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文档简介

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(2009年高考全国卷)某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如右图长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间 实验步骤如下:用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t;重复步骤数次,并求挡光时间的平均值;利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos ;多次改变斜面的倾角,重复实验步骤,做出fcos 关系曲线(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):斜面倾角的余弦cos _;滑块通过光电门时的速度v_;滑块运动时的加速度a_;滑块运动时所受到的摩擦阻力f_.(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如右图所示,读得d= 【解析】(1)略由位移公式推论v2t-v20=2as有a= =.由动能定理有mg(h1-h2)-fs=mv2-0,故有f=mg- =mg-.(2)主尺读数3.6 cm游标尺上第2条刻度线与主尺上某条刻度线对齐,十分度的游标卡尺的精度为0.1 mm,故测量结果为d=3.6 cm+20.1 mm=3.62 cm.【答案】(1)mg-m(2)d=3.62 cm12.物体A单独放在倾角为37的斜面上时,正好能匀速下滑A系上细线通过光滑滑轮挂上物体B,且将斜面倾角改为30时,如右图所示A又正好能沿斜面匀速上滑,则B与A的质量之比为多少?【解析】倾角为37时,物体沿斜面方向上受沿斜面向下的重力的分力mAgsin 和沿斜面向上的滑动摩擦力FfFNmAgcos .因物体匀速下滑,由二力平衡知mAgsin 37mAgcos 37,tan 373/4.倾角改为30且挂上物体B后,取B为研究对象,由二力平衡知,绳的拉力FTmBg,取A为研究对象,A在斜面上向上匀速滑行时,受平行于斜面向上的绳的拉力FTmBg和平行于斜面向下的重力的分力mAgsin 以及滑动摩擦力FfmAgcos ,根据平衡条件,在平行于斜面方向上有:mAgsin mAgcos mBg,其中30,3/4,代入可得:mBmA(43)8.【答案】(43)81关于两个力的合力,下列说法错误的是()A两个力的合力一定大于每个分力B两个力的合力可能小于较小的那个分力C两个力的合力一定小于或等于两个分力D当两个力大小相等时,它们的合力可能等于分力的大小【答案】AC2两个共点力的合力为F,如果两分力之间的夹角固定不变,使其中一个力增大,则()A合力F一定增大B合力F的大小可能不变C合力F可能增大,也可能减小D当0mB,整个系统处于静止状态且滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角变化情况是()A物体A的高度升高,角变大B物体A的高度降低,角变小C物体A的高度升高,角不变D物体A的高度不变,角变小【解析】最终平衡时,绳的拉力F大小仍为mAg,由二力平衡可得2Fsin mBg,故角不变,但因悬点由Q到P,左侧部分绳子变长,故A应升高,所以C正确【答案】C4. 国家大剧院外部呈椭球型假设国家大剧院的屋顶为半球形,一保洁人员为执行保洁任务,必须在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如右图所示),他在向上爬的过程中()A屋顶对他的摩擦力不变 B屋顶对他的摩擦力变大C屋顶对他的支持力不变 D屋顶对他的支持力变大【答案】D5. 如右图所示,ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“”形框架,其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上,两根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端和一绳套系在一起,结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上,OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示,受到的拉力分别用F1和F2表示()A若l1l2,则两绳受到的拉力F1F2B若l1F2C若l1l2,则两绳受到的拉力F1l2,则两绳受到的拉力F1F2【答案】D6. (2010年黄冈中学)如右图所示,水平细杆上套一环A,环A与球B间用一轻质绳相连,质量分别为mA、mB,由于B球受到风力作用,A与B球一起向右匀速运动已知细绳与竖直方向的夹角为.则下列说法中正确的是() A风力增大时,轻质绳对B球的拉力保持不变BB球受到的风力F为mBg tan C杆对A球的支持力随着风力的增加而增加DA球与水平细杆间的动摩擦因数为mB/(mAmB)【答案】B7. (2010年湖南师大附中)质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如右图,a受到斜向上与水平面成角的力F作用,b受到斜向下与水平面成角等大的力F作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则()Ab对a的支持力一定等于mgB水平面对b的支持力可能大于2 mgCa、b之间一定存在静摩擦力Db与水平面之间可能存在静摩擦力【解析】b对a的支持力小于mg,所以A错,将a、b视为一整体,可知A、D错;假设a、b间的接触面光滑,则ab不能保持相对静止,所以C对【答案】C8世界上最伟大的水利工程中国三峡水库已关闭泄洪闸门开始蓄水在安装三峡大坝的泄洪闸门时,假设用两条等长的钢索缓慢吊起,在如下图所示的四种方案中,钢索受的拉力最大的方案是()【答案】B9下图中弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计,绳与滑轮间的摩擦力不计,物体的重力都是G,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3则()AF3F1F2BF3F1F2CF1F2F3 DF1F2F3【答案】B10. 质量为m的物体静止地放在和水平面成角的粗糙斜面上,今在物体上加一个水平方向的力F,如右图所示,物体仍静止,这时物体所受摩擦力大小为()AFmgBmgsin CF D.【答案】D11. 放风筝是在春天大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动手上牵着线拉着风筝迎风向前跑,就可以将风筝放飞到高处如右图所示,一小朋友将一只重为5 N的风筝放飞到空中后,拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时,线恰能与水平面成30角保持不变,这时小朋友拉住线的力为5 N,求此时风筝所受到的风力【解析】如右图所示,风筝的受力情况:竖直向下的重力G、沿绳子方向向下的拉力FT和垂直于风筝表面向上的风力F;风筝的运动情况:匀速直线运动根据受力平衡可得重力G和绳子的拉力FT的合力与风力F的大小相等、方向相反F=F合=5Nsin =,30F与竖直方向成30角,偏向右上方【答案】5 N方向与竖直方向成30角,偏右上方12.(2010年江苏滨海)一根弹性细绳原长为l,劲度系数为k,将其一端穿过一个光滑小孔O(其在水平地面上的投影点为O),系在一个质量为 m 的滑块A 上,A放在水平地面上小孔O离绳固定端的竖直距离为l,离水平地面高度为h(h2.则下列说法正确的是()A第2张纸到第9张纸之间可能发生相对滑动B第2张纸到第9张纸之间不可能发生相对滑动C第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左D第6张纸受到的合力为零【解析】对于第2张纸:上表面受到第1张纸向右的滑动摩擦力f122(mgF);下表面受到第3纸向左的最大静摩擦力f322(2mgF).由可知:f12f32.所以A错B对;第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向右,C错;因为第6张纸不会发生相对滑动而处于静止状态,所以它受到第5张纸向右的静摩擦力与第7张纸向左的静摩擦力等大反向,D正确【答案】BD10.(2010年哈师大附中)如右图所示,将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点,用斜向上的力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为30.则F的大小()A可能为mgB可能为mgC可能为mg D不可能为mg【答案】AB11. 2008年春节前后南方发生罕见的雪灾,冰雪天气使19个省区遭到了半个世纪以来最大的自然灾害,其中电力系统受损尤为严重,高压供电线路覆冰过重,致使电线被拉断,电线杆被压倒假设电线及其覆冰质量分布均匀,两电线杆正中间O处的张力为F,电线与电线杆结点A处的切线与竖直方向的夹角为,如上图所示,求: (1)电线作用于结点A处的拉力FT的大小(2)两电线杆间的电线及其覆冰的质量m.【解析】对OA段电线受力分析如图所示(1)水平方向上受力平衡FFTsin 得FT(2)在坚直方向上受力平衡GFTcos 即mg得m.【答案】(1)(2)12. (2010年湖南师大附中)如右图所示,一直角斜槽(两槽面间夹角为90)对水平面的倾角为,一个横截面为正方形的物块,两相邻表面与两槽面接触,且恰能沿此斜槽匀速下滑假定两槽面的材料和槽面的情况相同,求物块和槽面之间的滑动摩擦系数.【解析】设左右槽面作用于物块的支持力分别为FN1、FN2,由于对称性,FN1=FN2,它们的合力FN垂直于槽底线,且FN=FN1相应的左、右二槽面作用于物块的滑动摩擦力Ff1和Ff2相等,它们的合力Ff平行于槽底线,且Ff2Ff12FN1根据平衡条件Ff=mgsin ,FN=mgcos 从上面两个方程得=tan 、代入可得:tan .【答案】tan 1关于实验误差,下列说法中正确的是()A实验误差是实验中产生的错误,是由于测量不仔细或测量工具不精密产生的B实验误差是不可避免的,但可以通过采用精密仪器或改进实验原理和方法来减小误差C多次测量取平均值,可以减小系统误差D采用图象法处理实验数据可以减小偶然误差【解析】在实验中因设计原理错误,使用仪器出现故障,操作规程不当,实验条件不能满足要求所造成的偏差,称为错误,而不是误差在测量中误差是不可避免的,无论仪器的精密度多高,误差依然存在系统误差是由仪器本身不精确,或实验方法粗略,或实验原理不完善而产生的其特点是:多次重做同一个实验,误差总是同样的偏大或偏小减小的方法:校准测量仪器,改进实验方法,完善实验原理,偶然误差是由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的,其特点是:多次重做同个实验时,误差有时偏大有时偏小减小的方法:多次测量,求其平均值,还可采用图象法处理【答案】BD2某同学用毫米刻度尺测一物体的长度,如下图所示,下述记录结果正确的是()A3 cm B30 cmC3.00 cm D0.03 cm【解析】刻度尺的最小刻度是mm,测量时可准确测量到mm位,还可估读到mm的下一位0.1 mm.若用cm做单位,应准确测到0.1 cm.估读到0.01 cm.故应选C.【答案】C3用准确度为0.05 mm的游标卡尺测圆柱体外径时,在某次测量中主尺和游标尺的示数如下图所示, 则测量结果正确的是()A5.15 mm B50.15 mmC5.015 mm D50.015 mm【解析】因为游标尺上每一等分的长度为19 mm200.95 mm,比主尺上的最小分度1 mm的长度少0.05 mm,故此游标尺的精确度为0.05 mm.此游标尺的第3条刻度线与主尺对齐,则其读数应为0.05 mm30.15 mm,再加上50.00 mm,即游标尺的零刻度线应在主尺上50.15 mm处故B正确【答案】B4下图中各螺旋测微器的读数为_【解析】从左到右读数依次为:9 mm21.50.01 mm9.215 mm;95 mm19.70.01 mm9.697 mm;6 mm21.10.01 mm6.211 mm.【答案】9.215 mm9.697 mm6.211 mm5一种游标卡尺,它的游标尺上有50个小的等分刻度,总长度为49 mm.用它测量某物体长度,卡尺示数如下图所示,则该物体的长度是_cm.【解析】50分度游标卡尺的精确度为0.02 mm,主尺上的读数为41 mm,游标尺上的第10格与主尺刻度对齐,则该物体的长度为41 mm+100.02 mm=41.20 mm=4.120 cm.【答案】4.1206试读出下图中各螺旋测微器的读数甲_,乙_,丙_,丁_【答案】0.861 mm3.471 mm7.321 mm11.470 mm7用20分度的游标卡尺测量一物体的长度读数为10.55 mm,则游标尺上的第_条刻度线与主尺上的_mm刻度线对齐【解析】据20分度游标卡尺的原理可知:游标的零刻度线在主尺上10 mm,再向后延0.55 mm,0.55 mm的读数是游标尺的第11条刻度线与主尺上某一刻度线对齐,11个游标的刻度线的实际长度为110.95 mm10.45 mm.故游标的第11条刻度线与主尺上21 mm刻度线对齐【答案】11211探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理,其等效性是指()A使两分力与合力满足平行四边形定则B使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C使两次橡皮筋伸长的长度相等D使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变【答案】B2. 在验证力的平行四边形定则实验中,如右图所示,使b弹簧秤按图示位置开始沿顺时针方向缓慢转动,在这个过程中,保持O点位置不变和a弹簧秤的拉伸方向不变,则整个过程中关于a、b弹簧秤的读数变化是()Aa增大,b减小Ba减小,b先减小后增大Ca减小,b先增大后减小Da减小,b增大【答案】B3在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如右图所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条某同学认为在此过程中必须注意以下几项:A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是_(填入相应的字母)【解析】该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大,故B错;与两绳长短无关,A错;但需使两分力与合力在同一平面内,故C正确【答案】C4关于验证平行四边形定则的实验,请回答下列问题:(1)在该实验中,合力与分力的概念是一种_的科学思想方法(2)某同学在做该实验时,弹簧测力计平行于木板如图a放置,然后记录力的大小和方向,请你指出这样操作的问题:_(3)某同学完成该实验后得到的图形如图b所示,图上所画的四个力中,由一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力是_【答案】(1)等效替代(2)弹簧测力计的轴线与细线套不在同一直线上,导致测量数据不准确(3)F应按照实验要求做好实验,重视实验中的几个注意点,本题中的F是以F1、F2为邻边所作的平行四边形的对角线,故F是用一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力5图甲为“探究求合力的方法”的实验装置(1)下列说法中正确的是_A在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化B弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下CF1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90(2)弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为_N.【解析】(1)在测量同一组数据的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化,如果变化,即受力变化,所以A选项正确;由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O,定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小,所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向,B选项错误;弹簧测力计的使用,不能超过其量程,C选项正确;两个拉力的方向合适即可,不宜太大,也不宜太小,但不一定为90,所以D选项错误(2)考查弹簧测力计的读数【答案】(1)AC(2)4.006在验证力的平行四边形定则实验中得到如下数据,请选择合适的标度在下图方框中作图完成实验数据的处理【解析】作图如下【答案】见解析7某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是:A在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套C用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数D按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力FE只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示F比较F和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论上述步骤中:(1)有重要遗漏的步骤的序号是_和_;(2)遗漏的内容分别是_和_【解析】(1)据验证力的平行四边形定则的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E.(2)在C中未记下两条绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.【答案】(1)CE(2)在C中未记下两条绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O1(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中,以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L,把(LL0)作为弹簧的伸长量x.这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下图所示图象中的()【解析】(1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过增减砝码的数目,以改变对弹簧的拉力,来探索弹力与弹簧的伸长量的关系,所以选A、B.(2)由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x0,所以选C.【答案】(1)AB(2)C2在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,有如下一些步骤A在弹簧下端挂上一个钩码,观察指针所指位置,测出弹簧的伸长量x1B将弹簧固定悬挂在金属横杆上,将刻度尺竖直固定在弹簧旁,观察弹簧指针所指位置,并记下该位置C在坐标纸上建立平面直角坐标系,以F为纵坐标、x为横坐标,根据实验数据,选定两坐标轴适当的标度D将各组实验数据在平面坐标上进行描点,观察点的分布与走势,用平滑曲线作出反映F和x对应规律的图象E将铁架台放在水平实验桌上,将金属横杆水平固定在铁架台上F给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码,分别观察指针所指的位置,测出对应的伸长量x2、x3G根据图象和数据做出结论并整理仪器实验中合理实验步骤排序为()AEBAFCDGBEBAFDCGCEBFCADG DEAFBCDG【答案】A3.某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如上图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为_cm;该弹簧的劲度系数为_N/m.【解析】由图象可知F=0时,L0=10 cm,即自然长度为10 cm,根据F=kL,k=N/m=50 N/m.【答案】10504某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了图甲所示的实验装置他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在下面的表中(弹簧始终在弹性限度内)测量次序123456弹簧弹力大小F/N00.490.981.471.962.45弹簧总长x/cm67.168.349.4810.8511.75(1)根据实验数据在图乙的坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点,请把第5、6次测量的数据对应的点描出来,并作出Fx图线(2)图线跟x坐标轴交点的物理意义是_(3)该弹簧的劲度系数k_.(保留两位有效数字)【答案】(1)图线如图所示(2)弹簧的原长(3)42 N/m5通过“探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系”实验,我们知道

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