云南省昭通市高一(下)开学考试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.如图为某游乐园内滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,倾角为37°的长直轨道AB与弯曲轨道BC平滑连接,轨道BC高1 m,C是半径为6 m的圆弧最低点。质量10 kg的小孩从A处由静止开始匀加速下滑,加速度1 m/s2,到达B点时速度4 m/s。若不计BC段的阻力,重力加速度取10 m/s2,sin=0.6,cos=0.8。则( )
A.长直轨道AB的长度为8 m B.小孩从A处滑到B处所用的时间为2 s
C.小孩与AB轨道间的动摩擦因数为0.8 D.小孩经过C点时所受支持力的大小为160 N
2.如图所示,质量为m的小球用轻弹簧系住,并用倾角为的光滑木板AB托住,此时弹簧轴线水平,小球恰好处于静止状态,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.撤去挡板瞬间,小球加速度为g
B.撤去挡板瞬间,小球加速度为g
C.撤去弹簧瞬间,小球加速度为g
D.撤去弹簧瞬间,小球加速度为g
3.半径为的光滑圆弧轨道置于粗糙的水平面上,为圆弧对应的圆心,今在轨道底部处固定一轻弹簧,弹簧另一端与质量为的小球相连,小球静止于点,与水平方向的夹角,整个系统一直处于静止状态,已知弹簧的原长为,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A.弹簧对小球的作用力大小为
B.小球对圆弧轨道压力大小为
C.弹簧的劲度系数为
D.地面受到圆弧轨道摩擦力的方向水平向右
二、单选题
4.如图甲,光滑水平面上放着长木板B,质量为m=3kg的木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面,由于A、B之间存在摩擦,之后木块A与长木板B的速度随时间变化情况如图乙所示,重力加速度g=10m/s2。则下列说法错误的是( )
A.木块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.1
B.长木板的质量M=3kg
C.长木板B的长度至少为2m
D.木块A与长木板B组成的系统损失的机械能为3J
5.如图,A、B两个质量均为m的小球(视为质点)悬挂在0点,在小球B上施加一个外力F,缓慢地让两个小球偏离原来的位置,直到轻绳OA与竖直方向成30°角的平衡位置,当外力F最小时,轻绳OA与轻绳AB上的拉力大小之比为( )
A.2:1 B.:3 C.:2 D.:1
6.以24 m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6 m/s2,则刹车后()
A.汽车在第1 s内的平均速度为24 m/s B.汽车在第1 s内的平均速度为12 m/s
C.汽车在前2 s内的位移为36 m D.汽车在前5 s内的位移为45 m
7.关于验证力的平行四边形定则的的实验,下列说法正确的是
A.弹簧秤的读数相同
B.橡皮条受拉力产生形变量相同
C.橡皮条在同一方向产生相同的形变量
D.以上说法均不正确
8.质量为50 kg的箱子放在水平地面上,箱子与地面间的动摩擦因数为0.6,用大小为310 N的水平力推箱子但没有推动,则箱子所受的摩擦力大小为( )
A.30 N B.186 N
C.300 N D.310 N
9.某物体运动的速度与时间关系如图所示,由图象可知( )
A.该物体做匀减速运动
B.它的初速度为20 m/s
C.加速度为10 m/s2
D.前20 s内的位移为600 m
三、实验题
10.在测定匀变速直线运动的加速度实验中:
下图为接在周期为T=0.02s交流电源上的电火花打点计时器,在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打5个点所取的记数点,但第3个记数点没有画出。由图中的数据可求得:
(1)该物体的加速度为___________m/s2.(保留两位有效数字)
(2)第3个记数点与第2个记数点的距离约为___________cm。(保留三位有效数字)
(3)打第2个记数点时该物体的速度约为___________m/s。(保留两位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
11.某同学在“探究加速度与力和质量的关系”实验时,实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图乙所示. 从比较清晰的点起,每5个打点取一个计数点,量出相邻计数点间的距离如图所示(单位cm),则打下计数点3时小车的瞬时速度为________m/s,小车的加速度为________m/s2. (以上两空均保留两位有效数字)
四、解答题
12.如图所示,质量为4.0kg的物体在与水平方向成37°角、大小为20N的拉力F作用下,沿水平面由静止开始运动,物体与地面间动摩擦因数为0.20;取g = 10m/s2,cos37°= 0.8,sin37°= 0.6;求:
(1)物体的加速度大小;
(2)经过2s撤去F,再经3s时物体的速度为多大?
(3)经过2s撤去F,物体从开始运动到撤去拉力后的10s内的总位移是多少?
13.如图所示,倾斜传送带与水平方向的夹角为=37°,将一小物块轻轻放在正在以速度v=10m/s匀速逆时针传动的传送带的上端,物块和传送带之间的动摩擦因数为 =0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小),传送带两皮带轮轴心间的距离为L=29m,
(1)求将物块从顶部传到传送带底部所需的时间为多少(g=10m/s2)?
(2)若题中,物块下滑时间为多少?
14.如图所示,A、B、C三个物体的质量是mA=m,mB=mC=2m,A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连,B、C用劲度系数的轻弹簧相连,劲度系数为的轻弹簧一端固定在天花板上,另一端与滑轮相连。开始时,A、B两物体均静止且在同一水平面上,不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦。
(1)求此时两弹簧的形变量;
(2)若用竖直向下的拉力缓慢拉动A物体,在拉动过程中,弹簧以及与A、B相连的绳子始终竖直,到C物体刚要离开地面(A尚未落地,B没有与滑轮相碰),求:
①C刚要离地时竖直向下的拉力的大小;
②C刚要离地时滑轮下降的距离;
③C刚要离地时A、B两物体的高度差。
试卷第页,共页
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参考答案:
1.AD
【解析】
【详解】
A.根据匀变速直线运动公式
解得
选项A正确;
B.根据速度公式
小孩从A处滑到B处所用的时间为,选项B错误;
C.由牛顿第二定律,有
得,选项C错误;
D.小孩在段运动的过程中,根据动能定理,有
算出,小孩经过C点时根据牛顿第二定律,有
解得。选项D正确。
故选AD。
2.BC
【解析】
【详解】
木板撤去前,小球处于平衡态,受重力、支持力和弹簧的拉力,如图,
根据共点力平衡条件,有
F-Nsin=0
Ncos-G=0
解得:
AB.木板AB突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力N,方向与N反向,所以小球加速度为:
故A项错误,B项正确;
CD.撤去弹簧小球将沿AB向下滑,所以撤去弹簧瞬间,小球受重力和板的支持力,合力方向沿板向下,小球的加速度为:
故C项正确,D项错误.
3.AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.对小球受力分析如图所示
由平衡条件和几何关系有
,
可得
A正确,B错误;
C.设弹簧的形变量为x,根据胡克定律有,根据几何关系有
联立解得
C正确;
D.以小球和圆弧轨道整体为研究对象,受重力、地面的支持力,由共点力平衡条件可知,二力相互抵消,水平方向没有外力,即圆弧轨道不受地面的摩擦力,D错误。
故选AC。
4.C
【解析】
【详解】
AB.由题图可知,木块A先做匀减速直线运动,长木板B先做匀加速直线运动,最后一起做匀速直线运动,共同速度
取向右为正方向,根据动量守恒定律得
解得
长木板B匀加速运动的加速度为
对长木板B,根据牛顿第二定律得
解得
故AB正确,不符合题意;
C.根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,由题图可知前1s内长木板B的位移为
木块A的位移为
所以长木板B的最小长度为
故C错误,符合题意;
D.木块A与长木板B组成系统损失的机械能为
解得
故D正确,不符合题意。
故选C。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB 整体受力如图所示
当外力 F 最小时,外力 F 与竖直方向成 60°角,可求出绳 OA 拉力大小为
TOA=mg
再隔离 B 小球,作用在 B 小球上的三个力构成等边三角形, 则绳 AB 上的拉力为
TOA=mg
所以
TOA :TAB =:1
故选D。
6.C
【解析】
【详解】
AB、汽车刹车到停下所需的时间为;1s内汽车的位移,故1s内的平均速度,故A、B错误;
C、2s内的位移,故C正确;
D、因5s>4s,因则有5s内的位移为汽车运动的总位移:,故D错误;
故选C.
7.C
【解析】
【详解】
在此实验中弹簧秤的读数不一定要相同,选项A错误;橡皮条受拉力产生形变量不一定要相同,选项B错误;为了保证等效性,故橡皮条在同一方向产生相同的形变量,选项C正确,D错误;故选C.
8.D
【解析】
【分析】
【详解】
ABCD.由二力平衡可知,水平方向静摩擦力大小与外力大小相等为310 N,故D正确ABC错误。
故选D。
9.A
【解析】
【详解】
A.由图可知,物体的速度均匀减小,做匀减速直线运动,A正确;
B.t=0时刻的速度即初速度,由题图知,初速度为30 m/s,B错误;
C.根据加速度的定义式,可知加速度
a==-1m/s2
C错误;
D.图线与两个坐标轴所围“面积”等于位移,则前20s内的位移
x=×20m=400m
D错误。
故选A。
10. 0.74 4.36 0.40 不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 根据运动学公式Δx=at2得
(2)[2] 第3个计数点与第2个计数点的距离
x23=x12+at2=4.36cm
(3)[3] 设12两点间中间时刻的速度为v1,45点间的中间时刻的速度速度为v2,则
因为点3为v1v4所对应的时间的中间时刻,所以由
再依据运动学公式有
v2=v3-aT=0.473-0.74×0.1≈0.40m/s
(4)[4] 交流电的频率不变,不影响电火花打点计时器打点的时间间隔,对实验结果没影响,所以加速度的测量值与实际值相比不变。
11. 0. 38 0. 16
【解析】
【详解】
[1].打下计数点3时小车的瞬时速度为
[2].根据△x=aT2,运用逐差法得
12.(1)2.6m/s2(2)0(3)11.96m
【解析】
【分析】
(1)抓住物体在竖直方向上的合力为零,结合牛顿第二定律求出物体的加速度.
(2)根据速度时间公式求出2s末的速度,根据牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度,结合速度时间公式求出物体的速度.
(3)撤去F之后10s已经停止运动,根据位移公式求解总位移.
【详解】
(1)根据牛顿第二定律得,Fcos37° μ(mg Fsin37°)=ma
代入数据解得物体的加速度大小a=2.6m/s2
(2)2s末的速度v=at=2.6×2m/s=5.2m/s,
撤去拉力后的加速度大小a′=μg=0.2×10m/s2=2m/s2,
则物体速度减为零的时间t′==2.6s<3s,
则3s时的速度为零.
(3)撤去F之前的位移:
撤去F之后10s已经停止运动,则位移为
总位移:x=x1+x2=5.2m+6.76m=11.96m
【点睛】
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,关键是搞清运动的情况.
13.(1)3s(2)3.31s
【解析】
【详解】
(1)物体放上传送带后,开始一段时间t1内做初速度为0的匀加速直线运动,小物体受到沿斜面向下的摩擦力:
可知物体所受合力
F合=mgsinθ+f
又因为
f=μN=μmgcosθ
所以根据牛顿第二定律可得:
代入数据得:
a=10m/s2
当物体速度增加到10m/s时产生的位移
所用时间为:
代入数据得:
t=1s
所以物体速度增加到10m/s后,由于mgsinθ>μmgcosθ,所以物体将受沿传送带向上的摩擦力的作用
匀加速运动的位移为29-x,设所用时间为t′,则
29-x=24=vt′+at′2
解得:
t′=2s
t总=1s+2s=3s
(2)若物体与传送带之间的动摩擦因数为0.8,则物体放上传送带后,开始一段时间t1′内做初速度为0的匀加速直线运动,小物体受到沿斜面向下的摩擦力:
可知物体所受合力
F′合=mgsinθ+f′
又因为
f′=μN=μ′mgcosθ
所以根据牛顿第二定律可得:
代入数据的:
a′=12.4m/s2
当物体速度增加到10m/s时产生的位移
所用时间为:
得:
t′=0.81s
所以物体速度增加到10m/s后,由于mgsinθ<μmgcosθ,所以物体将和传送到一起匀速运动,匀速运动的位移为29-x′,设所用时间为t″,则
则
t′总=0.81+2.497=3.31s
14.(1),;(2)①3mg;②;③
【解析】
【详解】
(1)对A做受力分析可知,绳子上的拉力大小等于A的重力大小,则滑轮受到向下的拉力为
F1=2mg
由胡克定律可得
对B做受力分析有
F2=2mg-mg=mg
由胡克定律可得
(2)①C刚要离开地面时对A做受力分析可得
②C刚要离地时绳子的拉力为
F拉=mB+mC=4mg
由胡克定律可得
则C刚要离地时滑轮下降的距离为
③C刚要离地时劲度系数为k2的弹簧弹力为
则由胡克定律可得
则B上升高度为
则C刚要离地时A、B两物体的高度差为
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