2023-2024學(xué)年新教材高中物理第七單元作業(yè)課件B教科版必修第一冊

第七單元B卷?能力提升卷單項(xiàng)選擇題

答案

單項(xiàng)選擇題2.在某科技活動中,一位同學(xué)設(shè)計(jì)了一個加速度測量儀。如圖甲所示,將一端連有擺球的輕繩懸于小車內(nèi)O點(diǎn),小車運(yùn)動過程中,當(dāng)小球與小車保持相對靜止后,讀出輕繩與豎直方向的夾角θ,便可通過該角度計(jì)算小車的加速度,如圖乙所示是刻度盤,則 ()A.當(dāng)小車處于超重或失重狀態(tài)時,此加速度測量儀測量結(jié)果仍準(zhǔn)確B.當(dāng)通過刻度盤讀出的角度為0°時,小球一定處于完全失重狀態(tài)C.當(dāng)小車的加速度大小等于重力加速度大小時,通過刻度盤讀出的角度為45°D.刻度盤上的角度90°仍有現(xiàn)實(shí)意義答案2.C【解題思路】輕繩與豎直方向的夾角θ與輕繩的拉力有關(guān),對小球受力分析可知,輕繩的拉力的豎直分力與小球的重力等大、反向,可知小車處于超重或失重狀態(tài)將影響夾角θ的大小,則加速度測量儀測量結(jié)果不準(zhǔn)確,A錯誤;當(dāng)通過刻度盤讀出的角度為0°時,小車和小球在水平方向的加速度等于0,在豎直方向的運(yùn)動情況未知,不一定處于完全失重狀態(tài),B錯誤;當(dāng)小車的加速度大小等于重力加速度大小時,根據(jù)矢量合成,可知輕繩與豎直方向的夾角為45°,則通過刻度盤讀出的角度為45°,C正確;若刻度盤讀出的角度為90°,此時小車和小球在水平方向的加速度達(dá)到無限大,沒有現(xiàn)實(shí)意義,D錯誤。單項(xiàng)選擇題

答案

單項(xiàng)選擇題4.如圖所示,豎直平面內(nèi)的三根光滑細(xì)管M、N、P上端平齊,N管豎直放置,M管與N管的夾角為α,P管與N管的夾角為β,且α﹤β。三個小球同時從頂端管口由靜止釋放,經(jīng)過相同的時間,三球均未滑出細(xì)管,則三球所處的位置正確的是()A.C.D.B.答案

名師點(diǎn)津“等時圓”模型所謂“等時圓”就是物體沿著位于同一豎直圓上的所有光滑細(xì)桿由靜止下滑,到達(dá)圓周的最低點(diǎn)(或從最高點(diǎn)到達(dá)同一圓周上各點(diǎn))的時間相等,都等于物體沿直徑做自由落體運(yùn)動所用的時間。單項(xiàng)選擇題5.如圖所示,一橡皮筋上端固定在O點(diǎn),自然伸直后另一端位于O點(diǎn)正下方的A點(diǎn),在A點(diǎn)固定一光滑鐵釘,將橡皮筋跨過鐵釘與位于粗糙地面上P點(diǎn)的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))相連,由靜止釋放物塊,物塊沿水平地面向左運(yùn)動并能經(jīng)過O點(diǎn)正下方。已知橡皮筋的彈力跟其形變量成正比,橡皮筋始終在彈性限度內(nèi),地面的粗糙程度相同。則物塊從P點(diǎn)運(yùn)動至O點(diǎn)正下方的過程中,下列說法正確的是 ()A.物塊所受的摩擦力越來越小 B.物塊對地面的壓力越來越小C.物塊的速度越來越大

D.物塊的加速度先減小后增大答案5.D【解題思路】AP的長度等于橡皮筋的形變量,設(shè)為x,AP與豎直方向的夾角設(shè)為α,對物塊進(jìn)行受力分析,如圖所示,豎直方向上有FN+kxcosα=mg,物塊從P點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)正下方的過程中,xcosα(即A點(diǎn)到地面的高度)不變,所以FN不變,根據(jù)牛頓第三定律可得物塊對地面的壓力不變,根據(jù)f=μFN,可得物塊所受的摩擦力大小不變,AB錯誤。物塊從P點(diǎn)開始運(yùn)動的一小段過程中,水平方向上有kxsinα-f=ma,因?yàn)閤和α都在減小,可得kxsinα在減小,但kxsinα>f,隨著kxsinα減小,加速度減小,當(dāng)?shù)竭_(dá)某一位置時有kxsinα=f,加速度為零,物塊繼續(xù)運(yùn)動,有kxsinα<f,此后物塊的加速度反向增大。可得物塊的速度先增大后減小,加速度先減小后增大,C錯誤,D正確。單項(xiàng)選擇題

答案6.A【列表解析】

設(shè)物塊A的質(zhì)量為mA,小球B的質(zhì)量為mB,斜面體的質(zhì)量為M當(dāng)推力為F1時,定滑輪左側(cè)懸掛B的細(xì)線與豎直方向的夾角為30°,以A、B和斜面體為整體,根據(jù)牛頓第二定律可得F1=(mA+mB+M)a1,以小球B為對象,根據(jù)牛頓第二定律可得mBgtan30°=mBa1,聯(lián)立可得F1=(mA+mB+M)gtan30°當(dāng)推力為F2時,定滑輪左側(cè)懸掛B的細(xì)線與豎直方向的夾角為60°,以A、B和斜面體為整體,根據(jù)牛頓第二定律可得F2=(mA+mB+M)a2,以小球B為對象,根據(jù)牛頓第二定律可得mBgtan60°=mBa2,聯(lián)立可得F2=(mA+mB+M)gtan60°單項(xiàng)選擇題7.(設(shè)問創(chuàng)新)小王同學(xué)去叔叔家的石料廠玩,發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象:在生產(chǎn)過程中砂石都會自然堆積成圓錐體,且在不斷堆積過程中,圓錐體的底角都是相同的。經(jīng)分析可知,在已知砂石之間的動摩擦因數(shù)的情況下可較方便估測出砂石堆的體積。小王利用62.5dm3的砂石自然堆積了一個小的砂石堆,測出其底部圓周長為3m,則砂石之間的動摩擦因數(shù)為(取π=3)()A.0.9B.0.7C.0.5D.0.3答案

多項(xiàng)選擇題8.如圖所示,質(zhì)量M=2kg的長木板(足夠長)靜止在光滑水平地面上,質(zhì)量m=1kg的物塊靜止在長木板的左端,物塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2。現(xiàn)對物塊施加一水平向右的恒力F=2N,物塊和長木塊均向右運(yùn)動。下列說法正確的是 ()A.物塊和長木板之間的摩擦力大小為1NB.物塊和長木板相對靜止,一起做加速運(yùn)動C.物塊運(yùn)動的加速度大小為1m/s2D.若恒力F變大,則長木板的加速度變大答案

多項(xiàng)選擇題9.如圖甲所示,在順時針勻速轉(zhuǎn)動的傾斜傳送帶底端,一質(zhì)量m=1kg的小物塊開始以某一初速度向上滑動,傳送帶足夠長,傳送帶與水平面的夾角θ=37°,物塊運(yùn)動的v-t圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是 ()圖甲圖乙A.物塊的初速度大小為5m/sB.物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5C.t=0.5s后物塊運(yùn)動的加速度大小為2m/s2D.物塊從開始沿傳送帶向上運(yùn)動到它所能到達(dá)的最高點(diǎn),這一過程所經(jīng)歷的時間為2.5s答案9.BC【解題思路】由題圖乙可知,物塊的初速度大小為10m/s,A錯誤;物塊減速到與傳送帶的速率相等時,加速度發(fā)生變化,所以傳送帶的速率v'=5m/s,在0~0.5s的時間內(nèi),物塊的加速度大小a1=||m/s2=10m/s2,物塊受沿傳送帶斜面向下的摩擦力,由牛頓第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得動摩擦因數(shù)μ=0.5,B正確;在t=0.5s后,設(shè)物塊的加速度大小為a2,物塊受沿傳送帶斜面向上的摩擦力,由牛頓第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得a2=2m/s2,C正確;物塊從t=0.5s開始,設(shè)經(jīng)過t1時間速度減為零,有v'=a2t1,解得t1=2.5s,此后物塊將沿傳送帶斜面向下滑動,則物塊從開始沿傳送帶向上運(yùn)動到它所能到達(dá)的最高點(diǎn),這一過程所經(jīng)歷的時間t總=0.5s+t1=3.0s,D錯誤。重點(diǎn)點(diǎn)撥(1)可能一直加速;(2)可能先加速,后勻速

(1)可能一直加速;(2)可能先加速,后勻速;(3)可能先以加速度a1加速,后以加速度a2加速

(1)可能一直加速;(2)可能先加速,后勻速;(3)可能一直減速;(4)可能先以a1加速,后以a2加速;(5)可能一直勻速;(6)可能先減速,后勻速

(1)可能一直加速;(2)可能一直勻速;(3)可能先減速,后反向加速;(4)可能一直減速傾斜傳送帶動力學(xué)問題圖解多項(xiàng)選擇題

答案

實(shí)驗(yàn)題11.(6分)圖1所示為“用DIS研究物體的加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,A為帶有位移傳感器的小車,B為若干規(guī)格相同的回形針。實(shí)驗(yàn)中,用回形針的重力大小代替小車所受的拉力大小,摩擦阻力不計(jì)。(1)為了研究物體的加速度與力的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持

不變。

(2)改變回形針的個數(shù)N,測得相應(yīng)的加速度a,數(shù)據(jù)見表?；匦吾槀€數(shù)N48121620小車加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50①根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖2中畫出小車加速度a與回形針個數(shù)N的關(guān)系圖線。②由a-N的關(guān)系圖線,寫出a與N的定量關(guān)系式:

。

③設(shè)一個回形針的重力為G,寫出小車加速度a與它所受拉力F的定量關(guān)系式:

。

答案

實(shí)驗(yàn)題12.(9分)[學(xué)科核心素養(yǎng)·科學(xué)探究]現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時,物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下:一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面(如圖所示)、小車、計(jì)時器一個、刻度尺。(1)填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?完善以下實(shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響):①讓小車自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開始下滑至斜面底端A2,記下所用的時間t;②用刻度尺測量A1與A2之間的距離s,則小車的加速度a=

;

③用刻度尺測量A1相對于A2的高度h,設(shè)小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F=

;

④改變

,重復(fù)上述測量;

⑤以h為橫坐標(biāo),1/t2為縱坐標(biāo),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖,如能得到一條過原點(diǎn)的直線,則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時,物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。(2)在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過程中,某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案是:①調(diào)節(jié)斜面傾角,使小車在斜面上勻速下滑,測量此時A1點(diǎn)相對于斜面底端A2的高度h0;②進(jìn)行(1)中的各項(xiàng)測量;③計(jì)算與作圖時用(h-h0)代替h。對此方案有以下幾種意見:A.方案正確可行B.方案的理論依據(jù)正確,但利用所給器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動C.方案的理論依據(jù)有問題,小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)其中合理的意見是

。

答案

計(jì)算題13.(13分)如圖所示,一勁度系數(shù)k=80N/m的輕彈簧下端固定在水平地面上,彈簧上端與質(zhì)量m=0.15kg的托盤Q連在一起,質(zhì)量M=1.05kg的重物P放置在托盤Q上,此時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)給P施加一豎直向上的拉力F,使它由靜止開始向上做加速度大小a=6m/s2的勻加速直線運(yùn)動。彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度g取10m/s2。求:(1)整個系統(tǒng)靜止時彈簧的壓縮量;(2)重物P剛要離開托盤Q時拉力的大小;(3)從開始拉重物P到重物P剛要離開托盤Q的時間。答案

重點(diǎn)點(diǎn)撥求解臨界、極值問題的常用方法1.極限法:在題目中如出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語時,一般隱含著臨界問題,處理這類問題時,可把物理問題(或過程)推向極端,從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來,達(dá)到快速求解的目的。2.假設(shè)法:有些物理過程中沒有出現(xiàn)明顯的臨界問題的線索,但在變化過程中有可能出現(xiàn)臨界問題,也可能不出現(xiàn)臨界問題,解答這類問題,一般用假設(shè)法。3.數(shù)學(xué)方法:將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式,根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式求解臨界條件。計(jì)算題

答案

計(jì)算題15.(17分)如圖所示,在水平面上固定一個傾角為α=37°,表面光滑且腰長d1=4.5m的等腰三角形斜面體,一長為d2=6m的輕質(zhì)綢帶跨過斜面的頂端對稱鋪放在斜面的兩側(cè),綢帶與斜面間無摩擦?，F(xiàn)將質(zhì)量分別為M=2kg、m=1kg的兩個小物塊A、B(均可視為視點(diǎn))同時輕放在斜面兩側(cè)的綢帶的中點(diǎn)處。兩物塊與綢帶間的動摩擦因數(shù)μ相等,且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)(1)若物塊A、B與綢帶不發(fā)生相對滑動,它們共同運(yùn)動的加速度大小為多少?且此時A、B與綢帶間摩擦力的大小為多少?(2)若μ=0.75,物塊B從釋放到斜面底端用時為多少?答案15.【參考答案】(1)2m/s28N8N(2)2s解:(1)物塊A、B與綢帶不發(fā)生相對滑動,加速度大小相等,可以看作一個整體,設(shè)加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律有Mgsinα-mgsinα=(M+m)a (1分)解得a=2m/s2 (1分)對物塊A分析,設(shè)A與綢帶間的靜摩擦大小為f,根據(jù)牛頓第二定律有Mgsinα-f=Ma (1分)解得f=8N(1分)綢帶質(zhì)量不計(jì),A、B與綢帶間的摩擦力大小相等,都為8N。 (1分)(2)A、B與綢帶間的最大靜摩擦力分別為μMgcosα和μmgcosα,μMgcosα>μmgcosα,所以A與綢帶間不會出現(xiàn)相對滑動,綢帶將隨著A一起運(yùn)動。假設(shè)A、B與綢帶一起保持相對靜止,根據(jù)第(1)問可知,此時B的加速度沿斜面向上,為a=2m/s2。而μ=0.75,對B而言,μmgcosα=mgsinα=6N,B所受的最大靜摩擦力恰好等于重力沿斜面向下的分力,故B不可能具有向上的加速度。綜上可知,此時A帶著綢帶一起沿斜面向下勻加速運(yùn)動,B先靜止不動,脫離綢帶后沿