题目列表(包括答案和解析)
16.(福建卷)质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为
A.18m B.54m C.72m D.198m
[命题特点]本题属于多过程问题,综合考查静摩擦力、滑动摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动,需要考生准确分析出物体在每一段时间内的运动性质。 K^S*5U.C#O
[解析]拉力只有大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动
0-3s时:F=fmax,物体保持静止,s1=0;
3-6s时:F>fmax,物体由静止开始做匀加速直线运动
v=at=6m/s
6-9s时:F=f,物体做匀速直线运动
s3=vt=6×3=18m
9-12s时:F>f,物体以6m/s为初速度,以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动
所以0-12s内物体的位移为:s=s1+s2+s3+s4=54m,B正确
[答案]B
[启示]多过程问题能体现考生的判断力,组合题能综合考查学生多方面的知识,这类题目复习中应引起重视。
16.(海南卷)图l中,质量为的物块叠放在质量为的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以为单位,重力加速度.整个系统开始时静止.
(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;
(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。
答案:(1)(2)
解析:(1)设木板和物块的加速度分别为和,在时刻木板和物块的速度分别为和,木板和物块之间摩擦力的大小为,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得
①
,当 ②
③
④
⑤
由①②③④⑤式与题给条件得
⑥
⑦
(2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的图象,如右图所示。在0-3s内物块相对于木板的距离等于木板和物块图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积,该四边形由两个三角形组成,上面的三角形面积为0.25(m),下面的三角形面积为2(m),因此
⑧
3.(天津卷)质点做直线运动的v-t图像如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为
A.0.25m/s 向右
B.0.25m/s 向左
C.1m/s 向右
D.1m/s 向左
答案:B
3.(海南卷)下列说法正确的是
A.若物体运动速率始终不变,则物体所受合力一定为零
B.若物体的加速度均匀增加,则物体做匀加速直线运动
C.若物体所受合力与其速度方向相反,则物体做匀减速直线运动
D.若物体在任意的相等时间间隔内位移相等,则物体做匀速直线运动
答案:D
解析:物体运动速率不变但方向可能变化,因此合力不一定为零,A错;物体的加速度均匀增加,即加速度在变化,是非匀加速直线运动,B错;物体所受合力与其速度方向相反,只能判断其做减速运动,但加速度大小不可确定,C错;若物体在任意的相等时间间隔内位移相等,则物体做匀速直线运动,D对。
18.(上海物理)如图为质量相等的两个质点在同一直线上运动的图像,由图可知
(A)在时刻两个质点在同一位置
(B)在时刻两个质点速度相等
(C)在时间内质点比质点位移大
(D)在时间内合外力对两个质点做功相等
答案:BCD
解析:首先,B正确;根据位移由图像中面积表示,在时间内质点B比质点A位移大,C正确而A错误;根据动能定理,合外力对质点做功等于动能的变化,D正确;本题选BCD。
本题考查图象的理解和动能定理。对D,如果根据W=Fs则难判断。
难度:中等。
24.(新课标卷)(14分)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69s和l9.30s.假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96%.求:
(1)加速所用时间和达到的最大速率。
(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
解析:(1)加速所用时间t和达到的最大速率v,
,
联立解得:,
(2)起跑后做匀加速运动的加速度a,
,解得:
24.(全国卷1)(15分)汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0 ~60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示。
⑴画出汽车在0~60s内的v-t图线;
⑵求在这60s内汽车行驶的路程。
[答案]⑴速度图像如图。⑵900m
[解析]由加速度图像可知前10s汽车匀加速,后20s汽车匀减速恰好停止,因为图像的面积表示速度的变化,此两段的面积相等。最大速度为20m/s。所以速度图像为图。然后利用速度图像的面积求出位移。
⑵汽车运动的面积为匀加速、匀速、匀减速三段的位移之和。
m。
20.(四川卷)如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金
属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动。若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能
A.变为0 B.先减小后不变
C.等于F D.先增大再减小
答案:AB
[解析]对a棒所受合力为Fa=F-Ff-mgsin-BIl说明a做加速度减小的加速运动,当加速度为0后匀速运动,所以a所受安培力先增大后不变。
如果F=Ff+2mgsin,则最大安培力为mgsin,则b所受摩擦力最后为0,A正确。
如果F<Ff+2mgsin,则最大安培力小于mgsin,则b所受摩擦力一直减小最后不变,B正确。
如果Ff+3mgsin>F>Ff+2mgsin,则最大安培力大于mgsin小于2mgsin,则b所受摩擦力先减小后增大最后不变。
可以看出b所受摩擦力先变化后不变,CD错误。
19.(安徽卷)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板P 的受力个数为
A. 3 B.4 C.5 D.6
答案:C
解析:P、Q一起沿斜面匀速下滑时,由于木板P上表面光滑,滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力。木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力,所以选项C正确。
23.(浙江卷) (20分)如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为L1,垂直的为L2。在膜的下端(图中A处)挂有一科行于转轴,质量为m,长为L3的导体棒使膜*成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将沟通转化成电能。光电池板可等效为一个一电池,输出电压恒定为U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入身光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出)。
(1)再有一束平等光水平入射,当反射膜与竖直方向成=60时,导体棒牌受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
(2)当变成45时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒国学平衡外,不能输出多少额外电功率?
解析:
(1)导体棒所受安培力 ①
导体棒有静力平衡关系 ②
解得 ③
所以当=60°时,
光电池输出功率为
(2)当时,根据③式可知维持静力平衡需要的电流为
根据几何关系可知
可得
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