第I卷(选择题,共42分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题3分,共18分.每小题只有一个选项符合题意)
1.关于物理量或物理量的单位,下列说法正确的是( )
A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、速度为三个基本物理量
B. m、kg、N都是国际单位制的单位
C. 1N/kg = 9.8m/s2
D.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
2.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.引入重心、合力与分力的概念时运用了等效替代法
B.伽利略研宄自由落体运动规律时采用了理想实验的方法
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法
D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动, 然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
3.为了行车方便与安全,磨子桥引桥很长,坡度较小,其主要目的是( )
A.减小过桥车辆受到的摩擦力
B.减小过桥车辆的重力
C.减小过桥车辆的重力沿引桥面向下的分力
D.减小过桥车辆对引桥桥面的压力
4.将一物体自某一高度由静止释放,忽略空气阻力,落到地面之前瞬间的速度大小为V。在运动过程()
A.物体在前一半时间和后一半时间发生位移之比为1 : 2
B.物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为1:(-1)
C.物体在位移中点的速度等于v
D.物体在中间时刻的速度等于v
5.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点。设滑块所受支持力为FN,则下列判断正确的是()
A. F缓慢增大
B. F缓慢减小
C.FN缓慢减小
D. FN大小保持不变
6.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速 度v与时间t的关系如图甲、乙所示.取重力加速度g=10 m/s2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()
A. m=0.5kg, μ=0.4 B. m=1.5kg, μ=2/15
C. m=0.5kg, μ=0.2 D. m=1kg, μ=0.2
二.选择题(本题包括6小题,每题4分,共24分,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
7.如图所示,a、b是截面为等腰直角三角形的两个相同的楔形物体,分别在垂直于斜边的大小相等的 恒力F1、F2作用下静止在相同的竖直墙面上。则
A.a受到摩擦力可能为零
B.b受到摩擦力可能为零
C.墙面对a的弹力大于墙面对b的弹力
D.墙面对a的弹力小于墙面对b的弹力
8.如图,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,则( )
A.A、B静止时,则A对地面的压力等于(M+m)g
B. A、B静止时,B对A的压力大小为mgr/R
C.若A、B向右加速运动,细线拉力可能为0
D.若剪断细线,B球的加速度大小为g
9.如图所示,质量分别为mAmB的AB两物块用轻线连接放在倾角为θ的光滑斜面上,用始终平行于斜面向上的恒力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,为了增加轻线上的张力,可行的办法是( )
A.增大A物块的质量
B.增大B物块的质量
C.增大倾角θ
D.增大拉力F
10.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,在t=0时,乙车在甲车前50m处,它们的
v—t图象如图所示。下列对汽车运动情况的描述正确的是( )
A.甲车先做匀速直线运动,再沿原方向做匀减速直线运动
B.在第20s末,甲、乙两车的加速度大小相等
C.在第30s末,甲、乙两车相距100m
D.在整个运动过程中,甲、乙两车一定相遇两次
11.如图所示是某同学站在力板传感器上做下蹲-起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线。由图线可知该同学( )
A.体重约为900N
B.做了两次下蹲-起立的动作,且下蹲后约4s起立
C.做了一次下蹲-起立的动作,下蹲-起立过程的最大加速度约为7.5m/s2
D.下蹲过程先处于失重状态后处于超重状态
12.如图所示,质量为mA=10kg的A物块下端连接着固定在直立于地面的轻质弹簧,上端连接着跨过定滑轮的轻质细绳,绳的另一端连接着静置于地面、质量为mB=20kg的物块B.此时,与A相连的轻绳处于竖直方向,与B相连的轻绳与水平地面成370角,并且弹簧的形变量为20cm,若弹簧劲度系数为k=200N/m,取重力加速度为g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8,不计滑轮与轻绳间的摩擦。关于物块B的受力情况,下列分析正确的有()
A.轻绳对物块B的拉力一定为60N
B.地面对物块B的支持力可能为36N
C.地面对物块B的摩擦力可能为112N
D.轻绳对物块B的拉力与地面对物块B的摩擦力的合力一定竖直向上
三、实验题(本题共3小题,共16分)
13.在做《研究匀变速直线运动》的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了 A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点在图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源.经过测量得:d1=3.62cm, d2=8.00cm,d3=13.20cm, d4=19.19cm, d5=25.99cm,d6=33.61cm.
(1)计算vF= m/s(结果保留三位有效数字)
(2)物体的加速度a= m/s2(结果保留两位有效数字)
14.某同学用图a的装置完成“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验,部分实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,作出F-x图线
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0
C.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个......钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
D.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
(1)实验步骤的正确顺序为 :
(2)若他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由此图线可得该弹簧的原长 x0= cm,劲度系数 k= N/m
(3)他又利用本实验原理该弹簧做成了一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的伸长量为 cm.
15.如图是某同学用来研宄“小车加速度与外力关系”的实验装置,轨道上的A、B点各固定一光电门,将連接小车的细线跨过滑轮系住小的码,在C点释放小车,测出小车上遮光片通过光电门A、B的避光时间分别为∆t1、∆t2,遮光片从A到B点的运动时间为t;
(1)若遮光片的宽度为d,则小车的加速度a=
(2)在该实验中,下列操作正确的是
A.连接小车的细线要与轨道平行
B.要保持小车质量不变
C.轨道一定要保持水平
D.把所悬挂的钧码的总重量当成细线对小车的拉力大小,可以任意添加钧码来改变拉力
(3)该同学在实验时保持轨道水平,测量多组a、F(大小为所挂钧码的总重量)值,并作出a-F关系图像,则图像可能是下列中的
四、计算题(本题共4个题,共42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,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
16.如图所示,质量为0.78kg的金属块放在水平桌面上,在与水平方向成37°角斜向上、大小为3.0N的拉力作用下,以2.0m/s的速度向右做匀速直线运动.已知sin37°=0.6,cos37° = 0.80,g取10m/s2, 求:
(1)金属块与桌面间的动摩擦因数.
(2)如果从某时刻起撤去拉力,从该时刻起再过5s,金属块在桌面上滑行的距离.
17.某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来.假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C (图中θ=37°) 时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是37°,如图所示.己知小球的质量为m=4.8kg,该同学(含磁铁)的 质量为 M=50kg, (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求此时:
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?
(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?
18.如图所示,公路上有一辆公共汽车以10m/s的速度匀速行驶,为了平稳停靠在站台,在距离站台P 左侧位置60m处开始刹车做匀减速直线运动。同时一个人为了搭车,从距站台P右侧位置40m处从静止正对着站台跑去,假设人先做匀加速直线运动,速度达到4m/s后匀速运动一段时间,接着做匀减速直线运动, 最终人和车到达P位置同时停下,人加速和减速时的加速度大小相等。求:
(I)汽车刹车的时间;
(2)人的加速度的大小。
19.如图所示,AB、CD为两个光滑的平台,一倾角为37°,长为5 m的传送带与两平台平滑连接。现有一小物体以10 m/s的速度沿AB平台向右运动,当传送带静止时,小物体恰好能滑到CD平台上,(不计 小物体在B处能量的损失)问:
(1)小物体跟传送带间的动摩擦因数多大?
(2)当小物体在平台上的运动速度低于某一数值时,无论传送带顺时针运动的速度多大,小物体总不能到达平台CD,求这个小物体的最小速度.
(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台向右运动,欲使小物体到达平台CD,传送带至少以多大的速度 顺时针运动?如果传送带就以这个最小的速度顺时针运动,则物体从B到C所用的时间是多少?
参考答案
1-6 B B C B A A
7-12 B AC BD AD CD CD
13【答案】(1) 0.721 (2) 0.80 (每空各2分)
14【答案】 DBCA 4 25 12
15.(1) (2分) (2) A B (全对得2分,只对一个得1分)
(3) BD(全对得2分,只对一个得1分)
16【答案】(1) 0.4 (2 ) 0.5m
【解析】(1)设在拉力作用下金属块所受地面的支持力为N,滑动摩擦力为f,受力分析如图所示:
则根据平衡条件得 Fcos37°=f,Fsin370+N= mg 又 f=μN解得:μ=0.4.
(2)撤去拉力F后,金属块受到滑动摩擦力为:f′=μmg 根据牛顿第二定律得加速度大小为:
则撤去F后金属块还能滑行的时间为:
所以金属块在5s内的位移等于0.5s内的位移,位移为
17【答案】(1) 30N (2) 524N; 18N
【解析】试题分析:小球处于静止状态,合外力为零,分析小球的受力情况,根据平衡条件求解悬挂小球的细线的拉力大小;对人研究,分析受力情况,由平衡条件求解地面的支持力和摩擦力大小.
(1)对小球受力分析:重力、细线的拉力和磁铁的引力,设细线的拉力和磁铁的引力分别为F1和F2.根据平衡条件得:
水平方向:F1sin37°= F2sin37°,竖直方向:F1cos37°+F2cos37°= mg
解得: 1 2 2cos37° 2x0.8
(2)以人为研究对象,分析受力情况:重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F2’, F2' = F2=30N.
根据平衡条件得:f= F2' sin37°= 30 ×0.6N = 18N
N = F2' cos37°+Mg = 30×0.8N + 500N = 524N
18.答案(1)汽车刹车的时间为12s (2)人的加速度的大小为2m/s2
19.【答案】(1) 0.5; (2) 2m/s (3) 3m/s; 2s
【解析】(1)当传送带静止时,物体在传送带上受力如图;
据牛顿第二定律得:μmgcosθ+mgsinθ=ma1
从B到C过程:vc2 =2a1l 解得:a1=10m/s2,μ=0.5
(2)显然,当小物体受到的摩擦力始终向上时,最容易到达传送带顶端,此时,小物体受力如图乙所示,据牛顿第二定律得:mgsin370-μmgcos 37°=ma2
若恰好能到达高台时,有:v2=2a2l
解得:v=2m/s
即当小物体在AB平台上向右滑动速度小于2m/s时,无论传送带顺时针传动的速度多大,小物体总不能到达平台CD。
(3)以v1表示小物体在平台AB上的滑动速度,以v2表示传送带顺时针传动的速度大小,对从小物体滑上传送带到小物体速度减小到传送带速度过程有:
v12-v22=2a1x1
对从小物体速度减小到带速v2开始,到运动到恰滑上CD平台过程,有:
v22=2a2x2
x1+x2=L 解得:v2=3 m/s
即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动,小物体才能到达平台CD。
从B到C所用的时间为