高一物理上冊(cè)月考試題及答案

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

【導(dǎo)語(yǔ)】心無(wú)旁騖,全力以赴,爭(zhēng)分奪秒,頑強(qiáng)拼搏腳踏實(shí)地,不驕不躁,長(zhǎng)風(fēng)破浪,直濟(jì)滄海,我們,注定成功!逍遙右腦為大家推薦《高一物理上冊(cè)月考試題及答案》希望對(duì)你的學(xué)習(xí)有幫助!

  第Ⅰ卷(選擇題共40分)

  一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第7~10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)

  1.以下是必修1課本中四幅插圖,關(guān)于這四幅插圖下列說(shuō)法正確的是()

  A.甲圖中學(xué)生從起立到站直的過(guò)程中,體重計(jì)的示數(shù)先減小后增大

  B.乙圖中賽車的質(zhì)量較小,卻安裝著牽引力很大的發(fā)動(dòng)機(jī),目的是獲得很大的加速度

  C.丙圖中海豚的身體呈流線型,是為了增大海豚的浮力

  D.丁圖中運(yùn)動(dòng)員推開冰壺后,冰壺在冰面做勻速直線運(yùn)動(dòng)

  答案:B

  解析:中學(xué)生從起立到站直經(jīng)歷了從超重到失重的過(guò)程,A錯(cuò);由F=ma可知B項(xiàng)正確;海豚的流線型身體是為了減小水的阻力,C錯(cuò);運(yùn)動(dòng)員推開冰壺后,冰壺在冰面做減速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)。

  2.(北京市東城區(qū)2018~2015學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示,三個(gè)圖象表示A、B、C、D、E、F六個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中正確的是()

  A.速度相等的物體是B、D

  B.合力為零的物體是A、C、E

  C.合力是恒力的物體是D、F

  D.合力是變力的物體是F

  答案:D

  解析:x-t圖象的斜率等于速度,則A的速度為0,B的速度為vB=xt=2m/s。D的運(yùn)動(dòng)速度是變化的,故A錯(cuò)誤。A靜止,C做勻速直線運(yùn)動(dòng),E的加速度不變,做勻變速運(yùn)動(dòng),則A、C的合力都為零,E的合力不為零,故B錯(cuò)誤。合力是恒力的物體是D,F(xiàn)的加速度增大,合力增大,故C錯(cuò)誤,D正確。

  3.如圖所示,中國(guó)三一重工的一臺(tái)62米長(zhǎng)的泵車,參與某次消防救火冷卻作業(yè),對(duì)泵車在水平面路面上以加速度a作勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,下列分析正確的是()

  A.泵車受到的重力和泵車對(duì)地面的壓力是一對(duì)平衡力

  B.輪胎上凹凸不平的花紋是為了增加車對(duì)地面的壓力

  C.開車時(shí)要求系安全帶是為了減小司機(jī)的慣性

  D.若泵車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力增為原來(lái)的2倍時(shí),泵車的加速度將大于2a

  答案:D

  解析:泵車受到的重力和泵車對(duì)地面的壓力的受力物體不同,不可能是一對(duì)平衡力,故A錯(cuò)誤;輪胎上凹凸不平的花紋是為了增加摩擦力,故B錯(cuò)誤;慣性的量度是質(zhì)量,系安全帶不會(huì)改變司機(jī)的質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;牽引力增為原來(lái)的2倍,阻力不變,所以加速度大于2a,故D正確。

  4.(吉林長(zhǎng)春十一中2015~2019學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示,質(zhì)量分別為2m、m的箱子A和物體B,用輕質(zhì)細(xì)繩相連跨過(guò)光滑的定滑輪,A置于傾角θ=30°的斜面上,處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)向A中緩慢的加入沙子,整個(gè)系統(tǒng)始終保持靜止,則在加入沙子的過(guò)程中()

  A.繩子拉力逐漸增大

  B.A對(duì)斜面的壓力保持不變

  C.A所受的摩擦力逐漸減小

  D.A所受的摩擦力逐漸增大

  答案:D

  解析:對(duì)B研究可知,繩子拉力與B的重力大小mg相等,保持不變,故A錯(cuò)誤。未加沙子時(shí),繩子的拉力大小為T=mg,A的重力沿斜面向下的分力大小為2mgsin30°=mg,兩力平衡,則知A相對(duì)斜面沒有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),不受斜面的靜摩擦力。重力垂直于斜面的分力大小為2mgcos30°=3mg;加沙子過(guò)程中,A有向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),重力的兩個(gè)分力都增大,A所受的摩擦力為f=2mgsin30°-T,m增大,則f逐漸增大,A對(duì)斜面的壓力也增大。故D正確,BC錯(cuò)誤,故選D。

  5.如圖所示,總質(zhì)量為460kg的熱氣球,從地面剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180m時(shí),以5m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變,上升過(guò)程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g=10m/s2。關(guān)于熱氣球,下列說(shuō)法正確的是()

  A.所受浮力大小為4830N

  B.加速上升過(guò)程中所受空氣阻力保持不變

  C.從地面開始上升10s后的速度大小為5m/s

  D.以5m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為400N

  答案:A

  解析:由牛頓第二定律,所受浮力為F,則F-mg=ma,F(xiàn)=m(g+a)=460×(10+0.5)N=4830N,A正確;加速上升過(guò)程中速度增大,受空氣阻力增大,B錯(cuò)誤;氣球開始加速度為0.5m/s2,此后加速度將變化,無(wú)法確定10s時(shí)氣球速度,C錯(cuò)誤;勻速上升時(shí)F-mg-f=0,空氣阻力f=F-mg=(4830-460×10)N=230N,D錯(cuò)誤。

  6.(黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2015~2019學(xué)年高一上學(xué)期期末)一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的物體沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),圖線a表示物體受水平拉力時(shí)的v-t圖象,圖線b表示撤去水平拉力后物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,(g=10m/s2)下列說(shuō)法中正確的是()

  A.水平拉力作用下物體發(fā)生的位移為10m

  B.水平拉力的大小為0.1N,方向與摩擦力方向相反

  C.撤去拉力后物體還能滑行13.5m

  D.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1

  答案:C

  解析:速度時(shí)間圖象中面積表示位移,由圖可知前3s內(nèi)的位移為12m,A錯(cuò);由圖象可知,1s到3s內(nèi)的加速度為:a0=ΔvΔt=23m/s2,3s到6s內(nèi)加速度為:a=ΔvΔt=13m/s2,摩擦力為f=ma=0.1N,根據(jù)牛頓第二定律有:F+f=ma0,解得F=0.1N,方向與摩擦力方向相同,B錯(cuò);撤去拉力時(shí)物體速度為:v=3m/s,撤去拉力后的位移為:x=v22a=13.5m,C正確;根據(jù)a=μg,可得摩擦因數(shù)為130,D錯(cuò)。綜上本題選C。

  7.(大連市二十中學(xué)2018~2015學(xué)年高一上學(xué)期期中)酒后駕駛會(huì)導(dǎo)致許多安全隱患,是因?yàn)轳{駛員的反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng),反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間。下表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離,“制動(dòng)距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車制動(dòng)時(shí)的加速度大小都相等)。

  速度(m/s)思考距離/m思考距離/m

  正常酒后正常酒后

  157.515.022.530.0

  2010.020.036.746.7

  2512.525.054.2x

  分析上表可知,下列說(shuō)法正確的是()

  A.駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況下多0.5s

  B.若汽車以20m/s的速度行駛時(shí),發(fā)現(xiàn)前方40m處有險(xiǎn)情,酒后駕駛不能安全停車

  C.汽車制動(dòng)時(shí),加速度大小為10m/s2

  D.表中x為66.7

  答案:ABD

  解析:“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離,這段時(shí)間車是勻速運(yùn)動(dòng)的,駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間t1=15.015s=20.020s=25.025s=1s,駕駛員正常反應(yīng)時(shí)間t2=7.515s=1020s=12.525s=0.5s,所以駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況下多0.5s,A對(duì);“制動(dòng)距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離,由表格可見,速度為20m/s時(shí),制動(dòng)距離46.7m,故B對(duì);汽車制動(dòng)時(shí)的加速度大小都相同,按速度為15m/s時(shí)計(jì)算:a=v22x=15222.5-7.5m/s2=7.5m/s2,故C錯(cuò);表中x=2522×7.5m+25.0m=66.7m,因此D對(duì),所以選ABD。

  8.(廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2015~2019學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖(a),用一水平外力F推著一個(gè)靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運(yùn)動(dòng),其加速度a隨外力F變化的圖象如圖(b)所示,重力加速度g取10m/s2。根據(jù)圖(b)可知()

  A.物體的質(zhì)量m=2kg

  B.斜面的傾角θ=37°

  C.加速度為6m/s2時(shí)物體的速度v=18m/s

  D.物體能靜止在斜面上所施加的最小水平外力Fmin=12N

  答案:AB

  解析:Fcosθ-mgsinθ=ma,將a1=2m/s2,F(xiàn)1=20N,a2=6m/s2,F(xiàn)2=30N代入上式得m=2kg,θ=37°,故A、B正確;當(dāng)a=0時(shí),F(xiàn)min=15N,D錯(cuò)誤;無(wú)法求出瞬時(shí)速度,C錯(cuò)。

  9.(安徽省皖西南十校聯(lián)盟2015~2019學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn),另一端系在滑塊上,彈簧與豎直方向的夾角為30°,則()

  A.滑塊可能受到三個(gè)力作用

  B.彈簧一定處于壓縮狀態(tài)

  C.斜面對(duì)滑塊的支持力大小可能為零

  D.斜面對(duì)滑塊的摩擦力大小一定等于12mg

  答案:AD

  解析:彈簧與豎直方向的夾角為30°,所以彈簧的方向垂直于斜面,因?yàn)閺椈傻男巫兦闆r未知,所以斜面與滑塊之間的彈力大小不確定,所以滑塊可能只受重力、斜面支持力和靜摩擦力三個(gè)力的作用而平衡,也可能有彈簧的彈力,故A正確;彈簧對(duì)滑塊可以是拉力,故彈簧可能處于伸長(zhǎng)狀態(tài),故B錯(cuò)誤;由于滑塊此時(shí)受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力(等于12mg),不可能為零,所以斜面對(duì)滑塊的支持力不可能為零,故C錯(cuò)誤;靜摩擦力一定等于重力的下滑分力,即為12mg,故D正確,故選AD。

  10.如圖甲為應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站的安全檢查儀,用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查。其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖乙模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率

  運(yùn)行。旅客把行李無(wú)初速度地放在A處,設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離為2m,g取10m/s2。若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v=1m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李,則()

  A.乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處

  B.乘客提前0.5s到達(dá)B處

  C.行李提前0.5s到達(dá)B處

  D.若傳送帶速度足夠大,行李最快也要2s才能到達(dá)B處

  答案:BD

  解析:行李放在傳送帶上,傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。加速度為a=μg=1m/s2,歷時(shí)t1=va=1s達(dá)到共同速度,位移x1=v2t1=0.5m,此后行李勻速運(yùn)動(dòng)t2=2-x1v=1.5s,到達(dá)B共用2.5s。乘客到達(dá)B,歷時(shí)t=2v=2s,故B正確。若傳送帶速度足夠大,行李一直加速運(yùn)動(dòng),最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin=2×21s=2s,D項(xiàng)正確。

  第Ⅱ卷(非選擇題共60分)

  二、填空題(共3小題,共18分。把答案直接填在橫線上)

  11.(5分)利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整好儀器,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,松開紙帶,使重物下落。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打出一系列的小點(diǎn)。

  (1)為了測(cè)得重物下落的加速度,還需要的實(shí)驗(yàn)器材有_____。(填正確選項(xiàng)前的字母)

  A.天平B.停表C.米尺

  (2)若實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎,而?shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理均無(wú)錯(cuò)誤,寫出一個(gè)你認(rèn)為可能引起此誤差的原因:________。

  答案:(1)C(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間存在摩擦(其他合理答案同樣正確)

  解析:(1)為了測(cè)得重物下落的加速度,必須知道重物下落的時(shí)間與位移,時(shí)間可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定,位移可由米尺測(cè)定,重物的質(zhì)量沒有必要測(cè)定,不需要天平,故選C。

  (2)實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎,引起此誤差的原因:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間存在摩擦等。

  12.(6分)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤。

  (1)為完成實(shí)驗(yàn),某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧,先測(cè)量其勁度系數(shù),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:

  彈力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50

  伸長(zhǎng)量x(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42

  用作圖法求得彈簧的勁度系數(shù)k=_____N/m;

  (2)某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧秤的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為_____N;同時(shí)利用(1)中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2.50N,畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F合;

  (3)由圖得到F合=_____N。

  答案:(1)如圖所示

  53(說(shuō)明±2內(nèi)都可);

  (2)2.10(說(shuō)明:有效數(shù)字位數(shù)正確,±0.02內(nèi)都可);

  (3)3.3(說(shuō)明:±0.2內(nèi)都可)。

  解析:該題考查探究合力的方法這一實(shí)驗(yàn),同時(shí)包含了探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系這一實(shí)驗(yàn)。主要考查了學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析問題的能力。

  在做F-x圖象時(shí),把誤差較大的數(shù)據(jù)(遠(yuǎn)離直線的點(diǎn))除掉,這樣會(huì)減小測(cè)量誤差。

  在利用圖示求合力時(shí),應(yīng)選好標(biāo)度。

  13.(7分)(天津市2018~2015學(xué)年高一上學(xué)期五校期末聯(lián)考)在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中,某組同學(xué)用如圖1所示裝置,來(lái)研究小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與小車受到力的關(guān)系。

  (1)圖2是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分,其中0、1、2、3、4是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,打“3”計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為_____m/s,由紙帶求出小車的加速度的大小為a=_____m/s2。(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

  (2)下列措施中不正確的是_____。

  A.首先要平衡摩擦力,使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力

  B.平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝碼,使小車能勻速滑動(dòng)

  C.每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力

  D.實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車受到的拉力

  (3)某組同學(xué)由實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù),畫出的a-1M的關(guān)系圖線,如圖3所示,從圖象中可以看出,作用在小車上的恒力F=_____N。當(dāng)小車的質(zhì)量為5kg時(shí),它的加速度為_____m/s2。

  答案:(1)0.260.50(2)BC(3)51

  解析:(1)v3=0.024+0.02882×0.1m/s=0.26m/s

  a=0.0288+0.0240-0.0189-0.01404×0.01m/s2

 。0.50m/s2。

  (2)實(shí)驗(yàn)首先要平衡摩擦力,使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力,故A正確;平衡摩擦力的方法就是,小車與紙帶相連,小車前面不掛小桶,把小車放在斜面上給小車一個(gè)初速度,看小車能否做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;改變小車?yán),不需要重新平衡摩擦力,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車受到的拉力,故D正確,本題選不正確的,故選B、C。

  (3)由圖可知a-1M的關(guān)系圖線是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,說(shuō)明物體所受的合力是定值,a-1M圖象的斜率:k=F=20.4=5N,當(dāng)M=5N時(shí),a=FM=1m/s2

  三、論述、計(jì)算題(本題共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)

  14.(9分)(常州市教育學(xué)會(huì)學(xué)業(yè)水平檢測(cè))某運(yùn)動(dòng)員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升機(jī)上由靜止跳下,跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開降落傘做減速下落。他打開降落傘后的速度圖線如圖a.降落傘用8根對(duì)稱的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員,每根繩與中軸線的夾角均為37°,如圖b。已知人的質(zhì)量為50kg,降落傘質(zhì)量也為50kg,不計(jì)人所受的阻力,打開傘后傘所受阻力f與速率v成正比,即f=kv(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:

  (1)打開降落傘前人下落的距離為多大?

  (2)求阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a的大小和方向?

  (3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少?

  答案:(1)20m(2)k=200N•s/ma=30m/s2方向豎直向上(3)312.5N

  解析:(1)h0=v202g=20m

  (2)kv=2mg,將v=5m/s代入得k=200N•s/m

  對(duì)整體:kv0-2mg=2ma,

  a=kv0-2mg2m=30m/s2

  方向豎直向上

  (3)設(shè)每根繩拉力為T,以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象有:

  8Tcosα-mg=ma,

  T=mg+a8cos37°=312.5N

  由牛頓第三定律得:懸繩能承受的拉力至少為312.5N。

  15.(10分)(浙江蕭山五校2018~2018學(xué)年高一上學(xué)期期末聯(lián)考)質(zhì)量為30kg的小孩坐在質(zhì)量為10kg的雪橇上,雪橇靜止在地面上,離雪橇前端x=7m處有一個(gè)傾角為θ=37°的斜坡。有一同伴在雪橇的后方施加F=200N的斜向下推力作用,推力F與水平方向的夾角也為θ=37°,推力作用4s后撤去。已知雪橇與地面、雪橇與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ都是0.25。將小孩和雪橇都看成質(zhì)點(diǎn),若雪橇能沖上斜面,不考慮從地面到斜坡的速度損失,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

  (1)撤去推力時(shí),雪橇的速度多大?

  (2)雪橇能否沖上斜面?如果能,請(qǐng)求出雪橇沿斜坡上升的距離;如果不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。

  答案:(1)3m/s(2)能;0.25m

  解析:(1)根據(jù)牛頓第二定律得

  Fcos37°-μ(mg+Fsin37°)=ma1

  代入數(shù)據(jù)解得a1=0.75m/s2

  撤去推力時(shí)的速度為v=a1t1=0.75×4m/s=3m/s

  (2)推力作用階段前進(jìn)的距離

  x1=12a1t21=12×0.75×16m=6m

  撤去推力后a2=μmgm=μg=2.5m/s2

  撤去推力后的位移為x2=x-x1=1m

  根據(jù)公式2a2x2=v22-v21

  解得到達(dá)斜面底部時(shí)的速度為v2=2m/s

  此時(shí)仍可以沖上斜面。

  在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度可根據(jù)牛頓第二定律

  mgsin37°+μmgcos37°=ma3

  代入數(shù)據(jù)解得a3=8m/s2

  沿斜面上升的距離-2a3x3=0-v22

  代入數(shù)據(jù)解得x3=0.25m

  16.(11分)(江陰市2018~2018學(xué)年高一上學(xué)期期末)冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育項(xiàng)目。比賽場(chǎng)地示意圖如圖所示,比賽時(shí),運(yùn)動(dòng)員從起滑架處推著冰壺出發(fā),在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出,使冰壺的停止位置盡量靠近30m處的圓心O,設(shè)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.008,在某次比賽中,運(yùn)動(dòng)員使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2m/s的速度沿虛線滑出。(g取10m/s2)

  (1)求冰壺的加速度大?并通過(guò)計(jì)算說(shuō)明冰壺能否到達(dá)圓心O。

  (2)為使冰壺滑行得更遠(yuǎn),運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面,使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小,用毛刷擦冰面后動(dòng)摩擦因數(shù)減小至μ2=0.004。為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員用毛刷擦冰面的長(zhǎng)度應(yīng)為多少?

  答案:(1)0.08m/s2不能到達(dá)圓心O

  (2)10m

  解析:(1)冰壺在運(yùn)動(dòng)中只受到滑動(dòng)摩擦力,由牛頓第二定律可得-μ1mg=ma1

  a1=-μ1g,代入數(shù)據(jù)得a1=-0.08m/s2

  冰壺做勻減速運(yùn)動(dòng),由v2-v20=2a1x

  得x=25m<30m,不能到達(dá)圓心O

  (2)用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面,冰壺在運(yùn)動(dòng)中受到的滑動(dòng)摩擦力減小,由牛頓第二定律可得-μ2mg=ma2

  沒用毛刷擦冰面,冰壺滑行x1,速度減小為v,則有

  v2-v20=2a1x1

  用毛刷擦冰面,冰壺滑行x2,速度減小為零,則有

  0-v2=2a2x2

  x1+x2=30

  代入數(shù)據(jù)得x2=10m

  17.(12分)(廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2018~2019學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°固定斜面上(斜面足夠長(zhǎng)),對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力F,作用時(shí)間t1=1s時(shí)撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖象如圖乙所示,取g=10m/s2。求:

  (1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和拉力F的大;

  (2)t=6s時(shí)物體的速度,并在乙圖上將t=6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象補(bǔ)畫完整,要求標(biāo)明有關(guān)數(shù)據(jù);

  (3)物體返回出發(fā)點(diǎn)的速度大小。

  答案:(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,拉力F的大小為30N;

  (2)t=6s時(shí)物體速度為6m/s,方向沿斜面向下;t=6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示;

  (3)物體返回出發(fā)點(diǎn)的速度大小約為11.0m/s

  解析:(1)設(shè)力作用時(shí)物體的加速度為a1,對(duì)物體進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律有:

  F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1

  撤去力后,設(shè)物體的加速度為a2,由牛頓第二定律有:

  mgsinθ+μmgcosθ=ma2

  由圖象可得a1=20m/s2;a2=10m/s2

  代入解得F=30N;μ=0.5

  故斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,拉力大小為30N;

  (2)3s末物體速度減為零,之后物體下滑做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有:

  mgsin37°-f=ma3

  解得:a3=2m/s2

  由速度公式,得到再過(guò)3s,有:v=a3t=6m/s

  故物體6s末速度大小為6m/s。方向與初速度方向相反即沿斜面向下。

  圖象見答案。

  (3)速度時(shí)間圖象與時(shí)間軸包圍的面積表示位移,故前3s的位移為:

  s=12×3×20=30m;

  下滑過(guò)程,根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式,有:s=12a3t2,解得t≈5.5s故返回出發(fā)點(diǎn)的速度為:v3=a3t=2×5.5≈11.0m/s。


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