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第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律
測(cè)試卷
(考試時(shí)間:90分鐘試卷滿分:100分)
注意事項(xiàng):
1.本試卷分第I卷(選擇題)和第n卷(非選擇題)兩部分。答卷前,考生務(wù)必將自己的班級(jí)、姓名、
學(xué)號(hào)填寫在試卷上。
2.回答第I卷時(shí),選出每小題答案后,將答案填在選擇題上方的答題表中。
3.回答第n卷時(shí),將答案直接寫在試卷上。
第I卷(選擇題共48分)
一、選擇題(共12小題,每小題4分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1-8題只有一項(xiàng)符合題
目要求,第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分。)
1.《考工記》是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期齊國(guó)人的一部科技著作,是古代手工技術(shù)規(guī)范的匯集。其中的《銅人篇》中
記載:“勸登馬力,馬力既竭,我尤能一取焉。”意思是:馬拉車的時(shí)候,馬停止用力了,車還能前進(jìn)一段距
離,這是世界上對(duì)慣性現(xiàn)象的最早論述。下列說法正確的是()
A.馬停止用力,車在短時(shí)間內(nèi)還受到向前拉力,所以還能繼續(xù)前進(jìn)一段距離
B.馬停止用力,由于車的慣性,所以車仍能繼續(xù)前進(jìn)一段距離才停下來
C.車停下來的過程中,隨著速度逐漸減小,車的慣性也逐漸減小
D.車完全停下來后,處于平衡狀態(tài),根據(jù)牛頓第一定律,車不受任何外力的作用
2.關(guān)于牛頓第二定律,下列說法正確的是()
A.加速度與合力的關(guān)系是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,即。與尸同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
B.加速度的方向與合外力的方向可以不相同
C.同一物體的運(yùn)動(dòng)速度變化越大,受到的合外力也越大
D.物體的質(zhì)量與它所受的合外力成正比,與它的加速度成反比
3.“電動(dòng)平衡車”是青少年非常喜歡的一種代步工具。如圖所示,人站在“電動(dòng)平衡車”上在某水平地面上沿
直線前進(jìn),不計(jì)空氣阻力,下列說法中正確的是()。
A.“電動(dòng)平衡車”加速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力等于人的重力
B.“電動(dòng)平衡車”勻速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力大小等于人對(duì)車的壓力大小
C.“電動(dòng)平衡車”加速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力方向豎直向上
D.“電動(dòng)平衡車”勻速行駛時(shí),平衡車受到的重力和地面對(duì)平衡車的支持力是一對(duì)平衡力
4.如圖所示,所有質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從O點(diǎn)沿不同傾角的光滑斜面無初速滑下,若將各質(zhì)點(diǎn)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
的點(diǎn)連成一線,則連線的性質(zhì)為()
拋物線C.水平線D.斜線
5.如圖所示,在質(zhì)量為M的箱式電梯的地板上固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧的上端拴接一質(zhì)量為根A的物體A,
質(zhì)量為外的物體B放置在物體A上,整個(gè)裝置隨電梯一起勻速下降,彈簧保持豎直,重力加速度為g。某
時(shí)刻懸掛電梯的鋼索突然斷裂,在鋼索斷裂的瞬間,下列說法正確的是()
A
A.物體A的加速度大小為。B.物體B的加速度大小為g
C.箱式電梯的加速度大小為gD.物體B對(duì)物體A的壓力為。
6.如圖(a)所示,物塊從傾角為37。的斜面頂端自由滑至底端,全程平均速度V隨時(shí)間》的關(guān)系如圖(b)o
物塊下滑過程中斜面保持靜止,那么()
A.物塊下滑過程的加速度為lm/s2
B.斜面長(zhǎng)度為4m
C.物塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
D.水平地面對(duì)斜面摩擦力方向水平向左
7.如圖所示,一個(gè)箱子中放有一物體,已知靜止時(shí)物體對(duì)下底面的壓力等于物體的重力,且物體與箱子
上表面剛好接觸?,F(xiàn)將箱子以初速度vo豎直向上拋出,已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)的速率成正比,
且箱子運(yùn)動(dòng)過程中始終保持圖示姿態(tài),則下列說法正確的是()
上底面
下底面
A.上升過程中,物體對(duì)箱子的下底面有壓力,且壓力越來越小
B.上升過程中,物體對(duì)箱子的上底面有壓力,且壓力越來越大
下降過程中,物體對(duì)箱子的下底面有壓力,且壓力可能越來越大
D.下降過程中,物體對(duì)箱子的上底面有壓力,且壓力可能越來越小
8.如圖(a)所示,傾角為。的斜面固定在水平地面上,一物體在水平推力廠的作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng),逐
漸增大尸,物體的加速度隨之改變,其加速度。隨產(chǎn)變化的圖像如圖(b)所示g=10m/s2。根據(jù)圖(b)中
A.若斜面光滑,可求得物體的質(zhì)量
B.若斜面光滑,可求得斜面的傾角
C.若斜面粗糙,增大物體的質(zhì)量后重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn),得到的圖像斜率保持不變;
D.若斜面粗糙,換一質(zhì)量為原質(zhì)量?jī)杀兜牧硪晃矬w重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn),得到圖像的縱坐標(biāo)截距保持不變
9.電梯“對(duì)重”的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量,在電梯工作中使轎廂與“對(duì)重”的重量保持在限額之內(nèi),保
證電梯的牽引傳動(dòng)正常。如圖1所示,驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鋼絲繩使轎廂和“對(duì)重”在豎直方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轎廂從頂樓
向下運(yùn)動(dòng)時(shí),v-t圖像如圖2所示,下列說法正確的是()
傳我動(dòng)電機(jī)
'一鋼絲繩
-對(duì)重
圖1
A.在0~力時(shí)間內(nèi),轎廂處于失重狀態(tài)
B.在0~〃時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力先增大后減小
C.在止力時(shí)間內(nèi),“對(duì)重”處于失重狀態(tài)
D.在力72時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力大小等于鋼絲繩對(duì)“對(duì)重”的拉力大小
10.如圖所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為仇以速度V0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶的上端輕輕放置
一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊,則下列選項(xiàng)中能客觀地反映小木塊的受力和運(yùn)動(dòng)情況的是()
11.如圖所示,光滑斜面固定在桌面上,斜面傾角夕=37。,在斜面底端固定一個(gè)與斜面垂直的擋板,在斜
面頂端安裝一個(gè)定滑輪,物塊A和B用勁度系數(shù)為%的輕彈簧連接,將A放置在擋板上,物塊B在斜面上
處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將輕繩的一端固定在B上,繞過定滑輪后,在輕繩的另一端固定一個(gè)物塊C,細(xì)繩恰好
伸直且無拉力時(shí),由靜止釋放物塊C,已知物塊A的質(zhì)量為機(jī),B的質(zhì)量為機(jī),C的質(zhì)量為3m,斜面足夠
長(zhǎng),重力加速度為g,sin370=0.6,下列說法正確的是()
A.釋放物塊C的瞬間,物塊C的加速度大小為。.6g
B.物塊A剛離開擋板時(shí),物塊B的速度大小為
C.若將物塊C換為質(zhì)量為0.2加的物體D,則物體D下落到最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小為Jg
D.若將物塊C換為質(zhì)量為0.2機(jī)的物體D,則物塊A對(duì)擋板壓力的最小值為0⑻咫
12.如圖甲所示,把質(zhì)量分別為m、M的木塊、木板靜止放置在光滑的水平面上,木塊視為質(zhì)點(diǎn),置于木
板的最右端,二者之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為〃,現(xiàn)給木板一個(gè)恒定的水平向右的拉力F,兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的
v-t圖像如圖乙所示,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,下列說法正確的是()
A.1是木塊的v—f圖像,2是木板的v—,圖像
B.若相、M改變,%+M、〃不變,兩者剛好發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)廠的最小值不變
C.若修、M,〃不變,尸越大,1的斜率不變,2的斜率越大
D.若M、〃、F不變,根越小,木塊滑離木板的時(shí)間越短
第II卷(非選擇題共52分)
二、實(shí)驗(yàn)題(滿分14分)
13.義烏某中學(xué)的學(xué)生準(zhǔn)備選用以下四種方案來完成“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),繩子和滑輪均為
(2)四種方案中,需要滿足重物或鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的方案是o(選填甲、乙、丙、?。?/p>
(3)某一小組同學(xué)用圖乙的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫
出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是頻率為50Hz的交流電。根據(jù)紙帶可求出小車在E點(diǎn)的瞬時(shí)速度為
m/s,加速度為m/s2o(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
單位:cm
(4)另一組學(xué)生用圖乙的裝置測(cè)量小車的質(zhì)量加,及小車與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)〃,通過增減懸掛鉤碼的數(shù)
目進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),通過分析紙帶求出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的加速度,得到多組拉力傳感器示數(shù)歹和小車加速度。
的數(shù)據(jù),作出如圖所示的a-R圖像。由圖像可求得小車的質(zhì)量〃=kg,小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦
因數(shù)〃=o(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
fa/(m-s-2)
/z0-2HN
三、計(jì)算題(滿分38分)
14.如圖,用AB、BC兩根細(xì)繩把質(zhì)量為m=lkg的小球懸掛于車內(nèi),當(dāng)小車向右做水平勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),
AB繩與豎直方向的夾角為a=37。,BC繩與豎直方向的夾角為[3=53。,求:(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,
cos37°=0.8,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)AB、BC中的張力大小。
(2)當(dāng)小車以a=8m/s2的加速度向右水平行駛時(shí),AB、BC中的張力大小。
15.一晴朗的冬日,某同學(xué)在冰雪游樂場(chǎng)乘坐滑雪圈從靜止開始沿斜直雪道勻變速下滑,滑行60m后進(jìn)入
水平雪道,繼續(xù)滑行80m后勻減速到零。已知該同學(xué)和滑雪圈的總質(zhì)量為60kg,整個(gè)滑行過程用時(shí)14s,斜
直雪道傾角為37。,重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力(sin37o=0.6,cos37°=0.8)o
(1)求該同學(xué)和滑雪圈在斜直雪道上受到的平均阻力K的大?。?/p>
(2)若水平雪道區(qū)域重新規(guī)劃,使水平雪道距離縮短為60m,之后再鋪設(shè)10m長(zhǎng)的防滑毯,可使該同學(xué)和
滑雪圈在防滑毯終點(diǎn)恰好安全停下,求防滑毯與滑雪圈之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
水平雪道
16.如圖甲所示,水平放置的傳送帶在電機(jī)的作用下,從f=0時(shí)刻由靜止開始一直向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
質(zhì)量根=0.3kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在該時(shí)刻以%=5m/s的初速度從左端水平向右滑上傳送帶。已知物
塊與傳送帶的/-X圖像如圖乙所示,x為物塊和傳送帶的位移。當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)的位移大小為尤0=2.1m時(shí)與傳
送帶的速度相同,大小為2m/s,物塊受到的摩擦力大小的突變量為0.5N,且物塊與傳送帶的y-尤圖線平
行,最終物塊以4m/s速度從傳送帶右端離開,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取lOm/s?。
求
(1)物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中的平均速度和產(chǎn)生的內(nèi)能。
17.如圖,光滑水平桌面右端固定有一個(gè)定滑輪和擋板P,長(zhǎng)木板c質(zhì)量為?=2kg,物塊a靜止放在長(zhǎng)木
板c左端,并通過與桌面平行的輕繩與重物b相連。重物b由靜止釋放后/=2s時(shí),長(zhǎng)木板c與擋板P發(fā)生
碰撞(碰撞時(shí)間極短),同時(shí)輕繩立即斷裂,碰后長(zhǎng)木板c以碰前速率的0.8倍反彈,已知物塊a和重物b
的質(zhì)量均為?=lkg,物塊a與長(zhǎng)木板c間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.75,光滑水平桌面足夠長(zhǎng),重物b離
地面的高度足夠高,g=Wm!s\求:
(1)重物b剛開始下落時(shí)輕繩的拉力及長(zhǎng)木板c與擋板P碰前的速率為多少?
(2)長(zhǎng)木板c至少需要多長(zhǎng),物塊a才不會(huì)從c上滑出?
■P
b
第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律
測(cè)試卷
(考試時(shí)間:90分鐘試卷滿分:100分)
注意事項(xiàng):
1.本試卷分第I卷(選擇題)和第n卷(非選擇題)兩部分。答卷前,考生務(wù)必將自己的班級(jí)、姓名、
學(xué)號(hào)填寫在試卷上。
2.回答第I卷時(shí),選出每小題答案后,將答案填在選擇題上方的答題表中。
3.回答第n卷時(shí),將答案直接寫在試卷上。
第I卷(選擇題共48分)
一、選擇題(共12小題,每小題4分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1-8題只有一項(xiàng)符合題
目要求,第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分。)
1.《考工記》是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期齊國(guó)人的一部科技著作,是古代手工技術(shù)規(guī)范的匯集。其中的《銅人篇》中
記載:“勸登馬力,馬力既竭,我尤能一取焉。”意思是:馬拉車的時(shí)候,馬停止用力了,車還能前進(jìn)一段距
離,這是世界上對(duì)慣性現(xiàn)象的最早論述。下列說法正確的是()
A.馬停止用力,車在短時(shí)間內(nèi)還受到向前拉力,所以還能繼續(xù)前進(jìn)一段距離
B.馬停止用力,由于車的慣性,所以車仍能繼續(xù)前進(jìn)一段距離才停下來
C.車停下來的過程中,隨著速度逐漸減小,車的慣性也逐漸減小
D.車完全停下來后,處于平衡狀態(tài),根據(jù)牛頓第一定律,車不受任何外力的作用
【答案】B
【詳解】A.馬停止用力,車就不再受到向前拉力作用,由于車的慣性,所以車還能繼續(xù)前進(jìn)一段距離,A
錯(cuò)誤;
B.馬停止用力,由于車的慣性,所以車仍能繼續(xù)前進(jìn)一段距離才停下來,B正確;
C.質(zhì)量是慣性的唯一的量度,因此車停下來的過程中,隨著速度逐漸減小,可車的質(zhì)量不變,車的慣性大
小不變,C錯(cuò)誤;
D.車完全停下來后,處于平衡狀態(tài),車只是在運(yùn)動(dòng)的方向上不受力作用,可在豎直方向上,車仍受到重力
與地面的支持力的作用,這兩個(gè)力大小相等方向相反,合力是零,D錯(cuò)誤。故選B。
2.關(guān)于牛頓第二定律,下列說法正確的是()
A.加速度與合力的關(guān)系是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,即。與尸同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
B.加速度的方向與合外力的方向可以不相同
C.同一物體的運(yùn)動(dòng)速度變化越大,受到的合外力也越大
D.物體的質(zhì)量與它所受的合外力成正比,與它的加速度成反比
【答案】B
【詳解】A.加速度與合力的關(guān)系是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,。隨合力的變化而變化,故A正確;
B.根據(jù)牛頓第二定律可知,加速度方向與合外力方向總是相同的,故B錯(cuò)誤;
C.速度變化大,加速度不一定大,則合力不一定大,故C錯(cuò)誤;
D.質(zhì)量是物體的固有屬性,不隨合力、加速度的變化而變化,故D錯(cuò)誤;
故選Ao
3.“電動(dòng)平衡車”是青少年非常喜歡的一種代步工具。如圖所示,人站在“電動(dòng)平衡車”上在某水平地面上沿
直線前進(jìn),不計(jì)空氣阻力,下列說法中正確的是()o
A.“電動(dòng)平衡車”加速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力等于人的重力
B.“電動(dòng)平衡車”勻速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力大小等于人對(duì)車的壓力大小
C.“電動(dòng)平衡車”加速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力方向豎直向上
D.“電動(dòng)平衡車”勻速行駛時(shí),平衡車受到的重力和地面對(duì)平衡車的支持力是一對(duì)平衡力
【答案】B
【詳解】AC.“電動(dòng)平衡車”加速行駛時(shí),車對(duì)人在豎直方向的作用力等于人的重力,,車對(duì)人在水平方向的
作用力提供人的加速度,故車對(duì)人的作用力大于人的重力,車對(duì)人的作用力方向斜向上,故AC錯(cuò)誤;
BD.“電動(dòng)平衡車”勻速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力只有豎直方向的支持力,故車對(duì)人的作用力大小等于人對(duì)
車的壓力大?。桓鶕?jù)受力平衡可得,平衡車和人的總重力等于地面對(duì)平衡車的支持力,故B正確,D錯(cuò)誤。
故選B。
4.如圖所示,所有質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從。點(diǎn)沿不同傾角的光滑斜面無初速滑下,若將各質(zhì)點(diǎn)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
的點(diǎn)連成一線,則連線的性質(zhì)為()
拋物線C.水平線D.斜線
【答案】B
【詳解】設(shè)軌道與豎直方向的夾角為仇根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度,=m8C°Sd=gcosO
m
所有小物體在相等時(shí)間內(nèi)的位移尤=5/gcos。.cos。由圖可知
gg/2是豎直方向直徑的長(zhǎng)度,通過幾何關(guān)系知,某一時(shí)刻這些小物體所在位置構(gòu)成的面是圓弧。故選A。
5.如圖所示,在質(zhì)量為M的箱式電梯的地板上固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧的上端拴接一質(zhì)量為明的物體A,
質(zhì)量為鈾的物體B放置在物體A上,整個(gè)裝置隨電梯一起勻速下降,彈簧保持豎直,重力加速度為g。某
時(shí)刻懸掛電梯的鋼索突然斷裂,在鋼索斷裂的瞬間,下列說法正確的是()
_B
|
「A
f
o
o
d
.
A.物體A的加速度大小為0B.物體B的加速度大小為g
C.箱式電梯的加速度大小為gD.物體B對(duì)物體A的壓力為0
【答案】B
【詳解】鋼索斷裂的瞬間,彈簧的彈力不變,所以A8的受力情況不變,加速度均為0,物體8對(duì)物體A的
壓力等于自身重力,對(duì)整體分析可知(為+叫+M)g=板解得。=(/+?+M)g故選人。
M
6.如圖(a)所示,物塊從傾角為37。的斜面頂端自由滑至底端,全程平均速度V隨時(shí)間t的關(guān)系如圖(b)o
物塊下滑過程中斜面保持靜止,那么()
圖(a)圖(b)
A.物塊下滑過程的加速度為lm/s2
B.斜面長(zhǎng)度為4m
C.物塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
D.水平地面對(duì)斜面摩擦力方向水平向左
【答案】C
j_2
vt+at
【詳解】A.由圖像可得關(guān)系式,上°2_結(jié)合圖像截距和斜率,可得vo=lm/s;
-7-=%+/
13—1
5a=;m/s?=lm/s2所以物塊下滑過程的加速度為Zm/s?,故A錯(cuò)誤;
B.物塊從傾角為37。的斜面頂端自由滑至底端,2s末速度為v=v0+?/=5m/s則斜面長(zhǎng)度為L(zhǎng)=用?/=6m
故B錯(cuò)誤;
C.由牛頓第二定律,得加85m37。一〃38537。=儂;〃=。.5故C正確;
D.物塊和斜面看作整體,整體受到重力、支持力、地面的摩擦力,又因?yàn)檎w有水平向右的分加速度,所
以水平地面對(duì)斜面摩擦力方向水平向右,故D錯(cuò)誤。故選C。
7.如圖所示,一個(gè)箱子中放有一物體,已知靜止時(shí)物體對(duì)下底面的壓力等于物體的重力,且物體與箱子
上表面剛好接觸?,F(xiàn)將箱子以初速度vo豎直向上拋出,已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)的速率成正比,
且箱子運(yùn)動(dòng)過程中始終保持圖示姿態(tài),則下列說法正確的是()
上底面
下底面
A.上升過程中,物體對(duì)箱子的下底面有壓力,且壓力越來越小
B.上升過程中,物體對(duì)箱子的上底面有壓力,且壓力越來越大
C.下降過程中,物體對(duì)箱子的下底面有壓力,且壓力可能越來越大
D.下降過程中,物體對(duì)箱子的上底面有壓力,且壓力可能越來越小
【答案】C
【詳解】對(duì)箱子和物體整體受力分析,如圖所示
f=kv
Mg
kv
由牛頓第二定律可知?jiǎng)t。=又整體向上做減速運(yùn)動(dòng),減小,所以。減小;再對(duì)物體單
Mg+h=Ma8+Mv
獨(dú)受力分析如圖所示
mg
因a>g所以物體受到箱子上底面向下的彈力FN,由牛頓第二定律可知根g+”=根。則8而。減
小,則跌減小,所以上升過程中物體對(duì)箱子上底面有壓力且壓力越來越?。煌懋?dāng)箱子和物體下降時(shí),物
體對(duì)箱子下底面有壓力且壓力越來越大。故選C。
8.如圖(a)所示,傾角為。的斜面固定在水平地面上,一物體在水平推力產(chǎn)的作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng),逐
漸增大產(chǎn),物體的加速度隨之改變,其加速度。隨產(chǎn)變化的圖像如圖(b)所示g=10m/s2。根據(jù)圖(b)中
A.若斜面光滑,可求得物體的質(zhì)量
B.若斜面光滑,可求得斜面的傾角
C.若斜面粗糙,增大物體的質(zhì)量后重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn),得到的圖像斜率保持不變;
D.若斜面粗糙,換一質(zhì)量為原質(zhì)量?jī)杀兜牧硪晃矬w重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn),得到圖像的縱坐標(biāo)截距保持不變
【答案】C
【詳解】AB.若斜面光滑,對(duì)物體受力分析,受推力產(chǎn)、重力租g和支持力N,如圖所示
X軸方向,由牛頓第二定律有尸cose-mgsine=〃%y軸方向,由平衡條件有N=7wgcos6+Psin6
從圖(b)中取兩點(diǎn)值,-6m/s2)、(30N,6m/s2)代入解得機(jī)=2kg,8=37。則可求物體的質(zhì)量和斜面的傾角,
故AB不符合題意;
C.若斜面粗糙,對(duì)物體受力分析,在x軸方向,由牛頓第二定律Reos。-%gsinO-〃(切g(shù)cosO+FsinOh"?^
解得4=翌"竺蛇尸-他5山,+僚30)可知,增大物體的質(zhì)量后重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn),得到的圖像斜率改
m
變,故c錯(cuò)誤,符合題意;
D.由C分析可知,換一質(zhì)量為原質(zhì)量?jī)杀兜牧硪晃矬w重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn),得到圖像的縱坐標(biāo)截距保持不變,
故D正確,不符合題意。故選C。
9.電梯“對(duì)重”的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量,在電梯工作中使轎廂與“對(duì)重”的重量保持在限額之內(nèi),保
證電梯的牽引傳動(dòng)正常。如圖1所示,驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鋼絲繩使轎廂和“對(duì)重”在豎直方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轎廂從頂樓
向下運(yùn)動(dòng)時(shí),v-t圖像如圖2所示,下列說法正確的是()
A.在07/時(shí)間內(nèi),轎廂處于失重狀態(tài)
B.在05/時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力先增大后減小
C.在時(shí)間內(nèi),“對(duì)重”處于失重狀態(tài)
D.在力72時(shí)間內(nèi),鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力大小等于鋼絲繩對(duì)“對(duì)重”的拉力大小
【答案】BC
【詳解】A.由圖可知在07/時(shí)間內(nèi),轎廂從頂樓向下做加速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,轎廂處于失重狀態(tài),
故A正確;
B.根據(jù)M圖像的斜率表示加速度可知,在05/時(shí)間內(nèi)轎廂的加速度先增大后減小,且加速度向下,則由
7咫-尸可知,鋼絲繩對(duì)轎廂的拉力先減小后增大,故B錯(cuò)誤;
C.在f273時(shí)間內(nèi),“對(duì)重”向上做減速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,“對(duì)重”處于失重狀態(tài),故C正確;
D.在〃72時(shí)間內(nèi),轎廂雖然做勻速運(yùn)動(dòng),轎廂與“對(duì)重”的重量不相等,因?yàn)橹虚g有驅(qū)動(dòng)電機(jī)在調(diào)控,鋼絲
繩對(duì)轎廂的拉力大小不等于鋼絲繩對(duì)“對(duì)重”的拉力大小,故D錯(cuò)誤。故選AC。
10.如圖所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為0,以速度V0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶的上端輕輕放置
一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊,則下列選項(xiàng)中能客觀地反映小木塊的受力和運(yùn)動(dòng)情況的是()
【答案】BCD
【詳解】當(dāng)小木塊速度小于傳送帶的速度時(shí),小木塊相對(duì)于傳送帶向上滑動(dòng),受到沿傳送帶向下的摩擦力,
其加速度。=8$m。+〃88$。因傳送帶足夠長(zhǎng),當(dāng)小木塊與傳送帶速度相等后,若〃>tan。,則
6=,"gsine<〃mgcos(9摩擦力方向沿傳送帶向上,為靜摩擦力,大小變小,小木塊將隨傳送帶一起勻速向下
運(yùn)動(dòng),若〃<tan。,則小木塊將以a,=gsin6—〃gcos0的加速度向下加速運(yùn)動(dòng),加速度減小,摩擦力大小不
變,方向沿傳送帶向上。故選BCD。
11.如圖所示,光滑斜面固定在桌面上,斜面傾角&=37。,在斜面底端固定一個(gè)與斜面垂直的擋板,在斜
面頂端安裝一個(gè)定滑輪,物塊A和B用勁度系數(shù)為左的輕彈簧連接,將A放置在擋板上,物塊B在斜面上
處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將輕繩的一端固定在B上,繞過定滑輪后,在輕繩的另一端固定一個(gè)物塊C,細(xì)繩恰好
伸直且無拉力時(shí),由靜止釋放物塊C,已知物塊A的質(zhì)量為旭,B的質(zhì)量為機(jī),C的質(zhì)量為3m,斜面足夠
長(zhǎng),重力加速度為g,sin370=0.6,下列說法正確的是()
A.釋放物塊C的瞬間,物塊C的加速度大小為0.6g
B.物塊A剛離開擋板時(shí),物塊B的速度大小為等收
C.若將物塊C換為質(zhì)量為0.2/〃的物體D,則物體D下落到最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小為Jg
O
D.若將物塊C換為質(zhì)量為0.2m的物體D,則物塊A對(duì)擋板壓力的最小值為0⑻咫
【答案】BCD
【詳解】A.釋放物塊C瞬間,對(duì)物塊C,根據(jù)牛頓第二定律可得3加=對(duì)物塊B,根據(jù)牛頓第二
定律可得T=ma聯(lián)立解得物塊C的加速度大小為a=0.75g故A錯(cuò)誤;
B.釋放物塊C瞬間,彈簧的壓縮量為%=整”物塊A剛離開擋板時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為尤2=華吧
kk
可得再=/兩狀態(tài)彈簧的彈性勢(shì)能相等;物塊A剛離開擋板時(shí),設(shè)物塊B的速度為叭物塊A、B、C和彈
簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,可得37咫(演+%)-〃氏(王+尤2而11。=1(加+3租戶2聯(lián)立解得丫=絲絲故8正確;
25Y%
CD.將物塊C換為質(zhì)量為02〃的物體D,設(shè)釋放瞬間物體D的加速度大小為電,以B和D為整體,根據(jù)
牛頓第二定律可得0.2幽=(0.2m+加)的可得為=與方向豎直向下,則物塊B的加速度大小也為與,方向沿
66
斜面向上,根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,當(dāng)物體D到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),物體D的加速度大小4=亳,方向豎直向上,
O
物塊B的加速度大小也為芻,方向沿斜面向下;設(shè)彈簧的彈力為尸,此時(shí)對(duì)物體D根據(jù)牛頓第二定律可得
T2-Q.2mg=O.2ma3對(duì)物體B根據(jù)牛頓第二定律可得mgsinoi-F-%=ma3聯(lián)立解得F=0.2mg可知此時(shí)彈
簧對(duì)物塊A作用力沿斜面向下,大小為F'=0.2mg對(duì)物塊A受力分析,可得擋板對(duì)物塊A的支持力為
氏=mgsine+/=0.8根g根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊A對(duì)擋板壓力的最小值為0.8mg,故CD正確。
故選BCDo
12.如圖甲所示,把質(zhì)量分別為m、M的木塊、木板靜止放置在光滑的水平面上,木塊視為質(zhì)點(diǎn),置于木
板的最右端,二者之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為〃,現(xiàn)給木板一個(gè)恒定的水平向右的拉力F,兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的
v-t圖像如圖乙所示,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,下列說法正確的是()
A.1是木塊的V—f圖像,2是木板的V—/圖像
B.若〃2、M改變,機(jī)+M、〃不變,兩者剛好發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)尸的最小值不變
C.若m、〃不變,/越大,1的斜率不變,2的斜率越大
D.若M、〃、尸不變,機(jī)越小,木塊滑離木板的時(shí)間越短
【答案】BD
【詳解】A.外力作用在木板上,二者相對(duì)滑動(dòng),則有時(shí)>。塊,v—f圖像的斜率表示加速度,有題圖知圖
像1的加速度大于2,故圖像1表示木板的v-f圖像,2是木塊的1,一£圖像,A錯(cuò)誤;
B.兩者剛要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),有〃mg=ma;尸=("+加〃可得尸=(M+m)〃g知根、M改變,m+M,〃不
變,兩者剛好發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)廠的最小值不變,B正確;
C.發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)木板和木塊歹-〃加g=Mg;="叫知m、M、〃不變,/越大,2(木塊)的
斜率不變,1(木板)的斜率越大,C錯(cuò)誤;
11,”rn7-12L
D.設(shè)木板長(zhǎng)度為L(zhǎng),當(dāng)木塊滑禺木板時(shí)乙=5。2廠-不弓廠解得N+知若M、〃、
__VM
尸不變,山越小,木塊滑離木板的時(shí)間越短,D正確。
故選BD。
第H卷(非選擇題共52分)
二、實(shí)驗(yàn)題(滿分14分)
13.義烏某中學(xué)的學(xué)生準(zhǔn)備選用以下四種方案來完成“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),繩子和滑輪均為
輕質(zhì),請(qǐng)回答下列問題:
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器少車簧
力
電
策
滑
輪
長(zhǎng)木板
甲
光電門
\B滑塊遮光條
氣墊尋軌\tA
力傳
感器連氣源
刻度尺
鉤碼
T
(1)四種方案中,需要進(jìn)行“補(bǔ)償阻力''的方案是o(選填甲、乙、丙、?。?/p>
(2)四種方案中,需要滿足重物或鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的方案是o(選填甲、乙、丙、丁)
(3)某一小組同學(xué)用圖乙的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫
出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是頻率為50Hz的交流電。根據(jù)紙帶可求出小車在E點(diǎn)的瞬時(shí)速度為
m/s,加速度為m/s2o(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
單位:cm
(4)另一組學(xué)生用圖乙的裝置測(cè)量小車的質(zhì)量〃,及小車與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)〃,通過增減懸掛鉤碼的數(shù)
目進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),通過分析紙帶求出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的加速度,得到多組拉力傳感器示數(shù)尸和小車加速度。
的數(shù)據(jù),作出如圖所示的圖像。由圖像可求得小車的質(zhì)量加=kg,小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦
因數(shù)〃==(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
fa/(m-s-2)
,/6.2F/N
-1.4
【答案】甲、乙、丙丙1.012.000.290.14
【詳解】(1)“]四種方案中,甲、乙、丙三個(gè)方案中小車均受到比較大的摩擦阻力作用,都需要進(jìn)行“補(bǔ)償
阻力”,丁方案中由于滑塊與氣墊導(dǎo)軌間的摩擦力可以忽略不計(jì),則不需要進(jìn)行“補(bǔ)償阻力故四種方案中,
需要進(jìn)行“補(bǔ)償阻力”的方案是:甲、乙、丙。
(2)[2]四種方案中,甲方案可以通過彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得繩子拉力,乙、丁方案都可以通過力傳感器測(cè)得繩子
拉力,而丙方案需要用重物的重力近似等于繩子拉力,為了減小誤差,丙方案需要滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小
車的質(zhì)量。
(3)[3]相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出,可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T=5x0.02s=Qls
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度等于該段過程的平均速度,則小車在E點(diǎn)的瞬時(shí)速度為
積尸(9.13+11.09)x10-2
VEm/s?l.Olm/s
2x0.1
⑷根據(jù)逐差法可得,小車的加速度為
2
⑷⑸⑹以小車為對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律可得2八"可得嗎彳―可知/圖像的斜率
2142
為M=5Ikgl=7kg-解得小車的質(zhì)量為M=-kg?0.29kg;a-F圖像的縱軸截距為-〃g=-1.4m/s2
解得小車與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=獸土0.14
9.0
三、計(jì)算題(滿分38分)
14.如圖,用AB、BC兩根細(xì)繩把質(zhì)量為m=lkg的小球懸掛于車內(nèi),當(dāng)小車向右做水平勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),
AB繩與豎直方向的夾角為a=37。,BC繩與豎直方向的夾角為0=53。,求:(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,
cos37°=0.8,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)AB、BC中的張力大小。
(2)當(dāng)小車以a=8m/s2的加速度向右水平行駛時(shí),AB、BC中的張力大小。
【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律有TABsina=sin£;TABcosa+TBCcos/?=mg解得=8N;TBC=6N
(2)根據(jù)牛頓第二定律有sinasin£=;&cosa+,ccos/?=解得7;B=12.8N;TBC=-0.4N
由<??芍≤囈浴?8m/s2的加速度向右水平行駛時(shí),小球飄起,TBC=0,設(shè)小球飄起時(shí)A3繩與豎直
方向的夾角為0,根據(jù)牛頓第二定律有北BSind=m“;cos6="吆解得&=2溝N
15.一晴朗的冬日,某同學(xué)在冰雪游樂場(chǎng)乘坐滑雪圈從靜止開始沿斜直雪道勻變速下滑,滑行60m后進(jìn)入
水平雪道,繼續(xù)滑行80m后勻減速到零。已知該同學(xué)和滑雪圈的總質(zhì)量為60kg,整個(gè)滑行過程用時(shí)14s,斜
直雪道傾角為37。,重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力(sin37o=0.6,cos37°=0.8)?
(1)求該同學(xué)和滑雪圈在斜直雪道上受到的平均阻力4的大??;
(2)若水平雪道區(qū)域重新規(guī)劃,使水平雪道距離縮短為60m,之后再鋪設(shè)10m長(zhǎng)的防滑毯,可使該同學(xué)和
滑雪圈在防滑毯終點(diǎn)恰好安全停下,求防滑毯與滑雪圈之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
水平雪道
【答案】(1)160N;(2)0.5
【詳解】(1)該同學(xué)和滑雪圈在斜直雪道上滑行時(shí)做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為由,位
移大小為4,時(shí)間為4,末速度為Vm;在水平雪道上滑行時(shí),做末速度為。的勻減速直線運(yùn)動(dòng),位移大小
為巧,時(shí)間為L(zhǎng)分析運(yùn)動(dòng)過程可得再馬,%+L=14s解得斜直雪道末速度%=20m/s
V107
斜直雪道的時(shí)間a=6s水平雪道用時(shí)=8s在斜直雪道上的加速度為=:=可向$2由牛頓第二定律得
根gsin37。-4=根生解得該同學(xué)和滑雪圈在斜直雪道上受到的平均阻力為4=160N
(2)設(shè)在水平雪道上滑行時(shí),加速度為大小電,則為=4=2.5m/s2使水平雪道距離縮短為60m,設(shè)該同
學(xué)和滑雪圈滑出水平雪道的速度為V,貝F=2%尤3解得
v=無3=A/202-2x2.5x60m/s=10m/s設(shè)在防滑毯上的加速度大小為4,則=2%匕
解得/===其m/s?=5m/S?由牛頓第二定律可得nmg=根巴解得防滑毯與滑雪圈之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
'2/2x10
〃=0.5
16.如圖甲所示,水平放置的傳送帶在電機(jī)的作用下,從f=0時(shí)刻由靜止開始一直向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
質(zhì)量根=0.3kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在該時(shí)刻以%=5m/s的初速度從左端水平向右滑上傳送帶。已知物
塊與傳送帶的聲-x圖像如圖乙所示,x為物塊和傳送帶的位移。當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)的位移大小為%=2.1m時(shí)與傳
送帶的速度相同,大小為2m/s,物塊受到的摩擦力大小的突變量為0.5N,且物塊與傳送帶的聲一無圖線平
行,最終物塊以4m/s速度從傳送帶右端離開,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2。
求
(1)物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中的平均速度和產(chǎn)生的內(nèi)能。
【答案】(1)0.5;(2)3.25m/s,2.25J
(詳解](1)在位移大小為0~2.1m內(nèi),設(shè)物塊的加速度大小為生,由勻減速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得2%%=說-丫2
解得4=5m/s?滑動(dòng)摩擦力f=]umg根據(jù)牛頓第二定律有了=加21整理后得/=1.5N;〃=0.5
(2)設(shè)傳送帶的加速度大小為a,由題知,物塊受到的摩擦力大小的突變量為0.5N,且物塊與傳送帶的F-x
圖線平行,說明物塊與傳送帶兩者的加速度大小相同。根據(jù)牛頓第二定律知物塊受到的摩擦力突變?yōu)殪o摩
擦力,則啟=機(jī)。由題意知/-=0.5N解得。=gm/S?設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)位移大小為2.1m所用的時(shí)間為%,根
據(jù)勻減速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有毛="^解得彳=0.6s該時(shí)刻后物塊隨傳送帶一起運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為芍,一起運(yùn)動(dòng)的
位移大小為X',同理有2"=/_丫2;at2=v'-v;?2=0.6S,無'=1.8m物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,
—
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