高中物理 第5章 力与运动测评B 鲁科版必修1.doc

第5章测评b(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,15题只有一个符合题目要求,68题有多个选项符合题目要求)1.(2014北京理综)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的o点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是()a.如果斜面光滑,小球将上升到与o点等高的位置b.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态c.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变d.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小解析:当斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿斜面上升的最高位置依次升高。对比三次实验结果,根据把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法可知,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,小球能够上升到与o点等高的位置,故最直接的结论是选项a;b、c、d中的结论从题目中不可以直接得出,故排除。答案:a2.(2013课标全国)一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小,f表示水平拉力的大小。能正确描述f与a之间关系的图象是()解析:设物块受的滑动摩擦力为f,当拉力f增大至等于滑动摩擦力时,物块才开始滑动。根据牛顿第二定律得 f-f=ma,则f=f+ma,c项正确。答案:c3.(2015重庆理综)高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()a.+mgb.-mgc.+mgd.-mg解析:设作业人员下落h时的速度为v,根据自由落体运动规律可得v2=2gh。对于安全带伸长到最长过程,设竖直向上为正方向,根据动量定理得ft-mgt=0-(-mv),解以上两式可得f=+mg,选项a正确。答案:a4.(2015重庆理综)若货物随升降机运动的v-t图象如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力f与时间t关系的图象可能是()解析:根据题图可知,对于时间轴下面的图象,电梯先向下做匀加速运动,再匀速,后匀减速运动,则根据牛顿第二定律可知,货物随电梯先失重、再处于平衡状态,后超重,则支持力先小于重力、再等于重力、后大于重力;对于时间轴上面的图象,电梯向上先做匀加速运动、再匀速、后匀减速运动时,同理可知支持力先大于重力、再等于重力、后小于重力,选项b正确。答案:b5.(2013安徽理综)如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力t和斜面的支持力n分别为(重力加速度为g)()a.t=m(gsin +acos )n=m(gcos -asin )b.t=m(gcos +asin )n=m(gsin -acos )c.t=m(acos -gsin )n=m(gcos +asin )d.t=m(asin -gcos )n=m(gsin +acos )解析:由题意可知,小球始终静止在斜面上,与斜面体一起向右匀加速运动,小球受力如图所示。沿水平和竖直方向正交分解得tcos -nsin =ma,tsin +ncos =mg,联立可得t=m(gsin +acos ),n=m(gcos -asin ),选项a正确。答案:a6.(2014山东理综)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图象如图。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()a.t1b.t2c.t3d.t4解析:因物体做直线运动,速率增大的阶段质点所受合外力方向与其速度方向一定相同。由此判断选项a、c正确。答案:ac7.(2015海南单科)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧s1和s2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点o。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为a1,s1和s2相对于原长的伸长分别记为l1和l2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间()a.a1=3gb.a1=0c.l1=2l2d.l1=l2解析:细线剪断前,a受细线向上的拉力f1=3mg,还受重力mg以及弹簧s1向下的拉力f2=2mg。细线剪断瞬间,线的拉力f1突然消失,但弹簧s1对其拉力不能突变。此时,a受的合力f=3mg,方向向下,由f=ma知,其加速度大小a1=3g,故a正确,b错误;此瞬间因弹簧形变未来得及发生改变,此时仍有l1=,l2=,所以,l1=2l2,故选项c正确,d错误。答案:ac8.导学号93960099(2015全国理综)如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()a.斜面的倾角b.物块的质量c.物块与斜面间的动摩擦因数d.物块沿斜面向上滑行的最大高度解析:由图象可得物块上滑的加速度大小a1=,下滑的加速度大小a2=,根据牛顿第二定律,物块上滑时有mgsin +mgcos =ma1,下滑时有mgsin -mgcos =ma2,则可求出、;物块上滑的最大距离x=,则最大高度h=xsin ,选项a、c、d正确,b错误。答案:acd二、实验题(本题共2小题,共18分。把答案填在题中的横线上)9.(9分)(2015全国理综)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50 hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。图(a)图(b)(1)物块下滑时的加速度a=m/s2,打c点时物块的速度v=m/s;(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是(填正确答案标号)。a.物块的质量b.斜面的高度c.斜面的倾角解析:(1)滑块下滑的加速度a= m/s2解得a=3.25 m/s2vc= m/s=1.79 m/s。(2)由mgsin -mgcos =ma可得=tan -,故还需要测出斜面的倾角,选项c正确。答案:(1)3.251.79(2)c10.(9分)(2014课标全国)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题。图(a)图(b)(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成(选填“线性”或“非线性”)关系。(2)由图(b)可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是。(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是,钩码的质量应满足的条件是。解析:(1)由小车的加速度与钩码质量的关系图可知,描的点不在一条直线上,两者为非线性关系。(2)由关系图可知,当钩码质量不为零,即小车受到一定的拉力时,其加速度为零,原因可能是小车受到摩擦力的作用。(3)调节轨道的倾斜度,平衡摩擦力,使得小车受的合力等于绳对小车的拉力。分别对小车和钩码受力分析,由牛顿第二定律得f=ma和mg-f=ma,解得f=,可知当mm时,fmg。因此,平衡摩擦力后,再使钩码的质量远小于小车的质量,就可以直接以钩码的重力作为小车受到的合外力。答案:(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量三、计算题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(10分)(2014课标全国)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120 m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的,若要求安全距离仍为120 m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。解析:设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为0,刹车时汽车的加速度大小为a0,安全距离为x,反应时间为t0,由牛顿第二定律和运动学公式得0mg=ma0x=v0t0+式中,m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度。设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为,依题意有=0设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a,安全行驶的最大速度为v,由牛顿第二定律和运动学公式得mg=max=vt0+联立式并代入题给数据得v=20 m/s(72 km/h)。答案:20 m/s(72 km/h)12.(12分)(2013山东理综)如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力f作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由a点运动到b点,a、b之间的距离l=10 m。已知斜面倾角=30,物块与斜面之间的动摩擦因数=。重力加速度g取10 m/s2。(1)求物块加速度的大小及到达b点时速度的大小。(2)拉力f与斜面夹角多大时,拉力f最小?拉力f的最小值是多少?解析:(1)设物块加速度的大小为a,到达b点时速度的大小为v,由运动学公式得l=v0t+at2v=v0+at联立式,代入数据得a=3 m/s2v=8 m/s(2)设物块所受支持力为fn,所受摩擦力为ff,拉力与斜面间的夹角为,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得fcos -mgsin -ff=mafsin +fn-mgcos =0又ff=fn联立式得f=由数学知识得cos +sin =sin(60+)由式可知对应f最小的夹角=30联立式,代入数据得f的最小值为fmin= n答案:(1)3 m/s28 m/s(2)30 n13.导学号93960100(12分)(2013福建理综)质量为m、长为l的杆水平放置,杆两端a、b系着长为3l的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g,不计空气影响。(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小;(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿ab方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于a端的正下方,如图乙所示。求此状态下杆的加速度大小a;为保持这种状态需在杆上施加一