湖南省長沙市2022-2023學年高一物理 暑假作業(yè)4 綜合2

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1、湖南省長沙市2022-2023學年高一物理 暑假作業(yè)4 綜合2 一.單選題(共6小題) 1.如圖,物塊A和B的質(zhì)量分別為4m和m,開始AB均靜止,細繩拉直,在豎直向上拉力F=6mg作用下,動滑輪豎直向上加速運動.已知動滑輪質(zhì)量忽略不計,動滑輪半徑很小,不考慮繩與滑輪之間的摩擦,細繩足夠長,在滑輪向上運動過程中,物塊A和B的加速度分別為(  ) A.a(chǎn)A=g,aB=5g B.a(chǎn)A=aB=g C.a(chǎn)A=0,aB=2g D.a(chǎn)A=g,aB=3g 2.在光滑水平面上放置兩長度相同、質(zhì)量分別為m1和m2的木板P、Q,在木板的左端各有一大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊a和b,木板和物塊均處于靜止

2、狀態(tài).現(xiàn)對物塊a和b分別施加水平恒力F1和F2,使它們向右運動.當物塊與木板分離時,P、Q的速度分別為v1、v2,物塊a、b相對地面的位移分別為s1、s2.已知兩物塊與木板間的動摩擦因數(shù)相同,下列判斷正確的是( ?。? A.若F1=F2、m1>m2,則v1>v2、s1=s2 B.若F1=F2、m1<m2,則v1>v2、s1=s2 C.若F1<F2、m1=m2,則v1>v2、s1>s2 D.若F1>F2、m1=m2,則v1<v2、s1>s2 3.如圖所示,質(zhì)量均為m的兩物塊A和B的接觸面是水平的,A與B保持相對靜止一起沿固定光滑斜面下滑,以下說法正確的是( ?。? A.B對A的支

3、持力大小為mg B.A對B的壓力大小為mgcos2α C.A與B之間的摩擦力為0 D.A與B之間的摩擦力為mgsin2α 4.斜面上有m1和m2兩個物體,與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2,兩物體間用一根輕質(zhì)彈簧連接,一起沿斜面減速上滑,如右圖所示,在一起上滑的過程中,m1和m2之間的相對距離保持不變,彈簧的長度小于原長,則以下說法正確的是( ?。? A.μ1=μ2 B.μ1>μ2 C.μ1<μ2 D.以上三種情況都可能 5.如圖所示,在非光滑的水平面上離豎直墻面很遠處有一重物G,在跨過定滑輪的繩的牽引下做勻速運動,則在此過程中,下列說法正確的是( ?。? A.物體所受摩

4、擦力、支持力變小,繩的拉力先變小后變大 B.物體所受摩擦力、支持力變大,繩的拉力變小 C.物體所受摩擦力、支持力變小,繩的拉力變大 D.因為物體做勻速運動,所以物體所受摩擦力不變、支持力不變,繩的拉力不變 6.我國“蛟龍?zhí)枴痹谀炒卧囼灂r,深潛器內(nèi)的顯示屏上顯示出了從水面開始下潛到最后返回水面的10min內(nèi)全過程的深度曲線甲和速度圖象乙,下列說法中正確的是( ?。? A.全過程中最大加速度是0.025m/s2 B.潛水員感到超重發(fā)生在0~1 min和8~10min的時間段內(nèi) C.圖中h3代表本次下潛最大深度,應為300m D.潛水器在上升階段的平均速度大小為1.5m/s 二.

5、多選題(共2小題) 7.如圖甲所示,某人通過定滑輪將質(zhì)量為m的貨物提升到一定高處,定滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計,貨物獲得的加速度a與豎直向上的拉力T之間的函數(shù)關系如圖乙所示,則下列判斷正確的是( ?。? A.圖線與縱軸的交點M的值aM=﹣g B.圖線與橫軸的交點N的值TN=mg C.圖線的斜率等于物體的質(zhì)量m D.圖線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù) 8.一端裝有定滑輪的粗糙斜面體放在地面上,A、B兩物體通過細繩連接,并處于靜止狀態(tài)(不計繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦),如圖所示.現(xiàn)用水平力F作用于物體B上,緩慢拉開一小角度,此過程中斜面體與物體A仍然靜止.則下列說法正確的是(  ) A.

6、水平力F一定變大 B.物體A所受斜面體的摩擦力一定變大 C.物體A所受斜面體的支持力一定不變 D.斜面體所受地面的支持力一定不變 三.填空題(共2小題) 9.如圖甲為某實驗小組探究小車加速度與小車所受到的拉力及質(zhì)量的關系的實驗裝置圖.圖中A為小車,B為砝碼及砝碼盤,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車通過紙帶與電火花打點計時器相連. (1)該小組的同學想用砝碼及砝碼盤的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實驗誤差,你認為下列說法中正確的是  ?。? A.實驗時要平衡摩擦力 B.實驗時不需要平衡摩擦力 C.砝碼和砝碼盤的重力要遠小于小車的總重力 D.實驗進行時應先釋

7、放小車再接通電源 (2)實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的aF圖象可能是圖乙中的圖線  ?。ㄌ睢凹住?、“乙”或“丙”). (3)若實驗中平衡摩擦力的操作正確且恰好平衡了摩擦力,但由于漏測了某個物理量,作出的aF圖象為圖乙中的圖線甲,請說明可能漏測的物理量是  ?。? 10.某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖(a)所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 (1)實驗中涉及

8、到下列操作步驟: ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點計時器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是  ?。ㄌ钊氪聿襟E的序號)。 (2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果。打點計時器所用交流電的頻率為50Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為   m/s.比較兩紙帶可知,   (填“M”或“L”)紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。 四.解答題(共2小題) 11.如圖所示,兩個用輕線相連的位于光滑水平面上的物塊,質(zhì)量分別為m1和m2,拉力F1和F

9、2方向相反,與輕線沿同一水平直線,且F1>F2.試求在兩個物塊運動過程中輕線的拉力T. 12.2014年7月24日,受臺風“麥德姆”影響,安徽多地暴雨,嚴重影響了道路交通安全.某高速公路同一直線車道上同向勻速行駛的轎車和貨車,其速度大小分別為v1=40m/s,v2=25m/s,轎車在與貨車距離s0=22m時才發(fā)現(xiàn)前方有貨車,若此時轎車只是立即剎車,則轎車要經(jīng)過s=160m才停下來.兩車可視為質(zhì)點. (1)若轎車剎車時貨車以v2勻速行駛,通過計算分析兩車是否會相撞? (2)若轎車在剎車的同時給貨車發(fā)信號,貨車司機經(jīng)t0=2s收到信號后立即以加速度大小a2=2.5m/s2勻加

10、速前進,通過計算分析兩車會不會相撞? 參考答案與試題解析 1. 【解答】解:設在運動過程中,細繩的拉力為T,滑輪的質(zhì)量為m0,滑輪的加速度為a,則取滑輪為研究對象可得: F﹣2T=m0a,因m0=0,故可得2T=F,即T=3mg 取A為研究對象,因T=3mg<GA=4mg,故小A沒有離開地面,所以A的加速度為零 取B為研究對象,因T=3mg>GB=mg,根據(jù)牛頓第二定律可得:3mg﹣mg=maB 解得:aB=2g,方向向上 故C正確,ABD錯誤 故選:C。 2. 【解答】解:A、首先看F1=F2 時情況: 由題很容易得到a、b 所受的摩擦力大

11、小是相等的,因此a、b 加速度相同,我們設a、b 加速度大小為a, 對于P、Q,滑動摩擦力即為它們的合力,設P(m1)的加速度大小為a1,Q(m2)的加速度大小為a2, 根據(jù)牛頓第二定律得:a1=,a2=,其中m為物塊a和b的質(zhì)量。 設板的長度為L,它們向右都做勻加速直線運動,當物塊與木板分離時: a與P 的相對位移為:L=at12﹣a1t12 b與Q 的相對位移為:L=at22﹣a2t22 若m1>m2,a1<a2 所以得:t1<t2 P的速度為:v1=a1t1,Q的速度為:v2=a2t2 物塊a相對地面的位移分別為:s1=at12 物塊b相對地面的位移分別為:s2=at

12、22 則v1<v2,s1<s2,故A、B錯誤。 C、若F1>F2、m1=m2,根據(jù)受力分析和牛頓第二定律的: 則a的加速度大于b的加速度,即aa>ab 由于m1=m2,所以P、Q加速度相同,設P、Q加速度為a。 它們向右都做勻加速直線運動,當物塊與木板分離時: a與P 的相對位移為:L=aat12﹣at12 b與Q 的相對位移為:L=abt22﹣at22 由于aa>ab 所以得:t1<t2 則v1<v2,s1<s2,故C正確。 D、根據(jù)C選項分析得: 若F1<F2、m1=m2,aa<ab 則v1>v2、S1>S2 故C正確,ABD錯誤。 故選:C。 3. 【解

13、答】解:A、B整體具有沿斜面向下的加速度,設為加速度為a,由牛頓第二定律可知: (m+m)a=(m+m)gsinα,得:a=gsinα 將a正交分解為豎直方向分量a1,水平分量a2,如圖所示,由于具有水平分量a2,故物體A必受水平向右摩擦力f,A受力如圖所示; 由牛頓第二定律得: 豎直方向上:mg﹣N=ma1…① 水平方向上:f=ma2…② 斜面與水平方向的夾角為θ,摩擦力與彈力的合力與水平方向夾角為θ,由幾何關系得; a1=asinα=gsinαsinα=gsin2α…③ a2=acosα=gsinαcosα…④ 得:N=mg﹣mgsin2α=mgcos2α,f=m

14、gsinαcosα 由牛頓第三定律得:A對B的壓力大小為mgcos2α.故ACD錯誤,B正確。 故選:B。 4. 【解答】解:以m1為研究對象并進行受力分析,則m1受豎直向下的重力m1g,垂直于斜面向上的支持力FN1,沿斜面向下的滑動摩擦力f1,由于彈簧壓縮故m1受沿斜面向下的彈簧的彈力F.設斜面的傾角為θ,則FN1=m1gcosθ,故滑動摩擦力f1=μ1m1gcosθ, 所以m1的加速度a1=gsinθ+μ1gcosθ+。 以m2為研究對象并進行受力分析,則m1受豎直向下的重力m2g,垂直于斜面向上的支持力FN2,沿斜面向下的滑動摩擦力f2,由于彈簧壓縮故m2受沿斜面向上的彈

15、簧的彈力F.則FN2=m2gcosθ,故滑動摩擦力f2=μ2m2gcosθ, 所以m2的加速度a2=gsinθ+μ2gcosθ﹣。 由于兩物體的加速度相同故有 gsinθ+μ1gcosθ+=gsinθ+μ2gcosθ﹣。 所以μ1<μ2.故C正確。 故選:C。 5. 【解答】解:將物體實際運動的水平速度進行分解,分解到垂直于繩子方向和沿著繩子的方向,如下圖: 設繩子速度為v0,物體速度為v,繩子與水平夾角為θ,有:vcosθ=v0 得:v= 物體向右運動,θ越來越大,則cosθ越來越小,則v越來越大,即物體做加速運動。與題干不符,所以D錯誤。 以物體為研究對象進行受力

16、分析,應有物體所受支持力N和摩擦力f的合力與重力等大反向,即重力、支持力、摩擦力、繩子的拉力,摩擦力與支持力的合力與重力、繩子拉力這三個力構成首尾相接的三角形 改變T的方向逐漸豎直逆時針旋轉,當T跟Nf的合力垂直時有最小值,然后又變大,所以拉力先變小后變大。故A正確。BC錯誤。 故選:A。 6. 【解答】解:A、由圖b的斜率表示加速度,則在0﹣1min和3﹣4min時間內(nèi)的加速度最大,最大加速度大小為:a===0.033m/s2,故A錯誤; B、3~4min內(nèi)減速下降和6~8min加速上升均會出現(xiàn)超重現(xiàn)象;而0~1 min和8~10min的加速度向下,是失重,故B錯誤; C、(

17、a)圖是深度曲線,圖中h3代表本次最大深度。 第0﹣1min內(nèi)做加速運動,位移為:x1==60m, 1min時的速度為:v1=at1=0.033×60=2m/s, 1﹣3min時間內(nèi)做勻速運動,位移為:x2=v1t2=2×(3﹣1)×60m=240m, 3﹣4min時間內(nèi)做減速運動,根據(jù)運動的對稱性,位移與加速階段的位移大小相等,即:x3=x1=60m, 下潛的總深度:h=x1+x2+x3=360m;故C錯誤; D、在勻加速上升階段的平均速度為=1.5m/s,在勻減速上升階段的平均速度=1.5m/s,所以潛水器在上升階段的平均速度大小為1.5m/s,故D正確; 故選:D。 7.

18、 【解答】解:對貨物受力分析,受重力mg和拉力T,根據(jù)牛頓第二定律,有: T﹣mg=ma 解得: a=﹣g A、當T=0時,a=﹣g,即圖線與縱軸的交點M的值aM=﹣g,故A正確; B、當a=0時,T=mg,故圖線與橫軸的交點N的值TN=mg,故B錯誤; C、D、圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),故C錯誤,D正確; 故選:AD。 8. 【解答】解:A、對木塊B受力分析,如圖:根據(jù)共點力平衡條件,有: F=mBgtanθ T= 在緩慢拉開B的過程中,θ變大,tanθ變大,cosθ變小,F(xiàn)變大,T增大,故A正確; B、C、物體A受重力、支持力、細線的拉力,可能沒有靜摩擦力,也可

19、能有沿斜面向下的靜摩擦力,還有可能受沿斜面向上的靜摩擦力,故拉力T變大后,靜摩擦力可能變小,也可能變大,支持力不變,故B錯誤,C正確; D、對斜面體和木塊A、B整體受力分析,由于一直平衡,支持力等于系統(tǒng)的總重力,保持不變。故D正確; 故選:ACD。 9. 【解答】解:(1)、A、平衡摩擦力,如果沒有平衡摩擦力的話,就會出現(xiàn)當有拉力時,物體不動的情況,故A正確,B錯誤. C、讓小車的質(zhì)量M遠遠大于小桶(及砝碼)的質(zhì)量m,因為:際上繩子的拉力F=Ma=mg, 故應該是m<<M,而當m不再遠遠小于M時,a=,隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g,故C正確. D、實驗時應

20、先接通電源后釋放小車,故D錯誤. (2)、遺漏了平衡摩擦力這一步驟,就會出現(xiàn)當有拉力時,物體不動的情況.故圖線丙說明沒有平衡摩擦力或平衡不夠. (3)、根據(jù)圖象甲可知,沒有力就有加速度,則可能漏測的物理量是砝碼盤的質(zhì)量. 故答案為:①AC;②沒有平衡摩擦力或平衡不夠;③砝碼盤的質(zhì)量 10. 【解答】解:(1)實驗中應先將物塊推到最左側,測量壓縮量,再把紙帶向左拉直;先接通電源,穩(wěn)定后再釋放紙帶;故步驟為④①③②; (2)由M紙帶可知,左側應為與物塊相連的位置;由圖可知,兩點間的距離先增大后減??;故2.58段時物體應脫離彈簧;則由平均速度可求得,其速度v=×10﹣2=1.29m

21、/s; 因彈簧的彈性勢能轉化為物體的動能,則可知離開時速度越大,則彈簧的彈性勢能越大;由圖可知,M中的速度要大于L中速度;故說明M紙帶對應的彈性勢能大; 故答案為:(1)④①③②;(2)1.29;M。 11. 【解答】解:將m1和m2做為整體,由牛頓第二定律,整體加速度為 , 對m1由牛頓第二定律有 m1a=F1﹣T, 所以 , 即在兩個物塊運動過程中輕線的拉力為. 12. 【解答】解:(1)轎車經(jīng)過s=160m才停下來的過程,由υ12=2a1s得:轎車剎車過程的加速度大?。篴1=5m/s2. 假設恰好不相撞時兩車的速度相等,即:υ1﹣a1t1=

22、υ2 得:t1==3s. 轎車前進的距離:s1=t1=97.5m 貨車前進的距離:s2=υ2t1=75m,因為:s1﹣s2=22.5m>s0,即:兩車會相撞. (2)假設兩車的速度相等,即:υ1﹣a1t=υ2+a2(t﹣t0) 轎車前進的距離:s1′=υ1t﹣a1t2 貨車前進的距離:s2′=υ2t0+υ2(t﹣t0)+a2(t﹣t0)2 解得:s1′=m,s2′=m,因為:s1′﹣s2′=21.7m<s0,兩車不會相撞. 答:(1)若轎車剎車時貨車以v2勻速行駛,兩車會相撞. (2)若轎車在剎車的同時給貨車發(fā)信號,貨車司機經(jīng)t0=2s收到信號兵立即以加速度大小a2=2.5m/s2勻速前進,兩車不會相撞.

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