高一物理测试试题及答案解析
(最后7页为答案及解析)
答题卡:
1 2 3 4 5
AB ABD B CD ABC
6 7 8 9 10
D A B C A
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.下列说法中,指时间间隔的是()
A.五秒内 B.前两秒 C.三秒末 D.下午两点开始
2、一物体同时受到同一平面内三个力的作用,下列几组力的合力可
能为零的是()
A、6N,3N,4N
B、7N,5N,3N
C、4N,5N,10N
D、1N,10N,10N 3.两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时,合力的大小为20 N;则当它们之间夹角为120°时,合力的大小为( ) A.40 N B.10 2 N C.20 2 N D.10 3 N
4.右图中的四个图象依
次表示四个物体A、B、C、
D的加速度、速度、位移
和滑动摩擦力随时间变
化的规律.其中物体可能
受力平衡的是( )
5.如图2-4所示,物体A放在水平面上,通过定滑轮悬挂一个重为10民N的物体B,且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为 4 N,要使A静止,需加一水平向左的力F1,则力F1的取值可以为( )
A.6 N B.8 N C.10 N D.15 N 6.(2008·高考海南卷)如图2-5,质量为M的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ,斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦,用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑,在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止,地面对楔形物
块的支持力为( )
A.(M+m)g B.(M+m)g-F
C.(M+m)g+F sinθD.(M+m)g-F sinθ
7.(2009·扬中模拟)如图2-6,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,现通过细绳将A向上拉起,当B刚要离开地面时,A上升距离为
L,假设弹簧一直在弹性限度内,则( )
A.L=2mg
k B.
L<
2mg
k C.
L=
mg
k D.
L>
mg
k
8.(2009·石家庄模拟)如图2-7所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg,弹簧测力计读数为2 N,滑轮摩擦不计.若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减
少到0.3 kg时,将会出现的情况是(g取10 m/s2)( )
A.弹簧测力计的读数将变小
B.A仍静止不动
C.A对桌面的摩擦力不变
D.A所受的合力将要变大
9.质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图2-8所示,a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用,b受到斜向下与水平面成
θ角等大的力F作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静
止,则( )
A.b对a的支持力一定等于mg
B.水平面对b的支持力可能大于2mg
C.a、b之间一定存在静摩擦力
D.b与水平面之间可能存在静摩擦力
10.在光滑的水平面上放置物体B,B的上方再放重量为G的物体A,A的左侧系一与竖直方向成α角的轻绳,绳的一端系在墙上,如图2-9所示,当在B物体上施加一逐渐增大的水平力F时,A、B始终静止,则物体A对物体B的压力将( )
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.保持不变D.无法判断怎样变化
二、实验题(共16分)
11.(6分)“验证力的平行四边形定则”的实验如图2-10(a)
所示,其中A 为固定橡皮筋的图钉,O 为橡皮筋与细绳的结点,OB 和
OC 为细绳.图2-10(b)是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图(b)中的__________是力F 1和F 2的合力的理论值;__________是力F 1和F 2的合力的实际测量值.
(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:__________(选填“变”或“不变”).
(3)本实验采用的科学方法是( )
A .理想实验法
B .等效替代法
C .控制变量法
D .建立物理模型法
12.(10分)橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x 与弹力F 成正比,即F =kx ,k 的值与橡皮筋未受到拉力时的长度
L 、
横截面积S 有关.理论和实践都表明k =Y S
L
,其中Y 是一个由材料决
定的常数,材料力学中称之为杨氏模量.
(1)在国际单位制中,杨氏模量Y 的单位应该是(
)
A .N
B .m
C .N/m
D .Pa
(2)有一段横截面为圆形的橡皮筋,应用如图
2-11(a)所示的实
验装置,可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00 cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000 mm,那么测量工具a和b应分别为__________、__________.
(3)用如图2-11(a)所示的装置就可以测量出这种橡皮筋的Y 值,下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录,请在图2-11(b)中作出F-x图象.
拉力F/N 5.010.015.020.025.0
伸长量x/cm 1.60 3.20 4.80 6.408.00
(4)由以上实验可求出该橡皮筋的Y值为__________(保留一个
有效数字).
三、计算题(共44分)
13.图2-13(8分)如图2-13所示,物体A重100 N,物体B 重20 N,A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N,整个系统处于静止状态,这时A受到的静摩擦力是多大?如果逐渐加大B的重量,而系统仍保持静止,则B物体重量的最大值是多少?
14.(10分)如图2-15所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m A、m B,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒
力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A受到的合外力和从开始到此时物块A的位移d.(重力加速度为g)
15.(12分)(2010·哈尔滨三中月考)在图2-17所示的装置中,斜面倾角α=37°,A的质量m1=10 kg,A与B之间的动摩擦因数为μ1=0.1,B的质量m2=20 kg,B与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.2,为使B沿斜面向上匀速运动,应当用多大的力F沿斜
面方向向下拉A?(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
16.(14分)质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑,如果用与斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图2-18所示.求:
(1)当α=θ时,拉力F有最小值,并求出此最小值;
(2)此时水平面对木楔的摩擦力是多少?
答案与解析:
1、解析:时间间隔指一段时间,三秒末和两点开始都是时刻,指一
个时间点
答案:AB
2、解析:判断分力是否可能为零只要这三个力的大小可以构成三角
形即可。
答案:ABD
3、解析:由题意可知,当F1与F2夹角为90°时,20=2F1,所以F1=10 2 N;当F1与F2夹角为120°时,合力与分力相等,即F合=F1=10 2 N,故选B.
答案:B
4、解析:受力平衡的特征是合外力为零,加速度为零,速度不
发生变化,所以A、B图中物体不处于平衡状态;C图中x-t图象是一条直线,所以物体的速度不变,受力平衡;D图中只给出了滑动摩擦力随时间的变化情况,物体可能还受到其他的外力,滑动摩擦力和其他外力的合力有可能等于零,所以有可能处于平衡状态.
答案:CD
5、解析:若最大静摩擦力方向水平向左时,由平衡条件得F m+F1=m B g,得F1=6N;若最大静摩擦力方向水平向右时,有F1=m B g+F m,得F1=14 N,F1的取值范围为 6 N≤F1≤14 N,应选择ABC.
答案:ABC
6、解析:以整体为研究对象,由平衡条件可得地面对楔形物块的支
持力F N=(M+m)g-F sinθ,D正确.
答案:D
7、解析:拉A之前,A静止,mg=kx1,弹簧的压缩量为x1,当B刚要离开地面,弹簧的伸长量为x2,mg=kx2,所以A上升的距离L=x1
+x2=2mg
k
,故A正确.
答案:A
8、解析:当砝码和托盘的总质量为m1=0.6 kg时,F+F f=m1g=6 N,
F f=4 N,可知A与桌面的最大静摩擦力至少为 4 N.当总质量为m2=0.3 kg时,设A仍不动,有F不变,F+F f′=m2g,F f′=1 N<4 N,故假设成立,A仍静止不动,A对桌面的摩擦力减为 1 N,弹簧测力计的示数不变,故只有B正确.
答案:B
9、解析:对a、b整体,合外力为零,故地面与b之间无摩擦力,否则无法平衡,D错;由竖直方向受力平衡可知两个力F的竖直分量平衡,故地面对b的支持力等于2mg,B错;对a采用隔离法分析,受到竖直向上的b对a的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和力F四个力的作用,摩擦力不可能为零,否则a不能平衡,由竖直方向受力平衡条件知b对a的支持力小于a的重力mg,A错,C对.答案:C
10、解析:当拉力F逐渐增大时,A、B两物体仍能在光滑水平面处
于静止,则是绳子的拉力的水平分量与F平衡,当绳子拉力的水平分量增大时,绳子的拉力也随之增大,绳子拉力竖直向下的分量也随之
增大,所以物体A对物体B的压力也随之增大.
答案:A
11、解析:(1)用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值,直接
测量得到的是实际测量值,故应填F、F′.
(2)细绳的作用是对结点O 施加不同方向的拉力F 1、F 2,用橡皮
筋拉是一样的.
(3)力的合成与分解就是使用的等效替代法,选项B 正确.
答案:(1)F
F ′(2)不变(3)B
12、解析:在国际单位制中
k 、S 、L 的单位分别是N/m 、m 2
、m.代入
k =Y S L
进行单位计算得Y 的单位为N/m 2
,即Pa.由于橡皮筋的长度的
测量结果准确到
1 mm ,所以其测量工具为毫米刻度尺.而直径的测
量结果准确到0.01 mm ,所以测量工具为螺旋测微器.根据表格的数据,作出F -x 图象,由图象求出k 值,将有关数据代入公式k =Y S
L
,
求出Y 值.
答案:(1)D (2)毫米刻度尺
螺旋测微器
(3)如图2-12所示
(4)5×106
Pa
13、解析:以结点O为研究对象,受力分析如图2-14所示.
x轴上:F T A=F T cos45°,
y轴上:F T B=G B=F T sin45°.
两式联立得F T A=G B tan45°=20 N.以A为研究对象,受力分析,可得F f A=F′T A=F T A=20 N,方向水平向右.
当逐渐增大B的重量时,要使系统处于平衡状态,当A达到最大静摩擦力时,B物体的重量达到最大.由上述表达式可知:GB max=FfA max
=30 N.
tan45°
故A受到的静摩擦力为20 N,B物体的重量最大值为30 N.
答案:20 N 30 N
14、解析:B刚要离开C时,弹簧弹力大小:F弹=m B g sinθ.
图2-16以A为研究对象,受力如图2-16所示,
故合力F合=F-F弹-m A g sinθ=F-(m A+m B)g sinθ
开始时弹簧压缩量Δx1=m A g sinθ
k,
B刚要离开挡板时,弹簧伸长量Δx2=m B g sinθ
k
,
所以A的位移d=Δx1+Δx2=(m A+m B)g sinθ
k
.
答案:F-(m A+m B)g sinθ,方向沿斜面向上(m A+m B)g sinθ
k
15、解析:对A由平衡条件得:F+m1g sinα-F f1-F T=0, F N1-m1g cosα=0,
由摩擦力公式得F f1=μ1F N1,
同理对B有:F T-m2g sinα-F f1-F f2=0,
F N2-m2g cos a-F N1=0,F2=μ2F N2,
联立以上各式解得:F=124 N.
答案:124 N
16、解析:(1)物体m放于斜面上时,正好沿斜面匀速下滑,则有mg sinθ=μmg cosθ,得μ=tanθ.
图2-19当力F作用于m后,受力情况如图2-19所示,有
F cosα=mg sinθ+F f,F sinα+F N=mg cosθ,F f=μF N,
解得:F=mg sinθ+μmg cosθcosα+μsinα
=mg(sinθ+μcosθ) cosα+μsinα
.
当α=θ时,tanθ=μ,F有最小值,
F min=mg·(sinθ+tanθcosθ)
cosθ+tanθsinθ
=
2mg sinθcosθ
cos2θ+sin2θ
=mg sin2θ.
(2)将M、m看做一个整体,则水平面对木楔的摩擦力F f′=
F cos(θ+α)=F cos2θ=mg·sin2θcos2θ=1
2
mg sin4θ.
答案:(1)mgsin2θ(2)1
2
mgsin4θ