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文档简介

2023学年湖南省株洲市茶陵三中高二(上)开学物理试卷一.选择题(本大题48分含有多选题请考生注意)1.高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.+mg B.﹣mg C.+mg D.﹣mg2.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长,圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h,圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则圆环()A.下滑过程中,加速度一直减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2C.在C处,弹簧的弹性势能为mv2﹣mghD.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度3.“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下.将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动.从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是()A.绳对人的冲量始终向上,人的动量先增大后减小B.绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小C.绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大D.人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力4.在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()A.8 B.10 C.15 D.185.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为△l1和△l2,重力加速度大小为g.在剪断的瞬间,()A.a1=3g B.a1=0 C.△l1=2△l2 D.△l1=△l26.如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v﹣t图线如图(b)所示,若重力加速度及图中的v0,v1,t1均为已知量,则可求出()A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度7.如图所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上.现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木块上,拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态,下列说法中正确的是()A.小木块受到斜面的最大摩擦力为+(mgsinθ)2B.小木块受到斜面的最大摩擦力为F﹣mgsinθC.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为FD.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为Fcosθ8.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间△t,测得遮光条的宽度为△x,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是()A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑片的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角9.如图所示,为甲乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图象,已知甲做匀变速直线运动,乙做匀速直线运动,则0~t2时间内下列说法正确的是()A.两物体在t1时刻速度大小相等B.t1时刻乙的速度大于甲的速度C.两物体平均速度大小相等D.甲的平均速度小于乙的平均速度10.如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上,A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,现对A施加一水平拉力F,则()A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止B.当F=μmg时,A的加速度为μgC.当F>3μmg时,A相对B滑动D.无论F为何值,B的加速度不会超过μg11.如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带.不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长.正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是()A. B. C. D.12.下列说法中正确的是()A.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法B.牛顿在对自由落体运动的研究中,首次采用以实验检验猜想和假设的科学方法C.法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场D.哥白尼大胆反驳地心说,提出了日心说,并发现行星沿椭圆轨道运行的规律二.填空题(本大题20分)13.甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材______;乙同学需在图中选用的器材______(用字母表示)(2)乙同学在实验室选齐所需要器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②,纸带______的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为______.14.小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如图1所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为:F1=、F2=和F3=.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如图2所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.两次实验记录的轨迹如3图所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为______.(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?______(填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.三.解答题(本大题38分)15.如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R=,物块A以V0=6m/s的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q,再沿圆轨道滑出后,与直轨上P处静止的物块B碰撞,碰后粘在一起运动.P点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段,光滑段交替排列,每段长度都为L=.物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=,A、B的质量均为m=1kg(重力加速度g取10m/s2;A、B视为质点,碰撞时间极短).(1)求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F;(2)若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上,求k的数值;(3)求碰后AB滑至第n个(n<k)光滑段上的速度VAB与n的关系式.16.一质量为的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示,物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止.g取10m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.17.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为,如图(a)所示.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1s时间内小物块的v﹣t图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2.求(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.

2023学年湖南省株洲市茶陵三中高二(上)开学物理试卷参考答案与试题解析一.选择题(本大题48分含有多选题请考生注意)1.高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.+mg B.﹣mg C.+mg D.﹣mg【考点】动量定理.【分析】先根据h=求解自由落体运动的时间;然后对运动全程根据动量定理列式求解平均拉力.【解答】解:对自由落体运动,有:h=解得:规定向下为正方向,对运动的全程,根据动量定理,有:mg(t1+t)﹣Ft=0解得:F=+mg故选:A2.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长,圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h,圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则圆环()A.下滑过程中,加速度一直减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2C.在C处,弹簧的弹性势能为mv2﹣mghD.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度【考点】功能关系.【分析】根据圆环的运动情况分析下滑过程中,加速度的变化;研究圆环从A处由静止开始下滑到C和在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A两个过程,运用动能定理列出等式求解;研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程和圆环从B处上滑到A的过程,运用动能定理列出等式.【解答】解:A、圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,所以圆环先做加速运动,再做减速运动,经过B处的速度最大,所以经过B处的加速度为零,所以加速度先减小,后增大,故A错误;B、研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程,运用动能定理列出等式mgh+Wf+W弹=0﹣0=0在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,运用动能定理列出等式﹣mgh+(﹣W弹)+Wf=0﹣mv2解得:Wf=﹣mv2,故B正确;C、W弹=mv2﹣mgh,所以在C处,弹簧的弹性势能为mgh﹣mv2,故C错误;D、研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程,运用动能定理列出等式mgh′+W′f+W′弹=m﹣0研究圆环从B处上滑到A的过程,运用动能定理列出等式﹣mgh′+W′f+(﹣W′弹)=0﹣mmgh′﹣W′f+W′弹=m由于W′f<0,所以m>m,所以上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度,故D正确;故选:BD3.“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下.将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动.从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是()A.绳对人的冲量始终向上,人的动量先增大后减小B.绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小C.绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大D.人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力【考点】动量定理;功能关系.【分析】从绳子绷紧到人下降到最低点的过程中,开始时人的重力大于弹力,人向下加速;然后再减速,直至速度为零;再反向弹回;根据动量及功的知识可明确动量、动能和弹性势能的变化.【解答】解:A、由于绳对人的作用力一直向上,故绳对人的冲量始终向上,由于人在下降中速度先增大后减小;故动量先增大后减小;故A正确;B、在该过程中,拉力与运动方向始终相反,绳子的力一直做负功;但由分析可知,人的动能先增大后减小;故B错误;C、绳子恰好伸直时,绳子的形变量为零,弹性势能为零;但此时人的动能不是最大,故C错误;D、人在最低点时,绳子对人的拉力一定大于人受到的重力;故D错误.故选:A.4.在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()A.8 B.10 C.15 D.18【考点】牛顿第二定律.【分析】根据两次的情况,利用牛顿第二定律得出关系式,根据关系式分析可能的情况即可.【解答】解:设PQ两边的车厢数为P和Q,当机车在东边拉时,根据牛顿第二定律可得,F=Pm•a,当机车在西边拉时,根据牛顿第二定律可得,F=Qm•a,根据以上两式可得,,即两边的车厢的数目可能是2和3,或4和6,或6和9,或8和12,等等,所以总的车厢的数目可能是5、10、15、20,所以可能的是BC.故选:BC.5.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为△l1和△l2,重力加速度大小为g.在剪断的瞬间,()A.a1=3g B.a1=0 C.△l1=2△l2 D.△l1=△l2【考点】牛顿第二定律;胡克定律.【分析】对细线剪短前后的a、b、c物体分别受力分析,然后根据牛顿第二定律求解加速度与弹簧的伸长量.【解答】解:A、B、对a、b、c分别受力分析如图,根据平衡条件,有:对a:F2=F1+mg对b:F1=F+mg对c:F=mg所以:F1=2mg弹簧的弹力不能突变,因形变需要过程,绳的弹力可以突变,绳断拉力立即为零.当绳断后,b与c受力不变,仍然平衡,故a=0;对a,绳断后合力为F合=F1+mg=3mg=maa,aa=3g方向竖直向下;故A正确,B错误.C、D、当绳断后,b与c受力不变,则F1=k△l1,;同时:F=k△l2,所以:.联立得△l1=2△l2:故C正确,D错误.故选:AC.6.如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v﹣t图线如图(b)所示,若重力加速度及图中的v0,v1,t1均为已知量,则可求出()A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.【分析】由图b可求得物体运动过程及加速度,再对物体受力分析,由牛顿第二定律可明确各物理量是否能够求出.【解答】解:由图b可知,物体先向上减速到达最高时再向下加速;图象与时间轴围成的面积为物体经过的位移,故可出物体在斜面上的位移;图象的斜率表示加速度,上升过程及下降过程加速度均可求,上升过程有:mgsinθ+μmgcosθ=ma1;下降过程有:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2;两式联立可求得斜面倾角及动摩擦因数;但由于m均消去,故无法求得质量;因已知上升位移及夹角,则可求得上升的最大高度;故选:ACD.7.如图所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上.现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小木块上,拉力在以斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态,下列说法中正确的是()A.小木块受到斜面的最大摩擦力为+(mgsinθ)2B.小木块受到斜面的最大摩擦力为F﹣mgsinθC.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为FD.斜面体受到水平地面的最大摩擦力为Fcosθ【考点】向心力;摩擦力的判断与计算.【分析】将木块的重力分解到沿斜面向下和垂直于斜面向下两个方向,确定出下滑力mgsinθ,然后再讨论.在讨论斜面受地面的摩擦力时,要灵活把小木块和斜面看做一个整体分析,才能顺利求出答案【解答】解:A、对小木块分析可知,当力F绕小木块旋转一周的过程中,F沿斜面向下时小木块受到的静摩擦力最大,小木块受到的最大静摩擦力fm=mgsinθ+F,故A、B错误.C、对M、m整体受力分析可知,水平地面对斜面体的摩擦力与F的水平分力大小相等,所以最大静摩擦力为F,此时F与水平地面平行,所以C项正确,D项错误.故选:C8.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间△t,测得遮光条的宽度为△x,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是()A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑片的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角【考点】探究小车速度随时间变化的规律.【分析】明确平均速度代替瞬时速度的方法,应明确我们是利用△x趋向于0时的平均速度可近似等于瞬时速度.【解答】解:本题中利用平均速度等效替代瞬时速度;故只能尽量减小计算平均速度的位移,即换用宽度更窄的遮光条;故A正确;BCD错误;故选:A.9.如图所示,为甲乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图象,已知甲做匀变速直线运动,乙做匀速直线运动,则0~t2时间内下列说法正确的是()A.两物体在t1时刻速度大小相等B.t1时刻乙的速度大于甲的速度C.两物体平均速度大小相等D.甲的平均速度小于乙的平均速度【考点】匀变速直线运动的图像;平均速度.【分析】根据位移图象的斜率等于速度,坐标的变化量等于位移,平均速度等于位移除以时间.【解答】解:A、根据位移图象的斜率等于速度,则在t1时刻,甲图象的斜率大于乙图象的斜率,所以甲的速度大于乙的速度,故AB错误;C、坐标的变化量等于位移,根据图象可知,甲乙位移大小相等,方向相反,而时间相等,则平均速度的大小相等,故C正确,D错误.故选:C10.如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上,A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,现对A施加一水平拉力F,则()A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止B.当F=μmg时,A的加速度为μgC.当F>3μmg时,A相对B滑动D.无论F为何值,B的加速度不会超过μg【考点】牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算.【分析】根据A、B之间的最大静摩擦力,隔离对B分析求出整体的临界加速度,通过牛顿第二定律求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力.然后通过整体法隔离法逐项分析.【解答】解:A、设B对A的摩擦力为f1,A对B的摩擦力为f2,地面对B的摩擦力为f3,由牛顿第三定律可知f1与f2大小相等,方向相反,f1和f2的最大值均为2μmg,f3的最大值为,.故当0<F≤时,A、B均保持静止;继续增大F,在一定范围内A、B将相对静止以共同的加速度开始运动,故A错误;B、设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为F′,加速度为a′,则对A,有F′﹣2μmg=2ma′,对A、B整体,有F′﹣,解得F′=3μmg,故当<F≤3μmg时,A相对于B静止,二者以共同的加速度开始运动;当F>3μmg时,A相对于B滑动.当F=时,A、B以共同的加速度开始运动,将A、B看作整体,由牛顿第二定律有F﹣=3ma,解得a=,故B、C正确.D、对B来说,其所受合力的最大值Fm=2μmg﹣,即B的加速度不会超过,故D正确.故选:BCD.11.如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带.不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长.正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是()A. B. C. D.【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.【分析】要分不同的情况进行讨论:若V2<V1:分析在f>Q的重力时的运动情况或f<Q的重力的运动情况若V2<V1:分析在f>Q的重力时的运动情况或f<Q的重力的运动情况【解答】解:若V2<V1:f向右,若f>GQ,则向右匀加速到速度为V1后做匀速运动到离开,则为B图若f<GQ,则向右做匀减速到速度为0后再向左匀加速到离开,无此选项若V2>V1:f向左,若f>GQ,则减速到V1后匀速向右运动离开,无此选项若f<GQ,则减速到小于V1后f变为向右,加速度变小,此后加速度不变,继续减速到0后向左加速到离开,则为C图则AD错误,BC正确故选:BC.12.下列说法中正确的是()A.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法B.牛顿在对自由落体运动的研究中,首次采用以实验检验猜想和假设的科学方法C.法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场D.哥白尼大胆反驳地心说,提出了日心说,并发现行星沿椭圆轨道运行的规律【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、用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法,故A正确;B、伽利略在对自由落体运动的研究中,首次采用以实验检验猜想和假设的科学方法,故B错误;C、法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场,故C正确;D、哥白尼大胆反驳地心说,提出了日心说,开普勒发现行星沿椭圆轨道运行的规律,故D错误;故选:AC.二.填空题(本大题20分)13.甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材AB;乙同学需在图中选用的器材BDE(用字母表示)(2)乙同学在实验室选齐所需要器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②,纸带①的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为s2.【考点】验证机械能守恒定律.【分析】(1)根据两种实验原理及实验方法选择所需要的仪器;(2)根据△x=aT2可知通过比较△x的大小可比较加速度的大小,再利用逐差法可求解加速度.【解答】解:(1)要验证机械能守恒定律需要打点计时器和重锤;即AB;而要验证“探究加速度与力、质量的关系”需要打点计时器、小车和钩码;故选:BDE;(2)由△x=aT2可知,相临两点间的位移之差越大,则加速度越大,故①的加速度大;由逐差法可得:加速度a=;由图读得:x3+x4=;x1+x2=;T=;代入数据解得:a=s2;故答案为:(1)AB;BDE;(2)①;s214.小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如图1所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为:F1=、F2=和F3=.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如图2所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.两次实验记录的轨迹如3图所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为Fa=Fb.(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?BD(填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.【考点】验证力的平行四边形定则.【分析】根据平行四边形定则先作出F2与F1的合力,根据图中给出的标度求出合力.根据平衡条件进行分析求解,根据图丙中的实验分析结果结合实验数据进行求解.根据图(丙)中的实验分析结果结合实验数据进行求解.【解答】解:(1)根据平行四边形定则求F2与F1的合力,作图如下,F1和F2的合力F=.(2)过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的方向相同,由于缓慢地移动N,根据平衡条件得Fa、Fb的大小关系为Fa=Fb.(3)A、两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长,不成正比;故A错误,B正确;C、两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较小,故C错误;D、从开始缓慢地移动N,橡皮筋受到的拉力增大,从图3中发现两次实验记录的轨迹间距在增大,所以两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大,故D正确;故选:BD.(4)根据小明的上述实验探究,对验证力的平行四边形定则实验注意事项有橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋,故答案为:(1)如图;;(2)Fa=Fb;(3)BD;(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮条.三.解答题(本大题38分)15.如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R=,物块A以V0=6m/s的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q,再沿圆轨道滑出后,与直轨上P处静止的物块B碰撞,碰后粘在一起运动.P点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段,光滑段交替排列,每段长度都为L=.物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=,A、B的质量均为m=1kg(重力加速度g取10m/s2;A、B视为质点,碰撞时间极短).(1)求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F;(2)若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上,求k的数值;(3)求碰后AB滑至第n个(n<k)光滑段上的速度VAB与n的关系式.【考点】动量守恒定律;牛顿第二定律;向心力.【分析】(1)由机械能守恒定律可求得A滑过Q点的速度,由向心力公式可求得弹力大小;(2)由机械能守恒定律可求得AB碰撞前A的速度,再对碰撞过程由动量守恒定律可求得碰后的速度;则可求得总动能,再由摩擦力做功求出每段上消耗的机械能;即可求得比值;(3)设总共经历了n段,根据每一段上消耗的能量,由能量守恒可求得表达式.【解答】解:(1)由机械能守恒定律可得:mv02=mg(2R)+mv2;解得:v=4m/s;由F+mg=m可得:F=22N;(2)AB碰撞前A的速度为vA,由机械能守恒定律可得:mv02=mvA2得vA=v0=6m/s;AB碰撞后以共同速度vP前进,设向右为正方向,由动量守恒定律可得:mv0=(m+m)vp解得:vP=3m/s;故总动能EK=(m+m)vP2=×2×9=9J;滑块每经过一段粗糙段损失的机械能△EK=fL=μ(m+m)gL=×20×=;k===45;(3)AB整体滑到第n个光滑段上损失的能量;E损=nE=从AB碰撞后运动到第n个光滑段的过程中,由能量守恒定律可得:(m+m)vP2﹣(m+m)vAB2=n△E,代入解得:vAB=m/s;答:1)A滑过Q点时的速度大小V为4m/s;受到的弹力大小F为22N;(2)k的数值为45;(3)碰后AB滑至第n个(n<k)光滑段上的速度VAB与n的关系式为vAB=m/s;16.一质量为的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示,物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止.g取10m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.【考点】动能定理的应用;动量定理.【分析】(1)对物块应用动能定理可以求出动摩擦因数.(2)对物块应用动量定理可以求出作用力大小.(3)应用动能定理可以求出物块反向运动过程克服摩擦力做的功.【解答】解:(1)物块从A到B过程,由动能定理得:﹣μmgsAB=mvB2﹣mv02,代入数据解得:μ=;(2)以向右为正方向,物块碰撞墙壁过程,由动量定理得:Ft=mv﹣mvB,即:F×=×(﹣6)﹣×7,解得:F=﹣130N,负号表示方向向左;(3)物块向左运动过程,由动能定理得:W=0﹣mv2=﹣××62=﹣9J;所以克服摩擦力做功为9J.答:(1)物块与地面间的动摩擦因数μ为;(2)若碰撞时

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