南京市高一上学期物理寒假作业含答案 10Word文件下载.docx
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7.甲、乙两辆游戏赛车在两条平行的直车道上行驶,t=0时两车在同一位置,此后两车运动的v-t图象如图所示,哪些图象对应的比赛中,5秒内乙车追上了甲车( )
A.①③B.②C.②④D.②③④
8.
如图所示,光滑水平面上放置着质量分别为1kg和2kg的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为2N.现用水平拉力F拉B物体,使A、B以同一加速度运动,则拉力F的最大值为( )
A.2NB.4NC.6ND.8N
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
9.如图所示,一物体被一根轻绳悬挂在天花板下处于静止状态,以下说法正确的是( )
A.物体所受重力与拉力是一对平衡力
B.物体所受重力与拉力是一对相互作用力
C.物体拉绳子的力和绳子拉物体的力是一对平衡力
D.绳子拉天花板的力和天花板拉绳子的力是一对相互作用力
10.
如图所示,甲、乙两同学根据所学自由落体运动的知识测量“反应时间”,刚开始乙持刻度尺,使刻度尺的0刻度线正好位于甲的手边,当甲看到乙释放刻度尺时,立即作出抓握的动作,结果甲握在刻度为20cm的位置,g取10m/s2,以下说法正确的是( )
A.甲的反应时间为0.1s
B.甲的反应时间为0.2s
C.尺子被握住前的瞬间,速度为1m/s
D.尺子被握住前的瞬间,速度为2m/s
11.
如图所示,一定质量的物块用轻绳悬挂在空中,其中轻绳OA与水平线夹角α保持不变,轻绳OB在竖直平面内由水平方向缓慢向上转动(O点位置始终保持不变),则在绳OB由水平转至竖直的过程中,以下说法正确的是( )
A.轻绳OA的张力大小将一直变小B.轻绳OA的张力大小先变小后变大
C.轻绳OB的张力大小将一直变小D.轻绳OB的张力大小先变小后变大
12.如图中甲图所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。
现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速直线运动,拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示(g取10m/s),则下列结论正确的是( )
A.物体的质量为1kg
B.物体的加速度大小为2m/s2
C.弹簧的劲度系数为300N/m
D.物体与弹簧分离瞬间的速度大小为4m/s
三、实验题(本大题共2小题,共16.0分)
13.
小明同学在做“验证平行四边形定则”实验时,在白纸上记录了以下信息,如图所示,O点是橡皮筋拉伸后的结点位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;
用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。
三个力的大小分别为F1=3.40N、F₂=3.90N和F3=4.95N。
(1)以线段长度1cm为1.00N作为标度,在答题卡中相应位置作图,并求出F1和F2的合力F=______N(结果保留三位有效数字)。
(2)有关该实验以下操作不当的是______。
A.同一次实验中,O点位置允许变动
B.实验中,要记录弹簧测力计的读数及方向
C.在使用弹簧秤前,应先校零,使用过程应使弹簧秤与木板平面平行
14.某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验,采用的实验装置如图1所示。
(1)本实验中______(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力,______(填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量。
(2)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带,如图2所示,在纸带上,连续5个点为一个计数点,相邻两个计数点之间的距离依次为x1=1.45cm,x2=2.45cm,x3=3.46,x4=4.44cm,x5=5.45cm,x6=6.46cm,打点计时器的频率f=50Hz,则打纸带上第5个计数点时小车的速度为______m/s,整个过程中小车的平均加速度为______m/s2.(结果均保留2位有效数字)
四、计算题(本大题共4小题,共36.0分)
15.一滑块以初速度v0=2m/s开始从斜面顶端匀加速下滑,第4s末的速度为6m/s,求:
(1)滑块下滑时的加速度
(2)滑块下滑4s内的位移
16.如图所示,质量为m的物体通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O点,轻绳OB水平且B端被位于水平面上质量为m2的小明拉着,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°
,物体和人均处于静止状态。
已知sin37°
=0.6,cos37°
=0.8,g取10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
求:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力大小
(2)水平面对人的摩擦力大小和方向
(3)若人的质量m2=50kg,人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.45,欲使人在水平面上不滑动,则物体的质量最大不能超过多少
17.总质量为60kg的人和滑雪板沿着倾角为θ=37°
的斜坡向下滑动(如图甲所示),所受的空气阻力与速度成正比。
今测得滑雪板运动的v-t图象如图乙所示,图中AC是曲线中A点的切线,C点坐标为(4,15),BD是曲线的渐近线。
(sin37°
=0.8,g取10m/s2)根据以上信息,计算下列物理量
(1)滑雪板沿斜坡下滑的最大速度vm
(2)空气的阻力系数k
(3)滑雪板与斜坡间的动摩擦因数μ
18.如图甲所示,木块质量m=0.4kg,以v0=10m/s的水平速度滑上一辆静止的平板小车,已知小车质量M=1.6kg,木块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,木块(可视为质点)没有滑离小车,地面光滑,g取10m/s2,求:
(1)小车的加速度a
(2)木块相对小车静止时,小车的速度v
(3)从木块滑上小车到木块相对于小车恰好静止时,小车移动的距离s
(4)若本试题的物理过程要成立,则平板小车的长度L至少为多少,并定性画出小车的最短长度L与动摩擦因数μ的关系图象。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:
刻度尺测量长度,而长度是国际单位制中三个力学基本物理量;
天平测量质量,质量是国际单位制中三个力学基本物理量;
。
秒表测量时间,时间是国际单位制中三个力学基本物理量;
量筒是测量体积的仪器;
弹簧秤是测量力的仪器;
体积与力都是导出量,不是基本物理量。
由以上的分析可知,B正确,ACD错误。
故选:
B。
国际单位制中三个力学基本单位对应的物理量分别是长度、质量和时间,由此分析即可。
国际单位制规定了三个力学基本物理量,这三个基本物理量分别是谁,它们在国际单位制中的单位分别是什么,这都是需要学生自己记住的基本的知识。
2.【答案】A
A、题中22时07分指的是时刻,3个多小时指的是时间,故A错误;
B、观测卫星绕地球运行一周所用的时间时,卫星的大小和形状能够忽略,能看成质点,故B正确;
C、卫星升空过程若以地球为参考系,卫星是运动的,故C正确;
D、卫星升空过程若以其中一颗卫星为参考系,另一颗卫星是静止的,故D正确;
本题选错误的,故选:
A。
时间是指时间的长度,在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点。
明确质点的性质,知道物体视为质点的条件;
如果物体的位置相对于参照物的位置变化,物体是运动的;
如果物体的位置相对于参照物的位置不变,物体是静止的。
时刻是指某一瞬时,时间间隔是两个时刻之间的间隔;
当物体的大小和形状在研究的问题中能够忽略,物体可以看成质点。
3.【答案】C
A、由已知可得,A到B的位移为50m。
故A错误;
B、运动员的速率常常是变化的所以A到B过程中运动员的瞬时速度不一定保持6m/s。
故B错误;
C、运动员从到B过程中运动员的平均速度大小为:
m/s。
故C正确;
D、运动员经过C点时速度方向沿C点的切线方向。
故D错误
C。
位移表示质点在空间的位置的变化,用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。
路程是质点在空间运动轨迹的长度。
在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关;
已知位移和时间,利用平均速度的公式得到平均速度;
曲线运动速度的方向沿切线的方向。
本题考查位移与路程、平均速度和瞬时速度;
要注意明确平均速度是由位移与时间的比值,同时掌握瞬时速度为某一瞬时的速度。
4.【答案】B
运动员从空中落下将板的前端从水平位置A时加速度向下,运动员处于失重状态,弹力为零,随着向下压,弹力增大,加速度减小,当弹力等于重力,速度最大,继续向下,加速度将向上,到最低位置B时速度为零,加速度向上,运动员处于超重状态,所以此过程中速度是先增大后减小,故ACD错误,B正确;
根据受力分析运动情况:
运动员从空中落下将板的前端从水平位置A时加速度向下,运动员处于失重状态,弹力为零,随着向下压,弹力增大,加速度减小,当弹力等于重力,速度最大,继续向下,加速度将向上,到最低位置B时速度为零,加速度向上,运动员处于超重状态
此题考查牛顿运动定律的应用:
由受力分析判定运动状态,知道超重失重的定义。
5.【答案】A
木板在水平面上运动时,对桌面的压力始终等于木板的重力,重力不变,压力也没变化,木板与桌面之间的粗糙程度也没发生变化,所以至物体在台边翻倒的过程中,台面对物体的摩擦力不变,故A正确,BCD错误。
滑动摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度。
与接触面的面积无关。
本题最容易出错的地方是:
认为摩擦力和接触面积有关,认为摩擦力逐渐减小。
所以在解答问题时,一定对每个物体量的影响因素搞清楚,不可随意猜测。
6.【答案】B
根据匀变速直线运动的速度位移公式得,ab段的位移
,
bc段的位移
则xab:
xbc=1:
8.故B正确,A、C、D错误。
根据匀变速直线运动的速度位移公式分别求出两段位移,从而得出ab段和bc段的位移之比.
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式,并能灵活运用,基础题.
7.【答案】B
在v-t图象中,图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移。
则
①从①图中可以看出,乙的位移一直小于甲的位移,所以乙车不可能追上甲车,故①错误。
②当t=4s时,两车通过的位移相等,此时乙车追上了甲车,故②正确。
③在0-5s内,乙车的位移一直大于甲的位移,两者没有相遇,故③错误。
④图象中乙的位移始终小于乙的位移,所以乙不可能追上甲;
故④错误。
两车从同一位置出发,相遇的条件是它们通过的位移相等。
根据速度--时间图象中图象与横轴所围成的面积表示位移,分析两车是否会相遇。
图象法是描述物理规律的重要方法,应用图象法时注意理解图象的物理意义,即图象的纵、横坐标表示的是什么物理量,图线的斜率、截距、两条图线的交点、图线与坐标轴所夹的面积的物理意义各如何。
8.【答案】C
当AB间的静摩擦力达到最大时拉力F达到最大,根据牛顿第二定律得
对A物体:
=mAa
得a=
=2
对整体:
F=(
)a
得:
F=(1+2)×
2=6N.故C正确,ABD错误
当AB间的静摩擦力达到最大时拉力F达到最大,根据牛顿第二定律分析研究A物体和整体,求出拉力F。
当两个物体刚要发生相对滑动时,它们之间的静摩擦力达到最大值。
灵活的选取研究对象根据牛顿第二定律列方程是关键。
9.【答案】AD
AB、物体所受重力与绳子对物体的拉力是一对平衡力。
平衡力作用在同一物体上。
故A正确、B错误。
C、作用力与反作用力大小相等,反向相反,物体拉绳子的力与物体受到的拉力是一对作用力和反作用力。
故C错误。
D、绳子拉天花板的力和天花板拉绳子的力是两个物体之间的相互作用,是一对相互作用力。
故D正确。
AD。
平衡力应作用在同一物体上,物体所受的重力和绳子对物体的拉力是一对平衡力。
天花板拉绳子的力是由于天花板的形变要恢复形变产生的。
物体拉绳子的力与物体受到的拉力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反。
物体所受重力与绳子对物体的拉力是一对平衡力。
解决本题的关键知道作用力和反作用力与平衡力的区别,作用力和反作用力作用在不同的物体上,平衡力作用在同一物体上。
10.【答案】BD
A、由h=
gt2得:
t=0.2s,故A错误,B正确;
C、由v2=2gh得:
v=2m/s,即尺子被握住前的瞬间,速度为2m/s,故C错误,D正确。
BD。
尺子做自由落体运动,根据h=
gt2求得反应时间;
根据速度位移公式求得速度。
解决本题的关键知道人的反应时间和自由落体运动的时间相等,结合位移时间公式进行求解。
11.【答案】AD
【解析】
解:
对O点受力分析,受重力和两个拉力,如图
根据平衡条件,合力为零,将两个拉力合成,与重力平衡,
从图中可以看出,OB绳子的拉力先减小后增加,OA绳子的拉力逐渐减小,故AD正确,BC错误。
对点O受力分析,受重力和两根细线的拉力,然后根据平衡条件作图分析即可。
本题是三力平衡中的动态分析问题,其中一个力大小和方向都不变,一个力方向不变大小变,一个力大小和方向都变,关键作图分析。
12.【答案】AB
ABC、刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,有
mg=kx
①
拉力F1为2N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,根据牛顿第二定律,有
F1+kx-mg=ma
②
物体与弹簧分离后,拉力F2为12N,根据牛顿第二定律,有
F2-mg=ma
③
代入数据解得
m=1kg
k=250N/m
a=2m/s2
故AB正确,C错误;
D、物体与弹簧分离时,物体的位移x=4cm,根据匀变速运动速度位移公式有
=
m/s=04m/s。
故D错误;
AB。
物体一直匀加速上升,从图象可以看出,物体与弹簧分离后,拉力为12N;
刚开始物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡;
拉力为2N时,弹簧弹力和重力平衡,合力等于拉力,弹簧压缩量为4cm;
根据以上条件列式分析即可。
本题关键是由图象得出一些相关物理量,首先要读懂图线的意义,然后根据牛顿第二定律和胡克定律列方程分析求解。
13.【答案】4.90
A
(1)根据平行四边形定则求F2与F1的合力,作图如图所示,
F1和F2的合力为:
F=4.90N
(2)A、要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则O点的位置应固定,故A错误;
B、实验中,要记录弹簧测力计的读数及方向,才能确定力的大小和方向,为使力的作用效果相同,必须记录O点的位置,故B正确。
C、为了减小误差,在使用弹簧秤前,应先校零,使用过程应使弹簧秤与木板平面平行,故C正确;
本题选操作不当的,故选:
A
故答案为:
(1)见上图,4.90(4.80~5.20N均可);
(2)A。
(1)根据平行四边形定则先作出F2与F1的合力,根据图中给出的标度求出合力。
(2)本实验的目的是验证力的平行四边形定则,研究合力与分力的关系,而合力与分力是等效的。
本实验采用作合力与分力图示的方法来验证,根据实验原理和方法来分析。
解决本题的关键是理解合力与分力遵循平行四边形定则,作图时要用尺规作图或画出力的图示,结果要力求精确。
14.【答案】需要
不需要
0.49
1.0
(1)本实验是通过力传感器测量的细线的拉力,要想将拉力作为小车的合外力,需要平衡摩擦力;
由于拉力可以直接读出,所以钩码的质量不需要远远小于小车的质量;
(2)频率f=50Hz,则周期T=0.02s,连续5个点为一个计数点,相邻两个计数点之间的时间间隔t=5T=0.1s;
第5个计数点的速度为
m/s,
根据逐差法可知小车的加速度为:
m/s2=1.0m/s2。
(1)需要;
不需要;
(2)0.49;
1.0。
(1)本实验需要平衡摩擦力,但不需要使钩码的质量远小于小车的质量;
(2)根据平均速度的推论求解瞬时速度,根据逐差法求解小车的加速度。
本题考查了探究小车所受外力与加速度关系”的实验,意在考查考生的理解和应用能力。
15.【答案】解:
(1)根据匀变速直线运动的速度时间公式求出滑块下滑时的加速度,a=
=1m/s2。
(2)根据匀变速直线运动平均速度公式可知,
=4m/s,则滑块下滑4s内的位移x=
t=16m。
答:
(1)滑块下滑时的加速度为1m/s2。
(2)滑块下滑4s内的位移为16m。
(1)根据匀变速直线运动的速度时间公式求出滑块下滑时的加速度。
(2)根据匀变速直线运动的平均速度公式求解位移。
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式、位移时间公式,并能灵活运用,基础题。
16.【答案】
(1)以结点O为研究对象,竖直轻绳的拉力大小等于m1g
由cosθ=
得FOA=
由tanθ=
得FOB=m1gtanθ=
根据牛顿第三定律可得,轻绳OA、OB受到的拉力
分别为
、
;
(2)根据平衡条件可得f=FOB=
,方向水平向右;
(3)欲使小明在水平面上不滑动,需满足f≤fm=μm2g。
即物体甲的质量最大不能超过30kg。
(1)轻绳OA、OB受到的拉力大小为
(2)水平面对人的摩擦力大小为
(3)物体的质量最大不能超过30kg。
(1)以结点O为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件求出轻绳OA、OB受到的拉力。
(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,由二力平衡求解人受到的摩擦力大小和方向。
(3)当人刚要滑动时,物体甲的质量m1达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大值Fmax=μm2g,再平衡条件求出物体甲的质量。
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。
17.【答案】解:
(1)由v-t图象得,雪撬在斜面上下滑的最大速度为:
(2)由v-t图象得:
A点vA=5m/s,C点:
则A点的瞬时加速度为:
下滑过程中,在A点:
当速度最大时,a=0,有:
代入数据解得:
空气的阻力系数
(3)雪橇与斜坡间的动摩擦因数为
(1)滑雪板沿斜坡下滑的最大速度
为10m/s
(2)空气的阻力系数k为30kg/s
(3)滑雪板与斜坡间的动摩擦因数μ为0.125
(1)在v-t图象中斜率代表加速度,由图象判断匀速的速度即下滑的最大速度;
(2)(3)AB曲线的切线的斜率表示速度为5m/s时的加速度大小,根据牛顿第二定律列出速度是5m/s时、以及加速度为零时的动力学方程。
联立两方程求出空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ
本题考查了学生的看图分析图象的能力,能根据图象从中找出有用的信息,结合牛顿第二定律进行求解。
18.【答案】解:
(1)由牛顿第二定律可得小车的加速度大小为:
a=
a=0.5m/s2,方向向右;
(2)设木块相对小车静止时小车的速度大小为v′,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律可得:
mv=(m+M)v′
v′=2m/s
此过程中经过的时间t=
=4s
(3)从木块滑上小车到木块相对于小车刚静止时,小车移动的距离为:
x=
m=4m
(4)木块的位移:
s=
m=24m
小车的长度:
L=s-x=20m
L-v图象如图所示。
(1)小车的加速度为0.5m/s2,方向向右;
(2)木块相对小车静止时,小车的速度为2m/s;
(3)从木块滑上小车到木块相对于小车恰好静止时,小车移动的距离为4m;
(4)若本试题的物理过程要成立,则平板小车的长度L至少为20m,定性画出小车的最短长度L与动摩擦因数μ的关系图象如图所示。
(1)分析小车的受力情况,由牛顿第二定律求小车的加速度大小。
(2)木块在小车上滑行时,木块和小车组成的系统所受的合力为零,系统的动量保持不变,根据动量守恒定律求出木块和小车相对静止时小车的速度大小。
(3)根据运动学公式求出小车移动的距离。
(4)根据位移时间关系求解物块的位移,由此求出平板小车的长度L,根据L和μ的关系定性画出小车的最短长度L与动摩擦因数μ的关系图象。
本题是木块在小车滑动的类型,能用的物理规律较多,可根据牛顿第二定律和运动学公式结合解答,也可以根据动量守恒定律和动能定理结合解答。
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