文档文本内容
模块一 力与直线运动
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
一、单选题:每小题4 分,共32 分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
C
C
B
D
C
B
B
二、多选题:每小题5 分,共10 分。
题号
9
10
答案
AD
CD
三、非选择题:本题共5 小题,共58 分。
11.(8 分)
【答案】(1)
(2)C (3) 2.60 0.4
【详解】(1)在该实验中,
是通过平行四边形定则作出的合力的理论值,而
是通过弹簧测力计拉橡
皮条产生的力,使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计的拉力效果相同,所以
的方向一定沿
方向。
(2)A.实验时,打点计时器需要选用低压交流电,电压大小为
,A 错误;
B.计时器提前稳定打点,纸带开头能打出点迹,充分利用纸带,因此实验时要先接通电源后释放小车,B
错误;
C.拉力始终沿运动方向,合力就等于拉力减去摩擦力,方便进行计算,C 正确;
D.实验中有力的传感器,可以直接测量细线拉力,因此不需要保证小车质量应远大于砂桶的质量,D 错
误。
故选C。
(3)[1]根据弹簧测力计读数可知此时示数为
,所以摩擦力大小为
。
[2]设木块质量为
,砝码质量为
摩擦力大小为
可知图像斜率为
斜率大小为
又因为
解得
12.(8 分)
【答案】(1)ACE (2)AC (3)1.21 (4)B
【详解】(1)AB.电火花计时器需要连接220V、50Hz 的交流电源,故A 正确;B 错误;
C.需要用刻度尺测量纸带上点迹的距离,故C 正确;
D.纸带上点迹间的时间可以由打点间隔计算,不需要秒表,故D 错误;
E.实验中需要用天平测量小车的质量,故E 正确。
故选ACE。
(2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需要平衡摩擦力;平衡摩擦力时应先撤去砝码和
砝码盘,将穿过打点计时器的纸带连在小车上,调整长木板的倾斜度,让小车拖着纸带做匀速直线运动,
同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行。
故选AC。
(3)每5 个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为
根据
,可得小车加速度的大小
(4)A.根据图像1 可知,当没有挂砝码、砝码盘时,小车产生了加速度,因此说明平衡摩擦力时木板倾
角太大,故A 错误;
B.根据图像2 可知,随着F 的增大,即砝码、砝码盘的质量增大,不再满足砝码、砝码盘质量远小于小
车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象,故B 正确;
C.根据图像3 可知,当挂上砝码、砝码盘时,小车的加速度还是为零,说明没有平衡摩擦力或平衡的不
够,故C 错误。
故选B。
13.(10 分)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)球B 第一次落地时的速度大小
(2)球B 从释放到第一次落地所用时间为
此后小球每次从地面运动到最高点或从最高点运动到地面所用时间均为
则球B 从开始释放到第三次碰地所经历的时间为
球B 在第三次碰地时,球A 下落的距离为
(3)若球B 第三次碰地时与球A 相碰,则球A 起始高度
若球B 第三次上升到最高点时与球A 相碰,则球A 起始高度
则球A 起始高度H 的取值范围
即
14.(14 分)
【答案】(1)略;(2)
【详解】(1)以物块和绳的整体为研究对象,根据牛顿第二定律有
以物块和与其相连的长为
的绳为研究对象,根据牛顿第二定律有
联立解得
由上式可知,当
时,对于x 在0 到l 之间取任意值,都有
即若绳质量m 远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳端点受到的力。
(2)对整体受力分析,如图所示合成到一个三角形中
有
当选取AF 部分链条作为研究对象时,B 侧拉力水平向右,如图所示
此处的弹力最小
即
15.(18 分)
【答案】(1)
,
(2)0.98m
(3)1.12J
【详解】(1)从t=0 时开始,物块加速,木板减速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。由
图可知,在
时,物块和木板的速度相同(即为0.7m/s),则t=0 到
时间内,物块加速度大
小
对物块,根据牛顿第二定律有
联立解得
由图可知0.7s 前,木板加速度大小
对木板,根据牛顿第二定律有
联立解得
(2)因为
,可知两者达到相等速度0.7m/s 后不能够保持相对静止,二者均做减速运动,此后物块
加速度大小仍为
,木板加速度大小
从
时刻到物块停止用时
从
时刻到木板停止用时
故木板在1.0s 末减速到零,画出整个过程中物块和木板的
图像如图
t=0 到
时间间隔内,物块相对木板向左运动,之后相对木板向右运动直到停止,则物块相对木板向左
的最大位移即为图中阴影部分面积
,由图可知
因此木板的长度至少为0.98m。
(3)由图可知
根据功能关系可知,在物块与木板相对滑动中,
物块与木板间的摩擦生热