一、单选题(本大题共5小题,共15.0分)
1.第26届国际计量大会2018年11月16日通过“修订国际单位制决议,正式更新了质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文和物质的量单位“摩尔”4项基本单位定义方法。其中开尔文将用玻尔兹曼常数定义,玻尔兹曼常数的物理意义是单个气体分子的平均动能随热力学温度7变化的系数,表达式为,那么玻尔兹曼常数的单位应为
A. B. C. D.
2.如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A到C,则它的位移和路程分别为
A. ,A指向C; B. ,A指向C;
C. ,A指向C; D. ,A指向C;
3.弹簧原长为10cm,当挂上一个50g的鈎码时,弹簧的长度变为12cm,当在原钩码下再挂一个同样的钩码时,弹簧仍处于弹性限度内,下列说法中正确的是取
A. 弹簧长度变为24cm B. 弹簧劲度系数为
C. 弹簧的弹力为 D. 弹簧伸长了2cm
4.如图所示,物体沿斜面向下匀速滑行,不计空气阻力,关于物体的受力情况,正确的是
A. 受重力、支持力、摩擦力
B. 受重力、支持力、下滑力
C. 受重力、支持力
D. 受重力、支持力、摩擦力、下滑力
5.如图是在同一条直线上运动的A、B两质点的图象,由图可知
A. 在时间内,A、B的位移相同,时刻A、B相遇
B. B在时刻追上A并在此后跑在A的前面
C. 在时间内,A、B的平均速度相等
D. B开始运动时速度比A小,秒后才开始大于A的速度
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
6.如图所示,小球A在拉直的细绳下端,并与光滑的斜面接触且均处于静止状态,图中细绳竖直,下列说法正确的是
A. 小球受重力和绳的拉力
B. 小球受重力、绳的拉力和斜面对球的支持力
C. 小球所受的重力和绳的拉力是二力平衡的
D. 小球所受的重力大于绳的拉力
7.如图所示,半径相同、质量分布均匀的圆柱体A和半圆柱体B靠在一起,A表面光滑,重力为G,B表面粗糙,A静止在平面上,现过A的轴心施以水平作用力F,可缓慢的将A拉离平面一直滑到B的顶端,整个过程中,B始终处于静止状态,对该过程分析,下列说法正确的是
A. 开始时拉力F最大为,以后逐渐减小为0
B. A、B间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G
C. 地面受到B的压力逐渐增大
D. 地面对B的摩擦力逐渐增大
8.关于重力加速度的说法中,正确的是
A. 在地球上的同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度大小都相同
B. 在地球上不同的地方,重力加速度的方向都相同
C. 在地球上不同的地方,重力加速度的大小不同
D. 地球赤道处的重力加速度比两极的重力加速度大
9.对于初速度为零的匀加速直线运动,以下说法正确的是
A. 物体在1s、3s、5s内的位移之比为
B. 物体在1s、3s、5s时的速度之比为
C. 物体经过前1m、前3m、前5m时的速度之比为
D. 物体经过前1m、前3m、前5m所用时间之比为
三、实验题(本大题共2小题,共21.0分)
10.以下是某同学在“探究共点力作用下物体的平衡条件”实验中的操作步骤。请完成步骤中的填空:
A.将一方形薄木板竖直放置,在板面上用图钉固定好白纸,把两滑轮固定在板上;
B.用弹簧测力计称一薄铁块重力,记下示数F
C.用两根细线结于O点,在O点吊上一薄铁块,两细线绕过定滑轮,与两个弹簧测力计的钩挂钩相连铁块和测力计都不与纸面接触,如图所示;
D.当铁块静止时,分别记下两个测力计的示数、、和______;
E.根据______作出、的合力,记下OC方向并作出F图示;
F.通过比较比较和F的______,即可得出实验结论。
11.一个小车M上装有一个滴墨水的容器,每分钟滴出120滴墨水.重物N通过滑轮用绳拉动小车做匀加速运动,小车经过处,在桌面上留下一系列墨滴,如图所示,测出,,求小车在b点、c点处的速度以及小车运动的加速度分别是______ 、______ 、______ 保留两位小数
四、计算题(本大题共4小题,共48.0分)
12.如图所示,轻质弹簧的劲度系数,用其拉着一个重为200N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:
物体与水平面间的动摩擦因数;
当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?
如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面能继续滑行,这时物体受到的摩擦力多大?
13.甲、乙两车同时从同一地点出发,向同一方向运动,其中甲以的速度匀速行驶,乙以的加速度由静止启动,求:
经多长时间两车相距最远?
两车相距最远的距离是多少?
经多长时间乙车追上甲车?
14.如图甲、乙所示,传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3,中间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运动,三个木块处于平衡状态.求:
在图甲状态下,1、3两木块之间的距离是多大?
在图乙状态下,传送带与水平方向夹角为,传送带逆时针方向匀速转动,三个木块处于平衡状态,此时细线的拉力是多大?木块1、3之间的距离又是多大?
15.小轿车以的速度在平直公路上匀速行驶,司机突然发现正前方有个收费站,经20s后司机才开始刹车使车匀减速恰停在缴费窗口,缴费后匀加速到后继续匀速前行.已知小轿车刹车时的加速度大小为,停车缴费所用时间为30s,启动时加速度为求:
司机是在离收费窗口多远处发现收费站的;
因国庆放假期间,全国高速路免费通行,小轿车可以不停车通过收费站,但要求轿车通过收费窗口前9m区间不超过,则国庆期间小轿车离收费窗口至少多远处开始刹车?因不停车通过至少可以节约多少时间?
-------- 答案与解析 --------
1.答案:D
解析:
【分析】
根据题中表达式得出k的表达式,然后利用公式逐一分析即可。
物理量的关系对应着物理量单位的关系,本题关键是熟悉物理公式。
【解答】
由得,
A.由可知的单位是,而T的单位是K,故所求物理量的单位是:,故A错误;
B.由,可知代入A中可得其单位是:,故B错误;
C.由可知代入B中可得其单位是:,故C错误;
D.由可知,,代入C中可得其单位是:。
故选D。
2.答案:C
解析:解:物体的位移大小为AC的长度,根据几何关系可知:,方向由A指向C,路程为一个半圆周长和一个四分之三圆周长之和,即。
故选:C。
位移大小等于初位置到末位置有向线段的长度,方向从初位置指向末位置.路程是物体运动路线的长度.
本题就是对位移和路程的考查,掌握住位移和路程的概念就能够解决了,注意位移为矢量,路程为标量.
3.答案:B
解析:解:由题,,,
根据胡克定律得:
::
代入解得:,即弹簧伸长了4cm
所以弹簧此时的长度为;故B正确,ACD错误.
故选:B.
当弹簧挂上50g的钩码时,弹簧的弹力,伸长的长度当在原钩码下再挂一个同样的钩码时,弹簧的弹力,根据胡克定律求出弹簧的劲度系数和弹簧伸长的长度,再求出弹簧长度.
本题考查胡克定律应用的基本能力,公式中,x是弹簧伸长或压缩的长度,不是弹簧的长度.
4.答案:A
解析:解:对物体受力分析,重力一定有,物体与斜面间相互挤压,斜面对其一定有支持力,物体匀速下滑,一定受到沿斜面向上的滑动摩擦力。
故选:A。
对物体受力分析,重力一定有,重力有两个作用效果,使物体紧压斜面,同时使物体沿斜面下滑,故物体与斜面间相互挤压,斜面对其一定有支持力,物体匀速下滑,一定受到沿斜面向上的滑动摩擦力.
理解力的概念,掌握力的特点,是正确分析受力的基础和依据.要想熟练掌握,还需要通过一定量的练习,不断加深对物体运动规律的认识,反复体会方法,总结技巧才能达到.
5.答案:B
解析:解:A、在时间内,A的位移为,B的位移为,故位移不相同,时刻A、B相遇,故A错误。
B、B在秒末之前任意时刻位置坐标均小于A物体的位置坐标,直到秒末与A物体的位置坐标相同,即两物体相遇,在此之后B物体的位置坐标大于A物体的位置坐标,即B物体跑在前面,故B正确。
C、在时间内,A的位移小于B的位移,故A的平均速度小于B的平均速度,故C错误。
D、由于位移时间图的斜率表示该时刻的速度,由图可以看出之前A的斜率大于B的斜率,即A的速度大于B的速度,但是在此之后A的斜率为零,即A物体速度为零,B物体的速度保持不变,所以从后B物体的速度大于A物体的速度,故D错误。
故选:B。
位移时间图象表示物体的位置随时间的变化,图象上的任意一点表示该时刻的位置,图象的斜率表示该时刻的速度,斜率的正负表示速度的方向。
理解位移时间图象上点和斜率的物理意义;特别是斜率代表速度,求解斜率的方法为。
6.答案:AC
解析:解:由题意可知,小球和光滑斜面接触,受到重力和绳的拉力,斜面对小球没有弹力,若有弹力,则小球处于不平衡状态,故拉力和重力是二力平衡,故AC正确,BD错误.
故选:AC.
小球A和光滑斜面接触,受到重力和绳的拉力.斜面对小球没有弹力,如有弹力,小球将受到三个力作用,重力和绳的拉力在竖直方向上,弹力垂直于斜面向上,三个力的合力不可能为零,小球将向左上方运动,与题设条件矛盾.
本题采用假设法分析斜面的弹力是否存在,这是判断弹力和摩擦力是否存在常用的方法.
弹力有无及方向的判断:
对于形变明显的情况如弹簧可由形变直接判断.
对于接触处的形变不明显,判断其弹力的有无可用以下方法.
拆除法
即解除所研究处的接触,看物体的运动状态是否改变.若不变,则说明无弹力;若改变,则说明有弹力.
分析主动力和运动状态来判断是否有弹力.
分析主动力就是分析沿弹力所在方向上,除弹力以外其他力的合力.看该合力是否满足给定的运动状态,若不满足,则存在弹力;若满足,则不存在弹力.
7.答案:AB
解析:
【分析】
先对圆柱体a受力分析,受重力、水平拉力和支持力,其中重力恒定,拉力方向不变,三力平衡,作出力的矢量三角形分析拉力和弹力大小的变化;然后对整体分析,根据平衡条件得到摩擦力情况.
本题是受力平衡中的动态分析问题,三力平衡时三力构成首位相连矢量三角形,找到恒定的力和方向不变的力是切入点,不难.
【解答】
AB、圆柱体a和半圆柱体b的圆心的连线为2R,故其与竖直方向夹角为;
a球受三个力平衡,如图所示:
三个力构成封闭矢量三角形三个边,其中重力不变,其它两个力的夹角变小,开始时拉力F最大为,以后逐渐减小为0,故A正确;
a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G,故B正确;
CD、对圆柱体a和半圆柱体b分析,受重力、水平力、支持力和摩擦力,根据平衡条件,支持力:,保持不变,故对地压力大小不变,故C错误;
摩擦力,逐渐减小到零,故D错误;
故选:AB。
8.答案:AC
解析:解:A、在地球上同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同.故A正确.
B、地球纬度不同的地方重力加速度不同;故B错误,C正确;
D、地球赤道上的重力加速度小于两极处的重力加速度;故D错误;
故选:AC.
物体做自由落体运动的加速度等于重力加速度,加速度反映速度变化快慢的物理量.地球同一点,物体重力加速度相同.重力加速度随纬度的升高,重力加速度增大,随高度的升高,重力加速度减小
解决本题的关键知道物体做自由落体运动的加速度等于重力加速度,加速度反映速度变化快慢的物理量.轻重物体重力加速度相同.
9.答案:BC
解析:
【分析】
本题主要考查匀变速运动规律,对于初速为0的匀加速运动,根据匀变速运动公式即可分析,并且作为结论记忆。
【解答】
A.根据可知,物体在1s、3s、5s、内的位移之比为1:9:25,故A错误;
B.根据可知物体在1s、3s、5s时的速度之比为1:3:5,故B正确;
C.由可知,物体经过前1m、前3m、前5m的速度之比为,故C正确;
D.由可知,,故物体经过前1m、前3m、前5m所用时间之比为,故D错误。
故选BC。
10.答案:方向 平行四边形法则 大小和方向
解析:解:因为要画力的图示,所以要记录力的大小和方向,即铁块静止时,分别记下两个测力计的示数、、和方向,
根据平行四边形法则作出、的合力,记下OC方向并作出F图示,比较和F的大小和方向,即可得出结论。
故答案为:方向,平行四边形法则,大小和方向
三个力合力为零,则任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,根据平行四边形定值作出其中两个力的合力,与第三个力进行比较即可得出结论。
本题考查了实验注意事项、作力的图示等问题,掌握基础知识即可正确解题,平时要注意基础知识的学习,要掌握力的图示的作图方法。
11.答案:;;
解析:解:每分钟滴出120滴墨水,则时间间隔为:
小车在b点的瞬时速度为:
c点处的速度为:
加速度为:
故答案为:; ;
匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度;根据加速度定义式求出加速度.
本题考查匀变速直线运动推论的应用,也可以根据逐差法求加速度.
12.答案:解:
根据胡克定律得,弹簧的拉力,
由平衡条件得
滑动摩擦力
支持力
又,联立代入得到
伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力,由于动摩擦因数不变,物体对地面的压力大小不变,则滑动摩擦力f不变,
突然撤去弹簧物体仍然受到滑动摩擦力80N.
答:物体与水平面的动摩擦因数为;
在弹性限度内,当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的摩擦力仍为80N.
突然撤去弹簧物体仍然受到滑动摩擦力80N.
解析:物体在水平面上做匀速直线运动,受到重力、水平面的支持力、滑动摩擦力和弹簧的弹力,由胡克定律求出弹簧的拉力,根据平衡条件可知,滑动摩擦力与拉力大小相等,支持力与重力大小相等,由求出动摩擦因数.当弹簧的伸长量增大时,弹簧的拉力增大,而滑动摩擦力不变.
对于物体的平衡问题,首先确定研究对象,其次分析物体受力情况,再根据平衡条件列方程求解.
13.答案:解:乙车从静止加速,甲车匀速行驶,所以开始乙车速度小于甲车速度,即,两车间距离越来越大,随着时间的推移,之后,乙车速度大于甲车速度,两车间距离越来越小,因此,当时,两车间距离最大
即有:,
解得:
故经过8s两车相距最远
最远距离:
甲乙两车同时从同一地点出发,向同一方向运动,乙车追上甲车时,二者位移相同,
设甲车位移,乙车位移
则
即
解得:
答:经8s时间两车相距最远;
两车相距最远的距离是32m;
经16s时间乙车追上甲车。
解析:该问题为运动学中的追及问题,关键要研究两个物体之间的关系,抓住相遇时位移相等求出运动时间,知道两车速度相等时,两车间距最大。
甲车追乙车时,速度相等之前,甲的速度大于乙的速度,两车的距离越来越大,速度相等后,甲车的速度小于乙车的速度,两车的距离越来越小,当两车速度相等时,相距最远;
由运动学的公式即可求出最远的距离;
乙车追上甲车,二者的位移相等,由位移公式即可求出。
14.答案:解:如图甲所示,当三木块达到平衡状态后,对木块3进行受力分析,可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力,
解得2和3间弹簧伸长量为
同理以2木块为研究对象得;
即1和2间弹簧的伸长量为;
1、3两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量,即;
以木块1、2、3为系统,由平衡条件可得:
其中:;
联立解得:绳的拉力;
对木块3进行受力分析,可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力,
解得2和3间弹簧伸长量为
同理以2木块为研究对象得,
即1和2间弹簧的伸长量为;
1、3两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量,即;
答:在图甲状态下,1、3两木块之间的距离是;
在图乙状态下,细线的拉力是,木块1、3之间的距离是;
解析:先对木块3受力分析,根据平衡条件列式求解出弹簧的弹力,根据胡克定律求解伸长量;再对木块2、3整体受力分析,再次根据平衡条件列式求解出弹簧的弹力,根据胡克定律求解伸长量.
本题关键是灵活地选择研究对象,然后根据共点力平衡条件列式求解出弹簧的伸长量,不难.
15.答案:解:根据题意,设司机匀速运动位移为 ;减速运动时间为,位移为.
,
,
,
所以司机在离收费站窗口处发现收费站的.
根据题意轿车应该在收费窗口前9m处速度减为,设车减速位移为,
由得:,
所以,轿车应离收费窗口处开始刹车.
设停车收费后加速时间为,位移为,则有:,
,
若停车收费经过窗口前100m到窗后200m的总时间为:
若不停车收费也是窗前100m开始刹车,时间为:,
窗口前匀速时间:,
窗口后加速到所用时间为:,
加速运动的位移由:得:,
窗口后还有匀速运动,其时间为:,
若不停车经过窗口前100m到窗口后200m的总时间为:,
所以不停车通过可以节约时间为的时间.
答:司机是在离收费窗口500m发现收费站的.
国庆期间该小轿车应离收费窗口100m开始刹车.因不停车通过可以节约.
解析:解出匀速运动的位移,再解出匀减速运动的位移,两位移相加即为要求的距离;
分段研究,收费时总时间为:减速到0的时间,加上收费的时间,再加上加速到的时间;不收费时的总时间为:减速到的时间,加上匀速运动的时间,加上加速到的时间,还要加上匀速运动的时间;上述时间的差值即为节约的时间.
此题运动的过程复杂,轿车经历减速、匀速、加速,加速度、位移、时间等都不一样.分析这样的问题时,要能在草稿子上画一画运动的过程图,找出空间关系,有助于解题.下载本文