高中物理必修第一册第四章 核心素养综合评价

第四章核心素养综合评价(时间：75分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1．张扬同学参加了1000米跑、肺活量、引体向上、投掷实心球等项目的身体素质测试，其测试成绩中用国际单位制单位进行计量的是()A.1000米跑：3分10秒B．肺活量：3200毫升C．引体向上：15次D．投掷实心球：14.5米2．如图甲、乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片．下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是()A．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身的速度大于上半身的速度D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象3.如图所示，粗糙的传送带与水平方向夹角为θ，当传送带静止时，在传送带上端轻放一小物块，物块下滑到底端时间为T，则下列说法正确的是()A．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能大于TB．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能小于TC．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间等于TD．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间小于T4．[浙江湖州学考检测]如图所示，质量分别为2m、m的物块A和B通过一轻弹簧连接，并放置于倾角为θ的光滑固定斜面上，用一轻绳一端连接B，另一端固定在墙上，绳与斜面平行，物块A和B静止．突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为aA和aB，(弹簧在弹性限度内，重力加速度为g)则()A．aA＝0，aB＝1.5gsinθB．aA＝0，aB＝gsinθC．aA＝0，aB＝3gsinθD．aA＝aB＝gsinθ5．[安徽宣城高一期末]2021年4月16日，嫦娥五号搭载《星光》登月证书颁授仪式在北京举行．如果嫦娥五号携带已封装音乐片《星光》和月壤的上升器离开月球表面的一段运动过程中，在竖直方向上其v­t图像如图所示．则加速及减速过程中，封装装置对质量为1.7kg月壤样品的作用力大小之差为()A．4.5NB．5.2NC．6.8ND．7.6N6.如右图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动．以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下图中表示F和x之间关系的图像可能正确的是()7．潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域时，浮力骤减，称为“掉深”．如图甲，某总质量为3.0×106kg的潜艇，在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，t＝0s时，该潜艇“掉深”，之后在0～30s时间内潜艇竖直方向的v­t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)．取重力加速度为10m/s2，不计水的粘滞阻力，则潜艇()A．在“掉深”前的速度为20m/sB．在高密度海水区域受到的浮力为3.0×106NC．“掉深”后竖直向下的最大位移为100mD．“掉深”后在10～30s时间内处于超重状态二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)8．下列关于伽利略理想实验的叙述，正确的是()A．这个实验是凭空想象的B．这个实验虽然是理想的，但得出的结论是可靠的C．理想实验是一种科学方法D．理想实验是纯思维过程，与实验无关9.如图所示，材料相同，质量分别为M和m的两物体A和B靠在一起放在水平面上．用水平推力F向右推A使两物体一起向右加速运动时(图甲)，A和B之间的作用力为F1，加速度为a1.用同样大小的水平推力F向左推B加速运动时(图乙)，A和B之间的作用力为F2，加速度为a2.则()A．F1∶F2＝1∶1B．F1∶F2＝m∶MC．a1∶a2＝M∶mD．a1∶a2＝1∶110．[广东省梅州市高一上期末]如图所示，一辆公交车沿斜坡向下行驶，斜坡与水平面的夹角θ＝30°，车上悬挂的拉手吊环的悬挂带刚好垂直斜坡，对于车上质量为60kg的乘客，g取10m/s2，下列说法中正确的是()A．乘客处于失重状态B．乘客的加速度大小是5m/s2C．座椅对乘客的支持力大小是300ND．乘客对座椅的压力大小是3003N三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(8分)用如图所示的装置可以完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验．(1)打点计时器使用的电源是________(选填选项前的字母)．A．直流电源B．交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正确操作方法是________(选填选项前的字母)．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量(3)在________(选填选项前的字母)且计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．A．不悬挂槽码B．悬挂槽码(4)实验中，为了保证悬挂槽码的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，悬挂槽码的总质量m与小车M之间应满足的条件是________．A．M≫mB．m≫M12．(8分)用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系．甲乙(1)为了消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下________，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做________运动．(2)某次实验测得的数据如表所示，根据这些数据在如图乙所示的坐标图中描点并作出图像，利用a­1M1M/(kg－14.03.62.01.41.0a/(m·s－2)1.21.10.60.40.313.(10分)有经验的司机能通过控制油门使汽车做匀加速直线运动，某品牌轿车连同司机在内总质量为m＝1500kg，当轿车受到大小为F1＝500N的牵引力时恰好在水平路面上匀速行驶．现司机通过控制油门使轿车受到F2＝2000N的牵引力，从v0＝5m/s开始加速，假设汽车运动时所受的阻力保持不变，试求：(1)轿车运动过程中所受到的阻力大小；(2)轿车做加速运动时的加速度大小；(3)轿车开始加速后3s内通过的位移大小．14.(12分)如图所示，货车内的地板和墙面都是光滑的，左下角放一个小球B，右壁上挂一个相同的球A，两个球的质量均为4kg，悬挂线与右壁成37°角，货车向右加速前进，此时右壁对A球的压力刚好为零，(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)求：(1)线对A球的拉力大小；(2)左壁对B球的压力大小；(3)若货车向右加速运动的加速度a＝10m/s2，则线与右壁的夹角是多大？15．(16分)如图所示，一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道下滑，滑行54m后进入水平雪道，继续滑行40.5m后减速到零．已知小明和滑雪车的总质量为60kg，整个滑行过程用时10.5s，斜直雪道倾角为37°(sin37°＝0.6)．求小明和滑雪车：(1)滑行过程中的最大速度vm的大小；(2)在斜直雪道上滑行的时间t1；(3)在斜直雪道上受到的平均阻力Ff的大小．第四章核心素养综合评价1．解析：时间的国际单位是秒，分不是国际单位制单位，故A项错误；体积的国际单位是立方米，毫升不是国际单位制单位，故B项错误；国际单位制中次数没有单位，次不是国际单位制单位，故C项错误；米是国际单位制单位，故D项正确．答案：D2．解析：甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身的速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了，故A项错误，C项正确；乙图中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，不是因为雨天路面太滑，故B项错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小无关，故D项错误．答案：C3．解析：当传送带顺时针转动时，物块受重力、支持力和沿传送带向上的摩擦力，加速度与传送带静止时相同，所以物块下滑的时间等于T，A、B错误．当传送带逆时针转动时，开始时物块受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力，向下做匀加速直线运动的加速度大于传送带静止时物块的加速度，则物块下滑的时间小于T，故C错误，D正确．答案：D4．解析：剪断轻绳前轻绳的拉力为FT＝3mgsinθ，剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则此时A受力情况不变，加速度仍为0，即aA＝0，小球B受合力大小为FT，则加速度aB＝eq\f(FT,m)＝3gsinθ，C正确．答案：C5．解析：由题中图像得加速过程加速度大小为a1＝3m/s2，减速过程加速度大小为a2＝1m/s2，加速上升，对月壤样品F1－mg′＝ma1，减速上升，对月壤样品mg′－F2＝ma2，作用力大小之差ΔF＝F1－F2，得ΔF＝6.8N，C正确．答案：C6．解析：设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得mg＝kx0，以向上为正方向，物块的位移为x时弹簧对P的弹力F1＝k(x0－x)，对物块P，由牛顿第二定律得，F＋F1－mg＝ma，由以上各式联立可得，F＝kx＋ma.可见F与x是线性关系，且F随着x的增大而增大，当x＝0时，F＝ma>0，故A正确．答案：A7．解析：潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力骤减，则合力竖直向下，加速度向下，潜艇向下做匀加速直线运动，由v­t图像知“掉深”前的速度为零，故A错误；潜艇在海水高密度区域受力平衡，则在高密度海水区域受到的浮力为F浮＝mg＝3.0×106×10N＝3.0×107N，故B错误；由v­t图像可知，潜艇“掉深”后竖直向下先做匀加速运动，后做匀减速运动，则图像面积表示位移，“掉深”后竖直向下的最大位移为x＝eq\f(20×30,2)m＝300m，故C错误；潜艇“掉深”后，10～30s时间内竖直向下做匀减速运动，加速度向上，处于超重状态，故D正确；故选D.答案：D8．解析：理想实验是以可靠的事实为依据，忽略次要因素并把实验情形合理外推到理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验，但不能用实验验证．伽利略的理想实验虽然是假想的，但是实验方法却是科学的，实验结论也是可靠的．选项BC正确．答案：BC9．解析：用水平推力F向右推A时，对整体由牛顿第二定律得：F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a1，对于B由牛顿第二定律得：F1－μmg＝ma1，解得：a1＝eq\f(F,M＋m)－μg，F1＝eq\f(mF,M＋m)，用水平推力F向左推B时，对A、B整体由牛顿第二定律得：F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a2，对于A由牛顿第二定律得：F2－μMg＝Ma2，解得：a2＝eq\f(F,M＋m)－μg，F2＝eq\f(MF,M＋m)，所以F1∶F2＝m∶M，a1∶a2＝1∶1，B、D正确，A、C错误．答案：BD10．解析：对车上的拉环受力分析，由牛顿第二定律可知mgsin30°＝ma，解得a＝5m/s2，则乘客的加速度大小是5m/s2，B正确；乘客沿斜坡向下加速运动，加速度有竖直向下的分量，可知乘客处于失重状态，A正确；由上述分析可知，乘客的加速度仅由自身的重力沿斜坡向下的分力提供，则除重力外，乘客只受座椅垂直斜坡向上的支持力，乘客在垂直于斜坡方向受力平衡，可知座椅对乘客的支持力大小是FN＝Mgcos30°＝300eq\r(3)N，根据牛顿第三定律可知，乘客对座椅的压力大小是300eq\r(3)N，C错误，D正确．答案：ABD11．解析：(1)打点计时器需要交流电源，故选B.(2)需要平衡摩擦力和其他阻力的方法是把长木板右端垫高，用小车所受重力的分力来平衡摩擦力和阻力，故选A.(3)不悬挂槽码，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．(4)为了保证悬挂槽码的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，悬挂槽码的总质量m与小车M之间应满足的条件是M≫m.答案：(1)B(2)A(3)A(4)A12．解析：(1)本实验要平衡小车与木板间的摩擦力和纸带与打点计时器间的摩擦力，故平衡摩擦力的时候，小车要带着穿过限位孔的纸带，不能挂上槽码．当摩擦力恰好平衡时，轻推小车，小车做匀速直线运动．(2)a­eq\f(1,M)图线是一条过原点的直线，说明在受力不变时，a与M成反比．答案：(1)槽码匀速直线(2)图见解析受力不变时，a与M成反比13．解析：(1)轿车匀速运动时受力平衡，则Ff＝F1＝500N.(2)由牛顿第二定律：F2－Ff＝ma，则a＝eq\f(F2－Ff,m)代入数据得a＝1m/s2.(3)轿车做匀加速运动的位移为x＝v0t＋eq\f(1,2)at2代入数据得x＝19.5m.答案：(1)500N(2)1m/s2(3)19.5m14．解析：(1)对小球A受力分析如图所示，在竖直方向上受力平衡；Fcos37°＝mg得F＝50N.(2)设货车的加速度为a1，以A球为研究对象，根据牛顿第二定律得：mgtan37°＝ma1解得：a1＝gtan37°＝7.5m/s2再以B球为研究对象，根据牛顿第二定律得N＝ma1＝4kg×7.5m/s2＝30N.(3)当货车向右加速运动的加速度a＝10m/s2时，由于10m/s2＞7.5m/s2，所以小球A离开右壁，与右壁不接触，设此时线与右壁的夹角为θ，则mgtanθ＝ma，解得θ＝45°.答案：(1)50N(2)30N(3)45°15．解析：(1)小明和滑雪车在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速直线运动，在水平雪道上滑行时，做末速度为0的匀减速直线运动，由平均速度公式eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝eq\f(v0＋v,2)可知：x1＝eq\f(vm,2)t1，x2＝eq\f(vm,2)t2则整个过程有：eq\f(vm,2)＝eq\f(x1＋x2,t1＋t2)＝eq\f(54m＋40.5m,10.5s)＝9m/s解得vm＝18m/s.(2)在斜直雪道上滑行过程中，由x1＝eq\f(vm,2)t1可得，滑行的时间：t1＝eq\f(2x1,vm)＝eq\f(2×54m,18m/s)＝6s.(3)根据匀变速直线运动速度时间关系式v＝v0＋at可得，小明和滑雪车在斜直雪道上的加速度：a＝eq\f(vm,t1)＝3m/s2由牛顿第二定律知：mgsin37°－Ff＝ma解得在斜直雪道上受到的平均阻力大小Ff＝180N.答案：(1)18m/s(2)6s(3)180N综合检测一、选择题(本题共10小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.(浙江嘉兴高一期末)关于以下各图说法正确的是()A.图甲所示真空管内的铁片和羽毛下落一样快,说明两者质量相等B.图乙所示弹簧下端悬挂的钩码数量越多,弹簧的劲度系数就越大C.图丙所示月球上的五星红旗离地球非常遥远,所以没有惯性D.图丁所示的伽利略理想斜面实验,说明力不是维持物体运动的原因解析图甲所示真空管内的铁片和羽毛下落一样快,说明轻重不同的物体在真空中下落一样快,不能说明两者质量相等,故A错误;图乙所示弹簧下端悬挂的钩码数量越多,则弹簧的形变量越大,不能说明弹簧的劲度系数越大,故B错误;图丙所示月球上的五星红旗虽然离地球非常遥远,但由于红旗具有质量,所以一定具有惯性,故C错误;图丁所示的伽利略理想斜面实验,说明了力不是维持物体运动的原因,故D正确。答案D2.如图所示,一只壁虎在一块竖直的玻璃上由P点沿直线运动到Q点,关于壁虎在竖直面内受到的力,结合运动情况下列受力分析图可能正确的是()解析壁虎缓慢爬行时,受重力和墙壁的作用力而处于平衡状态,重力竖直向下,墙壁对其作用力为竖直向上,故A、B错误;壁虎加速爬行时,受重力和墙壁的摩擦力,合外力沿运动方向,故C正确,D错误。答案C3.(浙江丽水高一期末)某人骑自行车,在距离十字路口停车线30m处看到信号灯变红,此时自行车的速度为4m/s。若骑车人看到红灯就停止用力,自行车靠惯性滑行过程做匀减速运动,加速度为0.2m/s2,以下说法正确的是()A.自行车运动时才有惯性B.自行车滑行的时间为7.5sC.自行车滑行的位移为30mD.自行车应当刹车才能在停车线前停下来解析自行车的惯性只与质量有关,与运动状态无关,选项A错误;自行车滑行的时间为t=v0a=40.2s=20s,选项B错误;自行车滑行的位移为s=v02t=40m>30答案D4.(浙江杭州高一月考)木块A、B的重力均为40N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了Δx=2.0cm,弹簧的劲度系数k=400N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=10N的水平力推木块B,如图所示,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,力F作用后()A.木块A所受静摩擦力大小为10NB.弹簧的压缩量变为2.5cmC.木块B所受静摩擦力为0D.木块B所受静摩擦力大小为2.0N解析由胡克定律可得弹簧弹力为F=kΔx=400×0.02N=8N,木块A、B与地面间的最大静摩擦力为Ff=μmg=0.25×40N=10N,故A、B均静止,A受到的摩擦力为8N。施加水平推力F=10N后,B水平方向受到弹簧向右的弹力8N,向左的推力10N,所以所受摩擦力大小为2N,仍静止,故C错误,D正确。弹簧弹力不变,则弹簧压缩量不变,木块A静止,所受摩擦力大小不变,仍为8N,故A、B错误。答案D5.(山东潍坊高一月考)一矩形斜坡ABCD与水平面的夹角为37°。施加平行于斜坡面的推力F,使重10N的物体沿对角线BD匀速下滑,对角线与底边夹角为30°,物体与斜面的动摩擦因数μ=0.75,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则施加的外力F大小为()A.62N B.53N C.6N D.8N解析物体受竖直向下的重力,垂直斜面的支持力,平行斜面沿BD对角线向上的摩擦力和平行于斜坡面的推力F,因为物体匀速下滑,所以受力平衡,对垂直于斜面的方向有Gcos37°=FN,重力沿平行于斜面的分力F'=Gsin37°=6N,方向沿斜面平面向下,对于平行于斜面沿BD方向向上的摩擦力Ff=μFN=6N,F'与Ff夹角为120°,则有F'与Ff的合力为6N,根据平衡条件可知,推力F应和F'与Ff的合力等大反向,即6N,故选C。答案C6.如图所示是两个物体A和B同时出发沿同一直线运动的x-t图像。由图像可知()A.t=4s时物体B的速度为0B.t=4s时物体A的加速度为0C.前4s内A、B速度方向相同D.t=2s时物体A和物体B速度相同解析t=4s时物体B的速度为vB=0-104=-2.5m/s,故A错误;由图像可知,t=4s时物体A做匀速运动,此时加速度为0,故B正确;由图像可知,前4s内物体A向正方向做匀速运动,物体B向负方向做匀速运动,故C错误;t=2s时物体A的速度为vA=104=2.5m/s,t=2s时物体B的速度为vB=-2.5m/s,物体A与物体B的速度大小相等答案B7.如图所示,与水平面夹角θ=37°的传送带正以10m/s的速度顺时针运行。在传送带的A端轻轻地放一小物体,若已知该物体与传送带之间的动摩擦因数为0.5,传送带A端到B端的距离为16m,sin37°=0.6,g取10m/s2,则小物体从A端运动到B端所需的时间是()A.2.0s B.2.1sC.4.0s D.4.1s解析传送带顺时针运行,小物块所受的摩擦力方向不变,一直沿传送带向上,根据牛顿第二定律得a=mgsinθ-μmgcosθm=2m/s2,物块速度方向与传送带运行方向相反,物块做匀加速运动,根据s=12at2得,t=2×答案C8.如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端,假设时间足够长,斜面足够长,取沿斜面向上为正方向,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则弹簧的弹力F'、物块受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是()解析弹簧的弹力始终等于拉力F,即F'=kt,故A正确,B错误;物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mgsinα,方向向上,在拉力F增大的过程中,静摩擦力的大小变化满足F+Ff=mgsinα,随着F的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,摩擦力变为滑动摩擦力,大小保持恒定,故C错误,D正确。答案AD9.(福建南平高一期末)如图所示,一竖直放置的轻弹簧两端各拴接一个物块A和B,整个系统处于静止状态。已知物块A的质量为mA=1kg,物块B的质量为mB=3kg,轻弹簧的劲度系数k=100N/m。现对物块A施加一竖直向上的力F,使A从静止开始向上做匀加速直线运动,经0.4s,物块B刚要离开地面。设整个过程中弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是()A.t=0时,弹簧的形变量为0.4mB.0~0.4s内,F的最大值为45NC.0~0.4s内,F的最小值为15ND.0~0.4s内,物块A上升的距离xA=0.4m解析t=0时,弹簧的压缩量为x1,则有x1=mAgk=10100m=0.1m,故A错误;t=0.4s时,物体B刚要离开地面,弹簧对B的拉力恰好等于B的重力,设此时弹簧的伸长量为x2,则有x2=mBgk=30100m=0.3m,A物体上升的高度为x=x1+x2=0.1m+0.3m=0.4m,A向上做匀加速运动,有x=12at2,解得a=5m/s2,t=0时,外力F最小,为F1=mAa=1×5N=5N,t=0.4s时,外力F最大,由牛顿第二定律,得F2-mAg-kx2=mAa,解得答案BD10.(福建三明高一月考)如图所示,物体的质量m=6kg,用与水平方向成θ=37°角的推力F作用在物块上,物体与地面的动摩擦因数为μ=0.75,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=35,g取10m/s2,下列判断正确的是(A.如果F=150N,可以把物块推动B.如果F=150N,不能把物块推动C.如果θ=60°,只要不断增大F,滑块一定会推动D.如果θ=60°,则无论F为多大,该滑块均无法被推动解析以物块为研究对象,受到重力、支持力、推力和摩擦力,如图所示。设物块恰好能够运动时的推力为F1,则有F1cosθ=Ff,根据摩擦力的计算公式可得Ff=μFN=μ(mg+F1sinθ),联立解得F1=μmgcosθ-μsinθ=0.75×6×100.8-0.75×0.6N=9007N,如果F=150N>9007N,则能把物块推动,故A正确,B错误;假设力F与水平方向的夹角恰好为α时,无论施加多大的推力,都不可能推动物块,则根据F1=μmgcosθ-μsinθ,类比可得F=答案AD二、实验题(本题共2小题,共16分)11.(8分)某同学利用如图所示的器材验证力的平行四边形定则,在倾斜桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动。将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力。回答下列问题:(1)在实验中,若一根绳子挂的钩码质量为m,另一根绳子挂的钩码质量为2m,则第三根绳子所挂的钩码质量m'应满足关系:。

(2)在拆下钩码和绳子前,最必要的一个步骤是。

A.标记结点O的位置,并记录三段绳子的方向B.量出三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)若改变桌面的倾斜角度,(选填“会”或“不会”)影响实验的结论。

解析(1)根据三力平衡条件,第三根绳子所挂的钩码质量m'应满足关系2m-m≤m'≤2m+m,即m≤m'≤3m。(2)该实验必须记下力的三要素,即大小、方向、作用点。大小可以通过钩码的个数来表示,方向就是绳子的方向,作用点为O点,故选A。(3)绳子拉力即为钩码重力,若改变桌面的倾斜角度,拉力不变,所以不会影响实验的结论。答案(1)m≤m'≤3m(2)A(3)不会12.(8分)在探究加速度与力、质量的关系的实验中,将五辆质量均为M的相同小车放在水平木板上,每辆小车前端系一条细线,细线的另一端跨过定滑轮挂质量为m的小盘,在小车1~5的对应的盘中分别放质量为m~5m的砝码。每辆小车后端系一条细线,用长木条将细线同时按压在木板上,如图所示。抬起长木条,五辆小车同时开始运动,按下长木条,五辆小车同时停下。用刻度尺测出小车移动的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5。用小盘和砝码的总重力大小代替小车前端细线的拉力大小,重力加速度为g。回答下列问题:(1)实验时,水平木板(选填“需要”或“不需要”)一端垫高用于平衡摩擦力;

(2)用小盘和砝码的总重力大小代替小车前端细线的拉力大小需满足的条件为;(用题中所给物理量字母表示)

(3)若五辆小车的位移之比满足x1∶x2∶x3∶x4∶x5=,则可验证合外力与加速度成正比。

解析(1)本实验将细线对小车的拉力视为小车受到的合外力,其大小近似等于砝码的重力大小,故本实验需要平衡摩擦力。(2)设盘和砝码的总质量为m1,对整体,根据牛顿第二定律得m1g=(M+m1)a对小车,根据牛顿第二定律得FT=Ma联立两式得FT=Ma=Mm1M+m1g=只有M≫m1,即M≫6m时,FT才近似等于小盘和砝码的总重力。(3)由于小车运动的时间相等,小车的位移x=12at根据牛顿第二定律有a=m1联立得x=m12M则x1∶x2∶x3∶x4∶x5=2m∶3m∶4m∶5m∶6m=2∶3∶4∶5∶6。答案(1)需要(2)M≫6m(3)2∶3∶4∶5∶6三、计算题(本题共3小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(14分)(河南高一期末)舰载机着舰被称为“在刀尖上跳舞”,指的是舰载机着舰有很大的风险,一旦着舰不成功,飞行员必须迅速实施“逃逸复飞”,“逃逸复飞”是指制动挂钩挂拦阻索失败后飞机的复飞。某航母跑道长为280m,飞行员在一次训练“逃逸复飞”科目时,舰载机在跑道一端着舰时的速度为55m/s,着舰后以10m/s2的加速度做匀减速直线运动,3s后制动挂钩挂拦阻索失败,于是舰载机立即以6.25m/s2的加速度复飞,起飞需要的最小速度为50m/s。(1)求舰载机着舰3s时的速度大小;(2)本次“逃逸复飞”能否成功?若不能,请