2024-2025学年高一物理必修一(2019人教版)全册练习卷(A卷)
一.选择题(共12小题,每小题4分,共48分)
1.下列说法正确的是( )
A.在10km竞走比赛裁判眼中,运动员可视为质点
B.铅球比赛中,运动员的成绩就是铅球位移的大小
C.6名运动员在标准跑道上角逐400m冠亚军,则这6名运动员全程的位移和路程均相同
D.在冰壶比赛中,运动员用毛刷“刷擦”冰壶运行前方的冰面,是为了使冰面熔化,减小冰壶和冰面之间的摩擦力
2.在学习物理过程中,我们经常对一些物理量、公式、方法等进行分类,下列分类正确的是( )
A.v,μ,α都是用比值法定义的
B.重力、摩擦力、拉力、压力都是按力的作用效果命名的
C.加速度、弹力、路程、平均速度都属于矢量
D.研究分力和合力的关系,研究质量、加速度和力的关系都采用了等效替代法
3.玩具汽车停在模型桥面上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桥面受到汽车给它的向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
B.桥面受到汽车给它的向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变
C.汽车受到桥面给它的向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
D.汽车受到桥面给它的向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变
4.如图所示,小球从距地面高度h1=1.25m的A点由静止释放,经地面第一次反弹,竖直上升至最高点B,B点距地面高度h2=0.8m,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球在B点处于静止状态
B.小球下降过程处于失重,上升过程处于超重
C.小球与地面作用过程速度变化量的大小为1m/s
D.小球下降过程的平均速度大小大于上升过程的平均速度大小
5.如图所示,A、B为同一水平线上的两个固定绕绳装置,转动A、B,使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直上升,下列说法正确的是( )
A.绳子拉力大小不变
B.绳子拉力大小逐渐减小
C.两段绳子合力逐渐减小
D.两段绳子合力不变
6.如图所示,一个物体静止在粗糙的斜面上,物体受到的力是( )
A.只受重力
B.只受重力和支持力
C.只受重力和摩擦力
D.只受重力、支持力和摩擦力
7.如图,某小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起.下列说法正确的是( )
A.石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力
B.石块b对a的支持力一定等于a受到的重力
C.石块c对b的作用力一定竖直向上
D.石块c受到水平桌面向左的摩擦力
8.如图所示,甲、乙分别为某物体在一段时间内运动的位移图象和速度图象,由图可知,在0~t1时间内( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体做加速度越来越小的减速运动
C.图甲中时刻,物体运动的瞬时速度为
D.x1﹣x0t1
9.某兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中受到的空气阻力。将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出,用频闪照相机记录了全过程,如图中甲和乙分别是上升过程和下降过程的频闪照片,O是运动的最高点。设小球所受阻力大小不变,则小球受到的重力大小约为阻力大小的几倍( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.如图所示,a、b两小球穿在一根与水平方向成θ角的光滑固定杆上,并且通过一条跨过定滑轮的细绳相连,当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向。已知a球质量为m,重力加速度为g,不计所有摩擦,则下列说法正确的是( )
A.a可能受到2个力的作用
B.b可能受到3个力的作用
C.绳子对a的拉力大小等于mg
D.b的重力大小为mgtanθ
11.质点做直线运动的v﹣t图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.质点前7秒的平均速度大小为1m/s
B.1秒末质点的速度方向发生变化
C.3秒末质点回到出发点
D.第1秒内质点的加速度是第5秒内加速度的2倍
12.如图所示,甲、乙为长度、半径、材料均相同的质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体,甲表面光滑,乙表面粗糙,半圆柱体乙的重力为G,两物体靠在一起放置在粗糙水平桌面上。现过圆柱体甲的轴心施加一个始终与水平方向夹角α=60°斜向右上方的作用力F,将圆柱体甲缓慢地拉至圆柱体乙的顶端,乙始终处于静止状态。在甲缓慢移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.两圆柱体间的压力由逐渐增大至2G
B.拉力F由逐渐减小至G
C.桌面对圆柱体乙的摩擦力逐渐减小
D.桌面对圆柱体乙的支持力不变
二.多选题(共3小题,每小题4分,共12分)
13.如图所示,在竖直悬挂的弹簧测力计下吊着一轻质滑轮,一细线穿过滑轮连接着P、Q两物体,其中物体P放在水平地面上,物体Q竖直悬挂着,已知物体P质量为2kg,物体Q的质量为1kg,弹簧的劲度系数为1000N/m,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.细线的弹力为15N
B.弹簧的弹力为20N
C.物体P对地面的压力为10N
D.弹簧的伸长量为2cm
14.如图(a),倾角为37°且足够长的固定斜面底端有一物块,在沿斜面向上的拉力F=30N作用下,物块开始沿斜面运动,0.5s时撤去F,其运动的v﹣t图线如图(b)所示。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则可确定( )
A.物块的质量为2kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C.物块沿斜面向上滑行的最大距离为7.5m
D.物块回到斜面底端的时刻为2.74s
15.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上。当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.两者同时无初速度释放,小球能穿过空心管
B.两者均无初速度释放,但小球提前了Δt时间释放,则小球一定能穿过管
C.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v0,空心管无初速度,则小球定能穿过管,但穿过管的时间
D.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v0,空心管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间
三.实验题(共2小题,16题6分,17题8分)
16.某同学从学校的实验室里借来两个弹簧秤,在家里做实验验证力的平行四边形定则.按如下步骤进行实验.用完全相同的两个弹簧测力计进行操作,弹簧测力计A挂于固定点C,下端用细线挂一重物G,弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉至水平,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)弹簧测力计A的指针如图1所示,由图可知拉力的大小为 N(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N);由实验作出FA和FB的合力F的图示(如图2所示),得到的结果符合事实的是 .(填“甲”或“乙”)
(2)本实验采用的科学方法是 (填正确答案标号).
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
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,下列解决办法可行的是 .
A.改变弹簧测力计B拉力的大小
B.减小重物M的质量
C.将A更换成量程较小的弹簧测力计
D.改变弹簧测力计B拉力方向.
17.某实验小组采用如图1所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。
(1)实验之前要平衡小车所受的阻力,具体的步骤是: (填“挂”或“不挂”)砂桶,连接好纸带后,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。
(2)已知打点计时器所用交变电源的频率为50Hz,某次实验得到的纸带如图2所示。A、B、C、D、E是5个连续的计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,实验数据如表中所示,其中有一组数据记录不当,这组数据是 (填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)。根据上述信息可得小车的加速度大小为 m/s2(保留两位有效数字)。
计数点 A B C D E
位置坐标(cm) 4.50 5.50 7.30 9.80 13.1
(3)另一小组在验证加速度与质量关系实验时,保证砂桶的总质量m0不变,通过在小车上增加砝码来改变小车总质量,每次实验时仅记录了小车上砝码的总质量m,但未测小车质量M,作出与m之间的关系图像如图3所示,已知图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若该同学其他操作均正确,m0没有远小于(M+m),可得到小车的质量M为 (用k、b、m0表示)。
四.计算题(共3小题,18题6分,19题10分,20题10分)
18.为保障生命和财产安全,我国制定了机动车运行安全标准。按照标准,一辆总质量为20t的货车,若行驶速度为36km/h,其制动距离必须在10m以内。则符合标准的货车:
(1)制动时的加速度最小必须达到多少?
(2)若该货车以54km/h的速率行驶,突然发现前方一穿山甲正横穿马路,司机立即采取措施,经0.1s货车以上述的最小加速度减速直到停止并恰好成功避险。发现穿山甲时货车与它的距离是多少?
19.某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角θ=30°,传送带两端A、B的长度L=10m.传送带以v=5m/s的恒定速度匀速向上运动.在传送带底端A轻轻放一质量m=5kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数μ.求货物从A端运送到B端所需的时间.(g取10m/s2)
20.如图所示,绳和滑轮的质量、摩擦均不计。已知A、B两物体的质量分别为mA=8kgmB=2kg,A物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,桌面和绳都足够长,物体B距地面的高度h=0.2m,初始时刻细绳处于拉直状态,从物体B由静止释放到A物体停止运动的过程中(g取10m/s2),求:
(1)物体B刚落地时A的速度大小;
(2)物体A通过的总距离。2024-2025学年高一物理必修一(2019人教版)全册练习卷(A卷)
一.选择题(共12小题,每小题4分,共48分)
1.下列说法正确的是( )
A.在10km竞走比赛裁判眼中,运动员可视为质点
B.铅球比赛中,运动员的成绩就是铅球位移的大小
C.6名运动员在标准跑道上角逐400m冠亚军,则这6名运动员全程的位移和路程均相同
D.在冰壶比赛中,运动员用毛刷“刷擦”冰壶运行前方的冰面,是为了使冰面熔化,减小冰壶和冰面之间的摩擦力
【解答】解:A、在竞走比赛中边裁要看运动员是否在竞走,要看动作,不能看作质点,故A错误;
B、掷铅球运动员的比赛成绩指的是水平位移的大小,故B错误。
C、在标准跑道上6名运动员角逐400米冠亚军,则这6名运动员全程的路程相同,位移不同,故C错误。
D、用毛刷“刷擦”冰壶运行前方的冰面,是为了使冰面熔化,增加湿度,可减小冰壶和冰面之间的摩擦力。故D正确。
故选:D。
2.在学习物理过程中,我们经常对一些物理量、公式、方法等进行分类,下列分类正确的是( )
A.v,μ,α都是用比值法定义的
B.重力、摩擦力、拉力、压力都是按力的作用效果命名的
C.加速度、弹力、路程、平均速度都属于矢量
D.研究分力和合力的关系,研究质量、加速度和力的关系都采用了等效替代法
【解答】解:A、速度是位移与使用时间的比值;加速度的速度的变化与所用时间的比值,而动摩擦因数是滑动摩擦力与正压力的比值,所以v、μ、a都是用比值法定义的。故A正确;
B、重力、摩擦力是按力的性质分类的,拉力、压力都是按力的作用效果命名的。故B错误;
C、加速度、弹力、平均速度都属于矢量,路程是运动的轨迹的长度,只有大小,没有方向,是标量。故C错误;
D、研究分力和合力的关系时是等效替换法,研究质量、加速度和合外力的关系时使用了控制变量法。故D错误。
故选:A。
3.玩具汽车停在模型桥面上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桥面受到汽车给它的向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
B.桥面受到汽车给它的向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变
C.汽车受到桥面给它的向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
D.汽车受到桥面给它的向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变
【解答】解:AB、桥面受到向下的弹力,是因为汽车轮胎发生了弹性形变,故AB错误;
CD、汽车受到桥面给它的向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变,故C正确,D错误。
故选:C。
4.如图所示,小球从距地面高度h1=1.25m的A点由静止释放,经地面第一次反弹,竖直上升至最高点B,B点距地面高度h2=0.8m,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球在B点处于静止状态
B.小球下降过程处于失重,上升过程处于超重
C.小球与地面作用过程速度变化量的大小为1m/s
D.小球下降过程的平均速度大小大于上升过程的平均速度大小
【解答】解:A、小球在B点速度为零,但合力不为零,不是平衡状态,故A错误;
B、小球下降过程和上升过程加速度方向均向下,处于失重状态,故B错误;
C、根据整理解得
代入数据解得v=5m/s,v2=4m/s
可知小球与地面作用过程速度变化量的大小9m/s,故C错误;
D、根据平均速度的定义式知,小球下降过程和上升过程位移大小相等,下降过程的时间小于上升过程的时间,则下降过程的平均速度大小大于上升过程的平均速度大小,故D正确。
故选:D。
5.如图所示,A、B为同一水平线上的两个固定绕绳装置,转动A、B,使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直上升,下列说法正确的是( )
A.绳子拉力大小不变
B.绳子拉力大小逐渐减小
C.两段绳子合力逐渐减小
D.两段绳子合力不变
【解答】解:物体受三个力,重力和两个拉力,重物C缓慢竖直上升时三力平衡,即有两个拉力的合力与重力平衡,所以两个拉力合力一定,而两个拉力的夹角不断增大,故拉力不断增大,故D正确,ABC错误;
故选:D。
6.如图所示,一个物体静止在粗糙的斜面上,物体受到的力是( )
A.只受重力
B.只受重力和支持力
C.只受重力和摩擦力
D.只受重力、支持力和摩擦力
【解答】解:根据重力的产生可知,物体要受到重力的作用。物体对斜面有一个垂直于斜面表面向下的压力,斜面对物体有一个垂直于斜面向上的支持力。物体相对于斜面有向下运动滑动的趋势,斜面对物体有一个沿斜面向上的静摩擦力,这个力平衡了重力沿斜面向下的分力。故物体受重力、支持力和静摩擦力作用,故D正确,ABC错误。
故选:D。
7.如图,某小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起.下列说法正确的是( )
A.石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力
B.石块b对a的支持力一定等于a受到的重力
C.石块c对b的作用力一定竖直向上
D.石块c受到水平桌面向左的摩擦力
【解答】解:A、石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力,跟a受到的重力是平衡力,故A错误;
B、由A分析可知,故B错误;
C、选取ab作为整体研究,根据平衡条件,则石块c对b的作用力与其重力平衡,则块c对b的作用力一定竖直向上,故C正确;
D、以三块作为整体研究,则石块c不会受到水平桌面的摩擦力,故D错误;
故选:C。
8.如图所示,甲、乙分别为某物体在一段时间内运动的位移图象和速度图象,由图可知,在0~t1时间内( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体做加速度越来越小的减速运动
C.图甲中时刻,物体运动的瞬时速度为
D.x1﹣x0t1
【解答】解:AB、x﹣t图线和v﹣t图线只能用来描述直线运动的规律,由乙图可知,物体做加速度恒定的匀减速直线运动,故AB错误。
C、由乙图知,图甲中时刻,物体运动的瞬时速度为.故C正确。
D、乙图所围面积表示物体运动的位移,即x1﹣x0t1.故D错误。
故选:C。
9.某兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中受到的空气阻力。将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出,用频闪照相机记录了全过程,如图中甲和乙分别是上升过程和下降过程的频闪照片,O是运动的最高点。设小球所受阻力大小不变,则小球受到的重力大小约为阻力大小的几倍( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:设每块砖的厚度是d,闪光周期为T,小球所受阻力大小为f。
向上运动时,根据匀变速运动的推论有:9d﹣3d=aT2…①
向下运动时有:3d﹣d=a′T2…②
联立①②得:③
根据牛顿第二定律得:
向上运动时,有:mg+f=ma…④
向下运动时,有:mg﹣f=ma′…⑤
联立③④⑤得:mg=2f,故ACD错误,B正确。
故选:B。
10.如图所示,a、b两小球穿在一根与水平方向成θ角的光滑固定杆上,并且通过一条跨过定滑轮的细绳相连,当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向。已知a球质量为m,重力加速度为g,不计所有摩擦,则下列说法正确的是( )
A.a可能受到2个力的作用
B.b可能受到3个力的作用
C.绳子对a的拉力大小等于mg
D.b的重力大小为mgtanθ
【解答】解:B.对b进行受力分析,因为Ob段绳沿竖直方向,故b只受竖直向下的重力和竖直向上的绳子的拉力,有FT=mbg,故B错误;
A.细绳对a的拉力为mbg,对a进行受力分析,如图所示,可知a受3个力,故A错误;
CD.对A球进行受力分析,其受力示意图如下
沿杆方向,对a由平衡条件有
mbgcosθ=mgsinθ
解得mb=mtanθ
则b的重力大小为mgtanθ,
绳子对a的拉力大小为mgtanθ,
故C错误,D正确。
故选:D。
11.质点做直线运动的v﹣t图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.质点前7秒的平均速度大小为1m/s
B.1秒末质点的速度方向发生变化
C.3秒末质点回到出发点
D.第1秒内质点的加速度是第5秒内加速度的2倍
【解答】解:A、质点在0~7s内的位移为 x2×32×4=﹣1m,平均速度为 m/s,平均速度大小为m/s,故A错误。
B、1秒末前后质点的速度均为正,则1s末速度方向没有发生改变,故B错误。
C、前3s内质点一直沿正向运动,3s末质点没有回到出发点,故C错误。
D、速度图象的斜率等于加速度,则知:0~1s内的加速度大小为 am/s2=2m/s2;3~5s内的加速度大小为 a′m/s2=1m/s2;故D正确。
故选:D。
12.如图所示,甲、乙为长度、半径、材料均相同的质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体,甲表面光滑,乙表面粗糙,半圆柱体乙的重力为G,两物体靠在一起放置在粗糙水平桌面上。现过圆柱体甲的轴心施加一个始终与水平方向夹角α=60°斜向右上方的作用力F,将圆柱体甲缓慢地拉至圆柱体乙的顶端,乙始终处于静止状态。在甲缓慢移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.两圆柱体间的压力由逐渐增大至2G
B.拉力F由逐渐减小至G
C.桌面对圆柱体乙的摩擦力逐渐减小
D.桌面对圆柱体乙的支持力不变
【解答】解:AB.根据题意,对甲受力分析,如图1所示
图1
由平衡条件有
Fcos60°=Ncos30°
Fsin60°+Nsin30°=2G
解得N=G,F
将圆柱体甲缓慢地拉至圆柱体乙的顶端,拉力F方向不变,拉力F与N的变化情况,如图2所示;
图2
由图可知,两圆柱体间的压力逐渐增大,拉力F逐渐减小,当圆柱体甲至圆柱体乙的顶端时,N最大等于圆柱体甲的重力2G,拉力F最小为零,故AB错误;
CD.对圆柱体甲和圆柱体乙整体受力分析,如图3所示
图3
由平衡条件有Fcos60°=f
FN+Fsin60°=3G
由于F逐渐减小,则f减小,FN增大,故D错误,C正确。
故选:C。
二.多选题(共3小题,每小题4分,共12分)
13.如图所示,在竖直悬挂的弹簧测力计下吊着一轻质滑轮,一细线穿过滑轮连接着P、Q两物体,其中物体P放在水平地面上,物体Q竖直悬挂着,已知物体P质量为2kg,物体Q的质量为1kg,弹簧的劲度系数为1000N/m,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.细线的弹力为15N
B.弹簧的弹力为20N
C.物体P对地面的压力为10N
D.弹簧的伸长量为2cm
【解答】解:A、对Q进行受力分析,Q受到重力、细线的拉力,则细线的拉力T=mQg=10N,故A错误;
B、对轻质滑轮受力分析,根据平衡条件可知,弹簧弹力F=2T=20N,故B正确;
C、对P受力分析,受到重力、支持力和绳子的拉力,由平衡条件得
T+N=GP
解得:N=GP﹣T=20﹣10=10N,故C正确;
D、根据胡克定律得:F=kx,解得:x,故D正确。
故选:BCD。
14.如图(a),倾角为37°且足够长的固定斜面底端有一物块,在沿斜面向上的拉力F=30N作用下,物块开始沿斜面运动,0.5s时撤去F,其运动的v﹣t图线如图(b)所示。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则可确定( )
A.物块的质量为2kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C.物块沿斜面向上滑行的最大距离为7.5m
D.物块回到斜面底端的时刻为2.74s
【解答】解:A、v﹣t图象的斜率表示加速度的大小,根据图象可知,
加速上升时的加速度大小为:a1=20m/s2,
减速上升时的加速度大小为:a2=10m/s2,
对物体受力分析,利用牛顿第二定律,
加速上升时有:F﹣mgsin37°﹣μmgcos37°=ma1,
减速上升时有:mgsin37°+μmgcos37°=ma2,
由上式解得:m=1kg,μ=0.5,所以A错误,B正确;
C、加速上升时运动的位移为:x1a120×0.52m=2.5m,
减速上升的时间为:t2s=1s,
减速上升时的运动的位移为:x2m=5m,
物块沿斜面向上滑行的最大距离为x=x1+x2=2.5m+5m=7.5m,所以C正确;
D、物体返回的时候,对物体受力分析,根据牛顿第二定律可得,
mgsin37°﹣μmgcos37°=ma3,
代入数据解得:a3=2m/s2,
根据xa3,可得返回用的时间t3为:t3s≈2.74s,
物块回到斜面底端的时刻为t=(1.5+2.74)s=4.24s,所以D错误;
故选:BC。
15.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上。当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.两者同时无初速度释放,小球能穿过空心管
B.两者均无初速度释放,但小球提前了Δt时间释放,则小球一定能穿过管
C.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v0,空心管无初速度,则小球定能穿过管,但穿过管的时间
D.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v0,空心管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间
【解答】解:A、若两者无初速度同时释放,则在相同时间内下降的高度相同,可知小球在空中不能穿过管,故A错误。
B、两者均无初速度释放,但小球提前了Δt时间释放,根据Δxg(t+Δt)2 gt2gΔt2+gt Δt=h+L.可知小球能穿过管,穿过管的时间与当地的重力加速度有关。故B正确。
CD、两者同时释放,小球具有向下的初速度v0,管无初速度,根据Δx=v0tgt2 gt2=v0t=h+L知,经过t,小球穿过管,穿过管的时间与当地重力加速度无关,故D正确,C错误。
故选:BD。
三.实验题(共2小题,16题6分,17题8分)
16.某同学从学校的实验室里借来两个弹簧秤,在家里做实验验证力的平行四边形定则.按如下步骤进行实验.用完全相同的两个弹簧测力计进行操作,弹簧测力计A挂于固定点C,下端用细线挂一重物G,弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉至水平,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)弹簧测力计A的指针如图1所示,由图可知拉力的大小为 N(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N);由实验作出FA和FB的合力F的图示(如图2所示),得到的结果符合事实的是 .(填“甲”或“乙”)
(2)本实验采用的科学方法是 (填正确答案标号).
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
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,下列解决办法可行的是 .
A.改变弹簧测力计B拉力的大小
B.减小重物M的质量
C.将A更换成量程较小的弹簧测力计
D.改变弹簧测力计B拉力方向.
【解答】解:(1)由图可知,拉力的大小为5.80N,由实验作出FA和FB的合力F,由于误差,与重力方向基本上在同一条直线上,可知符合事实的是甲.
(2)本实验采用的方法是等效替代法,故选:B.
(3)当弹簧测力计A超出其量程,则说明弹簧测力计B与重物这两根细线的力的合力已偏大.又由于挂重物的细线力的方向已确定,所以要么减小重物的重量,要么改变测力计B拉细线的方向,或改变弹簧测力计B拉力的大小,从而使测力计A不超出量程,故A、B、D正确,C错误.
故选:ABD.
故答案为:(1)5.80,甲,(2)B,(3)ABD.
17.某实验小组采用如图1所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。
(1)实验之前要平衡小车所受的阻力,具体的步骤是: (填“挂”或“不挂”)砂桶,连接好纸带后,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。
(2)已知打点计时器所用交变电源的频率为50Hz,某次实验得到的纸带如图2所示。A、B、C、D、E是5个连续的计数点,相邻两计数点间有四个点未画出,实验数据如表中所示,其中有一组数据记录不当,这组数据是 (填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)。根据上述信息可得小车的加速度大小为 m/s2(保留两位有效数字)。
计数点 A B C D E
位置坐标(cm) 4.50 5.50 7.30 9.80 13.1
(3)另一小组在验证加速度与质量关系实验时,保证砂桶的总质量m0不变,通过在小车上增加砝码来改变小车总质量,每次实验时仅记录了小车上砝码的总质量m,但未测小车质量M,作出与m之间的关系图像如图3所示,已知图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若该同学其他操作均正确,m0没有远小于(M+m),可得到小车的质量M为 (用k、b、m0表示)。
【解答】解:(1)根据平衡摩擦力的原理可知,平衡摩擦力时小车前端不挂砂和桶,小车后面的纸带穿过打点计时器,将长木板不变滑轮的那端垫高,反复调节木板的倾角,直到小车匀速下滑为止;
(2)从所给的表格数据可以看出,E点的数据没有估读,所以读取不当;
相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法,加速度
(3)根据牛顿第二定律,对小车F=(M+m)a
对砂和桶m0g﹣F=m0a
联立解得m0g=(M+m+m0)a
变形得
结合图像,图像的斜率
图像的纵截距
联立解得。
故答案为:(1)不挂;(2)E;0.75;(3)。
四.计算题(共3小题,18题6分,19题10分,20题10分)
18.为保障生命和财产安全,我国制定了机动车运行安全标准。按照标准,一辆总质量为20t的货车,若行驶速度为36km/h,其制动距离必须在10m以内。则符合标准的货车:
(1)制动时的加速度最小必须达到多少?
(2)若该货车以54km/h的速率行驶,突然发现前方一穿山甲正横穿马路,司机立即采取措施,经0.1s货车以上述的最小加速度减速直到停止并恰好成功避险。发现穿山甲时货车与它的距离是多少?
【解答】解:(1)初速度为v0=36km/h=10m/s
根据速度与位移关系公式有2ax,解得最小加速度为am/s2=5m/s2
(2)货车速度v=54km/h=15m/s
货车在反应时间内匀速运动的位移x1=vt=15×0.1m=1.5m
货车匀减速直线运动的位移
货车与穿山甲间距x′=x1+x2=1.5m+22.5m=24m
答:(1)制动时的加速度最小必须达到5m/s2;
(2)发现穿山甲时货车与它的距离是24m。
19.某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角θ=30°,传送带两端A、B的长度L=10m.传送带以v=5m/s的恒定速度匀速向上运动.在传送带底端A轻轻放一质量m=5kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数μ.求货物从A端运送到B端所需的时间.(g取10m/s2)
【解答】解:货物先做匀加速运动,由牛顿第二定律得:
μmgcos30°﹣mgsin30°=ma
解得 a=2.5 m/s2
货物匀加速运动的时间 t1s=2s
货物匀加速运动的位移:
S1m=5m
随后货物做匀速运动,运动的位移 S2=L﹣S1=10m﹣5m=5m
匀速运动时间 t2s=1s
所以货物从A端运送到B端所需的时间 t=t1+t2=3s
答:货物从A端运送到B端所需的时间是3s.
20.如图所示,绳和滑轮的质量、摩擦均不计。已知A、B两物体的质量分别为mA=8kgmB=2kg,A物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,桌面和绳都足够长,物体B距地面的高度h=0.2m,初始时刻细绳处于拉直状态,从物体B由静止释放到A物体停止运动的过程中(g取10m/s2),求:
(1)物体B刚落地时A的速度大小;
(2)物体A通过的总距离。
【解答】解:(1)分别对A、B两物体进行受力分析,如图所示。
对A、B在运动方向上分别应用牛顿第二定律
FA﹣μmAg=mAaA
mBg﹣FB=mBaB
又因为 FA=FB,aA=aB。
联立解得:。
由运动学公式 2ax=v2 得B物体刚落地时A的速度为
m/s=0.4m/s。
(2)从初始时刻到B物体落地,A物体的位移为:
x=h=0.2m。
以后A物体做匀减速运动,则。
由 2ax=v2 得,后一段时间内A物体的位移为:
所以A物体的总位移为:
x总=x1+x2=0.2m+0.04m=0.24m。
答:(1)物体B刚落地时A的速度大小为0.4m/s;
(2)物体A通过的总距离为0.24m。