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文档介绍
河南省南阳市新野一高2017届高三(上)第一次月考物理试卷(解析版)
2016-2017学年河南省南阳市新野一高高三(上)第一次月考物理试卷 一、选择题(共14小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,第1~9题只有一项符合题目要求,第10~14题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分.有选错的得0分) 1.在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( ) A.牛顿首先建立了平均速度、瞬时速度、以及加速度的概念 B.伽利略首先建立了力的概念 C.伽利略通过理想实验指出:力不是维持物体运动的原因 D.笛卡尔得出:自由落体是匀加速直线运动 2.有关超重和失重,以下说法中正确的是( ) A.物体处于超重状态时,所受重力增大,处于失重状态时,所受重力减小 B.斜上抛的木箱中的物体处于完全失重状态 C.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机必定处于下降过程 D.在月球表面行走的人处于失重状态 3.甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点得到两车的位移一时间图象如图所示,则下列说法正确的是( ) A.t1时刻乙车从后面追上甲车 B.t1时刻两车相距最远 C.t1时刻两车的速度刚好相等 D.0到t1时间内,两车的平均速度相等 4.如图,A、B分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v﹣t图象,根据图象可以判断( ) A.两球在t=2s时速率相等 B.两球在t=8s时相距最远 C.两球运动过程中不会相遇 D.甲、乙两球做初速度方向相反的匀减速直线运动,加速度大小相同方向相反 5.如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间,设墙面对球的弹力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2,以木板与墙连接的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中( ) A.FN1始终减小,FN2始终增大 B.FN1始终减小,FN2始终减小 C.FN1先增大后减小,FN2始终减小 D.FN1先增大后减小,FN2先减小后增大 6.如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是( ) A.f的方向总是指向圆心 B.圆盘匀速转动时f=0 C.在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比 D.在转速一定的条件下,f跟物体到轴O的距离成正比 7.如图所示,一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二,先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上,处于静止状态,两半球间的作用力分别为F和F′,已知支架间的距离为AB的一半,则为( ) A.B.C.D. 8.如图所示,A、B两个小球质量为MA、MB,分别连在弹簧两端,B端用平行于斜面的细线固定在倾角为30°的光滑固定斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度大小分别为( ) A.和B.0和 C.和0D.0和 9.如图所示,在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板,在木板A上放着质量为m的物块C,木板和物块均处于静止状态.A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,现用水平恒力F向右拉木板A,则以下判断正确的是( ) A.不管F多大,木板B一定保持静止 B.B受到地面的滑动摩擦力大小一定小于F C.A、C之间的摩擦力大小一定等于μmg D.A、B之间的摩擦力大小不可能等于F 10.如图所示,倾角为θ的斜面体放在粗糙水平地面上,斜面顶端安有滑轮,不可伸长的轻绳连接A、B并跨过滑轮,起初A悬空,B静止于斜面上.现用水平力F拉住绳上的一点,使A从竖直缓慢移动到虚线位置,在此过程中斜面体与物体B始终保持静止.则( ) A.绳子的张力一直增大 B.物块B受到的摩擦力一定沿斜面向上 C.斜面体对地面的压力减小 D.地面对斜面体的摩擦力增大 11.如图,半圆形凹槽的半径为R,O点为其圆心.在与O点等高的边缘A、B两点分别以速度v1、v2水平同时相向抛出两个小球,已知v1:v2=1:3,两小球恰落在弧面上的P点.则以下说法中正确的是( ) A.∠AOP为60° B.若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点,则应使v1、v2都增大 C.改变v1、v2,只要两小球落在弧面上的同一点,v1与v2之和就不变 D.若只增大v1,两小球可在空中相遇 12.如图所示,光滑水平面上放置着四个相同的木块,其中木块B与C之间用一轻弹簧相连,轻弹簧始终在弹性限度内.现用水平拉力F拉B木块,使四个木块以相同的加速度一起加速运动,则以下说法正确的是( ) A.一起加速过程中,D所受到的静摩擦力大小为 B.一起加速过程中,C木块受到四个力的作用 C.一起加速过程中,A、D木块所受摩擦力大小和方向相同 D.当F撤去瞬间,A、D木块所受静摩擦力的大小和方向都不变 13.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法正确的是( ) A.若不计空气阻力,在上升过程中,A对B有向上的支持力 B.若不计空气阻力,在下落过程中,B对A没有压力 C.若考虑空气阻力,在下落过程中,B对A的压力向上 D.若考虑空气阻力,在上升过程中,A对B的压力向上 14.在探究光电效应现象时,某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属,逸出的光电子最大速度之比为2:1,普朗克常量用h表示,光在真空中的速度用c表示.则( ) A.光电子的最大初动能之比为2:1 B.该金属的截止频率为 C.用波长为λ的单色光照射该金属时能发生光电效应 D.用波长为4λ的单色光照射该金属时不能发生光电效应 二、实验题(本大题2小题,共12分) 15.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50Hz. (1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点 和 之间某时刻开始减速. (2)计数点3对应的速度大小为 m/s.(保留三位有效数字) (3)物块减速运动过程中加速度的大小为a= m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数( g为重力加速度),则计算结果比地动摩擦因数的真实值 (填“偏大”或“偏小”). 16.某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验: (1)甲同学在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到数据如下表所示。 实验次数 物体质量m(kg) 物体的加速度a(m/s2) 物体质量的倒数1/m(1/kg) 1 0.20 0.78 5.00 2 0.40 0.38 2.50 3 0.60 0.25 1.67 4 0.80 0.20 1.25 5 1.00 0.16 1.00 ①根据表中的数据,在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出图象。 ②由a﹣图象,你得出的结论为 。 ③物体受到的合力大约为 。(结果保留两位有效数字) (2)乙同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力,由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示,则该图象中图线不过原点的原因是: ,小车的质量为 kg.(保留两位有效数字) 三、计算题(共4小题,42分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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.) 17.甲、乙两车在平直公路上比赛,某一时刻,乙车在甲车前方L1=11m处,乙车速度v乙=60m/s,甲车速度v甲=50m/s,此时乙车离终点线尚有L2=600m,如图所示.若甲车做匀加速运动,加速度a=2m/s2,乙车速度不变,不计车长. (1)经过多长时间甲、乙两车间距离最大,最大距离是多少? (2)到达终点时甲车能否超过乙车? 18.如图所示,木块A的质量为mA=3kg、木板B的质量为mB=1.5kg.木板B两面平行,放在倾角为37°的三角体C上.木块A被一根固定在天花板上的轻绳拉住,绳拉紧时与斜面的夹角也是37°.已知A与B,B与C之间的动摩擦因数均为μ=.现用平行于斜面的拉力F将木板B从木块A下面以加速度a=2m/s2匀加速抽出,同时C保持静止.(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6cos37°=0.8),求: (1)绳子对A木块的拉力大小; (2)拉力F的大小; (3)地面所受摩擦力的大小. 19.如图所示,在光滑水平地面上,质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球,轻绳的长度为L.此装置一起以速度v0向右滑动.另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧.当两滑块相撞后,便粘在一起向右运动,求 ①2滑块相撞过程中损失的机械能; ②当小球向右摆到最大高度时两滑块的速度大小. 20.如图所示,地面依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为L=2.5m,质量均为m2=150kg,现有一小滑块以速度v0=6m/s冲上木板A左端,已知小滑块质量m1=200kg,滑块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2) (1)若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件. (2)若μ1=0.4,求滑块运动时间.(结果用分数表示) 2016-2017学年河南省南阳市新野一高高三(上)第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 一、选择题(共14小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,第1~9题只有一项符合题目要求,第10~14题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分.有选错的得0分) 1.在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( ) A.牛顿首先建立了平均速度、瞬时速度、以及加速度的概念 B.伽利略首先建立了力的概念 C.伽利略通过理想实验指出:力不是维持物体运动的原因 D.笛卡尔得出:自由落体是匀加速直线运动 【考点】物理学史. 【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可. 【解答】解:A、伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度、以及加速度的概念,故A错误; B、牛顿首先建立了力的概念,故B错误; C、历史上首先通过“理想实验”得出“力不是维持物体运动的原因”的物理学家是伽利略,故C正确; D、历史上得出自由落体运动是匀加速直线运动的物理学家是伽利略,故D错误; 故选:C 2.有关超重和失重,以下说法中正确的是( ) A.物体处于超重状态时,所受重力增大,处于失重状态时,所受重力减小 B.斜上抛的木箱中的物体处于完全失重状态 C.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机必定处于下降过程 D.在月球表面行走的人处于失重状态 【考点】超重和失重. 【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度,合力也向上; 当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度,合力也向下. 如果没有压力了,那么就是处于完全失重状态,此时向下加速度的大小为重力加速度g. 【解答】解:A、无论是处于超重或失重状态时,物体人的重力并没变,只是对支持物的压力变了,所以A错误; B、斜上抛的木箱只受到重力的作用,加速度为重力加速度,此时处于完全失重状态,所以B正确; C、物体处于失重状态,此时有向下的加速度,但是物体可以向上做减速运动,也可以向下做加速运动,所以C错误; D、在月球表面行走的人,要受到月球对人的引力的作用,人要受到重力的作用,但是比人在地球上受到的重力要小,并不是处于失重状态,所以D错误. 故选B. 3.甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点得到两车的位移一时间图象如图所示,则下列说法正确的是( ) A.t1时刻乙车从后面追上甲车 B.t1时刻两车相距最远 C.t1时刻两车的速度刚好相等 D.0到t1时间内,两车的平均速度相等 【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系. 【分析】位移时间图线切线的斜率表示瞬时速度,图线上的点与原点连线的斜率表示平均速度. 【解答】解:A、t1时刻两车的位移相等,知乙车从后面追上甲车.故A正确,B错误. C、t1时刻两车图线切线的斜率不等,则速度不等.故C错误. D、0到t1时间内,两车的位移相等,时间相等,则平均速度相等.故D正确. 故选AD. 4.如图,A、B分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v﹣t图象,根据图象可以判断( ) A.两球在t=2s时速率相等 B.两球在t=8s时相距最远 C.两球运动过程中不会相遇 D.甲、乙两球做初速度方向相反的匀减速直线运动,加速度大小相同方向相反 【考点】匀变速直线运动的图像. 【分析】由速度时间图象直接读出两球的速度大小.分析两球的运动情况,判断两球在t=8s时是否相距最远.两球先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动. 【解答】解: A、v﹣t图象反映速度随时间变化的情况,由图读出t=2s时两球速度大小都是20m/s,速率是相等的.故A正确; B、依据v﹣t图象的物理意义可知,两球在t=8s时均回到出发点相遇,显然不是相距最远.故BC错误. D、两球开始做匀减速直线运动,而后做匀加速直线运动.A的加速度大小为aA=||=,B的加速度大小为aB=||=,加速度方向相反.故D错误. 故选A 5.如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间,设墙面对球的弹力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2,以木板与墙连接的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中( ) A.FN1始终减小,FN2始终增大 B.FN1始终减小,FN2始终减小 C.FN1先增大后减小,FN2始终减小 D.FN1先增大后减小,FN2先减小后增大 【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】以小球为研究对象,分析受力情况:重力、木板的支持力和墙壁的支持力,根据平衡条件得到两个支持力的情况;然后根据牛顿第三定律得知,木板对球的支持力大小等于球对木板的压力大小. 【解答】解:以小球为研究对象,分析受力情况:重力G、墙面的支持力N1和木板的支持力N2,如图所示: 根据平衡条件得:FN1=Gcotθ,FN2= 木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置θ增大,则FN1始终减小,FN2始终减小; 故选:B. 6.如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是( ) A.f的方向总是指向圆心 B.圆盘匀速转动时f=0 C.在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比 D.在转速一定的条件下,f跟物体到轴O的距离成正比 【考点】向心力;牛顿第二定律. 【分析】木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动,做匀速圆周运动,P受到的静摩擦力提供向心力,根据向心力公式研究静摩擦力方向,及大小与半径、角速度的关系. 【解答】解: A、P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,若圆盘匀速转动,P受到的静摩擦力f提供向心力,沿PO方向指向圆心.若圆盘变速运动,f不指向圆心,故A错误. B、木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动,做匀速圆周运动,P受到的静摩擦力提供向心力,P受到的静摩擦力不可能为零.故B错误. C、由f=mω2r得,在P点到O点的距离一定的条件下,P受到的静摩擦力的大小跟圆盘匀速转动的角速度的平方成正比.故C错误. D、根据向心力公式得到f=m(2πn)2r,转速n一定时,f与r成正比,即P受到的静摩擦力的大小跟P点到O点的距离成正比.故D正确. 故选:D 7.如图所示,一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二,先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上,处于静止状态,两半球间的作用力分别为F和F′,已知支架间的距离为AB的一半,则为( ) A.B.C.D. 【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 【分析】对左图,上面球收重力和支持力而平衡,根据平衡条件得到支持力;对右图,隔离半个球分析,受重力、左侧球的支持力和右角的支持力,根据平衡条件列式求解. 【解答】解:设两半球的总质量为m,当球以AB沿水平方向放置,可知; 当球以AB沿竖直方向放置,以两半球为整体,隔离右半球受力分析如图所示,可得,根据支架间的距离为AB的一半,可得θ=30°,则,A正确. 故选:A 8.如图所示,A、B两个小球质量为MA、MB,分别连在弹簧两端,B端用平行于斜面的细线固定在倾角为30°的光滑固定斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度大小分别为( ) A.和B.0和 C.和0D.0和 【考点】牛顿第二定律. 【分析】当两球处于静止时,根据共点力平衡求出弹簧的弹力,剪断细线的瞬间,弹簧的弹力不变,根据牛顿第二定律分别求出A、B的加速度大小. 【解答】解:对A球分析,开始处于静止,则弹簧的弹力F=MAgsin30°,剪断细线的瞬间,弹簧的弹力不变,对A,所受的合力为零,则A的加速度为0; 对B,根据牛顿第二定律得:aB==.故D正确,A、B、C错误. 故选:D. 9.如图所示,在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板,在木板A上放着质量为m的物块C,木板和物块均处于静止状态.A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,现用水平恒力F向右拉木板A,则以下判断正确的是( ) A.不管F多大,木板B一定保持静止 B.B受到地面的滑动摩擦力大小一定小于F C.A、C之间的摩擦力大小一定等于μmg D.A、B之间的摩擦力大小不可能等于F 【考点】摩擦力的判断与计算. 【分析】先对木块B受力分析,竖直方向受重力、压力和支持力,水平方向受A对B向右的摩擦力fAB和地面对B向左的摩擦力fDB,由于A对B的最大静摩擦力小于地面对B的最大静摩擦力,故物体B一定保持静止;然后对BC整体和C分别受力分析,并根据牛顿第二定律列式求解. 【解答】解:A、设A、B的质量为M,先对木块B受力分析,竖直方向受重力、压力和支持力,水平方向受A对B向右的摩擦力fAB和地面对B向左的摩擦力fDB ,由于A对B的最大静摩擦力μ(m+M)g,小于地面对B的最大静摩擦力μ(m+2M)g,故物体B一定保持静止,B不会受到地面的滑动摩擦力.故A正确,B错误; C、当A、C发生相对滑动时,A、C之间的摩擦力可能等于μmg.故C错误. D、当F较小时,A、B、C保持相对静止,对AC整体分析,B对A的摩擦力等于拉力F的大小,当F足够大时,A会在B上发生相对滑动,则A、B之间的摩擦力为μ(M+m)g,不一定等于F.故D错误. 故选:A. 10.如图所示,倾角为θ的斜面体放在粗糙水平地面上,斜面顶端安有滑轮,不可伸长的轻绳连接A、B并跨过滑轮,起初A悬空,B静止于斜面上.现用水平力F拉住绳上的一点,使A从竖直缓慢移动到虚线位置,在此过程中斜面体与物体B始终保持静止.则( ) A.绳子的张力一直增大 B.物块B受到的摩擦力一定沿斜面向上 C.斜面体对地面的压力减小 D.地面对斜面体的摩擦力增大 【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 【分析】原来装置处于静止状态,受力平衡,A所受的重力与细绳的拉力相等,以B为研究对象,分析支持力是否变化.当用水平向左的力F缓慢拉物体A时,A受力动态平衡,以整体为研究对象,分析受力情况,判断地面对斜面的摩擦力变化情况. 【解答】解:A、对A研究可知,原来细线的拉力大小等于A的重力,当用水平向左的力F缓慢拉物体A,细线的竖直分力大小等于A的重力,所以细线所受拉力的大小一定增大.故A正确; B、物体所受的摩擦力大小可能为零,也可能沿斜面向下,也可能沿斜面向上,要看绳子的拉力与物体B的重力平行斜面的分力的大小关系.故B错误. CD、以A、B、斜面整体为研究对象,分析受力情况作出如图所示受力图: 由平衡条件得知,N=M总g;f=F,当F增大时斜面体受到地面的摩擦力变大,地面对斜面体的弹力不变,故C错误,D正确. 故选:AD. 11.如图,半圆形凹槽的半径为R,O点为其圆心.在与O点等高的边缘A、B两点分别以速度v1、v2水平同时相向抛出两个小球,已知v1:v2=1:3,两小球恰落在弧面上的P点.则以下说法中正确的是( ) A.∠AOP为60° B.若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点,则应使v1、v2都增大 C.改变v1、v2,只要两小球落在弧面上的同一点,v1与v2之和就不变 D.若只增大v1,两小球可在空中相遇 【考点】平抛运动. 【分析】平抛运动在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,根据几何关系可以求得∠AOP的角度,由平抛运动的规律逐项分析即可求解 【解答】解:A、连接OP,过P点作AB的垂线,垂足为D,如图所示: 两球在竖直方向运动的位移相等,所以运动时间相等, 两球水平方向做运动直线运动,所以, 而AD+BD=2R, 所以AD=, 所以OD= 所以cos∠AOP=,即∠AOP=60°,故A正确; B、若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点,则A球水平方向位移增大,B球水平位移减小,而两球运动时间相等,所以应使v1增大,v2减小,故B错误; C、要两小球落在弧面上的同一点,则水平位移之和为2R,则(v1+v2)t=2R,落点不同,竖直方向位移就不同,t也不同,所以v1+v2也不是一个定值,故C错误; D、若只增大v1,而v2不变,则两球运动轨迹如图所示,由图可知,两球必定在空中相遇,故D正确. 故选:AD 12.如图所示,光滑水平面上放置着四个相同的木块,其中木块B与C之间用一轻弹簧相连,轻弹簧始终在弹性限度内.现用水平拉力F拉B木块,使四个木块以相同的加速度一起加速运动,则以下说法正确的是( ) A.一起加速过程中,D所受到的静摩擦力大小为 B.一起加速过程中,C木块受到四个力的作用 C.一起加速过程中,A、D木块所受摩擦力大小和方向相同 D.当F撤去瞬间,A、D木块所受静摩擦力的大小和方向都不变 【考点】牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算;物体的弹性和弹力. 【分析】四个木块一起加速过程中,以整体为研究对象,对整体由牛顿第二定律求出加速度,再隔离D,由牛顿第二定律求出D所受的摩擦力;在撤去外力的瞬间,弹簧的弹力没来的及变化,通过对整体受力分析和隔离受力分析,利用牛顿第二定律即可判断. 【解答】解:A、以A、B、C、D整体为研究对象,根据牛顿第二定律,有F=4ma,得,对D受力分析,所受到的静摩擦力,故A正确; B、一起加速过程中,C木块受到重力、D对C的压力、地面对C的支持力、D对C向左的静摩擦力和弹簧对C的拉力五个力的作用,故B错误; C、一起加速过程中,根据牛顿第二定律知,A、D两木块受到的摩擦力方向相同,均水平向右,大小,故C正确; D、当撤去F的瞬间,弹簧的弹力不能突变,对DC整体合力水平向右,加速度水平向右,再隔离D,根据牛顿第二定律知,D受到的摩擦力大小方向均不变;对AB整体,合力水平向左,A所受摩擦力大小不变,方向相反,故D错误; 故选:AC 13.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法正确的是( ) A.若不计空气阻力,在上升过程中,A对B有向上的支持力 B.若不计空气阻力,在下落过程中,B对A没有压力 C.若考虑空气阻力,在下落过程中,B对A的压力向上 D.若考虑空气阻力,在上升过程中,A对B的压力向上 【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力. 【分析】将容器以初速度V0竖直向上抛出后,若不计空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到加速度为g,再以容器A为研究对象,其合力为重力,A、B间无相互作用力.若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到加速度大于g,再以球B为研究对象,根据牛顿第二定律分析B所受压力方向. 【解答】解:A、B将容器以初速度V0竖直向上抛出后,若不计空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到加速度为g,再以容器A为研究对象,上升和下落过程其合力等于其重力,则B对A没有压力,A对B也没有支持力.故A错误,B正确; C、若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:下落过程加速度小于g,再以B为研究对象,根据牛顿第二定律分析:A受到的合力小于重力,B除受到重力外,还应受到向上的力,即A对B的支持力向上,B对A的压力向下,故C错误; D、若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:上升过程加速度大于g,再以球B为研究对象,根据牛顿第二定律分析:B受到的合力大于重力,B除受到重力外,还应受到向下的压力.A对B的压力向下,故D正确; 故选:BD 14.在探究光电效应现象时,某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属,逸出的光电子最大速度之比为2:1,普朗克常量用h表示,光在真空中的速度用c表示.则( ) A.光电子的最大初动能之比为2:1 B.该金属的截止频率为 C.用波长为λ的单色光照射该金属时能发生光电效应 D.用波长为4λ的单色光照射该金属时不能发生光电效应 【考点】光电效应. 【分析】根据光速、频率、波长之间的关系可知光子的能量为E=,然后根据爱因斯坦光电效应方程,及光电效应发生条件,即可求解. 【解答】解:AB、光子能量为:E=① 根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为:Ek=h﹣W② 根据题意:λ1=λ,λ2=2λ,因逸出的光电子最大速度之比为2:1,Ek1:EK2=4:1③ 联立①②③可得逸出功W=,那么金属的截止频率为,故AB错误; C、用波长为λ的单色光照射,因λ<3λ,满足光电效应发生条件,因此能发生光电效应,故C正确; D、用波长为4λ的单色光照射,因4λ>3λ,不满足光电效应发生条件,因此能发生光电效应,故D正确. 故选:CD. 二、实验题(本大题2小题,共12分) 15.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50Hz. (1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点 6 和 7 之间某时刻开始减速. (2)计数点3对应的速度大小为 0.601 m/s.(保留三位有效数字) (3)物块减速运动过程中加速度的大小为a= 2.00 m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数( g为重力加速度),则计算结果比地动摩擦因数的真实值 偏大 (填“偏大”或“偏小”). 【考点】探究影响摩擦力的大小的因素;牛顿第二定律. 【分析】①由纸带两个点之间的时间相同,若位移逐渐增大,表示物体做加速运动,若位移逐渐减小,则表示物体做减速运动; ②用平均速度代替瞬时速度的方法求解瞬时速度; ③用作差法求解减速过程中的加速度; 【解答】解:①从纸带上的数据分析得知:在点计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,在计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速; ②v3= ③由纸带可知,计数点7往后做减速运动,根据作差法得: a=m/s2=2.00m/s2 所以物块减速运动过程中加速度的大小为2.00m/s2 在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力,所以计算结果比动摩擦因素的真实值偏大. 故答案为:①6;7;②0.601;③2.00,偏大 16.某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验: (1)甲同学在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到数据如下表所示。 实验次数 物体质量m(kg) 物体的加速度a(m/s2) 物体质量的倒数1/m(1/kg) 1 0.20 0.78 5.00 2 0.40 0.38 2.50 3 0.60 0.25 1.67 4 0.80 0.20 1.25 5 1.00 0.16 1.00 ①根据表中的数据,在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出图象。 ②由a﹣图象,你得出的结论为 在物体所受合力不变的情况下,物体的加速度与质量成反比 。 ③物体受到的合力大约为 0.15N 。(结果保留两位有效数字) (2)乙同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力,由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示,则该图象中图线不过原点的原因是: 平衡摩擦力太过 ,小车的质量为 2.0 kg.(保留两位有效数字) 【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 【分析】(1)根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点,然后作出图象;应用控制变量法根据图象特点得出实验结论;根据图象由牛顿第二定律求出物体受到的合力. (2)实验时要平衡摩擦力,如果平衡摩擦力时木板倾角太大,过平衡摩擦力,则小车受到的合力大于细线对小车的拉力,a﹣F图象不过原点,在a轴上有截距. 【解答】解:(1)①根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点, 然后根据各点作出图象如图所示; ②由图象可知,a﹣图象是过原点的直线, 由此可知:在物体所受合力不变的情况下,物体的加速度与质量成反比; ③由图象可知,物体所受合力为F=ma==≈0.15N. (2)由图2可知,a﹣F图象不过原点,在a轴上有截距,即F=0时有加速度, 这是由于在平衡摩擦力时,木板被垫的太高,木板倾角太大,平衡摩擦力太过造成的; 小车质量m===2.0kg; 故答案为:(1)①图象a﹣,如上图所示;②在物体所受合力不变的情况下,物体的加速度与质量成反比;③0.15N; (2)平衡摩擦力太过;2.0. 三、计算题(共4小题,42分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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.) 17.甲、乙两车在平直公路上比赛,某一时刻,乙车在甲车前方L1=11m处,乙车速度v乙=60m/s,甲车速度v甲=50m/s,此时乙车离终点线尚有L2=600m,如图所示.若甲车做匀加速运动,加速度a=2m/s2,乙车速度不变,不计车长. (1)经过多长时间甲、乙两车间距离最大,最大距离是多少? (2)到达终点时甲车能否超过乙车? 【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】(1)抓住两车相距最大时的临界条件:两车速度相等展开计算即可; (2)分析甲车追上乙车时,两车位移关系,求出相遇时的时间,再求出乙车到达终点的时间,比较即可求解. 【解答】解:(1)当甲、乙两车速度相等时,两车间距离最大,即v甲+at1=v乙, 得t1==s=5s; 甲车位移x甲=v甲 t1+at2=275 m, 乙车位移x乙=v乙 t1=60×5 m=300 m, 此时两车间距离△x=x乙+L1﹣x甲=36 m (2)甲车追上乙车时,位移关系为 x甲′=x乙′+L1, 甲车位移x甲′=v甲 t2+at22, 乙车位移x乙′=v乙 t2, 将x甲′、x乙代入位移关系,得 v甲t2+at2=v乙t2+L1, 代入数据t2=11s, 实际乙车到达终点的时间为t3=, 所以到达终点时甲车不能超过乙车. 答:(1)经过5s甲、乙两车间距离最大,最大距离是36 m; (2)到达终点时甲车不能超过乙车. 18.如图所示,木块A的质量为mA=3kg、木板B的质量为mB =1.5kg.木板B两面平行,放在倾角为37°的三角体C上.木块A被一根固定在天花板上的轻绳拉住,绳拉紧时与斜面的夹角也是37°.已知A与B,B与C之间的动摩擦因数均为μ=.现用平行于斜面的拉力F将木板B从木块A下面以加速度a=2m/s2匀加速抽出,同时C保持静止.(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6cos37°=0.8),求: (1)绳子对A木块的拉力大小; (2)拉力F的大小; (3)地面所受摩擦力的大小. 【考点】牛顿运动定律的综合应用;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用. 【分析】(1)对物体A受力分析,受重力、支持力、滑动摩擦力和细线的拉力,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解; (2)对物体B受力分析,受重力、压力、支持力、对B的滑动摩擦力和C对B的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律并结合正交分解法列式求解; (3)对斜面体受力分析,受重力、压力、B对C的滑动摩擦力,地面对C的支持力和静摩擦力,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解. 【解答】解:(1)设绳子对木块A的拉力大小是T, 则木块A对B板的压力N=mAgcos37°﹣Tsin37°=8.4, A、B之间的摩擦力, 根据平衡条件有:mAgsin37°+μ(mAgcos37°﹣Tsin37°)=Tcos37°, 代入数据解得:T=26N; (2)木板B与斜面之间的摩擦力:fBC=μ[(mAgcos37°﹣Tsin37°)+mBgcos37°]=6.8N, C对B的支持力:N′=N+mBgcos37°=20.4N, B板沿斜面方向上受力:F+mBgsin37°﹣fAB﹣fBC=mBa, 代入数据解得F=3.6N (3)地面受摩擦力:f地=N′sin37°﹣fBCcos37°=6.8N; 答:(1)绳子对A木块的拉力大小为2.6N; (2)拉力F的大小为3.6N; (3)地面所受摩擦力的大小为6.8N. 19.如图所示,在光滑水平地面上,质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球,轻绳的长度为L.此装置一起以速度v0向右滑动.另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧.当两滑块相撞后,便粘在一起向右运动,求 ①2滑块相撞过程中损失的机械能; ②当小球向右摆到最大高度时两滑块的速度大小. 【考点】动量守恒定律. 【分析】①两滑块相撞过程中,由于惯性,小球的速度没有变化,即没有参与碰撞.根据动量守恒定律求出碰后两滑块共同速度v,碰撞前后动能之差即为相撞过程中损失的机械能; ②两滑块碰撞完毕后,小球上升到最高点的过程,系统在水平方向上所受合外力为零,动量守恒,小球上升到最高点时,系统有相同的水平速度,根据动量守恒定律,列方程,求出共同速度. 【解答】解:①两滑块相撞过程,由于碰撞时间极短,小球的宏观位置还没有发生改变,两滑块已经达到共同速度,因此悬线仍保持竖直方向.由动量守恒定律,有 Mv0=2Mv,得v= 该过程中,损失的机械能为△E=M﹣×2Mv2=M ②两滑块碰撞完毕后,小球上升到最高点的过程,系统在水平方向上所受合外力为零,动量守恒,小球上升到最高点时,系统有相同的水平速度,则 2Mv+mv0=(2M+m)v′ 解得,v′= 答:①两滑块相撞过程中损失的机械能为M; ②当小球向右摆到最大高度时两滑块的速度大小是. 20.如图所示,地面依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为L=2.5m,质量均为m2=150kg,现有一小滑块以速度v0=6m/s冲上木板A左端,已知小滑块质量m1=200kg,滑块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2) (1)若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件. (2)若μ1=0.4,求滑块运动时间.(结果用分数表示) 【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律. 【分析】根据平衡条件列方程求μ1满足的条件;应用牛顿第二定律和运动学公式求解滑块运动时间. 【解答】解:(1)滑上木板A时,木板不动,由受力分析得:μ1m1g≤μ2(m1+2m2)g 若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得:μ1m1g>μ2(m1+m2)g 代入数据得:0.35<μ≤0.5; (2)若μ1=0.4,则货物在木板A上滑动时,木板不动.设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得,μ1m1g=m1a 解得:a1=4m/s2 由﹣2a1L=v12﹣v02 达到B板时速度v1=4m/s 在A板上滑动时间由 v1=v0﹣at1, 解得:t1=0.5s 滑块滑上B板时B运动,由μ1m1g﹣μ2(m1+m2)g=m2a2 得:a2=m/s2 速度相同时a2t=v1﹣a1t2 解得:t2=s, 相对位移△x=t2﹣t2=t2=m<L=2.5m 物块与板B能达到共同速度:v共=a2t2=m/s, 然后一起相对静止的一起减速:μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a共 a共=2m/s2 t3==s, t=t1+t2+t3=s; 答:(1)若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,μ1应满足的条件:0.35<μ≤0.5. (2)若μ1=0.4,滑块运动时间为s. 2016年12月2日查看更多