2021-2022学年高一上期末物理试题及答案解析
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2021-2022学年高一上学期期末考试物理试卷
一.选择题(共12小题,满分48分,每小题4分)
1.下列关于质点的说法中正确的是()
A.研究运动员百米赛跑起跑动作时,运动员可以看作质点
B.研究地球自转时,地球可以看作质点
C.研究原子核结构时,因原子核很小,可把原子核看作质点
D.研究从北京开往上海的一列火车的运行总时间时,火车可以看作质点
2.下列关于重力、重心的说法,正确的是()
A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合
B.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
C.用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,该物体的重心不一定在绳子的延长线上D.重力是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的
3.质量为3kg的物体受到两个大小分别为1N和2N的共点力作用,则物体的加速度大小可能是()
A.0.2m/s2B.0.3m/s2C.1m/s2D.1.2m/s2
4.如图所示,某物体静止放在水平地面上的斜面上(斜面是固定的),下列说法正确的是()
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B.物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力
C.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
D.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力
5.一质点做初速度为1m/s、加速度为2m/s2的匀加速直线运动,在0~5s内,质点运动的位移为()
A.30m B.32m C.34m D.36m
6.帆船运动中,运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角,使船能借助风获得前进的动力。
下列图中能使帆船获得前进动力的是()
A.B.
C.D.
7.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v﹣t图象如图所示。
已知两车在t=3s时并排行驶,则()
A.在t=1s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,甲车在乙车前7m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
8.一条轻绳跨过一轻定滑轮,滑轮和轴、绳和滑轮的摩擦均可忽略.在绳的一端拴住一质量为m1的小球,在另一侧有一质量为m2的圆环套在绳子上,且m1>m2.由静止开始释放它们后,圆环m2相对于地面以恒定的加速度大小a2沿绳下滑(a2<g,g为重力加速度),则小球m1相对地面的加速度a1的大小为()
A.a1=a2B.a1=g−m2
m1
(g−a2)
C.a1=g−m1
m2
(g−a2)D.a1=m1−m2
m1+m2g
9.如图所示,在水平面上的物体受到F1,F2两个方向相反且F1>F2的水平力的作用,此时物体受到静摩擦力大小为3N.若分别撤去其中一个力后物体任能静止,则()
A .撤去F 1,静摩擦一定小于3N
B .撤去F 2,静摩擦一定大于3N
C .撤去F 2,静摩擦可能等于3N
D .撤去F 1,静摩擦可能等于3N
10.物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第3s 内通过的位移是3m ,下列说法正确的是
( )
A .第3 s 内物体的平均速度是1 m/s
B .物体的加速度是1.0 m/s 2
C .前3 s 内物体的位移是5.4 m
D .3 s 末物体的速度是3.6m/s
11.如图所示,足够长的、倾角为30°的光滑斜面上,档板C 与斜面垂直。
质量均为m 的
A 、
B 两相同物块与劲度系数为k 的轻弹簧两端相连,在
C 的作用下处于静止状态。
现给A 施加沿斜面向上的恒力F ,使A 、B 两物块先后开始运动。
已知弹簧始终在弹性限度内,下列判断正确的是( )
A .恒力F 的值一定大于mg
B .物块B 开始运动时,物块A 的加速度为
F−mg 2m C .物块B 开始运动时,A 发生位移的值为mg k
D .当物块B 的速度第一次最大时,弹簧的形变量为mg 2k
12.如图甲所示,用一水平外力F 推着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增
大F ,物体做变加速运动,其加速度a 随外力F 变化的图象如图乙所示,若重力加速度g 取10m/s 2.根据图乙中所提供的信息可计算出( )
A.物体的质量为0.5kg
B.斜面的倾角为30°
C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12N
D.物体的质量为2kg
二.实验题(共2小题,满分16分)
13.(6分)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。
(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有。
A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同
C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度
D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示。
其中对于提高实验精度最有利的是。
(3)合力与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1的大小比真实值偏、F1与F2的夹角比真实夹角偏。
(填“大”或“小”)14.(10分)某同学探究加速度与物体受力、物体质量的关系。
(1)为达到实验目的,下列说法正确的是。
(选填选项前的字母)
A.可以用天平测物体的质量
B.必须用弹簧秤测物体受力
C.同时研究某个物理量与另外两个物理量的关系,可采用控制变量的方法
(2)为了测量(或比较)出物体运动的加速度a,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是(选填选项前的字母)
A.小车做初速度为0的匀加速直线运动,用刻度尺测量其移动的位移x,用秒表测出发
生这段位移所用的时间t,由a=2x
t2
计算出加速度
B.将打点计时器的纸带连在小车上,通过纸带上打出的点来测量加速度a
C.让两辆相同的小车同时做初速度为零且加速度不同的匀加速直线运动,并同时停下,那么它们的位移之比就等于加速度之比,测量(或比较)加速度就转换为测量(或比较)位移了
(3)实验中用图1所示的装置,补偿打点计时器对小车的阻力和其他阻力的具体做祛是:将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。
把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带滑木板做直线运动(选填“匀速”或“匀加速”)。
(4)该实验中“细线作用于小车的拉力F等于砂和桶所受的总重力mg”是有“条件”的。
已知小车和车上砝码的总质量为M、砂和桶的质量为m,不计摩擦阻力与空气的阻力,请将小车和车上砝码的加速度a M与砂和桶的加速度a m的大小关系、拉力F的表达式以及该“条件”的内容填在表格相应的位置中。
a M与a m的大小关系拉力F的表达式“条件”
(5)在研究a与M的关系时,已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。
理论
上也可以以小车加速度的倒数1
a 为纵轴、小车和车上砝码的总质量M为横轴,可作出
1
a
−
M图象。
请在图2所示的坐标系中画出1
a
−M图象的示意图并在图中标出截距数值。
三.计算题(共3小题,满分36分)
15.(10分)一辆汽车以36km/h的恒定速度在平直的公路上做匀速直线运动,突然发现有一辆故障车停止在正前方,汽车司机马上制动使汽车开始做匀减速直线运动,经时间t
后汽车的速度减为7.2km/h,此时故障车已经启动,汽车司机立即加速,经时间t
2
汽车的
速度恢复到36km/h,已知t+t
2
=12s。
求:
(1)画出全过程的v﹣t图象
(2)汽车减速运动以及加速运动时的加速度大小;(3)汽车司机从制动开始计时,2s末以及10s末的速度(4)全过程汽车的位移
16.(12分)如图所示,固定的斜面与水平面相连接,斜面的倾角为53°,一煤块从距地面高度为1.2m的斜面上的A点由静止滑下,并从斜面底端的B点进入水平面BC,再滑上与水平面等高的水平传送带。
传送带足够长,且以v0=2m/s的速度逆时针转动,煤块与斜面、水平面、传送带间的动摩擦因数均为0.5,BC相距0.6m,不考虑斜面与水平面、水平面与传送带交接处对煤块运动的影响,g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)煤块从C点冲上传送带时的速度;
(2)煤块最终停在何处;
(3)传送带上留下的黑色痕迹的长度。
17.(14分)如图a所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂一个质量为10kg 的物体,∠ACB=30°;图b中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向成30°,轻杆的G点用另一细绳GF拉住一个质量为10kg 的物体.g取10m/s2,求:
(1)细绳AC段的张力F AC与细绳EG的张力F EG之比;
(2)轻杆HG对G端的支持力.
2021-2022学年高一上学期期末考试物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题,满分48分,每小题4分)
1.下列关于质点的说法中正确的是()
A.研究运动员百米赛跑起跑动作时,运动员可以看作质点
B.研究地球自转时,地球可以看作质点
C.研究原子核结构时,因原子核很小,可把原子核看作质点
D.研究从北京开往上海的一列火车的运行总时间时,火车可以看作质点
【解答】解:A、研究运动员百米赛跑起跑动作,不能忽略运动员的形状,若忽略了则无法研究其起跑动作了,故A错误;
B、研究地球的自转时,地球各个部分运动情况各不相同,不能忽略其大小、形状,故不
能看作质点,故B错误;
C、能否看作质点不是看物体的大小,看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽
略,研究原子核结构时,不能忽略其形状,不能看作质点,故C错误;
D、研究从北京到上海的火车运动时间时,由于二者距离远远大于火车长度,因此可以看
作质点,故D正确。
故选:D。
2.下列关于重力、重心的说法,正确的是()
A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合
B.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
C.用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,该物体的重心不一定在绳子的延长线上D.重力是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的
【解答】解:A、只有质量分布均匀形状规则的物体,其重心才在几何中心上;故A错误;
B、物体的重心可以在物体上,也可以在物体外,如环的重心在环的本体外;故B错误;
C、用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,由二力平衡可知,该物体的重心一定在绳子
的延长线上;故C错误;
D、重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引力而产生的;故D正确;
故选:D。
3.质量为3kg的物体受到两个大小分别为1N和2N的共点力作用,则物体的加速度大小可能是()
A.0.2m/s2B.0.3m/s2C.1m/s2D.1.2m/s2
【解答】解:两个力分别为1N和2N,则合力范围为1N≤F合≤3N,根据牛顿第二定律
知,ma=F合,加速度的范围1
3
m/s2≤a≤1m/s2.故C正确,ABD错误。
故选:C。
4.如图所示,某物体静止放在水平地面上的斜面上(斜面是固定的),下列说法正确的是()
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B.物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力
C.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
D.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力
【解答】解:A、物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力。
故A错误。
B、物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力,摩擦力与重
力沿斜面的分力为平衡力,故B错误。
C、物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力。
垂直于斜面向
下的分力不是对斜面的压力。
故C错误
D、斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力,与重力平衡。
所以物体所受的重力
和斜面对物体的作用力是一对平衡力。
故D正确。
故选:D。
5.一质点做初速度为1m/s、加速度为2m/s2的匀加速直线运动,在0~5s内,质点运动的位移为()
A.30m B.32m C.34m D.36m
【解答】解:根据x=v0t+1
2
at2得质点在5s内的位移为:x=1×5m+12×2×52m=
30m,故A正确,BCD错误。
故选:A。
6.帆船运动中,运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角,使船能借助风获得前进的动力。
下列图中能使帆船获得前进动力的是()
A.B.
C.D.
【解答】解:A、风给帆的作用力沿着风向,而风给帆的弹力垂直于帆,因此船是向后退的,故A错误;
B、同理,船也是向后退的,故B错误;
C、船仍是向后退的,故C错误;
D、风给帆的作用力沿着风向,而风给帆的弹力垂直于帆,因此船是向前进的,故D正
确;
故选:D。
7.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v﹣t图象如图所示。
已知两车在t=3s时并排行驶,则()
A.在t=1s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,甲车在乙车前7m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
【解答】解:AC、根据图象的“面积”表示位移,可知1﹣3s内,甲的位移与乙的位移相等,由于两车在t=3s时并排行驶,所以在t=1s时,两车并排行驶,故AC错误;
B、0﹣3s内,两车位移之差等于0﹣1s内两车位移之差,为△x=x乙﹣x甲=
10+15
2×1m−10×1
2m=7.5m,则在t=0时,甲车在乙车前7.5m,故B错误;
D、1s末甲车的速度为:v甲=10m/s 3s末甲车的速度为:v甲′=30m/s
1﹣3s,甲车的位移为:x甲=v
甲
+v
甲
′
2t=
10+30
2
×2m=40m
即甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m,故D正确。
故选:D。
8.一条轻绳跨过一轻定滑轮,滑轮和轴、绳和滑轮的摩擦均可忽略.在绳的一端拴住一质量为m1的小球,在另一侧有一质量为m2的圆环套在绳子上,且m1>m2.由静止开始释放它们后,圆环m2相对于地面以恒定的加速度大小a2沿绳下滑(a2<g,g为重力加速度),则小球m1相对地面的加速度a1的大小为()
A.a1=a2B.a1=g−m2
m1
(g−a2)
C.a1=g−m1
m2
(g−a2)D.a1=m1−m2
m1+m2g
【解答】解:物体受力如图所示,分别对两个物体列出动力学方程以小环为研究对象根据牛顿第二定律得:m2g﹣f=m2a2
以小球为研究对象根据牛顿第二定律得:m1g﹣f=m1a1,
联立解方程得:a1=g−m2
m1
(g−a2),故B正确、ACD错误。
故选:B。
9.如图所示,在水平面上的物体受到F1,F2两个方向相反且F1>F2的水平力的作用,此时物体受到静摩擦力大小为3N.若分别撤去其中一个力后物体任能静止,则()
A.撤去F1,静摩擦一定小于3N
B.撤去F2,静摩擦一定大于3N
C.撤去F2,静摩擦可能等于3N
D.撤去F1,静摩擦可能等于3N
【解答】解:物体静止,处于平衡状态,由平衡条件得:F1=F2+f
解得摩擦力为:f=F1﹣F2=3N,
AD、F1,一定大于3N,那么当撤去F1后物体任能静止,静摩擦可能等于3N,也可能小于3N,甚至可能大于3N,故A错误,D正确;
BC、若撤去力F2后物体任能静止,F2可能等于3N,也可能小于3N,甚至可能大于3N,但静摩擦一定大于3N,故B正确,C错误;
故选:BD。
10.物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第3s内通过的位移是3m,下列说法正确的是()
A.第3 s内物体的平均速度是1 m/s
B.物体的加速度是1.0 m/s2
C.前3 s内物体的位移是5.4 m
D.3 s末物体的速度是3.6m/s
【解答】解:A、第3s内的平均速度是v=x
t
=31m/s=3m/s,故A错误。
B、设加速度为a,则x3=1
2at3
2−1
2at2
2,即3m=1
2
×a×(3m/s)2−12×a×(2m/s)2,
可得a=1.2m/s2,故B错误。
C、前3s 内的位移为x=1
2at3
2=1
2
×1.2×32m=5.4m,故C正确。
D、3s 末的速度为v=1.2×3m/s=3.6m/s,则D正确。
故选:CD。
11.如图所示,足够长的、倾角为30°的光滑斜面上,档板C与斜面垂直。
质量均为m的
A、B两相同物块与劲度系数为k的轻弹簧两端相连,在C的作用下处于静止状态。
现
给A 施加沿斜面向上的恒力F ,使A 、B 两物块先后开始运动。
已知弹簧始终在弹性限度内,下列判断正确的是( )
A .恒力F 的值一定大于mg
B .物块B 开始运动时,物块A 的加速度为
F−mg 2m C .物块B 开始运动时,A 发生位移的值为mg k
D .当物块B 的速度第一次最大时,弹簧的形变量为mg 2k
【解答】解:A 、物块B 开始运动时,弹簧的弹力大小 F 弹=mgsin30°,此时A 可能在做减速运动,则有F <F 弹+mgsin30°=mg ,故A 错误。
B 、物块B 开始运动时,物块A 的加速度为 a =
F−F 弹−mgsin30°m =F−mg m ,故B 错误。
C 、初始时弹簧的压缩量 x 1=mgsin30°k =mg 2k
.物块B 开始运动时,弹簧的伸长量 x 2=mgsin30°k =mg 2k ,所以A 发生位移的值为 x =x 1+x 2=mg k
,故C 正确。
D 、当物块B 的速度第一次最大时,合力为零,则有 kx =mgsin30°,可得弹簧的形变量 x =mg 2k
,故D 正确。
故选:CD 。
12.如图甲所示,用一水平外力F 推着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增
大F ,物体做变加速运动,其加速度a 随外力F 变化的图象如图乙所示,若重力加速度g 取10m/s 2.根据图乙中所提供的信息可计算出( )
A .物体的质量为0.5kg
B .斜面的倾角为30°
C .物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12N
D .物体的质量为2kg
【解答】解:ABD.对物体受力分析,受推力、重力、支持力,如图
x方向:Fcosθ﹣mgsinθ=ma ①
y方向:N﹣Fsinθ﹣Gcosθ=0 ②
从图象中取三个点(20,2),(30,6),(0,﹣6)
解得m=2kg,θ=37°,故D正确,AB错误;
C.要使物体能静止在斜面上,根据平衡条件知当拉力垂直支持力时,拉力最小,F=mgsinθ=12N,故C正确。
故选:CD。
二.实验题(共2小题,满分16分)
13.(6分)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。
(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有BC。
A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同
C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度
D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示。
其中对于提高实验精度最有利的是B。
(3)合力与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1的大小比真实值偏大、F1与F2的夹角比真实夹角偏大。
(填“大”或“小”)
【解答】解:(1)A、F1、F2方向间夹角大小适当即可,不一定要橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上,故A错误;
B、同一次实验时,需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,则必
定结点O的位置要相同;而在重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同,故B正确;
C、使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线,可以减小因摩擦产生的误差;读数时视线
应正对测力计刻度,可以减小偶然误差,故C正确;
D、用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不一定必须都小于只用一个测力计时的拉力,
故D错误;
故选:BC;
(2)A、为了便于确定拉力的方向,拉橡皮条的细绳要稍长一些,同时在纸上描点时,所描的点不要太靠近结点,该图中所描的点太靠近结点,故A错误;
B、该图中所描的点到结点的距离适中,力的大小适中,而且两个力的角度的大小也适中。
故B正确;
C、实验要方便、准确,两分力适当大点,读数时相对误差小,但不宜太大,该图中的读
数都太小,故C错误;
D、该图中两个分力之间的夹角太小,这样误差容易大,故D错误;
故选:B;
(3)由图2所示,可见,F′偏左,原因是F1的大小比真实值偏大。
F1与F2的夹角比真实夹角偏大;
故答案为:(1)BC;(2)B;(3)大,大;
14.(10分)某同学探究加速度与物体受力、物体质量的关系。
(1)为达到实验目的,下列说法正确的是AC。
(选填选项前的字母)
A.可以用天平测物体的质量
B.必须用弹簧秤测物体受力
C.同时研究某个物理量与另外两个物理量的关系,可采用控制变量的方法
(2)为了测量(或比较)出物体运动的加速度a,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是BC(选填选项前的字母)
A.小车做初速度为0的匀加速直线运动,用刻度尺测量其移动的位移x,用秒表测出发
生这段位移所用的时间t,由a=2x
t2
计算出加速度
B.将打点计时器的纸带连在小车上,通过纸带上打出的点来测量加速度a
C.让两辆相同的小车同时做初速度为零且加速度不同的匀加速直线运动,并同时停下,那么它们的位移之比就等于加速度之比,测量(或比较)加速度就转换为测量(或比较)位移了
(3)实验中用图1所示的装置,补偿打点计时器对小车的阻力和其他阻力的具体做祛是:将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。
把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带滑木板做直线运动匀速(选填“匀速”或“匀加速”)。
(4)该实验中“细线作用于小车的拉力F等于砂和桶所受的总重力mg”是有“条件”的。
已知小车和车上砝码的总质量为M、砂和桶的质量为m,不计摩擦阻力与空气的阻力,请将小车和车上砝码的加速度a M与砂和桶的加速度a m的大小关系、拉力F的表达式以及该“条件”的内容填在表格相应的位置中。
a M与a m的大小关系拉力F的表达式“条件”
相等Mmg
M+m
m<<M
(5)在研究a与M的关系时,已经补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力。
理论
上也可以以小车加速度的倒数1
a 为纵轴、小车和车上砝码的总质量M为横轴,可作出
1
a
−
M图象。
请在图2所示的坐标系中画出1
a
−M图象的示意图并在图中标出截距数值。
【解答】解:(1)A、由于本实验是探究小车的加速度与质量、力的关系,必须改变小车的质量,所以要用天平测量小车的质量,故A正确;
B、本实验中用砂桶的重力充当拉力,故不需要用弹簧秤测力的大小,故B错误;
C、同时研究某个物理量和另外两个物理量的关系,可采用控制变量的方法,故C正确;
故选AC ;
(2)A 、利用公式x =12at 2求解加速度,用刻度尺测量其移动的位移x ,由于存在打点计时器可以用其记录时间,不用秒表记录时间,秒表记录时间误差较大,故A 不可行;
B .将打点计时器的纸带连在小车上,通过纸带上打出的点来测量位移和时间,再利用△x =aT 2求解加速度,故B 可行;
C .让两辆相同的小车同时做初速度为0且加速度不同的匀加速直线运动,并同时停下,那么根据x =12at 2可知它们的位移之比就等于加速度之比,测量加速度就转换为测量位移了,故C 可行。
故选:BC ;
(3)平衡摩擦力时,把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可;
(4)砂桶和小车用线连接,故二者沿连线方向上的加速度相等,根据牛顿第二定律有: a =mg M+m
, 拉力F =Ma =Mmg M+m ;
变形可得:F =mg 1+m M
,由数学规律可知,在 M >>m 条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力;
(5)保持外力一定时,根据牛顿第二定律得:a =mg M+m ,则1a =1mg ⋅M +1g ,则以1a
为纵轴,以总质量M 为横轴,作出的图象为一倾斜直线,且纵坐标为1g ,图象如图所示:
故答案为:(1)AC ;(2)BC ;(3)匀速;(4)相等;Mmg M+m ;m <<M ;(5)如图所示。
三.计算题(共3小题,满分36分)
15.(10分)一辆汽车以36km/h 的恒定速度在平直的公路上做匀速直线运动,突然发现有
一辆故障车停止在正前方,汽车司机马上制动使汽车开始做匀减速直线运动,经时间t
后汽车的速度减为7.2km/h,此时故障车已经启动,汽车司机立即加速,经时间t
2
汽车的
速度恢复到36km/h,已知t+t
2
=12s。
求:
(1)画出全过程的v﹣t图象
(2)汽车减速运动以及加速运动时的加速度大小;
(3)汽车司机从制动开始计时,2s末以及10s末的速度
(4)全过程汽车的位移
【解答】解:(1)由题意可知,汽车从制动开始,汽车先做匀减速直线运动,再做匀加速直线运动,其运动简图如图所示。
设汽车从a点开始减速,经时间t后到达b点,又从
b点开始加速,经时间t
2
后到达c点,则
v a=10m/s,v b=2m/s,v c=10m/s
由t+t
2
=12s可得t=8s,
t
2
=4s,则汽车减速运动的时间为8s,加速运动的时间为4s,v
﹣t图象如下所示:
(2)由v=v0+at得在ab段,v b=v a+a1t
在bc段,v c=v b+a2t
2
联立以上两式代入数据解得:a1=﹣1m/s2
a2=2m/s2。