南京市高一上学期物理寒假作业含答案 22.docx
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南京市高一上学期物理寒假作业含答案22
南京市高一上学期物理寒假作业22
一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)
1.下列物理量中属于国际基本物理量的是( )
A.焦耳B.牛顿C.长度D.千克
2.滑块做匀减速直线运动的物体经4s后停止运动,若在第1秒内的位移是14m,则物体在第2秒内的位移为( )
A.5mB.10mC.14mD.12m
3.如图所示,物体静止在斜面上,斜面对物体作用力的方向是( )
A.沿斜面向上B.垂直斜面向上
C.竖直向上D.以上说法都不对
4.一个物体做匀加速直线运动,它在第3s内的位移为12m,则下列说法正确的是( )
A.物体在第3秒末的速度一定是9m/sB.物体的加速度一定是4.8m/s2
C.物体在前5s内的位移一定是60mD.物体在3s内的位移一定是17m
5.
若有A、B、C三辆汽车同时同地出发沿笔直公路行驶,它们运动的情况在x-t图象中如右图所示,则在20s内,它们的平均速度关系为( )
A.vA>vB=vC
B.vA=vB=vC
C.vA>vB>vC
D.vA=vB<vC
6.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、8N,若三力同时作用于6kg某一物体,则该物体加速度的最大值和最小值分别为( )
A.3N/kg 0B.5N/kg 3N/kgC.9N/kg 0D.18N/kg 2N/kg
7.
如图所示,测力计上固定有一个倾角为30°的光滑斜面,用一根细线将一个质量为0.4kg的物体挂在斜面上,测力计有一定的示数.当细线被剪断物体正下滑时,测力计的示数将( )
A.增加4N
B.增加3N
C.减少2N
D.减少1N
二、多选题(本大题共5小题,共20.0分)
8.
如图所示,质量为1kg的物体在恒定外力作用下做减速运动,其初速度v0,该滑块与水平面间的动摩擦因数为0.64.则下列该滑块所受摩擦力F1随时间变化的图象可能正确的是(取初速度方向为正方向)(g=10m/s2)( )
A.
B.
C.
D.
9.
如图是A、B两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动的v-t图象,从图象上可知( )
A.A做匀速运动,B做匀加速运动
B.20s末A、B相遇
C.20s末A、B相距最远
D.40s末A、B相遇
10.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长量分别记为
l1和
l2,重力加速度大小为g.在剪断绳子的瞬间( )
A.
B.
C.
D.
11.如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v﹣t图线如图(b)所示,若重力加速度及图中的v0,v1,t1均为已知量,则可求出()
A.斜面的倾角B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
12.如图所示,将粗糙的斜面体M放在粗糙水平地面上,物块m放在斜面上,恰能沿斜面匀速下滑,斜面体静止不动,若用平行斜面向下的推力,使物块加速下滑,则斜面体( )
A.受地面的摩擦力大小为零
B.受地面的摩擦力方向水平向左
C.在F的作用下可能沿水平面向右运动
D.对地面的压力不变为(M+m)g
三、填空题(本大题共1小题,共6.0分)
13.用如图所示的装置探究加速度与力和质量的关系,带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。
(1)实验时,一定要进行的操作是______(填选项前的字母)。
A.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
B.改变沙和沙桶的总质量,打出几条纸带
C.用天平测出沙和沙桶的总质量
D.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
(2)以弹簧测力计的示数F为横坐标,以加速度a为纵坐标,画出a-F图象可能正确的是图中的______(填选项字母)。
(3)若测出a-F图象的斜率为k,则小车的质量为______。
四、实验题(本大题共1小题,共6.0分)
14.该同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图1所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:
xA=16.6mm、xB=126.5mm、xD=624.5m,若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为______s;
(2)打C点时物体的速度大小为______m/s(取2位有效数字);
(3)物体的加速度大小为______(用xA、xB、xD和f表示)
五、计算题(本大题共4小题,共40.0分)
15.一汽车以20m/s的初速度,4m/s2的加速度做匀减速直线运动。
求:
(1)汽车在第4s末的速度的大小?
(2)在前4s的平均速度的大小?
(3)汽车在开始减速后6秒内的位移是多少?
16.
屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1m的窗户的上、下沿,如图所示,问:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?
(g取10m/s2)
17.如图所示,倾角为37°,长为l=16m的传送带,转动速度为v=10m/s,动摩擦因数μ=0.5,在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m=0.5kg的物体.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:
(1)传送带顺时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间;
(2)传送带逆时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间.
18.
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.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:
A、焦耳、牛顿、千克都是物理单位,不是物理量。
故ABD错误
C、长度属于国际单位制规定的基本物理量,故C正确。
故选:
C。
单位制包括基本单位和导出单位,规定的基本量的单位叫基本单位,国际单位制规定了七个基本物理量。
分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。
解决本题的关键知道七个基本物理量,长度、时间、质量、电流、物质的量、热力学温度、光强度。
需识记
2.【答案】B
【解析】解:
匀减速直线运动经4s停下来,采用逆向思维,因为物体做初速度为零的匀加速直线运动,在第1s内、第2s内、第3s内…的位移之比为1:
3:
5:
7,
则匀减速运动第1s内和第2s内的位移之比为7:
5,第1s内的位移为14m,则第2s内的位移为10m。
故选:
B。
采用逆向思维,根据初速度为零的匀加速直线运动的特殊推论求出第1s内、第2s内、第3s内…的位移之比,从而得出第2s内的位移
解决本题的关键掌握初速度为零的匀加速直线运动的特殊推论,以及掌握逆向思维的运用
3.【答案】C
【解析】解:
因为物体受重力、支持力和摩擦力处于平衡,则知支持力和摩擦力的合力与重力等值反向,即方向竖直向上,支持力和摩擦力的合力就是斜面对物体作用力,所以斜面对物体作用力的方向竖直向上.故C正确.
故选:
C.
物体受重力、支持力和摩擦力处于平衡,根据共点力平衡确定斜面对物体的作用力方向.
解决本题的关键能够正确地进行受力分析,根据共点力平衡进行分析,知道共点力平衡的特点.
4.【答案】C
【解析】解:
由于匀加速直线运动的初速度未知,知道第3s内的位移,无法求出物体的加速度、前3s内的位移及第5s内的位移;但是可以求出前5s内的平均速度;
第3s内的平均速度为v=
m/s=12m/s;
则2.5s时的速度为v1=12m/s;而2.5s时刻为5s内的中间时刻,故前5s内的平均速度为5m/s;故前5s内的位移一定是5×1m=60m;故C正确;
故ABD错误,C正确;
故选:
C。
物体做匀加速直线运动,知道第3s内的位移,根据位移与时间的比值,可以求出第5s内的平均速度,即为物体在第2.5秒末的速度;则由速度公式可求得加速度及位移
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的推论和平均速度公式,并能熟练运用。
要注意本题中初速度没有给出。
5.【答案】B
【解析】解:
由图,在20s内,三辆车运动的时间相同,根据坐标的变化量判断三者位移的关系是:
xA=xB=xC,由平均速度公式
,分析得知:
vA=vB=vC。
故选:
B。
由图,在20s内,三辆车运动的时间相同,根据坐标的变化量确定出三者位移的关系,由平均速度公式
分析平均速度的大小关系。
本题是位移-时间图象,其坐标表示物体的位置,坐标变化量表示位移。
6.【答案】A
【解析】解:
当三个力作用在同一直线、同方向时,三个力的合力最大,即为:
F=4N+6N+8N=18N。
若先把4N与6N的力合成,则合力的范围是大于等于2N,小于等于10N,8N在这一个范围内,所以它们合力的最小值为0。
根据牛顿第二定律a=
可得加速度的范围为0≤a≤3N/kg;
该物体加速度的最大值和最小值分别为3N/kg、0;
故A正确,BCD错误
故选:
A。
当这三个力作用在同一物体上,并且作用在同一直线上,方向相同,三个力的合力最大。
如果三个力不在同一直线上,夹角可以变化,当两个较小力的合力大小等于第三个力,方向相反时,合力为零,此时三个力的合力的最小,根据牛顿第二定律求解该物体加速度的最大值和最小值。
当多个力合成时,它们作用在同一直线上、同方向时,合力最大;求最小合力时,先考虑合力为零的情况。
7.【答案】D
【解析】解:
对小球和斜面体整体受力分析,受总重力和支持力,平衡时,有
N-(M+m)g=0 ①
加速下滑时,再次对小球和斜面体整体受力分析,受总重力、支持力和静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
竖直方向:
(M+m)g-N′=masin30° ②
水平方向:
f=macos30° ③
对小球受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有
mgsin30°=ma ④
有由①②③④得到:
N-N′=masin30°=mg(sin30°)2=0.4×10×0.25=1N
故选D.
本题中原来小球和斜面体处于静止状态,故测力计的读数等于小球和斜面体的总重量,剪短细线后,沿斜面小球加速下滑,处于失重状态,对小球和斜面体整体运用牛顿第二定律列式求解.
本题关键是对小球、小球和下面体整体多次受力分析,然后根据牛顿第二定律、共点力平衡条件列式求解;要注意整体法对于有相对运动的物体系统同样适用.
8.【答案】BD
【解析】解:
如图,物体向右做减速运动,运动时摩擦力求得f=μN=μmg=0.64×1×10N=6.4N,与物体的运动反向相反,即水平向左,为负值。
当速度变为0后。
物体可能开始向左运动,则受到滑动摩擦力仍不变,方向水平向右,大小为6.4N,即为正值;
也可能拉不动,则处于静止状态,则摩擦力小于6.4N,由上分析可知,故BD正确,AC错误。
故选:
BD。
分析物体的运动情况:
物体向右减速运动,根据公式f=μN求解滑动摩擦力,当物体的速度减小到零时,根据F与最大静摩擦力的大小关系,分析物体的状态,再根据平衡条件或摩擦力公式求解摩擦力,选择图象.
本题在分析摩擦力时,要根据物体的受力情况确定物体的运动状态,分析是静摩擦还是滑动摩擦,静摩擦由平衡条件求解,滑动摩擦力由摩擦力公式求解.
9.【答案】ACD
【解析】解:
由图可知:
物体A的速度保持不变,故A做匀速直线运动。
物体B的斜率保持不变,故B做匀加速直线运动。
故A正确。
在0~20s内物体A的速度始终大于物体B的速度,并且A的速度图象与时间轴围成的面积代表A的位移,而B的速度图象与时间轴围成的面积代表B的位移,两个面积的差代表两者之间的距离。
由图可知在相遇之前20s末A、B相距最远。
故B错误而C正确。
由图可知:
40s末,A的位移x1=5×40=200m,
B的位移x2=40×10÷2=200m
故40s末A、B相遇。
故选:
ACD。
速度时间图象的斜率代表物体的加速度,速度图象与时间轴围成的面积代表物体通过的位移,面积差越大代表距离越远,面积相等代表相遇。
解决追击相遇问题可以利用运动学公式,也可以利用速度时间图象,但利用速度时间图象更简洁,计算量更小。
10.【答案】AC
【解析】【分析】
对细线剪短前后的a、b、c物体分别受力分析,然后根据牛顿第二定律求解加速度与弹簧的伸长量。
考查了牛顿第二定律的瞬时性的应用,重点区分绳和弹簧弹力的特点,注意加速度与受力的瞬时对应关系。
【解答】
AB.绳断前,对a、b、c分别受力分析如图,
根据平衡条件,有:
对a:
F2=F1+mg
对b:
F1=F+mg
对c:
F=mg
所以:
F1=2mg
对bc,弹簧的弹力不能突变,因形变需要过程,绳的弹力可以突变,绳断拉力立即为零。
当绳断后,b与c受力不变,仍然平衡;
对a,绳断后合力为F合=F1+mg=3mg=ma1,a1=3g方向竖直向下;故A正确,B错误。
CD.当绳断后,b与c受力不变,则
,
;同时
,所以
,联立得
,故C正确,D错误。
故选AC。
11.【答案】ACD
【解析】解:
由图b可知,物体先向上减速到达最高时再向下加速;图象与时间轴围成的面积为物体经过的位移,故可出物体在斜面上的位移;
图象的斜率表示加速度,上升过程及下降过程加速度均可求,上升过程有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1;下降过程有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma2;两式联立可求得斜面倾角及动摩擦因数;
但由于m均消去,故无法求得质量;因已知上升位移及夹角,则可求得上升的最大高度;
故选:
ACD。
由图b可求得物体运动过程及加速度,再对物体受力分析,由牛顿第二定律可明确各物理量是否能够求出。
本题考查牛顿第二定律及图象的应用,要注意图象中的斜率表示加速度,面积表示位移;同时注意正确的受力分析,根据牛顿第二定律明确力和运动的关系。
12.【答案】AD
【解析】解:
在未加推力F时,物块m沿斜面匀速下滑,而斜面体静止不动,两者都处于平衡状态,以整体为研究对象,分析可知,竖直方向上受到总重力和地面的支持力,由平衡条件得知,地面的支持力大小等于总重力。
水平方向上地面对斜面体没有摩擦力。
施加推力F后,物块对斜面体的压力和摩擦力没有变化,则斜面体的受力情况没有改变,所以斜面体受到的地面的摩擦力仍然为零,地面对斜面体的支持力仍然等于总重力,保持不变,则斜面体对地面的压力也保持不变。
故选:
AD。
未加推力F时,物块m沿斜面匀速下滑,而斜面体静止不动,两者都处于平衡状态,可以作为整体处理,分析地面对斜面体有无摩擦力。
再研究施加推力F的情况,物块对斜面体的作用力没有变化,分析可知斜面体的受力情况不改变。
本题解题有两个关键:
一、是先整体为研究对象,确定出地面的支持力和摩擦力,二是抓住F平行于斜面,物块对斜面体的作用没有变化,从而斜面体的受力情况也不发生改变。
13.【答案】AB A
【解析】解:
(1)A、打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要记录弹簧测力计的示数,故A正确;
B、改变砂和砂桶质量,即改变拉力的大小,打出几条纸带,研究加速度随F变化关系,故B正确;
CD、本题拉力可以由弹簧测力计测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量,故CD错误。
故选:
AB。
(2)小车质量不变时,加速度与拉力成正比,所以a-F图象是一条倾斜的直线,由实验装置可知,实验前没有平衡摩擦力,则画出的a-F图象在F轴上有截距,故A正确。
故选:
A。
(3)在本题中,F合=2F=ma,则a=
F,a-F图象的斜率:
k=
,小车质量:
m=
;
故答案为:
(1)AB;
(2)A;(3)
。
(1)根据实验的原理和操作中的注意事项确定正确的操作步骤;
(2)加速度与力F成正比,抓住实验中未平衡摩擦力,确定正确的a-F图线;
(3)根据牛顿第二定律得出a与F的关系式,结合图线的斜率求出小车的质量。
解决本题的关键知道实验的原理,本题实验和课本实验的不同之处在于弹簧秤的读数不是小车的合力,小车所受的合力是弹簧秤读数的2倍。
14.【答案】0.1 2.5
【解析】解:
(1)打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点,则相邻两计数点的时间间隔为:
5T=0.1s。
(2)根据间的平均速度等于点的速度得vC=
=
≈2.5m/s。
(3)匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大,即△x=aT2,所以有:
xBC=xAB+aT2,
xCD=xBC+aT2=xAB+2aT2,
xBD=2xAB+3aT2,
所以:
a=
=
。
故答案为:
(1)0.1;
(2)2.5;(3)
。
纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度。
注意单位的换算和有效数字的保留,能够知道相邻的计数点之间的时间间隔,熟练应用运动学规律解决实验问题。
15.【答案】解:
(1)规定初速度方向为正方向,则a=
,由公式:
v=v0+at=20-4×4m/s=4m/s
(2)有平均速度公式得4秒内的平均速度为:
=
=
m/s=12m/s
(3)设时间t停下,由v=v0+at得:
=
s=5 s
所以,6秒内的位移即5秒内的位移为:
=20×5+
=50m
答:
(1)汽车在第4s末的速度的大小为4m/s;
(2)在前4s的平均速度的大小为12m/s;
(3)汽车在开始减速后6秒内的位移是50m/s
【解析】
(1)应用速度时间关系直接解答,注意加速度的正负
(2)应用平均速度的公式解决
(3)对于刹车问题,首先判断从减速到停止的时间,在求解问题
熟练掌握匀变速运动的规律,注意速度和加速度的矢量性,注意物理问题与现实情境的联系,不能死板硬套公式
16.【答案】解:
(1)根据比例关系,从上到下相邻水滴间距离之比为1:
3:
5:
7,而2、3两滴间距离为1米,所以总高度
(2)根据H=
,代入数据得,t=
滴水时间间隔
。
【解析】
(1)初速度为0的匀加速直线运动,在连续相等时间间隔内的位移比为1:
3:
5:
7.已知第3滴与第2滴水的间隔距离,根据比例关系求出总高度。
(2)由H=
,得出水从屋檐到地面的时间,从而得出相等的时间间隔。
解决本题的关键掌握初速度为0的匀加速直线运动,在连续相等时间间隔内的位移比为1:
3:
5:
7.以及掌握自由落体运动的位移时间公式H=
。
17.【答案】解:
(1)传送带顺时针转动时,物体相对传送带向下运动,则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上,相对传送带向下匀加速运动,由牛顿第二定律得:
mg(sin 37°-μcos 37°)=ma,
代入数据得:
a=2m/s2,
由匀变速运动的位移公式得:
l=
at2,
代入数据得:
t=4 s.
(2)传送带逆时针转动,当物体下滑速度小于传送带转动速度时,物体相对传送带向上运动,则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下,设物体的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得:
mgsin 37°+μmgcos 37°=ma1,
代入数据得:
a1=10 m/s2,
设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t1,位移为x1,则有:
t1=
=
s=1 s,
x1=
a1t12=5 m<l=16 m,
当物体运动速度等于传送带速度瞬间,有mgsin 37°>μmgcos 37°,
则下一时刻物体相对传送带向下运动,受到传送带向上的滑动摩擦力--摩擦力发生突变.
设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2,由牛顿第二定律得:
a2=
,
代入数据得:
a2=2 m/s2,
位移:
x2=l-x1=16-5=11m,
又因为x2=vt2+
a2t22,则有:
10t2+t22=11,
解得:
t2=1 s(t2=-11 s舍去)
所以有:
t总=t1+t2=2 s.
答:
(1)若传送带顺时针转动,物体由A滑到B的时间为4s.
(2)若传送带逆时针转动,物体从A到B需要的时间为2s.
【解析】
(1)隔离法选取小物块为研究对象进行受力分析,然后由牛顿第二定律求小物块的加速度,然后由运动学公式求解.
(2)物体在传送带上受到重力、支持力和摩擦力作用先做初速度为0的匀加速直线运动,当速度和传送带速度一样时进行判断物体跟随传送带匀速还是单独做匀变速直线运动,根据总位移为16m,可以求出整个运动过程的时间t.
解决本题的关键理清物体的运动规律,知道物体运动,明确速度和加速度的变化,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.从此题看出出,皮带传送物体所受摩擦力可能发生突变,不论是其大小的突变,还是其方向的突变,都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻.
18.【答案】解:
(1)根据速度位移公式得,
,
解得小客车刹车的最小加速度a=
.
则汽车刹车前行驶的速度最大值为v0m=at=4.9×3m/s=14.7m/s.
(2)反应时间内汽车行驶的距离s1=v0t1=8×0.5m=4m,
汽车做匀加速运动的时间t2=t-t1=2.5s
L-s1=
代入数据解得a=4m/s2.
答:
(1)小客车刹车前的行驶速度不超过14.7m/s;
(2)汽车至少以a=4m/s2的加速度匀加速行驶才能不闯黄灯.
【解析】
(1)根据匀变速直线运动的速度位移公式求出汽车刹车的加速度大小,结合速度时间公式,采用逆向思维求出汽车刹车前的速度大小.
(2)小客车在反应时间内做匀速直线运动,抓住匀速运动的位移和匀加速直线运动的位移超过36.5m,求出汽车匀加速运动的加速度
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷.
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