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2014-2015学年河南省三门峡市陕州中学高二(下)期末物理模拟试卷


2014-2015 学年河南省三门峡市陕州中学高二(下)期末物理模拟 试卷
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分,其中 1-8 题为单项选择题,9-12 题为 不定项选择题,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1. (4 分) (2011?广东)如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接 点 P 在 F1、F2 和 F3 三力作用下保持静止.下列判断正确的是( )

A.

F1>F2>F3

B.F3>F1>F2

C.

F2>F3>F1

D. F3>F2>F1

2. (4 分) (2011?安徽)一质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 θ 的斜面上.现对物块施加一 个竖直向下的恒力 F,如图所示.则物块( )

A. C.

仍处于静止状态B. 沿斜面加速下滑 受到的摩擦力不变 D. 受到的合外力增大

3. (4 分) (2014?山东)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一 简易秋千,某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍能保持等长且悬挂点不变,木板静止时, F1 表示木板所受合力的大小,F2 表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )

A. C.

F1 不变,F2 变大 F1 变大,F2 变大

B. F1 变大,F2 变小 D. F1 变小,F2 变小

4. (4 分) (2013?广东)某航母跑道长 200m.飞机在航母上滑行的最大加速度为 6m/s ,起飞 需要的最低速度为 50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为( ) A. 5m/s B.10m/s C. 15m/s D. 20m/s 5. (4 分) (2009?山东)某物体做直线运动的 v﹣t 图象如图所示,据此判断下列(F 表示物体 所受合力,x 表示物体的位移)四个选项中正确的是( )

2

A.

B.

C.

D. 6. (4 分) (2009?山东)如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为 m 的小滑块,在水平力 F 的作用下静止 P 点.设滑块所受支持力为 FN.OP 与水平方向的夹角 为 θ.下列关系正确的是( )

A.

F=

B.F=mgtanθ C. FN=

D. FN=mgtanθ

7. (4 分) (2009?江苏)用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上, 2 已知绳能承受的最大张力为 10N, 为使绳不断裂, 画框上两个挂钉的间距最大为 (g 取 10m/s ) ( )

A.

B.

C.

D.

8. (4 分) (2015 春?河南校级期末)两刚性球 a 和 b 的质量分别为 ma 和 mb、直径分别为 da 个 db(da>db) .将 a、b 球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内,如图所示.设 a、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为 f1 和 f2, 筒底所受的压力大小为 F. 已知重力加速度 大小为 g.若所以接触都是光滑的,则( )

A. C. f1≠f2

F=(ma+mb)g f1=f2 mag<F<(ma+mb)g

B. F=(ma+mb)g f1≠f2 f1=f2 D. mag<F<(ma+mb)g

9. (4 分) (2009?海南)甲乙两车在平直道路上同向运动,其 v﹣t 图象如图所示,图中△OPQ 和△OQT 的面积分别为 S1 和 S2(S2>S1) ,初始时甲车在乙车前方 S0 处,则下列说法正确的 是( )

A. C.

若 S0=S1+S2,两车不会相遇 B. 若 S0<S1,两车相遇 2 次 若 S0=S1,两车相遇 1 次 D. 若 S0=S2,两车相遇 1 次

10. (4 分) (2013?广东) 如图, 游乐场中, 从高处 A 到水面 B 处有两条长度相同的光滑轨道. 甲、 乙两小孩沿不同轨道同时从 A 处自由滑向 B 处,下列说法正确的有( )

A. B. C. D.

甲的切向加速度始终比乙的大 甲、乙在同一高度的速度大小相等 甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 甲比乙先到达 B 处

11. (4 分) (2013?四川)甲、乙两物体在 t=0 时刻经过同一位置沿 x 轴运动,其 v﹣t 图象如 图所示,则( )

A. B. C. D.

甲、乙在 t=0 到 t=ls 之间沿同一方向运动 乙在 t=0 到 t=7s 之间的位移为零 甲在 t=0 到 t=4s 之间做往复运动 甲、乙在 t=6s 时的加速度方向相同

12. (4 分) (2015 春?河南校级期末)如图所示,以 8m/s 匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯 2 还有 2s 将熄灭,此时汽车距离停车线 18m.该车加速时最大加速度大小为 2m/s ,减速时最大 2 加速度大小为 5m/s .此路段允许行驶的最大速度为 12.5m/s,下列说法中正确的有( )

A. B. C. D.

如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停线 如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车定超速 如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 如果距停车线 5m 处减速,汽车能停在停车线处

二.实验题(16 分,其中 13 题(1)14 题(1)每空 3 分,其余每空 2 分)

13. (9 分) (2013?广东)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角 θ 可调,打点计时器的工作频率为 50Hz,纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两 点之间还有 4 个记录点未画出.

①部分实验步骤如下: A.测量完毕,关闭电源,取出纸带 B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小车依靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连 D.把打点计时器固定在平板上,让纸穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是: ②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔 T=

(用字母填写) s .

③计数点 5 对应的瞬时速度大小计算式为 v5= . ④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为 a=

14. (7 分) (2015 春?河南校级期末) (1)在“验证力的平行四边形定则”实验中,用两个弹簧 秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置 O 点,为了确定两个分力的 大小和方向,这一步操作中必须记录的是 . A.橡皮条固定端的位置 B.描下 O 点位置和两条细绳套的方向 C.橡皮条伸长后的总长度 D.两个弹簧秤的读数 (2) 做实验时, 根据测量结果在白纸上画出如图所示的图, 其中 O 为橡皮条与细绳套的结点. 图 中的 是 F1 和 F2 的合力的理论值; 是 F1 和 F2 的合力的实际测量值.

三.计算题(36 分,解答题应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,答案中必须明确写出数值和单位. )

15. (9 分) (2015 春?河南校级期末)水平面上有一重 40N 的物体,受到 F1=12N 和 F2=6N 的 两方向相反的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数为 μ=0.2. (1)此时物体所受的摩擦力为多大? (2)将 F1 撤去后,物体受的摩擦力为多大? (3)将 F2 撤去后,物体受的摩擦力为多大? 16. (9 分) (2009 秋?浏阳市校级期末)如图所示,物体 A 重 100N,物体 B 重 20N,A 与水 平桌面间的最大静摩擦力是 30N,整个系统处于静止状态,这时 A 受到的静摩擦力是多大? 如果逐渐加大 B 的重力,而仍保持系统静止,则 B 物体重力的最大值是多少?

17. (9 分) (2015 春?河南校级期末)屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第 5 滴正欲 滴下时,第 1 滴已刚好到达地面,而第 3 滴与第 2 滴分别位于高为 1m 的窗户的上、下沿(不 2 计水滴大小) ,如图所示(g 取 10m/s ) ,问: (1)滴水的时间间隔是多少? (2)此屋檐离地面多高?

18. (9 分) (2015 春?河南校级期末)一列火车的制动性能经测定:当它以速度 20m/s 在水平 直轨道上行驶时, 制动后需 40s 才能停下, 认为火车做匀减速直线运动. 现这列火车正以 20m/s 的速度在水平直轨道上行驶,司机发现前方 180m 处有一货车正以 6m/s 的速度在同一轨道上 同向行驶,于是立即制动.问 (1)列车的制动性能测定出的加速度多大? (2)计算说明是否会发生撞车事件? (3)如不发生撞车,计算列车和货车间的最小距离多大?如发生撞车,计算何时撞车?

2014-2015 学年河南省三门峡市陕州中学高二(下)期末 物理模拟试卷
参考答案与试题解析

一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分,其中 1-8 题为单项选择题,9-12 题为 不定项选择题,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1. (4 分) (2011?广东)如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接 点 P 在 F1、F2 和 F3 三力作用下保持静止.下列判断正确的是( )

A.

F1>F2>F3

B.F3>F1>F2

C.

F2>F3>F1

D. F3>F2>F1

考点: 力的合成. 专题: 计算题;压轴题. 分析: 如果一个物体受到三个力的作用也能处于平衡状态,叫做三力平衡.很显然这三个 力的合力应该为零.而这三个力可能互成角度,也可能在一条直线上; 对于三力平衡, 一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系, 借助三角函数、 相似三角形等手段求解;或将某一个力分解到另外两个力的反方向上,得到的这两个分力势 必与另外两个力等大、反向;对于多个力的平衡,利用先分解再合成的正交分解法. 本题对 P 点受力分析,可以运用合成法、分解法、正交分解法求解. 解答: 解:对 P 点受力分析,如图
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根据共点力平衡条件 F1=F3cos30°= F3

F2=F3sin30°= F3 因而 F3>F1>F2 故选 B. 点评: 物体在三个力的作用下处于平衡状态,要求我们分析三力之间的相互关系的问题叫 三力平衡问题,这是物体受力平衡中最重要、最典型也最基础的平衡问题.这种类型的问题 有以下几种常见题型: ①三个力中,有两个力互相垂直,第三个力角度(方向)已知. ②三个力互相不垂直,但夹角(方向)已知《考试说明》中规定力的合成与分解的计算 只限于两力之间能构成直角的情形.三个力互相不垂直时,无论是用合成法还是分解法,三

力组成的三角形都不是直角三角形,造成求解困难.因而这种类型问题的解题障碍就在于怎 样确定研究方法上.解决的办法是采用正交分解法,将三个不同方向的力分解到两个互相垂 直的方向上,再利用平衡条件求解. ③三个力互相不垂直,且夹角(方向)未知 三力方向未知时,无论是用合成法还是分解法,都找不到合力与分力之间的定量联系, 因而单从受力分析图去求解这类问题是很难找到答案的.要求解这类问题,必须变换数学分 析的角度,从我们熟悉的三角函数法变换到空间几何关系上去考虑,因而这种问题的障碍点 是如何正确选取数学分析的方法. 解决这种类型的问题的对策是:首先利用合成法或分解法作出三力之间的平行四边形关 系和三角形关系,再根据力的三角形寻找与之相似的空间三角形,利用三角形的相似比求解. ④三力的动态平衡问题 即三个力中,有一个力为恒力,另一个力方向不变,大小可变,第三个力大小方向均可 变,分析第三个力的方向变化引起的物体受力的动态变化问题. 这种类型的问题不需要通过具体的运算来得出结论,因而障碍常出现在受力分析和画受 力分析图上. 在分析这类问题时, 要注意物体“变中有不变”的平衡特点, 在变中寻找不变量. 即 将两个发生变化的力进行合成,利用它们的合力为恒力的特点进行分析.在解决这类问题时, 正确画出物体在不同状态时的受力图和平行四边形关系尤为重要. 2. (4 分) (2011?安徽)一质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 θ 的斜面上.现对物块施加一 个竖直向下的恒力 F,如图所示.则物块( )

A. C.

仍处于静止状态B. 沿斜面加速下滑 受到的摩擦力不变 D. 受到的合外力增大

考点: 共点力平衡的条件及其应用. 专题: 计算题. 分析: 质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 θ 的斜面上,对其受力分析,可求出动摩擦因数, 加力 F 后,根据共点力平衡条件,可以得到压力与最大静摩擦力同时变大,物体依然平衡. 解答: 解:由于质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 θ 的斜面上,说明斜面对物块的摩擦力 等于最大静摩擦力, 对物体受力分析,如图
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根据共点力平衡条件,有 f=mgsinθ N=mgcosθ f=μN 解得 μ=tanθ 对物块施加一个竖直向下的恒力 F,再次对物体受力分析,如图

根据共点力平衡条件,有 与斜面垂直方向依然平衡:N=(mg+F)cosθ 因而最大静摩擦力为:f=μN=μ(mg+F)cosθ=(mg+F)sinθ 故合力仍然为零, 物块仍处于静止状态, A 正确, B、 D 错误, 摩擦力由 mgsinθ 增大到 (F+mg) sinθ,C 错误; 故选 A. 点评: 本题要善用等效的思想,可以设想将力 F 撤去,而换成用一个重力的大小等于 F 的 物体叠放在原来的物块上! 3. (4 分) (2014?山东)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一 简易秋千,某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍能保持等长且悬挂点不变,木板静止时, F1 表示木板所受合力的大小,F2 表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )

A. C.

F1 不变,F2 变大 F1 变大,F2 变大

B. F1 变大,F2 变小 D. F1 变小,F2 变小

考点: 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 木板静止时,受重力和两个拉力而平衡,根据共点力平衡条件并结合正交分解法列 式分析即可. 解答: 解:木板静止时,受重力和两个拉力而平衡,故三个力的合力为零,即:F1=0; 根据共点力平衡条件,有:
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2F2cosθ=mg 解得:

F2= 当细线变短时,细线与竖直方向的夹角 θ 增加,故 cosθ 减小,拉力 F2 变大. 故选:A.

点评: 本题是简单的三力平衡问题,关键是受力分析后运用图示法分析,不难. 4. (4 分) (2013?广东)某航母跑道长 200m.飞机在航母上滑行的最大加速度为 6m/s ,起飞 需要的最低速度为 50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为( ) A. 5m/s B.10m/s C. 15m/s D. 20m/s 考点: 专题: 分析: 解答: 匀变速直线运动的速度与位移的关系. 直线运动规律专题. 已知飞机的末速度、加速度和位移,代入公式,即可求出初速度. 2 2 解:由运动学公式 v ﹣v0 =2as
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2

代人数据得: 故选:B. 点评: 该题考察导出公式的应用,直接代入公式即可.

m/s,故选 B 正确.

5. (4 分) (2009?山东)某物体做直线运动的 v﹣t 图象如图所示,据此判断下列(F 表示物体 所受合力,x 表示物体的位移)四个选项中正确的是( )

A.

B.

C.

D. 考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像. 分析: 在 v﹣t 图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动,加速度恒定,受力恒定. 速度﹣﹣时间图象特点: ①因速度是矢量,故速度﹣﹣时间图象上只能表示物体运动的两个方向,t 轴上方代表的“正 方向”,t 轴下方代表的是“负方向”,所以“速度﹣﹣时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情 况,如果做曲线运动,则画不出物体的“位移﹣﹣时间”图象; ②“速度﹣﹣时间”图象没有时间 t 的“负轴”,因时间没有负值,画图要注意这一点; ③“速度﹣﹣时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度,斜率的大小表示加速度 的大小,斜率的正负表示加速度的方向; ④“速度﹣﹣时间”图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移 本题中物体先匀加速前进,然后匀减速前进,再匀加速后退,最后匀加减速后退,根据运动 情况先求出加速度,再求出合力. 解答: 解:由图可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动,所以前两秒受力恒定, 2s﹣4s 做正方向匀加速直线运动,所以受力为负,且恒定,4s﹣6s 做负方向匀加速直线运动, 所以受力为负,恒定,6s﹣8s 做负方向匀减速直线运动,所以受力为正,恒定,综上分析 B 正确. 故选 B. 点评: 本题关键先根据图象确定物体的运动情况,然后求出各段过程的加速度,最后求解 合外力.
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6. (4 分) (2009?山东)如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为 m 的小滑块,在水平力 F 的作用下静止 P 点.设滑块所受支持力为 FN.OP 与水平方向的夹角 为 θ.下列关系正确的是( )

A.

F=

B.F=mgtanθ C. FN=

D. FN=mgtanθ

考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

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分析: 物体处于平衡状态,对物体受力分析,根据共点力平衡条件,可求出支持力和水平 推力. 解答: 解:对小滑块受力分析,受水平推力 F、重力 G、支持力 FN、根据三力平衡条件, 将受水平推力 F 和重力 G 合成,如图所示,由几何关系可得 , 故选 A. ,所以 A 正确,B、C、D 错误.

点评: 本题受力分析时应该注意,支持力的方向垂直于接触面,即指向圆心.本题也可用 正交分解列式求解! 7. (4 分) (2009?江苏)用一根长 1m 的轻质细绳将一副质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上, 已知绳能承受的最大张力为 10N, 为使绳不断裂, 画框上两个挂钉的间距最大为 (g 取 10m/s ) ( )
2

A.

B.

C.

D.

考点: 力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用. 分析: 将重力按照力的效果进行分解,即沿两细线的方向分解,求出绳子即将断开时的临 界角度(两细线夹角)即可得出画框上两个挂钉的最大间距. 解答: 解:一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时,合力在分力的角平分线上,且 两分力的夹角越大,分力越大,因而当绳子拉力达到 F=10N 的时候,绳子间的张角最大,为 120°,此时两个挂钉间的距离最大; 画框受到重力和绳子的拉力,三个力为共点力,受力如图.
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绳子与竖直方向的夹角为 θ=60°,绳子长为 L0=1m,则有 mg=2Fcosθ,两个挂钉的间距离 ,解得 m,A 项正确;

故选:A. 点评: 熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律,是解决本题的根本. 8. (4 分) (2015 春?河南校级期末)两刚性球 a 和 b 的质量分别为 ma 和 mb、直径分别为 da 个 db(da>db) .将 a、b 球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内,如图所示.设 a、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为 f1 和 f2, 筒底所受的压力大小为 F. 已知重力加速度 大小为 g.若所以接触都是光滑的,则( )

A. C. f1≠f2

F=(ma+mb)g f1=f2 mag<F<(ma+mb)g

B. F=(ma+mb)g f1≠f2 f1=f2 D. mag<F<(ma+mb)g

考点: 物体的弹性和弹力. 分析: 先对整体进行分析,再对 b 球进行分析,由共点力的平衡条件可明确支持力及摩擦 力的大小. 解答: 解:对 ab 整体受力分析,受重力、支持力、两容器壁的压力,如图
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根据共点力平衡条件,有 f1′=f2′ F′=(ma+mb)g

根据牛顿第三定律 球对容器壁的压力与容器壁对球的压力大小相等 f1=f1′ f2=f2′ F=F′ 因而 f1=f2 F=(ma+mb)g 故选:A. 点评: 整体法和隔离法是力学部分常用的解题方法. 1.整体法:在力学中就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这 一整体对象之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力; 2.隔离法:隔力学中就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只 分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力; 本题对 ab 整体受力分析,根据共点力平衡条件即可判断. 9. (4 分) (2009?海南)甲乙两车在平直道路上同向运动,其 v﹣t 图象如图所示,图中△OPQ 和△OQT 的面积分别为 S1 和 S2(S2>S1) ,初始时甲车在乙车前方 S0 处,则下列说法正确的 是( )

A. C.

若 S0=S1+S2,两车不会相遇 B. 若 S0<S1,两车相遇 2 次 若 S0=S1,两车相遇 1 次 D. 若 S0=S2,两车相遇 1 次

考点: 匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的公式. 分析: 此题考察了追击与相遇问题, 解决此类问题的关键是分析清楚两物体的位移关系. 两 物体的位移之差等于初始时的距离是两物体相遇的条件. 解答: 解: 由图线可知:在 T 时间内,甲车前进了 S2,乙车前进了 S1+S2; A、若 S0+S2>S1+S2,即 S0>S1,两车不会相遇,所以选项 A 正确; B、若 S0+S2<S1+S2,即 S0<S1,在 T 时刻之前,乙车会超过甲车,但甲车速度增加的快, 所以甲车还会超过乙车,则两车会相遇 2 次,所以选项 B 正确; C、D、若 S0+S2=S1+S2,即 S0=S1 两车只能相遇一次,所以选项 C 正确,D 错误; 故选 ABC. 点评: 1、抓住速度图象是速度随时间的变化规律,是物理公式的函数表现形式,分析问题 时要做到数学与物理的有机结合,数学为物理所用. 2、在速度图象中,纵轴截距表示初速度,斜率表示加速度,图象与坐标轴围成的“面积”表示 位移,抓住以上特征,灵活分析.
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10. (4 分) (2013?广东) 如图, 游乐场中, 从高处 A 到水面 B 处有两条长度相同的光滑轨道. 甲、 乙两小孩沿不同轨道同时从 A 处自由滑向 B 处,下列说法正确的有( )

A. B. C. D.

甲的切向加速度始终比乙的大 甲、乙在同一高度的速度大小相等 甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 甲比乙先到达 B 处

考点: 匀变速直线运动的速度与位移的关系. 专题: 直线运动规律专题. 分析: ①由受力分析及牛顿第二定律可知,甲的切向加速度先比乙的大,后比乙的小; ②可以使用机械能守恒来说明,也可以使用运动学的公式计算,后一种方法比较麻烦; ③哪一个先达到 B 点,可以通过速度的变化快慢来理解,也可以使用 v﹣t 图象来计算说明. 解答: 解:A:由受力分析及牛顿第二定律可知,甲的切向加速度先比乙的大,后比乙的小, 故 A 错误; B:由机械能守恒定律可知,各点的机械能保持不变,高度(重力势能)相等处的动能也相等, 故 B 正确; C、D:甲的切向加速度先比乙的大,速度增大的比较快,开始阶段的位移比较大,故甲总是 先达到同一高度的位置.故 C 错误,D 正确. 故选:BD. 点评: 本题应该用“加速度”解释:高度相同,到达底端的速度大小就相同,但甲的加速度逐 渐减小,乙的加速度逐渐增大.所以它们的速度增加的快慢不同,甲增加得最快,乙增加得 最慢.
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11. (4 分) (2013?四川)甲、乙两物体在 t=0 时刻经过同一位置沿 x 轴运动,其 v﹣t 图象如 图所示,则( )

A. B. C. D.

甲、乙在 t=0 到 t=ls 之间沿同一方向运动 乙在 t=0 到 t=7s 之间的位移为零 甲在 t=0 到 t=4s 之间做往复运动 甲、乙在 t=6s 时的加速度方向相同

考点: 匀变速直线运动的图像.

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专题: 压轴题;运动学中的图像专题. 分析: 本题应抓住速度时间图象中速度的正负表示速度的方向, 图象与坐标轴所围的“面积” 表示物体的位移,斜率等于物体的加速度进行分析. 解答: 解:A、在 t=0 到 t=ls 之间,甲始终沿正方向运动,而乙先沿负方向运动后沿正方向 运动,故 A 错误; B、根据速度图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移,t 轴上方的“面积”表示位移是正值, t 轴下方的“面积”表示位移是负值,则知在 t=0 到 t=7s 之间乙的位移为零.故 B 正确; C、在 t=0 到 t=4s 之间,甲的速度始终为正值,说明甲一直沿正方向做单向直线运动.故 C 错 误; D、根据斜率等于物体的加速度知,甲、乙在 t=6s 时的加速度方向都沿负方向,方向相同.故 D 正确. 故选:BD. 点评: 本题关键要掌握速度图象的数学意义:图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移, 斜率等于物体的加速度进行分析. 12. (4 分) (2015 春?河南校级期末)如图所示,以 8m/s 匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯 还有 2s 将熄灭,此时汽车距离停车线 18m.该车加速时最大加速度大小为 2m/s ,减速时最大 2 加速度大小为 5m/s .此路段允许行驶的最大速度为 12.5m/s,下列说法中正确的有( )
2

A. B. C. D.

如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停线 如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车定超速 如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 如果距停车线 5m 处减速,汽车能停在停车线处

考点: 匀变速直线运动的位移与时间的关系. 分析: 本题中汽车有两种选择方案 方案一、加速通过 按照 AB 选项提示,汽车立即以最大加速度匀加速运动,分别计算出匀加速 2s 的位移和速度, 与实际要求相比较,得出结论; 方案二、减速停止 按照 CD 选项提示, 汽车立即以最大加速度匀减速运动, 分别计算出减速到停止的时间和位移, 与实际要求相比较,即可得出结论;
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解答: 解:如果立即做匀加速直线运动,t1=2s 内的位移

=20m>18m,

此时汽车的速度为 v1=v0+a1t1=12m/s<12.5m/s,汽车没有超速,A 项正确、B 错误;

如果立即做匀减速运动,速度减为零需要时间

s,此过程通过的位移为

=6.4m,即刹车距离为 6.4m,提前 18m 减速,汽车不会超过停车线,如果距停车 线 5m 处减速,则会过线,因而 C 项正确、D 错误; 故选 AC. 点评: 熟练应用匀变速直线运动的公式,是处理问题的关键,对汽车运动的问题一定要注 意所求解的问题是否与实际情况相符. 二.实验题(16 分,其中 13 题(1)14 题(1)每空 3 分,其余每空 2 分) 13. (9 分) (2013?广东)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角 θ 可调,打点计时器的工作频率为 50Hz,纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两 点之间还有 4 个记录点未画出.

①部分实验步骤如下: A.测量完毕,关闭电源,取出纸带 B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车 C.将小车依靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连 D.把打点计时器固定在平板上,让纸穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是: 母填写) ②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔 T= ③计数点 5 对应的瞬时速度大小计算式为 v5=

DCBA 0.1

(用字 s .

④为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为 a=



考点: 探究小车速度随时间变化的规律. 专题: 计算题;实验题. 分析: ①先连接实验器材,测量时先接通电源,后释放纸带; ②打点计时器的工作频率为 50Hz,每隔 0.02s 打一次电,每相邻两点之间还有 4 个记录点未 画出,共 5 个 0.02s; ③匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度; 2 ④根据公式△x=aT 列式求解.
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解答: 解:①先连接实验器材,后穿纸带,再连接小车,最后打点并选择纸带进行数据处 理; 故为 DCBA; ②打点计时器的工作频率为 50Hz,每隔 0.02s 打一次电,每相邻两点之间还有 4 个记录点未 画出,共 5 个 0.02s,故 T=0.1s; ③匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故 ④根据公式△x=aT ,有:
2

; ;

解得:



故答案为:①DCBA,②0.1,③

,④



点评: 本题关键明确实验原理、实验步骤,会计算瞬时速度和加速度,基础题. 14. (7 分) (2015 春?河南校级期末) (1)在“验证力的平行四边形定则”实验中,用两个弹簧 秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置 O 点,为了确定两个分力的 大小和方向,这一步操作中必须记录的是 BD . A.橡皮条固定端的位置 B.描下 O 点位置和两条细绳套的方向 C.橡皮条伸长后的总长度 D.两个弹簧秤的读数 (2) 做实验时, 根据测量结果在白纸上画出如图所示的图, 其中 O 为橡皮条与细绳套的结点. 图 中的 F2 的合力的理论值; F2 的合力的实际测量值. F F′ 是 F1 和 是 F1 和

考点: 验证力的平行四边形定则. 专题: 实验题. 分析: 1、根据该实验的实验原理以及实验目的可以明确该实验需要记录的数据. 2、F1 与 F2 合成的理论值是由平行四边形定则作图得到的,由于误差可能不与 OA 共线;而 F1 与 F2 合成的实际值一定与 OA 共线(二力平衡) .故 F'为 F1 与 F2 合成的理论值,F 为 F1 与 F2 合成的实际值. 解答: 解: (1)该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则,要根据两个弹簧拉橡皮筋 时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小,然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉
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力大小进行比较,最后得出结论,故需要记录的是结点 O 的位置和两弹力的大小和方向,故 AC 错误,BD 正确. 故选:BD. (2)合成的理论是平行四边形定则,故合力的理论值在平行四边形的对角线上,即为 F; 合力的实际值应通过实验直接测量,不需要用平行四边形定则理论,故实际值为 F′,由于误 差的存在,因此理论值和实验值不重合. 故答案为: (1)BD; (2)F、F′. 点评: 本题考查了“互成角度的两个力的合成”实验中的基本操作以及理论值和实验值的区 别,是一道考查基本实验操作的好题. 三.计算题(36 分,解答题应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,答案中必须明确写出数值和单位. ) 15. (9 分) (2015 春?河南校级期末)水平面上有一重 40N 的物体,受到 F1=12N 和 F2=6N 的 两方向相反的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数为 μ=0.2. (1)此时物体所受的摩擦力为多大? (2)将 F1 撤去后,物体受的摩擦力为多大? (3)将 F2 撤去后,物体受的摩擦力为多大? 考点: 摩擦力的判断与计算. 分析: 在求摩擦力的大小时,要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力,然后根据公式求解摩 擦力的大小.
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解答: 解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×40=8(N) (1)根据平衡条件,由于 F1﹣F2=12﹣6=6N<fm 所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力: 故有:f1=F1﹣F2=6N,方向水平向右. (2)将 F1 撤去后,因为 F2=6N<fm,物体保持静止, 故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向右; (3)因为 F1=12N>fm,所以物体相对水平面向右滑动, 故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=0.2×40=8(N) 方向水平向左. 答: (1)此时物体所受的摩擦力为 6N; (2)将 F1 撤去后,物体受到的摩擦力为 6N; (3)将 F2 撤去后,物体受到的摩擦力为 8N.

点评: 摩擦力问题是高中物理的重点和难点,对于摩擦力的分析一定注意判断是动摩擦力 还是静摩擦力,即注意根据运动状态进行分析.

16. (9 分) (2009 秋?浏阳市校级期末)如图所示,物体 A 重 100N,物体 B 重 20N,A 与水 平桌面间的最大静摩擦力是 30N,整个系统处于静止状态,这时 A 受到的静摩擦力是多大? 如果逐渐加大 B 的重力,而仍保持系统静止,则 B 物体重力的最大值是多少?

考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 先以结点 O 为研究对象,受到三个细绳的拉力.OB 绳的拉力等于物体的重力,根据 平衡条件求出 OA 绳的拉力.再对物体 A 研究求出 A 受到的静摩擦力.当 A 与水平桌面间的 最大静摩擦力是 30N,物体 B 的质量最大,此时 OA 绳的拉力达到 30N,再由平衡条件求出 B 物体重力的最大值. 解答: 解:以结点 O 为研究对象,建立直角坐标系
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x 轴上:TA=Tcos45° ① y 轴上:TB=GB=Tsin45° ② ①②联立,得 TA=GBtan45° 代入其值得 TA=20 N 以 A 为研究对象,受力分析,可得 A 受到的静摩擦力 f=TA′=TA=20 N,方向水平向右. 当逐渐加大 B 的重力时,要使系统处于平衡状态,当 A 达到最大静摩擦力时,B 物体的重力 达到最大.由上述表达式可知: . 答:A 受到的静摩擦力为 20N,B 物体的重力最大值为 30N.

点评: 本题是物体平衡问题,其基本思路是:首先确定研究对象,再分析物体的受力情况, 最后根据平衡条件列方程求解. 17. (9 分) (2015 春?河南校级期末)屋檐上每隔相同的时间间隔滴下一滴水,当第 5 滴正欲 滴下时,第 1 滴已刚好到达地面,而第 3 滴与第 2 滴分别位于高为 1m 的窗户的上、下沿(不 2 计水滴大小) ,如图所示(g 取 10m/s ) ,问: (1)滴水的时间间隔是多少? (2)此屋檐离地面多高?

考点: 自由落体运动. 分析: (1)由 H=

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,得出水从屋檐到地面的时间,从而得出相等的时间间隔.

(2)初速度为 0 的匀加速直线运动,在连续相等时间间隔内的位移比为 1:3:5:7.已知第 3 滴与第 2 滴水的间隔距离,根据比例关系求出总高度. 解答: 解: (1)根据 H= 滴水时间间隔 . ,代入数据得,t=

(2)根据比例关系,从上到下相邻水滴间距离之比为 1:3:5:7,而 2、3 两滴间距离为 1 米,所以总高度 答: (1)滴水的时间间隔是 0.2s; (2)此屋檐离地面 3.2m 点评: 解决本题的关键掌握初速度为 0 的匀加速直线运动,在连续相等时间间隔内的位移 比为 1:3:5:7.以及掌握自由落体运动的位移时间公式 H= .

18. (9 分) (2015 春?河南校级期末)一列火车的制动性能经测定:当它以速度 20m/s 在水平 直轨道上行驶时, 制动后需 40s 才能停下, 认为火车做匀减速直线运动. 现这列火车正以 20m/s 的速度在水平直轨道上行驶,司机发现前方 180m 处有一货车正以 6m/s 的速度在同一轨道上 同向行驶,于是立即制动.问 (1)列车的制动性能测定出的加速度多大? (2)计算说明是否会发生撞车事件? (3)如不发生撞车,计算列车和货车间的最小距离多大?如发生撞车,计算何时撞车?

考点: 匀变速直线运动的位移与时间的关系. 分析: (1)由加速度定义式 a=

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解得加速度.

(2)当两车速度相等的时刻距离最近,由速度公式求出所经历的时间,再由位移公式求出它 们之间的距离,即可判断是否相撞. (3)判断两车速度相等时的位移差与开始刹车时的两车间的距离大小便可知道是否相撞,进 而求得结果. 解答: 解: (1)对列车测试过程,根据加速度公式得:

(2)当两车速度相等的时刻距离最近,此时 t1= 两车的间距为△x=x0+x2﹣x1=x0+(v 列 t1+ 代入数据得: )﹣v 货 t1;

=

s=28s

因为当两车速度相等的时刻间距△x<0,所以在这之前已经撞车. (3)当△x=0 时两车相撞, 解 t ﹣56t﹣720=0 得:t1=20s,t2=36s 由(2)知 t<28s,得 t=20s 时刻两车相撞. 答: 2 (1)列车的制动性能测定出的加速度多大为 0.5m/s . (2)计算说明见上,会发生撞车事件. (3)两车在 20s 相撞. 点评: 本题是匀变速运动规律的直接应用.对于追及问题,注意速度相等时的位移关系, 两车位移之差等于开始时两车间距则刚好追上,位移之差较小则追不上,相撞.
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