高中物理魯科版第六章力與運動 章末綜合測評

章末綜合測評(五)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求，全都選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．關(guān)于力和運動的關(guān)系，下列說法正確的是()A．物體受力才會運動B．力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變C．停止用力，運動的物體就會停止運動D．力是物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的原因【解析】由牛頓第一定律可知，力的作用不是使物體運動，而是使物體的運動狀態(tài)改變．如果物體原來的狀態(tài)是運動的，不受力仍將永遠運動下去，即物體的運動不需要力來維持，因此A、C錯誤，B正確；物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，是物體不受力時的運動規(guī)律．并不是力作用的結(jié)果，因此D錯誤．【答案】B2．(2023·北京高考)應用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學習更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出．對此現(xiàn)象分析正確的是()【導學號：79750121】A．手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B．手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C．在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D．在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度【解析】本題考查牛頓第二定律的應用，重在物理過程的分析，根據(jù)加速度方向判斷超重和失重現(xiàn)象．手托物體拋出的過程，必有一段加速過程，其后可以減速，可以勻速，當手和物體勻速運動時，物體既不超重也不失重；當手和物體減速運動時，物體處于失重狀態(tài)，選項A錯誤；物體從靜止到運動，必有一段加速過程，此過程物體處于超重狀態(tài)，選項B錯誤；當物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時物體的加速度等于重力加速度，選項C錯誤；手和物體分離之前速度相同，分離之后手速度的變化量比物體速度的變化量大，物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度，所以選項D正確．【答案】D3．做自由落體運動的物體，如果下落過程中某時刻重力突然消失，物體的運動情況將是()A．懸浮在空中不動B．速度逐漸減小C．保持一定速度向下做勻速直線運動D．無法判斷【解析】物體自由下落時，僅受重力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據(jù)牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運動，C正確．【答案】C4．如圖1所示，細線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細線與斜面平行．在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細線的拉力T和斜面的支持力N分別為(重力加速度為g)()圖1A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，N＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，N＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，N＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，N＝m(gsinθ＋acosθ)【解析】對小球受力分析，水平方向：Tcosθ－Nsinθ＝ma，豎直方向：Tsinθ＋Ncosθ＝mg，解得T＝m(gsinθ＋acosθ)，N＝m(gcosθ－asinθ)，A正確．【答案】A5．在水平地面上運動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車廂通過一根輕質(zhì)彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細線懸掛一質(zhì)量為m2的小球．某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細線與豎直方向的夾角為θ，在這段時間內(nèi)木塊與車廂保持相對靜止，如圖2所示．不計木塊與車廂底部的摩擦力，則在這段時間內(nèi)彈簧的形變?yōu)?)【導學號：79750122】圖2A．壓縮量為eq\f(m1g,k)tanθ B．伸長量為eq\f(m1g,k)tanθC．壓縮量為eq\f(m1g,ktanθ) D．伸長量為eq\f(m1g,ktanθ)【解析】設小車的加速度為a，分析m2的受力情況可得m2gtanθ＝m2a，得a＝gtanθ，再對m1應用牛頓第二定律，得kx＝m1a，x＝eq\f(m1g,k)tanθ，因a的方向向左，故彈簧處于伸長狀態(tài)，B正確．【答案】B6．如圖3所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉動小車和木塊一起做無相對滑動的加速運動．小車質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動摩擦因數(shù)μ，則在這個過程中，木塊受到的摩擦力大小是()圖3A．μmg \f(mF,M＋m)C．μ(M＋m)g D．ma【解析】m與M無相對滑動，故a相同對m、M整體F＝(M＋m)a，故a＝eq\f(F,M＋m)m與整體加速度相同也為a，對m：Ff＝ma，即Ff＝eq\f(mF,M＋m)，又由牛頓第二定律隔離m，F(xiàn)f＝ma，故B、D正確．【答案】BD7．如圖4所示，一只質(zhì)量為m的貓，抓住用繩吊在天花板上的一根質(zhì)量為M的豎直桿．當懸繩突然斷裂時，小貓急速沿桿豎直向上爬，以保持它離地面的高度不變．則桿下降的加速度為()圖4A．g \f(M＋m,M)g\f(m,M)g \f(M－m,M)g【解析】設貓急速上爬時，對桿的作用力為Ff，方向向下，則桿對貓的作用力的大小也為Ff，方向向上．繩斷裂后，貓和桿的受力情況如圖所示．由于貓急速上爬，保持對地面的高度不變，意味著這個過程中，貓對地無加速度，處于平衡狀態(tài)，所以Ff＝mg.桿僅受兩個豎直向下的力的作用，由牛頓第三定律知Ff＝Ff′，根據(jù)牛頓第二定律知，桿的加速度大小為aM＝eq\f(Mg＋Ff′,M)＝eq\f(M＋m,M)g，其方向豎直向下．故B正確．【答案】B8．放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系如圖5(甲)所示，物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖5(乙)所示．取重力加速度g＝10m/s2.由此兩圖象可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ分別為()【導學號：79750123】圖5A．m＝ B．m＝C．μ＝ D．μ＝【解析】由F-t圖和v-t圖可得，物塊在2s到4s內(nèi)所受外力F1＝3N，物塊做勻加速運動，a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2，F(xiàn)1－f＝ma，即3－10μm＝2m物塊在4s到6s所受外力F2＝2N，物塊做勻速直線運動，則F2＝f，F(xiàn)2＝μmg，即10μm＝2.②由①②解得m＝kg，μ＝，故選項A、C正確．【答案】AC二、非選擇題(本題共4小題，共52分．按題目要求作答)9．(8分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，保持小車的質(zhì)量不變，改變小車所受的作用力，測得的數(shù)據(jù)見下表．組別12345F/Na/(m·s－2)(1)如圖6所示的坐標紙上已描出了部分數(shù)據(jù)點，請在答題卡的坐標紙上描出第2、4組數(shù)據(jù)對應的點，然后作出a-F圖象；圖6(2)由所作圖線可以得到結(jié)論：在質(zhì)量一定的情況下，加速度a與作用力F成________比；(3)當研究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系時，應保持________不變，改變小車的質(zhì)量來進行實驗．【解析】(1)如圖所示，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，連線時注意舍棄誤差較大的點，不在圖線上的點要均勻分布在圖線兩側(cè)．(2)由(1)所作圖線是一條傾斜直線，所以可以判斷加速度a和作用力F成正比．(3)本實驗過程采用了控制變量法的思想，在研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系時，應該保持物體所受的作用力不變．【答案】(1)見解析(2)正(3)小車所受作用力10．(10分)某同學設計了如圖7所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系．彈簧測力計固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d.開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧測力計的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大?。賹⒛景宸呕卦幉醋。^續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測力計的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t.圖7(1)木板的加速度可以用d、t表示為a＝_________________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)_______．(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復實驗，確定加速度a與彈簧測力計示數(shù)F1的關(guān)系．下列圖象能表示該同學實驗結(jié)果的是________．(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________．a(chǎn)．可以改變滑動摩擦力的大小b．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)c．可以比較精確地測出摩擦力的大小d．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度【解析】(1)木板在繩子拉力的作用下做初速度為零的勻加速直線運動，由d＝eq\f(1,2)at2可知：a＝eq\f(2d,t2).為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是保持F1不變，重復實驗多次測量d、t，取平均值．(2)該實驗原理與教材實驗原理類似，同樣需要滿足木板的質(zhì)量M遠大于礦泉水瓶的質(zhì)量m，此時可認為繩上的拉力FT近似等于彈簧測力計示數(shù)F1.此時可認為F1＝mg；本實驗中沒有平衡摩擦力，但通過題意可知受到的摩擦力為F0，木板受到的合外力為(F1－F0)．圖象反映的是a與F1的關(guān)系，而不是a與(F1－F0)的關(guān)系，所以圖象不過原點．當F1增大時，即礦泉水瓶的質(zhì)量m增大時，該實驗不再滿足M?m，此時a越大，繩上的拉力FT就越小于礦泉水瓶的重力mg，即彈簧測力計開始加速運動時的示數(shù)F1，加速度增加得就越慢，圖線彎曲，斜率變小，c正確．(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)和比較精確地測出滑動摩擦力的大小，b、c說法是正確的．兩種實驗方法都不可以改變滑動摩擦力的大小，a說法錯誤；通過(2)中分析可以知道，當加速度增大時，實驗條件便不再滿足，此時實驗誤差變大，d說法錯誤．【答案】(1)eq\f(2d,t2)保持F1不變，重復實驗多次測量d、t，取平均值(2)c(3)b、c11．(16分)如圖8所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪，一條不可伸長的輕繩繞過定滑輪分別與物塊A、B相連，細繩處于伸直狀態(tài)，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA＝8kg和mB＝2kg，物塊A與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝，物塊B距地面的高度h＝0.15m，桌面上部分的繩足夠長．現(xiàn)將物塊B從h高處由靜止釋放，直至A停止運動．求A在水平桌面上運動的時間．(g取10m/s2)【導學號：79750124】圖8【解析】B落地前，以B為研究對象，由牛頓第二定律得mBg－T＝mBa1，同理，以A為研究對象，T－f＝mAa1，NA－mAg＝0，且f＝μNA，解得a1＝m/落地前做勻加速直線運動，位移h＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，解得t1＝eq\r(\f(2h,a1))＝s，勻加速運動的末速度v＝a1t1＝0.6m/落地后，A在摩擦力作用下做勻減速運動，由f＝mAa2得a2＝eq\f(f,mA)＝μg＝1m/做勻減速運動的時間t2＝eq\f(v,a2)＝s．A在水平桌面上運動的時間t＝t1＋t2＝s.【答案】s12．(18分)如圖9所示，圓球的質(zhì)量為M，經(jīng)過環(huán)心的豎直鋼絲AB上套有一個質(zhì)量為m的小球，今讓小球沿鋼絲AB(質(zhì)量不計)以初速度v0豎直向上運動，要使圓環(huán)對地面無壓力，則小球的加速度和小球能達到的最大高度是多少？(設小球不會到達A點)圖9【解析】由牛頓第三定律知圓環(huán)對地面無壓力，則地面對圓環(huán)無支持力，取小球為研究對