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1.亚里士多德在其著作《物理学》中说:一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”,而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”.伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判的继承了亚里士多德的这些说法,建立了新物理学;新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”.下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( )
正确答案
解析
A、一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动--静止或者匀速直线运动,故A正确;
B、作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因,故B正确;
C、竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性,故C正确;
D、可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的,故D错误;
本题选不符合新物理学的是,故本题选:D.
考查方向
解题思路
惯性是物体的固有属性,一切物体都惯性,与物体的运动状态无关.力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
易错点
惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,惯性的大小取决于物体的质量。
2.如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v﹣t图象,以水平向右的方向为正方向.以下判断正确的是( )
正确答案
解析
A、在0~3s时间内,加速度为,合力,故A错误;
B、在0~3s时间内,质点的平均速度为,故B正确;
C、在0~5s时间内,质点通过的路程为,故C错误;
D、根据图象中图线的斜率表示加速度,可知,在6s末,质点的加速度不为零,故D错误.
故本题选:B
考查方向
解题思路
根据速度时间图象的斜率求出加速度,再得到物体的合力.根据速度时间图线与时间轴包围的面积表示位移来计算物体的位移大小,根据平均速度的定义求平均速度.
易错点
理解图象中图线的斜率,图线与时间轴所围面积的物理含义。
3.如图所示,甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为H,河水流速为u,划船速度均为v,出发时两船相距,甲、乙船头均与岸边成60°角,且乙船恰好能直达对岸的A点,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
A、小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度,故小船过河的速度vy=vsin60°,故小船过河的时间:
,故甲乙两船到达对岸的时间相同,故A错误;
B、甲船沿河岸方向的速度:,乙船沿河岸方向的速度:,故甲乙两船沿河岸方向的相对速度为:,故两船相遇的时间为:,故两船在到达对岸时相遇,故B错误;
CD、由于乙船恰好能直达对岸的A点,而两船在到达对岸时相遇,故甲船在A点到达对岸,故C错误,而D正确;
故本题选:D
考查方向
解题思路
小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度,故要求过河时间需要将船速分解为沿河岸的速度和垂直河岸的速度;要求两船相遇的地点,需要求出两船之间的相对速度,即它们各自沿河岸的速度的和;由于知道了它们过河的时间,故可以求出甲船靠岸的地点.
易错点
相对速度,小船过河问题,注意过河时间由垂直河岸的速度与河宽决定。
5.如图所示,水平细线NP与斜拉细线OP把质量为m的小球维持在位置P,OP与竖直方向夹角为θ,这时斜拉细线中的张力为TP,作用于小球的合力为FP;若剪断NP,当小球摆到位置Q时,OQ与竖直方向夹角也为θ,细线中的张力为TQ,作用于小球的合力为FQ,则( )
正确答案
解析
在P点小球受力平衡,由受力分析可知,; 合力为零;在Q点时,,此时合力为;因及均小于1,故,因P点合力为零,故
故本题选:D.
考查方向
解题思路
小球在P点时受力平衡,则合力为零;对小球受力分析可得出细线中的张力;
小球在Q点沿绳方向受力平衡,则沿线的拉力等于重力沿绳的分力,此时物体有沿切线的分力,故合力不为零.
易错点
物体平衡时合力为零; 而做单摆运动时合力不为零.
6.已知引力常量G和下列某组数据,不能计算出地球质量.这组数据是( )
正确答案
解析
A、根据得,太阳的质量,故A错误;
B、根据得,地球的质量,故B正确;
C、根据线速度和周期,可以求出卫星的轨道半径,根据可以求出地球的质量,故C正确;
D、根据得,可得地球的质量,故D正确.
本题选不能计算出地球质量的选项,故本题选:A.
考查方向
解题思路
根据万有引力提供向心力以及万有引力等于重力求出中心天体的质量.
易错点
本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论,知道用这两个理论求解天体质量时,只能求出中心天体的质量,不能求出环绕天体的质量.
7.质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图所示,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( )
正确答案
解析
AD、a受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力平衡,在水平方向上有:fa=Fcosθ,竖直方向有:Fsinθ+Na=mg,则Na=mg﹣Fsinθ<mg.故A错误,D正确;
BC、对整体分析,在水平方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面对b无摩擦力,在竖直方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面的支持力为2mg,故BC错误.
故本题选:D
考查方向
解题思路
对a进行受力分析,根据a的受力情况,抓住合力为零判断b对a的支持力以及之间摩擦力的大小.对整体分析,根据整体受力情况判断地面对b的支持力和摩擦力大小.
易错点
关键合适地选择研究的对象,进行受力分析,运用共点力平衡知识求解,注意整体法和隔离法的运用.
4.如图,某小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
AB、石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力与a受到的重力是平衡力,故AB错误;
C、选取ab作为整体研究,根据平衡条件,则石块c对b的作用力与其重力平衡,则块c对b的作用力一定竖直向上,故C正确;
D、以三块作为整体研究,则石块c不会受到水平桌面的摩擦力,故D错误;
故本题选:C
考查方向
解题思路
根据平衡条件,依据相互作用力的内容,及力的合成与分解方法,并依据摩擦力产生条件,即可求解。
易错点
注意平衡力与相互作用力的区别,注意b对a的作用力是支持力与摩擦力的合力.
8.如图所示,斜面与水平面间的夹角为θ,从斜面上空A点水平抛出a、b两个小球,初速度分别为va、vb,a球恰好垂直打到斜面上M点,而b球落在斜面上的N点,而AN恰好垂直于斜面.已知重力加速度为g.则( )
正确答案
解析
A、a球恰好垂直打到斜面上M点,根据平行四边形定则知,,解得,则a球在空中运动的时间,故A正确;
B、b球落在N点,位移与斜面垂直,则位移与水平方向的夹角为90°﹣θ,设此时的速度方向与水平方向的夹角为α,则,又,解得:,则b球在空中运动的时间为:,故B错误;
C、a球的水平位移为:,b球的水平位移为:,则,故C错误;
D、a、b两球的运动时间之比,根据知,a、b两球下落的高度之比为,故D正确.
故本题选:AD.
考查方向
解题思路
抓住a球垂直打到斜面上,结合速度方向,运用平行四边形定则求出竖直分速度,从而得出a球运动的时间,根据b球位移的方向,结合平行四边形定则求出b球运动的时间,从而得出a、b两球的水平位移之比,结合时间之比求出下落的高度之比.
易错点
关键掌握平抛运动的推论,即某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,以及知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解.
9.如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、因为A、B两物体的角速度大小相等,根据,因为两物块的角速度大小相等,转动半径相等,质量相等,则向心力相等,故A错误;
B、对AB整体分析,,对A分析,有:,可知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍,故B正确;
C、A所受的静摩擦力方向指向圆心,可知A有沿半径向外滑动的趋势,B受到盘的静摩擦力方向指向圆心,有沿半径向外滑动的趋势,故C正确;
D、对AB整体分析,,解得,对A分析,,解得,因为B先滑动,可知B先达到临界角速度,可知B的临界角速度较小,即μB<μA,故D错误.
故本题选:BC.
考查方向
解题思路
A、B两物体一起做圆周运动,靠摩擦力提供向心力,两物体的角速度大小相等,结合牛顿第二定律分析判断.
易错点
关键知道A、B两物体一起做匀速圆周运动,角速度大小相等,知道圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解.
10.斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F作用,力F随时间变化的图象及物体运动的v﹣t图象,如图所示.由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是( )
正确答案
解析
设斜面的倾角为θ,由v﹣t图象可知,在4~6s内物体处于匀速直线运动状态,由平衡条件可知,物体所受到的滑动摩擦力f与拉力F及重力在斜面上的分量平衡,即,由图乙的F﹣t图象可知,在2s~6s内,推力F=2N,则物体所受到的摩擦力f=2+mgsinθ①.物体在0﹣2s内做匀加速直线运动,由v﹣t图象的斜率得出加速度为:②,由F﹣t图象在0﹣2s内读出F=3N,由牛顿第二定律得③,由①②③解得 m=1kg,故A正确;④,由①④物块与斜面之间的动摩擦因数,故D正确;由于θ未知,故不能算出μ,故BC错误.
故选AD.
考查方向
解题思路
由v﹣t图象判断物体在不同时间内的运动情况,由F﹣t图象可以读出物体在不同时间内所受到的推力大小.由v﹣t图象分析得知物体4﹣6s内处于平衡状态,由平衡条件求出物体所受摩擦力大小.物体在0﹣2s内做匀加速直线运动,由v﹣t图象的斜率求出加速度,再由牛顿第二定律求解物块的质量.由摩擦力公式求出μ.
易错点
本题关键是对图象问题的分析能力,能从图象中得出相关的信息,根据牛顿定律求解物理量.
13.在“验证力的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定在A点,另一端被两个弹簧秤拉到O点,两弹簧秤的读数分别为F1和F2,两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为α1和α2,如图所示,以下说法正确的是 ( )
正确答案
解析
A、若O点的位置不变,则橡皮筋形变量相同,故说明合力不变,故A正确;
B、因实验中存在误差,故不可能严格使F与F′重合,所以实验中用平行四边形定则求得的合力F不沿OA直线方向,故B错误;
C、根据平行四边形定值可知,若保持0点的位置和角α1不变,F1增大,若α2也增大,则F2可能减小,故C正确;
D、因合力与分力满足平行四边形定则,由几何关系可知合力可能小于两分力,故D错误;
故选:AC.
考查方向
解题思路
“验证平行四边形定则”的实验中,通过将橡皮筋拉到同一位置得到相同效果的合力与分力,则由平行四边形定则可得判断各项是否正确.
易错点
注意实验的原理及误差分析方法,因在实验中系统误差无法避免,故应注意分析误差存在造成的影响.
11.如图所示,倾斜的传送带顺时针匀速转动,一物块从传送上端A滑上传送带,滑上时速率为v1,传送带的速率为v2,且v2>v1,不计空气阻力,动摩擦因数一定,关于物块离开传送带的速率v和位置,下面哪个是可能的( )
正确答案
解析
滑块从A端滑上传送带,在传送带上必先相对传送带向下运动,由于不确定滑块与传送带间的摩擦力和滑块的重力沿斜面下滑分力的大小关系和传送带的长度,若能从A端离开,由运动的可逆性可知,必有v=v1,即选项C是正确,选项D是错误的;若从B端离开,当摩擦力大于重力的分力时,则v<v1,选项B是正确的,当摩擦力小于重力的分力时,则v>v1,选项A是正确的,当摩擦力和重力的分力相等时,滑块一直做匀速直线运动,v=v1,故本题选ABC.
故本题选:ABC
考查方向
解题思路
由于不知道摩擦力和重力沿斜面分量的大小关系,所以物体可能从A端离开,也可能从B端离开,若能从A端离开,由运动的可逆性可知,必有v=v1,若从B端离开,当摩擦力大于重力的分力时,则v<v1,当摩擦力小于重力的分力时,则v>v1.
易错点
关键是正确对物体进行受力分析,明确问题的运动性质.
12.对于一定量的理想气体,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
AB、由理想气体状态方程可知,.气体的压强和体积不变,pV一定不变,则T一定不变,故内能一定不变,故A正确,B错误;
C、由理想气体状态方程可知,温度T升高,pV一定增大,但压强不一定增大,故C错误;
D、理想气体内能由温度决定,当气体温度升高时,气体的内能一定增,故D正确.
故本题选:AD
考查方向
解题思路
对于一定质量的理想气体,其内能只跟温度有关,温度升高,内能增大,反之,内能减小,根据理想气体状态方程分析温度变化,即可判断内能的变化.根据热力学第一定律分析热传递情况.理想气体内能由物体的温度决定,理想气体温度变化,内能变化.
易错点
关键掌握一定质量的理想气体,其内能只跟温度有关;理想气体状态方程;热力学第一定律△U=Q+W,并能用来正确分析.
如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.
16.求物块做平抛运动的初速度大小v0;
17.物块与转台间的动摩擦因数μ.
正确答案
解析
物块做平抛运动,在竖直方向上有:①
在水平方向上有:s=v0t②
由①②得:
考查方向
解题思路
平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据水平方向和竖直方向上的运动规律求出平抛运动的初速度.
易错点
本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,以及知道物块随转台一起做圆周运动,靠静摩擦力提供向心力.
正确答案
0.2
解析
物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有:③
fm=μN=μmg④
由③④式解得:
考查方向
解题思路
当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动.根据静摩擦力提供向心力,通过临界速度求出动摩擦因数.
易错点
本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,以及知道物块随转台一起做圆周运动,靠静摩擦力提供向心力.
如图所示,圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上,汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气.汽缸质量为M=10kg,缸壁厚度不计,活塞质量m=5.0kg,其圆面积S=50cm2,与缸壁摩擦不计.在缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力.
18.现设法使缸内气体温度升高,问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时,汽缸对地面恰好无压力?(大气压强p0=105 Pa,g取10m/s2)
正确答案
127℃
解析
T1=300 K①
时活塞对地面无压力对活塞:P1S+mg=P0S
即:②
当温度升为T2时气缸对地面无压力,对气缸:P2S=P0S+Mg
即:③
对缸内气体:等容变化,由查理定律得:
④
①②③④联立求解得:T2=400K 即:t2=127℃
答:当缸内气体温度升高到127摄氏度时,汽缸对地面恰好无压力.
考查方向
解题思路
抓住题目中的突破口“当缸内气体温度为270C时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力”,以活塞为研究对象,受力分析,利用平衡即可求出此时封闭气体的压强;
现使缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,以气缸为研究对象,可求出升温后封闭气体的压强,然后一封闭气体为研究对象,等容变化,利用查理定律就可求出气体温度.
易错点
求解被封闭气体压强时,关键找出状态参量。
如图,一质量为M的长木板静止在水平面上,有一质量为m的小滑块以一定的水平速度冲上木板,已知滑块和木板之间的动摩擦因数为μ0,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
19.若滑块在木板上滑动时,木板能保持静止不动,木板和地面之间的动摩擦因数须满足什么条件?
20.若长木板的质量M=0.2kg,长木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.1.滑块的质量也为0.2kg.滑块以v0=1.2m/s的速度滑上长木板的左端,小滑块与长木板间的动摩擦因数μ0=0.4.滑块最终没有滑离长木板,求滑块在开始滑上长木板到最后静止下来的过程中,滑块滑行的距离是多少?(g=10m/s2)
正确答案
解析
长木板受到滑块向前的摩擦力f1=μ0mg
设长木板与地面之间的动摩擦因数为μ
长木板受到地面的最大静摩擦力大小fmax=μ(M+m)g
由题意得:当f1≤fmax时木板能保持静止不动,
即:
考查方向
解题思路
长木板受到滑块向前的摩擦力f1,还受到地面给它的摩擦力,当f1≤fmax时木板能保持静止不动,根据题意即可求解;
易错点
关键是正确对滑块和木板进行受力分析,清楚滑块和木板的运动情况,根据牛顿第二定律及运动学基本公式求解.
正确答案
0.24m
解析
对m:μ2mg=ma2 解得:a2=4m/s2
对M:μ2mg﹣μ1(M+m)g=Ma1 解得:a1=2m/s2
设经历时间为t两者速度相同,则:v0﹣a2t=a1t
解得:t=0.2s
两者共同速度为:v=a1t=0.4m/s
两者相对静止前,小滑块的位移:s1=v0t﹣a2t2=0.16m
达到共同速度后对滑块和木板:μ1(M+m)g=(M+m)a3
滑行位移为:
解得:s2=0.08m
小滑块的总位称为:s=s1+s2=0.24m
考查方向
解题思路
小滑块在滑动摩擦力作用下,做匀减速运动,木板在摩擦力作用下做匀加速运动,当速度相等时相对静止,然后一起做匀减速运动直到静止,先求出速度相等前运动的位移,速度相同后一起做匀减速运动,求出加速度,根据运动学公式即可求解.
易错点
关键是正确对滑块和木板进行受力分析,清楚滑块和木板的运动情况,根据牛顿第二定律及运动学基本公式求解.
15.一物体做匀减速直线运动,在某段时间内通过的位移大小为x1,紧接着在相等的时间内叉通过的位移大小为x2,此时,物体仍然在运动.求再经过多少位移物体速度刚好减为零?
正确答案
解析
根据运动学公式得:
解得:
通过位移x1的末速度为
设再经过位移x3,物体的速度刚好为零,则:
解得:
答:再经过位移物体速度刚好减为零.
考查方向
解题思路
根据匀变速直线运动推论△x=aT2求出加速度,再根据中点时刻速度等于平均速度求出通过位移x1的末速度,根据位移速度公式即可求解.
易错点
本题关键掌握匀变速直线运动推论:△x=aT2及中点时刻速度等于平均速度。
14.某同学在用打点计时器测定匀速直线运动的加速度时,得到了如图所示的纸带,已知交流电频率为50Hz,从0点开始,每隔一个计时点取一个记数点,则每两个相邻记数点间的时间间隔为 s,测得OA=6.20cm,DE=9.72cm,则物体运动的加速度为 m/s2.
正确答案
0.04;5.5.
解析
从0点开始,每隔一个计时点取一个记数点,则每两个相邻记数点间的时间间隔为0.04s.根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2得:
考查方向
解题思路
从0点开始,每隔一个计时点取一个记数点,则每两个相邻记数点间的时间间隔为0.04s.
易错点
应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题,注意单位的换算。