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滾動測試卷一(第一~三章) (時間:60分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中,科學(xué)家們總結(jié)出了許多物理學(xué)方法,如理想實驗法、控制變量法、極限思想法、類比法、科學(xué)假設(shè)法和建立物理模型法等。以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述正確的是(　　) A.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時,用質(zhì)點來代替物體的方法運用了假設(shè)法 B.根據(jù)速度的定義式v=ΔxΔt,當(dāng)Δt趨近于零時,就可以表示物體在t時刻的瞬時速度,該定義運用了微元法 C.在實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時,運用了控制變量法 D.在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程等分成很多小段,然后將各小段位移相加,運用了極限思想法 答案C 解析用質(zhì)點來代替物體的方法是建立物理模型法,故選項A錯誤;速度的定義式v=ΔxΔt,當(dāng)Δt趨近于零時,就可以表示物體在t時刻的瞬時速度,該定義運用了極限思想法,選項B錯誤;用實驗來探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時,運用了控制變量法,選項C正確;在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程等分成很多小段,然后將各小段位移相加,運用了微元法,選項D錯誤。 2. 跳傘運動員從高空懸停的直升機上跳下過程中,運動員沿豎直方向運動的v-t圖像如圖所示,下列說法正確的是(　　) A.10 s末運動員的速度方向改變 B.15 s末開始運動員處于靜止?fàn)顟B(tài) C.運動員在0~10 s的平均速度等于10 m/s D.10~15 s運動員做加速度逐漸減小的減速運動 答案D 解析由題圖可知,運動員在0~10s的位移大于其在這段時間內(nèi)做勻加速直線運動的位移,所以平均速度大于20+02m/s=10m/s,選項C錯誤;15s后速度的大小恒定,表明運動員做勻速運動,選項B錯誤;10s后的速度由大變小,但方向不變,選項A錯誤;10~15s圖線的斜率為負且逐漸減小,表明運動員做加速度逐漸減小的減速運動,選項D正確。 3.一輛汽車在平直公路上做剎車實驗,0時刻起運動位移與速度的關(guān)系式為x=10-0.1v2(各物理量的單位均為國際單位制的單位),下列分析正確的是(　　) A.上述過程的加速度大小為10 m/s2 B.剎車過程持續(xù)的時間為5 s C.0時刻的初速度為10 m/s D.剎車過程的位移為5 m 答案C 解析由v2-v02=2ax可得x=-12av02+12av2,對應(yīng)x=10-0.1v2,可知12a=-0.1,-12av02=10,解得a=-5m/s2,v0=10m/s,A錯誤,C正確;由v0=-at可得剎車過程持續(xù)的時間為t=2s,由v02=-2ax可得剎車過程的位移為x=10m,B、D錯誤。 4. 如圖所示,滑輪本身的質(zhì)量可忽略不計,滑輪軸O安在一根輕木桿B上,一根輕繩AC繞過滑輪,A端固定在墻上,且繩保持水平,C端掛一重物,BO與豎直方向夾角θ=45,系統(tǒng)保持平衡。若保持滑輪的位置不變,改變夾角θ的大小,則滑輪受到木桿作用力大小變化情況是(　　) A.只有角θ變小,作用力才變大 B.只有角θ變大,作用力才變大 C.不論角θ變大或變小,作用力都是變大 D.不論角θ變大或變小,作用力都不變 答案D 解析對滑輪受力分析,受兩條繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩條繩子的拉力的合力等大、反向;由于兩條繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,方向也不變,故兩拉力的合力為2mg,與水平方向成45斜向右下方,如圖所示。 5. 如圖所示,質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上,物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ。先用平行于斜面的推力F1作用于物體上使其能沿斜面勻速上滑;若改用水平推力F2作用于物體上,也能使物體沿斜面勻速上滑,則兩次的推力之比F1F2為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.cos θ+μsin θ B.cos θ-μsin θ C.1+μtan θ D.1-μtan θ 答案B 解析當(dāng)F1作用時,物體的受力情況如圖1,根據(jù)平衡條件得 F1=mgsinθ+μFN FN=mgcosθ 解得F1=mgsinθ+μmgcosθ 當(dāng)F2作用時,物體的受力情況如圖2,根據(jù)平衡條件得 F2cosθ=mgsinθ+μFN FN=mgcosθ+F2sinθ 解得F2=mgsinθ+μmgcosθcosθ-μsinθ 所以F1F2=cosθ-μsinθ,故選B。 6. 如圖所示,甲、乙兩物體分別從A點和B點同時由靜止開始做勻加速直線運動,結(jié)果二者同時到達C點,D是C點右側(cè)一點,下面說法正確的是(　　) A.兩物體在到達C點前的任一時刻,總有甲的速度大于乙的速度 B.兩物體在到達C點前的任一位置,總有甲的速度大于乙的速度 C.欲使兩物體由靜止開始運動同時到達D點,且保持各自的加速度不變,則需要甲先運動 D.甲從A點勻加速運動,乙從B點勻加速運動,若同時到達D點,則在CD之間甲的平均速度必然大于乙的平均速度 答案ABD 解析設(shè)甲的加速度為a1,乙的加速度為a2,根據(jù)題意,有12a1t2>12a2t2,得a1>a2,由于兩物體同時運動,由v=at知,A正確。根據(jù)題意,到達B、C點間任意位置時,總有甲的位移大于乙的位移,據(jù)v2=2ax知,B正確。甲走完AC段與乙走完BC段所用時間相等,該過程中乙的加速度小,且到達C點時乙的速度小,故乙走完CD段所用時間長,則需要乙先運動,C錯誤。據(jù)v=ΔxΔt知,D正確。 7.(2018江西二模)如圖所示,光滑水平地面上,可視為質(zhì)點的兩滑塊A、B在水平外力作用下緊靠在一起壓緊彈簧,彈簧左端固定在墻壁上,此時彈簧的壓縮量為x0,以兩滑塊此時的位置為坐標(biāo)原點建立如圖所示的一維坐標(biāo)系?，F(xiàn)將外力突然反向并使B向右做勻加速運動,下列關(guān)于拉力F、兩滑塊間彈力FN與滑塊B的位移x變化的關(guān)系圖像可能正確的是(　　) 答案BD 解析設(shè)AB向右勻加速運動的加速度為a。根據(jù)牛頓第二定律,對整體有F+k(x0-x)=(mA+mB)a,可得F=kx+(mA+mB)a-kx0。若有(mA+mB)a=kx0,則F=kx,F與x成正比,F-x圖像可能是過原點的直線;對A有k(x0-x)-FN=mAa,得FN=-kx+kx0-mAa,可知FN-x圖像是向下傾斜的直線;當(dāng)FN=0時A、B開始分離,此后B做勻加速運動,F不變,則有x=x0-mAakmgsin30+m0gsin30時,木塊A相對斜面不滑動,因此木塊A、圓柱體B是否靜止在斜面上,由圓柱體B對木塊A的彈力決定,木塊A、圓柱體B可能靜止于斜面上,故A錯誤,B正確;若m0=2m,則mgsin30+m0gsin30=34m0g,而Ff=μFN=0.75m0gcos30=338m0g;因Ffmgsin30+m0gsin30,木塊A不滑動,木塊A受到斜面的靜摩擦力,大小為Ff=mgsin30+m0gsin30=916m0g=92mg,故D正確。 二、實驗題(本題共2小題,共20分) 9.(8分)某同學(xué)在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實驗中,測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m。如圖甲所示,用彈簧OC和彈簧測力計a、b做探究求合力的方法實驗。保持彈簧伸長1.00 cm不變。 (1)若彈簧測力計a、b間夾角為90,彈簧測力計a的讀數(shù)是　　　　N(圖乙中所示),則彈簧測力計b的讀數(shù)可能為　　　　 N。 (2)若彈簧測力計a、b間夾角大于90,保持彈簧測力計a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧測力計b與彈簧OC的夾角,則彈簧測力計a的讀數(shù)　　　　、彈簧測力計b的讀數(shù)　　　　。(均選填“變大”“變小”或“不變”) 答案(1)3.00~3.02　3.9~4.1(有效數(shù)字不作要求)　(2)變大　變大 解析(1)彈簧測力計最小刻度為0.1N,要進行估讀,所以讀到小數(shù)點后兩位。 由題圖乙可得a彈簧測力計的讀數(shù)在3.0N左右,因合力為F=kx=5000.01N=5N,兩分力夾角為90,根據(jù)勾股定理進行計算,則另一個力Fb=F2-Fa2=4.0N。 (2)如圖所示Oa、Ob線段長度表示開始時a彈簧測力計和b彈簧測力計拉力的大小,Oa、Ob線段長度表示b彈簧測力計與OC夾角α減小后兩彈簧測力計拉力的大小。由圖可知a、b兩彈簧測力計的讀數(shù)都變大。 10.(12分)某物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù),實驗裝置如圖甲所示。一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪。木板上有一滑塊,其一端與電磁打點計時器的紙帶相連,另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時,在托盤中放入適量砝碼,滑塊開始做勻加速直線運動,在紙帶上打出一系列小點。 甲 乙 (1)圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖乙所示。通過紙帶得出1~6每個點的瞬時速度,畫出v-t圖像,進而求得a。其中3號點的瞬時速度的大小v3=　　　　 m/s(保留三位有效數(shù)字)。 (2)也可以去除一個數(shù)據(jù),利用逐差法處理求得a。如果去除的是2.88 cm這一數(shù)據(jù),計算出滑塊的加速度a=　　　 m/s2(保留三位有效數(shù)字)。 (3)為測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測量的有　　　　(填入所選物理量前的字母,完全選對才得分);還需要使用的儀器是　　　　　。 A.木板的長度l B.木板的質(zhì)量m1 C.滑塊的質(zhì)量m2 D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E.利用停表測量滑塊運動的時間t (4)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=　　　　　　　　(用被測物理量的字母表示,重力加速度為g)。與真實值相比,測量的動摩擦因數(shù)　　　　(選填“偏大”或“偏小”)。 答案(1)0.264　(2)0.496　(3)CD　天平 (4)m3g-(m2+m3)am2g　偏大 解析(1)每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點,說明相鄰的計數(shù)點間時間間隔為0.1s,3號點的瞬時速度的大小v3=x3+x42T=(2.40+2.88)10-2m0.2s=0.264m/s。 (2)如果去除的是2.88cm這一數(shù)據(jù),計算滑塊的加速度有 a=(x7-x3)+(x6-x2)+(x5-x1)12T2= 0.496m/s2。 (3)要測量動摩擦因數(shù),由Ff=μFN可知,需要知道摩擦力和壓力的大小。本題中壓力就是滑塊的重力,所以需要知道滑塊的質(zhì)量;摩擦力要根據(jù)滑塊的運動和牛頓第二定律來求得?；瑝K做的是勻加速運動,拉滑塊運動靠的是托盤和砝碼的重力,所以也要知道托盤和砝碼的質(zhì)量,故A、B、E錯誤,C、D正確。 (4)以整個系統(tǒng)為研究對象,由牛頓第二定律得m盤g-μm塊g=(m盤+m塊)a,解得μ=m盤g-(m塊+m盤)am塊g。由于根據(jù)牛頓第二定律列方程的過程中,只考慮了滑塊和木板之間的摩擦,沒有考慮細線和滑輪以及空氣阻力等,故導(dǎo)致摩擦因數(shù)的測量值會偏大。 三、計算題(本題共3小題,共32分) 11.(10分)如圖所示,直桿長l1=0.5 m,圓筒高l2=2.5 m,直桿位于圓筒正上方h=1 m處。直桿從靜止開始做自由落體運動,并能豎直穿越圓筒。(g取10 m/s2,5=2.236)試求: (1)直桿下端剛好開始進入圓筒時的瞬時速度v1; (2)直桿穿越圓筒所用的時間t。 答案(1)4.47 m/s　(2)0.45 s 解析(1)桿做自由落體運動,由運動學(xué)知識得v12=2gh, 解得v1=2101m/s=20m/s≈4.47m/s。 (2)設(shè)直桿下端到達圓筒上方的時間為t1,則h=12gt12, 設(shè)直桿上端離開圓筒下方時間為t2,則l1+h+l2=12gt22, 由題意得t=t2-t1, 以上三式代入數(shù)據(jù)解得t=0.45s。 12.(11分) 某電視臺闖關(guān)競技節(jié)目的第一關(guān)是雪滑梯,其結(jié)構(gòu)可以簡化為如圖模型。雪滑梯頂點距地面高h=15 m,滑梯斜面部分長l=25 m,在水平部分距離雪滑梯底端為x0=20 m處有一海綿坑。比賽時參賽運動員乘坐一質(zhì)量為m0的雪輪胎從雪滑梯頂端滑下,在水平雪道上翻離雪輪胎滑向海綿坑,運動員停在距離海綿坑1 m范圍內(nèi)算過關(guān)。已知雪輪胎與雪滑梯間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3,運動員與雪道間的動摩擦因數(shù)μ2=0.8,假設(shè)運動員離開雪輪胎的時間不計,運動員落到雪道上時的水平速度不變。求質(zhì)量為m的運動員(可視為質(zhì)點)在水平雪道上多大區(qū)域范圍離開雪輪胎才能夠闖關(guān)成功?(g取10 m/s2) 答案選手應(yīng)該在距離海綿坑6~7.6 m之間的區(qū)域離開雪輪胎,才能夠闖關(guān)成功 解析設(shè)運動員乘坐雪輪胎沿滑梯斜面部分滑動時的加速度為a0,滑到底端時的速度大小為v,有(m0+m)gsinθ-μ1(m0+m)gcosθ=(m0+m)a0,v2=2a0l,解得a0=3.6m/s2,v=65m/s。 在水平雪道上運動時,運動員乘坐雪輪胎時加速度大小為a1,翻下后加速度大小為a2,由牛頓第二定律得μ1(m0+m)g=(m0+m)a1,μ2mg=ma2,設(shè)在距離海綿坑x1處翻下時剛好滑到海綿坑邊停下,翻下時速度為v1,則有v2-v12=2a1(x0-x1),v12=2a2x1, 聯(lián)立解得x1=6m。 設(shè)在距離海綿坑x2處翻下時剛好滑到距離海綿坑邊1m處停下,翻下時速度為v2,則有v2-v22=2a1(x0-x2),v22=2a2(x2-1m),聯(lián)立解得x2=7.6m。故選手應(yīng)該在距離海綿坑6~7.6m之間的區(qū)域離開雪輪胎,才能夠闖關(guān)成功。 13.(11分)如圖甲所示,質(zhì)量為m=20 kg的物體在大小恒定的水平外力作用下,沖上一足夠長從右向左以恒定速度v0=10 m/s傳送物體的水平傳送帶,從物體沖上傳送帶開始計時,物體的速度圖像如圖乙所示。已知0~2 s內(nèi)水平外力與物體運動方向相反,2~4 s內(nèi)水平外力與物體運動方向也相反,g取10 m/s2。求: (1)物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù); (2)0~4 s內(nèi)物體與傳送帶間產(chǎn)生的熱量Q。 答案(1)0.3　(2)2 880 J 解析(1)設(shè)水平外力大小為F,由題圖乙可知0~2s內(nèi)物體做勻減速直線運動,加速度大小為a1=5m/s2,由牛頓第二定律得F+Ff=ma1 2~4s內(nèi)物體做勻加速直線運動,加速度大小為a2=1m/s2,由牛頓第二定律得 Ff-F=ma2 Ff=60N 又Ff=μmg 由以上各式解得μ=0.3。 (2)0~2s內(nèi)物體的位移x1=v1+02t1,得x1=10m,向右。 傳送帶的位移x1=v0t1,得x1=20m,向左。 物體與傳送帶的相對位移Δx1=x1+x1=30m, 此過程中物體與傳送帶間產(chǎn)生的熱量Q1=FfΔx1=1800J。 2~4s內(nèi)物體的位移x2=v2+02t1,得x2=2m,向左。 傳送帶的位移x2=v0t1,得x2=20m,向左。 物體與傳送帶的相對位移Δx2=x2-x2=18m。 此過程中物體與傳送帶間產(chǎn)生的熱量Q2=FfΔx2=1080J。 所以,0~4s內(nèi)物體與傳送帶間的摩擦熱Q=Q1+Q2=2880J。