江西省吉安市遂川中学2017届高三（上）第一次月考物理试卷（解析版）

江西省吉安市遂川中学2017届高三（上）第一次月考物理试卷（解析版）

‎2016-2017学年江西省吉安市遂川中学高三（上）第一次月考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（共40分，每小题4分，其中1、2、3、4、5、9、10为单选，其余为多选）‎ ‎1．如图所示，是A、B两质点从同一地点运动的x﹣t图象，则下列说法错误的是（　　）‎ A．A质点以20m/s的速度匀速运动 B．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动 C．B质点最初4s做加速运动，后4秒做减速运动 D．A、B两质点在4s末相遇 ‎2．如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图．当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是（　　）‎ A．向右行驶、突然刹车B．向左行驶、突然刹车 C．向左行驶、匀速直线运动D．向右行驶、匀速直线运动 ‎3．关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）‎ A．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上 B．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用 C．正压力越大，摩擦力越大 D．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 ‎4．以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v﹣t图象可能正确的是（　　）‎ A．B．C．D．‎ ‎5．如图所示，A、B为在同一高度相距为L的两点，一橡皮筋的两端系在 AB两点，怡好处于原长．将一质量为m的物体用光滑挂钩挂在橡皮筋的中点，物体静止时两段橡皮筋之间的夹角为60°．如果橡皮筋一直处于弹性限度内，且符合胡克定律，则其劲度系数k为（　　）‎ A．B．C．D．‎ ‎6．如图所示，在斜面上放两个光滑球A和B，两球的质量均为m，它们的半径分别是R和r球A左侧有﹣垂直于斜面的挡板，两球沿斜面排列并处于静止，以下说法正确的是（　　）‎ A．斜面倾角θ一定，R＞r时，R越大，r越小，B对斜面的压力越小 B．斜面倾角θ一定，R=r时，两球之间的弹力最小 C．斜面倾角θ一定时，A球对挡板的压力一定 D．半径确定时，随着斜面倾角θ逐渐增大，A受到挡板作用力先增大后减小 ‎7．在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力规律的实验中，特设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节传感器高度可使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根细绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部细绳水平），整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合该图象，下列说法中正确的是（　　）‎ A．可求出空沙桶的重力 B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小 C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小 D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）‎ ‎8．在平直公路上有甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动，它们速度的平方随位移变化的图象如图所示，则（　　）‎ A．甲车的加速度比乙车的加速度大 B．在x=0.5m处甲乙两车的速度相等 C．在x=0.5m处甲乙两车相遇 D．在x=1.0m处甲乙两车相遇 ‎9．如图所示，一小滑块沿足够长的斜面以初速度v向上做匀变速运动，依次经A，B，C，D 到达最高点E已知AB=BD=6m，BC=1m，滑块从A到C和从C到JD所用的时间都是2s．设滑块经B，C时的速度分别为vB、vc，则（　　）‎ A．vc=6m/sB．vb=m/s C．DE=3mD．从0到E所用时间为4s ‎10．足够长光滑轻杆BO通过铰链与固定水平粗糙轻杆AO连接，夹角为θ，轻杆BO只能在竖直平面内转动．一小圆环C穿过轻杆AO处于静止状态，轻质弹簧一端与圆环C连接，另一端连接一个轻质小套环D，小套环D穿过轻杆BO，初始弹簧处于自然长度，且CD垂直BO．现缓慢转动轻杆BO，若圆环C始终保持静止，且小套环D不滑出轻杆BO，则下列说法正确的是（　　）‎ A．若θ增大，小圆环C受水平向左的摩擦力 B．若θ减小，小圆环C受水平向左的摩擦力 C．若θ减小，小圆环C受到的摩擦力先向左后向右 D．小套环D始终在轻杆BO上某点不动 ‎　‎ 二、填空题（11小题每空2分，图2分，共计6分，12小题每空1分，图2分，共计8分）‎ ‎11．如图所示，一滑块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在长木板边缘的定滑轮与一重物相连，由静止释放重物后滑块在长木板上向左运动．光电门甲固定在长木板的右端，光电门乙的位置可移动，两个光电门的计时器可以显示出挡光片经过两光电门所用的时间t，每次都使滑块从同一点由静止开始运动，且滑块初始位置到光电门甲的距离L与重物初始位置到地面的距离L相等，多次改变光电门乙到光电门甲的距离X，并用米尺测量出光电门甲、乙之间的距离X，记下相应的t值，所得数据如下表所示．‎ X（m）‎ ‎0.200‎ ‎0.400‎ ‎0.600‎ ‎0.700‎ ‎0.800‎ ‎0.900‎ ‎0.950‎ t（s）‎ ‎0.088‎ ‎0.189‎ ‎0.311‎ ‎0.385‎ ‎0.473‎ ‎0.600‎ ‎0.720‎ ‎（m/s）‎ ‎2.27‎ ‎2.12‎ ‎1.93‎ ‎1.82‎ ‎1.69‎ ‎1.50‎ ‎1.32‎ 请你根据题目所给数据完成下列问题：‎ ‎（1）根据表中所给的数据，在坐标纸上画出﹣t图线；‎ ‎（2）根据所画出的﹣t图线，得出滑块加速度的大小为a=　　m/s2（结果保留两位有效数字）‎ ‎（3）滑块与水平长木板之间的动摩擦因数μ=　　（g=10m/s2）‎ ‎12．某同学探究弹簧的直径D与劲度系数k的关系．‎ ‎（1）为了排除其他因素的干扰，该同学选取了材料、自然长度、金属丝粗细均相同但直径不同的两根弹簧A、B做实验该同学的这种实验方法为　　‎ ‎（2）该同学用游标卡尺测量B弹簧的直径为2.40cm，如图甲所示，又测量了A弹簧的直径，DA=1.80cm．‎ ‎（3）该同学将两弹簧竖直悬挂在铁架台上，测出自然长度，然后在两弹簧下端增挂钩码，若每个钩码质量均为20g，试读出图甲中弹簧A、B的长度补全下表：‎ 钩码质量（g）‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ 弹簧A长度 ‎（cm）‎ ‎8.40‎ ‎10.10‎ ‎13.60‎ ‎15.30‎ 弹簧B长度 ‎（cm）‎ ‎8.4‎ ‎12.3‎ ‎20.50‎ ‎24.40‎ ‎（4）利用（3）中表格 数据，在图乙中描点并作出A、B弹簧拉力F与伸长量x的关系的图线，求出A、B弹簧的劲度系数KA=　　，N/m，KB=　　N/m（计算结果均保留一位小数，重力加速度g取10m/S2），从而该同学得出结论，在其他条件一定的情况下，弹簧直径越大，其劲度系数　　．‎ ‎　‎ 三、计算题（共46分，其中13-15题每题8分，16题12分，17题10分）‎ ‎13．用细绳AC和BC吊起一重为10kg的重物，两绳与水平方向的夹角如图所示．‎ ‎（1）求AC绳和BC绳受到的拉力大小．‎ ‎（2）如果AC绳和BC绳的最大承受力分别为100N和150N，试分析若逐渐增大重物的质量，哪一根绳将先断，并求出此时的重物的质量为多大．‎ ‎14．自行车是最节能的环保型交通工具．现有一辆自行车以6m/s的速度匀速前进，在其后方120m处有一辆汽车正以18m/s的速度追赶自行车．若两车在同一条公路不同车道上做同方向的直线运动，求：‎ ‎（1）经多长时间，两车第一次相遇？‎ ‎（2）若汽车追上自行车后立即刹车，汽车刹车过程中的加速度大小为2m/s2，则再经过多长时间两车第二次相遇？‎ ‎15．如图所示，质量M=2kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；‎ ‎（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ．‎ ‎16．质量为M=2.5kg的一只长方体形状的铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.50．这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上（如图所示），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为μ2=0.25．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．求：‎ ‎（1）木块对铁箱的压力；‎ ‎（2）水平拉力F的大小；‎ ‎（3）使拉力F减小到120N，经过一段时间，木块落至箱底后且不反弹，之后某时刻当箱的速度为v=6m/s时撤去拉力，再经1s时间木块从铁箱左侧到达右侧，则铁箱长度是多少？‎ ‎17．如图，可看作质点的小物块放在长木板正中间，已知长木板质量为M=4kg，长度为L=2m，小物块质量为m=1kg，长木板置于光滑水平地面上，两物体皆静止．现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上，发现只有当F超过2.5N时，才能让两物体间产生相对滑动．设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g=10m/s2，试求：‎ ‎（1）小物块和长木板间的动摩擦因数；‎ ‎（2）若一开始力F就作用在长木板上，且F=12N，则小物块经过多长时间从长木板上掉下？‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省吉安市遂川中学高三（上）第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共40分，每小题4分，其中1、2、3、4、5、9、10为单选，其余为多选）‎ ‎1．如图所示，是A、B两质点从同一地点运动的x﹣t图象，则下列说法错误的是（　　）‎ A．A质点以20m/s的速度匀速运动 B．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动 C．B质点最初4s做加速运动，后4秒做减速运动 D．A、B两质点在4s末相遇 ‎【考点】匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】图中是位移图象，其斜率等于物体的速度，根据数学知识求出速度．由斜率的正负判断质点的运动方向．‎ ‎【解答】解：A、由图象可知图中A质点做匀速运动，v=，故A正确；‎ B、B图象是曲线，斜率表示速度，前4s速度为正，且越来越小，后4s速度为负且速度越来越大，故B正确，C错误；‎ D、位移时间图象的交点表示两者相遇，故D正确．‎ 本题选错误的 故选C ‎　‎ ‎2．如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图．当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是（　　）‎ A．向右行驶、突然刹车B．向左行驶、突然刹车 C．向左行驶、匀速直线运动D．向右行驶、匀速直线运动 ‎【考点】牛顿第一定律．‎ ‎【分析】对物体进行受力分析，可知物体所受合力方向向左，故汽车向左作匀加速运动或向右作匀减速运动．‎ ‎【解答】解：对摆锤进行受力分析，如图所示，‎ 所以物体在水平方向所受合力不为0且方向向左，故物体的加速度方向向左．‎ 所以若汽车运动方向向左，即向左作匀加速运动；‎ 若汽车运动方向向右，即向右作匀减速运动．‎ 故A正确．‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎3．关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）‎ A．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上 B．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用 C．正压力越大，摩擦力越大 D．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功 ‎【考点】滑动摩擦力；静摩擦力和最大静摩擦力．‎ ‎【分析】摩擦力定义是两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力，摩擦力既可以作为动力也可以作为阻力，当摩擦力做为动力时方向和物体的运动方向相同，而做为阻力时方向和物体的运动方向相反．‎ ‎【解答】解：A、摩擦力方向与速度方向无关，摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上，A正确；‎ B、运动物体可能受到静摩擦力作用，静止物体也可能受到滑动摩擦力作用，比如汽车刹车时地面受滑动摩擦力，B错误；‎ C、滑动摩擦力与正压力有关，静摩擦力与外力有关，C错误；‎ D、滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，可能做正功，也可能做负功，D错误；‎ 故选：A ‎　‎ ‎4．以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v﹣t图象可能正确的是（　　）‎ A．B．C．D．‎ ‎【考点】匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】竖直上抛运动是初速度不为零的匀变速直线运动，加速度恒定不变，故其v﹣t图象是直线；有阻力时，根据牛顿第二定律判断加速度情况，v﹣t图象的斜率表示加速度．‎ ‎【解答】解：没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v﹣t图象是直线；‎ 有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma，故a=g+，由于阻力随着速度减小而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；‎ 有空气阻力时，下降阶段，根据牛顿第二定律，有：mg﹣f=ma，故a=g﹣，由于阻力随着速度增大而增大，故加速度减小；‎ v﹣t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，A、B为在同一高度相距为L的两点，一橡皮筋的两端系在 AB两点，怡好处于原长．将一质量为m的物体用光滑挂钩挂在橡皮筋的中点，物体静止时两段橡皮筋之间的夹角为60°．如果橡皮筋一直处于弹性限度内，且符合胡克定律，则其劲度系数k为（　　）‎ A．B．C．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；胡克定律．‎ ‎【分析】对物体m分析受力，根据平衡条件和胡克定律列式，进行求解．‎ ‎【解答】解：对物体m受力分析：重力和两个拉力．设橡皮筋的拉力大小为F．‎ 则根据平衡条件得：‎ ‎ mg=2Fcos30°．‎ 得到 F==mg；‎ 根据几何知识得：橡皮筋伸长的总长度为△x=2L﹣L=L．一侧橡皮筯的劲度系数为2k 由胡克定律，得：F=2k•△x 所以 k=．故B正确．‎ 故选：B ‎　‎ ‎6．如图所示，在斜面上放两个光滑球A和B，两球的质量均为m，它们的半径分别是R和r球A左侧有﹣垂直于斜面的挡板，两球沿斜面排列并处于静止，以下说法正确的是（　　）‎ A．斜面倾角θ一定，R＞r时，R越大，r越小，B对斜面的压力越小 B．斜面倾角θ一定，R=r时，两球之间的弹力最小 C．斜面倾角θ一定时，A球对挡板的压力一定 D．半径确定时，随着斜面倾角θ逐渐增大，A受到挡板作用力先增大后减小 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．‎ ‎【分析】AB、对球B受力分析，受重力、斜面支持力和A球的支持力，其中重力恒定、斜面支持力方向不变大小变，A球的支持力方向和大小都改变，采用作图法分析即可；‎ CD、对AB整体分析，受重力、斜面支持力和挡板的支持力，根据平衡条件求解出两个才、支持力的表达式进行分析即可．‎ ‎【解答】解：AB、对B球受力分析，受重力mg、斜面支持力N和A球的支持力F，改变R与r时，A对B的弹力的方向是改变的，如图所示：‎ 由图可以看出，当R=r时，支持力平行斜面向上，两球之间的弹力最小，故B正确；‎ 当R＞r，R越大，r越小时，力F方向从图中的位置1逐渐向位置2、3移动，故斜面支持力N增加，根据牛顿第三定律，B对斜面的压力也增加，故A错误；‎ CD、对AB整体分析，受重力、斜面支持力和挡板的支持力，根据平衡条件，平行斜面方向：N=（M+m）gsinθ，保持不变，根据牛顿第三定律，A对斜面的压力也一定，故C正确，D错误；‎ 故选：BC ‎　‎ ‎7．在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力规律的实验中，特设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节传感器高度可使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根细绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部细绳水平），整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合该图象，下列说法中正确的是（　　）‎ A．可求出空沙桶的重力 B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小 C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小 D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）‎ ‎【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．‎ ‎【分析】对滑块进行受力分析，由图象求出传感器对滑块的拉力，由平衡条件求出滑块受到的摩擦力，然后由牛顿第三定律判断小车的受力情况．‎ ‎【解答】解：在整个过程中，滑块受到水平向右的摩擦力f与水平向左的传感器的拉力F，滑块始终静止，处于平衡状态，‎ 由平衡条件得：则f=F；小车与滑块的摩擦力f与滑块对小车的摩擦力f′是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得：f′=f，则f′=F；‎ A、t=0时，没有向桶中倒沙，G空沙桶=F，由图乙所示图象可知，G空沙桶=F=2N，故A正确；‎ B、当小车运动时，滑块与小车间的摩擦力是滑动摩擦力，由图乙所示图象可知，f=F′=3N，故B正确；‎ C、当小车由静止刚好开始运动时，滑块与小车间的摩擦力是最大静摩擦力，由图乙所示图象可知，‎ 滑块与小车间的最大静摩擦力fmax=F″=3.5N，故C正确；‎ D、由图象我们只能知道50s后小车受到的滑动摩擦力是3N，恒定不变，并不知道沙桶对小车的拉力是多少，不知小车所受合力是多少，无法判断小车的运动状态，小车可能做匀速直线运动，也可能做加速直线运动，故D错误；‎ 故选ABC．‎ ‎　‎ ‎8．在平直公路上有甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动，它们速度的平方随位移变化的图象如图所示，则（　　）‎ A．甲车的加速度比乙车的加速度大 B．在x=0.5m处甲乙两车的速度相等 C．在x=0.5m处甲乙两车相遇 D．在x=1.0m处甲乙两车相遇 ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】由图可以由速度位移关系判定甲乙的加速度关系，判定A，且可以看出速度相等时对应的位移，判定B，从图中可以看出乙的平均速度大，故通过相同位移乙用的时间少，由此可以判定C，由甲乙的初速度和加速度可以解得两次相遇时的位移．判定D ‎【解答】解：A、由公式，可知甲的加速度大于乙的加速度，故A正确 B、由图可知在x=0.5 m处甲乙两车的速度相等，故B正确 C、由图知在x=0.5 m之前，甲的平均速度小于乙的平均速度，故当甲到达x=0.5 m处时，乙已经在甲之前了，故不再此点相遇．故C错误 D、由图知甲的初速度为0，由，得加速度为，乙的初速度为1m/s，由，得乙的加速度为：，当位移相等时两车相遇：，解得：t=2s，故位移为：，故D错误 故选AB ‎　‎ ‎9．如图所示，一小滑块沿足够长的斜面以初速度v向上做匀变速运动，依次经A，B，C，D 到达最高点E已知AB=BD=6m，BC=1m，滑块从A到C和从C到JD所用的时间都是2s．设滑块经B，C时的速度分别为vB、vc，则（　　）‎ A．vc=6m/sB．vb=m/s C．DE=3mD．从0到E所用时间为4s ‎【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】本题的突破口是ab=bd=6m，bc=1m，小球从a到c的时间是2s，从a到d的时间是4s，根据x=v0t+即可求出va和a；再根据速度公式vt=v0+at求出vc和vd，然后根据vt2﹣v02=2ax求出de的距离，最后根据vt=v0+at求出从d到e的时间．‎ ‎【解答】解：物体在a点时的速度大小为v0，加速度为a，‎ 则从a到c有：xac=v0t1+，‎ 即：7=v0×2+，‎ ‎7=2v0+2a 物体从a到d有：xad=v0t2+‎ 即：12=v0×4+‎ ‎3=v0+2a 故：a=﹣‎ 得：v0=4m/s 根据速度公式vt=v0+at可得：vc=4﹣=3m/s，故A错误．‎ 从a到b有：vb2﹣va2=2axab 解得：vb=，故B错误．‎ 根据速度公式vt=v0+at可得：vd=v0+at2=4﹣=2m/s，‎ 则从d到e有：﹣vd2=2axde 则：xde==，故C错误．‎ vt=v0+at可得从d到e的时间为：．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎10．足够长光滑轻杆BO通过铰链与固定水平粗糙轻杆AO连接，夹角为θ，轻杆BO只能在竖直平面内转动．一小圆环C穿过轻杆AO处于静止状态，轻质弹簧一端与圆环C连接，另一端连接一个轻质小套环D，小套环D穿过轻杆BO，初始弹簧处于自然长度，且CD垂直BO．现缓慢转动轻杆BO，若圆环C始终保持静止，且小套环D不滑出轻杆BO，则下列说法正确的是（　　）‎ A．若θ增大，小圆环C受水平向左的摩擦力 B．若θ减小，小圆环C受水平向左的摩擦力 C．若θ减小，小圆环C受到的摩擦力先向左后向右 D．小套环D始终在轻杆BO上某点不动 ‎【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】轻质小套环D受弹簧拉力和杆的支持力，由于支持力与杆BO垂直，故弹簧的弹力一定垂直与BO杆；再对C受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的方向．‎ ‎【解答】解：A、B、C、轻质小套环D受弹簧拉力和杆的支持力，二力平衡；‎ 由于支持力与杆BO垂直，故弹簧的弹力一定垂直与BO杆；‎ 再分析圆环C，受重力、弹簧的弹力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，角度θ增加时弹簧是向右下方的拉力，又向右的运动趋势，摩擦力向左；角度θ减小时弹簧是向左上方的支持力，有向左的运动趋势，摩擦力向右；故A正确，B错误，C错误；‎ D、根据几何关系，有：‎ DO=CO•cosθ 由于CO不变，θ变化，故DO变化；故D错误；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ 二、填空题（11小题每空2分，图2分，共计6分，12小题每空1分，图2分，共计8分）‎ ‎11．如图所示，一滑块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在长木板边缘的定滑轮与一重物相连，由静止释放重物后滑块在长木板上向左运动．光电门甲固定在长木板的右端，光电门乙的位置可移动，两个光电门的计时器可以显示出挡光片经过两光电门所用的时间t，每次都使滑块从同一点由静止开始运动，且滑块初始位置到光电门甲的距离L与重物初始位置到地面的距离L相等，多次改变光电门乙到光电门甲的距离X，并用米尺测量出光电门甲、乙之间的距离X，记下相应的t值，所得数据如下表所示．‎ X（m）‎ ‎0.200‎ ‎0.400‎ ‎0.600‎ ‎0.700‎ ‎0.800‎ ‎0.900‎ ‎0.950‎ t（s）‎ ‎0.088‎ ‎0.189‎ ‎0.311‎ ‎0.385‎ ‎0.473‎ ‎0.600‎ ‎0.720‎ ‎（m/s）‎ ‎2.27‎ ‎2.12‎ ‎1.93‎ ‎1.82‎ ‎1.69‎ ‎1.50‎ ‎1.32‎ 请你根据题目所给数据完成下列问题：‎ ‎（1）根据表中所给的数据，在坐标纸上画出﹣t图线；‎ ‎（2）根据所画出的﹣t图线，得出滑块加速度的大小为a=　3.0　m/s2（结果保留两位有效数字）‎ ‎（3）滑块与水平长木板之间的动摩擦因数μ=　0.31　（g=10m/s2）‎ ‎【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．‎ ‎【分析】（1）根据描点法作图，即可．‎ ‎（2）由位移时间关系式整理得到﹣t图线的表达式，并找出图线的斜率和加速度关系；‎ ‎（3）由牛顿第二定律，即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出﹣t图线如图：‎ ‎（2）由表达式=v0﹣at可知，﹣t图线的斜率的绝对值表示加速度的一半，即k=，‎ 根据图象得：k==1.5=a，因此a=3.0m/s2．‎ ‎（3）根据牛顿第二定律，有：μmg=ma，‎ 将a=3.0m/s2‎ 代入解得，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.31；‎ 故答案为：（1）如上图所示；‎ ‎（2）3.0；‎ ‎（3）0.31．‎ ‎　‎ ‎12．某同学探究弹簧的直径D与劲度系数k的关系．‎ ‎（1）为了排除其他因素的干扰，该同学选取了材料、自然长度、金属丝粗细均相同但直径不同的两根弹簧A、B做实验该同学的这种实验方法为　控制变量法　‎ ‎（2）该同学用游标卡尺测量B弹簧的直径为2.40cm，如图甲所示，又测量了A弹簧的直径，DA=1.80cm．‎ ‎（3）该同学将两弹簧竖直悬挂在铁架台上，测出自然长度，然后在两弹簧下端增挂钩码，若每个钩码质量均为20g，试读出图甲中弹簧A、B的长度补全下表：‎ 钩码质量（g）‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ 弹簧A长度 ‎（cm）‎ ‎8.40‎ ‎10.10‎ ‎13.60‎ ‎15.30‎ 弹簧B长度 ‎（cm）‎ ‎8.4‎ ‎12.3‎ ‎20.50‎ ‎24.40‎ ‎（4）利用（3）中表格 数据，在图乙中描点并作出A、B弹簧拉力F与伸长量x的关系的图线，求出A、B弹簧的劲度系数KA=　16.0　，N/m，KB=　4.9　N/m（计算结果均保留一位小数，重力加速度g取10m/S2），从而该同学得出结论，在其他条件一定的情况下，弹簧直径越大，其劲度系数　越小　．‎ ‎【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．‎ ‎【分析】（1）控制其它量不变，只比较一个量间的方法叫做控制变量法；‎ ‎（2）利用刻度尺测量长度要估读到最小刻度的下一位；‎ ‎（4）通过描点做出图象，斜率代表弹簧的劲度系数，即可比较关系 ‎【解答】解：（1）该同学选取了材料、自然长度、金属丝粗细均相同但直径不同的两根弹簧A、B做实验该同学的这种实验方法为控制变量法；‎ ‎（3）由甲图可知，弹簧A的长度为11.80cm，弹簧B的长度为16.40cm ‎（4）通过描点做出F﹣x图象如图所示 ‎（4）在F﹣x图象中斜率代表劲度系数 A弹簧的劲度系数为 B弹簧的劲度系数为 通过计算可知，弹簧直径越大，其劲度系数越小 故答案为：（1）控制变量法；（3）11.80；16.40‎ ‎（4）16.0；4.9，越小 ‎　‎ 三、计算题（共46分，其中13-15题每题8分，16题12分，17题10分）‎ ‎13．用细绳AC和BC吊起一重为10kg的重物，两绳与水平方向的夹角如图所示．‎ ‎（1）求AC绳和BC绳受到的拉力大小．‎ ‎（2）如果AC绳和BC绳的最大承受力分别为100N和150N，试分析若逐渐增大重物的质量，哪一根绳将先断，并求出此时的重物的质量为多大．‎ ‎【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】（1）AC绳BC绳产生的拉力的合力与重物的重力是平衡力，利用几何知识可以解决两绳的拉力 ‎（2）m在重力和两个拉力的作用下而处于平衡状态，则由共点力平衡的条件可知则任意二力之和与第三力大小相等，方向相反，由角边关系可求得三力的大小关系，从而判断哪一根先断，进而求出绳断时的重物的重力．‎ ‎【解答】解：（1）选C点为研究对象，对其受力分析如下图 由几何关系知：F1=Gsin30=×10×10N=50N F2=Gcos30°=×10×10N=50N 由牛顿第三定律知，两绳子受到的拉力FAC=F1=50N FBC=F2=50N ‎（2）由上面解析可知，随重物增加两绳子实际受到的拉力之比 ‎，‎ 故重物增加时BC绳子先断；当即将断时，BC绳子所产生拉力为：‎ FBC′=150N 由上图可知，G′=N 答：（1）AC绳和BC绳受到的拉力大小为50N，50N；‎ ‎（2）BC先断，绳断时的重物的重力为100．‎ ‎　‎ ‎14．自行车是最节能的环保型交通工具．现有一辆自行车以6m/s的速度匀速前进，在其后方120m处有一辆汽车正以18m/s的速度追赶自行车．若两车在同一条公路不同车道上做同方向的直线运动，求：‎ ‎（1）经多长时间，两车第一次相遇？‎ ‎（2）若汽车追上自行车后立即刹车，汽车刹车过程中的加速度大小为2m/s2，则再经过多长时间两车第二次相遇？‎ ‎【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）抓住汽车和自行车的位移关系：相遇时汽车与自行车的位移之差等于120m，运用运动学公式求出第一次相遇的时间．‎ ‎（2）抓住位移相等，运用运动学公式求出第二次相遇的时间，需讨论汽车刹车到停止的时间，若经历的时间大于汽车到停止的时间，则汽车停在某处让自行车追赶，再根据运动学公式求出追及的时间．‎ ‎【解答】解：（1）设经t1秒，自行车的速度为v1，汽车的速度为v2．‎ 汽车追上自行车时，有：‎ ν2t1=ν1t1+S ‎ 解得：t1==s=10s，故经过10s两车第一次相遇．‎ ‎（2）汽车刹车的加速度为a=﹣2 m/s2 设第二次追上所用的时间为t2，则 ν1t2=ν2t2+at22‎ 代入得：6t2=18t2+×（﹣2）×t22，‎ 可得：t2=12s ‎ 设汽车从刹车到停下用时t3 s．‎ 由0=ν2+at3‎ 得：t3==s=9s＜t2 故自行车又追上汽车前，汽车已停下． ‎ 停止前汽车的位移为：s汽=‎ 设经t4时间追上，则：ν1t4=‎ 解得：t4==s=13.5s，故再经过13.5s两车第二次相遇．‎ 答：（1）经10s时间，两车第一次相遇．‎ ‎（2）再经过13.5s时间两车第二次相遇．‎ ‎　‎ ‎15．如图所示，质量M=2kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；‎ ‎（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ．‎ ‎【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】（1）以小球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解轻绳与水平方向夹角θ；‎ ‎（2）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，由平衡条件和摩擦力公式求解木块与水平杆间的动摩擦因数μ．‎ ‎【解答】解：（1）设细绳对B的拉力为T．以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：‎ ‎ Fcos30°=Tcosθ ①‎ ‎ Fsin30+Tsinθ=mg ②‎ 代入解得，T=10，tanθ=，即θ=30°‎ ‎（2）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．再平衡条件得 ‎ Fcos30°=f ‎ N+Fsin30°=（M+m）g 又f=μN 得到，μ=‎ 代入解得，μ=‎ 答：‎ ‎（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ=30°；‎ ‎（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ=．‎ ‎　‎ ‎16．质量为M=2.5kg的一只长方体形状的铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.50．这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上（如图所示），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为μ2=0.25．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．求：‎ ‎（1）木块对铁箱的压力；‎ ‎（2）水平拉力F的大小；‎ ‎（3）使拉力F减小到120N，经过一段时间，木块落至箱底后且不反弹，之后某时刻当箱的速度为v=6m/s时撤去拉力，再经1s时间木块从铁箱左侧到达右侧，则铁箱长度是多少？‎ ‎【考点】牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】本题（1）的关键是明确“木块恰好能静止在后壁上”的含义是木块受到的知道最大静摩擦力等于木块的重力，再结合牛顿第三定律即可求解；题（2）的关键是先对木块列出水平方向根据牛顿第二定律求出木块的加速度，然后再对铁箱列出水平方向牛顿第二定律表达式，联立即可求解；题（3）的关键是明确当F减到120N时，木块将会下落到箱底，然后求出速度减为零的时间并与给出的时间比较，再分别求出木块和铁箱向右发生的位移，求出相对位移，即为铁箱的长度．‎ ‎【解答】解：（1）木块在竖直方向恰好静止在后壁上，由平衡条件可得： =mg，解得=20N 由牛顿第三定律可得，木块对铁箱的压力大小为20N，方向水平向左．‎ ‎（2）对木块，在水平方向应有：，可得加速度大小为a==40m/‎ 对铁箱与木块整体，在水平方向应有：F﹣（m+M）g=（M+m）a，‎ 解得F=135N；‎ ‎（3）当F=120N时，因为小于135N，所以木块将相对铁箱向下运动，但同时木块与铁箱在水平方向仍然一起加速，当撤去外力后，当两者一起运动时的加速度大小应为： ==5m/，‎ 因为木块的最大加速度大小应为： ==2.5m/，由于，所以木块将相对铁箱向右运动，‎ 此时铁箱的加速度大小应满足：，解得=5.5m/‎ 设铁箱速度减为零的时间为，根据v=可得：0=，解得： =s＞1s，‎ 所以当t=1s时铁箱与木块均未停止：‎ 在t=1s时间内铁箱运动的位移为： =﹣=6×1=3.25m 木块运动的位移为： ==6﹣=4.75m 所以铁箱的长度即相对位移为：L==4.75﹣3.25=1.5m 答：‎ ‎（1）木块对铁箱的压力为20N，方向向左 ‎（2）水平拉力F大小为135N ‎（3）铁箱长度是1.5m ‎　‎ ‎17．如图，可看作质点的小物块放在长木板正中间，已知长木板质量为M=4kg，长度为L=2m，小物块质量为m=1kg，长木板置于光滑水平地面上，两物体皆静止．现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上，发现只有当F超过2.5N时，才能让两物体间产生相对滑动．设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g=10m/s2，试求：‎ ‎（1）小物块和长木板间的动摩擦因数；‎ ‎（2）若一开始力F就作用在长木板上，且F=12N，则小物块经过多长时间从长木板上掉下？‎ ‎【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】（1）对整体为研究对象，根据牛顿第二定律列方程求出二者一起匀加速的最大加速度，然后以M为研究对象，根据牛顿第二定律列方程求出摩擦因数；‎ ‎（2）小物块从模板上滑下时二者位移差等于木板长，结合运动学公式列方程求解．‎ ‎【解答】解：（1）设两物体间的最大静摩擦力为f，当F=2.5N作用于m时，对整体由牛顿第二定律有：‎ F=（M+m）a ①‎ 对M，由牛顿第二定律：‎ f=Ma ②‎ 由①②可得：f=2N 小物块竖直方向上受力平衡，所受支持力N=mg，由摩擦力性质：‎ f=μmg 得：μ=0.2 ③‎ ‎（2）F=12N作用于M时，两物体发生相对滑动，设M、m加速度分别为a1、a2，‎ 对M，由牛顿第二定律：‎ F﹣f=Ma1 ④‎ 得a1=2.5m/s2‎ 对m，由牛顿第二定律：‎ f=ma2 ⑤‎ 得：a2=2m/s2‎ 由匀变速直线运动规律，两物体在t时间内位移为：‎ s1=a1t2 ⑥‎ s2=a2t2 ⑦‎ m刚滑下M时：‎ s1﹣s2=L ⑧‎ 由⑥⑦⑧得：t=2s ‎ 答：（1）小物块和长木板间的动摩擦因数为0.2；‎ ‎（2）若一开始力F就作用在长木板上，且F=12N，则小物块经过2s从长木板上掉下．‎ ‎　‎ ‎2016年12月9日