一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意 1. 关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义 C.牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
参考答案:
A
2. (多选)物体在恒力作用下可能做的运动是
A.直线运动
B.曲线运动
C.匀速圆周运动
D.非匀变速直线运动
参考答案:
AB
3. 甲、乙两车沿一条平直公路运动,甲车在前半段位移上以 v1 的速度运动,后半段位移上以 v2 的速度运动; 乙车在前半段时间内以 v1 的速度运动,后半段时间以 v2 的速度运动,已知 v1≠v2,则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小 v甲和 v乙的关系是( ) A. v甲=v乙 B. v甲>v乙 C. v甲<v乙 D. 无法确定
参考答案:
C
【详解】对于甲,设总位移为 2x,据平均速度公式有:
对于乙,设运动的总时间为 2t,据平均速度公式有:
,
因为v乙-v甲>0,所以 v甲<v乙。
A. v甲=v乙,与推导结果不符,故A错误; B. v甲>v乙,与推导结果不符,故B错误; C. v甲<v乙,与推导结果相符,故C正确; D. 无法确定,与推导结果不符,故D错误。
4. 在水平路面上AB段光滑,BC段粗糙,两段长度相同,如图所示。在A处静止的小物体(可视为质点)在水平恒力F作用下,从A点开始运动,到C点恰好停下。下列判断正确的是( )
A. 水平恒力F在两段路面上做功相等
B. 整个过程水平恒力F做功等于克服摩擦力做功 C. 水平恒力F在AB段的平均功率大于BC段的平均功率
D. 水平恒力F在AB段中点位置瞬时功率大于在BC段中点位置瞬时功率
参考答案:
AB
【详解】A.由W=Fs知,恒力F对两种路面下做功一样多,即W1=W2,故A正确。
B.在整个过程中,根据动能定理可知WF-Wf=0-0,故整个过程水平恒力F做功等于克服摩擦力做功,故B正确;
C.在AB段做初速度为零的匀加速直线运动,在BC段可看做反向的初速度为零的运动加速直线运动,通过v-t图象如图,可知,在两段所需时间相同,根据P=W/t可知,水平恒力F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率,故C错误;
D.由图可知,在AB段中点位置瞬时速度和在BC段中点位置瞬时速度相同,故水平恒力F在AB段中点位置瞬时功率等于在BC段中点位置瞬时功率,故D错误;
5. 一个物体做匀加速直线运动,若已知物体在第3s内的位移为x1和第7s内的位移x2,则下列物理量中可求出的有
A.加速度 B.t=7.5s对的速度
C.在t=0至t=3s内物体的位移 D.物体发生10m的位移所需的时间
参考答案:
ABC
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图,若某同学在平抛运动的轨迹图上建立坐标系时,x坐标与初速度v0的方向不平行。请用合理的办法确定图中重力加速度的方向(简单写出作图的过程,并保留作图痕迹)。
参考答案:
把首末两点相连并且三等份,各等份点与对应顺序的轨迹图上的点相连,即是重力加速度所在的直线,并标明方向。
7. 如图,两平行金属板间电场是匀强电场,场强大小为1.0×104V/m,A、B两板相距1cm,则A、B
间电势差UAB=______V; C点与A相距0.4cm,若令B板接地(即电势φ=0),则C的电势φC是_________V;将带电量为-1.0×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为________J.
参考答案:
100 、 60 、 _-6×10-11_ 8. 某汽车做直线运动,位移规律为
(其中,x单位为m,t单位为s)。则该物体的加速度
为______m/s2,4s内经过的路程为______ m
参考答案:
9. 熊蜂能够以最大速度v1竖直向上飞,以最大速度v2竖直向下飞。熊蜂“牵引力”与飞行方向无关,空气阻力与熊蜂速度成正比,比例系数为k。则熊蜂“牵引力”的大小是 ,熊蜂沿水平方向飞
行的最大速度是 。
参考答案:
,
当竖直向上飞达到最大速度时,由受力分析可知
,以最大速度下降时
,由
两个方程联立可解的牵引力大小为,沿水平方向运动时有,由此可解
的最大速度
考点:考查力与运动
点评:本题难度较小,注意到在水平方向最大速度时,牵引力与重力的合力与阻力是等大反向的
10. 重为10 N的物块在垂直于斜面向下的2 N的压力作用下,静止于斜面上,若已知斜面倾角为37°,sin37°=0.6 cos37°=0.8,则物块与斜面间的正压力大小为___________ N。 参考答案: 10
11. (4分)质点做匀加速直线运动,在第2s内的位移是3m,第6s内的位移是9m,则质点的加速度a= m/s2,第4s内的位移是 m。 参考答案:
1.5;6
12. 在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0= ( 用l、g表示)。
参考答案:
13. 一个物体被水平抛出,抛出后第1秒、第2秒、第3秒内竖直下落的距离之比为_____________,通过的水平距离之比为_____________。 参考答案:
三、 简答题:本题共
2小题,每小题11分,共计22分
14. 24.(2分)螺线管通电后,小磁针静止时指向如图所示,请在图中标出通电螺线管的N、S极,并标出电源的正、负极。
参考答案:
N、S极1分
电源+、-极1分
15. 一个物体沿着直线运动,其
v﹣t 图象如图所示。 (1)物体在哪段时间内做加速运动? (2)物体在哪段时间内做减速运动? (3)物体的速度方向是否改变?
(4)物体的加速度方向是何时改变的?t=4s 时的加速度是多少?
参考答案:
(1)物体在 0﹣2s 内做加速运动;(2)物体在 6s﹣8s 时间内做减速运动;
(3)物体的速度方向未发生改变;(4)物体的加速度方向在 6s 末发生改变,t=4s 时的加速度是0
【详解】(1)在 0﹣2s 内速度均匀增大,做加速运动; (2)在 6s﹣8s 速度不断减小,做减速运动; (3)三段时间内速度均沿正方向,故方向不变;
(4)图象的斜率表示加速度,由图可知,0﹣2s 的加速度方向和 6s﹣8s 加速度方向不同,所以加速度方向在 6s 末发生变化了,t=4s 物体做匀速直线运动,加速度为零
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,一个人用与水平方向成60°角的力F=40N 拉一个木箱,在水平地面上沿直线匀速前进
了8m,求:
(1)拉力F对木箱所做的功; (2)摩擦力对木箱所做的功; (3)外力对木箱所做的总功.
参考答案:
解:(1)拉力F对木箱所做的功为: W=Fxcosθ=40×8×=160J (2)根据动能定理可得: W+Wf=mv2﹣mv2, 代入数据解得:Wf=﹣160J
(3)木箱匀速运动,合外力为零,则外力对木箱所做的总功为0. 答:(1)拉力F对木箱所做的功为160J; (2)摩擦力对木箱所做的功为﹣160J (3)外力对木箱所做的总功为0. 【考点】动能定理的应用;功的计算.
【分析】(1)根据恒力做功公式W=Fxcosθ即可求解拉力做功; (2)根据动能定理求得摩擦力做功 (3)木箱匀速运动,合外力为零
17. 如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为53°的光滑斜面上.一长为L=9cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1kg的小球,将细绳拉至水平,使小球在位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断.之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,最大压缩量为x=5cm.(g=10m/s2,sin 53°=0.8,
cos 53°=0.6)求:
(1)细绳受到的拉力的最大值; (2)D点到水平线AB的高度h; (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.
参考答案:
解:(1)小球由C到D,由机械能守恒定律得:mgL=m
解得:v1=
…①
在D点,由牛顿第二定律得:F﹣mg=m…②
由①②解得:F=30 N
由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为 30 N. (2)由D到A,小球做平抛运动,则得 vy2=2gh…③
由 tan53°=…④
联立解得h=0.16m
(3)小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中,小球与弹簧系统的机械能守恒,即: Ep=mg(L+h+xsin 53°) 代入数据得:Ep=2.9 J.
答:(1)细绳受到的拉力的最大值为30 N. (2)D点到水平线AB的高度h为0.16m. (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep为2.9 J 【考点】机械能守恒定律;牛顿第二定律.
【分析】(1)根据机械能守恒定律求出小球在D点的速度,再根据竖直方向上的合力提供向心力,运用牛顿第二定律求出绳子的最大拉力.
(2)球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,知绳子断裂后,做平抛运动,由平抛运动的规律求h.
(3)根据速度的合成求出A点的速度,根据系统机械能守恒求出弹簧的最大弹性势能.
18. 如图所示是游乐场中过山车的模型图.图中半径分别为R1=2.0m和R2=8.0m的两个光滑圆形轨道,固定在倾角为θ=37°斜轨道面上的A、B两点,且两圆形轨道的最高点C、D均
与P
点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接.现使小车(视为质点)从P点以一定的初速度沿斜
面向下运动.已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=1/6,g=10m/s2,sin37°=0.6,
cos37°=0.8.问:
(1)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点C,则它在P点的初速度应为多大? (2)若小车在P点的初速度为15m/s,则小车能否安全通过两个圆形轨道? 参考答案:
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