高中物理魯科版第六章力與運動 全國一等獎

(時間：60分鐘滿分：100分)(本欄目內(nèi)容，學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂成冊！)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分．每個小題至少有一個選項正確，全部選對得5分，選對但不全得2分，選錯或不答得0分)1．關(guān)于慣性，下列說法正確的是()A．人在靜止不動時沒有慣性，在被絆倒時才有慣性B．物體所受的外力越大，其慣性越小C．火車行駛得越快，越難停下來，表明速度越大，物體的慣性越大D．物體的慣性與物體的受力情況及運動狀態(tài)均無關(guān)解析：慣性是物體的固有屬性，與物體受力情況、運動狀態(tài)、所處的環(huán)境均無關(guān)．慣性的大小僅決定于物體質(zhì)量的大?。时绢}正確選項為D.答案：D2.物體靜止在一斜面上，如圖所示，則下列說法中正確的是()A．物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力B．物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力C．物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力D．物體所受的重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力解析：平衡力應(yīng)作用在同一物體上．物體對斜面的壓力作用在斜面上，斜面對物體的支持力作用在物體上，這兩個力作用在兩個物體上，為一對作用力與反作用力，故A項錯，同理可知B項正確．C項錯，因為所述為平衡力．物體所受重力無論怎樣分解，各個分力都應(yīng)作用在物體上，而不能作用在斜面上，故D項錯．答案：B3.(山東高考)如圖甲所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接，圖乙中v、a、f和s分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，圖乙中正確的是()解析：物體在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動，f1＝μmgcosθ，a1＝gsinθ－μgcosθ，s1＝eq\f(1,2)a1t2；物體在水平面上做勻減速直線運動，f2＝μmg，a2＝μg，A、B、D三項均錯，C項正確．答案：C4.如圖所示，質(zhì)量為m的物體在粗糙斜面上以加速度a加速下滑，現(xiàn)加一個豎直向下的力F作用在物體上，則施加恒力F后物體的加速度將()A．增大 B．減小C．不變 D．無法判斷解析：施加力F前，mgsinθ－μmgcosθ＝ma①施加力F后，(mg＋F)sinθ－μ(mg＋F)cosθ＝ma′②eq\f(①,②)得eq\f(a,a′)＝eq\f(mg,mg＋F)<1，故a′>a.答案：A5．“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動．某人做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示．將蹦極過程近似為在豎直方向的運動，重力加速度為g，據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為()A．g B．2gC．3g D．4g解析：“蹦極”運動的最終結(jié)果是運動員懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時繩的拉力等于運動員的重力，由圖可知，繩子拉力最終趨于恒定時等于重力且等于eq\f(3,5)F0即mg＝eq\f(3,5)F0即F0＝eq\f(5,3)mg.當(dāng)繩子拉力最大時，運動員處于最低點且合力最大，故加速度也最大，此時F最大＝eq\f(9,5)F0＝3mg，方向豎直向上，由ma＝F最大－mg＝3mg－mg＝2mg得最大加速度為2g，故B正確．答案：B6．A、B兩物體以相同的初速度在同一水平面上滑動，兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，且mA＝3mB，則它們所能滑行的距離sA、sB的關(guān)系為()A．sA＝sB B．sA＝3sBC．sA＝eq\f(1,3)sB D．sA＝9sB解析：物體沿水平面滑動時做勻減速直線運動，加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg與質(zhì)量無關(guān)，由0－veq\o\al(2,0)＝－2ax和題設(shè)條件知sA＝sB.答案：A7.質(zhì)量均為m的A、B兩個小球之間系一個質(zhì)量不計的彈簧，放在光滑的臺面上．A緊靠墻壁，如圖所示．今用恒力F將B球向左擠壓彈簧，達到平衡時，突然將力撤去，此瞬間()A．A球的加速度為F/2m B．A球的加速度為零C．B球的加速度為F/2m ．B球的加速度為F/m解析：有F存在時，彈簧的彈力F′＝F；撤去F的瞬間，彈簧未來得及伸長，彈力仍然為F′，對B球：由F′＝mBaB，得B球的加速度aB＝F/m，A球加速度為零，故正確答案為BD.答案：BD8.如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，現(xiàn)施水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對滑動，一起沿水平面運動．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相對靜止，一起沿水平面運動，則F′不超過()A．2F B．F/2C．3F D．F/3解析：用水平力F拉B時，A、B剛好不發(fā)生相對滑動，這實際上是將要滑動但尚未滑動的一種臨界狀態(tài)，從而可知此時的A、B間的摩擦力為最大靜摩擦力．先用整體法考慮，對A、B整體：F＝(m＋2m)a，再將A隔離可得A、B間最大靜摩擦力：fm＝ma＝F/3，若將F′作用在A上，隔離B可得：B能與A一起運動，而A、B不發(fā)生相對滑動的最大加速度a′＝fm/2m；再用整體法考慮，對A、B整體：F′＝(m＋2m)a′＝F/2.答案：B9.如圖所示，小車沿水平面向右做加速直線運動，車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ，桿的頂端固定著一個質(zhì)量為m的小球，當(dāng)車運動的加速度逐漸增大時，下列四圖中，桿對小球的作用力(F1至F4變化)的示意圖(OO′沿桿方向)可能是()答案：C10．如圖所示，ad、bd、cd是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點為圓周的最高點，d點為最低點．每根桿上都套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為0)．用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達d所用的時間，則()A．t1＜t2＜t3 B．t1＞t2＞t3C．t3＞t1＞t2 D．t1＝t2＝t3解析：設(shè)圓的半徑為R，任取一根滑桿ed，如圖所示．設(shè)∠ade＝θ，由直角三角形得s＝ed＝2R·cosθ；在斜線ed上，a＝gsinα＝gsin(90°－θ)＝gcosθ；由位移公式得t＝eq\r(\f(2s,a))＝eq\r(\f(2×2Rcosθ,gcosθ))＝2eq\r(\f(R,g))與傾斜角度無關(guān)，所以環(huán)以任何途徑下滑時間是相等的．答案：D二、實驗題(共10分)11．在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地觀測加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與________的圖象．(3)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a－eq\f(1,M)圖線如圖所示，兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同？解析：(1)只有M與m滿足M?m才能使繩對小車的拉力近似等于盤及盤中砝碼的重力．(2)由于a∝eq\f(1,M)，所以a－eq\f(1,M)圖象應(yīng)是一條過原點的直線，所以數(shù)據(jù)處理時，常作出a與eq\f(1,M)的圖象．(3)兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時，由圖象知乙的加速度大，故乙的拉力F大(或乙中盤及盤中砝碼的質(zhì)量大)．答案：(1)M?m(2)eq\f(1,M)(3)拉力不同三、計算題(共40分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確注明數(shù)值和單位)12．(12分)如圖所示，電梯與水平面夾角為30°，當(dāng)電梯加速向上運動時，梯面對人的支持力是其重力的6/5，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？解析：本題分解加速度比分解力更顯方便．對人進行受力分析：重力mg、支持力N、摩擦力f(摩擦力的方向一定與接觸面平行，由加速度的方向可推知f水平向右)．建立直角坐標(biāo)系：取水平向右(即f方向)為x軸正向，此時只需分解加速度，其中ax＝acos30°，ay＝asin30°(如圖所示)．建立方程并求解：x方向：f＝macos30°y方向：N－mg＝masin30°所以f/(mg)＝eq\r(3)/5.答案：eq\f(\r(3),5)13．(14分)在水平地面上有一個質(zhì)量為kg的物體，物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運動.10s后拉力大小減小為F/3，并保持恒定．該物體的速度圖象如圖所示．求：(1)物體所受到的水平拉力F的大小；(2)該物體與地面間的動摩擦因數(shù)．(取g＝10m/s2)解析：物體的運動分為兩個過程，根據(jù)a＝eq\f(vt－v0,t)由圖可知兩個過程加速度分別為：a1＝1m/s2，a2＝－m/s2受力圖如圖所示：對于兩個過程，由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma1eq\f(F,3)－μmg＝ma2代入數(shù)據(jù)解之得：F＝9Nμ＝.答案：(1)9N(2)14.(14分)為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的車距．已知某地高速公路的最高限速v＝110km/h(如圖)，假設(shè)前方車輛突然停止，后車司機從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車到汽車開始減速的時間t＝s，剎車時汽車受到的阻力大小為車重的倍，則該高速公路上汽車之間的安全車距至少為多少？(g取10m/s2)解析：高速公路的最高限速