(时间:100分钟 满分:120分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题3分,共21分。每小题只有一项符合题意。) 1.在人类认识运动的过程中,对自由落体运动的研究,应用了抽象思维、数学推理和科学实验相结合的研究方法,被誉为人类思想史上最伟大的成就之一,标志着物理学真正的开始。采用这一研究方法的科学家是
A.亚里士多德 B.牛顿 C.爱因斯坦 D.伽利略 2.某质点做直线运动规律如图所示,下列说法中正确的是( ) A.质点在第2 s末回到出发点
B.质点在第2 s内和第3 s内加速度大小相等而方向相反 C.质点在第3 s内速度越来越小 D.在前7 s内质点的位移为正值
3.磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫。当它腹朝天、背朝地躺在地面时,将头用力向后仰,拱起体背,在身下形成一个三角形空区,然后猛然收缩体内背纵肌,使重心迅速向下加速,背部猛烈撞击地面,地面反作用力便将其弹向空中。弹射录像显示,磕头虫拱背后重心向下加速(视为匀加速)的距离大约为0.8 mm,弹射最大高度为24 cm。而人原地起跳方式是,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,假想加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等,如果加速过程(视为匀加速)重心上升高度为0.5 m,那么人离地后重心上升的最大高度可达(空气阻力不计,设磕头虫撞击地面和弹起的速率相等)( ) A.15 m B.7.5 m C.150 m D.75 m
4. 2015年9月30日,乒乓球亚锦赛中中国男团大比分3∶0击败日本男团,实现了亚锦赛男团项目的九连冠。假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速跑动,球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分M、m,不计球拍和球之间摩擦,不计空气阻力,则( ) A.运动员的加速度大小为gsin θ B.球拍对球的作用力大小为mgcos θ
(M+m)g
C.运动员对球拍的作用力大小为 cos θ
D.运动员对地面的作用力方向竖直向下 5.如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖
直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A.小车静止时,F=mgsin θ,方向沿杆向上
B.小车静止时,F=mgcos θ,方向垂直于杆向上
C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上
D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,且方向沿杆向上
6.如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端拴一质量为m的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面的压力为零的瞬间,小球的加速度大小为( )
(M-m)g(M+m)g
A.g B. C.0 D. mm
7.一个质量为m的铁块以初速度v1沿粗糙斜面上滑,经过一段时间又返回出发点,整个过程铁块速度随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.铁块上滑过程处于超重状态 B.铁块上滑过程与下滑过程的加速度方向相反 C. 铁块上滑过程与下滑过程满足v1t1=v2(t2-t1) D.铁块上滑过程与下滑过程所用时间相等
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共20分。每题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分)。
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南京清江花苑严老师
8.一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进,则对小孩和车,下列说法正确的是 ( ) A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力 B.拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上 D.小孩和车所受的合力为零 9.如图所示,光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块,其中M、P质量均为m,N、Q质量均为2 m,其中P、M木块间用一轻弹
簧相连。现用水平拉力F拉N,使四个木块以同一加速度a向右运动,则在撤去水平力F的瞬间,下列说法正确的是( )
1
A.M的加速度不变 B.P的加速度大小变为a
2
C.Q的加速度不变 D.N的加速度大小仍为a
10.如图所示,横截面为直角三角形的斜劈A,底面靠在粗糙的竖
直墙面上,力F通过球心水平作用在光滑球B上,系统处于静止状态。当力F增大时,系统还保持静止,则下列说法正确的是( ) A.斜劈A所受合外力增大
B.斜劈A对竖直墙壁的压力增大 C.球B对地面的压力一定增大
D.墙面对斜劈A的摩擦力可能变为零
11.动摩擦因数μ=0.3的水平面上有一质量为m=2 kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图。此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10 m/s2,以下说法正确的是( ) A.此时轻弹簧的弹力大小为20 N
B.小球的加速度大小为7 m/s2,方向向右
C.若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度大小为0
D.若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2,方向向右 12.如图甲所示,小物块从光滑斜面上由静止滑下,位移x与速度的平方v2的关系如图乙所示。g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.小物块的下滑的加速度大小恒为2.5 m/s2 B.斜面倾角为30° C.小物块2 s末的速度是5 m/s D.小物块第2 s内的平均速度为7.5 m/s
三、简答题(本题共3小题,共24分。请将解答填在答题卡相应的位置。)
13.在探究力合成的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的 ▲ (填字母代号). A.将橡皮条拉伸相同长度即可 B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度 C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)学生在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是 ▲ (填字母代号). A.两细绳必须等长 B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(3)在研究“互成角度的两个力的合成”实验中,F1和F2表示两个互成角度的力,F表示由平行四边形定则作出的F1与F2的合力; F′表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则各图中符合实验事实的是 ▲ .
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南京清江花苑严老师
14.在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中某同学获得的一条纸带如下图所示。
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为__▲___.
(2)A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,
从图中读出A、B两点间距x=_▲____m; C点对应的速度是__▲____m/s。 (计算结果保留二位有效数字).
(3)若实验后发现,实际所用交流电的频率高于50Hz,则上述计算结果与实际值相比是__▲___。(填“偏大”,“偏小”,还是“不变”)
15. (8分)某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚开始运动为止,记下传感器的最大示数F0。再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1。释放小车,记录小车运动时传感器的示数F2。
(1)接通频率为50 Hz的交流电源,释放小车,打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,则小车的加速度a=___▲___ m/s2。 (2)同一次实验中,F1___▲__F2(选填“<”、“=”或“>”)。
(3)改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据,描绘小车加速度a与F的关系如图丙。不计纸带与计时器间的摩擦。图象中F是实验中测得的___▲___。 A.F1 B.F2 C.F1-F0 D.F2-F0 (4)关于该实验,下列说法中正确的是__▲___。
A.小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量 B.实验中需要将长木板右端垫高
C.实验中需要测出小车和传感器的总质量
D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据 四、计算题(本题共4小题,满分53分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。) 16.(12分) 滑雪运动员以υ0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,在t=5s的时间内滑下的位移x=60m。求:(1)滑雪运动员5s内的平均速度;(2)滑雪运动员的加速度;(3)滑雪运动员5s末的速度;(4)作出5s内滑雪运动员的速度(υ)-时间(t)图像。
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17. (15分)置于粗糙水平路面上的框架ABCD质量为M=30 kg,其斜面AC的倾角为θ=37°,里面放置一表面光滑,质量为m=20 kg的球体,框架静止时,球体与顶部AB有一很小的间隙(间隙远小于球体的半径可忽略不计)。整个框架在水平向左的拉力F=400 N的作用下向左以v=16 m/s的速度做匀速直线运动,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求: (1)匀速行驶时,球体对框架BC面的弹力; (2)撤去外力后,框架滑行的距离;
(3)撤去外力,在框架停止运动之前,框架AB面是否对球体有作用力?若无,说明理由;若有,试求其大小。
18. (16分)右图为仓库中常用的皮带传输装置D示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A,B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角,C, D两端相距4. 45m,B, C相距很近。水平传送以5m/s的速度沿顺时针
Cθ方向转动,现将质量为10kg的一袋大米无初
速度地放在A段,它随传送带到达B端后,AB速度大小不变地传到倾斜送带的C点,米袋与
两传送带间的动摩擦因数均为0. 5,g取10m/s2,sin37˚=0. 6,cos37˚=0. 8
(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离;
(2)若倾斜部分CD以4m/s的速率顺时针方向转动,求米袋从C运动到D所用的时间。
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南京清江花苑严老师
19. (16分)如图所示,厚度不计的薄板A长L=5.0 m,质量M=3.0 kg,放在水平桌面上。在A上距其左端s=2.4 m处放一物体B(大小不计),其质量2.0 kg,已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间的擦因数μ2=0.2,原来系统静止。(设桌面足够长,g=10 m/s2
)(1)要把薄板从物体下面抽出,所加的水平外力至少是多少?
(2)若加的水平力F=18.0 N,则该力至少作用多长时间才能把薄板抽出?
南京清江花苑严老师
m=动摩
求: 5
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