上海市浦东新区洋泾中学2020-2021学年高一上学期物理12月月考试卷
一、单选题
1.(2020高一上·浦东月考)下列处理物理问题的主要思想方法不是等效替代法的是( )
A.在研究变速直线运动时引入平均速度的概念
B.重心的引入
C.推导初速度为零的匀加速直线运动的位移时间关系式
D.探究合力与分力关系的实验
2.(2020高一上·浦东月考)下列关于重力加速度的说法正确的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B.质量大的物体重力加速度大,质量小的物理重力加速度小
C.地球表面各处的重力加速度,随着纬度的增加而增加
D.重力加速度和重力的方向相同,都是指向地心
3.(2020高一上·浦东月考)如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球.若按力的实际作用效果来分解,小球受到的重力G的两个分力方向分别是图中的( )
A.1和4 B.2和4 C.3和4 D.3和2
4.(2020高一上·浦东月考)下列关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反
B.两物体间的接触面越粗糙,它们之间的静摩擦力越大
C.运动的物体不可能受到静摩擦力
D.滑动摩擦力可以起动力作用
5.(2017高一上·正定期末)现有一台落地电风扇放在水平地面上,该电风扇运行时,调节它的“摇头”旋钮可改变风向,但风向一直水平.若电风扇在地面上不发生移动,下列说法正确的是( )
A.电风扇受到5个力的作用
B.地面对电风扇的摩擦力的大小和方向都不变
C.空气对风扇的作用力与地面对风扇的摩擦力大小相等
D.风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡
6.(2020高一上·浦东月考)一个物体同时受到同一个平面内的三个力作用,下列几组力中合力不可能为零的是( )
A.3N 11N 6N B.7N 12N 8N
C.15N 10N 5N D.30N 40N 50N
7.(2020高一上·浦东月考)关于伽利略的两个斜面实验,下面说法中正确的是( )
A.伽利略仅在图(a)中使用了光滑斜面进行实验
B.伽利略仅在图(b)中使用了光滑斜面进行实验
C.伽利略从图(a)中得出:自由落体运动是匀加速直线运动
D.伽利略从图(b)中得出:力是维持物体运动的原因
8.(2020高一上·浦东月考)从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在0~t0时间内,下列说法中正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ两个物体的加速度都在不断增大
B.Ⅰ物体的加速度不断增大,Ⅱ物体的加速度不断减小
C.Ⅰ、Ⅱ两物体的位移都在不断增大
D.Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是
9.(2016·江苏模拟)如图所示,石拱桥的正中央有一质量为 的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为 ,重力加速度为 ,若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( )
A. B. C. D.
10.(2016高一上·潮阳期中)在平直公路上,汽车以15m/s的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,则刹车后10s内汽车的位移大小为( )
A.50m B.56.25m C.75m D.150m
11.(2020高一上·浦东月考)某物体做匀变速直线运动的位移跟时间的关系式是s=0.5t+t2,则该物体 ( )
A.初速度为1 m/s B.加速度为1m/s2
C.前2 s内位移为5 m D.第2 s内位移为5 m
12.(2020高一上·浦东月考)如图所示,水平横梁一端B插在墙壁内,另一端装有光滑轻小滑轮C,一轻绳一端A固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为10kg的重物,∠ACB ,则滑轮受到绳子的作用力为( )
A.50N B.50 N C.100N D.100 N
13.(2020高一上·浦东月考)如图所示,若在 内,每隔1s记录一次甲、乙两车的位置,则下列说法不正确的是( )
A.甲一定在做变速直线运动
B.乙一定在做匀速直线运动
C.甲在 内的平均速度为
D.乙在 内的平均速度为
14.(2020高一上·浦东月考)一物体在几个力的作用下处于平衡状态,若保持其它力不变,而将其中一个力大小不变、方向逆时针旋转 ,则物体所受合力大小的变化情况是( )
A.合力的大小先变大后变小 B.合力的大小先变小后变大
C.合力的大小逐渐变大 D.合力的大小逐渐变小
15.(2020高一上·浦东月考)如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀速直线运动。由此可知A、B间的动摩擦因数 和B、C间的滑动摩擦系数 有可能是( )
① , ② , ③ , ④ ,
A.①② B.② C.③ D.②④
16.(2020高一上·浦东月考)重为G的物体系在OA、OB两根等长的轻绳上,轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架BCD上,如图所示。若固定A端的位置,将OB绳子的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中,以下说法正确的是( )
A.OB绳上的拉力逐渐减小 B.OB绳上的拉力先减小后增大
C.OA绳上的拉力先减小后增大 D.OA绳上的拉力逐渐增大
17.(2020高一上·浦东月考)如图所示,一列长为L的火车沿平直轨道匀加速地驶过长为L的水平桥,车头过桥头A时速度是v1,车头过桥尾B时速度是v2,则车尾通过桥尾时的速度为( )
A.v2 B.2v2﹣v1 C. D.
18.(2020高一上·浦东月考)如图,粗糙水平面上放置一楔形斜面体,斜面体上有一小物块恰能沿斜面匀速下滑.现对小物块施加一个竖直向下的恒力F,下列物理量不变的是( )
A.地面对楔形斜面体的摩擦力 B.地面对楔形斜面体的支持力
C.小物块对楔形斜面体的压力 D.楔形斜面体对小物块的摩擦力
19.(2020高一上·浦东月考)有三个完全相同的重球,在每个球和水平面间各压了一块相同的木板,并都与一根硬棒相连,棒的另一端分别与一铰链相连,三个铰链的位置如图甲、乙、丙所示。现分别用力F甲、F乙、F丙将木板水平向右匀速抽出,(水平面光滑,重球和木板是粗糙的)。则下列关于F甲、F乙、F丙大小关系判断正确的是( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲
20.(2020高一上·浦东月考)在一些救援行动中,千斤顶发挥了很大作用。如图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起,当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°,则下列判断正确的是( )
A.此时两臂受到的压力大小均为1.0×105 N
B.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105 N
C.若继续摇动把手使两臂靠拢,两臂受到的压力将增大
D.若继续摇动把手使两臂靠拢,两臂受到的压力将减小
三、填空题
21.(2020高一上·浦东月考)力不但可按照性质分类(如重力、弹力、摩擦力等),还可按照 分类(如动力、阻力、支持力等)。静止于水平桌面的木块所受到的支持力是由于 (选填“桌面”或“木块”)发生弹性形变要恢复原状所产生。
22.(2020高一上·浦东月考)如图所示,重125牛的物体在受到斜向上方向与水平面成 角,大小为50牛的拉力作用下,静止在水平粗糙地面上,已知 ,则物体受到的摩擦力大小为 N,地面的支持力大小 N。
23.(2020高一上·浦东月考)登上月球的宇航员利用频闪仪(拍照时间间隔为0.05s)给自由下落的小球拍照,所拍的部分闪光照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度),则月球表面的重力加速度为 ,小球在D点的瞬时速度为 。
24.(2020高一上·浦东月考)如图所示,滑轮的力及摩擦不计,人重600N,木块重400N,人与木块,木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2,现人用力拉绳,使他与木块一起向右匀速运动,则地面受到物块给的摩擦力大小为 N,人拉绳子的力为 N。
25.(2020高一上·浦东月考)跳伞员从350m的高空自由下落一段距离后才打开伞,若打开伞后以 的加速度减速下降,到达地面时的速度为 ,则他自由下落的高度为 m,整个下降过程的时间为 s。( )
26.(2020高一上·浦东月考)我国国家大剧院外部呈半椭球形。假设一警卫人员为执行特殊任务,必须冒险在半椭球形屋顶向上缓慢爬行,他在从开始向上爬到屋顶的过程中,屋顶对他的摩擦力 ,屋顶对他的支持力 。(两空皆选填“不断增大”或“不断减小”或“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”)
四、实验题
27.(2020高一上·浦东月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验:
(1)下面列出的措施中,不利于改进本实验结果的是___________
A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力适当大
B.两个分力 和 间的夹角要尽量大些
C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面
D.拉橡皮条的绳要细,并且要稍长一些
(2)如果将细绳也换成橡皮条,那么实验结果是否会发生变化?答: (选填“会”或“不会”)
28.(2020高一上·浦东月考)某研究性学习小组采用如图所示的装置,测量物体从斜面下滑做匀加速直线运动的加速度。实验所提供器材有:导轨、小车(装有宽度为d的遮光板)、光电门两只、米尺等。
(1)若在一次实验中,测出两光电门间的距离为L,遮光板通过光电门1的时间为 ,通过光电门2的时间为 ,则加速度 ;
(2)经过讨论,该小组发现:使用该方案测量加速度,若在不考虑空气阻力,且操作无误的前提下,因光电门将遮光时间内的平均速度作为遮光板前端进入光电门时的瞬时速度,会导致测得的加速度 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)为减小上述误差,以下可采用的方法有:_____
A.增大遮光板的宽度d B.减小遮光板的宽度d
C.增大两光电门间的距离L D.减小两光电门间的距离L
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】等效法
【解析】【解答】A.在研究变速直线运动时引入平均速度,运用了等效替代法,A不符合题意;
B.重心是物体等效重力的作用点,运用了等效替代法,B不符合题意;
C.推导初速度为零的匀加速直线运动的位移时间关系式,使用的是微元法,C符合题意;
D.等效替代法是一种常用的方法,它是指用一种情况来等效替换另一种情况,在探究合力与分力的关系实验,主要应用了等效替代法,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物理学中用到的试验方法有很多,质点和点电荷是同一种思想方法,加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量,重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想,光线、电场线、磁场线的引入是采用了物理模型法,结合选项分析即可。
2.【答案】C
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】A.重力加速度表示自由下落的物体速度变化的快慢。A不符合题意;
B.重力加速度与物体在地球上位置有关,与物体质量无关。B不符合题意;
C.由于地球自转的影响,纬度越高,重力加速度越大。C符合题意;
D.重力加速度和重力的方向相同,只有在赤道和两极,才指向地心。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】因为地球的自转,物体由于受到地面的支持力导致重力和万有引力略有差别,纬度越高,受地球自转的影响越小,重力越来越接近万有引力。
3.【答案】C
【知识点】力的分解
【解析】【解答】小球重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应按此两个方向分解,分别是3和4,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】对物体进行受力分析,在重力、支持力和拉力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,故重力可以分解为压力和对绳子的拉力。
4.【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】A D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,所以与物体的运动方向不一定相反。如将物体静止放到运动的水平传送带上,物体的滑动摩擦力与物体的运动方向相同,滑动摩擦力就是动力。A不符合题意,D符合题意;
B.两物体间的接触面越粗糙,只能说动摩擦因数越大。物体间的静摩擦力与物体的状态和受到的外力有关。如在粗糙程度不同的水平面上用大小不同的力推物体,物体静止,推力大的受到的静摩擦力大。B不符合题意;
C.物体的运动与否是以地面为参考系的,物体受到动摩擦力还是静摩擦力是以接触面为参考系,所以运动的物体有可能受到静摩擦力。如放在水平木板上的物体随着木板一起加速,受到的摩擦力就是静摩擦力。C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
5.【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】解:A、电风扇受重力、支持力、风的反冲力及静摩擦力,共4个力,故A错误;
BC、由于风扇平衡,故风的反冲力(空气对风扇的作用力)与静摩擦力大小相等,而风的反冲力大小不变,故静摩擦力的大小不变,当风的方向是改变的,故静摩擦力的方向也是改变的,故B错误,C正确;
C、风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡不是作用在同一条直线上,故不是平衡,故D错误;
故选:C
【分析】电风扇在工作时,处于静止状态,水平方向受到风的反冲力及静摩擦力,竖直方向只受重力和地面对其支持力,根据平衡条件分析即可.
6.【答案】A
【知识点】力的合成
【解析】【解答】三力平衡,根据平行四边形定则可得,任意两个力的合力不小于第三个力。所以当任意两个力的合力小于第三个力时,合力不可能为零。
故答案为:A。
【分析】能使物体平衡的三个力可以组成一个封闭的三角形,结合选项中的力分析求解即可。
7.【答案】C
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】AB. a 对斜面粗糙程度,无要求;b 对斜面有要求,都要光滑,但现实中没有光滑斜面,理想化逻辑推理;A、B不符合题意;
C.伽利略从图(a)中将斜面实验的结论外推到斜面倾角90°的情形,从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动;C符合题意;
D.伽利略理想斜面实验图(b)中,由于空气阻力和摩擦力的作用,小球在B面运动能到达的高度,一定会略小于它开始运动时的高度,只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同。所以可以设想,在伽利略斜面实验中,若斜面光滑,并且使斜面变成水平面,则可以使小球沿水平面运动到无穷远处。得出:力不是维持物体运动的原因;D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】伽利略在证明自由落体是匀加速直线运动时,为了使物体的加速程度减弱,伽利略使小球在坡度非常缓的斜面上向下运动,经过长时间观察,此运动为匀加速直线运动,逐渐增加坡度,小球速度增加的越来越快,仍然是匀加速运动,由此可以推断出当倾角是90度时,小球仍然做匀加速直线运动。
8.【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.在 图像中,图像的斜率表示加速度,因此Ⅰ、Ⅱ两个物体的加速度都在不断减小,AB不符合题意;
C.在 图像中,图像与时间轴围成的面积等于物体的位移,随着时间的推移,Ⅰ、Ⅱ两物体的位移都在不断增大,C符合题意;
D.平均速度就是位移与时间的比,对于匀变速运动, 图像是一条倾斜的直线,做出匀变速度运动的图像如下图
显然在时间t0内,三者位移关系
因此
匀变速度直线运动的平均速度
因此
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】v-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为速度,图像与时间轴所围成的面积是位移,图像的斜率是加速度,两图像的交点意味着两个物体具有相同的速度,结合选项分析即可。
9.【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对物体受力分析,如图:
根据共点力平衡条件,将弹力 合成,结合几何关系,有:
所以: ,故选项A正确。
【分析】共点力作用下物体平衡;本题考查力的平衡和力的合成;运用共点力平衡条件可以结合合成法、分解法、正交分解法求解。
10.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】解:汽车刹车到停止所需的时间t0= <10s
所以汽车刹车在7.5s内的位移与10s内的位移相等.
x=v0t0+ a =15×7.5﹣ ×2×7.52m=56.25m
故选B.
【分析】先求出汽车刹车到停止所需的时间,因为汽车刹车停止后不在运动,然后根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+ at2求出汽车的位移.
11.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】根据位移时间公式: 与 比较系数可得: , ,AB不符合题意;前2 s内位移为: ,C符合题意;第2 s内位移为: ,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】结合题目中给出的物体位移与时间的关系,对比匀变速直线运动公式,求出物体的初速度和加速度,再结合选项分析求解即可。
12.【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】由题意可得,对绳C点受力分析
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力,因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重量,即
用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为 ,则有合力
所以滑轮受绳的作用力为100N.方向与水平方向成 角斜向下
故答案为:C。
【分析】对物体C进行受力分析,在支持力、两段绳子的压力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
13.【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.由图可知在相等的时间间隔内,甲的位移先增大后减小,所以甲一定在做变速直线运动,A不符合题意;
B.由图可知在相等的时间间隔内,乙的位移相等,但每一秒内无法确定乙的运动情况,所以乙可能在做匀速直线运动,也可能做变速直线运动,B符合题意;
C.甲在 内的平均速度为
C不符合题意;
D.乙在0-4s内的平均速度为
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】对于频闪照相来说,相邻两个点之间的时间间隔相同,像越密集,说明物体运动的越慢,像越稀疏,物体运动的就越快。求解物体的平均速度,利用物体走过的总位移除以总时间即可。
14.【答案】C
【知识点】力的合成
【解析】【解答】物体在几个力的作用下处于平衡状态,若保持其它力不变,则不变的力的合力F1也不变,并且该合力与变化的力F2等大反向,所以当该变力F2逆时针旋转 时,F1与F2的夹角减小,物体所受合力逐渐增大。
故答案为:C。
【分析】力的合成遵循平行四边形定则,已知两个力的大小和方向,利用行四边形定则求解合力即可。
15.【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】先以A为研究对象,A做匀速运动,合力为零,由平衡条件分析可知,A不受摩擦力,否则水平方向上A的合力不为零,不可能做匀速直线运动,则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零,也可能不为零;再以整体为研究对象,由平衡条件分析可知,地面对B一定有摩擦力,则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零。
故答案为:D。
【分析】分别对两个物体进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程,两个物体不发生相对运动,即具有相同的加速度,联立求解动摩擦因数即可。
16.【答案】B
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】受力分析如图所示
B端逐渐移至竖直位置C的过程中,OB绳上的拉力先减小后增大,OA绳上的拉力逐渐减小。
故答案为:B。
【分析】对物体进行受力分析,在OA、OB和重力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,结合拉力方向的变化分析其他力的变化。
17.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】火车车头从桥头到桥尾运动的过程中有:2aL= …①
火车车头从桥头到车尾通过桥尾的过程中有:2a 2L= …②
由①②得:v= .
故答案为:D.
【分析】列车做匀加速运动,结合列车的位移和车头的速度,利用运动学公式求解末速度即可。
18.【答案】A
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】AB.小物块恰好沿斜面匀速下滑,根据平衡条件有:mgsinθ=μmgcosθ,解得:μ=tanθ;对小物块和斜面体整体知,整体水平方向不受外力,所以地面对楔形斜面体的摩擦力为零.地面对楔形斜面体的支持力等于整体的总重力.施加一个竖直向下的恒力F,有:(mg+F)sinθ=μ(mg+F)cosθ,可知物块仍然做匀速运动.再小物块和斜面体整体知,整体水平方向不受外力,所以地面对楔形斜面体的摩擦力为零,地面对楔形斜面体的支持力等于整体的总重力与F之和,增大.A符合题意,B不符合题意;
CD.小物块恰好沿斜面匀速下滑时,小物块对楔形斜面体的压力等于mgcosθ,楔形斜面体对小物块的摩擦力为μmgcosθ.施加一个竖直向下的恒力F后小物块对楔形斜面体的压力等于(mg+F)cosθ,增大.楔形斜面体对小物块的摩擦力为μ(mg+F)cosθ,增大.CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】对整体进行受力分析,在重力、支持力和压力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解摩擦力。
19.【答案】D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】设球的重力为G,杆对球的拉力方向与竖直方向的夹角为 ,球与木板的动摩擦因数为 ,球处于静止状态,受力平衡,
对球受力分析,受到重力G、杆子的拉力T、木板对球的支持力N以及木板对球水平向右的滑动摩擦力f,根据平衡条件得: , ,
而 ,解得:
木板处于静止状态,再对木板受力分析,根据平衡条件可知,水平方向有: ,
根据图象可知,从甲到乙再到丙, 增大,则f增大,所以F增大,故 ,
故答案为:D。
【分析】对圆球进行受力分析,在重力、压力和拉力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解压力,压力越大,摩擦力越大。
20.【答案】A,B,D
【知识点】动态平衡分析;牛顿第三定律
【解析】【解答】A.汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,由牛顿第三定律知,千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力,为1.0×105N,将汽车对千斤顶的压力F分解沿两臂的两个分力F1,根据对称性可知,两臂受到的压力大小相等。由2F1cosθ=F
得
A符合题意;
B.汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,由牛顿第三定律知,千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力,为1.0×105N,B符合题意;
CD.继续摇动把手,两臂靠拢,夹角θ减小,由
分析可知,F不变,当θ减小时,cosθ增大,两臂受到的压力F1减小,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:ABD。
【分析】汽车对千斤顶的压力等于千斤顶对汽车支持力;对千斤顶进行受力分析,在两个支持力和压力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,结合支持力方向的变化分析其他力的变化。
21.【答案】效果;桌面
【知识点】形变与弹力;力和力的图示
【解析】【解答】动力、阻力、支持力等都是力的作用效果,所以是按照效果分类。弹力是施力物体的形变产生的。木块所受到的支持力是桌面施给的,所以是桌面发生弹性形变要恢复原状所产生。
【分析】由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力,压力、支持力都是弹力,弹力的方向是垂直于接触面,指向被压物体。
22.【答案】;100
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对物体受力分析并正交分解如图所示
由于物体处于静止状态,由平衡条件得,竖直方向N+Fsin30°=G
所以N=G-Fsin30°=125-25=100N
水平方向上f-Fcos30°=0
可得f=
【分析】对物体进行受力分析,在重力、支持力、摩擦力和拉力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
23.【答案】1.6;0.32
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】根据加速度公式得 根据速度公式得
【分析】结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可。D点的速度等于物体在CE段中运动的平均速度,即利用CE的长度除以对应的时间即可。
24.【答案】200;100
【知识点】共点力平衡条件的应用;滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】根据滑动摩擦力公式得 对人和木块整体分析有
解得
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
25.【答案】59;18.6
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】设自由下落的高度为h,则自由下落的末速度为
全程有
解得 ,
整个下降过程的时间为
解得
【分析】运动员先做自由落体运动,再做匀减速运动,结合运动员的初始高度和减速时的加速度,结合运动学公式求解下落时间和自由落体的位移。
26.【答案】不断减小;不断增大
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】设支持力与竖直方向的夹角为 ,则有 ,
在从开始向上爬到屋顶的过程中, 越来越小,支持力不断增大,摩擦力不断减小。
【分析】对人进行受力分析,在重力、支持力、摩擦力的作用下,人处于平衡状态,合力为零,结合支持力方向的变化分析其他力的变化。
27.【答案】(1)B
(2)不会
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力适当大,这样方便操作;拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面,拉橡皮条的绳要细,并且要稍长一些,这样可以方便、准确地记录力的大小和方向。两个分力 和 间的夹角合适即可,夹角太大,这样会造成分力很大,而合力很小,会给作图造成较大误差,不利于改进实验结果。故答案为:B。如果将细绳也换成像皮筋,同样的拉力的效果是相同的,实验结果不会发生变化。
【分析】(1)两个力的夹角不宜过大或过小,两个力也不宜过大或过小;
(2)在进行实验时,为了保证力的作用效果相同,每一组实验应当控制橡皮筋伸长相同,力的作用效果相同。
28.【答案】(1)
(2)偏小
(3)B
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)挡光条宽度d很小,挡光时间很短,因此可以用平均速度来代替瞬时速度,故遮光板通过光电门1、2的瞬时速度为
根据速度位移公式可得 (2)遮光片通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,而物块做加速运动前一半的时间内的位移小于后一半时间内的位移,所以时间到一半时,遮光片的中线尚未到达光电门,所以遮光片通过光电门的平均速度小于遮光片竖直中线通过光电门的瞬时速度,由上可知会导致加速度偏小。(3)瞬时速度的测量利用的是极短时间内的平均速度等于瞬时速度,遮光板的宽度越小,遮光板通过光电门的时间就越短,瞬时速度的测量误差越小。
故答案为:B。
【分析】(1)当运动位移很短时,物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度,利用宽度除以挡光的时间即可;结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度;
(2)小球做加速运动,故用平均速度代替瞬时速度偏小,计算得到的加速度也偏小;
(3)当运动位移很短时,物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度,位移越短,平均速度越接近瞬时速度。
上海市浦东新区洋泾中学2020-2021学年高一上学期物理12月月考试卷
一、单选题
1.(2020高一上·浦东月考)下列处理物理问题的主要思想方法不是等效替代法的是( )
A.在研究变速直线运动时引入平均速度的概念
B.重心的引入
C.推导初速度为零的匀加速直线运动的位移时间关系式
D.探究合力与分力关系的实验
【答案】C
【知识点】等效法
【解析】【解答】A.在研究变速直线运动时引入平均速度,运用了等效替代法,A不符合题意;
B.重心是物体等效重力的作用点,运用了等效替代法,B不符合题意;
C.推导初速度为零的匀加速直线运动的位移时间关系式,使用的是微元法,C符合题意;
D.等效替代法是一种常用的方法,它是指用一种情况来等效替换另一种情况,在探究合力与分力的关系实验,主要应用了等效替代法,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物理学中用到的试验方法有很多,质点和点电荷是同一种思想方法,加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量,重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想,光线、电场线、磁场线的引入是采用了物理模型法,结合选项分析即可。
2.(2020高一上·浦东月考)下列关于重力加速度的说法正确的是( )
A.重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢
B.质量大的物体重力加速度大,质量小的物理重力加速度小
C.地球表面各处的重力加速度,随着纬度的增加而增加
D.重力加速度和重力的方向相同,都是指向地心
【答案】C
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】A.重力加速度表示自由下落的物体速度变化的快慢。A不符合题意;
B.重力加速度与物体在地球上位置有关,与物体质量无关。B不符合题意;
C.由于地球自转的影响,纬度越高,重力加速度越大。C符合题意;
D.重力加速度和重力的方向相同,只有在赤道和两极,才指向地心。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】因为地球的自转,物体由于受到地面的支持力导致重力和万有引力略有差别,纬度越高,受地球自转的影响越小,重力越来越接近万有引力。
3.(2020高一上·浦东月考)如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球.若按力的实际作用效果来分解,小球受到的重力G的两个分力方向分别是图中的( )
A.1和4 B.2和4 C.3和4 D.3和2
【答案】C
【知识点】力的分解
【解析】【解答】小球重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应按此两个方向分解,分别是3和4,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】对物体进行受力分析,在重力、支持力和拉力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,故重力可以分解为压力和对绳子的拉力。
4.(2020高一上·浦东月考)下列关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反
B.两物体间的接触面越粗糙,它们之间的静摩擦力越大
C.运动的物体不可能受到静摩擦力
D.滑动摩擦力可以起动力作用
【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】A D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,所以与物体的运动方向不一定相反。如将物体静止放到运动的水平传送带上,物体的滑动摩擦力与物体的运动方向相同,滑动摩擦力就是动力。A不符合题意,D符合题意;
B.两物体间的接触面越粗糙,只能说动摩擦因数越大。物体间的静摩擦力与物体的状态和受到的外力有关。如在粗糙程度不同的水平面上用大小不同的力推物体,物体静止,推力大的受到的静摩擦力大。B不符合题意;
C.物体的运动与否是以地面为参考系的,物体受到动摩擦力还是静摩擦力是以接触面为参考系,所以运动的物体有可能受到静摩擦力。如放在水平木板上的物体随着木板一起加速,受到的摩擦力就是静摩擦力。C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
5.(2017高一上·正定期末)现有一台落地电风扇放在水平地面上,该电风扇运行时,调节它的“摇头”旋钮可改变风向,但风向一直水平.若电风扇在地面上不发生移动,下列说法正确的是( )
A.电风扇受到5个力的作用
B.地面对电风扇的摩擦力的大小和方向都不变
C.空气对风扇的作用力与地面对风扇的摩擦力大小相等
D.风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】解:A、电风扇受重力、支持力、风的反冲力及静摩擦力,共4个力,故A错误;
BC、由于风扇平衡,故风的反冲力(空气对风扇的作用力)与静摩擦力大小相等,而风的反冲力大小不变,故静摩擦力的大小不变,当风的方向是改变的,故静摩擦力的方向也是改变的,故B错误,C正确;
C、风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡不是作用在同一条直线上,故不是平衡,故D错误;
故选:C
【分析】电风扇在工作时,处于静止状态,水平方向受到风的反冲力及静摩擦力,竖直方向只受重力和地面对其支持力,根据平衡条件分析即可.
6.(2020高一上·浦东月考)一个物体同时受到同一个平面内的三个力作用,下列几组力中合力不可能为零的是( )
A.3N 11N 6N B.7N 12N 8N
C.15N 10N 5N D.30N 40N 50N
【答案】A
【知识点】力的合成
【解析】【解答】三力平衡,根据平行四边形定则可得,任意两个力的合力不小于第三个力。所以当任意两个力的合力小于第三个力时,合力不可能为零。
故答案为:A。
【分析】能使物体平衡的三个力可以组成一个封闭的三角形,结合选项中的力分析求解即可。
7.(2020高一上·浦东月考)关于伽利略的两个斜面实验,下面说法中正确的是( )
A.伽利略仅在图(a)中使用了光滑斜面进行实验
B.伽利略仅在图(b)中使用了光滑斜面进行实验
C.伽利略从图(a)中得出:自由落体运动是匀加速直线运动
D.伽利略从图(b)中得出:力是维持物体运动的原因
【答案】C
【知识点】伽利略对自由落体运动的研究
【解析】【解答】AB. a 对斜面粗糙程度,无要求;b 对斜面有要求,都要光滑,但现实中没有光滑斜面,理想化逻辑推理;A、B不符合题意;
C.伽利略从图(a)中将斜面实验的结论外推到斜面倾角90°的情形,从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动;C符合题意;
D.伽利略理想斜面实验图(b)中,由于空气阻力和摩擦力的作用,小球在B面运动能到达的高度,一定会略小于它开始运动时的高度,只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球滚上的高度才与释放的高度相同。所以可以设想,在伽利略斜面实验中,若斜面光滑,并且使斜面变成水平面,则可以使小球沿水平面运动到无穷远处。得出:力不是维持物体运动的原因;D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】伽利略在证明自由落体是匀加速直线运动时,为了使物体的加速程度减弱,伽利略使小球在坡度非常缓的斜面上向下运动,经过长时间观察,此运动为匀加速直线运动,逐渐增加坡度,小球速度增加的越来越快,仍然是匀加速运动,由此可以推断出当倾角是90度时,小球仍然做匀加速直线运动。
8.(2020高一上·浦东月考)从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在0~t0时间内,下列说法中正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ两个物体的加速度都在不断增大
B.Ⅰ物体的加速度不断增大,Ⅱ物体的加速度不断减小
C.Ⅰ、Ⅱ两物体的位移都在不断增大
D.Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.在 图像中,图像的斜率表示加速度,因此Ⅰ、Ⅱ两个物体的加速度都在不断减小,AB不符合题意;
C.在 图像中,图像与时间轴围成的面积等于物体的位移,随着时间的推移,Ⅰ、Ⅱ两物体的位移都在不断增大,C符合题意;
D.平均速度就是位移与时间的比,对于匀变速运动, 图像是一条倾斜的直线,做出匀变速度运动的图像如下图
显然在时间t0内,三者位移关系
因此
匀变速度直线运动的平均速度
因此
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】v-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为速度,图像与时间轴所围成的面积是位移,图像的斜率是加速度,两图像的交点意味着两个物体具有相同的速度,结合选项分析即可。
9.(2016·江苏模拟)如图所示,石拱桥的正中央有一质量为 的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为 ,重力加速度为 ,若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对物体受力分析,如图:
根据共点力平衡条件,将弹力 合成,结合几何关系,有:
所以: ,故选项A正确。
【分析】共点力作用下物体平衡;本题考查力的平衡和力的合成;运用共点力平衡条件可以结合合成法、分解法、正交分解法求解。
10.(2016高一上·潮阳期中)在平直公路上,汽车以15m/s的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,则刹车后10s内汽车的位移大小为( )
A.50m B.56.25m C.75m D.150m
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】解:汽车刹车到停止所需的时间t0= <10s
所以汽车刹车在7.5s内的位移与10s内的位移相等.
x=v0t0+ a =15×7.5﹣ ×2×7.52m=56.25m
故选B.
【分析】先求出汽车刹车到停止所需的时间,因为汽车刹车停止后不在运动,然后根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+ at2求出汽车的位移.
11.(2020高一上·浦东月考)某物体做匀变速直线运动的位移跟时间的关系式是s=0.5t+t2,则该物体 ( )
A.初速度为1 m/s B.加速度为1m/s2
C.前2 s内位移为5 m D.第2 s内位移为5 m
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】根据位移时间公式: 与 比较系数可得: , ,AB不符合题意;前2 s内位移为: ,C符合题意;第2 s内位移为: ,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】结合题目中给出的物体位移与时间的关系,对比匀变速直线运动公式,求出物体的初速度和加速度,再结合选项分析求解即可。
12.(2020高一上·浦东月考)如图所示,水平横梁一端B插在墙壁内,另一端装有光滑轻小滑轮C,一轻绳一端A固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为10kg的重物,∠ACB ,则滑轮受到绳子的作用力为( )
A.50N B.50 N C.100N D.100 N
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】由题意可得,对绳C点受力分析
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力,因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重量,即
用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为 ,则有合力
所以滑轮受绳的作用力为100N.方向与水平方向成 角斜向下
故答案为:C。
【分析】对物体C进行受力分析,在支持力、两段绳子的压力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
13.(2020高一上·浦东月考)如图所示,若在 内,每隔1s记录一次甲、乙两车的位置,则下列说法不正确的是( )
A.甲一定在做变速直线运动
B.乙一定在做匀速直线运动
C.甲在 内的平均速度为
D.乙在 内的平均速度为
【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度
【解析】【解答】A.由图可知在相等的时间间隔内,甲的位移先增大后减小,所以甲一定在做变速直线运动,A不符合题意;
B.由图可知在相等的时间间隔内,乙的位移相等,但每一秒内无法确定乙的运动情况,所以乙可能在做匀速直线运动,也可能做变速直线运动,B符合题意;
C.甲在 内的平均速度为
C不符合题意;
D.乙在0-4s内的平均速度为
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】对于频闪照相来说,相邻两个点之间的时间间隔相同,像越密集,说明物体运动的越慢,像越稀疏,物体运动的就越快。求解物体的平均速度,利用物体走过的总位移除以总时间即可。
14.(2020高一上·浦东月考)一物体在几个力的作用下处于平衡状态,若保持其它力不变,而将其中一个力大小不变、方向逆时针旋转 ,则物体所受合力大小的变化情况是( )
A.合力的大小先变大后变小 B.合力的大小先变小后变大
C.合力的大小逐渐变大 D.合力的大小逐渐变小
【答案】C
【知识点】力的合成
【解析】【解答】物体在几个力的作用下处于平衡状态,若保持其它力不变,则不变的力的合力F1也不变,并且该合力与变化的力F2等大反向,所以当该变力F2逆时针旋转 时,F1与F2的夹角减小,物体所受合力逐渐增大。
故答案为:C。
【分析】力的合成遵循平行四边形定则,已知两个力的大小和方向,利用行四边形定则求解合力即可。
15.(2020高一上·浦东月考)如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀速直线运动。由此可知A、B间的动摩擦因数 和B、C间的滑动摩擦系数 有可能是( )
① , ② , ③ , ④ ,
A.①② B.② C.③ D.②④
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】先以A为研究对象,A做匀速运动,合力为零,由平衡条件分析可知,A不受摩擦力,否则水平方向上A的合力不为零,不可能做匀速直线运动,则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零,也可能不为零;再以整体为研究对象,由平衡条件分析可知,地面对B一定有摩擦力,则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零。
故答案为:D。
【分析】分别对两个物体进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程,两个物体不发生相对运动,即具有相同的加速度,联立求解动摩擦因数即可。
16.(2020高一上·浦东月考)重为G的物体系在OA、OB两根等长的轻绳上,轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架BCD上,如图所示。若固定A端的位置,将OB绳子的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中,以下说法正确的是( )
A.OB绳上的拉力逐渐减小 B.OB绳上的拉力先减小后增大
C.OA绳上的拉力先减小后增大 D.OA绳上的拉力逐渐增大
【答案】B
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】受力分析如图所示
B端逐渐移至竖直位置C的过程中,OB绳上的拉力先减小后增大,OA绳上的拉力逐渐减小。
故答案为:B。
【分析】对物体进行受力分析,在OA、OB和重力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,结合拉力方向的变化分析其他力的变化。
17.(2020高一上·浦东月考)如图所示,一列长为L的火车沿平直轨道匀加速地驶过长为L的水平桥,车头过桥头A时速度是v1,车头过桥尾B时速度是v2,则车尾通过桥尾时的速度为( )
A.v2 B.2v2﹣v1 C. D.
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动导出公式应用
【解析】【解答】火车车头从桥头到桥尾运动的过程中有:2aL= …①
火车车头从桥头到车尾通过桥尾的过程中有:2a 2L= …②
由①②得:v= .
故答案为:D.
【分析】列车做匀加速运动,结合列车的位移和车头的速度,利用运动学公式求解末速度即可。
18.(2020高一上·浦东月考)如图,粗糙水平面上放置一楔形斜面体,斜面体上有一小物块恰能沿斜面匀速下滑.现对小物块施加一个竖直向下的恒力F,下列物理量不变的是( )
A.地面对楔形斜面体的摩擦力 B.地面对楔形斜面体的支持力
C.小物块对楔形斜面体的压力 D.楔形斜面体对小物块的摩擦力
【答案】A
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】AB.小物块恰好沿斜面匀速下滑,根据平衡条件有:mgsinθ=μmgcosθ,解得:μ=tanθ;对小物块和斜面体整体知,整体水平方向不受外力,所以地面对楔形斜面体的摩擦力为零.地面对楔形斜面体的支持力等于整体的总重力.施加一个竖直向下的恒力F,有:(mg+F)sinθ=μ(mg+F)cosθ,可知物块仍然做匀速运动.再小物块和斜面体整体知,整体水平方向不受外力,所以地面对楔形斜面体的摩擦力为零,地面对楔形斜面体的支持力等于整体的总重力与F之和,增大.A符合题意,B不符合题意;
CD.小物块恰好沿斜面匀速下滑时,小物块对楔形斜面体的压力等于mgcosθ,楔形斜面体对小物块的摩擦力为μmgcosθ.施加一个竖直向下的恒力F后小物块对楔形斜面体的压力等于(mg+F)cosθ,增大.楔形斜面体对小物块的摩擦力为μ(mg+F)cosθ,增大.CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】对整体进行受力分析,在重力、支持力和压力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解摩擦力。
19.(2020高一上·浦东月考)有三个完全相同的重球,在每个球和水平面间各压了一块相同的木板,并都与一根硬棒相连,棒的另一端分别与一铰链相连,三个铰链的位置如图甲、乙、丙所示。现分别用力F甲、F乙、F丙将木板水平向右匀速抽出,(水平面光滑,重球和木板是粗糙的)。则下列关于F甲、F乙、F丙大小关系判断正确的是( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】设球的重力为G,杆对球的拉力方向与竖直方向的夹角为 ,球与木板的动摩擦因数为 ,球处于静止状态,受力平衡,
对球受力分析,受到重力G、杆子的拉力T、木板对球的支持力N以及木板对球水平向右的滑动摩擦力f,根据平衡条件得: , ,
而 ,解得:
木板处于静止状态,再对木板受力分析,根据平衡条件可知,水平方向有: ,
根据图象可知,从甲到乙再到丙, 增大,则f增大,所以F增大,故 ,
故答案为:D。
【分析】对圆球进行受力分析,在重力、压力和拉力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解压力,压力越大,摩擦力越大。
二、多选题
20.(2020高一上·浦东月考)在一些救援行动中,千斤顶发挥了很大作用。如图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起,当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°,则下列判断正确的是( )
A.此时两臂受到的压力大小均为1.0×105 N
B.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105 N
C.若继续摇动把手使两臂靠拢,两臂受到的压力将增大
D.若继续摇动把手使两臂靠拢,两臂受到的压力将减小
【答案】A,B,D
【知识点】动态平衡分析;牛顿第三定律
【解析】【解答】A.汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,由牛顿第三定律知,千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力,为1.0×105N,将汽车对千斤顶的压力F分解沿两臂的两个分力F1,根据对称性可知,两臂受到的压力大小相等。由2F1cosθ=F
得
A符合题意;
B.汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,由牛顿第三定律知,千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力,为1.0×105N,B符合题意;
CD.继续摇动把手,两臂靠拢,夹角θ减小,由
分析可知,F不变,当θ减小时,cosθ增大,两臂受到的压力F1减小,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:ABD。
【分析】汽车对千斤顶的压力等于千斤顶对汽车支持力;对千斤顶进行受力分析,在两个支持力和压力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,结合支持力方向的变化分析其他力的变化。
三、填空题
21.(2020高一上·浦东月考)力不但可按照性质分类(如重力、弹力、摩擦力等),还可按照 分类(如动力、阻力、支持力等)。静止于水平桌面的木块所受到的支持力是由于 (选填“桌面”或“木块”)发生弹性形变要恢复原状所产生。
【答案】效果;桌面
【知识点】形变与弹力;力和力的图示
【解析】【解答】动力、阻力、支持力等都是力的作用效果,所以是按照效果分类。弹力是施力物体的形变产生的。木块所受到的支持力是桌面施给的,所以是桌面发生弹性形变要恢复原状所产生。
【分析】由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力,压力、支持力都是弹力,弹力的方向是垂直于接触面,指向被压物体。
22.(2020高一上·浦东月考)如图所示,重125牛的物体在受到斜向上方向与水平面成 角,大小为50牛的拉力作用下,静止在水平粗糙地面上,已知 ,则物体受到的摩擦力大小为 N,地面的支持力大小 N。
【答案】;100
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对物体受力分析并正交分解如图所示
由于物体处于静止状态,由平衡条件得,竖直方向N+Fsin30°=G
所以N=G-Fsin30°=125-25=100N
水平方向上f-Fcos30°=0
可得f=
【分析】对物体进行受力分析,在重力、支持力、摩擦力和拉力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
23.(2020高一上·浦东月考)登上月球的宇航员利用频闪仪(拍照时间间隔为0.05s)给自由下落的小球拍照,所拍的部分闪光照片如图所示(图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度),则月球表面的重力加速度为 ,小球在D点的瞬时速度为 。
【答案】1.6;0.32
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】根据加速度公式得 根据速度公式得
【分析】结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可。D点的速度等于物体在CE段中运动的平均速度,即利用CE的长度除以对应的时间即可。
24.(2020高一上·浦东月考)如图所示,滑轮的力及摩擦不计,人重600N,木块重400N,人与木块,木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2,现人用力拉绳,使他与木块一起向右匀速运动,则地面受到物块给的摩擦力大小为 N,人拉绳子的力为 N。
【答案】200;100
【知识点】共点力平衡条件的应用;滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】根据滑动摩擦力公式得 对人和木块整体分析有
解得
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
25.(2020高一上·浦东月考)跳伞员从350m的高空自由下落一段距离后才打开伞,若打开伞后以 的加速度减速下降,到达地面时的速度为 ,则他自由下落的高度为 m,整个下降过程的时间为 s。( )
【答案】59;18.6
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】设自由下落的高度为h,则自由下落的末速度为
全程有
解得 ,
整个下降过程的时间为
解得
【分析】运动员先做自由落体运动,再做匀减速运动,结合运动员的初始高度和减速时的加速度,结合运动学公式求解下落时间和自由落体的位移。
26.(2020高一上·浦东月考)我国国家大剧院外部呈半椭球形。假设一警卫人员为执行特殊任务,必须冒险在半椭球形屋顶向上缓慢爬行,他在从开始向上爬到屋顶的过程中,屋顶对他的摩擦力 ,屋顶对他的支持力 。(两空皆选填“不断增大”或“不断减小”或“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”)
【答案】不断减小;不断增大
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】设支持力与竖直方向的夹角为 ,则有 ,
在从开始向上爬到屋顶的过程中, 越来越小,支持力不断增大,摩擦力不断减小。
【分析】对人进行受力分析,在重力、支持力、摩擦力的作用下,人处于平衡状态,合力为零,结合支持力方向的变化分析其他力的变化。
四、实验题
27.(2020高一上·浦东月考)在“验证力的平行四边形定则”的实验:
(1)下面列出的措施中,不利于改进本实验结果的是___________
A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力适当大
B.两个分力 和 间的夹角要尽量大些
C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面
D.拉橡皮条的绳要细,并且要稍长一些
(2)如果将细绳也换成橡皮条,那么实验结果是否会发生变化?答: (选填“会”或“不会”)
【答案】(1)B
(2)不会
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力适当大,这样方便操作;拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面,拉橡皮条的绳要细,并且要稍长一些,这样可以方便、准确地记录力的大小和方向。两个分力 和 间的夹角合适即可,夹角太大,这样会造成分力很大,而合力很小,会给作图造成较大误差,不利于改进实验结果。故答案为:B。如果将细绳也换成像皮筋,同样的拉力的效果是相同的,实验结果不会发生变化。
【分析】(1)两个力的夹角不宜过大或过小,两个力也不宜过大或过小;
(2)在进行实验时,为了保证力的作用效果相同,每一组实验应当控制橡皮筋伸长相同,力的作用效果相同。
28.(2020高一上·浦东月考)某研究性学习小组采用如图所示的装置,测量物体从斜面下滑做匀加速直线运动的加速度。实验所提供器材有:导轨、小车(装有宽度为d的遮光板)、光电门两只、米尺等。
(1)若在一次实验中,测出两光电门间的距离为L,遮光板通过光电门1的时间为 ,通过光电门2的时间为 ,则加速度 ;
(2)经过讨论,该小组发现:使用该方案测量加速度,若在不考虑空气阻力,且操作无误的前提下,因光电门将遮光时间内的平均速度作为遮光板前端进入光电门时的瞬时速度,会导致测得的加速度 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)为减小上述误差,以下可采用的方法有:_____
A.增大遮光板的宽度d B.减小遮光板的宽度d
C.增大两光电门间的距离L D.减小两光电门间的距离L
【答案】(1)
(2)偏小
(3)B
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)挡光条宽度d很小,挡光时间很短,因此可以用平均速度来代替瞬时速度,故遮光板通过光电门1、2的瞬时速度为
根据速度位移公式可得 (2)遮光片通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,而物块做加速运动前一半的时间内的位移小于后一半时间内的位移,所以时间到一半时,遮光片的中线尚未到达光电门,所以遮光片通过光电门的平均速度小于遮光片竖直中线通过光电门的瞬时速度,由上可知会导致加速度偏小。(3)瞬时速度的测量利用的是极短时间内的平均速度等于瞬时速度,遮光板的宽度越小,遮光板通过光电门的时间就越短,瞬时速度的测量误差越小。
故答案为:B。
【分析】(1)当运动位移很短时,物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度,利用宽度除以挡光的时间即可;结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度;
(2)小球做加速运动,故用平均速度代替瞬时速度偏小,计算得到的加速度也偏小;
(3)当运动位移很短时,物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度,位移越短,平均速度越接近瞬时速度。
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 上海市浦东新区洋泾中学2020-2021高一上学期物理12月月考试卷