2024-2025學年高中物理第5章力與運動章末綜合測評5含解析魯科版必修1

PAGE8-章末綜合測評(五)力與運動(時間：90分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，第1～6題只有一項符合題目要求，第7～10題有多項符合題目求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1.如圖是伽利略探討自由落體運動的試驗情景，讓小球多次在傾角為θ的阻力很小的斜面上從頂端由靜止滑下，在變更傾角θ的條件下進行多次試驗，當θ角增大時，則下列說法不正確的是()A．小球?qū)π泵娴膲毫υ龃驜．小球運動的加速度增大C．小球到達底端時的速度變大D．小球從頂端運動究竟端所需的時間減小A[由于斜面阻力很小，可以忽視，所以當θ角增大時，小球?qū)π泵娴膲毫N＝gcosθ減小，A錯誤；加速度a＝gsinθ增大，B正確；由v＝eq\r(2as)得，小球到達底端時的速度變大，C正確；由t＝eq\r(\f(2s,a))得，小球從頂端運動究竟端的時間減小，D正確．故選A.]2.如圖所示，桌面上有一光滑的木塊，木塊上有一小球，快速向右推動木塊，小球的位置可能在桌面上的哪點()A．A點 B．B點C．O點 D．無法確定C[小球具有慣性，要保持原來的狀態(tài)，在水平方向上不受摩擦力的作用，在重力的作用下，落在O點，故選C.]3．《水滸傳》第七回“花和尚倒拔垂楊柳”中有這樣一個情節(jié)：“眾潑皮嫌一株綠楊樹上的烏鴉叫．魯智深相了一相，走到樹前，把直裰脫了，用右手向下，把身倒繳著，卻把左手拔住上截，把腰只一趁，將那株綠楊樹帶根拔起．”對這段話中描述的力學學問，理解正確的是()A．魯智深對綠楊樹施加了力，而綠楊樹對魯智深沒有力的作用B．魯智深對綠楊樹施加的力大于綠楊樹對魯智深施加的力C．魯智深對綠楊樹施加的力等于綠楊樹對魯智深施加的力D．條件不足，不能推斷出魯智深對綠楊樹的力與綠楊樹對魯智深的力之間的關系C[魯智深對綠楊樹施加的力與綠楊樹對魯智深施加的力是作用力與反作用力，大小始終相等，故選項C正確，A、B、D錯誤．]4.如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運動，某時刻突然撤去拉力F，此時A和B的瞬時加速度分別為a1和a2，則()A．a(chǎn)1＝a2＝0B．a(chǎn)1＝a，a2＝0C．a(chǎn)1＝eq\f(m1,m1＋m2)a，a2＝eq\f(m2,m1＋m2)a D．a(chǎn)1＝a，a2＝－eq\f(m1,m2)aD[兩物體在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運動時，彈簧的彈力F彈＝m1a，在力F撤去的瞬間，彈簧的彈力來不及變更，大小仍為m1a，因此對A來講，加速度此時仍為a，對B物體，取向右為正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－eq\f(m1,m2)a5．圖甲是某景點的山坡滑道圖片，為了探究滑行者在滑道直線部分AE滑行的時間，技術人員通過測量繪制出如圖乙所示的示意圖，AC是滑道的豎直高度，D點是AC豎直線上的一點，且有AD＝DE＝15m，滑道AE可視為光滑，滑行者從坡頂A點由靜止起先沿滑道AE向下做直線滑動，g取10m/s2，則滑行者在滑道AE上滑行的時間為()甲乙A.eq\r(2)s B．2sC.eq\r(6)sD．2eq\r(2)sC[如圖所示，設斜面坡角為θ，取AE中點為F，則AE＝2AF＝30sinθ，物體做勻加速直線運動，對物體受力分析，受重力和支持力，將重力沿著平行斜面和垂直斜面正交分解，依據(jù)牛頓其次定律，有mgsinθ＝ma，解得a＝gsinθ；依據(jù)速度—位移公式，有AE＝eq\f(1,2)at2，解得t＝eq\r(6)s，故C正確．]6.沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度—時間圖線如圖所示．已知物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)，在0～5s、5～10s、10～15s內(nèi)F的大小分別為F1、F2和F3，則()A．F1＜F2 B．F2＞F3C．F1＞F3 D．F1＝F3A[對物體的受力分析如圖所示．依據(jù)v-t圖象可以知道，在0～5s內(nèi)加速度為a1＝0.2m/s2，方向沿斜面對下，依據(jù)牛頓其次定律：mgsinθ－f－F1＝ma1，則F1＝mgsinθ－f－0.2m；在5～10s內(nèi)，加速度a2＝0，依據(jù)牛頓其次定律：mgsinθ－f－F2＝ma2，則F2＝mgsinθ－f；在10～15s內(nèi)加速度為a3＝－0.2m/s2，方向沿斜面對上，依據(jù)牛頓其次定律：f＋F3－mgsinθ＝ma3，則：F3＝mgsinθ－f＋0.2m.故可以得到：F3＞F2＞F17．如圖甲所示，地面上有一質(zhì)量為M的重物，用力F向上提它，由力F變更而引起物體加速度變更的函數(shù)關系如圖乙所示，則下列說法中正確的是()甲乙A．當F小于圖中A點值時，物體的重力Mg＞F，物體不動B．圖中A點值即為物體的重力值C．物體向上運動的加速度和力F成正比D．圖線延長和縱軸的交點B的數(shù)值等于該地的重力加速度ABD[當0≤F≤Mg時，物體靜止，選項A正確；當F＞Mg時，即能將物體提離地面，此時F－Mg＝Ma，a＝eq\f(F,M)－g，A點表示的意義為F＝Mg，選項B正確；由圖象知，a與F是線性關系不是正比關系，選項C錯誤；由a＝eq\f(F,M)－g關系式可知，F(xiàn)＝0時a＝－g，選項D正確．]8.如圖所示，在建筑工地上一建筑工人兩手對稱用水平力將兩長方形水泥制品P和Q夾緊，并以加速度a豎直向上搬起，P和Q的質(zhì)量分別為2m和3m，水平力為F，P和Q間動摩擦因數(shù)為A．P受到Q的摩擦力方向肯定豎直向下B．P受到Q的摩擦力大小為2μFC．P受到Q的摩擦力大小為0.5m(g＋aD．P受到Q的摩擦力大小為1.5m(g＋aAC[設每只手與水泥制品的摩擦力大小均為f1，設P受到Q的摩擦力大小為f2、方向豎直向上．對P、Q整體及P分別應用牛頓其次定律有2f1－5mg＝5ma，f1＋f2－2mg＝2ma，聯(lián)立解得f2＝－0.5m(g＋a)，負號說明P受到9．如圖所示，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)為μ，則在這個過程中，木塊受到的摩擦力大小是()A．μmgB.eq\f(mF,M＋m)C．μ(M＋m)gD．maBD[木塊與小車無相對滑動，故a相同，對木塊、小車整體F＝(M＋m)a，故a＝eq\f(F,M＋m).木塊與整體加速度相同也為a，對木塊：f＝ma，即f＝eq\f(mF,M＋m)，隔離木塊，又由牛頓其次定律，f＝ma，故B、D正確．]10．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的關系如圖甲所示，物塊速度v與時間t的關系如圖乙所示．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()A．m＝0.5kg B．m＝1.5kgC．μ＝0.4 D．μ＝0.2AC[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＝0.5kg，μ＝0.4，故選項A、C正確．]二、非選擇題(本題共6小題，共60分，按題目要求作答)11．(6分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的試驗中，保持小車的質(zhì)量不變，變更小車所受的作用力，測得的數(shù)據(jù)見下表．組別12345F/N1.02.03.04.05.0a/(m·s－2)0.400.831.181.582.00(1)如圖所示的坐標紙上已描出了部分數(shù)據(jù)點，請在坐標紙上描出第2、4組數(shù)據(jù)對應的點，然后作出a-F圖象．(2)由所作圖線可以得到結論：在質(zhì)量肯定的狀況下，加速度a與作用力F成________比．(3)當探討加速度與物體質(zhì)量的關系時，應保持________不變，變更小車的質(zhì)量來進行試驗．解析：(1)如圖所示，依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，連線時留意舍棄誤差較大的點，不在圖線上的點要勻稱分布在圖線兩側．(2)由(1)所作圖線是一條傾斜直線，所以可以推斷加速度a和作用力F成正比．(3)本試驗過程采納了限制變量法的思想，在探討加速度和質(zhì)量的關系時，應當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12．(8分)某試驗小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關系．(1)(多選)下列做法正確的是________(填字母代號)．A．調(diào)整滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B．在調(diào)整木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上C．試驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源D．通過增減木塊上的砝碼變更質(zhì)量時，不須要重新調(diào)整木板傾斜度(2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿意的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________(選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”)木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量．(3)甲、乙兩同學在同一試驗室，各取一套裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的狀況下，探討加速度a與拉力F的關系，分別得到圖中甲、乙兩條直線．設甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(均選填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)探究加速度與力、質(zhì)量的關系時，牽引木塊的細繩應與長木板平行；平衡摩擦力時應不掛砝碼桶；對于打點計時器，應先接通電源，再放開木塊；平衡摩擦力后，變更木塊上砝碼的質(zhì)量，不須要重新平衡摩擦力．選項A、D正確，選項B、C錯誤．(2)設木塊的質(zhì)量為M，砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量為m，依據(jù)牛頓其次定律，有a＝eq\f(mg,M＋m)，牽引小車的拉力F＝Ma＝eq\f(Mmg,M＋m).要使F＝mg，則M≈M＋m，即要求m?M.(3)對于木塊，依據(jù)牛頓其次定律，得a＝eq\f(F－μMg,M)＝eq\f(F,M)－μg，故a-F圖象的斜率反映了木塊質(zhì)量的倒數(shù)．有eq\f(1,m甲)＞eq\f(1,m乙)，所以m甲＜m乙．當F＝0時，a＝－μg，即a-F圖象在a軸上的截距為－μg，所以－μ甲g＜－μ乙g，即μ甲＞μ乙．答案：(1)AD(2)遠小于(3)小于大于13．(10分)如圖所示，圓環(huán)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)解析：圓環(huán)對地面無壓力，則由牛頓第三定律知地面對圓環(huán)無支持力，取小球為探討對象，受重力mg和鋼絲對小球豎直向下的摩擦力f.由牛頓其次定律得：mg＋f＝ma，由牛頓第三定律可知小球?qū)︿摻z豎直向上的摩擦力f′＝f.對圓環(huán)受力分析可知，圓環(huán)受重力Mg和豎直向上的摩擦力f′作用，則：Mg＝f′，由以上各式解得：a＝eq\f(M＋m,m)g.小球沿鋼絲做勻減速運動，由運動公式可得上升的最大高度s＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(mv\o\al(2,0),2M＋mg).答案：eq\f(M＋m,m)geq\f(mv\o\al(2,0),2M＋mg)14．(10分)如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪，一條不行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＝0.1，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)解析：B落地前，以B為探討對象，由牛頓其次定律得mBg－T＝mBa1，同理，以A為探討對象，T－f＝mAa1，NA－mAg＝0，且f＝μNA，解得a1＝1.2m/s2.B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))＝0.5s，勻加速運動的末速度v＝a1t1＝0.6m/s.B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/s2.A做勻減速運動的時間t2＝eq\f(v,a2)＝0.6s.A在水平桌面上運動的時間t＝t1＋t2＝1.1s.答案：1.1s15．(12分)美國密執(zhí)安高校五名學習航空航天工程的高校生搭乘NASA的飛艇參與了“微重力學生飛行機會安排”，飛行員將飛艇開到6000m的高空后，讓其由靜止起先下落，以模擬一種微重力的環(huán)境，下落過程中飛艇所受空氣阻力僅為其重力的0.04倍，這樣持續(xù)25s之久，高校生們就可以進行微重力影響的試驗.25s之后，飛艇向下做勻減速運動，若要求飛艇在離地面高度500m時速度要減小為零，重力加速度g取10m/s2，試計算：(1)飛艇在25s內(nèi)所下落的高度；(2)飛艇做勻減速運動的過程中，飛艇的加速度大?。馕觯?1)設飛艇在25s內(nèi)下落的加速度為a1，依據(jù)牛頓其次定律可得：mg－f＝ma1，解得：a1＝eq\f(mg－f,m)＝eq\f(10m－0.04×10m,m)m/s2＝9.6m/s2，所以飛艇在25s內(nèi)下落的高度為h1＝eq\f(1,2)a1t2＝3000m.(2)25s后，飛艇將做勻減速運動，起先減速時飛艇