2018-2019学年北京市昌平区高一(上)期末物理试卷
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一、单项选择题.本题共18小题,每小题3分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得3分,选错或不答的得0分.
1.(3分)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.时间 B.质量 C.路程 D.位移
2.(3分)裁判员评判下列比赛成绩时,可将运动员视为质点的是( )
A.跳水 B.5公里越野 C.自由体操 D.太极拳
3.(3分)某同学绕操场两周跑了800米,用时4分钟。以上提及的“800米”、“4分钟”分别是指( )
A.路程、时间 B.位移、时间 C.路程、时刻 D.位移、时刻
4.(3分)下列关于速度的表述中,表示平均速度的是( )
A.苹果落地时的速度
B.足球被踢飞时的速度
C.海豚跃出水面时的速度
D.小明骑自行车从家到学校的速度
5.(3分)如图所示,在光滑水平地面上,一个质量为m的物体,受到水平推力F的作用向右运动,加速度大小为a;若推力变为2F,则加速度大小变为( )
A.a B.1.5a C.2a D.3a
6.(3分)如图所示,一本书静止在水平桌面上,桌面对书的支持力为F,则F的反作用力是( )
A.书所受的重力 B.书对桌面的压力
C.桌面所受的重力 D.地球对书的引力
7.(3分)某探险者在野外攀岩时,踩落一小石块,约5s后听到石块直接落到崖底的声音。探险者离崖底的高度最接近的是( )
A.25 m B.50 m C.70 m D.120 m
8.(3分)在物理学中,选定七个物理量的单位作为国际单位制的基本单位,利用物理量之间的关系就可以推导出其他物理量的单位。已知F=ma,其中F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。则力的单位用国际单位制的基本单位表示应该是( )
A.kg•m/s B.kg•m/s2 C.N D.N•s
9.(3分)若F1、F2是F的两个分力,下列图象中正确表示F1、F2和F三者关系的是( )
A. B.
C. D.
10.(3分)伽利略为了研究自由落体运动的规律,采用了一个巧妙办法:他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,研究铜球在斜面上的运动规律,然后推广到自由落体,如图3所示。这就是著名的“斜面实验”,从而创造了一种科学研究的方法。利用斜面实验主要是考虑到( )
A.实验时便于测量小球运动的时间
B.实验时便于测量小球运动的速度
C.实验时便于测量小球运动的速度和路程
D.实验可以通过观察与计算直接得到落体运动的规律
11.(3分)某质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位),下列关于该质点运动叙述正确的是( )
A.质点做匀加速直线运动
B.质点做匀减速直线运动
C.该质点的初速度为0
D.该质点的加速度大小为1m/s2
12.(3分)如图所示,小孩用力沿水平方向推木箱,但他没有推动,木箱仍然保持静止。由此可知( )
A.木箱所受静摩擦力与水平推力大小相等
B.木箱所受静摩擦力大于水平推力
C.木箱所受静摩擦力小于水平推力
D.木箱所受静摩擦力为0
13.(3分)我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的乘客(包括司机)必须系好安全带。下列说法正确的是( )
A.系好安全带可以减小人的惯性
B.系好安全带可以减小车的惯性
C.是否系好安全带对人和车的惯性都有影响
D.系好安全带可以防止因惯性对人造成的伤害
14.(3分)请阅读下述文字,完成第14题、第15题和第16题。雨滴在空气中由静止开始沿竖直方向下落,雨滴运动的速度v随时间t的变化关系如图所示,经过时间t1,速度达到vm,
此后雨滴以速度vm做匀速直线运动。雨滴的质量为m(保持不变),重力加速度为g
在0~t1时间内,雨滴的加速度大小( )
A.不变 B.减小
C.增大 D.先增大后减小
15.(3分)请阅读下述文字,完成第14题、第15题和第16题。雨滴在空气中由静止开始沿竖直方向下落,雨滴运动的速度v随时间t的变化关系如图所示,经过时间t1,速度达到vm,
此后雨滴以速度vm做匀速直线运动。雨滴的质量为m(保持不变),重力加速度为g
在0~t1时间内,雨滴受到的空气阻力( )
A.不变 B.减小
C.增大 D.先增大后减小
16.(3分)请阅读下述文字,完成第14题、第15题和第16题。雨滴在空气中由静止开始沿竖直方向下落,雨滴运动的速度v随时间t的变化关系如图所示,经过时间t1,速度达到vm,
此后雨滴以速度vm做匀速直线运动。雨滴的质量为m(保持不变),重力加速度为g
若雨滴在下落过程中所受空气阻力的大小f与其速率的平方成正比,即f=kv2.则雨滴匀速下落时的速度vm的大小为( )
A.mgk B.kmg C.mgk D.kmg
17.(3分)如图所示,手推车的篮子里装有一篮球,女孩把手推车沿斜面向上匀速推动,篮子的底面平行于斜面,篮子的后侧面垂直于底面。下列说法正确的是( )
A.篮子底面受到的压力大于篮球的重力
B.篮子底面受到的压力等于篮球的重力
C.篮子后侧面受到的压力大于篮球的重力
D.篮子后侧面受到的压力小于篮球的重力
18.(3分)某同学站在电梯的水平地板上保持不动,在电梯沿竖直方向运动的过程中地板对该同学的支持力F随时间t的变化关系如图7所示,其中G为该同学的重力。下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内,电梯一定竖直上升
B.t2~t3时间内,电梯一定竖直下降
C.0~t1时间内,该同学处于失重状态
D.t2~t3时间内,该同学处于失重状态
19.(3分)汽车以10m/s的速度在平直马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方的斑马线上有行人,于是刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前。假设驾驶员的反应时间为0.5s,汽车运动的v﹣t图象如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.在驾驶员反应时间内,汽车行驶的距离为5m
B.从驾驶员发现情况到汽车停止,共行驶的距离为15m
C.汽车刹车时的加速度大小为10m/s2
D.从驾驶员发现情况到汽车停止的平均速度为6m/s
20.(3分)如图所示,重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的木箱就会自动滑下。以下说法正确的是( )
A.木箱下滑前,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越大
B.木箱下滑前,车厢倾角越大,木箱与车厢间的压力越大
C.木箱下滑时,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越大
D.木箱下滑时,车厢倾角越大,木箱与车厢的动摩擦因数越大
二、实验题.本题共2小题,每空题2分,共12分
21.(2分)某实验小组用如图所示的装置做“探究两个互成角度力的合成规律”实验。以下操作中正确的是( )
A.如图甲,用两个弹簧测力计把橡皮条的一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°,以便算出合力的大小
B.再用一个弹簧测力计拉橡皮条时(如图乙),必须保证仍把橡皮条的一端拉到O点
C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条的另一端拉到O点
D.实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正视弹簧测力计的刻度
22.(10分)用图1所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”的实验。主要实验步骤如下:
a.测量小车的质量为M,砝码和托盘的质量为m,满足m≤M,可以认为砝码和托盘的重力等于小车所受拉力,记为F。
b.把纸带系在小车上,并使纸带穿过打点计时器。把装有打点计时器的木板一端稍微垫高,使小车在木板上做匀速运动。
c.把连接砝码和托盘的细线绕过木板上的定滑轮后系在小车上,接通电源,释放小车,使小车沿长木板运动。
d.打点计时器在纸带上打下一系列的点,根据计数点间距离求出加速度a。
e.换上新纸带,保持小车的质量不变,改变砝码的质量,重复实验。
f.实验过程中,小车所受拉力记为F1、F2、F3、F4、F5,对应的加速度记为a1、a2、a3、a4、a5.以加速度a为纵轴、小车所受拉力F为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图2所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列任务:
(1)小车受到拉力为F2时,打出的一条清晰纸带如图3所示。找一个合适的点当作计时起点O,然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,分别记为1、2、3、4,用刻度尺测量出相邻计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4.则小车的加速度大小为 。根据纸带还可以求出打点计时器打下点1时,小车的速度大小为 。
(2)在图2中已标出加速度a1、a3、a4、a5对应的坐标点,请在该图中标出加速度a2对应的坐标点,并画出a﹣F图象。
(3)另一组同学实验时,忘记了平衡摩擦力,绘制出a﹣F图线如图4所示。该图线的斜率为k,纵轴截距为b。由此可知:小车的质量为 ,小车所受摩擦力大小为 。
三、论述计算题.本题共4小题,共28分,解答时写出必要的文字说明、公式或表达式.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.
23.(6分)在平直公路上,一辆汽车以初速度v0=10m/s、加速度a=0.6m/s2做匀加速直线运动。求:
(1)汽车在10s末的速度大小;
(2)汽车在10s内的位移大小。
24.(6分)如图所示,质量为m的小物块(可视为质点),从高度为H、倾角为θ的光滑固定斜面的顶端由静止下滑,重力加速度为g。
(1)画出物块的受力示意图;
(2)求物块下滑时的加速度大小;
(3)求物块到达斜面底端时的速度大小。
25.(8分)如图所示,是一种测定风力的仪器,P是质量为0.2kg的金属球,固定在一根细长的钢性金属丝下端。当无风时金属球自然竖直下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向,刻度盘上的角度就能反映出风力的大小。若某一时刻风从水平方向吹向金属球P时,金属丝向左偏离竖直角度θ=30°而处于静止,重力加速度g=10m/s2
(1)求此时的风力和金属丝的拉力大小;
(2)有同学认为,若刻度盘上的角度变为原来的2倍,则风力也为原来的2倍。你认为这种说法是否正确,并说明理由。
26.(8分)如图(甲)所示,蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。为了研究蹦极运动做以下简化:将跳跃者视为质量为m的质点,他的运动沿竖直方向,且初速度为0.弹性绳的原长为L,劲度系数为k,其形变量与所受拉力成正比。跳跃者下落1.5L时到达最低点。此过程中忽略空气阻力和弹性绳质量,重力加速度为g。求:
(1)当弹性绳刚好被拉直时,跳跃者的速度大小;
(2)当跳跃者速度达到最大时,距起跳平台的高度;
(3)取起跳位置为坐标原点O,取竖直向下为正方向,建立x轴。在跳跃者从开始跳下到最低点的过程中,跳跃者的位移为x,加速度为a,在图(乙)中定性画出a随x变化关系的图象。
2018-2019学年北京市昌平区高一(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题.本题共18小题,每小题3分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得3分,选错或不答的得0分.
1.【分析】矢量是既有大小又有方向的物理量,标量是只有大小没有方向的物理量.根据有无方向确定.
【解答】解:时间、质量和路程都是只有大小没有方向的标量,而位移是既有大小又有方向的矢量。故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题要能抓住矢量与标量的区别:矢量有方向,标量没有方向,能正确区分物理量的矢标性.
2.【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可。
【解答】解:A、跳水比赛中要考虑运动员的动作,故不能简化为质点,故A错误;
B、5公里越野比赛中运动员的大小和体积可以忽略不计,可以简化为质点,故B正确;
C、体操要考虑运动员的姿态,故不能看成质点,故C错误;
D、太极拳比赛中要考虑运动员的动作,故不能简化为质点,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小体积能否忽略。
3.【分析】位移等于初位置到末位置有向线段的长度,而路程是物体运动路线的长度。时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。
【解答】解:题目中,800米是该同学跑步的路程,4分钟是跑步的时间段。故A正确,BCD错误
故选:A。
【点评】本题就是对位移和路程、时间与时刻的考查,属于对基本概念的考查,掌握住位移和路程的概念就能够解决了。
4.【分析】根据平均速度对应的是时间和位移,瞬时速度对应的是时刻与位置即可判断。
【解答】解:A、苹果落地时的速度是指一个瞬间的速度,为瞬时速度,故A错误;
B、足球被踢飞时的速度是指一个瞬间的速度,为瞬时速度,故B错误;
C、海豚跃出水面时的速度指的是经过炮口这一位置时的速度,故为瞬时速度,故C错误;
D、小明骑自行车从家到学校的速度指的是全程的平均速度,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了瞬时速度和平均速度的区别,主要从平均速度对应的是时间和位移,瞬时速度对应的是时刻与位置去判断。
5.【分析】当水平拉力变为2F时,根据牛顿第二定律对前后两种进行研究,分析两次加速度之比,进行选择。
【解答】解:物体所受的滑动摩擦力大小为0,当推力变为2F时物体的加速度为a′.根据牛顿第二定律得:
F=ma
2F=ma′
则a′=2a,故C正确,ABD错误;
故选:C。
【点评】本题考查对牛顿第二定律的理解能力,公式F=ma中F是合力,不一定是拉力。
6.【分析】明确作用力和反作用力的性质,由牛顿第三定律可知,作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,力的性质相同,它们同时产生,同时变化,同时消失。
【解答】解:作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,力的性质相同,桌面对书的支持力的反作用力是书对桌面的压力,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】作用力和反作用力不能仅凭等大反向,作用在一条直线上,作用在两个物体上做判定,其判定依据应该是两个力互为原因和结果,具有相互性。
7.【分析】已知下落时间,根据h=12gt2即可估算井口到水面的深度,注意由于声音的传播速度等影响,实际高度应略小于计算所得高度。
【解答】解:小石头下落过程,可以看做自由落体运动。即h=12gt2,代入数据则有:h=12gt2=12×9.8×52=122.5m,考虑声音传回来,空气阻力,则下落距离应略小于122.5m,故最接近的应为120m,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,从而明确公式的正确应用。
8.【分析】根据m和a的单位,由F=ma推导出力的单位。
【解答】解:在国际单位制中,m的单位为kg,a的单位为m/s2,由F=ma推导知力的单位为kg•m/s2,N是导出单位,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查物理量的单位,关键要熟悉各个物理量的单位,推导公式推导出力的单位。
9.【分析】平行四边形定则:以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个力邻边的对角线就代表合力的大小和方向。
【解答】解:根据平行四边形定则可知,在F1、F2和F三者关系中,要以F1、F2为邻边,F为对角线,F的起点与两个分力F1、F2的起点是相同的。故B正确,ACD错误
故选:B。
【点评】该题考查平行四边形定则的应用,正确理解分力与合力的关系是解答的关键。
10.【分析】伽利略对自由落体运动规律研究应当结和当时科学发展的实际水平,应当加深对物理学史的研究。
【解答】解:伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大,但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度,所以不能直接得到速度随时间的变化规律。伽利略通过数学运算得到结论:如果物体的初速度为零,而且速度随时间的变化是均匀的,那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比,这样,只要测出物体通过通过不同位移所用的时间,就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化。但是物体下落很快,当时只能靠滴水计时,这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间。伽利略采用了一个巧妙的方法,用来“冲淡”重力。他让铜球沿阻力很小的斜面滚下,二小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所以时间长,所以容易测量。故A正确,BCD错误
故选:A。
【点评】伽利略对自由落体规律的研究为我们提供正确的研究物理的方法、思路、理论,他创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。
11.【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式得出质点的初速度和加速度,从而判断物体的运动性质;
【解答】解:根据位移与时间关系公式x=v0t+12at2=5t+t2得质点的初速度v0=5m/s,初速度a=2m/s2,故物体做初速度为5m/s,加速度为2m/s2的匀加速直线运动,故BCD错误,A正确;
故选:A。
【点评】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,基础题。
12.【分析】分析木箱的受力情况,根据平衡条件以及静摩擦力的性质即可确定静摩擦力大小。
【解答】解:由于木箱保持静止,故木箱受静摩擦力作用,根据平衡条件可知,木箱所受静摩擦力与水平推力大小相等,故A正确BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查摩擦力的分析和判断,要注意明确平衡条件的应用,知道静摩擦力的性质。
13.【分析】物体总保持原来运动状态不变的特性叫做惯性,质量是物体惯性大小的唯一的量度,与物体的运动状态和所处的位置无关。力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:AB、质量是物体惯性大小的唯一的量度,系好安全带不可以改变人和车的惯性,故AB错误;
CD、安全带系在人的身上,对人有一定的作用力,可以改变人的运动状态,所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害,但对车的影响很小,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了惯性的基本概念及影响因数,同学们只要记住质量是惯性的唯一量度,与其它任何因数无关就可以了。
14.【分析】根据速度时间图象的斜率表示加速度,分析雨滴运动的加速度如何变化。
【解答】解:根据速度时间图象的斜率表示加速度,v﹣t图象切线斜率不断减小,则知雨滴运动的加速度在减小,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】解决本题的关键是理解速度时间图象的物理意义,知道速度时间图象的斜率表示加速度,从而来分析加速度的变化情况。
15.【分析】根据速度时间图象的斜率表示加速度,分析雨滴运动的加速度如何变化,再由牛顿第二定律分析阻力如何变化。
【解答】解:v﹣t图象切线斜率不断减小,根据速度时间图象的斜率表示加速度,可知,雨滴运动的加速度在减小,根据牛顿第二定律得 mg﹣f=ma,可知,阻力在增大,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】解决本题的关键是理解速度时间图象的物理意义,知道速度时间图象的斜率表示加速度,从而来分析加速度的变化情况。
16.【分析】雨滴匀速下落时,受力平衡,可求得阻力大小。再由f=kv2的变形公式可求得匀速下落时的速度。
【解答】解:雨滴匀速下落时,受力平衡,即阻力f=mg,
因为阻力的大小f与其速率的平方成正比,即f=kv2。
所以vm=fk=mgk,故C正确ABD错误。
故选:C。
【点评】对雨滴受力分析,应用平衡条件,认真审题从题目中获取信息是解题的关键。
17.【分析】对篮球受力分析,根据平衡条件表示出篮球的受各个力大小。
【解答】解:对篮球受力分析,并运用合成法如图:
AB、根据几何知识,篮子底部对篮球的支持力N1=mgcosθ
根据牛顿第三定律则篮子底面受到的压力为mgcosθ<mg,故AB错误;
CD、篮子右面对篮球的支持力N2=mgsinθ
根据牛顿第三定律则篮子右面受到的压力为mgsinθ<mg,故C错误D正确;
故选:D。
【点评】本题首先要对篮球受力分析,根据共点力平衡条件列式求解出篮球受到的支持力表达式,再根据牛顿第三定律进行讨论。
18.【分析】支持力F大于G,则加速度向上,为超重,支持力小于重力加速度向下为失重。
【解答】解:AC、0~t1时间内,支持力F大于G,则加速度向上,为超重,可能加速上升,也可能减速下降,故AC错误
BC、t2~t3时间内,F小于G,电梯加速度向下,为失重,可能向下加速,也可能向上减小,故B错误,D正确
故选:D。
【点评】明确超重与失重的条件及其对应的运动状态即可轻松解题。
19.【分析】汽车在驾驶员的反应时间内做匀速直线运动,由x=vt求反应时间内汽车行驶的距离。根据速度图象与时间轴所围的面积求从驾驶员发现情况到汽车停止共行驶的距离。
刹车后汽车做匀减速运动,根据图象的斜率求汽车刹车时的加速度大小,由位移与时间之比求平均速度。
【解答】解:A、汽车在驾驶员的反应时间内做匀速直线运动,则在驾驶员反应时间内汽车行驶的距离为:x=vt=10×0.5m=5m,故A正确。
B、根据v﹣t图象的面积代表物体通过的位移,可得,从驾驶员发现情况到汽车停止,共行驶的距离等于梯形面积的大小,为x=0.5+2.52×10m=15m,故B正确。
C、汽车刹车时的加速度大小为:a=|△v△t|=102=5m/s2,故C不正确。
D、从驾驶员发现情况到汽车停止的平均速度为 v=xt=152.5=6m/s,D正确。
本题选不正确的,故选:C。
【点评】本题要求同学们掌握匀变速直线运动的速度时间关系式和位移时间关系式,知道在驾驶员反应时间内汽车做匀速运动。
20.【分析】下滑前,木箱处于平衡状态,对木箱进行受力分析,根据平衡条件,即可分析;
下滑时,受力分析,结合滑动摩擦力的公式,分析即可。
【解答】解:AB、下滑前,木箱处于静止,即平衡状态,则有:mgsinθ=f,FN=mgcosθ,当θ增大时,FN逐渐减小,Ff增大,故A正确,B错误;
C、下滑时,木箱受到是滑动摩擦力,根据Ff=μN,而FN=mgcosθ,当θ增大时,FN逐渐减小,则滑动摩擦力减小,故C错误;
D、摩擦因数与接触面的材料和粗糙程度决定,与正压力无关,所以自卸车车厢倾角变大,木箱与车厢间的动摩擦因数不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查了平衡条件的应用,要求同学们能正确对物体进行受力分析,要注意的是会区分滑动摩擦力与静摩擦力大小求解不同。
二、实验题.本题共2小题,每空题2分,共12分
21.【分析】本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则,效果的相同是通过拉橡皮筋产生大小和方向相同的形变量来实现的。数据处理时:我们需要画出力的大小和方向,所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响,拉橡皮筋时要拉的尽量长一点,了解误差产生的原因即可正确解答;根据平行四边形定则作出合力,从而确定合力的大小和分力与合力的夹角。
【解答】解:本实验是探究求两个力合力方法,此处考察操作细节:
A、用两个弹簧秤将橡皮条的结点拉到O处时,只是要求两个弹簧秤互成角度,并不一定是90°,故A错误;
B、第二次用一个弹簧拉橡皮条时,要求达到相同的效果,所以也将结点拉到同一位置O处,故B正确;
C、若有一个弹簧秤的量程较小,则当一个弹簧拉到最大示数时,调整另一个弹簧的大小方向使结点也拉到同一位置,也能进行验证,故C正确;
D、当然每一次拉时,测力计必须与木板平行,读数时也要正视刻度,故D正确。
故选:BCD。
【点评】在此实验中重点是作出力的图示,这样才能得以验证力的平行四边形,所以细线的方向与弹簧秤的示数是关键。
22.【分析】(1)根据实验的原理确定所需测量的物理量,从而确定所需的器材,牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力,根据连续相等时间内位移之差是一恒量,△x=aT2,求出加速度;
(2)根据描出的点,连线画图;
(3)在拉力F=0时物体的加速度不为0,故有mgsinθ﹣μmgcosθ=ma,得出tanθ>μ.即在平衡摩擦力时,长木板倾角过大(平衡摩擦力过度)由图象的斜率和截距的几何意义求质量和摩擦力。
【解答】解:(1)根据逐差相等公式求加速度,但为了使所有的数据符合要求,把纸带分成两大段,由逐差公式的推论来求,所以有:a=(x3+x4)-(x1+x2)(2T)2,由运动学公式求瞬时速度为:v1=v02=x1+x22T。
(2)画出a﹣F图如图所示,
(3)忘记平衡摩擦力时,由牛顿第二定律有:a=F-fM=1MF-fM
则a﹣F图象是一条倾斜的直线,图象的斜率k=1M,则M=1k.而纵轴的截距-fM=b,所以f=﹣bM=-bk。
故答案为:(1)(x3+x4)-(x1+x2)(2T)2 x1+x22T;
(2)a﹣F图象如图所示,
(3)1k,-bk
【点评】根据实验原理求出绳子的拉力和加速度之间的关系,加速度和沙与沙桶的重力之间的关系,加速度和摩擦因数之间的关系是解决本题的关键所在。
三、论述计算题.本题共4小题,共28分,解答时写出必要的文字说明、公式或表达式.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.
23.【分析】(1)根据匀加速直线运动速度时间公式求解;
(2)根据匀加速直线运动位移时间公式求解。
【解答】解:(1)由v=v0+at得:汽车10s末的瞬时速度大小为:
v=10+0.6×1=16m/s,
(2)由x=v0t+12at2得汽车10s内的位移大小为:
x=10×10+12×0.6×102=130m。
答:(1)汽车10s末的瞬时速度大小为16m/s;
(2)汽车10s内的位移大小为130m。
【点评】本题主要考查了匀变速直线运动速度时间公式和位移时间公式的直接应用,难度不大,属于基础题。
24.【分析】(1)根据受力情况画出受力示意图;
(2)根据牛顿第二定律求解加速度;
(3)根据速度位移关系求解。
【解答】解:(1)物体受到重力、支持力作用,如图所示:
(2)物块下滑时的加速度大小为a,根据牛顿第二定律可得:
mgsinθ=ma,
解得:a=gsinθ;
(3)斜面长为L=Hsinθ
根据速度位移关系可得:
v2=2aL,
解得:v=2gH。
答:(1)画出物块的受力示意图如图所示;
(2)物块下滑时的加速度大小为gsinθ;
(3)物块到达斜面底端时的速度大小为2gH。
【点评】对于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
25.【分析】(1)以金属球为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件求出风力F与金属丝的拉力;
(2)根据平衡条件求解出分力表达式进行讨论。
【解答】解:(1)对球受力分析,受重力、分力和拉力,如图所示;
根据平衡条件,有:
F=mgtanθ=233N
T=mgcosθ=433N
(2)不对!由F=mgtanθ可知,F与tanθ 成正比,而不是与θ成正比。
答:(1)此时风力为233N,金属丝拉力为433N;
(2)这个结论不对,F与tanθ 成正比,而不是与θ成正比
【点评】本题关键对小球受力分析,根据共点力平衡条件求出风力和角度θ的关系。
26.【分析】(1)当弹性绳刚好被拉直前,跳跃者做自由落体运动,根据速度位移关系求解;
(2)跳跃者下落1.5L时到达最低点,根据动能定理求解阻力大小,当跳跃者速度达到最大时,受力平衡,根据平衡条件求解跳跃者速度达到最大时,距起跳平台的高度;
(3)分析各个阶段加速度大小,然后作图。
【解答】解:(1)当弹性绳刚好被拉直前,跳跃者做自由落体运动,
根据速度位移关系可得:v2=2gL,
解得v=2gL
(2)跳跃者下落1.5L时到达最低点,根据动能定理可得mg•1.5L=12k(1.5L-L)2
解得:mg=112kL
当跳跃者速度达到最大时,受力平衡,设此时弹性绳的伸长量为x′,根据平衡条件可得:
kx′=mg,
解得:x′=mgk=112kLk=112L
跳跃者速度达到最大时,距起跳平台的高度h=L+x′=1312L;
(3)跳跃者下落L的过程中是自由落体运动,加速度为g;
从下落L到1312L的过程中,加速度逐渐减小,根据牛顿第二定律可得:
mg﹣k(x﹣L)=ma,
则a=g+kLm-kmx;
从1312L~1.5L的过程中,加速度反向增大,根据牛顿第二定律可得:
k(x﹣L)﹣mg=ma
解得:a=kmx-g-kLm。
当x=1.5L时,a=5g。
所以加速度随时间的变化情况图象如图所示。
答:(1)当弹性绳刚好被拉直时,跳跃者的速度大小为2gL;
(2)当跳跃者速度达到最大时,距起跳平台的高度1312L;
(3)画出a随x变化关系的图象如图所示。
【点评】对于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
2021-2022学年北京市昌平区高三(上)期末物理试卷(含答案解析): 这是一份2021-2022学年北京市昌平区高三(上)期末物理试卷(含答案解析),共19页。试卷主要包含了0s内的加速度小于2,0s内物体的运动方向发生了改变,3A,【答案】B,【答案】C等内容,欢迎下载使用。
2021_2022学年北京市昌平区高三(上)期末物理试卷(含答案解析): 这是一份2021_2022学年北京市昌平区高三(上)期末物理试卷(含答案解析),共17页。试卷主要包含了0s内的加速度小于2,0s内物体的运动方向发生了改变,3A,【答案】B,【答案】C等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年北京市昌平区新学道临川学校高一(上)期末物理试卷(含答案解析): 这是一份2021-2022学年北京市昌平区新学道临川学校高一(上)期末物理试卷(含答案解析),共17页。试卷主要包含了F2作用,F1等内容,欢迎下载使用。