2025高考物理专项复习单元形成性评价(二)(第二章)含答案

2025高考物理专项复习单元形成性评价(二)(第二章)含答案单元形成性评价(二)(第二章)(75分钟100分)一、单项选择题:共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。1.关于匀变速直线运动的理解,正确的是 ()A.加速度方向不变的直线运动就是匀变速直线运动B.加速度大小不变的直线运动就是匀变速直线运动C.加速度大小和方向都不变的直线运动就是匀变速直线运动D.加速度均匀变化的直线运动就是匀变速直线运动【解析】选C。加速度大小和方向都不变的直线运动才是匀变速直线运动,A、B错误,C正确;加速度均匀变化的直线运动就是非匀变速直线运动,D错误。2.2023年京津冀“京张体育文化旅游带”自行车系列挑战赛(阳原站)开赛。假设在某段时间内自行车做匀变速直线运动的位移x与时间t的关系式为x=9t+4t2,x与t单位是m和s,则该自行车 ()A.第1s内的位移是9mB.前2s内的平均速度是34m/sC.初速度为18m/sD.加速度为8m/s2【解析】选D。根据位移x与时间t的关系式x=9t+4t2可知,第1s内的位移是x1=9×1m+4×12m=13m,选项A错误;前2s内的位移是x2=9×2m+4×22m=34m,前2s内的平均速度是v2=x2t2=342m/s=17m/s,选项B错误;根据位移x与时间t的关系式x=9t+4t2可知初速度为9m/s,加速度为8m/s23.可回收复用运载火箭是现代火箭技术的一个重要发展方向,经过多年努力,我国也有属于自己的第一款可回收复用运载火箭。在某次测试中,该型火箭竖直起降的速度—时间图像如图所示,则下列判断中错误的是 ()A.0~t1内,火箭的加速度先增大后减小B.t1时刻火箭高度达到最大,随后开始下降C.t2~t3内,火箭处于悬停状态,t3时刻开始下降D.在时间段0~t2与t3~t4内图线与时间轴t所围成图形的面积相等【解析】选B。图像斜率代表加速度,所以0~t1内,火箭的加速度先增大后减小,故A正确,不符合题意;t1时刻之后,速度仍为正值,说明速度仍向上,火箭高度未达到最大,故B错误,符合题意;t2~t3内,火箭处于悬停状态,t3时刻速度变为负方向,开始下降,故C正确,不符合题意;因为总位移为零,则横轴上方面积等于横轴下方面积。图中,在时间段0~t2与t3~t4内图线与时间轴t所围成图形的面积相等,故D正确,不符合题意。4.某人做测量人的反应时间实验时,如图甲所示,A、B两人合作,A握住尺的上端,B在尺的下部做握尺的准备,但不与尺接触,当看到A放开手时,B立刻握住尺。若B做握尺准备时,手指位置如图乙所示,而握住尺时的位置如图丙所示,由此测得B同学的反应时间约为(重力加速度g取10m/s2) ()A.0.5s B.0.4s C.0.3s D.0.2s【解析】选D。人的反应时间等于尺的下落时间,尺做自由落体运动,有h=12gt2,B同学的反应时间约为t=2hg5.(2024·东莞高一检测)近年来我国科技事业取得巨大进步,我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射装置。若舰载飞机在跑道上加速时的加速度恒为4.5m/s2,飞机在跑道上滑行100m起飞,起飞时的速度大小为50m/s,则弹射系统必须使飞机具有的最小初速度约为()A.40m/s B.45m/s C.50m/s D.55m/s【解析】选A。设弹射系统必须使飞机具有的最小初速度为v0,根据运动学公式可得2ax=v2-v02,解得v0=v26.A、B两质点在同一平面内同时向同一方向做直线运动,它们的位置—时间图像如图所示。其中A是顶点过原点的抛物线的一部分,B是过点(0,3)的一条直线,两图像相交于坐标为(3,9)的P点,则下列说法中错误的是 ()A.质点A做初速度为零、加速度为2m/s2的匀加速直线运动B.质点B以2m/s的速度做匀速直线运动C.在前3s内,质点A比B向前多前进了6mD.在3s后任意时刻质点A、B速度都不相等【解析】选C。质点A的运动方程为x=12at2,则初速度为0,代入数据解得加速度a=2m/s2,故A正确,不符合题意;质点B的x-t图线的斜率表示速度,故质点B做匀速直线运动,质点B的速度为v=ΔxΔt=2m/s,故B正确,不符合题意;在前3s内,质点B的位移为6m,质点A的位移为9m,质点A比B向前多前进了3m,故C错误,符合题意;当t=1s时,质点A的速度为v1=at=2m/s,由于质点A做匀加速直线运动,则此时间后A的速度逐渐增大,而质点7.在游乐场中有一种大型游戏项目“垂直极限”。如图所示,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面一定高度处,然后由静止释放。可以认为座椅沿轨道做自由落体运动,下落2s后座椅受到压缩空气提供的恒定阻力作用而立即做匀减速运动,再经历4s座椅速度恰好减为零。关于座椅的运动情况,下列说法正确的是 ()A.自由落体阶段和匀减速阶段的平均速度大小之比v1∶v2=1B.自由落体阶段和匀减速阶段的平均速度大小之比v1∶v2=2C.自由落体阶段和匀减速阶段的位移大小之比x1∶x2=2∶1D.自由落体阶段和匀减速阶段的加速度大小之比a1∶a2=1∶2【解析】选A。匀变速直线运动的平均速度等于初、末速度和的一半,设座椅的最大速度为v,自由落体阶段的平均速度为v1=v2,匀减速阶段的平均速度为v2=v2,所以自由落体阶段和匀减速阶段的平均速度大小之比v1∶v2=1∶1,故A正确,B错误;自由落体阶段的位移为x1=v2t1,匀减速阶段的位移为x2=v2t2,所以自由落体阶段和匀减速阶段的位移大小之比x1∶x2=1∶2,故C错误;自由落体阶段的加速度为a1=vt1,匀减速阶段的加速度为a2=二、多项选择题:共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.(2024·杭州高一检测)如图所示,九个相同的木块并排固定在水平面上,从左至右编号依次为1、2、…、8、9,一个子弹(可视为质点)从木块1左端以速度v射入,恰好没有从木块9穿出,则下列说法正确的是 ()A.子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为2∶1B.子弹穿过前三个木块的时间和穿过后三个木块的时间之比为1∶(3-2)C.子弹刚进入木块9时的速度与初速度v的大小之比为1∶3D.子弹在木块5中点的速度大小为v【解析】选A、C。设每个木块的宽度为d,把运动看成逆向初速度为零的匀加速运动,则v6=2a·4d,v9=2ad,v1=2a·9d,则v6∶v9=2∶1,v9∶v1=1∶3,故A、C正确;根据匀变速直线运动的规律可得子弹穿过前三个木块和穿过后三个木块的时间之比为(3-2)9.(2024·济南高一检测)目前我国大力提倡发展新能源,不仅在购车方面有国家和地方双补贴、免缴购置税等好政策,而且在出行上部分城市也实施了新能源汽车免受限号的政策,受到大家的青睐。为检测某新能源动力车的刹车性能,如图所示是一次在平直公路上实验时,动力车在整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像。下列说法正确的是 ()A.动力车的初速度为20m/sB.刹车过程动力车的加速度大小为10m/s2C.刹车过程持续的时间为4sD.刹车过程经过6s时动力车的位移为30m【解析】选A、C。根据刹车过程速度与位移的关系可得v02-v2=2ax,整理得x=v022a-12av2,结合图像可得-12a=-110,v010.某地由于公路维修只允许单车道通行。在一平直车道上,有同向行驶的甲、乙两车,t=0时,甲车在前,乙车在后,相距x0=100m,速度均为v0=30m/s,从此时开始两车按如图所示规律运动,则下述说法正确的是 ()A.3s时两车相距最近B.6s时两车相距最近C.两车可能会相遇D.两车最近距离为10m【解析】选B、D。0~3s内甲车做匀减速直线运动,乙车做匀速直线运动,二者距离越来越近;3s以后,甲车做初速度为0的匀加速直线运动,乙车做匀减速直线运动时加速度为a2,速度相等时,二者间距最近。根据甲的v-t图求解甲车匀加速直线运动的加速度a1=309-3m/s2=5m/s2,当速度相等时,满足a1t=v-a2t,解得t=va1+a2=305+5s=3s,故6s时两车相距最近,A错误,B正确;在6s时两车距离最近,由甲车图像可知x甲=67.5m,设前3s的时间为t0,乙车的位移x乙=v0t0+v0t-12a2t2=157.5m,此时两车间距离Δx三、非选择题:本题共5小题,共54分。11.(7分)(2024·大连高一检测)某同学利用如图1所示装置研究小车的匀变速直线运动。(1)实验中,正确的做法是________。

A.打点计时器应接到交流电源上B.先释放小车再接通电源C.先接通电源再释放小车D.小车释放前应远离打点计时器(2)他实验时得到一条纸带,打出的部分计数点如图2所示(每相邻两个计数点时间间隔为T)。则小车的加速度a=________________,打点计时器在打B点时小车的速度vB=____________(用题中所给物理量字母表示)。

(3)另一同学用如图3所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,遮光条的宽度为d,遮光条依次通过两个光电门1、2的时间分别为t1、t2。滑块的加速度可以表示为a=____________(用题中所给物理量字母表示)。

【解析】(1)打点计时器应接到交流电源上,故A正确;实验过程中,应先接通电源再释放小车,故B错误,C正确;小车释放前应靠近打点计时器,故D错误。(2)根据题意,由逐差法有(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)=a(3T)2,解得a=(由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得,打点计时器在打B点时小车的速度vB=s(3)根据题意可知,滑块通过两个光电门1、2的速度分别为v1=dt1,v2=dt2,由运动学公式有v22-v12=2aL,联立解得答案:(1)A、C(2)(s4+s5+s6)-(s12.(9分)假期小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示。(1)家中有等体积的乒乓球、实心木球和实心钢球,其中最适合用作实验中下落物体的是________。

(2)下列主要操作步骤的正确顺序是__________。(填写各步骤前的序号)

①捏住小球,从刻度尺旁静止释放②手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置③把刻度尺竖直固定在墙上④打开手机摄像功能,开始摄像(3)将小球顶部与刻度尺0刻度线对齐,由静止释放,用手机连拍其下落过程:手机每隔0.1s拍摄一张照片,选取连续拍摄的3张照片如图乙所示,读出第一张和第二张照片中小球顶部对应的刻度分别为78.00cm、122.00cm,读得第三张照片中小球顶部对应的刻度为________cm。拍第二张照片时小球的速度为________m/s,计算得到当地的重力加速度g=________m/s2(最后两空保留3位有效数字)。

(4)为了得到更精确的加速度值,该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h,绘制了v2-h图像,如图丙所示。其中P、Q分别为两个体积不同,质量相同的小球下落的图像,由图像可知________;

A.图像的斜率表示小球下落的加速度B.小球P的体积大于小球Q的体积C.小球P的体积小于小球Q的体积D.小球P测出的加速度值更接近当地重力加速度【解析】(1)实验中应使用质量最大的实心钢球,可以把空气阻力产生的相对误差降到最小。(2)实验时应先把刻度尺竖直固定在墙上,再把手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置,使镜头能垂直拍到刻度尺上尽可能大的范围,然后打开手机摄像功能并开始摄像,最后捏住小球,从刻度尺旁由静止释放。所以正确顺序是③②④①。(3)由题图乙可知,第三张照片中小球顶部对应的刻度在175.68cm~175.72cm之间。拍第二张照片时小球的瞬时速度等于小球从第一张照片位置运动到第三张照片位置之间的平均速度,即v=(175.70-根据公式Δx=gt2可得g=Δxt2=[(175.(4)由速度—位移公式可得v2=2ah,所以v2-h图像的斜率表示小球下落的加速度的2倍,故A错误;由于空气阻力的存在,实验中测得的加速度总是小于当地的重力加速度,即根据v2-h图像的斜率计算出来的重力加速度,总是小于实际的重力加速度;所以斜率越大的图像越接近真实值,对应的实验过程中的相对误差就越小。由题图丙可知采用小球P的实验结果更理想,说明在质量相同的情况下,小球P的体积更小,故B错误、C正确;斜率越大的图像越接近真实值,由题图可知小球P测出的加速度值更接近当地重力加速度,故D正确。答案:(1)实心钢球(2)③②④①(3)175.70(175.68~175.72均可)4.89(4.88~4.90均可)9.70(9.68~9.72均可)(4)C、D13.(11分)汽车在平直公路上做匀速直线运动,某时刻发现前面有紧急情况而刹车,若刹车过程做匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2,刹车时间为5s,刹车距离为25m,试求:(1)刹车前汽车的速度大小;(2)刹车2s内的位移大小;(3)刹车过程中的平均速度大小。【解析】(1)根据逆向思维,则v0=at=2×5m/s=10m/s(3分)(2)刹车后2s内的位移,由运动学公式得x=v0t'-12at'2=10×2m-12×2×2(3)根据平均速度定义式得v=x't=答案:(1)10m/s(2)16m(3)5m/s14.(12分)汽车A以vA=10m/s的速度沿着公路做匀速直线运动,发现后方相距x0=7m处,有一汽车B以vB=4m/s的速度加速正欲超车,其加速度大小a=2m/s2,从此刻开始计时,求:(1)汽车B追上汽车A前,A、B间的最大距离是多少?(2)经过多长时间汽车B能追上汽车A?【解析】(1)两车速度相等时距离最大,则vA=vB+at1 (2分)解得t1=3s(2分)此时A、B间的最大距离是Δx=vAt1+x0-vA+v(2)汽车B能追上汽车A时,则vAt2+x0=vBt2+12at2解得t2=7s(3分)答案:(1)16m(2)7s15.(15分)(2024·天津和平区高一检测)如图1所示,近日中国建成世界首个电磁推进地面超高速试验设施——“电磁橇”,在济南成功运行,对于吨级及以上物体最高推进速度可达每小时1030公里,创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。图2所示为“电磁橇”的测速原理图,沿轨道布设一系列的速度传感器1、2、3…,当“橇”到达第一个传感器时开始计时,每个传感器均可测量并记录“橇”到达的时刻及速度。某次测试,记录数据如表所示,且该次测试“橇”的运动可视为由静止开始,先匀加速后匀减速直到停止运动。求:(1)电磁橇启动位置距离传感器1的距离d多大;(2)本次测试中电磁橇获得的最大速度多大,电磁橇的位移及运动时间分别多大。传感器12…1516…时刻(s)0.000.86…8.339.06…速度(m·s-1)56.0116.2…74.845.6…【解析】(1)因电磁橇在轨道上由静止启动先做匀加速直线运动。设匀加速运动的加速度为a1,则由速度公式vt=v0+at并结合图表数据可得a1=v2-v1t2-又因电磁橇到达传感器1时的速度为v1=56.0m/s,由速度—位移公式vt2-v02=2ax可得,电磁橇启动处距离传感器1的距离为d=(2)设本次测试电磁橇能达到的最大速度为vm,对应的时刻为t'。则有vm=v1+a1(t'-t1)(1分)设电磁橇匀减速运动的加速度为a2,则有a2=v16-v且有v15=vm+a2(t15-t') (2分)联立上述三式,并代入相应数据即可解得vm=280m/s(2分)所以,此次测试电磁橇的位移大小为x=vm22而电磁橇运动的时间为t=vma1答案:(1)22.4m(2)280m/s1540m11s单元形成性评价(三)(第三章)(75分钟100分)一、单项选择题:共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。1.(2024·珠海高一检测)护鸟小卫士在学校的绿化带上发现一个鸟窝静止在3根对称的树杈之间,若鸟窝的质量为m,与3根树杈均接触,重力加速度为g,则可推断出 ()A.鸟窝与树杈之间一定只有弹力的作用B.鸟窝所受重力与鸟窝对树杈的力是一对平衡力C.3根树杈对鸟窝的合力大小等于mgD.树杈对鸟窝的弹力指向鸟窝的重心【解析】选C。分析可知此时鸟窝与树杈之间存在摩擦力时也可受力平衡,故鸟窝与树杈之间不一定只有弹力的作用,故A错误;鸟窝所受的重力作用在鸟窝上,鸟窝对树杈的力作用在树杈上,故两力不是一对平衡力,故B错误;对鸟窝由受力平衡可知,三根树杈对鸟窝的合力大小等于mg,故C正确;树杈对鸟窝的弹力方向垂直于树枝方向,不一定指向鸟窝的重心,故D错误。2.(2024·石家庄高一检测)静止在水平地面上的“人字梯”和“八字脚”桌子如图所示。“人字梯”上端有铰链连接,可改变左右两脚的夹角,桌子为一次注塑成型的塑料桌,则 ()A.塑料桌桌脚可能不受地面摩擦力作用B.“人字梯”梯脚不受地面摩擦力作用C.塑料桌左侧桌脚一定受到地面水平向右的摩擦力D.“人字梯”左边梯脚受到地面的摩擦力水平向左【解析】选A。桌子为一次注塑成型的塑料桌,静止在水平地面上,对桌子进行分析,受到重力、地面的支持力,重力与支持力的方向均沿竖直方向,因此桌子在水平方向没有运动趋势,即塑料桌桌脚不受地面的摩擦力作用,故A正确,C错误;对“人字梯”左侧半边梯子进行分析,其受到重力、地面的支持力与右侧半边梯子向左的弹力作用。左侧半边梯子在右侧半边梯子向左的弹力作用下有向左的运动的趋势,因此,左侧半边梯子受到地面水平向右的摩擦力作用。同理可以判定,右侧半边梯子受到地面水平向左的摩擦力作用,故B、D错误。【补偿训练】如图所示,某校新购进一种篮球置物架,当篮球静止在两水平横杆之间时,下列说法正确的是 ()A.横杆间距越大,篮球受到的合力越大B.横杆间距越小,篮球受到的合力越小C.横杆间距越大,篮球对横杆的压力越大D.横杆间距越小,篮球对横杆的压力越大【解析】选C。篮球处于静止状态,所受的合力总为零,故选项A、B错误;设每根横杆对篮球的弹力方向与竖直方向的夹角均为θ,则由平衡知识可知:2FNcosθ=mg,横杆间距越大,则θ越大,cosθ越小,FN越大,故选项C正确、D错误。3.(2024·重庆高一检测)如图所示,质量相同的甲、乙两人以不同姿势悬挂在水平单杠上静止,甲双臂竖直平行,乙双臂斜向上张开,以下说法正确的是 ()A.甲的合力比乙大B.甲、乙的合力相等C.乙每条手臂沿胳膊方向的拉力与甲相等D.乙对单杠的作用力与单杠对乙的作用力是一对平衡力【解析】选B。由于甲、乙两人均静止,单杠给人的作用力等于人的重力,人的合力为0,故A错误,B正确;甲双臂竖直平行,则甲每条手臂沿胳膊方向的拉力等于人重力的一半,乙双臂斜向上张开,根据受力平衡可知,乙每条手臂沿胳膊方向的拉力大于人重力的一半,由于甲、乙质量相等,则乙每条手臂沿胳膊方向的拉力与甲不相等,故C错误;乙对单杠的作用力与单杠对乙的作用力是一对相互作用力,故D错误。4.(2024·渭南高一检测)如图所示,A物体沿竖直墙自由下滑,B、C、D物体均静止,各接触面均粗糙,则 ()A.物体A与墙面之间可能存在摩擦力B.斜面对物体B的支持力竖直向上C.物体C一共受到四个力的作用D.物体D与地面之间一定存在弹力【解析】选D。物体A自由下落,虽与墙接触,但并未对墙产生挤压,物体A与墙面之间不存在摩擦力,故A错误;支持力垂直于接触面指向被支持的物体,则可知斜面对物体B的支持力垂直斜面斜向左上方,故B错误;分析可知,物体C受重力以及两根绳子上各自对C的拉力,共三个力的作用,故C错误;若物体D与地面之间不存在弹力,则地面对物体D就不存在摩擦力,物体D将在绳子斜向右上方的拉力的作用下向右运动,而实际上物体D处于静止状态,因此可知地面对物体D一定有摩擦力的作用,而存在摩擦力,说明物体D与地面之间一定存在弹力,故D正确。5.在弹性限度内,轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像如图所示,根据图像判断,下列结论正确的是 ()A.弹簧原长为6cmB.弹簧的劲度系数为500N/mC.弹簧弹力为4N时,弹簧一定被拉伸4cmD.弹簧的形变量为2cm时,弹簧的弹力大小为4N【解析】选A。由图像可知,弹簧原长为6cm,选项A正确;弹簧的劲度系数为k=ΔFΔl=22N/cm=100N/m,选项B错误;弹簧弹力为4N时,弹簧可能被压缩4cm,选项C错误;弹簧的形变量为2cm时,弹簧的弹力大小为6.(2024·贵州适应性测试)如图,一小型卡车行驶在平直公路上,车上装有三个完全相同、质量均为m的光滑圆柱形匀质物体,A、B水平固定,C自由摆放在A、B之上。当卡车以某一恒定的加速度刹车时,C对A的压力恰好为零,已知重力加速度大小为g,则C对B的压力大小为 ()A.33mgB.2C.3mg D.2mg【解析】选B。卡车以某一恒定的加速度刹车时,其加速度水平向左,则C所受的合力水平向左,而C对A的压力恰好为零,则C只受重力和B对C的支持力,由竖直方向平衡有NBCsin60°=mg解得B球对C球的支持力为NBC=233mg,由牛顿第三定律可知C对B的压力大小为27.(2024·十堰高一检测)某小区晾晒区的并排等高门型晾衣架AA'BB'CC'DD'如图所示,AB、CD杆均水平,不可伸长的轻绳的一端M固定在AB中点上,另一端N系在C点,一衣架(含所挂衣物)的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动。将轻绳N端从C点沿CD方向缓慢移动至D点,整个过程中衣物始终没有着地,则此过程中 ()A.MN间的距离一直减小B.MN间的距离先增大后减小C.轻绳上的张力先减小后增大D.轻绳上的张力一直减小【解析】选C。晾衣架顶部俯视图如图将轻绳N端从C点沿CD方向缓慢移动至D点过程中,将绳子两个端点连接可知MN'最短,MC=MD且最长,故MN间的距离先减小后增大,故A、B错误;由题意可知,将轻绳N端从C点沿CD方向缓慢移动至D点过程中,绳子的夹角先减小后增大,由于合力的大小不变,故可得此过程中轻绳上张力大小的变化情况是先减小后增大,故C正确,D错误。二、多项选择题:共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.(2024·潍坊高一检测)如图所示,一斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,b通过轻质绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都始终处于静止状态,下列说法正确的是 ()A.绳对b的拉力大小不变B.滑轮对绳的作用力方向始终不变C.b、c之间的摩擦力一直增加D.c对地面的摩擦力方向始终向右【解析】选B、D。对a受力分析可知,绳对a的拉力与a受到的重力大小相等,由于a所受的重力逐渐减小,又同一根绳的拉力处处相等,因此绳对b的拉力逐渐减小,故A错误。由于a、b、c都处于静止状态,因此绳的方向不发生变化,绳对滑轮的作用力方向不变,故滑轮对绳的作用力方向始终不变,故B正确。对b受力分析,摩擦力有多种情况:①拉力大于重力沿斜面向下的分力,则摩擦力沿斜面向下,在a中的沙子缓慢流出的过程中,拉力变小,摩擦力先变小到零后反向变大;②拉力小于重力沿斜面向下的分力,则摩擦力沿斜面向上,在a中的沙子缓慢流出的过程中,拉力变小,摩擦力一直变大,故C错误。对b、c整体受力分析,由于绳子拉力对b有水平向右的分力,则地面对c的摩擦力一直向左,故c对地面的摩擦力一直向右,故D正确。9.用绳AC和BC吊起一重物处于静止状态,如图所示。若AC能承受的最大拉力为120N,BC能承受的最大拉力为105N。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。那么,下列正确的说法是 ()A.当重物的重力为140N时,AC、BC都不断,AC拉力比BC拉力大B.当重物的重力为140N时,AC、BC都不断,AC拉力比BC拉力小C.要使AC、BC都不断,重物的重力最大为150ND.当重物的重力逐渐增大时,AC绳先断【解题指南】对连接点C受力分析后,应用平衡条件求解出AC绳和BC绳上的拉力关系,根据两绳所能承受的最大拉力判断谁先断,按照最小的求解即可。【解析】选A、C、D。取C点为研究对象进行受力分析如图所示:AC拉力:T1=mgcos37°=140×0.8N=112N<120N,BC拉力:T2=mgcos53°=140×0.6N=84N<105N;故AC和BC都不断,AC拉力比BC拉力大,故A正确,B错误。当AC上的拉力是最大值120N时,BC上的拉力:T2'=sin37°cos37°·T1m=0.60.8×120N=90N<105N,还未断,此时重物的重力:10.魔术师将一摞扑克纸牌整齐叠放在水平桌面上,他用右手食指以竖直向下、大小为FN的力按压最上方第1张牌,然后向前水平推动,除第1张纸牌向前水平滑出外,其他纸牌均静止不动,假设每一张纸牌的质量均为m,纸牌与纸牌间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。令第1与第2张、第2与第3张纸牌间水平方向的作用力大小分别为F12、F23,以此类推。重力加速度为g,只考虑摩擦力、重力和手指向下压的力,则在第一张纸牌滑出过程中,下列关于F12和F23的判断正确的是 ()A.F12>F23B.F12=μ(FN+mg)C.F23<μ(FN+2mg)D.F23=μ(FN+2mg)【解析】选B、C。因为第1张牌被向前推动,即第1张牌和第2张牌之间的作用力为滑动摩擦力,即F12=μ(FN+mg);因为第2张牌和第3张牌还保持静止,所以它们间的作用力比最大静摩擦力要小,即F23<μ(FN+2mg)。第2张牌不动,由平衡条件可知,F12=F23,故B、C正确,A、D错误。三、非选择题:本题共5小题,共54分。11.(7分)某同学利用如图甲所示装置做探究弹簧弹力大小与其长度的关系的实验。(1)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0=______cm,劲度系数k=______N/m。

(2)他又利用本实验原理把该弹簧制作成一个弹簧测力计,当弹簧测力计的示数如图丙所示时,该弹簧的长度x=__________cm。

【解析】(1)当F=0时,弹簧的长度即为原长,原长x0=4cm,由胡克定律可知图像的斜率表示劲度系数大小,k=ΔFΔx(2)弹簧测力计的示数为3.0N,则伸长量为3.050m=0.答案:(1)450(2)1012.(9分)如图甲,某兴趣小组用力的传感器和矿泉水瓶,在教室黑板上做“探究合力大小和方向”的实验。(1)下列关于这个实验的说法正确的是________。(单选)

A.该实验运用了等效替代原理B.该实验采用了控制变量思想C.实验时矿泉水的质量越轻越好D.实验时两根细绳套间的夹角越大越好(2)根据实验数据,在黑板上作出力的图示(如图乙),则图乙中的F、F',一定沿竖直方向的是________(选填“F”或“F'”);

(3)由图乙可知实验的结果有一定的偏差,造成这一结果的原因是______。(多选)

A.绳套长度偏短B.两个绳套长度不相同C.两绳套的方向与黑板不平行D.标记绳套方向的两个点距离太近(4)图示的弹簧测力计读数为__________N。

【解析】(1)该实验运用了等效替代原理,选项A正确,B错误;实验时,矿泉水的质量大小要适当,选项C错误;实验时,两根细绳套间的夹角大小要适当,并非越大越好,选项D错误。(2)图乙中的F'是两个分力合力的理论值,F是用一个力传感器测量的合力的实验值,则一定沿竖直方向的是F;(3)绳套长度偏短,可能使得在记录力的方向时产生误差,选项A正确;两绳套的长度不一定相同,故长度不同并不影响实验结果,故B错误;两绳套的方向与黑板不平行,可能导致分力方向标注错误,故C正确;标记绳套方向的两个点距离太近,可能使得在记录力的方向时产生误差,选项D正确。故选A、C、D。(4)图示的弹簧测力计最小刻度为0.1N,则读数为2.90N。答案:(1)A(2)F(3)A、C、D(4)2.9013.(11分)如图甲所示,A、B两物块用跨过定滑轮的细绳连接,A的质量为1kg,斜面倾角为37°,滑轮左侧的细绳与斜面平行。当B的质量为0.5kg时,A恰好处于静止状态,A与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。求:(1)甲图中,A与斜面间的最大静摩擦力大小;(2)如乙图所示,将A、B间的绳撤去,改为用水平外力F作用于A物体,使A仍能在斜面上处于静止状态,F的最大值为多少。(保留2位小数)【解析】(1)对A受力分析可知fm+mBg=mAgsin37°解得fm=1N(2分)(2)因为fm=μmAgcos37°(2分)可得μ=0.125 (2分)当F最大时,物块A有向上运动的趋势,则静摩擦力沿斜面向下,则Fmcos37°=mAgsin37°+μ(Fmsin37°+mAgcos37°) (3分)解得Fm=9.66N(2分)答案:(1)1N(2)9.66N【补偿训练】某同学为了研究三角形承重结构各部分受力大小的规律,设计如图所示的装置:一长度AB=10cm的轻质细杆,A端通过光滑铰链连接于竖直墙上,B端系上轻质细绳,细绳水平,另一端系于竖直墙上C点,B点悬挂一质量为3kg的重物,该系统保持静止状态。已知此时细绳长度为BC=8cm,重力加速度g=10m/s2。(1)求此时细绳BC和轻杆AB受到的弹力大小。(2)若保持细杆AB位置不动,只改变细绳BC的长度及C点位置,要使系统静止且绳子承受的拉力最小,求此时细绳BC的长度及所受拉力大小。【解析】(1)B点受力如图,设∠BAC为θ水平方向FABsinθ