许昌上册期末精选达标检测卷(Word版 含解析)
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许昌上册期末精选达标检测卷(Word版含解析)
一、第一章运动的描述易错题培优(难)
1.节能减排可体现在我们日常生活中.假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10m/s,一辆公交车在距离十字路口50m的车站停留,乘客上下完后,司机看到红灯显示还有10s,为了节能减排.减少停车,降低能耗,公交车司机启动公交车,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图象可能是()
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移,由速度图像可知,A、B、D三个图像与坐标轴围成的面积均大于50m,且速度不超过10m/s;C图像中公交车的位移可能恰好等于50m,且速度小于10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是ABD。
故选:ABD。
【名师点睛】
此题是对速度时间图像的考查;关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体的位移,结合公交车的运动情况即可分析解答.
2.一个以初速度v0沿直线运动的物体,t秒末的速度为v t,如图所示,则下列说法正确的是( )
A .0~t 秒内的平均加速度0t v v a t
-= B .t 秒之前,物体的瞬时加速度越来越小
C .t =0时的瞬时加速度为零
D .平均加速度和瞬时加速度的方向相同
【答案】ABD
【解析】
根据加速度的定义式可知0~t 秒内的平均加速度a=0t v v t
-,故A 正确;由图可知,物体做加速度减小的加速运动,故B 正确;t=0时斜率不为零,故瞬时加速度不为零,故C 错误;
物体做加速度逐渐减小的变加速运动,故平均加速度和瞬时加速度的方向相同,故D 正确;故选ABD.
点睛:v-t 图象中图象的斜率表示物体的加速度,则根据斜率可求得加速度的变化;由图象的面积可得出物体通过的位移.
3.如图所示为某质点做直线运动时的v-t 图象图象关于图中虚线对称,则在0~t 1时间内,关于质点的运动,下列说法正确的是
A .若质点能两次到达某一位置,则两次的速度都不可能为零
B .若质点能三次通过某一位置,则可能三次都是加速通过该位置
C .若质点能三次通过某一位置,则可能两次加速通过,一次减速通过
D .若质点能两次到达某一位置,则两次到达这一位置的速度大小一定相等
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AD 、分析质点运动过程可知,质点在10
t 时间内能两次到达的位置有两个,分别对应质点运动速度为零的两个位置,因此A 、D 错误;
BC 、如图,画出质点运动的过程图:
在质点沿负方向加速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次加速,一次减速;在质点沿负方向减速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次减速,一次加速,故C正确,D错误.
4.如图甲所示,一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,将一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,用米尺测量甲、乙之间的距离x.与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间T.改
变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,作出
x
t
t
-的图象如图乙所示.由此可以得出
A.滑块经过光电门乙的速度大小为v0
B.滑块经过甲、乙两光电门最长时间为t0
C.滑块运动的加速度的大小0
v
t
D.图线下所围的面积表示物体由静止开始下滑至光电门乙的位移大小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由位移公式得:2
1
2
x v t at
=+和速度公式
v v at
=+变形得:
1
2
x
v at
t
=-
由图可知,滑块经过光电门乙的速度(末速度)大小为v0,故A正确;
B.由A项分析与图可知:
2v
t
a
=是滑块从静止释放到光电门乙的时间的两倍,不是滑块经过甲、乙两光电门最长时间,故B错误;
C.由A项分析与图可知:0
2
2
v
a k
t
==,故C错误;
D.图是
x
t
t
-,不是速度图象,所以图线下所围的面积不表示物体由静止开始下滑至光电门乙的位移大小,故D错误.
5.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中()
A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由于加速度方向与速度方向相同,质点始终做加速运动,速度一直增大,加速度减小,使速度增加的越来越慢(如图所示,v-t图图象斜率越来越小),当加速度减小为零时,速度达到最大值, B正确,A错误;
CD.由于速度一直增大,位移一直增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值,以后位移继续增大,如图所示,v-t图象的线下面积随着时间增大一直增大,即位移一直增大,CD 错误。
故选B。
6.交通部门常用测速仪检测车速。
测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。
某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离。
则该被测汽车速度是(假设超声波的速度为340米/秒,且保持不变)()
A .28.33米/秒
B .13.60米/秒
C .14.78米/秒
D .14.17米/秒
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 由题图可知:超声波第一次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为
1(0.320)s=0.16s 2t -= 由s v t
=可得,超声波通过的距离为 11340m/s 0.16s=54.4m s v t ==⨯声
超声波第二次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为 ()2 1.24 1.00s=0.12s 2
t -=
超声波通过的距离为 22340m/s 0.12s=40.8m s v t ==⨯声
故汽车行驶的距离为
1254.4m-40.8m=13.6m s s s =-=
由题图可知测试仪发出的超声波两次间隔时间为1s ,则超声波第一次从测试仪发出到与汽车相遇的地点,经过的时间为0.16s ;超声波第二次发出的时间为1s 末,超声波第二次与汽车相遇的时刻应该是:1s+0.12s=1.12s ,故汽车行驶的时间为
1.12s 0.16s=0.96s t =- 所以汽车行驶的速度为
13.6m 14.17m/s 0.96s
s v t =
=≈车 故选D 。
7.如图所示为某质点的速度-时间图象,则下列说法中正确的是( )
A .在0~6s 内,质点做匀变速直线运动
B .在t =12s 末,质点的加速度为-1m /s 2
C .在6~10s 内,质点处于静止状态
D .在4s 末,质点运动方向改变 【答案】B
【解析】
在0~4s 内,质点的加速度为64
v a t ∆==∆ =1.5(m/s 2),在4-6s 内质点的加速度为:4-62
v a t ∆==∆=-1(m/s 2),两段时间内的加速度不同,所以在0~6s 内,质点做非匀变速直线运动,故A 错误;在t=12s 末,质点的加速度为a=044v a t ∆-=
=∆=-1(m/s 2),故B 正确.
在6s ~10s 内,质点以4m/s 的速度做匀速运动,故C 错误;在0-14s 内,质点的速度都为正,一直沿正方向运动,故在4s 末速度方向没有改变,故D 错误;故选B.
点睛:本题考查学生对v-t 图象的认识,记住图象的斜率表示加速度,图象与时间轴围成的面积表示这段时间内物体通过的位移.
8.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A .速度变化得越大,加速度就越大
B .速度变化得越快,加速度就越大
C .加速度的方向保持不变,速度方向一定保持不变
D .加速度的大小不断减小,速度也不断减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .加速度是速度变化量与所用时间的比值,速度变化大,但不知所用时间的长短,故不能说明加速度大,A 错误;
B .加速度反应速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度就越大,B 正确;
C .加速度方向保持不变时,速度方向可以改变,比如平抛运动,加速度方向竖直向下不变,而速度方向时刻改变,C 错误;
D .速度增加还是减小看加速度的方向和速度方向的关系,当速度方向与加速度方向相同时做加速运动,相反时做减速运动,故加速度减小时,但加速度方向和速度方向相同,速度不断增大,D 错误。
故选B 。
9.如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移-时间(x-t)图像.A质点的图像为直线,B质点的图像为过原点的抛物线,两图像交点C、D坐标如图所示.下列说法正确的是
A.t1时刻B追上A,t2时刻A追上B
B.t1~t2时间段内B质点的平均速度小于A质点的平均速度
C.质点A做直线运动,质点B做曲线运动
D.两物体速度相等的时刻一定在t1~t2时间段内的某时刻
【答案】D
【解析】
图象的交点表示同一时刻到达同一位置而相遇,t1时刻A追上B,t2时刻B追上A
,故A错误;t1~t2时间段内,两质点通过的位移相等,则B质点的平均速度与A质点匀速运动的速度相等,故B错误.两物体的速度均为正值,故两质点均做直线运动,选项C错误;因曲线的切线的斜率等于物体的速度,故由图像可知两物体速度相等的时刻一定在
t1~t2时间段内的某时刻,故D正确.故选D.
点睛:解决本题的关键要理解位移-时间图象点和斜率的物理意义:知道两图线相交表示相遇,斜率表示速度.
10.研究下列情况中的运动物体,哪些可看做质点()
A.研究花样滑冰的运动员的动作
B.汽车运动时研究车轮上的一点如何运动
C.绕地球飞行的天宫一号空间站,研究天宫一号绕地球飞行的周期
D.研究绕地轴自转的地球
【答案】C
【解析】
只要是研究物体的姿势,动作时,一般都不能将物体看做质点,故ABC错误;研究天宫一号的飞行周期,与天宫一号的大小和形状无关,所以能看做质点,C正确.
二、第二章匀变速直线运动的研究易错题培优(难)
11.某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动,突然发现前方50m处停着一辆乙车,立即刹车,刹车后做匀减速直线运动。
已知刹车后第1个2s内的位移是
24m,第4个2s内的位移是1m。
则下列说法中正确的是()
A.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2
B .汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
2312
m/s 2 C .汽车甲刹车后停止前,可能撞上乙车
D .汽车甲刹车前的速度为13.9m/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 ABD .假设汽车甲8s 内一直做匀减速直线运动,根据2
41-=3x x aT 得 2241212423m/s m/s 33412x x a T --=
==-⨯ 根据2101112
x v t at =+得初速度为 2
0123242212m/s 13.9m/s 2
v +⨯⨯=≈ 速度减为零的时间为
00013.9s 7.3s 2312
v t a --=
==- 可知汽车甲在8s 前速度减为零。
设汽车甲的加速度为a ,根据2101112x v t at =+
得 02422v a =+
汽车甲速度减为零的时间为
0000--v v t a a
=
= 采用逆向思维,最后2s 内的位移为 20161m 2v x a a
'=--=-()() 联立解得
a =-2m/s 2
v 0=14m/s
选项A 正确,BD 错误。
C .汽车甲刹车到停止的距离
22
000014 m 49m 50m 22(2)
v x a --===⨯-< 可知甲不能撞上乙车,选项C 错误。
故选A 。
12.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。
在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。
如图是小球自由下落时的频闪照片示意图,某同学以下落过程中的某一点为原点,竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量各时刻的位置坐标x 1、x 2、x 3、x 4。
为了利用频闪照片证明自由落体运动是匀加速直线运动,以下几种方案合理的是( )
A .看各位置坐标x 1、x 2、x 3、x 4是否成等差数列
B .看各相邻位置坐标差(x 1-0)、(x 2-x 1)、(x 3-x 2)、(x 4-x 3)是否成等差数列
C .作x -t 图,看图线是否为一条直线
D .作x -t 2图,看图线是否为一条直线
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由自由落体运动可知
212
x gt = 因此各位置坐标x 1、x 2、x 3、x 4不成等差数列,故选项A 错误;
B.根据逐差法公式
2x aT ∆=
可知,邻位置坐标差(x 1-0)、(x 2-x 1)、(x 3-x 2)、(x 4-x 3)成等差数列,故选项B 正确;
C.在x -t 图中,匀变速运动的图像为二次函数图像,因此选项C 错误;
D.在x -t 2图中,存在水平直线,这表示静止,而不表示匀变速运动,故选项D 错误。
故选B 。
13.某型号汽车出厂标准,为百公里(100 km/h )刹车距离小于44 m ,当刹车距离超过标准距离20%时,就需要考虑刹车系统、轮胎磨损等安全隐患问题。
某用户以路边相距30 m 的A 、B 两路灯柱为参照物,以100 km/h 的速度紧急刹车,通过A 灯柱时车速仪如图a 所示,通过B 灯柱时如图b 所示,刹车过程可看作匀变速运动。
则下列相关叙述中正确的是
( )
A .该汽车刹车过程加速度大小约为27.7m/s
B .该汽车百公里刹车距离大于60 m
C .该汽车百公里刹车距离已超过20%,存在安全隐患
D .此测试过程不规范不专业,没有任何实际指导意义
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
取0100km/h v =,180km/h v =,220km/h v =,百公里刹车距离0x ,A 、B 灯柱距离130m x =,汽车刹车过程加速度大小为a ,运动学公式有
20002v ax -=-
222112v v ax -=-
代入数据得
050m x ≈
27.7m/s a ≈
04413.6%20%44
x -≈< 上述数据可知,选项A 正确,BCD 错误。
故选A 。
14.如图所示为某质点做直线运动时的v-t 图象图象关于图中虚线对称,则在0~t 1时间内,关于质点的运动,下列说法正确的是
A .若质点能两次到达某一位置,则两次的速度都不可能为零
B .若质点能三次通过某一位置,则可能三次都是加速通过该位置
C .若质点能三次通过某一位置,则可能两次加速通过,一次减速通过
D .若质点能两次到达某一位置,则两次到达这一位置的速度大小一定相等
【答案】C
【解析】 【分析】 【详解】
AD 、分析质点运动过程可知,质点在10t 时间内能两次到达的位置有两个,分别对应质
点运动速度为零的两个位置,因此A 、D 错误;
BC 、如图,画出质点运动的过程图:
在质点沿负方向加速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次加速,一次减速;在质点沿负方向减速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次减速,一次加速,故C 正确,D 错误.
15.在平直公路上行驶的a 车和b 车,其位移-时间图像分别为图中直线a 和曲线b ,已知b 车的加速度恒定且等于-2m/s 2,t =3s 时,直线a 和曲线b 刚好相切,则( )
A .a 车做匀速运动且其速度为83
a v =m/s B .t =3s 时a 车和
b 车相遇且此时速度相同 C .t =1s 时b 车的速度为10m/s D .t =0时a 车和b 车的距离x 0=9m
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A .s t —图象的斜率等于速度,由图可知,a 车的速度不变,做匀速直线运动,速度为
82m/s 2m/s 3
a s v t ∆-=
==∆ 故A 错误;
B .3s t =时,直线a 和曲线b 刚好相切,位置坐标相同,辆车相遇。
斜率相等,此时辆车的速度相等,故B 正确;
C .3s t =时,b 车的速度为
2m/s b a v v ==
设b 车的初速度为0v ,对b 车,有
0b v at v +=
解得
08m/s v =
则1s t =时b 车的速度为
01(821)m/s 6m/s b
v v at '=+=-⨯= 故C 错误;
D .3s t =时,a 车的位移为
6m a a s v t ==
b 车的位移为
082
3m 15m 22
b b v v s t ++=
=⨯= 3s t =时,a 车和b 车到达同一位置,得
09m a b s s s =-=
故D 正确。
故选BD 。
16.如图所示,一小球沿足够长的固定斜面以初速度v 向上做匀减速直线运动,依次通过A 、B 、C 、D 到达最高点E ,已知AB =BD =6m ,BC =1m ,小球从A 到C 和从C 到D 所用时间均为2s ,设小球经过A 点时的速度为v A ,则( )
A .小球向上运动过程中加速度大小为1m/s 2
B .小球经过A 点时的速度为4m/s
C .小球在AE 段的平均速度为3m/s
D .小球从D 到
E 的时间为4s 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A .从A 经C 到D 过程,根据
2AC CD x x aT -=
代入数据,可得
20.5m/s a =
A 错误;
B .小球经过
C 点的速度为A
D 段的平均速度
AD
C 3m/s 2x v T
=
= 又由于
22A C AC 2v v ax -=
代入数据解得
A 4m/s v =
B 正确;
C .由于到达E 点速度减为零,因此小球在AE 段的平均速度
A E
2m/s 2
v v v +=
= C 错误;
D .小球从C 到
E 的时间
C
6s v t a
=
= 而C 到D 的时间为2s ,因此小球从D 到E 的时间为4s ,D 正确。
故选BD 。
17.由于公路维修只允许单车道通行。
t =0时,甲车在前,乙车在后,相距x 0=100m ,速度均为v 0=30m/s ,从此时开始两车按图所示规律运动,则下述说法正确的是( )
A .两车最近距离为10m
B .两车最近距离为100m
C .两车一定不会相遇
D .两车一定会相遇 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
在0~3s 时间内,甲车一直减速,乙车匀速运动,两车距离一直减小,在3s ~9s 时间内,甲车从静止开始加速,乙车开始减速,当两车速度相等时,距离最近,从3s 开始,甲车的加速度为5m/s 2,再经t 时间,两车速度相等
0a t v a t =-甲乙
整理得
=3s t
因此在6s 时两车距离最近,由甲车图象可知
67.5m x =甲
设前3s 为t 0,乙车的位移
20001
157.5m 2
x v t v t a t =+-=乙乙
此时两车间距离
010m x x x x ∆=+-=甲乙
因此两车最近距离为10m ,不会相遇,AC 正确,BD 错误。
故选AC 。
18.甲乙两车在一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s 1和s 2(s 2>s 1).初始时,甲车在乙车前方s 0处.则下列说法正确的是( )
A .若s 0=s 1,两车恰好相遇1次
B .若s 0<s 1,两车相遇2次
C .若s 0=s 1+s 2,两车最小距离为s 2
D .若s 0<s 1+s 2,两车 不会相遇 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】
由图线可知:在T 时间内,甲车前进了s 2,乙车前进了s 1+s 2; A.若s 0=s 1,则s 0+s 2=s 1+s 2,两车只能相遇一次,故A 正确.
B.若s 0<s 1,则s 0+s 2<s 1+s 2,即s 0<s 1,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,故B 正确;
C.若s 0=s 1+s 2,则s 0>s 1,两车不会相遇,速度相等时,有最小距离,且为s 0-s 1=s 2,故C 正确;
D.若s 0<s 1+s 2,仍有可能存在s 0+s 2=s 1+s 2,所以两者可能相遇,故D 错误; 故选ABC. 【点睛】
对于图象问题,要抓住:
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.
19.如图所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经a 、b 、c 、d 到达最高点e .已知ab =bd =6 m ,bc =1 m ,小球从a 到c 和从c 到d 所用的时间都是2 s ,设小球经b 、c 时的速度分别为v b 、v c ,则( )
A .v b 8m/s
B .v c =3 m/s
C .s de =3 m
D .从d 到e 所用时间为4 s 【答案】BD 【解析】 【详解】
B .物体在a 点时的速度大小为v 0,加速度为a ,则从a 到c 有:
20111
2
ac x v t at =+
即:
01
7242
v a =⨯+⨯⨯
0722v a =+
物体从a 到d 有:
20221
2
ad x v t at =+
即:
01
124162v a =⨯+⨯
3=v 0+2a
故:
21
m/s 2
a =-
故:
v 0=4m/s
根据速度公式v t =v 0+at 可得:
1
423m/s 2
c v =-⨯=
故B 正确。
A .从a
到b 有:
v b 2-v a 2=2ax ab
解得:
10m/s b v =
故A 错误。
C .根据速度公式v t =v 0+at 可得:
021
442m/s 2
d v v at =+=-⨯=
则从d 到e 有:
-v d 2=2ax de
则:
244m
1222
d d
e v x a ===⨯
故C 错误。
D .v t =v 0+at 可得从d 到e 的时间为:
2
4s
12
d d
e v t a =
== 故D 正确。
20.水平面上有一物体做直线运动,物体的加速度随时间变化的关系如图所示,已知t =0时物体的速度为1m/s ,以此时的速度方向为正方向,下列说法中正确的是( )
A .在0-1s 内物体做匀加速直线运动
B .1s 末的速度为2m/s
C .2s 末物体开始反向运动
D .3s 末物体离出发点最远 【答案】BD 【解析】 【详解】
A.由图可知,0~1s 加速度均匀增加,物体做变加速运动,故A 错误;
B .加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量,则1s 内速度变化量为:△v =1m/s ,
由于初速度为v 0=1m/s ,故1s 末的速度为2m/s ,故B 正确;
CD. 0~3s 内速度的变化量:△v =-1m/s ,则3s 末物体的速度为0,所以0~3s 内物体一直沿正向运动,3s 末物体离出发点最远,故C 错误,D 正确。
三、第三章 相互作用——力易错题培优(难)
21.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度,属于角度传感器的一种,其作用就是测量载体的水平度,又叫倾角传感器。
如图为一个简易模型,截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形,内部有一个小球,其半径略小于内接圆半径,三角形各边有压力传感器,分别感受小球对三边压力的大小,根据压力的大小,信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。
如果图中此时BC 边恰好处于水平状态,将其以C 为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动,直到AC 边水平,则在转动过程中( )
A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,A
B 处于水平状态 B .球对A
C 边的压力一直增大 C .球对BC 边的压力一直减小
D .BC 边所受压力不可能大于球的重力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
对正三角形内部的小球受力分析,如图所示
由几何关系可知,随着角度θ从0°到120°增大过程中,角α与角θ之和保持不变,且α + θ = 120°,所以角β也保持不变,β = 60°,由平衡条件和正弦定理得
()
sin sin sin 120AC BC N N G
βθθ==︒- 所以球对AC 边的压力
23
sin sin sin sin sin 60AC
AC G G N N G θθθβ'====︒ 球对BC 边的压力
()()()23sin 120sin 120sin 120sin sin 60BC
BC G G N N G θθθβ'==︒-=︒-=︒-︒ A .当BC 边与AC 边所受压力大小相等时,即AC
BC N N ''=,则θ = 60°,此时AB 处于水平状态,故A 正确;
BC .角度θ从0°到120°增大过程中,sin θ和()sin 120θ︒-都是先增大后减小,所以球对AC 边的压力和球对BC 边的压力都是先增大后减小,BC 错误;
D .当0 < θ < 60°时,BC
N G '>,即BC 边所受压力有可能大于球的重力,故D 错误。
故选A 。
22.如图,一固定的粗糙水平横杆上套有a 、b 两个轻环,系在两环上的两根等长细绳拴住一重物处于静止状态,现将两环距离适当变小后重物仍处于静止状态,则( )
A .两绳对重物的合力变大
B .细绳对重物的拉力变小
C .杆对a 环的支持力变大
D .b 环对杆的摩擦力变大
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据平衡条件可知,两绳对重物的合力大小始终等于物体的重力大小,所以合力不变,A 错误;
B .对重物受力分析,如图所示
根据平衡条件,分析可得
2cos
2
A B mg F F α==
当两环间距离变小后,α变小,则拉力F A 、F B 均变小,B 正确;
C .以两个轻环和钩码组成的系统为研究对象,设系统总质量为M ,横梁对铁环的支持力F N ,分析如下图所示
根据平衡条件可得
N 2F Mg =
即N 1
2
F Mg =
,可见水平横梁对环的支持力F N 不变,C 错误; D .以b 侧环为研究对象,受力分析如下图
根据平衡条件可得
tan N
f F F θ
=
θ增大时,f F 变小,根据牛顿第三定律可知,b 环对杆的摩擦力也变大,D 错误。
故选B 。
23.如图所示,小球A 置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B 用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A 、B 通过光滑滑轮O 用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B 球质量为m ,O 点在半圆柱体圆心O 1的正上方,OA 与竖直方向成30°角,OA 长度与半圆柱体半径相等,OB 与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是
A .小球A 、
B 受到的拉力T OA 与T OB 相等,且T OA =T OB =3mg B .弹簧弹力大小2mg
C .A 球质量为6m
D .光滑半圆柱体对A 球支持力的大小为mg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A 、
B 、隔离对B 分析,根据共点力平衡得: 水平方向有:T OB sin45°=F 竖直方向有:T OB cos45°=mg , 则2OB T mg =,弹簧弹力 F =mg ,
根据定滑轮的特性知:T OA 与T OB 相等;故A ,B 错误. C 、D 、对A 分析,如图所示:
由几何关系可知拉力T OA 和支持力N 与水平方向的夹角相等,夹角为60°,则N 和T 相等,有:2T OA sin60°=m A g ,
解得:6A m m =,由对称性可得:2OA N T mg ==,故C 正确,D 错误. 故选C. 【点睛】
解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.本题采用隔离法研究比较简便.
24.如图所示,轻杆的一端固定一光滑球体,杆以另一端O 为自由转动轴,而球又搁置在光滑斜面上,若杆与竖直墙面的夹角为β,斜面倾角为θ,开始时β<θ,且β+θ<90°,则为使斜面能在光滑水平面上缓慢向右运动,在球体离开斜面之前,作用于斜面上的水平外力F 的大小、轻杆受力T 和地面对斜面的支持力N 的大小变化情况是( )
A .F 逐渐增大,T 逐渐减小,N 逐渐减小
B .F 逐渐减小,T 逐渐减小,N 逐渐增大
C .F 逐渐增大,T 先减小后增大,N 逐渐增大
D .F 逐渐减小,T 先减小后增大,N 逐渐减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 对小球受力分析,受到重力mg 、支持力N 和杆的支持力T ,如图
根据共点力平衡条件,有
sin sin sin()
N T mg βααβ==+ 解得
sin sin()sin cot cos mg N mg βαβββα==+⋅+,sin sin()
T mg ααβ=+ 对斜面体受力分析,受到推力F 、重力Mg 、支持力F N 和压力N ,如图
根据共点力平衡条件,有
N sin α=F
Mg +N cos α=F N
解得
sin sin sin cot cos cot cot mg mg F N mg αααβαβα
⋅===⋅++ N cos tan cot 1mg F Mg N Mg ααβ=+=+
⋅+ 故随着β的增大,T 减小,F 增大,F N 增大;故ABD 错误,C 正确。
故选C。
25.如图所示,物块正在沿粗糙的斜面匀速下滑,斜面保持静止状态。
在下列几种情况中,物块仍沿斜面下滑,则关于地面对斜面体的摩擦力正确说法是()
A.若对物块施加竖直向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向左
B.若对物块施加垂直于斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向左
C.若对物块施加沿斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力水平向右
D.若对物块施加沿斜面向下的外力,地面对斜面体没有摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
物块沿粗糙的斜面匀速下滑,物块处于平衡状态,斜面体对物块的力竖直向上与重力平衡,物块对斜面体的力竖直向下,地面对斜面体没有摩擦力。
A.若对物块施加竖直向下的外力,相当于物块的重力增加了,物块仍做匀速运动,地面对斜面体的摩擦力仍为零,A错误;
CD.若对物块施加沿斜面向下的外力,此时,物块对斜面体的摩擦力与匀速下滑时相等,物块对斜面体的压力与匀速时相等,因此斜面受力没变,地面对斜面体的摩擦力仍为零,C 错误,D正确;
B.若对物块施加垂直于斜面向下的外力,把该外力分解为竖直向下的和沿斜面向上的两个分力(两个分力不再相互垂直),两个分力单独作用时,竖直向下的外力不会造成地面对斜面体有摩擦,沿斜面向上的分力只能使物块减速运动,物块对斜面体的压力和摩擦力不变,也不会造成地面对斜面体产生摩擦力,两个分力同时作用时,地面对斜面体的摩擦力仍为零,即若对物块施加垂直于斜面向下的外力,地面对斜面体的摩擦力仍为零,B错误。
故选D。
26.如图所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上,三条细绳结于0点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条绳连接小球Q,P、Q两物体处于静止状态,另一条绳OA在外力F的作用下处于水平状态。
现保持结点O位置不变,使OA绳逆时针缓慢旋转至竖直方向,在此过程中,P、Q及斜面均保持静止,则()。