黑龙江省哈尔滨市哈尔滨师范大学附属中学2021-2022学年高一下学期开学考试物理答案

3.0 envi 2024-09-25 4 4 87.72KB 5 页 3知币

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一、选择题

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

C C B D D D A C A BD BC ABD AD CD

二、实验题

15.（1）B （2分）（2）0.88 （2分）（3）0.15 （2分）

16.（1）3.70 （2分）（2）（2分）（3）BD （2分）（4）C （2分）

三、计算题（30 分）

17.（9分）答案　(1)mgtanθ (2) ≤F≤

解析　(1)物体不受摩擦力时受力如图 1所示，

由平衡条件得：Fcosθ＝mgsinθ........................................2分

解得：F＝mgtanθ...........................................................1分

(2)当物体恰不沿斜面向下滑动时，F最小，物体受力如图 2所示，

由平衡条件得：

沿斜面方向：Fmincosθ＋f1＝mgsinθ

垂直斜面方向：Fminsinθ＋mgcosθ＝N1 .................................2分

又f1＝μN1。

解得：Fmin＝.................................1 分

当物体恰不沿斜面向上滑动时，F最大，物体受力如图 3所示，

由平衡条件得：

沿斜面方向：Fmaxcosθ＝f1＋mgsinθ

垂直斜面方向：Fmaxsinθ＋mgcosθ＝N2 ................................2分

又f2＝μN2

解得：Fmax＝.............................................1 分

为使物体静止在斜面上，力 F的取值范围是：≤F≤。

18.（10 分）答案　(1)2 m/s　(2)12 m/s　(3) s

解析　(1)设物块的加速度大小为 a，由受力分析可知

FN＝mg，Ff＝ma，Ff＝μFN，

得a＝6 m/s2。...............................................1 分

传送带静止，物块从 A到B做匀减速直线运动，

又x＝＝ m>L＝8 m，

则由 v－v＝－2aL，得 vB＝2 m/s。.......................................1 分

(2)由题意知，若物块能加速到 v1＝12 m/s，

由v－v＝2ax1，得 x1＝ m<L＝8 m。.....................................1 分

故物块先加速后匀速运动，

即物块到达 B端时的速度为 vB′＝v1＝12 m/s。...............................1 分

(3)若物块能向右减速到 v2＝0，

由v－v0′2＝－2ax2，得 x2＝3 m<L＝8 m，...............................................1 分

所以物块先向右减速到 0，

由v2＝v0′－at1，得减速运动的时间 t1＝1 s。....................................1 分

接着向左加速运动，向左加速到 v3＝4 m/s 的过程中，

由v－v＝2ax3，

得x3＝ m<x2＝3 m，..............................................1 分

故物块向左先加速后匀速，

由v3＝v2＋at2，得加速时间 t2＝ s。..............................................1 分

向左匀速运动的位移 x4＝x2－x3＝ m，

由x4＝v4t3，得匀速运动时间 t3＝ s，..............................................1 分

故t＝t1＋t2＋t3＝ s。..............................................1 分

19.（11 分）答案　(1)μ1＝0.1　μ2＝0.4　(2)6.0 m　(3)6.5 m

解析(1)规定向右为正方向。木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，

设加速度为 a1，小物块和木板的质量分别为 m和M。由牛顿第二定律有

－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a1①..............................................1 分

由题图 b可知，木板与墙壁碰前瞬间的速度 v1＝4 m/s，由运动学公式得

v1＝v0＋a1t1②

s0＝v0t1＋a1t③..............................................1 分

式中，t1＝1 s，s0＝4.5 m 是木板碰前的位移，v0是小物块和木板开始运动时的速度。

联立①②③式和题给条件得 μ1＝0.1④

在木板与墙壁碰撞后，木板以－v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以 v1的初速度

向右做匀变速运动。设小物块的加速度为 a2，由牛顿第二定律有

－μ2mg＝ma2⑤

由题图 b可得 a2＝⑥..............................................1 分

式中，t2＝2 s, v2＝0，

联立⑤⑥式和题给条件得 μ2＝0.4。⑦..............................................1 分

(2)设碰撞后木板的加速度为 a3，经过时间 Δt，木板和小物块刚好具有共同速度 v3。由

牛顿第二定律及运动学公式得

μ2mg＋μ1(M＋m)g＝Ma3⑧..............................................1 分

v3＝－v1＋a3Δt⑨

v3＝v1＋a2Δt⑩ ..............................................1 分

碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为 s1＝

Δt⑪..............................................1 分

小物块运动的位移为 s2＝Δt⑫..............................................1 分

小物块相对木板的位移为 Δs＝s2－s1⑬

联立④⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬式，并代入数据得

Δs＝6.0 m⑭..............................................1 分

因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为 6.0 m。

(3)在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直至停止，设加速度为

a4，此过程中小物块和木板运动的位移为 s3，由牛顿第二定律及运动学公式得

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