2023-2024学年新教材高中物理第七单元作业课件B教科版必修第一册

第七单元B卷•能力提升卷单项选择题

答案

单项选择题2.在某科技活动中,一位同学设计了一个加速度测量仪。如图甲所示,将一端连有摆球的轻绳悬于小车内O点,小车运动过程中,当小球与小车保持相对静止后,读出轻绳与竖直方向的夹角θ,便可通过该角度计算小车的加速度,如图乙所示是刻度盘,则 ()A.当小车处于超重或失重状态时,此加速度测量仪测量结果仍准确B.当通过刻度盘读出的角度为0°时,小球一定处于完全失重状态C.当小车的加速度大小等于重力加速度大小时,通过刻度盘读出的角度为45°D.刻度盘上的角度90°仍有现实意义答案2.C【解题思路】轻绳与竖直方向的夹角θ与轻绳的拉力有关,对小球受力分析可知,轻绳的拉力的竖直分力与小球的重力等大、反向,可知小车处于超重或失重状态将影响夹角θ的大小,则加速度测量仪测量结果不准确,A错误;当通过刻度盘读出的角度为0°时,小车和小球在水平方向的加速度等于0,在竖直方向的运动情况未知,不一定处于完全失重状态,B错误;当小车的加速度大小等于重力加速度大小时,根据矢量合成,可知轻绳与竖直方向的夹角为45°,则通过刻度盘读出的角度为45°,C正确;若刻度盘读出的角度为90°,此时小车和小球在水平方向的加速度达到无限大,没有现实意义,D错误。单项选择题

答案

单项选择题4.如图所示,竖直平面内的三根光滑细管M、N、P上端平齐,N管竖直放置,M管与N管的夹角为α,P管与N管的夹角为β,且α﹤β。三个小球同时从顶端管口由静止释放,经过相同的时间,三球均未滑出细管,则三球所处的位置正确的是()A.C.D.B.答案

名师点津“等时圆”模型所谓“等时圆”就是物体沿着位于同一竖直圆上的所有光滑细杆由静止下滑,到达圆周的最低点(或从最高点到达同一圆周上各点)的时间相等,都等于物体沿直径做自由落体运动所用的时间。单项选择题5.如图所示,一橡皮筋上端固定在O点,自然伸直后另一端位于O点正下方的A点,在A点固定一光滑铁钉,将橡皮筋跨过铁钉与位于粗糙地面上P点的物块(可视为质点)相连,由静止释放物块,物块沿水平地面向左运动并能经过O点正下方。已知橡皮筋的弹力跟其形变量成正比,橡皮筋始终在弹性限度内,地面的粗糙程度相同。则物块从P点运动至O点正下方的过程中,下列说法正确的是 ()A.物块所受的摩擦力越来越小 B.物块对地面的压力越来越小C.物块的速度越来越大

D.物块的加速度先减小后增大答案5.D【解题思路】AP的长度等于橡皮筋的形变量,设为x,AP与竖直方向的夹角设为α,对物块进行受力分析,如图所示,竖直方向上有FN+kxcosα=mg,物块从P点运动到O点正下方的过程中,xcosα(即A点到地面的高度)不变,所以FN不变,根据牛顿第三定律可得物块对地面的压力不变,根据f=μFN,可得物块所受的摩擦力大小不变,AB错误。物块从P点开始运动的一小段过程中,水平方向上有kxsinα-f=ma,因为x和α都在减小,可得kxsinα在减小,但kxsinα>f,随着kxsinα减小,加速度减小,当到达某一位置时有kxsinα=f,加速度为零,物块继续运动,有kxsinα<f,此后物块的加速度反向增大。可得物块的速度先增大后减小,加速度先减小后增大,C错误,D正确。单项选择题

答案6.A【列表解析】

设物块A的质量为mA,小球B的质量为mB,斜面体的质量为M当推力为F1时,定滑轮左侧悬挂B的细线与竖直方向的夹角为30°,以A、B和斜面体为整体,根据牛顿第二定律可得F1=(mA+mB+M)a1,以小球B为对象,根据牛顿第二定律可得mBgtan30°=mBa1,联立可得F1=(mA+mB+M)gtan30°当推力为F2时,定滑轮左侧悬挂B的细线与竖直方向的夹角为60°,以A、B和斜面体为整体,根据牛顿第二定律可得F2=(mA+mB+M)a2,以小球B为对象,根据牛顿第二定律可得mBgtan60°=mBa2,联立可得F2=(mA+mB+M)gtan60°单项选择题7.(设问创新)小王同学去叔叔家的石料厂玩,发现了一个有趣的现象:在生产过程中砂石都会自然堆积成圆锥体,且在不断堆积过程中,圆锥体的底角都是相同的。经分析可知,在已知砂石之间的动摩擦因数的情况下可较方便估测出砂石堆的体积。小王利用62.5dm3的砂石自然堆积了一个小的砂石堆,测出其底部圆周长为3m,则砂石之间的动摩擦因数为(取π=3)()A.0.9B.0.7C.0.5D.0.3答案

多项选择题8.如图所示,质量M=2kg的长木板(足够长)静止在光滑水平地面上,质量m=1kg的物块静止在长木板的左端,物块和长木板之间的动摩擦因数μ=0.1,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。现对物块施加一水平向右的恒力F=2N,物块和长木块均向右运动。下列说法正确的是 ()A.物块和长木板之间的摩擦力大小为1NB.物块和长木板相对静止,一起做加速运动C.物块运动的加速度大小为1m/s2D.若恒力F变大,则长木板的加速度变大答案

多项选择题9.如图甲所示,在顺时针匀速转动的倾斜传送带底端,一质量m=1kg的小物块开始以某一初速度向上滑动,传送带足够长,传送带与水平面的夹角θ=37°,物块运动的v-t图像如图乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是 ()图甲图乙A.物块的初速度大小为5m/sB.物块与传送带之间的动摩擦因数为0.5C.t=0.5s后物块运动的加速度大小为2m/s2D.物块从开始沿传送带向上运动到它所能到达的最高点,这一过程所经历的时间为2.5s答案9.BC【解题思路】由题图乙可知,物块的初速度大小为10m/s,A错误;物块减速到与传送带的速率相等时,加速度发生变化,所以传送带的速率v'=5m/s,在0~0.5s的时间内,物块的加速度大小a1=||m/s2=10m/s2,物块受沿传送带斜面向下的摩擦力,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得动摩擦因数μ=0.5,B正确;在t=0.5s后,设物块的加速度大小为a2,物块受沿传送带斜面向上的摩擦力,由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得a2=2m/s2,C正确;物块从t=0.5s开始,设经过t1时间速度减为零,有v'=a2t1,解得t1=2.5s,此后物块将沿传送带斜面向下滑动,则物块从开始沿传送带向上运动到它所能到达的最高点,这一过程所经历的时间t总=0.5s+t1=3.0s,D错误。重点点拨(1)可能一直加速;(2)可能先加速,后匀速

(1)可能一直加速;(2)可能先加速,后匀速;(3)可能先以加速度a1加速,后以加速度a2加速

(1)可能一直加速;(2)可能先加速,后匀速;(3)可能一直减速;(4)可能先以a1加速,后以a2加速;(5)可能一直匀速;(6)可能先减速,后匀速

(1)可能一直加速;(2)可能一直匀速;(3)可能先减速,后反向加速;(4)可能一直减速倾斜传送带动力学问题图解多项选择题

答案

实验题11.(6分)图1所示为“用DIS研究物体的加速度与力的关系”的实验装置图,A为带有位移传感器的小车,B为若干规格相同的回形针。实验中,用回形针的重力大小代替小车所受的拉力大小,摩擦阻力不计。(1)为了研究物体的加速度与力的关系,实验中应保持

不变。

(2)改变回形针的个数N,测得相应的加速度a,数据见表。回形针个数N48121620小车加速度a/m·s-20.100.200.300.400.50①根据表中数据,在图2中画出小车加速度a与回形针个数N的关系图线。②由a-N的关系图线,写出a与N的定量关系式:

。

③设一个回形针的重力为G,写出小车加速度a与它所受拉力F的定量关系式:

。

答案

实验题12.(9分)[学科核心素养·科学探究]现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、刻度尺。(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t;②用刻度尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a=

;

③用刻度尺测量A1相对于A2的高度h,设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=

;

④改变

,重复上述测量;

⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图,如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑,测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0;②进行(1)中的各项测量;③计算与作图时用(h-h0)代替h。对此方案有以下几种意见:A.方案正确可行B.方案的理论依据正确,但利用所给器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关其中合理的意见是

。

答案

计算题13.(13分)如图所示,一劲度系数k=80N/m的轻弹簧下端固定在水平地面上,弹簧上端与质量m=0.15kg的托盘Q连在一起,质量M=1.05kg的重物P放置在托盘Q上,此时整个系统处于静止状态。现给P施加一竖直向上的拉力F,使它由静止开始向上做加速度大小a=6m/s2的匀加速直线运动。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度g取10m/s2。求:(1)整个系统静止时弹簧的压缩量;(2)重物P刚要离开托盘Q时拉力的大小;(3)从开始拉重物P到重物P刚要离开托盘Q的时间。答案

重点点拨求解临界、极值问题的常用方法1.极限法:在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,一般隐含着临界问题,处理这类问题时,可把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,达到快速求解的目的。2.假设法:有些物理过程中没有出现明显的临界问题的线索,但在变化过程中有可能出现临界问题,也可能不出现临界问题,解答这类问题,一般用假设法。3.数学方法:将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式求解临界条件。计算题

答案

计算题15.(17分)如图所示,在水平面上固定一个倾角为α=37°,表面光滑且腰长d1=4.5m的等腰三角形斜面体,一长为d2=6m的轻质绸带跨过斜面的顶端对称铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M=2kg、m=1kg的两个小物块A、B(均可视为视点)同时轻放在斜面两侧的绸带的中点处。两物块与绸带间的动摩擦因数μ相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)(1)若物块A、B与绸带不发生相对滑动,它们共同运动的加速度大小为多少?且此时A、B与绸带间摩擦力的大小为多少?(2)若μ=0.75,物块B从释放到斜面底端用时为多少?答案15.【参考答案】(1)2m/s28N8N(2)2s解:(1)物块A、B与绸带不发生相对滑动,加速度大小相等,可以看作一个整体,设加速度大小为a,根据牛顿第二定律有Mgsinα-mgsinα=(M+m)a (1分)解得a=2m/s2 (1分)对物块A分析,设A与绸带间的静摩擦大小为f,根据牛顿第二定律有Mgsinα-f=Ma (1分)解得f=8N(1分)绸带质量不计,A、B与绸带间的摩擦力大小相等,都为8N。 (1分)(2)A、B与绸带间的最大静摩擦力分别为μMgcosα和μmgcosα,μMgcosα>μmgcosα,所以A与绸带间不会出现相对滑动,绸带将随着A一起运动。假设A、B与绸带一起保持相对静止,根据第(1)问可知,此时B的加速度沿斜面向上,为a=2m/s2。而μ=0.75,对B而言,μmgcosα=mgsinα=6N,B所受的最大静摩擦力恰好等于重力沿斜面向下的分力,故B不可能具有向上的加速度。综上可知,此时A带着绸带一起沿斜面向下匀加速运动,B先静止不动,脱离绸带后沿