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- 2021-05-24 发布
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2016-2017学年广西南宁四十二高三(上)周练物理试卷(3)
一.选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分.
1.一物体自距地面高H处自由下落,经t落地,此时速度为v,则( )
A.时物体距地面高度为 B.时物体距地面高度为
C.物体下落时速度为 D.物体下落时速度为
2.如图所示,x轴在水平地面上,y轴竖直向上,在y轴上的P点分别沿x轴正方向和y轴正方向以相同大小的初速度抛出两个质量相等的小球a和b,不计空气阻力,若b上升的最大高度等于P点离地的高度,则从抛出到落地,有( )
A.a的运动时间是b的运动时间的倍
B.a的位移大小是b的位移大小的倍
C.a、b落地时的速度相同,因此动能一定相同
D.a、b落地时的速度不同,但动能相同
3.如图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于F
B.地面受到的静摩擦力的大小等于F
C.若木块以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F
4.光滑的水平面上,有一木块以速度v向右运动,一根弹簧固定在墙上,如图所示,木块从与弹簧接触直到使弹簧压缩至最短的过程中木块将做的运动是( )
A.匀减速运动 B.速度减小,加速度增大
C.速度减小,加速度减小 D.无法确定
5.如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时,则( )
A.M受静摩擦力增大
B.物块M对车厢壁的压力不变
C.物块M仍能相对于车厢壁静止
D.M受静摩擦力不变
6.一质点沿x轴运动,其位置x随时间t变化的规律为:x=10t﹣5t2(m),t的单位为s.下列关于该质点运动的说法正确的是( )
A.该质点的加速度大小为5m/s2
B.物体回到x=0处时其速度大小为10m/s
C.t=2s时刻该质点速度为零
D.0~3s内该质点的平均速度大小为5m/s
7.如图所示,长为l的细绳一端固定在O点,另一端拴住一个小球,在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子;把小球拉起使细绳在水平方向伸直,由静止开始释放,当细绳碰到钉子的瞬间,下列说法正确的是( )
A.小球的线速度发生突变
B.小球的角速度突然增大到原来的2倍
C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍
D.绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍
8.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
二、按题目要求去解答
9.在用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s.用刻度尺量得点A、B、C、D到O点的距离分别为x1=1.50cm,x2=3.50cm,x3=6.00cm,x4=9.00cm.由此可知,打C点时纸带的速度大小为 m/s.与纸带相连小车的加速度大小为 m/s2.
10.在用电火花计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,如图所示是一次记录小车车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出.(电源频率为50Hz)
(1)根据运动学有关公式可求得:vB=1.38m/s,vC= m/s,vD= m/s;(保留三位有效数字)
(2)若利用求得的数值作出小车的v﹣t图线(以打A点时开始计时),将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是0.10m/s,此速度的物理意义是 .
11.如图所示,物体的质量m=4kg,与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,在倾角为37°、F=20N的推力作用下,由静止开始加速运动,当t=5s时撒去F,(sin37°=0.6 cos37°=0.8)求:
(1)物体在F作用时的加速度a;
(2)撒去F后,物体还能滑行多长时间?
12.如图所示,一颗质量为m=10g的子弹以水平速度v0=200m/s击穿一个静止于光滑水平面上的沙箱后,速度减小为v=100m/s.已知沙箱的质量为M=0.5kg.求:
(1)沙箱被击穿后的速度v′的大小;
(2)这一过程中系统产生的热量Q的大小.
13.某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型.倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触,传送带BC长L=6m,始终以=6m/s的速度顺时针运动.将一个质量m=1kg的物块由距斜面底端高度=5.4m的A点静止滑下,物块通过B点时速度的大小不变.物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2,传送带上表面距地面的高度H=5m,g取10,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)求物块由A点运动到C点的时间;
(2)若把物块从距斜面底端高度=2.4m处静止释放,求物块落地点到C点的水平距离;
(3)求物块距斜面底端高度满足什么条件时,将物块静止释放均落到地面上的同一点D.
2016-2017学年广西南宁四十二高三(上)周练物理试卷(3)
参考答案与试题解析
一.选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分.
1.一物体自距地面高H处自由下落,经t落地,此时速度为v,则( )
A.时物体距地面高度为 B.时物体距地面高度为
C.物体下落时速度为 D.物体下落时速度为
【考点】自由落体运动.
【分析】自由落体运动是初速度为零加速度为g的匀加速直线运动,根据位移时间关系公式和速度时间关系公式列式求解.
【解答】解:A、B、根据位移时间关系公式,有:;
前时间内,有:;
故,时刻距离地面,故A错误,B正确;
C、D、根据速度位移关系公式,有:v2=2gH;
前过程,有:;
联立解得:,故C错误,D正确;
故选BD.
2.如图所示,x轴在水平地面上,y轴竖直向上,在y轴上的P点分别沿x轴正方向和y轴正方向以相同大小的初速度抛出两个质量相等的小球a和b,不计空气阻力,若b上升的最大高度等于P点离地的高度,则从抛出到落地,有( )
A.a的运动时间是b的运动时间的倍
B.a的位移大小是b的位移大小的倍
C.a、b落地时的速度相同,因此动能一定相同
D.a、b落地时的速度不同,但动能相同
【考点】动能定理的应用;竖直上抛运动;平抛运动.
【分析】a做平抛运动,运动平抛运动的规律得出时间与高度的关系.b做竖直上抛运动,上升过程做匀减速运动,下落做自由落体运动,分两段求运动时间,即可求解时间关系;b的位移大小等于抛出时的高度.根据b的最大高度,求出初速度与高度的关系,即可研究位移关系;根据机械能守恒分析落地时动能关系.
【解答】解:A、设P点离地的高度为h.b做竖直上抛运动,上升过程与下落过程对称,则b上升到最大的时间为t1=,从最高点到落地的时间为 t2=,故b运动的总时间tb=t1+t2=(+1);a做平抛运动,运动时间为ta=;则有tb=(+1)ta.故A错误.
B、对于b:h=,则得v0=;对于a:水平位移为x=v0t=•=2h,a的位移为 xa==h,而b的位移大小为h,则a的位移大小是b的位移大小的倍.故B错误.
CD、根据机械能守恒定律得:Ek=mgh+mv02,因两球的质量相等,则两球落地时动能相同.而速度方向不同,则落地时速度不同.故C错误,D正确.
故选:D
3.如图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于F
B.地面受到的静摩擦力的大小等于F
C.若木块以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F
【考点】摩擦力的判断与计算.
【分析】木块在水平面上滑动,受到滑动摩擦力,当木块做匀速直线运动时,可以根据平衡条件和摩擦力的公式f=μFN求出摩擦力的大小.滑动摩擦力与速度大小无关.
【解答】解:A、B、木块相对地面运动受到滑动摩擦力,当木块在拉力F的作用下做匀速直线运动时,f=F.故A正确,B错误.
C、当木块以2v做匀速直线运动时,正压力不变,则f=F=μmg.故C错误.
D、若用2F作用在木块上,物块做加速直线运动,f=μmg,又F=μmg,所以f=F.故D错误.
故选:A.
4.光滑的水平面上,有一木块以速度v向右运动,一根弹簧固定在墙上,如图所示,木块从与弹簧接触直到使弹簧压缩至最短的过程中木块将做的运动是( )
A.匀减速运动 B.速度减小,加速度增大
C.速度减小,加速度减小 D.无法确定
【考点】牛顿第二定律.
【分析】木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,分析弹簧的弹力方向与速度的关系,根据弹力与速度方向间的关系,判断木块速度的变化.分析弹力大小的变化,由牛顿第二定律分析加速度的变化情况.
【解答】解:木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,木块竖直方向受到重力与支持力两个力,二力平衡.水平方向受到弹簧向左的弹力,由于弹力与速度方向相反,则木块做减速运动,随着压缩量的增大,弹力增大,由牛顿第二定律可知,加速度增大.故B正确,ACD错误.
故选:B.
5.如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时,则( )
A.M受静摩擦力增大
B.物块M对车厢壁的压力不变
C.物块M仍能相对于车厢壁静止
D.M受静摩擦力不变
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】分析物块的受力情况,根据牛顿第二定律分析摩擦力、弹力与加速度的关系,再分析加速度增大时,各力如何变化.
【解答】解:以物块为研究对象,分析受力情况如图:重力Mg,车厢的弹力N和静摩擦力f,根据牛顿第二定律得,
水平方向:N=Ma
竖直方向:f=Mg
A、当加速度增大时,N增大,M所受的最大静摩擦力增大,物块在竖直方向受力平衡,即f=Mg不变.故A错误,D正确.
B、当加速度增大时,N增大,根据牛顿第三定律得知,物块M对车厢壁的压力增大.故B错误.
C、因为最大静摩擦力增大,物块仍然能相对于车厢壁静止.故C正确.
故选:CD.
6.一质点沿x轴运动,其位置x随时间t变化的规律为:x=10t﹣5t2(m),t的单位为s.下列关于该质点运动的说法正确的是( )
A.该质点的加速度大小为5m/s2
B.物体回到x=0处时其速度大小为10m/s
C.t=2s时刻该质点速度为零
D.0~3s内该质点的平均速度大小为5m/s
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式得出初速度和加速度,结合位移为零求出运动的时间,从而结合速度时间公式求出x=0时的速度.通过位移公式求出0﹣3s内的位移,结合平均速度的定义式求出平均速度的大小.
【解答】解:A、根据x=v0t+at2和x=10t﹣5t2得,质点的初速度为10m/s,加速度为﹣10m/s2.故A错误.
BC、当x=0时,有10t﹣5t2=0,解得t=0(舍去),t=2s.即2s速度v=10﹣2×10=﹣10m/s,即速度的大小为10m/s,故B正确,C错误.
D、0~3s内该质点的位移x=10t﹣5t2=10×3﹣5×9m=﹣15m,则平均速度===5m/s,
即平均速度的大小为5m/s.故D正确.
故选:BD.
7.如图所示,长为l的细绳一端固定在O点,另一端拴住一个小球,在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子;把小球拉起使细绳在水平方向伸直,由静止开始释放,当细绳碰到钉子的瞬间,下列说法正确的是( )
A.小球的线速度发生突变
B.小球的角速度突然增大到原来的2倍
C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍
D.绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍
【考点】向心力;牛顿第二定律.
【分析】小球在下摆过程中,受到线的拉力与小球的重力,由于拉力始终与速度方向相垂直,所以它对小球不做功,只有重力在做功.当碰到钉子瞬间,速度大小不变,而摆长变化,从而导致向心加速度变化,拉力变化.
【解答】解;A、小球的线速度发生不会突变,故A错误
B、由ω=,当r变为r时,小球的线速度发生不会突变,故ω变为原来的2倍,故B正确
C、由a=,当r变为r时,小球的线速度发生不会突变,故a变为原来的2倍,故C正确
D、Fn=F﹣mg,而Fn=man,故由C分析得Fn变为原来2倍,故拉力F不会变为2倍,故D错误
故选BC
8.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.
【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
,,所以A正确,B、C、D错误.
故选A.
二、按题目要求去解答
9.在用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 0.1 s.用刻度尺量得点A、B、C、D到O点的距离分别为x1=1.50cm,x2=3.50cm,x3=6.00cm,x4=9.00cm.由此可知,打C点时纸带的速度大小为 0.275 m/s.与纸带相连小车的加速度大小为 0.5 m/s2.
【考点】探究小车速度随时间变化的规律.
【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
【解答】解:按打点先后顺序每5个点取1个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
vC==0.275m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a==0.5m/s2.
故答案为:0.1;0.275;0.5
10.在用电火花计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,如图所示是一次记录小车车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出.(电源频率为50Hz)
(1)根据运动学有关公式可求得:vB=1.38m/s,vC= 2.64 m/s,vD= 3.90 m/s;(保留三位有效数字)
(2)若利用求得的数值作出小车的v﹣t图线(以打A点时开始计时),将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是0.10m/s,此速度的物理意义是 从A点开始计时时,小车的速度为0.10m/s .
【考点】探究小车速度随时间变化的规律.
【分析】(1)纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度.
(2)图线延长与纵轴相交,交点的物理意义是打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度.
【解答】解:(1)电源频率为50Hz,则周期为0.02s,相邻计数点间还有四个点未画出,则可知相邻计数点间的时间为0.1s,利用匀变速直线运动的推论可知平均速度等于中间时刻的瞬时速度:由图可知:xAB=7.50cm=0.0750m; xAC=27.60cm=0.2760m; xAD=60.30cm=0.6030cm;xAE=105.60cm=1.0560m;
vC===2.64m/s;
D点的瞬时速度等于CE段的平均速度,故vD===3.90m/s;
(2)v﹣t图象延长线与纵轴的交点坐标值是:打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度,小车的速度为0.10m/s.
故答案为:(1)2.64; 3.90; (2)从A点开始计时时,小车的速度为0.10m/s
11.如图所示,物体的质量m=4kg,与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,在倾角为37°、F=20N的推力作用下,由静止开始加速运动,当t=5s时撒去F,(sin37°=0.6 cos37°=0.8)求:
(1)物体在F作用时的加速度a;
(2)撒去F后,物体还能滑行多长时间?
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】(1)对物体进行受力分析,求出物体所受合力,根据牛顿第二定律求出物体运动的加速度;
(2)根据速度时间关系求物体5s末的速度;撤去外力后,物体在摩擦力作用下做匀减速运动,求出摩擦力产生的加速度,根据匀变速运动的速度位移关系求解物体还能运动多远.
【解答】解:(1)如图对物体进行受力分析,建立直角坐标系,由平衡条件有:
水平方向:Fcosα﹣f=ma
竖直方向:N﹣mg﹣Fsinα=0
滑动摩擦力f=μN
可得物体产生的加速度为:
a==1.4m/s2
(2)根据匀变速直线运动的速度时间关系知,物体在5s末的速度为:v=at=1.4×5m/s=7m/s
撤去外力F后,物体在摩擦力作用下做匀减速直线运动,水平方向物体所受合力为滑动摩擦力即:
f=ma
又f=μmg,所以物体减速运动的加速度大小为:a1=μg=2m/s2
根据匀变速直线运动的速度时间关系:t=
答:(1)受推力F作用时,物体的加速度为1.4m/s2;
(2)撤去拉力后,物体还能运动3.5s.
12.如图所示,一颗质量为m=10g的子弹以水平速度v0=200m/s击穿一个静止于光滑水平面上的沙箱后,速度减小为v=100m/s.已知沙箱的质量为M=0.5kg.求:
(1)沙箱被击穿后的速度v′的大小;
(2)这一过程中系统产生的热量Q的大小.
【考点】动量守恒定律;功能关系.
【分析】(1)子弹射击沙箱的过程,系统的动量守恒,列式求解沙箱被击穿后的速度v′的大小;
(2)这一过程中系统产生的热量Q的大小等于系统机械能的减小,由能量守恒求解Q.
【解答】解:(1)以子弹和沙箱组成的系统为研究对象,取向右为正方向,根据动量守恒,得:
mv0=mv+Mv′
解得:v==m/s=2m/s
(2)根据能量守恒得:
解得:Q=﹣(+)=149(J)
答:
(1)沙箱被击穿后的速度v′的大小为2m/s;
(2)这一过程中系统产生的热量Q的大小为149J.
13.某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型.倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触,传送带BC长L=6m,始终以=6m/s的速度顺时针运动.将一个质量m=1kg的物块由距斜面底端高度=5.4m的A点静止滑下,物块通过B点时速度的大小不变.物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2,传送带上表面距地面的高度H=5m,g取10,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)求物块由A点运动到C点的时间;
(2)若把物块从距斜面底端高度=2.4m处静止释放,求物块落地点到C点的水平距离;
(3)求物块距斜面底端高度满足什么条件时,将物块静止释放均落到地面上的同一点D.
【考点】动能定理;牛顿第二定律.
【分析】(1)根据牛顿第二定律求出物块在斜面上的加速度,结合位移时间公式求出物块从A点运动到B点的时间,物块滑上传送带时,由于速度与传送带速度相等,将做匀速直线运动,结合位移和速度求出匀速运动的时间,从而得出物块由A点运动到C点的时间.
(2)根据动能定理求出物块滑动斜面底端的速度,物块滑上传送带先加速,当速度达到传送带速度后做匀速运动,结合平抛运动的规律求出水平位移的大小.
(3)物块每次均抛到同一点D,由平抛知识知:物块到达C点时速度必须有vC=v0,抓住两个临界状态,即滑上传送带一直做匀加速直线运动和滑上传送带一直做匀减速运动,结合动力学知识求出两种临界情况下的高度,从而得出高度的范围.
【解答】解:(1)A到B过程:根据牛顿第二定律 mgsinθ﹣μ1mgcosθ=ma1
,
代入数据解得,t1=3s.
所以滑到B点的速度:vB=a1t1=2×3m/s=6m/s,
物块在传送带上匀速运动到C,
所以物块由A到C的时间:t=t1+t2=3s+1s=4s
(2)斜面上由根据动能定理.
解得v=4m/s<6m/s,
设物块在传送带先做匀加速运动达v0,运动位移为x,则:,
,
x=5m<6m
所以物体先做匀加速直线运动后和皮带一起匀速运动,离开C点做平抛运动
s=v0t0,H=
解得 s=6m.
(3)因物块每次均抛到同一点D,由平抛知识知:物块到达C点时速度必须有vC=v0
①当离传送带高度为h3时物块进入传送带后一直匀加速运动,则:
,
解得h3=1.8m
②当离传送带高度为h4时物块进入传送带后一直匀减速运动,
h4=9.0m
所以当离传送带高度在1.8m~9.0m的范围内均能满足要求
即1.8m≤h≤9.0m
答:(1)物块由A点运动到C点的时间为4s;92)物块落地点到C点的水平距离为6m;(3)当1.8m≤h≤9.0m,将物块静止释放均落到地面上的同一点D.
2017年3月16日