平罗县中2023-2024学年高三上学期第一次月考
物理 答案解析
一、选择题:本题共16小题,共52分.在每小题给出的四个选项中,第1~12题只有一项符合题目要求,每题3分,第13~16题有多项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.
1.2023年短道速滑世界杯德累斯顿站男子5000米接力决赛中,由李文龙、林孝、刘冠逸、钟宇晨组成的中国队获得冠军。如图所示,“交棒”运动员向前推“接棒”的运动员接力。不计摩擦。关于一组“交接棒”运动员的运动,下列说法正确的是( )
A.以看台为参考系,两运动员是静止不动的
B.接力过程中两运动员之间的相互作用力相同
C.接力过程中两个运动员的惯性保持不变
D.接力过程中质量较大运动员的速度变化率也较大
解析:【详解】A.以看台为参考系,两运动员是运动的,故A错误;
B.接力过程中两运动员之间的相互作用力大小相同,方向相反,故B错误;
C.惯性只与物体的质量有关,接力过程中两运动员的质量不变,则惯性不变,故C正确;
D.接力过程发生的瞬间,可认为两运动员组成的系统动量守恒,设作用时间为,两运动员动量的变化量大小相同,则可知质量大的运动员速度的变化量小,由速度的变化率
可知,质量较大的运动员速度变化率较小,故D错误。
故选C。
2.一质点做匀加速直线运动,加速度为a,在时间t内速度变为原来的3倍,则该质点在时间t内的位移大小为( )
A.at2 B.at2
C.at2 D.2at2
解析:设质点原来的速度为v0,在时间t内速度变为原来的3倍,由匀变速直线运动规律,则有v0+at=3v0,质点在时间t内的位移大小x=t,联立解得x=at2,选项C正确。
答案:C
3.一物体从空中自由下落至地面,若其最后1 s的位移是第1 s位移的n倍,忽略空气阻力,则物体下落时间是( )
A.(n+1) s B.(n-1) s
C. s D. s
解析:自由落体运动第1 s下落的位移h1=gt12=×10×1 m=5 m,最后1 s下落的位移h=gt2-g(t-1 s)2=nh1,解得t= s,C选项正确。
答案:C
4.一质点做直线运动,前半程内的平均速度是v1,后半程内的平均速度是v2,此质点在全程范围内的平均速度是( )
A. B.
C. D.
解析:设总的位移为x,质点在前一半位移用的时间t1=,后一半位移用的时间t2=,全程范围内的平均速度的大小是=,故A、B、C错误,D正确。
答案:D
5.厦门大桥主桥有间距相等的路灯,5根连续的灯柱a、b、c、d、e如图所示,汽车从灯柱a处由静止开始做匀变速直线运动,已知该车通过ab段的时间为t,则通过ce段的时间为( )
A.t B.(-1)t
C.(+1)t D.(2-)t
解析:汽车从灯柱a处由静止开始做匀加速直线运动,通过连续四段相同的位移所需的时间之比为1∶(-1)∶(-)∶(2-),设通过ce段的时间为t′,则==,解得t′=(2-)t,选项A、B、C错误,D正确。
答案:D
6.甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶,二者的位置x随时间t的变化关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A. t1时刻两车速度相同
B. t1时刻甲车追上乙车
C. t1到t2时间内,两车速度可能相同
D. t1到t2时间内,乙车的平均速率比甲车大
解析:x t图象的斜率表示速度,在t1时刻乙图象的斜率大于甲图象的斜率,所以乙车的速度大于甲车速度,故A错误;甲的初位置在乙前方,t1时刻位置相同,则在t1时刻乙车追上甲车,故B错误;根据图象可知,在t1时刻乙图象的斜率大于甲图象的斜率,在t2时刻乙图象的斜率小于甲图象的斜率,在t1到t2时间内的某时刻二者的斜率相同,此时两车速度相等,故C正确;t1到t2时间内,乙车与甲车路程相等,所用时间相同,乙车的平均速率与甲车相同,故D错误。
答案:C
7.A和B两物体在同一直线上运动的v t图象如图所示,已知在第5 s末两个物体在途中相遇,则下列说法正确的是( )
A.两物体从同一地点出发
B.出发时B在A前5 m处
C.7 s末两个物体再次相遇
D.t=0时两物体的距离比t=3 s时的小
解析:由速度—时间图象与横轴所围的“面积”表示位移,可知两物体在5 s内的位移不等,而它们在第5 s末相遇,则知两物体出发点不同,A错误;A、B两物体在5 s内的位移分别为xA=17.5 m,xB=12.5 m,Δx=xA-xB=5 m,所以出发时B在A前5 m处,B正确;5 s末两个物体相遇,由于5 s~7 s内,B的位移比A的位移大,所以7 s末两个物体没有相遇,C错误;在t=0时两物体相距5 m,t=3 s时,A、B两物体的位移分别是xA′=7.5 m,xB′=4.5 m,两物体相距Δx′=5-(xA′-xB′)=2 m,D错误。
答案:B
8.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其-t的图象如图所示,则( )
A.质点做匀加速直线运动,加速度大小为0.75 m/s2
B.质点做匀速直线运动,速度大小为3 m/s
C.质点在第4 s末速度大小为6 m/s
D.质点在前4 s内的位移大小为24 m
答案 D
解析 由题图可知=3+0.75t (m/s),整理得x=3t+0.75t2,质点做匀加速运动,对比公式x=v0t+at2可知,质点的初速度为v0=3 m/s,加速度大小为a=1.5 m/s2,故A、B错误;质点在第4 s末速度大小为v=v0+at′=3 m/s+1.5×4 m/s=9 m/s,故C错误;质点在前4 s内的位移大小为x=v0t′+at′2=(3×4+×1.5×42) m=24 m,故D正确.
9.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
解析:若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=gtan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确。
答案:D
10.(2023·四川德阳模拟)如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑,则( )
A.A、B间没有静摩擦力
B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上
C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsin θ
D.A与斜面间的动摩擦因数μ=tan θ
解析:对物体B受力分析可知,B一定受重力、支持力,将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力,B能匀速下滑,受力一定平衡,故A对B应有沿斜面向上的静摩擦力;根据力的相互作用规律可知,A受到B的静摩擦力应沿斜面向下,故A、B错误。对A、B整体分析,并将整体重力分解,可知沿斜面方向上,重力的分力与摩擦力等大反向,故A受的滑动摩擦力沿斜面向上,大小为2mgsin θ,C错误。对A、B整体分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,由于匀速下滑,故重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力平衡,则有2mgsin θ=μ2mgcos θ,解得μ=tan θ,D正确。
答案:D
11.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔,质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是( )
A.F不变,FN 增大 B.F减小,FN 不变
C.F不变,FN 减小 D.F增大,FN 减小
解析:小球沿圆环缓慢上移可看作处于平衡状态,对小球进行受力分析,作出受力示意图,如图所示,由图可知△OAB∽△ACD,即==,当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,FN不变,A、C、D错误,B正确。
[答案] B
12.如图所示,在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点,另一端从墙壁上的B点先沿着墙壁缓慢移到C点,后由C点缓慢移到D点,不计一切摩擦,且墙壁BC段竖直,CD段水平。在此过程中,关于轻绳的拉力F的变化情况,下列说法正确的是( )
A.F一直减小 B.F一直增大
C.F先增大后减小 D.F先不变后增大
解析:当轻绳另一端在C点时,设轻绳左右两侧间的夹角为2θ。以滑轮和重物整体为研究对象,分析受力情况,受力分析图如图所示,根据平衡条件得2Fcos θ=mg,得到轻绳的拉力F=,轻绳另一端从B点沿墙壁缓慢移到D点,由几何知识可知,θ先不变后增大,cos θ先不变后减小,轻绳的拉力F先不变后增大,D正确,A、B、C错误。
答案:D
13.甲、乙两质点在同一条直线上运动,质点甲做匀变速直线运动,质点乙做匀速直线运动,其中图线甲为抛物线的左半支且顶点在15 s处,图线乙为一条过原点的倾斜直线。下列说法正确的是( )
A.t=5 s时乙车的速度为2 m/s,甲车的速率为2 m/s
B.t=0时刻甲、乙两车之间的距离为25 m
C.t=0时刻甲车的速度大小为3 m/s
D.甲车的加速度大小为0.1 m/s2
解析:乙车做匀速直线运动,速度v乙== m/s=2 m/s;甲车做匀变速直线运动,其图线在15 s时与横轴相切,则t=15 s时甲车的速度为零,利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动,据位移时间公式x=at2,结合图象有10 m=×a×(10 s)2,解得a=0.2 m/s2,所以t=5 s时甲车的速率v=0.2×10 m/s=2 m/s,故A项正确,D项错误。根据图象有x0=×0.2×152 m=22.5 m,则t=0时刻甲、乙两车之间的距离为22.5 m,故B项错误。t=0时刻甲车的速度大小v0=0.2×15 m/s=3 m/s,故C项正确。
答案:AC
14.甲、乙两人分别用轻绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升,如图所示。开始时两轻绳的夹角为锐角,则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中,以下判断正确的是( )
A.aO绳中的弹力逐渐增大
B.bO绳中的弹力逐渐增大
C.aO绳中的弹力先减小后增大
D.bO绳中的弹力先减小后增大
解析:以物块为研究对象,分析受力情况,物块受重力G、bO绳的拉力F和aO绳的拉力FT,由平衡条件得,F和FT的合力与G大小相等、方向相反,当将物块向上缓慢移动时,aO绳方向不变即FT方向不变,bO绳绕O点逆时针转动,作出转动过程中三个位置力的合成图,如图由1到2到3的过程,由图可知aO绳的弹力FT一直增大,bO绳的弹力F先减小后增大,选项A、D正确,B、C错误。
答案:AD
15.质量为M的凹槽静止在粗糙水平地面上,内壁为光滑半圆柱面,截面如图所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。凹槽内有一质量为m的小滑块,用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,下列说法正确的是( )
A.推力F先增大后减小
B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C.水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小
D.水平地面对凹槽的支持力一直减小
解析:小滑块由A点向B点缓慢移动,合力为零,对其受力分析,并将各力首尾相接,如图1所示,由图中几何关系可知,该过程中推力F逐渐增大,凹槽对滑块的支持力N逐渐减小,选项A、B错误。
凹槽始终静止不动,合力为零,对其受力分析,如图2所示。
由图1知N=mgcos θ,而f=N′sin θ=Nsin θ,代入得f=mgsin θcos θ=mgsin 2θ,当θ=45°时F墙有最大值,故F墙先增大后减小,选项C正确。
而N″=Mg+N′cos θ=Mg+mgcos2θ,当θ增大时N″减小,选项D正确。
答案:CD
16.如图甲所示,物块A. B静止叠放在水平地面上,B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F作用,A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示,已知物块A的质量m=3kg,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则()
A.两物块间的动摩擦因数为0.2
B.当0
答案:AB
二、非选择题:共46分.第17~18题为必考题,每个试题考生都必须作答.
17.(12分)在做“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是________________。
(2)如图所示,某同学由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm。
表中列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。
对应点 B C D E F
速度/(m·s-1) 0.737 0.801 0.994
(3)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图象。
(4)根据画出的小车的速度—时间关系图象计算出小车的加速度a=________m/s2。(结果保留两位有效数字)
(5) 另外两位同学用他们测量的同一组实验数据分别作出的小车运动v-t图像如图a、b所示,你认为作图正确的是________.
[解析] (1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计。
(2)根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知,vD== m/s=0.864 m/s,同理可得vE=0.928 m/s。
(3)小车的速度—时间关系图象如图所示。
(4)由小车的速度—时间关系图象可得,小车的加速度a== m/s2≈0.65 m/s2。
(5)所画的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点尽量均匀分居两侧,极个别点相距比较远应该舍弃,图丁所画直线没有过任何一点,这是不妥的,作图正确的是图a。
[答案] (1)弹簧测力计 (2)0.864 0.928 (3)图见解析 (4)0.65 (5)a
18.(6分)有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重力相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验可能完成的是________(填正确答案前的字母).
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是________(填选项前字母).
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为________(填“甲”或“乙”)是正确的.
答案 (1)BCD (2)A (3)甲
解析 (1)实验中的分力与合力的关系必须满足:|F1-F2|≤F3≤F1+F2(等号在反向或同向时取得),因此B、C、D三项都是可以的.
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向.
(3)F3的方向一定竖直向下,由于测量误差,F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向,所以甲是正确的.
19.(12分)机动车礼让行人是一种文明行为。质量m=1.0×103 kg的汽车以v1=36 km/h 的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线s=20 m处,驾驶员发现小朋友排着长l=6 m的队伍从斑马线一端开始通过,立即刹车,最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变,且忽略驾驶员反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小;
(2)若路面宽L=6 m,小朋友行走的速度v0=0.5 m/s,求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间;
(3)假设驾驶员以v2=54 km/h超速行驶,恰好停在斑马线前,求汽车至少距离斑马线多远开始刹车。
[解析] (1)以汽车初速度方向为正方向,v1=36 km/h=10 m/s,由于刹车过程所受阻力不变,因此汽车做匀减速直线运动,末速度为0,此过程平均速度=,
根据平均速度的定义得=,
解得刹车时间t=4 s,
末速度0=v1+at,
解得刹车加速度a=-2.5 m/s2,
根据牛顿第二定律得Ff=ma,
解得Ff=-2.5×103 N,阻力方向与初速度方向相反,大小为2.5×103 N。
(2)小朋友全部通过所需时间t′=,
等待时间t0=t′-t,
解得t0=20 s。
(3)v2=54 m/h=15 m/s,
根据速度位移关系得0-v22=2ax
解得x=45 m。
[答案] (1)4 s 2.5×103 N (2)20 s (3)45 m
2.(1);(2)N;(3)60°
【详解】(1)物体的受力情况如图所示
由平衡条件有,物体受到的摩擦力的大小
(2)水平面对物体的最大静摩擦力
由于
物体向左运动,物体受到的摩擦力的大小
(3)物体不被推动应满足
,,,
以上四式联立,有
,
要F无论多大,上式都成立,则需
所以
, 60°
故题求
21.[物理——选修3-3](15分)
(1)(5分)2.下列说法正确的是( )
A.温度相同的氮气和氧气的分子平均动能相同
B.分子之间的距离增加时,分子势能一直减小
C.被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动,是因为冰中的水分子不运动
D.由于液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离,所以液体表面具有收缩的趋势
E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关
解析:温度是分子热运动平均动能的标志,温度相同的氮气和氧气的分子平均动能也相同,故A正确;;两分子之间的距离大于r0,分子力表现为引力,故当分子之间的距离增加时,分子力做负功,分子势能增加,故B错误;分子运动是永不停息的无规则热运动,故C错误;液体表面分子较为稀疏,液体表面的分子间距离大于液体内部分子间的距离,分子间表现为引力,故D正确;气体压强取决于分子的密度和分子热运动的平均动能的大小,所以气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关,故E正确。
答案:ADE
(2)(10分)在热力学中有一种循环过程叫作焦耳循环,它由两个等压过程和两个绝热过程组成。一定质量的理想气体的焦耳循环过程(A→B→C→D→A)如图所示,已知某些状态的部分参数(见图中所标数据),状态P位于过程AB的中点。1 atm=1×105 Pa。
①已知状态A的温度TA=400 K,求状态D的温度TD;
②若已知P→C过程放热Q=5×105 J,求B→C过程外界对气体做的功。
解析:(1)空调制冷时把热量从低温物体传递到高温物体是通过压缩机进行的,不是自发的,选项A错误;单晶体和多晶体一定有确定的熔点,单晶体是各向异性的,多晶体是各向同性的,选项B错误;知道水的摩尔质量M和水分子质量m,可以计算出阿伏加德罗常数NA=,选项C正确;液体表面存在张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子力表现为吸引力,选项D正确;影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距,即相对湿度,选项E正确。
(2)①由题意知D→A过程为绝热过程,根据理想气体状态方程,有
=,
代入数据解得TD=600 K;
②对P→C过程,根据理想气体状态方程,有
=,
代入数据可知,状态P和C的温度相同,根据理想气体的内能只与温度有关,可知P、C两个状态内能相等,
对P→B过程,外界对气体做的功
W1=pPΔV=1×105×(6-4) J=2×105 J,
设B→C过程外界对气体做的功为W2,从P到C过程根据热力学第一定律,有
0=W1+W2-Q,
代入数据解得B→C过程外界对气体做的功
W2=3×105 J。
答案:(1)ADE (2)①600 K ②3×105 J平罗县中2023-2024学年高三上学期第一次月考
物理
考试时间:100分钟 满分:110分
一、选择题:本题共20小题,共52分。第1~12题只有一项符合题目要求,每小题3分;第13~16题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.2023年短道速滑世界杯德累斯顿站男子5000米接力决赛中,由李文龙、林孝、刘冠逸、钟宇晨组成的中国队获得冠军。如图所示,“交棒”运动员向前推“接棒”的运动员接力。不计摩擦。关于一组“交接棒”运动员的运动,下列说法正确的是( )
A.以看台为参考系,两运动员是静止不动的
B.接力过程中两运动员之间的相互作用力相同
C.接力过程中两个运动员的惯性保持不变
D.接力过程中质量较大运动员的速度变化率也较大
2.一质点做匀加速直线运动,加速度为a,在时间t内速度变为原来的3倍,则该质点在时间t内的位移大小为( )
A.at2 B.at2
C.at2 D.2at2
3.一物体从空中自由下落至地面,若其最后1 s的位移是第1 s位移的n倍,忽略空气阻力,则物体下落时间是( )
A.(n+1) s B.(n-1) s
C. s D. s
4.一质点做直线运动,前半程内的平均速度是v1,后半程内的平均速度是v2,此质点在全程范围内的平均速度是( )
A. B.
C. D.
5.厦门大桥主桥有间距相等的路灯,5根连续的灯柱a、b、c、d、e如图所示,汽车从灯柱a处由静止开始做匀变速直线运动,已知该车通过ab段的时间为t,则通过ce段的时间为( )
A.t B.(-1)t
C.(+1)t D.(2-)t
6.甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶,二者的位置x随时间t的变化关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A. t1时刻两车速度相同
B. t1时刻甲车追上乙车
C. t1到t2时间内,两车速度可能相同
D. t1到t2时间内,乙车的平均速率比甲车大
7.A和B两物体在同一直线上运动的v t图象如图所示,已知在第5 s末两个物体在途中相遇,则下列说法正确的是( )
A.两物体从同一地点出发
B.出发时B在A前5 m处
C.7 s末两个物体再次相遇
D.t=0时两物体的距离比t=3 s时的小
8.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其-t的图象如图所示,则( )
A.质点做匀加速直线运动,加速度大小为0.75 m/s2
B.质点做匀速直线运动,速度大小为3 m/s
C.质点在第4 s末速度大小为6 m/s
D.质点在前4 s内的位移大小为24 m
9.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
10.如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑,则( )
A.A、B间没有静摩擦力
B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上
C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinθ
D.A与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ
11.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔,质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是( )
A.F不变,FN 增大 B.F减小,FN 不变
C.F不变,FN 减小 D.F增大,FN 减小
12.如图所示,在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点,另一端从墙壁上的B点先沿着墙壁缓慢移到C点,后由C点缓慢移到D点,不计一切摩擦,且墙壁BC段竖直,CD段水平。在此过程中,关于轻绳的拉力F的变化情况,下列说法正确的是( )
A.F一直减小 B.F一直增大
C.F先增大后减小 D.F先不变后增大
13.甲、乙两质点在同一条直线上运动,质点甲做匀变速直线运动,质点乙做匀速直线运动,其中图线甲为抛物线的左半支且顶点在15 s处,图线乙为一条过原点的倾斜直线。下列说法正确的是( )
A.t=5 s时乙车的速度为2 m/s,甲车的速率为2 m/s
B.t=0时刻甲、乙两车之间的距离为25 m
C.t=0时刻甲车的速度大小为3 m/s
D.甲车的加速度大小为0.1 m/s2
14.甲、乙两人分别用轻绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮,将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升,如图所示。开始时两轻绳的夹角为锐角,则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中,以下判断正确的是( )
A.aO绳中的弹力逐渐增大
B.bO绳中的弹力逐渐增大
C.aO绳中的弹力先减小后增大
D.bO绳中的弹力先减小后增大
15.质量为M的凹槽静止在粗糙水平地面上,内壁为光滑半圆柱面,截面如图所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。凹槽内有一质量为m的小滑块,用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,下列说法正确的是( )
A.推力F先增大后减小
B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C.水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小
D.水平地面对凹槽的支持力一直减小
16.如图甲所示,物块A. B静止叠放在水平地面上,B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F作用,A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示,已知物块A的质量m=3kg,取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.两物块间的动摩擦因数为0.2
B.当0
二、填空题:本题共2小题,共18分,根据要求作答。
17.(12分)在做“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是________________。
(2)如图所示,某同学由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm。
表中列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。
对应点 B C D E F
速度/(m·s-1) 0.737 0.801 0.994
(3)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图象。
(4)根据画出的小车的速度—时间关系图象计算出小车的加速度a=________m/s2。(结果保留两位有效数字)
(5) 另外两位同学用他们测量的同一组实验数据分别作出的小车运动v-t图像如图a、b所示,你认为作图正确的是________.
(
a
b
)
18.(6分)有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重力相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验可能完成的是________(填正确答案前的字母).
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是________(填选项前字母).
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为________(填“甲”或“乙”)是正确的.
三、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、原始方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。解题不规范,字迹潦草将扣分。
19.(12分)机动车礼让行人是一种文明行为。质量m=1.0×103 kg的汽车以v1=36 km/h 的速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线s=20 m处,驾驶员发现小朋友排着长l=6 m的队伍从斑马线一端开始通过,立即刹车,最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变,且忽略驾驶员反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小;
(2)若路面宽L=6 m,小朋友行走的速度v0=0.5 m/s,求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间;
(3)假设驾驶员以v2=54 km/h超速行驶,恰好停在斑马线前,求汽车至少距离斑马线多远开始刹车。
20.(13分)如图所示,放在水平面上的物体质量为m=1.5kg,与水平面间的动摩擦因数 ,设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。对物体施加一个与水平成=30°角、方向斜向下的推力F=10N作用,物体保持静止,取g=10m/s2,
(1)求物体受到的摩擦力的大小;
(2)若其他条件不变,只是使力F反向变为拉力,求物体受到的摩擦力的大小;
(3)改变推力F的大小和方向,研究表明,当 角达到或超过某值 时,无论推力F为多大,都不能将物体推动,求。
21.[物理——选修3-3](15分)
(1)(5分)下列说法正确的是( )
A.温度相同的氮气和氧气的分子平均动能相同
B.分子之间的距离增加时,分子势能一直减小
C.被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动,是因为冰中的水分子不运动
D.由于液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离,所以液体表面具有收缩的趋势
E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关
(2)(10分)在热力学中有一种循环过程叫作焦耳循环,它由两个等压过程和两个绝热过程组成。一定质量的理想气体的焦耳循环过程(A→B→C→D→A)如图所示,已知某些状态的部分参数(见图中所标数据),状态P位于过程AB的中点。1 atm=1×105 Pa。
①已知状态A的温度TA=400 K,求状态D的温度TD;
②若已知P→C过程放热Q=5×105 J,求B→C过程外界对气体做的功。