湖南师大附中学年高一上学期第三次段考物理Word下载.docx
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B.
C.
D.
6.如图所示,用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架,绳的一端绕在手指上,杆的一端顶在掌心,当A处挂上重物时,绳与杆对手指和手掌均有作用,对这两个作用力的方向判断完全正确的是的( )
7.一质点自x轴原点出发,沿正方向以加速度a加速,经过t0时间速度变为v0,接着以加速度﹣a运动,当速度变为﹣
时,加速度又变为a,直到速度为
时,加速度再变为﹣a,直到速度变为﹣
…,其v﹣t图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.质点一直沿x轴正方向运动
B.质点将在x轴上往复运动,最终停在原点
C.质点最终静止时离开原点的距离一定大于v0t0
D.质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0
8.如图所示为甲、乙两物体运动的v﹣t图象,在0~t2时间内甲一直做匀加速直线运动,乙先做匀减速到速度为0,再做匀加速直线运动,t2<2t1,关于两物体在0~t2时间内运动的位移大小关系正确的是( )
A.x甲=2x乙B.x甲>2x乙
C.x甲<2x乙D.以上三种情况都可能
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题意,全选对的得4分,漏选得3分,错选或不选的得0分)
9.如图所示,一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°
的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°
.则( )
A.滑块可能受到三个力作用
B.弹簧可能处于拉伸状态
C.斜面对滑块的支持力大小可能为零
D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
mg
10.质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图所示,a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用,b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F′作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则( )
A.b对a的支持力一定等于mg
B.水平面对b的支持力可能大于2mg
C.a、b之间一定存在静摩擦力
D.b与水平面之间不存在静摩擦力
11.如图所示,质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态,设杆与水平面间的夹角为θ.下列说法正确的是( )
A.当m一定时,θ越小,滑块对地面的压力越大
B.当m一定时,θ越大,轻杆受力越小
C.当θ一定时,M越大,滑块与地面间的摩擦力越大
D.当θ一定时,M越大,可悬挂重物C的质量m越大
12.一质点做匀加速直线运动,某时刻起发生位移x对应速度变化为△v1,紧随着发生相同位移变化为△v2,且两段位移对应时间之比为2:
1,则该质点的加速度为( )
A.a=
B.a=
C.a=
D.a=
三、实验题(本题共两小题,每空2分,共计14分,把答案填在相应的横线上或按题目要求作答)
13.某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F﹣L图象,由图象可知:
弹簧原长L0= cm,求得弹簧的劲度系数k= N/m.
(2)如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1N),使
(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图b,则指针所指刻度尺示数为 cm.由此可推测图b中所挂钩码的个数为 个.
14.如图甲所示,是“探究力的平行四边形定则”的实验,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳套的结点,OB和OC为细绳套.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的F与F’两力中,方向一定沿AO方向的是
(2)下列不必要的实验要求是 .(请填写选项前对应的字母)
A.两个弹簧秤的夹角适当大些
B.弹簧秤应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点在同一位置
(3)本实验采用的科学方法是 .
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.
四、计算题(本题共4小题,共计46分.解题时要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(10分)如图所示,在光滑水平面AB上,水平恒力F推动物体从A点由静止开始做匀加速运动,物体到达B点时撤去F,物体经过B点后又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点.用速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.
t(s)
0.0
0.2
0.4
…
2.4
2.6
v(m/s)
0.8
2.0
1.0
求:
①在AB段的加速度a1、BC段加速度a2
②AB长和BC长之比
③t=2.1s时的瞬时速度v大小.
16.(10分)如图所示,两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为l的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量为M的木块上,两个小环之间的距离也为l,小环保持静止.试求:
(1)小环对杆的压力;
(2)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大?
17.(12分)如图所示,位于粗糙斜面上的物体P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连.已知物体P和Q以及P与斜面之间的动摩擦因数都是μ,斜面的倾角为θ,两物体P、Q的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一沿斜面向下的力F拉P,使其匀速下滑,试求:
(1)连接两物体的轻绳的拉力FT的大小.
(2)拉力F的大小.
18.(14分)2013年元月开始实施的最严交规规定:
黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续通行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于交通违章行为.我国一般城市路口红灯变亮之前绿灯和黄灯各有3s的闪烁时间.国家汽车检测标准中有关汽车制动初速度与刹车距离的规定是这样的:
小客车在制动初速度为14m/s的情况下,制动距离不得大于20m.
(1)若要确保小客车在3s内停下来,汽车刹车前的行驶速度不能超过多少?
(2)某小客车正以v0=8m/s的速度驶向路口,绿灯开始闪时车头距离停车线L=36.5m,小客车至少以多大的加速度匀加速行驶才能不闯黄灯?
已知驾驶员从眼睛看到灯闪到脚下采取动作的反应时间是0.5s.
参考答案与试题解析
【考点】力的概念及其矢量性.
【分析】牛顿第三定律的理解是:
力的作用是相互的,力不能离开物体的单独存在,且每一个力都必须由施力物体和受力物体,且两者的角色是可以互换的,由此可以判定各个说法是否正确,进而判定选项.
【解答】解:
根据牛顿第三定律,力不能离开物体而单独存在;
相互作用的两个物体,将其中一个称为施力物体,则另一个就成受力物体,反过来也行,即有受力物体就必须有施力物体,施力物体和受力物体的角色是可以互换的;
故A正确,BCD错误.
故选:
A
【点评】考查对牛顿第三定律的理解,是对学生基础的一个衡量,只有基础牢固的,做这类基本概念理解的题,才不会出错.题虽小,但是意义重大.
【考点】重心.
【分析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力;
重心是物体受到的重力作用的集中点,根据物体重心的分布特点,可以判断物体重心的位置.
A、B、重心是物体受到的重力作用的集中点,即重心是物体的各部分所受重力的等效作用点,故A错误,B正确;
C、重心是物体各个部分受重力的等效作用点,不可能没有重心,故C错误;
D、重心是物体所受重力的作用点,与物体的质量分布和形状有关,重心可能在物体上,也可能在物体外,故D错误;
B
【点评】本题考查的是学生对重力、重心的理解,还要了解物体的重心分布与哪些因素有关.
【考点】摩擦力的判断与计算.
【分析】弹力产生的条件:
相互接触挤压;
摩擦力产生的条件:
接触面粗糙;
有相对运动或相对运动趋势.弹力的方向垂直于接触面,摩擦力的方向与接触面相切,与相对运动或相对运动趋势的方向相反.
A、木块在桌面上受到一个向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,A错误;
B、两物体间有摩擦力时,一定有弹力,反之则不一定,B正确;
C、受静摩擦力作用的物体可能是运动的,比如在传送带上向上运送的货物受静摩擦力,C错误;
D、滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动方向相反,静摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,D错误.
B.
【点评】解决本题的关键掌握弹力和摩擦力的产生条件,以及它们的方向.知道有摩擦力,必有弹力;
有弹力,不一定有摩擦力.
【考点】摩擦力的判断与计算;
共点力平衡的条件及其应用.
【分析】分析本题的关键是通过“整体法”受力分析,然后根据牛顿第二定律即可求解.
物体m沿斜面向下匀速运动,与斜面加速度相同均为零,故可以采用整体法,
将物体m与斜面体M看做一个整体,受力分析:
根据平衡条件,水平方向:
Fcosθ﹣f=0,解得f=Fcosθ,所以A正确.
竖直方向:
FN﹣(M+m)g﹣Fsinθ=0,可得FN=(M+m)gsinθ+Fsinθ,所以B错误.
对物体受力分析如图,物体受到向下的重力mg、拉力F、斜面的作用力(支持力和沿斜面向上的滑动摩擦力),
由于物体匀速下滑,
根据平衡条件m受到的摩擦力f′=mgsinθ+F,根据牛顿第三定律:
物体m对M的摩擦力的大小为mgsinθ+F,故C错误;
由受力分析,根据平衡条件:
M对物体m的作用力即N与f的合力应该与mg合F的合力等大反向,如图中,可见M对物体m的作用力斜向上,所以D错误.
【点评】本题比较全面的考查了受力分析,灵活选取研究对象可以让问题简单化,但要记住,运用整体法的前提是二者加速度相等.
【考点】力的合成.
【分析】在矢量三角形中,分力是首尾相接的,合力是由一个分力的箭尾指向另一个分力的箭头的,由此可以判断分力与合力的关系,从而可以求得合力的大小.
由矢量合成的法则可知,A中的合力的大小为2F1,B中的合力的大小为0,C中的合力的大小为2F2,D中的合力的大小为2F3,因为F2是直角三角形的斜边,所以F2最大,所以合力最大的是C选项.
C.
【点评】本题中要会区分三角形中的三条边是代表的分力还是代表的合力,这是解决本题的关键所在.
【考点】力的合成与分解的运用;
【分析】对重物分析,重物受重力及绳子的拉力,因细绳是连续的,故绳子上各点的拉力均等于物体的重力,由此可判断手指的受力方向;
对结点进行受力分析,则可知杆对结点的弹力方向,即可判出杆对手掌的作用力的方向.
重物受绳子的拉力及物体本身的重力而处于平衡,故绳子的拉力等于物体的重力;
而绷紧的绳子各处的拉力相等,故绳子对手指有大小为mg的拉力,方向沿绳的方向背离手指的方向;
结点A处受绳子向下的拉力及沿绳向上的拉力,二力的合力应沿杆的方向向里压杆,故杆对手掌有向里的压力;
故答案为D.
【点评】本题应明确:
绷紧的绳子不论是否弯曲,绳子上各点的拉力大小相等,方向指向绳子收缩的方向.
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】v﹣t图象是反映物体的速度随时间变化情况的,速度的正负表示质点的运动方向,图线的斜率表示加速度,面积表示位移.由此分析质点的运动情况.
A、由图象看出,质点的速度正负作周期性变化,则质点的运动方向在周期性的变化,质点在x轴上往复运动.故A错误.
BD、质点在0﹣2t0时间内位移为x1=
v0•2t0=v0t0.根据“面积”表示位移,可知,在2t0﹣4t0时间内位移为﹣
负值,此后各时间段内的位移依次为正值、负值、正值…质点运动过程中离原点的最大距离为x=x1=v0t0.总位移大于零,所以质点最终不在原点,故B错误,D正确.
C、质点的总位移为x=x1+x2+x3…+xn=
,n→∞时,x=v0t0.即质点最终静止时离开原点的距离等于v0t0,故C错误.
D
【点评】在速度时间图象中,关键要明确速度图线与时间轴围成的面积表示位移;
图象的斜率表示加速度.斜率不变,加速度不变;
斜率变化,加速度变化.
【考点】匀变速直线运动的图像;
匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】速度时间图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移.
由于图线与时间轴围成的面积表示位移,我们现在将图象的范围分成6个部分如图,则甲的位移:
S甲=S1+S2+S3+S4+S5
乙的位移:
S乙=S1+S4
其中由于S1=S2,S4=S3+S6,由图可知:
S5>S6,所以:
S1+S2+S3+S4+S5=2S1+S4+(S4﹣S6)+S5>2(S1+S4)
则:
x甲>2x乙
【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线斜率和图线与时间轴围成的面积表示的含义.
【考点】共点力平衡的条件及其应用;
力的合成与分解的运用.
【分析】对物块进行受力分析,物块可能受三个力,可能受四个力,运用共点力平衡进行分析.
A、当弹簧处于原长时,滑块可能受重力、支持力和静摩擦力这三个力,A正确;
B、当弹力T<mgcos30°
且mgsin30°
≤f时,弹簧可以处于拉伸状态,B正确;
C、如果斜面对滑块的支持力大小为零,则摩擦力为零,物体将沿斜面向下运动,C错误;
D、根据共点力的平衡条件可得,沿斜面方向摩擦力为f=mgsin30°
=
,D正确.
ABD.
【点评】本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:
确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答.
【分析】对a进行受力分析,根据a的受力情况,抓住合力为零判断b对a的支持力以及之间摩擦力的大小.对整体分析,根据整体受力情况判断地面对b的支持力和摩擦力大小.
AC、对a受力分析可知,a受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力平衡,在水平方向上有:
fa=Fcosθ,Fsinθ+Na=mg,则Na=mg﹣Fsinθ<mg.故A错误,C正确.
BD、对整体分析,在水平方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面对b无摩擦力,在竖直方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面的支持力为2mg.故B错误,D正确.
CD
【点评】本题考查共点力平衡条件的应用,解决本题的关键合适地选择研究的对象,进行受力分析,运用共点力平衡知识求解,注意整体法和隔离法的运用.
摩擦力的判断与计算.
【分析】先将C的重力按照作用效果分解,根据平行四边形定则求解轻杆受力;
再隔离物体A受力分析,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑块与地面间的摩擦力和弹力.
A、对ABC整体分析可知,对地压力为:
FN=
;
与θ无关;
故A错误;
B、将C的重力按照作用效果分解,如图所示:
根据平行四边形定则,有:
故m一定时,θ越大,轻杆受力越小,故B正确;
B、C、对A分析,受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力,根据平衡条件,有:
f=F1cosθ=
,与M无关,故C错误;
D、当θ一定时,M越大,M与地面间的最大静摩擦力越大;
则可悬挂重物C的质量m越大;
故D正确;
BD.
【点评】本题关键是明确物体的受力情况,然后根据平衡条件列式分析,要注意明确整体法与隔离法的正确应用.
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用;
匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】根据时间关系,抓住加速度不变,得出两段位移内速度变化量的关系,结合速度位移公式求出初始时刻的速度与△v1的关系,从而结合速度位移公式求出加速度.
设三个对应时刻的速度分别为v1、v2、v3,
有:
v2﹣v1=△v1,v3﹣v2=△v2,
因为两段位移对应时间之比为2:
1,加速度不变,则△v1=2△v2,
根据速度位移公式得,
,
则有:
,整理得,
解得
则
根据速度位移公式得,a=
,故CD正确,A、B错误.
CD.
【点评】本题考查了匀变速直线运动运动学公式的基本运用,题干较简单,推导过程稍显复杂,对数学能力要求较高,本题中得出速度变化量的关系以及速度变化量与初始时刻速度的关系是解决本题的关键.
13.
(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F﹣L图象,由图象可知:
弹簧原长L0= 3.0 cm,求得弹簧的劲度系数k= 200 N/m.
(2)如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1N),使
(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图b,则指针所指刻度尺示数为 1.50 cm.由此可推测图b中所挂钩码的个数为 3 个.
【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系.
【分析】
(1)该图线跟坐标轴交点,表示弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长.由画得的图线为直线可知弹簧的弹力大小与弹簧伸长量成正比.图线的斜率即为弹簧的劲度系数.
(2)刻度尺的读数要估读一位,由胡克定律求出弹簧的弹力,然后推测钩码的个数.
(1)当弹簧弹力为零,弹簧处于自然状态,由图知原长为l1=3.0cm
由F=kx,知图线的斜率为弹簧的劲度系数,即k=
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