资源描述
2025年高考物理压轴训练4
一.选择题(共10小题)
1.(2024•北京)水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是
A.刚开始物体相对传送带向前运动
B.物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C.物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D.传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
2.(2024•宜兴市校级三模)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为,一煤块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的图像如图乙所示,煤块到传送带顶端时速度恰好为零,,,取,则
A.煤块在传送带上的划痕为8米
B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.5
C.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
D.传送带转动的速率越大,物块到达传送带顶端时的速度就会越大
3.(2024•兰州模拟)在东汉王充所著的《论衡状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是
A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
4.(2024•山东模拟)《天工开物》中记载有:“凡试弓力,以足踏弦就地,秤钩搭挂弓腰则知多少”,图1所示是古代某次测量弓力时的情境。图2为某同学制作的弓的简化图,弓弦挂在固定点上,弓下端挂一重物,已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳,弓腰和重物的总质量为时与竖直方向的夹角为,不计弓弦的质量和一切摩擦,未拉动弓弦时弓弦恰处于原长,重力加速度取,,忽略弓腰的形变。如图3所示,当弓水平在弦上搭质量为的箭,拉动弓弦,两侧弓弦夹角为时,释放弓弦,弓弦对箭的作用力产生的最大加速度大小为
A. B. C. D.
5.(2024•安徽)倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块,如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到。传送带各处的粗糙程度相同,不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度、速度随时间变化的关系图线可能正确的是
A. B.
C. D.
6.(2024•朝阳区二模)如图所示,光滑水平桌面上木块、叠放在一起,木块受到一个大小为水平向右的力,、一起向右运动且保持相对静止。已知的质量为、的质量为,重力加速度为。下列说法正确的是
A.木块受到两个力的作用
B.木块受到四个力的作用
C.木块所受合力大小为
D.木块受到的作用力大小为
7.(2024•选择性)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
8.(2024•乐清市校级三模)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯上物体处于超重状态的时段是
A.从到 B.从到
C.从到 D.从到
9.(2024•浙江)下列属于国际单位制基本单位符号的是
A. B. C. D.
10.(2024•吉林模拟)如图所示,四只猴子水中捞月,它们将一颗又直又高的杨树压弯,竖直倒挂在树梢上,从下到上依次为1、2、3、4号猴子。正当1号打算伸手捞“月亮”时,2号突然两手一滑,1号扑通一声掉进了水里。假设2号手滑前四只猴子都处于静止状态,四只猴子的质量都相等且为,重力加速度为,那么在2号猴子手滑后的一瞬间
A.1号猴子的加速度和速度都等于0
B.2号猴子对3号猴子的作用力大小为
C.2号猴子对3号猴子的作用力不变
D.树梢对4号猴子的作用力大小为
二.多选题(共5小题)
11.(2024•开福区校级模拟)如图,快递员工通过倾斜传送带将包裹从处运往较低的处,传送带与水平面的夹角,且始终以一定速度逆时针转动。在某时刻将小包裹(看作质点)轻放在传送带的处,小包裹与传送带间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则关于小包裹从运动到的说法正确的是
A.若,则可能一直加速
B.若,则可能先加速再匀速
C.若,则可能先加速再匀速
D.若,则可能先加速再减速
12.(2024•成都模拟)如图所示为教师办公室中抽屉使用过程的简图:抽屉底部安有滚轮,当抽屉在柜中滑动时可认为不受抽屉柜的摩擦力,抽屉柜右侧装有固定挡板,当抽屉拉至最右端与挡板相碰时速度立刻变为0。现在抽屉完全未抽出,在中间位置放了一个手机,手机长度,质量,其右端离抽屉右侧的距离也为,手机与抽屉接触面之间的动摩擦因数,抽屉总长,质量。不计抽屉左右两侧及挡板的厚度,重力加速度。现对把手施加水平向右的恒力,则
A.当水平恒力的大小时,手机与抽屉有相对运动
B.当水平恒力的大小时,手机不与抽屉右侧发生磕碰
C.为使手机不与抽屉右侧发生磕碰,水平恒力的大小应满足
D.为使手机不与抽屉左侧发生磕碰,水平恒力的大小必定满足
13.(2024•观山湖区校级模拟)劲度系数的轻弹簧一端固定在倾角的固定光滑斜面底部,另一端和质量的小物块相连,质量的小物块紧靠静止在斜面上,轻质细线一端连在物块上,另一端跨过定滑轮与质量的物体相连,对施加外力,使处于静止状态,细线刚好伸直,且线中没有张力,如图所示。从某时刻开始,撤掉外力,使竖直向下运动,取,弹簧和斜面上的那部分细线均平行于斜面。以下说法中正确的是
A.初始时弹簧的压缩量是
B.撤掉外力瞬间,的加速度大小为
C.当、恰好分离时,弹簧恢复原长
D.从撤去外力到、恰好分离整个过程,沿斜面移动的位移大小为
14.(2024•天心区校级模拟)如图,质量为的三角形木块静止在水平地面上,其左右两斜面光滑,一质量为的物块沿倾角的右侧斜面加速下滑时,三角形木块刚好保持静止,则当物块沿倾角的左侧斜面下滑时,下列说法中正确的是
A.仍然静止不动,地面对的摩擦力两种情况下等大
B.仍然静止不动,对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小
C.将向右滑动,若使仍然静止需对其施加向左的作用力
D.若,将滑动
15.(2024•石家庄模拟)如图所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,质量为的箱子静止在斜面上,质量为的小球通过细绳悬挂在箱子顶面的点。现给箱子一沿斜面向下的力,箱子沿斜面向下运动,稳定后细绳与竖直方向成角。已知重力加速度取,下列说法正确的是
A.稳定时细绳上的拉力为
B.稳定时细绳上的拉力为
C.改变大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向,此时力为
D.改变大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向,此时力为
三.填空题(共3小题)
16.(2024•福建模拟)一位质量为的同学从8楼乘电梯下降到1楼,在此过程中利用手机内置的加速度传感器测得电梯运行的加速度随时间的变化关系如图所示(重力加速度取。当时,该同学处于 状态(填“超重”或“失重” ,此时他对电梯地板的压力大小约 ,整个过程中电梯运行的最大速率约为 。
17.(2024•碑林区校级二模)一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球和,如图所示。一实验小组用此装置测量小球运动的加速度。
令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球释放时的高度,下降一段距离后的高度;由下降至所用的时间。由此求得小球加速度的大小为 (保留3位有效数字)。从实验室提供的数据得知,小球、的质量分别为和,当地重力加速度大小为。根据牛顿第二定律计算可得小球加速度的大小为 (保留3位有效数字),可以看出,与有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因: 。
18.(2023•雁塔区校级模拟)如图所示,某同学用量程为、分度为的刻度尺和轻质弹簧、重物等制作了一个“竖直加速度测量仪”。该同学将刻度尺竖直放置在装置一侧,0刻线在最下端。弹簧上端固定在装置上方,下端悬挂重为的物体达平衡时,弹簧下端指针指向刻度;逐步改变悬挂重物的质量,当悬挂重为的物体达平衡时,弹簧下端指针正好指向刻度,并标记此处为加速度的零点,此后就将物体固定在弹簧下端。将装置置于电梯里,可以测出电梯运行时的加速度。取
(1)所用弹簧的劲度系数为 。
(2)刻度尺上刻度为处的刻线,对应的加速度大小是 ,方向为 。(本问计算结果保留3位有效数字)
(3)若该同学在原先的基础上换用了质量更大的重物,并改变刻度尺的位置,仍使悬挂重物时的平衡位置位于刻线处(使加速度零点不变),其他条件均不变。则与原先相比,此时加速度测量仪的量程和分度值会发生怎样的变化?更适宜测量更大的加速度还是更小的加速度? 。(设刻度尺所在范围均在弹簧的弹性限度之内)
四.解答题(共7小题)
19.(2024•阆中市校级一模)如图,某同学设计的幼儿园安全斜直滑梯由长和的两段不同材料和制成,滑梯与水平地面夹角。一小朋友从点由静止滑下,经到达点速度恰好为零。重力加速度取,,。求:
(1)小朋友滑行过程中的最大速度;
(2)小朋友与和材料间的动摩擦因数和。
20.(2024•朝阳区校级模拟)如图所示,一倾角为、足够长的传送带始终以的速度逆时针匀速运转,足够长的木板上放一可视为质点的物块始终在上),两者同时由静止开始释放,释放时木板距传送带底端的距离,传送带底端有一固定挡板,木板与挡板碰撞后立即以等大的速度反弹。木板的质量为,物块的质量为,且,木板与传送带间的动摩擦因数,物块与木板间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,不计其它阻力。求:
(1)物块和木板开始运动时加速度的大小和;
(2)木板从释放至第一次与挡板相碰的时间;
(3)木板从释放到第一次沿传送带上升到最高点过程中物块相对于木板滑行的路程。
21.(2024•长春一模)如图,质量的一只长方体形空箱子在水平拉力作用下沿水平面向右匀加速直线运动,箱子与水平面间的动摩擦因数。这时箱子内一个质量的物块恰好能静止在后壁上。物块与箱子内壁间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。求:
(1)箱子对物块弹力的大小;
(2)水平拉力的大小。
22.(2024•五华区校级模拟)潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力突然减小,潜艇如同汽车那样掉下悬崖,称之为“掉深”,曾有一些潜艇因此沉没。某潜艇总质量为,在高密度海水区域海平面下沿水平方向缓慢潜航,如图所示。当该潜艇驶入海水低密度区域时,浮力突然降为;后,潜艇官兵迅速对潜艇减重(排水),此后潜艇以的加速度匀减速下沉,速度减为零后开始上浮。若潜艇减重的时间不计,水的粘滞阻力可忽略,潜艇减重前后受到的浮力保持不变。取重力加速度大小,求:
(1)潜艇为阻止“掉深”减重后的质量;
(2)潜艇“掉深”达到距海平面的最大深度。
23.(2024•沙坪坝区校级模拟)几位同学正在参与一种游戏,游戏装置如图所示,为可视作质点的煤块,为一块长为的木板(煤块能够在木板上留下划痕)。现游戏要求将置于表面某一位置,一起静置于一足够长的台面上,对施加水平向右的恒定推力,一段时间后撤去,看最终在表面形成的划痕长度,使划痕更长且煤块没有从上掉出者为最终赢家。甲同学在游戏中施加推力使、以相同加速度做匀加速运动,撤去推力后,停下所需时间是停下所需时间的三倍,且没有从上掉出。已知、之间的动摩擦因数为,、的质量均为,重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求与台面之间的动摩擦因数;
(2)在乙同学能推动的情况下,要保证置于表面任意位置时,无论推力作用时间多少,都不可能从的右端掉出,求推力应满足的条件;
(3)若丙同学的推力恒为,且,讨论当取不同值时,他改变作用时间和的初始放置位置,要使划痕最长且没有从上掉出,起初应置于表面距离左端多远的位置?作用时间为多少?
24.(2024•衡水模拟)如图所示,甲图为传送带的实物照片,乙图是其运输水果箱的示意图。传送带倾斜部分倾角为,传送带与水果箱之间的摩擦因数,传送带部分长度、部分长度,运行速度恒为。现工人每隔在底端点放上一个水果箱,点恰好掉下去一个水果箱,已知,,重力加速度,求:
(1)稳定运行时传送带上有多少个水果箱;
(2)两相邻水果箱之间的距离的最小值△与最大值△。
25.(2024•桃城区校级模拟)如图,光滑水平面上固定有光滑长直木板,倾角、质量的斜面紧靠木板放置,质量的物块与斜面之间的动摩擦因数,初始时斜面与物块均静止,作用在斜面上的力与木板平行,重力加速度取,,,求:
(1)若物块与斜面之间不发生相对滑动,力的最大值;
(2)当斜面的加速度时,的大小。(已知在力作用下,斜面与物块同时开始分别做匀变速直线运动)
2025年高考物理压轴训练4
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.(2024•北京)水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是
A.刚开始物体相对传送带向前运动
B.物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C.物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D.传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
【答案】
【考点】牛顿第二定律的简单应用;水平传送带模型
【专题】摩擦力专题;推理法;定性思想;推理能力
【分析】根据初始时刻物块速度和传送带速度大小关系判断;
根据匀速运动的条件判断摩擦力的有无;
根据物块做加速运动判断摩擦力做功的问题;
根据加速度公式结合匀变速直线运动的公式分析解答。
【解答】解:刚开始时,物体速度小于传送带速度,则物体相对传送带向后运动,故错误;
匀速运动过程中,物体与传送带之间无相对运动趋势,则物体不受摩擦力作用,故错误;
物体加速,由动能定理可知,摩擦力充当合外力对物体做正功,故错误;
设物体与传送带间动摩擦因数为,物体相对传送带运动时,,做匀加速运动时,物体速度小于传送带速度则一直加速,由可知,传速带速度越大,物体加速运动的时间越长,故正确。
故选:。
【点评】考查传送带的相关问题,会根据题意进行相应的分析和解答。
2.(2024•宜兴市校级三模)如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为,一煤块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的图像如图乙所示,煤块到传送带顶端时速度恰好为零,,,取,则
A.煤块在传送带上的划痕为8米
B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.5
C.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
D.传送带转动的速率越大,物块到达传送带顶端时的速度就会越大
【答案】
【考点】水平传送带模型
【专题】牛顿运动定律综合专题;定量思想;运动学中的图象专题;推理法;推理能力
【分析】由图乙确定传送带的速度,根据图像与时间轴围成的面积表示位移的大小,求解煤块相对传送带向上和向下运动的位移大小,从而可得煤块在传送带上的划痕长度;根据煤块相对传送带运动的方向分析传送带对物块的摩擦力方向。根据牛顿第二定律和图像的斜率的物理意义求解动摩擦因数;根据煤块在传送带上相对运动过程是否会与传送带共速,分析物块到达传送带顶端时的速度情况。
【解答】解:、由图乙可知传送带的速度为,根据图像与时间轴围成的面积表示位移的大小,可得:
在时间内煤块相对传送带向上运动的位移大小为:△
在时间内煤块相对传送带向下运动的位移大小为:△
因△△,故煤块在传送带上的划痕等于△米,故正确;
在时间内物块的速度大于传送带速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向下,方向与运动方向相反,根据牛顿第二定律得:
,根据图像的斜率绝对值等于加速度大小,可得:
在时间内传送带的速度大于物块的速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向上,方向与运动方向相同,同理可得:
,
联立解得:,故错误;
如果传送带转动的速率增加到足够大之后,使煤块在传送带上一直做加速度为的匀减速直线运动,而不能和传送带共速,那么物块到达传送带顶端时的速度是一定的,与传送带转动的速率就无关了,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了牛顿运动定律应用的传送带模型与图像的应用。掌握图像的物理意义。传送带模型要判断是否可以共速,以及共速后物体运动形式,要注意摩擦力的方向。结合运动学公式和牛顿第二定律综合求解。
3.(2024•兰州模拟)在东汉王充所著的《论衡状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是
A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
【答案】
【考点】牛顿第一定律的内容与应用
【专题】定性思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;理解能力
【分析】根据牛顿第一定律进行判断求解。
【解答】解:、水冲沙石,沙石才能运动,因为水的冲击力克服了阻力,故力是改变运动状态的原因,故错误;
、物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性,其大小只与质量有关,质量越大惯性越大,力是改变物体运动状态的原因,重的大石由于质量太大,惯性太大,所以运动状态不容易被水流改变,故正确;
、物体的运动不需要力来维持,如沙石不受力的作用时,可以做匀速直线运动状态,故错误;
、“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力为零,故错误。
故选:。
【点评】本题主要考查对牛顿第一定律的理解,解题关键是知道力是改变运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,物体的惯性与质量有关。
4.(2024•山东模拟)《天工开物》中记载有:“凡试弓力,以足踏弦就地,秤钩搭挂弓腰则知多少”,图1所示是古代某次测量弓力时的情境。图2为某同学制作的弓的简化图,弓弦挂在固定点上,弓下端挂一重物,已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳,弓腰和重物的总质量为时与竖直方向的夹角为,不计弓弦的质量和一切摩擦,未拉动弓弦时弓弦恰处于原长,重力加速度取,,忽略弓腰的形变。如图3所示,当弓水平在弦上搭质量为的箭,拉动弓弦,两侧弓弦夹角为时,释放弓弦,弓弦对箭的作用力产生的最大加速度大小为
A. B. C. D.
【答案】
【考点】力的合成与分解的应用;牛顿第二定律的简单应用
【专题】定量思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;分析综合能力
【分析】根据图2中的弓箭的形态,利用受力平衡和胡克定律求出劲度系数,在对图3分析,利用胡克定律以及力的合成与分解,结合牛顿第二定律,可求出加速度。
【解答】解:设长度为,则对于图2中,有,在图2中根据受力平衡有,解得
根据胡克定律有,解得
在图3中有,一侧弦的长度为,弦的形变量为△,则一侧弦上力的大小为△
对箭产生的合力大小为,根据牛顿第二定律有,解得,故正确,错误。
故选:。
【点评】学生在解答本题时,应注意对于受力分析问题,要熟练利用运动的合成与分解作答。
5.(2024•安徽)倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块,如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到。传送带各处的粗糙程度相同,不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,加速度、速度随时间变化的关系图线可能正确的是
A. B.
C. D.
【答案】
【考点】复杂的运动学图像问题;牛顿第二定律的简单应用;倾斜传送带模型
【专题】信息给予题;定量思想;推理法;运动学中的图象专题;牛顿运动定律综合专题;理解能力
【分析】在传送带底端无初速轻放一小物块,小物块先在传送带上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求加速度,结合图像和图像进行分析;
经过时间,小物块与传送带共速,根据滑动摩擦力的大小与重力沿斜面向下的分力大小,判断共速后小物块的运动状态,再结合图像和图像进行分析作答。
【解答】解:在传送带底端无初速轻放一小物块,小物块先在传送带上做匀加速直线运动,其图像为过原点的倾斜直线;
设动摩擦因数为,根据牛顿第二定律
解得
加速度保持不变,图像为平行于轴的直线;
经过时间,小物块与传送带共速,由于最大静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力,滑动摩擦力发生突变静摩擦力,此时,小物块受平衡力作用,加速度,小物块随传送带一起以速度做匀速直线运动,其图像为平行于轴的直线。
综上分析,故错误,正确。
故选:。
【点评】本题主要考查了传送带问题,能够对物块进行正确的受力分析,知道小物块所受的滑动摩擦力在小物块与传送带共速时会发生突变,这是两者能否保持相对静止的依据。
6.(2024•朝阳区二模)如图所示,光滑水平桌面上木块、叠放在一起,木块受到一个大小为水平向右的力,、一起向右运动且保持相对静止。已知的质量为、的质量为,重力加速度为。下列说法正确的是
A.木块受到两个力的作用
B.木块受到四个力的作用
C.木块所受合力大小为
D.木块受到的作用力大小为
【答案】
【考点】牛顿第二定律的简单应用;力的合成与分解的应用
【专题】定量思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;分析综合能力
【分析】根据受力分析可得出选项;利用牛顿第二定律可求出选项;根据力的合成可求出选项。
【解答】解:由于桌面光滑,则两木块一起向右做加速运动,则木块受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,故错误;
木块受到重力、地面的支持力、对的压力和摩擦力以及力共五个力的作用,故错误;
整体的加速度
则木块所受合力大小为,故正确;
木块受到的压力为,摩擦力为
则作用力大小为
故错误。
故选:。
【点评】学生在解答本题时,应注意对于受力分析问题,除了利用力的合成与分解外,还可以通过合力的角度进行分析。
7.(2024•选择性)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】
【考点】相互作用力与平衡力的区别和联系
【专题】理解能力;推理法;摩擦力专题;信息给予题;定性思想;共点力作用下物体平衡专题
【分析】滑动摩擦力的方向与磨条的相对运动方向相反;根据牛顿第三定律判断砚台受到磨条的滑动摩擦力方向,根据平衡条件判断桌面对砚台的摩擦力方向;
砚台处于静止状态,根据平衡条件进行分析。
【解答】解:磨条速度方向水平向左,磨条受到砚台的滑动摩擦力水平向右,根据牛顿第三定律砚台受到磨条的摩擦力方向向左,砚台有向左运动的趋势,桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故错误;
砚台处于静止状态,水平方向的合力为零,桌面和磨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故正确;
根据平衡条件桌面对砚台的支持力与磨条对砚台的压力和砚台的重力的合力互相平衡,故错误。
故选:。
【点评】本题主要考查了摩擦力方向的判断、牛顿第三定律和平衡条件的运用。
8.(2024•乐清市校级三模)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯上物体处于超重状态的时段是
A.从到 B.从到
C.从到 D.从到
【答案】
【考点】复杂的运动学图像问题;超重与失重的概念、特点和判断
【专题】牛顿运动定律综合专题;理解能力;定量思想;推理法
【分析】加速度方向向下时,电梯处于失重状态,加速度方向向上时,电梯处于超重状态,结合图象判断加速度的方向。
【解答】解:电梯上升过程中,处于超重状态时具有向上的加速度,即向上加速,只有在到内向上加速,速度向上,加速度也向上,故电梯处于超重状态的时段是到,故正确,错误。
故选:。
【点评】本题考查了对超重的理解,抓住超重的特征加速度向上,是解题的关键。
9.(2024•浙江)下列属于国际单位制基本单位符号的是
A. B. C. D.
【答案】
【考点】力学单位制与单位制
【专题】定性思想;推理法;牛顿运动定律综合专题;理解能力
【分析】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,根据基本单位及其符号分析答题。
【解答】解:国际单位制中的基本单位分别是:长度的单位是米,符号;电流的单位是安培,符号是;热力学温度的单位是开尔文,符号;物质的量单位是摩尔,符号;发光强度的单位是坎德拉,符号,质量的单位是千克,符号;时间的单位是秒,符号;故正确,错误。
故选:。
【点评】国际单位制规定了七个基本物理量,这七个基本物理量分别是谁,它们在国际单位制分别是谁,这都是需要学生自己记住的。
10.(2024•吉林模拟)如图所示,四只猴子水中捞月,它们将一颗又直又高的杨树压弯,竖直倒挂在树梢上,从下到上依次为1、2、3、4号猴子。正当1号打算伸手捞“月亮”时,2号突然两手一滑,1号扑通一声掉进了水里。假设2号手滑前四只猴子都处于静止状态,四只猴子的质量都相等且为,重力加速度为,那么在2号猴子手滑后的一瞬间
A.1号猴子的加速度和速度都等于0
B.2号猴子对3号猴子的作用力大小为
C.2号猴子对3号猴子的作用力不变
D.树梢对4号猴子的作用力大小为
【答案】
【考点】力的合成与分解的应用;牛顿第二定律的简单应用
【专题】分析综合能力;整体法和隔离法;牛顿运动定律综合专题;定量思想
【分析】在2号猴子手滑后的一瞬间,分析1号猴子的受力情况,确定其加速度大小;在2号猴子手滑之前,树梢对4号猴子的作用等于,方向竖直向上。在2号猴子手滑后的一瞬间,对2、3、4号猴子整体分析,根据牛顿第二定律列式,再对2号猴子分析,根据牛顿第二定律列式,即可求得2号猴子对3号猴子的作用力大小,并与在2号猴子手滑前2号猴子对3号猴子的作用力比较,分析该力是否变化;在2号猴子手滑后的一瞬间,树梢的形变量还没有改变,树梢对4号猴子的作用力大小不变。
【解答】解:、在2号猴子手滑后的一瞬间,1号猴子只受重力作用,则1号猴子的加速度为,故错误;
、在2号猴子手滑之前,树梢对4号猴子的作用等于,方向竖直向上。在2号猴子手滑后的一瞬间,树梢的形变量还没有改变,所以树梢对4号猴子的作用力大小仍为。对2、3、4号猴子整体分析,根据牛顿第二定律有
在2号猴子手滑后的一瞬间,对2号猴子分析,根据牛顿第二定律有
联立可得,3号猴子对2号猴子的作用力大小为
则2号猴子对3号猴子的作用力大小为,故正确,错误;
、在2号猴子手滑前,2号猴子对3号猴子的作用力为,在2号猴子手滑后的一瞬间,2号猴子对3号猴子的作用力大小为,故错误。
故选:。
【点评】本题主要考查牛顿第二定律的应用,结合整体法和隔离法,再利用牛顿第二定律即可完成分析。
二.多选题(共5小题)
11.(2024•开福区校级模拟)如图,快递员工通过倾斜传送带将包裹从处运往较低的处,传送带与水平面的夹角,且始终以一定速度逆时针转动。在某时刻将小包裹(看作质点)轻放在传送带的处,小包裹与传送带间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则关于小包裹从运动到的说法正确的是
A.若,则可能一直加速
B.若,则可能先加速再匀速
C.若,则可能先加速再匀速
D.若,则可能先加速再减速
【答案】
【考点】倾斜传送带模型
【专题】推理论证能力;推理法;定量思想;牛顿运动定律综合专题
【分析】对、受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,关键是两者共速后摩擦力方向突变,确定加速度的方向,从而确定运动状态;
若,可以确定共速后,由于最大静摩擦力大于重力的下滑分力,两者一起匀速到达下端。
【解答】解:、若,化简有:,则有:。即最大静摩擦力小于重力的下滑分力。刚开始,根据牛顿第二定律则有:
小包裹可能以加速度:,一直加速到。
也可能先以加速度:,加速达到速度后,摩擦力方向突变,再以加速度:,继续加速到,故正确,错误;
、同理,若,则小包裹可能以加速度:一直加速到,也可能先以:,加速达到速度后,再匀速运动到,故正确,错误。
故选:。
【点评】本题考查了传送带问题,解决本题的关键是熟练掌握牛顿第二定律求加速度以及运动学规律,而此题更要理解的是与动摩擦因数的大小关系的代表的意义。
12.(2024•成都模拟)如图所示为教师办公室中抽屉使用过程的简图:抽屉底部安有滚轮,当抽屉在柜中滑动时可认为不受抽屉柜的摩擦力,抽屉柜右侧装有固定挡板,当抽屉拉至最右端与挡板相碰时速度立刻变为0。现在抽屉完全未抽出,在中间位置放了一个手机,手机长度,质量,其右端离抽屉右侧的距离也为,手机与抽屉接触面之间的动摩擦因数,抽屉总长,质量。不计抽屉左右两侧及挡板的厚度,重力加速度。现对把手施加水平向右的恒力,则
A.当水平恒力的大小时,手机与抽屉有相对运动
B.当水平恒力的大小时,手机不与抽屉右侧发生磕碰
C.为使手机不与抽屉右侧发生磕碰,水平恒力的大小应满足
D.为使手机不与抽屉左侧发生磕碰,水平恒力的大小必定满足
【答案】
【考点】牛顿第二定律求解多过程问题
【专题】定量思想;临界法;牛顿运动定律综合专题;分析综合能力
【分析】利用牛顿第二定律可求出手机的最大加速度,利用整体法再结合牛顿第二定律求出一起加速运动的最大拉力,利用牛顿第二定律求出的加速度,然后结合运动学公式可求出恒力的范围;利用牛顿第二定律,结合运动学公式,可求出手机不与抽屉右侧和左侧磕碰,恒力应满足的范围。
【解答】解:、手机的最大加速度为:
手机与抽屉一起做加速运动的最大拉力为:
所以当水平恒力的大小时,手机与抽屉一起加速运动,当水平恒力的大小时,抽屉和手机一起加速运动的加速度大小为:
当抽屉拉至最右端与挡板相碰时,有:
解得:。
抽屉停止运动后,手机向右滑动,则有:
解得手机向右滑动的位移大小为:
手机恰好不与抽屉右侧发生磕碰,当水平恒力的大小时,手机不与抽屉右侧发生磕碰,故错误,正确;
、当时手机与抽屉相对滑动,水平恒力的大小时,对抽屉由牛顿第二定律得:
解得:
当抽屉拉至最右端与挡板相碰时,有:
解得:,(舍去)
手机的速度为:
解得:
手机的位移为:
解得:
抽屉停止运动后手机向右滑动的位移为:,则有:
所以手机恰好与抽屉右侧不磕碰,故为使手机不与抽屉右侧发生磕碰,水平恒力的大小可满足,故正确;
、水平恒力的大小时,对抽由牛顿第二定律得:
解得:
当抽屉拉至最右端与挡板相碰时,有:
解得:
手机向右运动的位移大小为:
解得:
则,手机恰好不与抽屉左侧发生磕碰,所以为使手机不与抽屉左侧发生磕碰,水平恒力的大小必定满足,故错误。
故选:。
【点评】在解决本题时,要分析清楚手机的运动过程,注意找到发生磕碰的临界条件是解决本题的关键。
13.(2024•观山湖区校级模拟)劲度系数的轻弹簧一端固定在倾角的固定光滑斜面底部,另一端和质量的小物块相连,质量的小物块紧靠静止在斜面上,轻质细线一端连在物块上,另一端跨过定滑轮与质量的物体相连,对施加外力,使处于静止状态,细线刚好伸直,且线中没有张力,如图所示。从某时刻开始,撤掉外力,使竖直向下运动,取,弹簧和斜面上的那部分细线均平行于斜面。以下说法中正确的是
A.初始时弹簧的压缩量是
B.撤掉外力瞬间,的加速度大小为
C.当、恰好分离时,弹簧恢复原长
D.从撤去外力到、恰好分离整个过程,沿斜面移动的位移大小为
【答案】
【考点】牛顿第二定律求解瞬时问题
【专题】牛顿运动定律综合专题;定量思想;分析综合能力;推理法
【分析】初始时,对、整体受力分析,根据共点力平衡条件解答;撤掉外力瞬间,取系统,利用牛顿第二定律计算加速度;恰好分离时,以整体为研究对象,利用牛顿第二定律计算系统此时的加速度,判断此时弹簧的状态;根据恰好分离的条件分析解得。
【解答】解:.初始时,对、整体受力分析,设此时弹簧压缩量为,根据共点力平衡条件有
解得
故正确;
.撤掉外力瞬间,取系统,则有
弹簧弹力不发生突变,则
解得
故错误;
.恰好分离时,间弹力为零,以整体为研究对象,有
解得
则的加速度大小也为0,此时弹簧处于压缩状态,故错误;
.恰好分离时,以为研究对象,有
设此时弹簧的压缩量为,由胡克定律有
解得
所以从撤去外力到、恰好分离整个过程,沿斜面移动的位移
△
故正确。
故选:。
【点评】本题考查学生对弹簧连接体模型的分析能力,其中利用模型特点,运用隔离法与整体法结合牛顿第二定律、胡克定律表示运动规律为解决本题的关键。
14.(2024•天心区校级模拟)如图,质量为的三角形木块静止在水平地面上,其左右两斜面光滑,一质量为的物块沿倾角的右侧斜面加速下滑时,三角形木块刚好保持静止,则当物块沿倾角的左侧斜面下滑时,下列说法中正确的是
A.仍然静止不动,地面对的摩擦力两种情况下等大
B.仍然静止不动,对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小
C.将向右滑动,若使仍然静止需对其施加向左的作用力
D.若,将滑动
【答案】
【考点】作用力与反作用力
【专题】定量思想;推理法;推理能力;受力分析方法专题
【分析】本题对三角形木块在物块沿倾角的右侧斜面加速下滑时以及物块沿左侧下滑分别受力分析,结合平衡方程以及角度关系分析求解。
【解答】解:.物块沿倾角的右侧斜面加速下滑时,对三角形木块受力分析,如图所示,木块恰好不滑动,说明静摩擦力达到最大值,等于滑动摩擦力,由平衡条件,在方向满足:
在方向满足:
联立解得动摩擦因数:
物块沿左侧下滑,先假设木块静止不动,对受力分析,如图所示,由平衡条件,在方向满足:
故最大静摩擦力满足:
压力的水平分力满足:
可知地面对的摩擦力两种情况下不等大;
将向右滑动,由牛顿第三定律可知,沿右侧斜面下滑时对地面的压力大小为,沿左侧斜面下滑时对地面的压力大小为,即对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小;将向右滑动,若使仍然静止需对其施加向左的作用力;故错误,正确;
.若,物块沿右侧下滑,先假设木块静止不动,则对的压力大小为,该压力的水平分力满足,竖直分力满足,与时相比,对压力的水平分力变大,则对压力的竖直分力变小,即最大静摩擦力变小,故一定滑动,故正确。
故选:。
【点评】本题考查了受力分析,准确对物体受力分析,在需要的坐标系中分解以及合成力,并建立平衡方程是解决此类问题的关键。
15.(2024•石家庄模拟)如图所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,质量为的箱子静止在斜面上,质量为的小球通过细绳悬挂在箱子顶面的点。现给箱子一沿斜面向下的力,箱子沿斜面向下运动,稳定后细绳与竖直方向成角。已知重力加速度取,下列说法正确的是
A.稳定时细绳上的拉力为
B.稳定时细绳上的拉力为
C.改变大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向,此时力为
D.改变大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向,此时力为
【答案】
【考点】力的合成与分解的应用;牛顿第二定律的简单应用
【专题】应用题;学科综合题;整体法和隔离法;合成分解
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