
(1)某同学进行如下操作:将小车放在水平长木板上,不挂槽码,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,轻推小车,直至纸带打出的点迹分布均匀。该操作的目的是_______________。
(2)在完成(1)中操作后。某同学按住小车,在小车中放入砝码,挂上槽码,打开打点计时器电源,释放小车,得到一条带有清晰点迹的纸带;在保证小车和砝码质量之和_________(填“远大于”、“远小于”或“等于”)槽码质量条件下,改变小车中砝码的质量,重复操作,得到多条纸带。记下小车及车中的砝码总质量m,利用纸带测量计算小车加速度a。
如图2是其中一条纸带,A、B、C、D、E是计数点,相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出,已知交流电频率为50Hz,则这条纸带记录小车的加速度大小为__________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)某同学为以加速度a为纵坐标,作出如图3所示的直线,则图3中的横坐标为_________(填“m”或“”)。
(4)若拿走垫木使小车在水平木板上运动,研究加速度a与拉力F的关系则拉力F与a之间关系的图像是图中的________。
A. B. C. D.
四、本大题3小题,共36分,要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 质量为的物体在光滑平面上的直角坐标系中运动,其分速度和随时间变化的图像如图所示。求:
(1)物体的初速度;
(2)时物体的速度;
(3)前内物体的位移大小。(结果可保留根号)
16. 固定斜面的倾角为,斜面上质量为的物体恰能沿斜面匀速下滑.现用一轻质细绳一端固定在物体上,另一端绕过光滑的定滑轮后固定在竖直墙上,另一轻质光滑的小滑轮下端悬挂质量为的物体,小滑轮置于细绳上,系统处于静止状态时,细绳与墙的夹角,如图所示.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,重力加速度,. 试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数
(2)若物体静止在斜面上,多大时,物体所受摩擦力恰好为零。
17. 如图所示,质量m=2kg的铁块(可视为质点)静止放在质量M=1kg在木板的左端,已知铁块与木板间的动摩擦因数μ1=0.4,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2;设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。现给铁块施加一个水平向右F=14N的恒力作用,使铁块与木板之间出现相对滑动。
(1)求铁块与木板刚运动时加速度大小a1、a2;
(2)若当F作用t0=3s后撤去F,铁块最终刚好未滑离木板,求:
①从F作用到刚撤去F过程中,铁块相对木板发生的位移 x;
②木板的长度。
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