解析版广东省东莞市东方明珠学校学年高一上学期期末模拟物理试题Word格式文档下载.docx
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D.物体受到的摩擦力为F·
cosθ
【答案】B
【解析】对物体受力分析,如图所示,则有:
物体受到的支持力大小
,根据牛顿第三定律可得物体对地面的压力为
,A错误B正确;
物体受到的摩擦力为
,由于物体做加速运动,故摩擦力与拉力的分力大小不相等,CD错误.
5.细绳拴一个质量为m的小球,再由固定在墙上的水平弹簧支撑,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°
,如图所示.以下说法正确的是(已知cos53°
=0.6,sin53°
=0.8)
A.小球静止时弹簧的弹力大小为0.6mg
B.小球静止时细绳的拉力大小为5mg/3
C.细绳烧断瞬间,弹簧的弹力突变为零
D.细绳烧断瞬间,小球的加速度为g
【解析】小球静止时,分析受力情况,如图,
由平衡条件得:
弹簧的弹力大小为:
F=mgtan53°
=
mg;
细绳的拉力大小为:
.故A错误,B正确.细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为:
.故CD错误.故选B.
题中小球先处于平衡状态,由平衡条件求解各力的大小,后烧断细绳,小球处于非平衡条件,抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键.
6.甲、乙两物体同时同地沿同一方向做直线运动的v-t图像如图所示,则
A.经2s后乙开始返回
B.在第5s末,甲在乙的前面
C.甲、乙两次相遇的时刻为2s末和第6s末
D.甲、乙两次相遇的时刻为1s末和第4s末
【解析】在速度时间图线中,乙的速度一直为正值,所以速度方向不变,不会返回,故A错误;
在5s末,乙图线围成的面积大于甲图线围成的面积,可知乙的位移大小甲的位移,即乙在甲前面,故B错误;
图线与时间轴围成的面积表示位移,由图线可知,在2s末和6s末,两个物体的图线与时间轴围成的面积相等,则位移相等,所以甲、乙相遇,故C正确,D错误。
所以C正确,ABD错误。
二.多项选择题:
7.关于物理量或物理量的单位,下列说法中正确的是
A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C.1N/kg=1m/s2
D.“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的单位
【答案】ACD
【解析】试题分析:
在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量,选项A正确;
为了纪念牛顿,人们把“牛顿”作为力学中的导出单位,选项B错误;
1N/kg="
1"
m/s2,选项C正确;
“米”“千克”“牛顿”都属于国际单位制的单位,选项D正确;
故选ACD.
考点:
单位制
8.在2006年的冬奥会上,张丹和张昊一起以完美表演赢得了双人滑比赛的银牌.在滑冰表演刚开始时他们静止不动,随着音乐响起后在相互猛推一下后分别向相反方向运动。
设两人的冰刀与冰面间的摩擦因数相同,以下说法不正确的是
A.互推的过程中,张丹推张昊的力和张昊推张丹的力是一对平衡力
B.互推的过程中,张丹推张昊的力等于张昊推张丹的力
C.互推的过程中,张昊推张丹的时间大于张丹推张昊的时间
D.在分开后,张丹的加速度的大小大于张昊的加速度的大小
【解析】在比赛中张丹和张昊两人的推力为相互作用,故两人之间的力为作用力与反作用力,大小相等、方向相反;
同时产生、同时消失;
故A错误;
B正确,C错误;
在分开后,二者只受摩擦力作用,加速度均为μg,即张丹的加速度的大小等于张昊的加速度的大小,选项D错误;
此题选择错误的选项,故选ACD.
本题考查物理知识在生活中的应用,关键是理解相互作用力的特点:
等大反向、同在同失.
9.一物体在五个共点力作用下保持平衡,现撤掉其中两个力,这两个力的大小分别为25N和20N,其余三个力保持不变,则物体此时的合力大小可能是
A.0NB.20NC.30ND.60N
【答案】BC
【解析】由平行四边形定则可知,25N和20N的两个力的合力的大小范围应该是5N≤F合≤45N,所以可能的是BC,AD错误.故选BC.
10.将相同体积的铜球和铝球从足够高的同一高度同时静止开始释放,若受到空气阻力相同,则两者在下落地面的过程中
A.在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度
B.可能同时到达地面
C.铜球先落地
D.铜球落地时的速度比铝球大
【答案】CD
【解析】设小球质量为m,下落过程受到的阻力为f,加速度为a.由牛顿第二定律得:
mg-f=ma
得到:
a=g−
,可知两小球加速度不等,相同体积的实心铜球和铝球,铜球质量大些,阻力相等,则质量大的加速度大,根据v=at可知,在任一时刻具有不同的加速度,则位移和速度不同,故A错误;
根据h=
gt2可知,加速度大的落地时间短,即铜球先落地,故B错误,C正确;
根据v2=2ah可知,加速度大的落地速度大,即铜球落地速度大,故D正确;
故选CD.
通过本题理解在有空气的环境中,重物比轻物体下落快的原因.考查应用物理规律分析实际现象的能力.
11.某同学将一体重秤放在电梯的地板上研究超、失重现象,他站在体重秤上随电梯运动并观察记录体重秤的示数.下表记录了几个不同时刻体重秤的示数(表内时间不表示先后顺序):
若已知t0时刻电梯静止,则
时间
t0
t1
t2
t3
体重秤示数(kg)
50.0
60.0
40.0
35.0
A.t1和t2时刻电梯运动的加速度方向相反,速度方向不一定相反
B.t2和t3时刻电梯运动的加速度方向相同,速度方向也相同
C.t3时刻电梯可能向上运动
D.t1、t2和t3时刻该同学的质量并没有变化,但所受重力发生变化
【答案】AC
【解析】根据表格读数分析,t1时刻根据牛顿第二定律分析得知,电梯的加速度方向向上,物体处于超重状态.t2时刻电梯的加速度方向向下,物体处于失重状态;
速度方向未知,速度方向可能相同,也可能相反.故A正确,B错误;
表格中仅仅记录个时刻的受力情况,不能判断出运动的情况,所以t3时刻电梯可能向上运动,也可能向下运动.故C正确;
t1、t
2和t3时刻该同学的处于超重状态或失重状态,但所受重力没有发生变化;
故D错误.故选AC.
超重和失重现象可以运用牛顿运动定律进行分析理解,产生超重的条件是:
物体的加速度方向向上;
产生失重的条件:
物体的加速度方向向下.
12.一水平面上的物体在水平恒力F作用下由静止开始运动了t秒,t秒末撤去该力,物体又经过3t秒停止运动,设撤掉F前后的加速度大小分别为a1和a2,物体在水平面上的摩擦力为Ff,则
A.a1:
a2=1:
3B.a1:
a2=3:
1
C.Ff:
F=1:
3D.Ff:
4
【答案】BD
【解析】根据加速度的定义:
撤掉F前:
;
撤掉F后:
所以a1:
a2=3:
1,选项B正确,A错误;
根据动量定理,有:
Ft−Ff(t+3t)=0−0,解得:
Ff:
F=1:
4,故C错误,D正确;
故选BD.
本题可以采用牛顿第二定律和运动学公式求解,因为涉及到力和时间,则采用动量定理很简便.
13.如图所示,一木块受到垂直于倾斜墙面方向的推力F作用而处于静止状态,下列判断正确的是
A.墙面与木块间的弹力可能为零
B.墙面对木块的摩擦力不可能为零
C.在推力F逐渐增大过程中,木块将始终维持静止
D.木块所受墙面的摩擦力随推力F的增大而变化
对木块受力分析,将重力按照效果正交分解,重力产生两个效果,使物体沿墙面下滑,使物体远离斜面,再结合共点力平衡条件,可以求出各个力.
解:
A、B、对木块受力分析,如图所示,受推力F,重力G,将重力按照效果正交分解,重力产生两个效果,使物体沿墙面下滑和要使物体远离墙面,由于木块一直静止,合力为零,因而静摩擦力必须与G2平衡,有静摩擦力,则接触面处一定有支持力,即支持力一定不为零.
因而物体一定受推力、重力、支持力和静摩擦力
故AB均错误;
C、D、在推力F增大过程中,最大静摩擦力增大,故木块一直保持静止,即静摩擦力f始终与分力G2平衡
故C正确,D错误;
故选C.
【点评】本题关键对木块受力分析,将重力按照效果正交分解后,再确定静摩擦力和弹力的大小和方向.
14.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为m的木块放在质量为2m的木块上,质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT。
现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,下列说法正确的是
A.质量为2m的木块受到四个力的作用
B.当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳还不会被拉断
D.轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT/3
【解析】A.质量为2m的木块受到重力、质量为m的木块的压力、m对其向后的静摩擦力、轻绳的拉力和地面的支持力五个力的作用,故A错误;
B.对三个木块整体,由牛顿第二定律可得:
隔离后面的组合体,由牛顿第二定律可得:
轻绳中拉力为F′=3ma=FT/2。
由此可知,当F逐渐增大到FT时,轻绳中拉力等于FT/2<
FT,即小于轻绳能承受的最大拉力为FT,轻绳还没有被拉断。
故B错误;
C.由上式得:
当F逐渐增大到2FT时,
,轻绳中拉力F′=3ma=FT,轻绳刚好被拉断,故当F=1.5FT时,还未被拉断。
故C正确;
D.轻绳刚要被拉断时,轻绳的拉力刚好为FT,后面两个木块的加速度a′=FT/3m,对质量为m木块研究,由牛顿第二定律得:
摩擦力为f=ma′=FT/3,故D正确。
故选:
CD。
三.实验题
15.图甲为“探究求合力的方法”的实验装置.
(1)在该实验中,合力与分力的概念是一种_______________的科学思想方法.(填“控制变量”、“等效替代”、“建立物理模型”、“理想实验”)
(2)下列说法中正确的是________
A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化
B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下
C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°
(3)弹簧测力计的指针如图所示,由图乙可知拉力的大小为________N.
【答案】
(1).
(1)等效替代
(2).
(2)AC(3).(3)4.00
【解析】
(1)在该实验中,合力与分力的概念是一种等效替代的科学思想方法.
(2)在同一组数据中,只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时,两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同,才可以验证平行四边形定则,故A正确;
弹簧测力计拉细线时,方向不一定向下,只有把O点拉到同一位置即可,故B错误;
根据弹簧测力计的使用原则可知,在测力时不能超过弹簧测力计的量程,故C正确;
F1、F2方向间夹角为90°
并不能减小误差,拉力的夹角适当大一些,故D错误.故选AC.
(3)由图乙弹簧秤的指针指示可知,拉力F的大小为:
4.00N.
本题考查了“等效法”的应用和平行四边形定则等基础知识,对于这些基础知识在平时练习中要不断加强训练,以提高解题能力;
同时注意弹簧秤的读数方法.
16.利用图示装置可以做力学中的许多实验
(1)以下说法正确的是______
A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦力的影响
B.利用此装置探究“小车的加速度与合外力的关系”:
当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时,才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力
C.利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图像法处理数据时,如果画出的a-M关系图像不是直线,就可以确定加速度和质量成反比
(2)如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验:
小车搁置在水平放置的长木板上,纸带连接车尾并穿过打点计时器,用来测小车的加速度a,小桶通过细线对小车施拉力F。
Ⅰ.某次实验得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标为0、1、2、3、4。
测得0、1两计数点间距离s1=30.0mm,3、4两计数点间距离s4=48.0mm,则小车的加速度为________m/s2。
(结果取两位有效数字)
Ⅱ.在保持小车质量不变的情况下,改变对小车拉力F的大小,测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表:
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/(ms-2)
0.10
0.21
0.29
0.41
①根据测得的数据,在下图中作出a-F图象_______。
②由图象可知,小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为_________N。
③若要使作出的a-F图线过坐标原点,需要调整实验装置,可采取以下措施中的_______
A.增加小车的质量B.减小小车的质量
C.适当垫高长木板的右端D.适当增加小桶内砝码质量
【答案】
(1).
(1)B
(2).
(2)Ⅰ.0.60(3).Ⅱ.①图见解析;
(4).②0.10(5).③C
(1)此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,故A错误.利用此装置探究“小车的加速度与合外力的关系”:
当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时,才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力,故B正确;
曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种,若a-m图象是曲线,不能断定曲线是双曲线,即不能断定加速度与质量成反比,应画出
图象,故C错误。
所以选C.
(2)每五个打印点取一个点作为计数点,则计数点之间的时间间隔为0.1s,根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,s4-s1=3aT2,代入数据:
a=0.60m/s2。
(3)通过描点法可得:
(4)当拉力大于等于最大静摩擦时,物体开始运动,由上问所做的a-F图象可知当拉力等于0.10N时物体开始运动,故最大静摩擦力为0.10N.
(5)若要使作出的a-F图线过坐标原点即绳子的拉力就等于小车所受的合外力,故需要平衡摩擦力,其方法是适当垫高长木板的右端.故C正确.
四.计算题
17.从离地面80m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)经过多长时间落到地面?
(2)自开始下落计时,在第1s内的位移大小、最后1s内的位移大小。
【答案】
(1)4s
(2)35m
(1)由
,得物体下落到地面的时间为
(2)在第1s内的位移
最后1s内的位移等于总位移减去前3s的位移,即
18.如图所示,质量M=2
kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m=
kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°
角的力F=10
N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m的相对位置保持不变,g=10m/s2,求:
(1)轻绳对小球的拉力FT和轻绳与水平方向的夹角θ
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数
(1)10
N,θ=30°
(2)
【解析】设细绳对B的拉力为T.以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图1,由平衡条件可得:
Fcos30°
=Tcosθ①
Fsin30+Tsinθ=mg②
代入解得,T=10
N,tanθ=
,即θ=30°
(2)以木块和小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图2.再平衡条件得
=f
N+Fsin30°
=(M+m)g
又f=μN
解得:
μ=
本题涉及两个物体的平衡问题,研究对象的选择要灵活,此题采用隔离法与整体相结合的方法,也可以就采用隔离法研究.
19.如图所示,有一长为L=1.4m的木板静止在光滑的水平面上,木板质量为M=4kg;
木板右端放一可视为质点的小滑块,质量为m=1kg。
小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2)。
(1)现用恒力F作用在木板M上,为使得m能从M上面滑落下来,求F大小的范围。
(2)其他条件不变,若恒力F=28N,欲抽出木板,水平恒力至少要作用多长时间?
(1)F>20N
(2)1s
(1)对小滑块,由牛顿第二定律得:
μmg=ma1
小滑块加速度a1=μg=4m/s2
对木板,由牛顿第二定律得:
F-μmg=Ma’
木板加速度
要是小滑块从木板上面滑下,则要求a’>a
解得F>20N
(2)恒力F=28N>20N,小滑块m、木板M相对运动,设恒力F作用了t1时间后撤去,
又经时间t2,小滑块m从木板M上掉下,
木板在t1时间内的位移为x1,
时刻的速度为v1,由牛顿运动定律得:
F-μmg=Ma1
木板在t2时间内的位移为x2,
时刻的速度为v2,由牛顿运动定律得:
mg=Ma2
小滑块在(t1+t2)时间内的位移为x3,这时刻的速度为v3,由牛顿运动定律得:
mg=ma3
恰能抽出时应满足:
v3=v2且L=(x1+x2)-x3
代入数据解得:
t1=1s
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