广东省深圳市宝安区学年高一上学期期末考试物理试题含详解Word格式.docx
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B.书受到支持力的作用,是因为桌面发生形变而产生的,故B正确;
C.书发生形变,要恢复原状产生向下的弹力,即对桌面的压力,故C错误;
D.桌面受到的压力和桌面给书的支持力是桌面与书之间的相互作用,故D错误。
3.两个小球从两个不同高度处自由下落,结果同时到达地面,如图所示四幅图中,能正确表示它们的运动的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
本题考查由速度图象分析物体运动情况的能力。
要抓住两球相等的量:
加速度,说明速度图像平行,同时到,说明两球不是同时下落。
结合
图像的斜率代表加速度,面积代表位移去分析。
【详解】由题意,两个小球从两个不同高度处自由下落,初速度为0,同时到达地面,说明两球不是同时下落,且高度大的小球应先下落,则在
图像中图线与横坐标所包围的面积应大一些;
在下落过程,两者的加速度相同,都做匀加速直线运动,则图像斜率相同,故直线应平行,则AB错误;
高度大的小球运动时间长,则末速度要大一些,而D中末速度相同,故D不正确,C正确。
4.如图所示,物体A和B受到的重力分别为10N和8N,不计弹黄秤和细线的重力和一切摩擦,则弹簧秤的读数为( )
A.18NB.8NC.2ND.10N
弹簧秤在一对拉力作用下保持静止,合力为零,弹簧秤的示数等于其中一个拉力的大小,根据二力平衡去分析即可。
【详解】物体B处于静止状态,对B受力分析,B受到绳子的拉力和重力作用,弹簧右端受到的力大小为8N,故绳子拉力为8N。
又因为弹簧秤处于静止状态,所以弹簧秤受力是平衡的,弹簧右端受到的拉力是8N,则左端的拉力为8N,读数是8N,故B项正确。
5.如图所示,在甲图中,小孩用80N的水平力推木箱,木箱不动;
在乙图中,小孩用至少100N的水平力推木箱,木箱才能被推动;
在丙图中,小孩用大小为90N水平力推动木箱匀速运动。
则( )
A.甲图木箱没有受到摩擦力
B.乙图木箱没有受到摩擦力
C.丙图木箱受到摩擦力
D.上述木箱受到的滑动摩擦力为100N
根据力的平衡可知甲图受到静摩擦力及其大小,以及丙图受到滑动摩擦力及其大小,至少推动木箱的水平推力等于最大静摩擦力。
【详解】A.甲图中,小孩用80N的水平力推木箱,木箱不动,说明推力与静摩擦力平衡,且静摩擦力大小为80N,故A错误;
B.乙图中,小孩用至少100N的水平力推木箱,木箱才能被推动,即最大静摩擦力为100N,故B错误;
CD.丙图中小孩用大小为90N水平力推动木箱匀速运动,说明木箱受到推力和滑动摩擦力作用处于平衡状态,滑动摩擦力是90N,故C正确,D错误。
6.从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。
可是当我们用一个很小的水平力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为()
A.牛顿第二定律不适用于静止物体
B.根据a=F/m和
判断,加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到
C.推力小于静摩擦力,加速度是负值
D.重力、地面支持力、推力和静摩擦力的合力等于零。
根据牛顿第二定律加速度等于零,所以原来静止的桌子还是静止的
静止物体,加速度为零,合力为零,牛顿第二定律同样适用于静止物体,故A错误;
根据
,可知,物体合力为零,加速度为零,而不是加速度很小,眼睛不易觉察到,故B错误;
推力不大于阻力,加速度为零,故C错误;
由于水平推力不大于桌子的最大静摩擦力,推不动桌子,桌子的合力等于零,由牛顿第二定律可知,加速度等于零,故D正确。
所以D正确,ABC错误。
7.如图所示,一根弹簧的自由端未挂重物时指针B正对刻度5,当挂上80N重物时(未超出弹性限度)指针正对刻度45,若要指针正对刻度20,应挂重物的重力为()
A.40N
B.30N
C.20N
D.不知弹簧的劲度系数k的值,无法计算
因为弹簧的形变量和其受到的作用力成正比,故
,解得F=30N,故B正确.
8.物体自由下落6s落地,不计空气阻力。
g取10m/s2.则最后2s内通过的位移为( )
A.100mB.180mC.80mD.20m
【答案】A
物体自由下落最后2s内的位移等于6s内的位移减去4s内的位移,根据
求出6s内和4s内的位移,从而求出最后2s内的位移。
【详解】物体在6s内的位移
,物体在4s内的位移
,所以最后2s内的位移
,故A正确,B、C、D错误。
9.小明同学在水平面上用水平恒力推动木箱做与加速直线运动。
小明在思考,怎么样才能使木前的加速度变为原来的2倍( )
A.将水平推力增大到原来的2倍
B.将阻力减少到原来的
C.将物体的质量增大到原来的2倍
D.将物体的推力和阻力都增大到原来2倍
如果使物体的加速度变为原来的2倍,可行的办法有两种,一种是把合力增大到原来的2倍,一种是使物体质量减小到原来的一半。
【详解】AB.根据牛顿第二定律:
,当质量一定时,物体的加速度与合外力成正比;
当物体所受合外力一定时,加速度与质量成反比。
只将水平推力增大到原来的2倍,或将阻力减小为原来的
倍,加速度不会变成原来的两倍,故AB错误;
C.将物体的质量增大到原来的2倍,加速度会减小到原来的
倍,故C错误;
D.将物体的推力和阻力都增大到原来的2倍,合外力增大到原来的2倍,则加速度增大到原来的2倍,故D正确。
10.在第十一届全运会男子举重56公斤级比赛中,龙清泉以302公斤的总成绩获得冠军,并以169公斤超该级别挺举世界纪录.如图所示,设龙清泉所举杠铃的总重为G,杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30°
,则他每只手臂承受的张力为( )
C.
D.G
根据共点力平衡与平行四边形定则对杠铃进行受力分析,列出平衡方程即可求解。
【详解】以杠铃为研究对象,分析受力情况,受力图如图所示,根据平衡条件得
,解得
,则他每只手臂承受的张力为
,故B项正确,ACD错误。
二、多项选择题本题包括5个小题,每小题5分,共25分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意的要求.全部选对的得5分,部分选对得3分,有错、不选均不得分.
11.图6是某质点运动的速度图像,由图像得到的正确结果是
A.0~1s内的平均速度是2m/s
B.0~1s内的位移大小是3m
C.0~1s内的加速度大于2~4s内的加速度
D.0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相反
【答案】BC
由v-t图像的面积可求得0—1s的位移s=1m,时间t=1s,由平均速度定义得:
,故A选项错误;
由v-t图像的面积可求得0—2s的位移s=3m,故B选项正确;
利用图像斜率求出0-1s的加速度:
a1=2m/s2、2-4s的加速度a2=1m/s2、因而:
a1>
a2,故C选项正确;
由图像可见0-1s、2-4s两个时间段内速度均为正,表明速度都为正向,运动方向相同,故D选项错误
12.我国的高速铁路正式投入运营的里程数全球第一。
当列车的牵引力大于阻力时,列车加速,当牵引力逐渐减小但始终大于等于阻力时,下列说法正确的是( )
A.列车的速度也减小
B.列车的速度仍在增大
C.列车的加速度在减小,减到零时列车静止
D.列车的加速度在减小,减到到零时列车的速度达到最大
【答案】BD
当加速度方向与速度方向相同,列车做加速运动,当加速度方向与速度方向相反,列车做减速运动;
本题中列车的加速度方向始终与速度方向一致,做加速运动;
当加速度减为零时,速度最大,列车做匀速直线运动。
【详解】根据牛顿第二定律
可知,当牵引力逐渐减小但始终大于等于阻力时,牵引力仍大于阻力,故合外力的方向仍与速度方向相同,则加速度方向与速度方向一致,故列车做加速运动,速度不断增大,故A错误,B正确;
当加速度减小为零时,列车速度达到最大并保持不变,故C错误,D正确。
13.我们可以在密闭的升降机内判断其运动情况。
当升降机内我们手提物体感觉物体变轻时,升降机可能的运动情况是( )
A.加速下降B.加速上升C.减速下降D.减速上升
【答案】AD
当升降机运动时感觉物体变轻,说明物体对人的作用力即人对物体的拉力减小,由牛顿第二定律求的加速度,再结合超重与失重的特点进行判断即可。
【详解】当升降机静止时,有
;
当升降机运动时我们手提物体感觉物体变轻,说明N减小,对物体受力分析可知
,加速度
,方向竖直向下,即升降机可能加速下降或减速上升,故CD正确。
14.如图所示,在水平面上行驶的车厢中,车厢顶部悬挂一质量为m的球,悬绳与竖直方向成α角,相对车厢处于静止状态,由此可以判定( )
A.车厢加速度一定是水平向左
B.车厢加速度一定是水平向右
C.车厢加速度大小为gtanα
D.车厢加速度大小为gcotα
静止状态,加速度相同,以球为研究对象,根据牛顿第二定律即可求解加速度大小和方向。
【详解】球相对车厢处于静止状态,则球与车厢的加速度相同,对小球受力分析可知,拉力与重力的合力应水平向右,则车厢加速度一定是水平向右,故B正确;
由平行四边形定则及牛顿第二定律可得:
,解得加速度大小
,故C正确。
15.在无风的天气里,雨滴在高空登直下落,由于受到空气的阻力,最后以某一恒定的速率通常叫收尾速率,设空气阻力与雨滴的速度成正比,下列对雨滴运动的加速度和速度的定性分析中正确的是( )
A.雨滴质量越大,收尾速度越大
B.雨滴收尾速度大小与雨滴质量无关
C.雨滴收尾能做加速度减小的加速运动
D.雨滴收尾前加速度增大
【答案】AC
雨滴在空中竖直下落过程中,受到重力和空气阻力,空气阻力与雨滴的速度成正比,根据牛顿第二定律分析雨滴的运动情况。
【详解】AB.设雨滴的质量为m,收尾速度大小为v,则有
,则雨滴质量越大,收尾速度越大,故A正确,B错误;
CD.雨滴在空中竖直下落过程中,受到重力和空气阻力,开始阶段,空气阻力小于重力,雨滴向下做加速运动,随着速度的增大,由
可知,加速度逐渐减小,故雨滴向下做加速度减小的加速运动,当空气阻力与重力平衡时,雨滴做匀速直线运动,速度最大达到收尾速度,故C正确,D错误。
三、实验题:
本题包括2个小题,共15分
16.如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)已知打点计时器电频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为。
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A、B两点间距x=cm;
C点对应的速度是m/s。
加速度是m/s2(速度和加速度的计算结果保留两位有效数字)
【答案】
(1)0.02s(2分)
(2)0.90(2分)0.15(2分)0.40(2分)
【详解】试题分析:
(1)周期与频率互为倒数,因此周期T=0.02s。
每一个周期,打点计时器打下一个点,则时间间隔为0.02s。
(2)x=1.40cm-0.50cm=0.90cm;
AD=3.90cm,则BD=3.00cm,C点对应的速vC=
=0.15m/s,CD=1.70cm,加速度为a=
=
10-2m/s2=0.40m/s2。
考点:
本题考查打点计时器的使用,以及速度与加速度的测量。
17.张博同学用图甲、乙的实验装置探究加速度与合外力的关系,小车总质量用M表示,钩码总质量用m表示。
该同学先按图甲将木板有定滑轮的端垫起,调整木板倾角,使小车恰好带着钩码和纸带一起沿木板向下匀速运动,再保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,然后接通电源释放小车,使之由静止开始加速下滑并在纸带上打点,如图乙所示。
不考虑细绳质量、滑轮及纸带的摩擦。
重力加速度g已知,试回答下列问题
(1)实验_____(填“有”或“没有“)平衡小车和木板之间的摩擦力的步骤。
(2)实验时_____(填“必须有”或“不需要有”)满足“M>>m“的实验条件。
(3)实验时作出的a﹣F图线如图丙所示,则实验对应的图线是_____(填“A”或“B“)。
(4)实验时小车加速下滑受到的合力F=_____(用字母表示),在保持小车质量不变的情况下,通过调整改变小车所受合力,多次实验,由实验数据作出的a﹣F图线如图丁所示则小车总质量M_____kg(保留两位有效数字)。
【答案】
(1).有
(2).不需要有(3).A(4).mg(5).2.0
(1)根据平衡摩擦力的具体操作即可判断题目中已平衡了摩擦力;
(2)只有用重物的重力代替绳子的拉力,才需要满足M>>m;
(3)根据牛顿第二定律列出公式,将公式变换成a-F函数式,结合斜率去分析即可;
(4)a﹣F图线的斜率计算即可求解小车的总质量。
【详解】
(1)本实验探究当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力的关系,调整木板倾角,使小车恰好带着钩码和纸带一起沿木板向下匀速运动,就平衡了摩擦力;
(2)合力就等于钩码的重力,所以不需要满足“M>>m”;
(3)绳的拉力等于钩码的重力,根据牛顿第二定律知:
,图像是一条过原点的直线,则实验对应的图线是A;
(4)由前面的分析知小车加速下滑受到的合力
,a﹣F图线的斜率表示小车的质量的倒数,
,即
四、综合计算题:
3小题,共30分.解答应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能得分,有数值计算的题,必须明确写出数值和单位.
18.有时飞机需要在航空母舰的甲板上起飞,将飞机起飞的运动简化为匀加速直线运动.已知某型号的战斗机的发动机起飞时能产生的最大加速度为5m/s2,所需的起飞速度为50m/s,请分析:
(1)若飞机仅依靠自身的发动机起飞,飞机需要的跑道至少应多长?
(2)若航空母舰的跑道长160m,那么帮助飞机起飞的弹射系统应使飞机至少具有多大的初速度?
(1)250m
(2)30m/s
(1)飞机起飞做初速度为0的匀加速直线运动,根据速度位移关系求出起飞时飞机的位移即可;
(2)飞机有初速度后,同样根据位移速度关系求出起飞的初速度。
(1)若飞机靠自身发动机起飞,飞机初速度为0,加速度
,末速度为:
则有:
解得:
(2)弹射装置使飞机初速度为
,位移
19.某同学到广州塔“小蛮腰”参观,为了测量电梯运行的相关数据,该同学带了一个电子台秤,并站在台秤上观察台秤数据变化。
电梯静止时他观察到台科的示数为50kg。
在启动时示教变为52.5kg,这个示数持续了10s后又恢复到50kg,电梯匀速运动了80s,靠近观光层时台样的示数变为45kg直到电梯到达观光台,已知在台秤示数运算和加速度计算时g都取10m/s2.求:
(1)电梯匀速运动时的速度大小;
(2)电梯减速的时间为多少;
(3)在图坐标中画出电梯运动全过程的v﹣t图象:
(4)广州塔(小蛮腰)观光台的高度为多少?
(1)5m/s
(2)5s(3)
(4)437.5m
(1)根据电梯静止可知人的重力,结合启动时的台秤示数和牛顿第二定律可求得加速度大小,根据运动学公式即可求速度大小;
(2)同理根据电梯停止时台秤的示数和牛顿第二定律可求加速度大小,结合运动学公式可求减速时间;
(3)结合前两问画出v-t图像;
(4)根据运动学公式分别求解加速阶段、匀速阶段以及减速阶段的位移,三者相加即为小蛮腰的高度或者根据v-t图像的面积表示位移,求解面积即可。
(1)电梯静止时他观察到台秤的示数为50kg。
在启动时示教变为52.5kg,说明此时合力
根据牛顿第二定律知
加速时间为
,
匀速直线运动速度为
(2)靠近观光层时台秤的示数变为45kg,则此时合力
解得
所以减速时间
(3)根据以上分析知0﹣10s,做匀加速运动,速度达到5m/s;
10s﹣90s,匀速直线运动,速度为5m/s;
90s﹣95s,做匀减速直线运动,末速度为零。
图像如图。
(4)v﹣t图像的面积为运动位移,即观光台的高度
20.天羽同学学习了风洞是可以产生水平方向、风速大小可以调节的风力的设备,准备在风洞实验室进行如下实验。
现将个套有小球的细直杆AO放入风洞实验室,小球的质量m=1kg,球的孔径略大于细杆的直径,杆AO的长度为h=1.45m,g取10m/s2。
(1)先将杆沿水平方向固定,如图
(1)所示,调节风力的大小为F1=8N,小球恰能沿杆匀速运动,求小球与杆的动摩擦因数μ1;
(2)再将杆沿竖直方向固定,杆AB处于无风部分,长度h1=0.45m。
风洞的风仅吹向杆的BO部分,长度为h2=1.00m。
如图
(2)所示,改变风速大小为F2并保持恒定,将小球从顶端A处由静止释放到底端O点,恰好到达底端O点小球速度为零。
求小球从A点滑至O点经历的时间t及风力大小F2。
(1)0.8
(2)0.97s,18.125N。
(1)根据小球匀速运动可知小球所受摩擦力,根据滑动摩擦力公式
以及小球竖直方向的受力情况
即可联立解得动摩擦因数μ1。
(2)杆竖直放置时,对小球受力分析,结合动能定理可求得小球到B处的速度大小,根据平均速度公式可求得从A到O的运动时间,全过程应用动能定理即可求得F2的大小。
(1)杆水平放置时,小球水平方向受风力F1和滑动摩擦力Ff1、竖直方向受重力mg和细杆的支持力同FN1,
由题意知小球做匀速直线运动,
水平方向有:
在竖直方向有:
物体所受滑动摩擦力:
(2)设小球到B的速度为v,从A到B的过程由动能定理得:
由平均速度公式得:
全程有动能定理得:
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