广东省汕尾市陆河中学2014-2015学年高一上学期期末物理试卷
一、单选题(每题只有一个选项正确,共12小题,每小题3分,共36分)
1.在国际单位制中,力学的三个基本单位是( )
A.kg、m、s B.N、m、s C.N、kg、s D.N、kg、m
2.以下物理量中属于矢量的是( )
A.摩擦因数 B.加速度 C.时间 D.速率
3.伽利略的实验说明了什么( )
A.要物体运动必须有力作用,没有力的作用物体将静止
B.要物体静止必须有力作用,没有力作用的物体就运动
C.物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
D.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
4.一皮球从离地面1m高处竖直下落,与地相碰后,被反向弹回至0.9m高处.在这一过程中,皮球经过的路程和位移大小分别为( )
A.1.9m,1.9m B.1m,0.9m C.1.9m,0.9m D.1.9m,0.1m
5.一个置于水平地面上的物体受到的重力为G,当用力F将它竖直上提,但没有提动,它对地面的压力等于( )
A.G B.G+F C.G﹣F D.F
6.已知某力的大小为10N,则不可能将此力分解为下列哪组力( )
A.4N、4N B.6N、6N C.8N、8N D.400N、400N
7.跳高运动员在起跳过程中,下列叙述正确的是( )
A.运动员对地面的压力大于地面对运动员的弹力
B.运动员对地面的压力大于运动员的重力
C.地面对运动员的弹力大于运动员对地面的压力
D.地面对运动员的弹力与运动员对地面的压力相等
8.如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动.下列各种情况中,体重计的示数最大的是( )
A.电梯匀速上升 B.电梯匀减速上升
C.电梯匀减速下降 D.电梯匀加速下降
18
9.如图,一个重为G的吊椅用三根轻绳AO、BO固定,绳AO、BO相互垂直,α>β,且两绳中的拉力分别为FA、FB,物体受到的重力为G,则( )
A.FA一定大于G B.FA一定大于FB
C.FA一定小于FB D.FA与FB大小之和一定等于G
10.如图所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速度运动.小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( )
A.μmg B. C.μ(M+m)g D.ma
11.体育运动中包含着丰富的力学知识,如图所示,铁柱举起质量80kg的杠铃双臂夹角为120°,g取10m/s2,则铁柱两臂对杠铃的作用力各为( )
A.400N B.1600N C.1N D.800N
12.如图,建筑工人用恒力F推运料车在水平地面上匀速前进,F与水平方向成30°角,运料车和材料的总重为G,下列说法正确的是( )
A.建筑工人受摩擦力方向水平向左
B.建筑工人受摩擦力大小为
C.运料车受到地面的摩擦力水平向右
D.运料车对地面压力为
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二、双项选择题(每小题6分,全选对得6分,漏选得3分,错选不给分,共24分)
13.一旅客列车从珠海开往广州,下列叙述中,指时间的是( )
A.火车在早上6点10分从珠海站出发
B.列车共运行了45分20秒
C.列车在6点25分到达中途的中山站
D.列车在中山站停了2分钟
14.质点做直线运动的位移s与时间关系为s=10t﹣t2(各物理量均采用国际单位制),则该质点( )
A.任意1s内的速度增量都是2m/s
B.前2s内的平均速度是8m/s
C.任意相邻的1s内位移差都是2m
D.第1s内的位移是6m
15.质量为 0.5kg的物体由静止开始沿光滑斜面下滑,下滑到斜面的底端后进入粗糙水平面滑行,直到静止,它的v﹣t图象如图所示.(g取10m/s2)那么,下列说法中正确的是( )
A.斜面的倾角为60°
B.物体在斜面上受到的合外力是2.5N
C.物体与水平面的动磨擦因数为0.25
D.物体在水平面上受到的合外力是2.5N
16.如图是物理教材中的一幅漫画,以下对图片的解释合理的是( )
A.甲小孩用较小的水平推力推不动木箱,是因为木箱受到地面的摩擦力大于小孩推力的缘故
B.乙小孩用较大的水平推力仍推不动木箱,此时一定是小孩推力与地面对木箱摩擦力的大小相等
C.丙小孩用更大的水平推力推木箱,木箱才开始滑动,则他推力大于最大静摩擦力
D.以上三种说法中都不正确
三、非选择题(共40分)
17.用如图甲的装置来验证牛顿第二定律.在某次实验打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,具体数据如图乙.
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①打点计时器必须使用__________(填“直流”或“交流”)电源,若电源频率为50Hz,则打点计时器的打点时间间隔T=__________;
②纸带上C点对应的速度vC=__________,小车的加速度为__________.(计算结果保留三位有效数字)
18.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用图1所示的装置.
(1)本实验应用的实验方法是__________
A.控制变量法 B. 假设法 C. 理想实验法
(2)下列说法中正确的是__________.
A.在探究加速度与质量的关系时,应改变拉力的大小.
B.在探究加速度与外力的关系时,应该改变小车的质量.
C.在探究加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a﹣图象.
D.当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小.
(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:(小车质量保持不变)
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/m•s﹣2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
①根据表中的数据在坐标图2上作出a﹣F图象.
②图线不过原点的原因可能是__________.
19.质点从静止开始做匀加速直线运动,经5s后速度达到10m/s,接着以加速度4m/s2匀减速到静止.求:
(1)匀加速运动阶段加速度的大小;
(2)匀减速运动的时间和整个运动过程的总位移S.
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20.已知一质量m=1kg的物体在倾角α=37°的斜面上恰能匀速下滑,当对该物体施加一个沿斜面向上的推力F时,物体恰能匀速上滑(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ.
(2)推力F的大小.
广东省汕尾市陆河中学2014-2015学年高一上学期期末物理试卷
一、单选题(每题只有一个选项正确,共12小题,每小题3分,共36分)
1.在国际单位制中,力学的三个基本单位是( )
A.kg、m、s B.N、m、s C.N、kg、s D.N、kg、m
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.他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔.
解答: 解:力学中的基本物理量有三个,它们分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为m、kg、s,所以A正确.
故选:A
点评: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.
2.以下物理量中属于矢量的是( )
A.摩擦因数 B.加速度 C.时间 D.速率
考点:矢量和标量.
分析:矢量是既有大小,又有方向的物理量,而标量是只有大小,没有方向的物理量,根据有没有方向区分是标量还是矢量.
解答: 解:A、C、D、速率、时间、动摩擦因数都是只有只有大小,没有方向的标量.故ACD错误.
B、加速度,既有大小,又有方向,是矢量.故B正确.
故选B
点评:对于物理量的矢标性与物理量的定义、物理意义、单位、公式等要一起学习,是物理概念内涵的一部分.
3.伽利略的实验说明了什么( )
A.要物体运动必须有力作用,没有力的作用物体将静止
B.要物体静止必须有力作用,没有力作用的物体就运动
C.物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
D.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
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考点:伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法.
专题:常规题型.
分析:伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因.物体不受外力作用时,不一定处于静止状态.
解答: 解:A、伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因,没有力作用的物体能保持原来的运动状态,可以是静止,也可以是匀速直线运动.故AB错误
C、物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,故C正确
D、物体不受外力作用时,可以是匀速直线运动,故D错误
故选:C.
点评:本题考查对伽利略的理想斜面实验意义的理解,此实验否定了力是维持物体运动的原因的理论,说明了力改变物体运动状态的原因.
4.一皮球从离地面1m高处竖直下落,与地相碰后,被反向弹回至0.9m高处.在这一过程中,皮球经过的路程和位移大小分别为( )
A.1.9m,1.9m B.1m,0.9m C.1.9m,0.9m D.1.9m,0.1m
考点:位移与路程.
分析:路程等于物体运动轨迹的长度,位移的大小等于首末位置的距离.由此可得知正确选项
解答: 解:一皮球从离地面1m高处竖直下落,与地相碰后,被反向弹回至0.9m高处,走过的运动轨迹长度为1.9m,所以路程为1.9m,首末位置的距离为0.1m,则位移的大小为0.1m.故D正确,A、B、C错误.
故选:D
点评:解决本题的关键掌握路程和位移的区别,知道位移是矢量,路程是标量.基础题目.
5.一个置于水平地面上的物体受到的重力为G,当用力F将它竖直上提,但没有提动,它对地面的压力等于( )
A.G B.G+F C.G﹣F D.F
考点:共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力;牛顿第三定律.
专题:受力分析方法专题.
分析:对物体受力分析,由共点力的平衡条件可求得它对地面的压力.
解答: 解:对物体受力分析可知,物体受重力、支持力及拉力的作用而处于静止状态;
则在竖直方向合力为零;则支持力FN+F=G;
解得它受到的支持力为FN=G﹣F;则由牛顿第三定律可知,它对地面的压力为G﹣F;
故选:C.
点评:本题考查共点力的平衡条件,要注意明确物体没有动,则竖直方向合力为零.
6.已知某力的大小为10N,则不可能将此力分解为下列哪组力( )
A.4N、4N B.6N、6N C.8N、8N D.400N、400N
考点:力的合成.
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分析:合力与分力是等效替代关系,符合平行四边形定则;两个分力同向时合力最大,反向时合力最小.
解答: 解:A、两个力合成的最大值为4N+4N=8N,小于10N,故A正确;
B、6N与6N合成最大12N,最小0N,可以为10N,故B错误;
C、8N与8N合成最大16N,最小0N,可以为10N,故C错误;
D、400N与400N合成最大800N,最小0N,可以为10N,故D错误;
故选A.
点评:本题关键是根据平行四边形定则得到两个分力的合力范围,合力范围为:|F1+F2|≥F≥|F1﹣F2|
7.跳高运动员在起跳过程中,下列叙述正确的是( )
A.运动员对地面的压力大于地面对运动员的弹力
B.运动员对地面的压力大于运动员的重力
C.地面对运动员的弹力大于运动员对地面的压力
D.地面对运动员的弹力与运动员对地面的压力相等
考点:牛顿第一定律.
分析:地面对运动员的支持力和运动员对地面的压力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反.运动员受到重力和地面的支持力,之所以能起跳,是因为地面对运动员的支持力大于运动员的重力,产生向上的加速度.
解答: 解:A、地面对运动员的弹力和运动员对地面的压力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,故AC错误,D正确;
B、运动员受到重力和地面的支持力,之所以能起跳,是因为地面对运动员的支持力大于运动员的重力,产生向上的加速度,而运动员对地面的压力等于地面对运动员的支持力,故B正确;
故选BD.
点评:本题涉及到力和运动的关系以及相互作用的概念的考查,知识点比较多,难度不大,属于基础题.
8.如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动.下列各种情况中,体重计的示数最大的是( )
A.电梯匀速上升 B.电梯匀减速上升
C.电梯匀减速下降 D.电梯匀加速下降
考点:牛顿运动定律的应用-超重和失重.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:先对人受力分析,受重力和支持力,体重计示数即为受到的压力,而压力等于支持力;再对人进行运动分析,确定加速度方向;最后根据牛顿第二定律列式求解.
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解答: 解:电梯匀速上升,重力等于支持力,N=mg,电梯匀减速上升、匀加速下降,加速度方向都向下,根据牛顿第二定律,mg﹣N=ma,则N=mg﹣ma<mg.电梯匀减速下降时,加速度方向向上,根据牛顿第二定律有:N﹣mg=ma,则N=mg+ma>mg.因为支持力等于压力,压力等于体重计的示数,所以电梯匀减速下降时,体重计的示数最大.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
点评:只要加速度向上,就是超重,加速度向下,就是失重,与物体的运动速度方向无关,同时,超重与失重现象只是物体对支撑物的压力变大,而重力保持不变!
9.如图,一个重为G的吊椅用三根轻绳AO、BO固定,绳AO、BO相互垂直,α>β,且两绳中的拉力分别为FA、FB,物体受到的重力为G,则( )
A.FA一定大于G B.FA一定大于FB
C.FA一定小于FB D.FA与FB大小之和一定等于G
考点:共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
专题:共点力作用下物体平衡专题.
分析:以结点O为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件,分析拉力FA与FB的大小关系.
解答: 解:A、B、C、以结点O为研究对象,分析受力,作出力图如图,根据平衡条件得知;拉力FA和FB的合力与重力G大小相等、方向相反.由题,a>β,根据几何知识得到:FA>FB.
D、由上可知,FA大于FB,但FA与FB之和不一定等于G.故D错误.
故选:B.
点评:本题解答的关键是作出结点O的受力图,根据平衡条件判断FA和FB的大小.
10.如图所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速度运动.小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( )
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A.μmg B. C.μ(M+m)g D.ma
考点:牛顿第二定律;滑动摩擦力.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:m与M具有相同的加速度,对整体分析,运用牛顿第二定律求出加速度的大小,再隔离对m分析,求出木块受到的摩擦力大小.
解答: 解:整体所受的合力为F,整体具有的加速度a=.
隔离对m分析,根据牛顿第二定律得,f=ma=.故B、D正确,A、C错误.
故选BD.
点评:解决本题的关键知道M和m具有相同的加速度,能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,注意整体法和隔离法的运用.
11.体育运动中包含着丰富的力学知识,如图所示,铁柱举起质量80kg的杠铃双臂夹角为120°,g取10m/s2,则铁柱两臂对杠铃的作用力各为( )
A.400N B.1600N C.1N D.800N
考点:合力的大小与分力间夹角的关系.
专题:平行四边形法则图解法专题.
分析:以杠铃为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件求出运动员两臂对杠铃的作用力.
解答: 解:以杠铃为研究对象,分析受力情况:重力mg和运动员两臂对杠铃的作用力F1和F2,作出力图如图.根据对称性得知,F1=F2.根据平衡条件得
2F1cos60°=mg
得到F1=mg=80×10N=800N,故ABC错误,D正确.
故选:D.
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点评:本题用质点代替杠铃,对实际物体进行简化,方便研究.对于物体的平衡问题,关键是分析受力情况.
12.如图,建筑工人用恒力F推运料车在水平地面上匀速前进,F与水平方向成30°角,运料车和材料的总重为G,下列说法正确的是( )
A.建筑工人受摩擦力方向水平向左
B.建筑工人受摩擦力大小为
C.运料车受到地面的摩擦力水平向右
D.运料车对地面压力为
考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
专题:共点力作用下物体平衡专题.
分析:以人为研究对象,分析受力情况,由平衡条件分析则知,人受到的摩擦力大小与F的水平分力大小相等.分析运料车和材料的受力情况,作出受力图.运料车在水平地面上匀速前进时,合力为零,根据平衡条件可求出水平地面对运料车的支持力,再由牛顿第三定律得到,运料车对水平地面的压力.
解答: 解:以人为研究对象,分析人的受力情况,如图1,由平衡条件得:人受到的摩擦力方向水平向右,大小为f人=Fcos30°=F.
分析运料车和材料的受力情况,作出受力图,如图2,由平衡条件得:运料车受到地面的摩擦力水平向左,地面对运料车的支持力大小为N车=G+Fsin30°=,则运料车对地面压力为.故D正确,ABC均错误.
故选D
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点评:本题运用隔离法研究物体的平衡问题,关键是分析物体的受力情况,正确作出受力图.
二、双项选择题(每小题6分,全选对得6分,漏选得3分,错选不给分,共24分)
13.一旅客列车从珠海开往广州,下列叙述中,指时间的是( )
A.火车在早上6点10分从珠海站出发
B.列车共运行了45分20秒
C.列车在6点25分到达中途的中山站
D.列车在中山站停了2分钟
考点:时间与时刻.
专题:直线运动规律专题.
分析:时刻一定是某个时间点,时间间隔是两时间点中的一段时间;在时间轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示.
解答: 解:A、火车在早上6点10分从珠海站出发中的6点10分是时刻,故A错误;
B、列车共运行了45分20秒中的45分20秒是一段时间间隔,故B正确;
C、列车在6点25分到达中途的中山站中的6点25分是时刻,故C错误;
D、列车在中山站停了2分钟中的2分钟是时间间隔,故D正确;
故选BD.
点评:本题关键是明确时间间隔表示一段时间,在时间轴上用线段表示,时刻用一个点表示.
14.质点做直线运动的位移s与时间关系为s=10t﹣t2(各物理量均采用国际单位制),则该质点( )
A.任意1s内的速度增量都是2m/s
B.前2s内的平均速度是8m/s
C.任意相邻的1s内位移差都是2m
D.第1s内的位移是6m
考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系.
专题:直线运动规律专题.
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分析:将t=1s代入到x=10t﹣t2 中得到第1s内的位移;根据平均速度公式 ,求解前2s内的平均速度;将x=10t﹣t2 与匀变速直线运动的位移公式对照得到初速度v0和加速度a,由推论△x=aT2,研究任意相邻1s内的位移差.速度增量△v=at.
解答: 解:A、将x=10t﹣t2 与匀变速直线运动的位移公式x=v0t+t2 对照得到:初速度v0=10m/s,加速度a=﹣2m/s2,则任意1s内的速度增量△v=at=﹣2×1m/s=﹣2m/s.故A错误.
B、根据平均速度公式 ,求解前2s内的平均速度,,故B正确.
C、任意相邻1s内的位移差是△x=aT2=﹣2×12m=﹣2m,负号表示后一秒比前一秒的位移小,故C正确.
D、将t=1s代入到x=10t﹣t2 中得到第1s内的位移x=9m,故D错误.
故选:BC
点评:本题考查对匀变速直线运动位移公式的掌握程度和应用能力,以及对加速度的理解能力,常见题型.
15.质量为 0.5kg的物体由静止开始沿光滑斜面下滑,下滑到斜面的底端后进入粗糙水平面滑行,直到静止,它的v﹣t图象如图所示.(g取10m/s2)那么,下列说法中正确的是( )
A.斜面的倾角为60°
B.物体在斜面上受到的合外力是2.5N
C.物体与水平面的动磨擦因数为0.25
D.物体在水平面上受到的合外力是2.5N
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:物块先在光滑斜面上做匀加速,后在粗糙水平面上做匀减速.由图象可求得下滑的加速度,从而可求出斜面倾角和合外力.再由图象可知匀减速的时间与速度变化,从而求出加速度的大小,最终由牛顿第二定律可算出滑动摩擦力大小,并求出物体与水平面的动摩擦因数
解答: 解:A、物块先在光滑斜面上做匀加速,a=,而a=,所以θ=30°,故A错误;
B、物体在斜面上受到的合外力F=ma=2.5N,故B正确;
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C、粗糙水平面上做匀减速,a′=,所以μmg=ma′,解得:μ=0.25,故C正确;
D、物体在水平面上受到的合外力F′=ma′=1.25N,故D错误.
故选:BC
点评:本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,加速度的大小可由图象的斜率大小来表示.
16.如图是物理教材中的一幅漫画,以下对图片的解释合理的是( )
A.甲小孩用较小的水平推力推不动木箱,是因为木箱受到地面的摩擦力大于小孩推力的缘故
B.乙小孩用较大的水平推力仍推不动木箱,此时一定是小孩推力与地面对木箱摩擦力的大小相等
C.丙小孩用更大的水平推力推木箱,木箱才开始滑动,则他推力大于最大静摩擦力
D.以上三种说法中都不正确
考点:摩擦力的判断与计算.
专题:摩擦力专题.
分析:推不动物体时,物体处于静止状态,受力平衡,推力等于静摩擦力,当推力大于最大静摩擦力时,物体才开始运动.
解答: 解:A、甲小孩用较小的水平推力推不动木箱,木箱处于静止状态,箱受到地面的摩擦力等于小孩推力,故A错误;
B、乙小孩用较大的水平推力仍推不动木箱,木箱处于静止状态,箱受到地面的摩擦力等于小孩推力,故B正确;
C、丙小孩用更大的水平推力推木箱时,推力大于最大静摩擦力,木箱开始运动,之后小孩失去支撑而摔跤,故C正确;
D、由上述分析可知,BC正确,故D错误.
故选:BC.
点评:当推不动物体是,物体处于静止状态,推力等于静摩擦力,运动后物体受滑动摩擦力作用,要注意其与静摩擦力的区别和联系.
三、非选择题(共40分)
17.用如图甲的装置来验证牛顿第二定律.在某次实验打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,具体数据如图乙.
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①打点计时器必须使用交流(填“直流”或“交流”)电源,若电源频率为50Hz,则打点计时器的打点时间间隔T=0.02;
②纸带上C点对应的速度vC=1.06m/s,小车的加速度为3.05m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
考点:验证牛顿第二运动定律.
专题:实验题;牛顿运动定律综合专题.
分析:了解打点计时器的构造和使用,利用在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小,据此可以求出C点速度大小;利用逐差法可以求出加速度的大小.
解答: 解:①根据打点计时器的构造和原理可知,打点计时器是使用交流电源的仪器,若电源频率为50Hz,则打点计时器的打点时间间隔T=0.02s.
②在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小,因此有:vC===1.06m/s;
根据逐差法△x=aT2有:==3.05 m/s2.
故答案为:①交流,0.02s;②1.06 m/s,3.05 m/s2.
点评:本题考查了实验注意事项、求速度与加速度,知道实验原理、应用匀变速直线运动的推论即可正确解题.
18.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用图1所示的装置.
(1)本实验应用的实验方法是A
A.控制变量法 B. 假设法 C. 理想实验法
(2)下列说法中正确的是CD.
A.在探究加速度与质量的关系时,应改变拉力的大小.
B.在探究加速度与外力的关系时,应该改变小车的质量.
C.在探究加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a﹣图象.
D.当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小.
(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示:(小车质量保持不变)
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/m•s﹣2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
①根据表中的数据在坐标图2上作出a﹣F图象.
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②图线不过原点的原因可能是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
考点:探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
分析:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.
该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.
其中对于力的测量,我们要清楚:1、当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小.2、平衡摩擦力,使得细线对小车的拉力等于小车的合力.
通过描点法作出变量之间的图象关系,结合物理规律分析图线不过原点的原因.
解答: 解:(1)该实验是探究加速度与力、质量的三者关系,研究三者关系必须运用控制变量法.故选A.
(2)A、该实验采用的是控制变量法研究,即保持一个量不变,研究其他两个量之间的关系.在探究加速度与质量的关系时,应保持拉力的大小不变.故A错误.
B、在探究加速度与外力的关系时,应该保持小车的质量不变.故B错误.
C、要直观的反映两个量之间的关系,可以通过作图来解决.但是只有作出一条直线,才可以直观的反映两个变量之间的关系.在探究加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a﹣图象.故C正确.
D、设小车的质量为M,砝码盘和砝码的质量为m,根据牛顿第二定律得:
对m:mg﹣F拉=ma
对M:F拉=Ma
解得:F拉==
当m<<M时,即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力.故D正确.
故选CD.
(3)如图:
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从上图中发现直线没过原点,当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢.该同学实验操作中遗漏了未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
所以原因是实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
故答案为:(1)A
(2)CD
(3)①见上图 ②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
点评:该实验是探究加速度与力、质量的三者关系,研究三者关系必须运用控制变量法.
实验问题需要结合物理规律去解决.对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由.比如为什么要平衡摩擦力,为什么要先接通电源后释放纸带等.解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚.
19.质点从静止开始做匀加速直线运动,经5s后速度达到10m/s,接着以加速度4m/s2匀减速到静止.求:
(1)匀加速运动阶段加速度的大小;
(2)匀减速运动的时间和整个运动过程的总位移S.
考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系;加速度.
专题:电场力与电势的性质专题.
分析:(1)根据加速度定义式求出质点的加速度.
(2)求出减速运动的时间,由平均速度公式求总位移.
解答: 解:(1)规定运动方向为正方向,根据加速度定义式为:
a=
(2)规定运动方向为正方向,减速过程,由速度时间公式,有:v=v1+at,
故有:t=
全过程的位移为:S=
答:(1)匀加速运动阶段加速度的大小为2m/s2;
(2)匀减速运动的时间和整个运动过程的总位移37.5m.
点评:关键掌握匀变速直线运动的加速度定义式、速度时间公式和位移时间公式、平均速度公式等,并能灵活选择运用.
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20.已知一质量m=1kg的物体在倾角α=37°的斜面上恰能匀速下滑,当对该物体施加一个沿斜面向上的推力F时,物体恰能匀速上滑(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ.
(2)推力F的大小.
考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
专题:共点力作用下物体平衡专题.
分析:因为物体在倾角为α的斜面上恰能匀速下滑,所以物体受力平衡,受力分析后应用平衡条件求解;对物体施加一个沿着斜面向上的推力时恰能匀速上滑,物体受力仍然平衡,受力分析后再应用平衡条件求解即可.
解答: 解:(1)物体匀速下滑时,受力分析如图:
由平衡条件得:
f=Gsinα;N=Gcosα
又:f=μN,
解得:μ=tanα=0.75
(2)物体匀速上滑时:
由平衡条件得:
N=Gcosα
f=μN=μGcosα
F=Gsinα+f=Gsinα+μGcosα
将μ=tanα得:
F=2Gsinα=2mgsinα=12N
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.75.
(2)推力F的大小为12N.
点评:本题为平衡条件得应用,受力分析后应用平衡条件求解即可,需要注意的是物体上滑时,摩擦力的方向发生了变化.
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