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大连11中2016-2017高一上学期物理期末试卷(带解析人教版)

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大连11中2016-2017高一上学期物理期末试卷(带解析人教版)

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2016-2017学年辽宁省大连十一中高一(上)期末物理试卷
 
一.选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.1-8只有一个选项正确,9-12小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.两位杂技演员,甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起,结果两人同时落到蹦床上,则此过程中他们各自看到对方的运动情况是(  )
A.甲看到乙先朝上、再朝下运动
B.乙看到甲先朝下、再朝上运动
C.甲看到乙一直朝上运动
D.甲看到乙一直朝下运动
2.质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v﹣t图象如图所示.以下说法错误的是(  )
A.可求前25s内汽车的平均速度
B.可求前l0s内汽车的加速度
C.可求前l0s内汽车所受的阻力
D.可求15~25s内汽车的位移
3.如图所示,一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行,若葡萄枝的倾角为α,则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力为(  )
 
A.Gsinα B.Gcosα C.G D.小于G
4.如图所示,在上表面光滑的小车上放有质量m1的物块和质量为m2的小球,且m1>m2,开始时物块,小车.小球一起在水平面上匀速运动,现让小车向右匀加速运动则(  )
 
A.由于m1>m2.物块将向前与小球相碰
B.由于m1>m2,物块的惯性大,在小车上小球相对物块向左运动
C.由于m1>m2,物块的惯性大,在小车上小物块相对球向右运动
D.物块的质量大惯性也大,但在小车上小球相对物块仍静止
5.一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间的关系的图象是(  )
A.  B.  C.  D.
6.如图,一水平传送带匀速运动,在A处把工件轻轻放到传送带上,经过一段时间工件便被送到B处,则下列说法正确的是(  )
 
A.工件在传送带上可能一直做匀速运动
B.工件在传送带上可能一直匀加速运动
C.提高传送带的运动速度,一定能缩短工件的运送时间
D.不管传送带的速度为多大,工件的运送时间是一样的
7.一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,下端悬挂一小球并静止.弹簧和小球的受力如图所示,下列说法正确的是(  )
 
A.F2的反作用力是F4 B.F1的施力物体是弹簧
C.F4的反作用力是F3 D.F3的施力物体是小球
8.如图所示,质量为m的物体,在水平力F的作用下,沿倾角为α的粗糙斜面向上做匀速运动,物体与斜面间的动摩擦因数为μ.则水平推力的大小为(  )
 
A.  B.
C.mgsinα+μmgcosα D.
9.由牛顿第一定律可知,下面说法正确的是(  )
A.物体的运动是依靠惯性来维持的
B.力停止作用后,物体的运动就不能维持
C.物体做变速运动时,一定有外力作用
D.力是改变物体惯性的原因
10.关于力学单位制说法中正确的是(  )
A.kg、J、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的基本单位是kg,也可以是g
D.在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式是F=ma
11.在跳板比赛中,若某运动员(可看做质点),其速度与时间关系图象如图所示,t=0时是向上起跳瞬间,则下列说法正确的是(  )
 
A.t1时刻开始进入水面
B.t2时刻开始进入水面
C.t3时刻已浮出水面
D.0~t2时间内,运动员处于失重状态
12.某同学把一体重秤放在电梯的地板上,他站在体重秤上随电梯运动并观察体重秤示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重秤的示数.(表内时间不表示先后顺序)
时   间 t0 t1 t2 t3
体重秤示数/kg 45.0 50.0 40.0 45.0
若已知t0时刻电梯静止,则下列说法错误的是(  )
A.t1和t2时刻该同学的质量并没有变化,但所受重力发生变化
B.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反
C.t1和t2时刻电梯的加速度大小相等,运动方向不一定相反
D.t3时刻电梯可能向上运动
 
二.实验题(本题2小题,每空2分,共14分)
13.在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.
(1)某同学在做该实验时认为:
A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是  (填入相应的字母).
(2)若两个弹簧秤的读数分为3N、4N,且两弹簧秤拉力方向的夹角为锐角,则  (选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力,理由  .
 
14.为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图甲中所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题:
 
(1)为了消除小车与木板之间摩擦力的影响应采取的做法是  
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C.使木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.使木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
(2)在实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点的时间间隔为T,且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出,则小车加速度的表达式为a=  ;
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定,探究加速度a与所受外力F的关系,他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条aF图线,如图丙所示.图线  (选填“①”或“②”)是在轨道倾斜情况下得到的;小车及车中的砝码总质量m=  kg.
 
三.计算题(本题共3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)
15.如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ=37°,小球和车厢相对静止,小球的质量为1kg (sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10m/s2).求:
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;
(2)悬线对小球的拉力大小.
 
16.“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质.测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时,受试者到达折返线处时,用手触摸折返线的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达终点线的竖直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩.设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程中的最大速度为4m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速的加速度为8m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线.求该受试“10米折返跑”的成绩为多少秒?
17.质量为2kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示.A和B经过ls达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B的υ﹣t图象如图乙所示,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量.
 
 
 

2016-2017学年辽宁省大连十一中高一(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
 
一.选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.1-8只有一个选项正确,9-12小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.两位杂技演员,甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起,结果两人同时落到蹦床上,则此过程中他们各自看到对方的运动情况是(  )
A.甲看到乙先朝上、再朝下运动
B.乙看到甲先朝下、再朝上运动
C.甲看到乙一直朝上运动
D.甲看到乙一直朝下运动
【考点】自由落体运动;参考系和坐标系.
【分析】甲做自由落体运动,速度越来越快,乙做竖直上抛运动,根据运动的特点分析即可解题.
【解答】解:甲做自由落体运动,速度越来越快,乙先向上做匀减速运动,当乙的速度减小到零时,再向下做自由落体运动.两者运动的时间相同,乙向上和向下运动的时间也相同是总时间的一半.所以乙向上运动的速度大小等于乙最后落地时的速度,方向相反,同时还等于乙向上到最高点速度为零时,甲的速度大小.
先看第一段,乙向上做匀减速运动,甲向下做自由落体,甲乙相向运动,所以甲看到乙向上运动.当乙到最高点,速度为零时,甲有向下的速度,而且越来越快,乙也开始向下运动,但是速度没有甲快,所以甲乙之间的距离也是减小的,那么,相对来说,甲就看到乙一直向上运动.
故选C
 
2.质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v﹣t图象如图所示.以下说法错误的是(  )
A.可求前25s内汽车的平均速度
B.可求前l0s内汽车的加速度
C.可求前l0s内汽车所受的阻力
D.可求15~25s内汽车的位移
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.
【分析】首先利用速度时间图象知道物理意义,根据图象能求出位移、加速度和各时刻的速度,再利用物理规律判断选项即可.
【解答】解:A、据速度时间图象与t轴所围的面积表示位移,再据平均速度公式即可求出前25s的平均速度,故A正确;
B、据速度时间的斜率表示加速度,所以能求出10s 的加速度,故B正确;
C、以上可知,求出10s的加速度,但不知汽车 牵引力,所以利用牛顿第二定律无法求出阻力,故C错误;
D、图象与时间轴所围成的面积表示位移,故可以由图求出15~25s内汽车的位移,故D正确.
本题选择说法错误的,故选:C.
 
3.如图所示,一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行,若葡萄枝的倾角为α,则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力为(  )
 
A.Gsinα B.Gcosα C.G D.小于G
【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】对蜗牛进行受力分析,明确缓慢爬行及葡萄枝对蜗牛作用力的含义.
【解答】解:对蜗牛进行受力分析,有向下的重力、垂直葡萄枝向上的弹力、沿葡萄枝向上的摩擦力,因蜗牛缓慢爬行,说明蜗牛处于平衡状态,即所受合力为零,因此,蜗牛受到葡萄枝的作用力大小等于蜗牛重力,再根据牛顿第三定律,葡萄枝对蜗牛的作用力大小为G,C正确.
故选:C.
 
4.如图所示,在上表面光滑的小车上放有质量m1的物块和质量为m2的小球,且m1>m2,开始时物块,小车.小球一起在水平面上匀速运动,现让小车向右匀加速运动则(  )
 
A.由于m1>m2.物块将向前与小球相碰
B.由于m1>m2,物块的惯性大,在小车上小球相对物块向左运动
C.由于m1>m2,物块的惯性大,在小车上小物块相对球向右运动
D.物块的质量大惯性也大,但在小车上小球相对物块仍静止
【考点】惯性.
【分析】运用惯性的知识分析物块和小球相对地面的运动状态,判断两者能否相碰.质量是惯性大小的量度,质量越大,物体的惯性越大.
【解答】解:
A、小车向右匀加速运动时,由于小车上表面光滑,小车对物块和小球水平方向没有作用力,由于惯性,两者相对于地面都静止,所以物块和小球不会相碰.故A错误.
B、C,m1>m2,物块的惯性大.但在小车上小球相对物块静止.故BC错误.
D、物块的质量大惯性也大,但由于惯性,物块和小球保持原来静止状态,在小车上小球相对物块仍静止.故D正确.
故选D
 
5.一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间的关系的图象是(  )
A.  B.  C.  D.
【考点】牛顿第二定律.
【分析】对物体受力分析,利用牛顿第二定律列式找出F﹣a的关系式,即可做出选择.
【解答】解:物块受力分析如图所示:
 
由牛顿第二定律得;F﹣μmg=ma
解得:F=ma+μmg
F与a成一次函数关系,故ABD错误,C正确,
故选C.
 
6.如图,一水平传送带匀速运动,在A处把工件轻轻放到传送带上,经过一段时间工件便被送到B处,则下列说法正确的是(  )
 
A.工件在传送带上可能一直做匀速运动
B.工件在传送带上可能一直匀加速运动
C.提高传送带的运动速度,一定能缩短工件的运送时间
D.不管传送带的速度为多大,工件的运送时间是一样的
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】在A处把工件轻轻放到传送带上,工件受到摩擦力而做加速运动,结合运动学的特点解答即可.
【解答】解:A、由题意,工件的初速度是0,受到摩擦力而做加速运动.故A错误;
B、若传送带的速度足够大,则工件在传送带上可能会一直做加速运动.故B正确;
C、若传送带的速度足够大,则工件在传送带上可能会一直做加速运动,再提高传送带的运动速度,不能缩短工件的运送时间.故C错误;
D、若传送带的速度足够小,则工件在传送带上可能会先加速后匀速;若传送带的速度足够大,则工件在传送带上可能会一直做加速运动.传送带的速度不同,工件的运送时间可能会不一样.故D错误.
故选:B
 
7.一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,下端悬挂一小球并静止.弹簧和小球的受力如图所示,下列说法正确的是(  )
 
A.F2的反作用力是F4 B.F1的施力物体是弹簧
C.F4的反作用力是F3 D.F3的施力物体是小球
【考点】牛顿第三定律.
【分析】小球受到重力和弹簧的拉力.弹簧对小球的拉力与小球对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力.
【解答】解:A、力F2是弹簧对小球的拉力,F3是小球对弹簧的拉力,两力是一对作用力与反作用力;F2与F4没有直接关系,不是一对作用力与反作用力.故A错误.
B、F1是小球的重力,其施力物体是地球.故B错误.
C、F4与F3都作用力弹簧上,不是一对作用力与反作用力,而是一对平衡力.故C错误.
D、F3是小球对弹簧的拉力,所以F3的施力物体是小球.故D正确.
故选:D
 
8.如图所示,质量为m的物体,在水平力F的作用下,沿倾角为α的粗糙斜面向上做匀速运动,物体与斜面间的动摩擦因数为μ.则水平推力的大小为(  )
 
A.  B.
C.mgsinα+μmgcosα D.
【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】对物体受力分析,然后根据共点力平衡条件并结合正交分解法列式求解即可.
【解答】解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,如图所示:
根据共点力平衡条件,有:
平行斜面方向:Fcosα﹣mgsinα﹣f=0
垂直斜面方向:Fsinα+mgcosα﹣N=0
其中:f=μN
联立解得:F= ,所以A正确、BCD错误;
故选:A.
 
 
9.由牛顿第一定律可知,下面说法正确的是(  )
A.物体的运动是依靠惯性来维持的
B.力停止作用后,物体的运动就不能维持
C.物体做变速运动时,一定有外力作用
D.力是改变物体惯性的原因
【考点】牛顿第一定律.
【分析】牛顿第一定律的内容是,一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动状态.这一定律揭示了物体运动规律,也展示了物体有惯性.由此可知,一切物体都有惯性,而且物体的运动不需要力来维持,物体的运动状态要发生改变必须有力的作用.此外惯性是物体保持原来静止或运动状态的性质,物体的运动状态是保持静止还是运动完全取决于初始状态.
【解答】解:A、一切物体都有惯性,惯性是物体保持原来静止或运动状态的性质,而且物体的运动不需要力来维持,故A正确,B错误;
C、物体的运动状态要发生改变必须有力的作用,故C正确;
D、力是改变物体运动状态的原因,不是改变惯性的原因,故D错误.
故选:AC
 
10.关于力学单位制说法中正确的是(  )
A.kg、J、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的基本单位是kg,也可以是g
D.在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式是F=ma
【考点】力学单位制.
【分析】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.它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位.
【解答】解:A、kg是质量的单位它是基本单位,所以A错误.
B、三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为m、kg、s,所以B正确.
C、g也是质量的单位,但它不是质量在国际单位制中的基本单位,所以C错误.
D、牛顿第二定律的表达式F=ma,是在其中的物理量都取国际单位制中的单位时得出的,所以D正确.
故选BD.
 
11.在跳板比赛中,若某运动员(可看做质点),其速度与时间关系图象如图所示,t=0时是向上起跳瞬间,则下列说法正确的是(  )
 
A.t1时刻开始进入水面
B.t2时刻开始进入水面
C.t3时刻已浮出水面
D.0~t2时间内,运动员处于失重状态
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】在v﹣t图象中,直线的斜率表示加速度的大小,速度的正负代表运动的方向,根据v﹣t图象可以分析人的运动的情况,根据加速度的方向分析人的运动状态,即可进行选择.
【解答】解:AB、0~t2时间内,v﹣t图象为直线,说明加速度是相同的,所以在0﹣t2时间内人在空中,先上升后下降,t1时刻到达最高点,t2之后速度减小,开始进入水中,故A错误,B正确;
C、t3时刻,人的速度减为零,此时人处于水下的最深处,故C错误;
D、0~t2时间内,人一直在空中具有向下的加速度,处于失重状态,故D正确;
故选:BD
 
12.某同学把一体重秤放在电梯的地板上,他站在体重秤上随电梯运动并观察体重秤示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重秤的示数.(表内时间不表示先后顺序)
时   间 t0 t1 t2 t3
体重秤示数/kg 45.0 50.0 40.0 45.0
若已知t0时刻电梯静止,则下列说法错误的是(  )
A.t1和t2时刻该同学的质量并没有变化,但所受重力发生变化
B.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反
C.t1和t2时刻电梯的加速度大小相等,运动方向不一定相反
D.t3时刻电梯可能向上运动
【考点】牛顿运动定律的应用-超重和失重.
【分析】根据表格读数分析,t1时刻物体处于超重状态,t2时刻物体处于失重状态,根据牛顿第二定律分析物体加速度的方向.发生超重与失重现象时,物体的重力没有变化.超重或失重取决于加速度的方向,与速度方向无关.
【解答】解:A、t1和t2时刻物体的质量并没有发生变化,所受重力也没有发生变化.故A错误.
B、根据表格读数分析,t1时刻物体处于超重状态,根据牛顿第二定律分析得知,电梯的加速度方向向上.t2时刻物体处于失重状态,电梯的加速度方向向下,两个时刻加速度方向相反.故B正确.
C、两个时刻加速度方向相反.但运动方向都可能向上或向下,不一定相反.故C正确.
D、t3时刻物体处于平衡状态,可能静止,也可能向上匀速运动.故D正确.
 选错误的,故选A
 
二.实验题(本题2小题,每空2分,共14分)
13.在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.
(1)某同学在做该实验时认为:
A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是 AB (填入相应的字母).
(2)若两个弹簧秤的读数分为3N、4N,且两弹簧秤拉力方向的夹角为锐角,则 能 (选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力,理由 因为这两个力的合力大小没有超出了弹簧秤的量程 .
 
【考点】验证力的平行四边形定则.
【分析】(1)本实验的原理为:F'的作用效果应与另外两个力的作用效果相同,则可知,F'即为两力的合力;根据平行四边形定则作出两个分力的合力F,再作出F'的图示,比较F与F'则可验证平行四边形定则;故实验中要得出三个力的方向及大小,故为了减小实验误差,应在实验中尽量减小力的测量及作图中出现的误差;
(2)由平行四边形定则可得出两拉力的合力大小,比较拉力与弹簧秤的量程则可知5N量程的弹簧秤是否可用.
【解答】解:(1)A、在实验中要减小拉力方向的误差,应让标记同一细绳方向的两点尽量远些,故细绳应该长一些,故A正确;
B、作图时,我们是在白纸中作图,做出的是水平力的图示,若拉力倾斜,则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别,故应使各力尽量与木板面平行,故B正确;
C、实验中,弹簧的读数大小适当,便于做平行四边形即可,并非要求一定达到最大量程,故C错误;
D、两个拉力的夹角过大,合力会过小,量取理论值时相对误差变大,夹角太小,会导致作图困难,也会增大偶然误差,故D错误.
故选AB.
(2)若两个弹簧秤的读数分为3N、4N,且相互垂直,则其合力大小为F=5N,现在两弹簧秤拉力方向的夹角为锐角,合力小于5N,即这两个力的合力大小没有超过了弹簧秤的量程,故能使用.
故答案为:(1)AB;(2)能;因为这两个力的合力大小没有超出了弹簧秤的量程.
 
14.为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图甲中所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题:
 
(1)为了消除小车与木板之间摩擦力的影响应采取的做法是 C 
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C.使木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.使木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
(2)在实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点的时间间隔为T,且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出,则小车加速度的表达式为a=   ;
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定,探究加速度a与所受外力F的关系,他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条aF图线,如图丙所示.图线 ① (选填“①”或“②”)是在轨道倾斜情况下得到的;小车及车中的砝码总质量m= 0.5 kg.
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
【分析】(1)平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动,让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力.
(2)根据匀变速直线运动的推论求出小车的加速度.
(3)由图象可知,当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,根据图示图象应用牛顿第二定律求出小车质量.
【解答】解:(1)平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动,让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力.所以平衡时应为:将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,故C正确,
故选:C;
(2)由匀变速直线运动的推论:△x=aT2可知,加速度为:
a= = ;
(3)由图象可知,当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高.所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的.
由牛顿第二定律可知:a= F,由图示图象可知,a﹣F图象的斜率:k= = = =2,小车质量:m=0.5kg;
故答案为:(1)C;(2) ;(3)①;0.5.
 
三.计算题(本题共3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)
15.如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ=37°,小球和车厢相对静止,小球的质量为1kg (sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10m/s2).求:
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;
(2)悬线对小球的拉力大小.
 
【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
【分析】(1)对小球进行受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,而车厢相对于小球静止,加速度相等,进而判断车厢的运动情况;
(2)根据力的合成与分解求出悬线的拉力.
【解答】解:法一:合成法
(1)由于车厢沿水平方向运动,所以小球有水平方向的加速度,所受合力F沿水平方向.选小球为研究对象,受力分析如图所示.
 
由几何关系可得  F=mgtan θ 
则得,小球的加速度 a= =gtan θ=10×tan37°=7.5 m/s2,方向向右,则车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动.  
(2)悬线对球的拉力大小为FT= = N=12.5 N.
法二:正交分解法
以水平向右为x轴正方向建立坐标系,并将悬线对小球的拉力FT正交分解,如图所示.
则沿水平方向有 FTsin θ=ma    
 
竖直方向有 FTcos θ﹣mg=0     
联立解得 a=7.5 m/s2,FT=12.5 N
且加速度方向向右,故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动.   
答:
(1)车厢运动的加速度是7.5 m/s2,方向向右.车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动. 
(2)悬线对小球的拉力大小是12.5N.
 
16.“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质.测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时,受试者到达折返线处时,用手触摸折返线的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达终点线的竖直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩.设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程中的最大速度为4m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速的加速度为8m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线.求该受试“10米折返跑”的成绩为多少秒?
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】运动员向右的运动分加速向右、匀速向右和减速向右过程;向左的运动分为加速和匀速过程,根据运动学公式计算出各段的时间即可
【解答】解:对受试者,由起点终点线向折返线运动的过程中
加速阶段据运动学公式得:t1= =1s;
             s1= vmt1=2m        
减速阶段据运动学公式得:t3= =0.5s;
          s3= vmt3=1m        
匀速阶段:t2= =1.75s               
由折返线向起点终点线运动的过程中
加速阶段据运动学公式得:t4= =1s;
                      s4= vmt4=2m          
匀速阶段:ts= =2s                      
受试者“10米折返跑”的成绩为:t=t1+t2+…t5=1s+0.5s+1.75s+1s+2s=6.25s.
答:该受试“10米折返跑”的成绩为6.25秒.
 
17.质量为2kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示.A和B经过ls达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B的υ﹣t图象如图乙所示,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量.
 
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像;动摩擦因数.
【分析】(1)A滑上B做匀减速直线运动,根据速度时间图线得出匀减速运动的加速度大小,根据牛顿第二定律求出A与B之间的动摩擦因数.
(2)A、B速度相同后,一起做匀减速运动,根据速度时间图线求出匀减速运动的加速度大小,结合牛顿第二定律求出与水平面间的动摩擦因数.
(3)隔离对M分析,根据速度时间图线得出M的加速度,根据牛顿第二定律求出A的质量.
【解答】解:(1)由图象可知,A在0﹣1s内的加速度 ,
对A由牛顿第二定律得,
﹣μ1mg=ma1
解得μ1=0.2.
(2)由图象知,AB在1﹣3s内的加速度 ,
对AB由牛顿第二定律得,
﹣(M+m)gμ2=(M+m)a3
解得μ2=0.1.
(3)由图象可知B在0﹣1s内的加速度 .
对B由牛顿第二定律得,μ1mg﹣μ2(M+m)g=Ma2,
代入数据解得m=6kg.
答:(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1为0.2.
(2)动摩擦因数μ2为0.1.
(3)A的质量为6kg.
 
 

2017年2月5日

 

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