1选择题
在校园运动会上,一名同学沿400米标准跑道跑完一圈,用时100秒。下列关于该同学运动过程的描述,正确的是( )
- A. 该同学的平均速度大小为4m/s
- B. 该同学的平均速率为4m/s
- C. 该同学的瞬时速度大小始终为4m/s
- D. 该同学的加速度大小始终为零
答案:B
解析:平均速度是位移与时间的比值,跑完一圈位移为零,平均速度为零,故A错误。平均速率是路程与时间的比值,路程为400米,时间为100秒,平均速率为4m/s,B正确。跑弯道时速度方向不断变化,存在加速度,瞬时速度大小也会变化,C、D错误。故选B。
2选择题
如图所示,某同学在水平地面上推一个质量为m的箱子,箱子与地面间的动摩擦因数为μ。若该同学以与水平方向成θ角斜向上的力F推箱子,使其做匀速直线运动。下列关于力F大小的表达式正确的是( )
- A. F = μmg / (cosθ + μsinθ)
- B. F = μmg / (cosθ - μsinθ)
- C. F = μmg / (sinθ + μcosθ)
- D. F = μmg / (sinθ - μcosθ)
答案:A
解析:箱子匀速运动,受力平衡。水平方向:Fcosθ = f。竖直方向:N + Fsinθ = mg。滑动摩擦力 f = μN。联立解得 F = μmg / (cosθ + μsinθ)。易错点是漏掉竖直方向的力,或误认为支持力等于重力。故选A。
3选择题
如图所示,光滑斜面上有一个物块,在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动。在时间t内,物块的速度从0增加到v。下列说法正确的是( )
- A. 物块的加速度大小为v/t
- B. 物块在t/2时刻的速度大小为v/2
- C. 物块在t时间内的位移大小为vt
- D. 若撤去力F,物块将立即静止
答案:B
解析:匀加速直线运动,加速度a = v/t,A正确但需看其他选项。t/2时刻的速度 v_t/2 = a*(t/2) = (v/t)*(t/2) = v/2,B正确。t时间内的位移 x = (1/2)*a*t² = (1/2)*(v/t)*t² = (1/2)vt,C错误。撤去力F后,由于惯性,物块会继续向上运动一段距离,不会立即静止,D错误。故选B。
4选择题
某同学在物理课上学习了牛顿第三定律后,对以下生活现象进行了分析。下列分析中正确的是( )
- A. 人走路时,脚对地的蹬力大于地对脚的支撑力,所以人才能前进
- B. 跳高运动员起跳时,地面对他的弹力大于他对地面的压力
- C. 磁铁吸引铁钉时,磁铁对铁钉的吸引力大于铁钉对磁铁的吸引力
- D. 以卵击石,石头对鸡蛋的作用力大小等于鸡蛋对石头的作用力大小
答案:D
解析:牛顿第三定律指出,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。A、B、C选项均错误地认为作用力与反作用力大小不等。D选项中,石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等。鸡蛋破碎是因为其承受能力小。易错点:混淆作用力与反作用力和一对平衡力;误认为主动施力方力更大。故选D。
5填空题
物理课上,老师演示了平抛运动实验。一小球从水平桌面边缘以初速度v₀水平飞出,桌面高度为h,忽略空气阻力。小球在空中运动的时间为______;小球落地点到桌面边缘的水平距离为______。(重力加速度为g)
答案:小球在竖直方向做自由落体运动,由 h = 1/2 * g * t²,得运动时间 t = √(2h/g)。水平方向做匀速直线运动,水平距离 x = v₀ * t = v₀ * √(2h/g)。
解析:本题考查平抛运动的分解。运动时间由竖直方向的自由落体运动决定,水平距离由水平方向的匀速运动和时间共同决定。易错点是误将水平初速度代入竖直方向公式,或混淆两个方向的运动规律。
6解答题
在学校的实验室里,同学们用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验中,认为小车所受的合外力等于砂和砂桶的总重力(设小车质量为M,砂和砂桶总质量为m)。请回答下列问题:
(1) 该实验需要满足的条件是______。
(2) 若实验中得到一条点迹清晰的纸带,已知相邻计数点间的时间间隔为T,测得相邻计数点间的距离分别为s₁、s₂、s₃、s₄(如图),则小车加速度的表达式为 a = ______。
(3) 在实验操作正确、数据处理无误的情况下,同学们发现作出的a-F图像不过原点,可能的原因是______。
答案:(1) m << M (或砂和砂桶的总质量远小于小车的质量)。
(2) a = (s₃ + s₄ - s₁ - s₂) / (4T²)。
(3) 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
解析:(1) 只有当m << M时,砂和砂桶的重力才能近似等于小车所受的合外力。(2) 利用逐差法求加速度,注意分组和公式。(3) a-F图像不过原点,说明当F(即砂和砂桶重力)较小时,加速度为零,意味着存在摩擦力未被平衡。易错点:(1)中条件表述不准确;(2)中逐差法公式记忆错误或符号弄错;(3)中误认为是平衡摩擦力过度。
7解答题
在吉林某中学的物理兴趣小组活动中,同学们用如图所示的装置测量当地的重力加速度g。一根轻质细线一端系一小钢球,另一端固定在O点,将细线拉开一个小角度后由静止释放,测得小球完成20次全振动所用的时间为t,测得细线长度为L(细线质量和空气阻力均可忽略)。
(1) 该单摆的周期T = ______。
(2) 根据单摆周期公式,可推导出重力加速度g = ______(用T、L表示)。
(3) 若测得的g值偏小,可能的原因是______(写出一条即可)。
答案:(1) T = t / 20。
(2) g = 4π²L / T²。
(3) 测量摆长时,只测了线长L,未加上小球半径;或计时开始时,误将小球到达最大位移处作为全振动的起始点;或测量时间t时,少数了全振动的次数。
解析:(1) 周期是完成一次全振动的时间。(2) 由单摆周期公式 T = 2π√(L/g) 变形得到。(3) g偏小,由g = 4π²L/T²知,可能是L测小了,或T测大了。L测小:漏加小球半径。T测大:振动次数n计多了,或起始点判断错误导致时间偏长。易错点:(1)中误认为周期是t;(2)公式推导错误;(3)原因分析不全面或不具体。
8解答题
如图所示,质量为m=2kg的物体置于光滑水平面上,在t=0时刻,受到水平向右的恒力F₁=4N作用,由静止开始运动。经过时间t₀=2s后,力F₁的大小突然变为F₂=2N,方向不变。求:
(1) t₀=2s末物体的速度大小v₁。
(2) 从t=0开始到t=4s末,物体的总位移大小x。
答案:(1) 前2s内,物体加速度 a₁ = F₁/m = 4/2 = 2 m/s²。
2s末速度 v₁ = a₁ * t₀ = 2 * 2 = 4 m/s。
(2) 前2s内位移 x₁ = (1/2) * a₁ * t₀² = (1/2) * 2 * 2² = 4 m。
后2s内(从t=2s到t=4s),物体加速度 a₂ = F₂/m = 2/2 = 1 m/s²。
后2s内位移 x₂ = v₁ * (t - t₀) + (1/2) * a₂ * (t - t₀)² = 4 * 2 + (1/2) * 1 * 2² = 8 + 2 = 10 m。
总位移 x = x₁ + x₂ = 4 m + 10 m = 14 m。
解析:本题考查牛顿第二定律和匀变速直线运动规律的综合应用。关键在于正确分析两个阶段的运动状态,并准确运用运动学公式。易错点:(1)第二阶段初速度误用为零;(2)两个阶段的位移公式选用错误;(3)计算总位移时,时间区间混淆。