本章复习与测试 (2)

1 第四章测评第四章测评B B 高考体验高考体验 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 5 分 共 50 分 其中第 1 8 题为单选题 第 9 10 题为多选题 全部选对得 5 分 选不全得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 1 2014 北京理综 应用物理知识分析生活中的常见现象 可以使物理学习更加有趣和深入 例如 平伸手掌托起物体 由静止开始竖直向上运动 直至将物体抛出 对此现象分析正确的是 A 手托物体向上运动的过程中 物体始终处于超重状态 B 手托物体向上运动的过程中 物体始终处于失重状态 C 在物体离开手的瞬间 物体的加速度大于重力加速度 D 在物体离开手的瞬间 手的加速度大于重力加速度 解析 物体在手掌的推力作用下 由静止竖直向上加速时 物体处于超重状态 当物体离开手的瞬间 只 受重力作用 物体的加速度等于重力加速度 处于完全失重状态 故选项 A B C 错误 物体离开手 的前一时刻 手与物体具有相同的速度 物体离开手的下一时刻 手的速度小于物体的速度 即在物 体离开手的瞬间这段相同的时间内 手的速度变化量大于物体的速度变化量 故手的加速度大于物 体的加速度 也就是手的加速度大于重力加速度 故选项 D 正确 答案 D 2 2 2015 重庆理综 若货物随升降机运动的v t图像如图所示 竖直向上为正 则货物受到升降机的支持力F与时间t 关系的图像可能是 解析 根据题图可知 对于时间轴下面的图像 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像 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 B 3 3 2014 山东理综 如图 用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点 制成一简易秋千 某次维修时将两轻绳各剪去一小段 但仍保持等长且悬挂点不变 木板静止时 F1表示木板所受合 力的大小 F2表示单根轻绳对木板拉力的大小 则维修后 A F1不变 F2变大 B F1不变 F2变小 C F1变大 F2变大 D F1变小 F2变小 解析 因木板均处于静止状态 所以两次所受合力F1均为零 即合力F1不变 设绳与竖直方向成 角 由平衡条件得 2F2cos mg 解得F2 可知两绳各剪去一段后 角会变大 所以F2变大 选项 A 正确 答案 A 4 4 2 2015 山东理综 如图 滑块A置于水平地面上 滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A A B接触面 竖直 此时A恰好不滑动 B刚好不下滑 已知A与B间的动摩擦因数为 1 A与地面间的动摩擦 因数为 2 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 A与B的质量之比为 A B C D 解析 对滑块A F 2 mA mB g 对滑块B mBg 1F 以上两式联立得 故 B 项正确 答案 B 5 5 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 0 C l1 2 l2D 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 2 l2 故选项 C 正确 D 错误 答案 AC 6 6 2015 江苏单科 一人乘电梯上楼 在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示 以竖直向上为a的正方向 则人对地板的压力 A t 2 s 时最大B t 2 s 时最小 C t 8 5 s 时最大D t 8 5 s 时最小 解析 根据题意 当a方向向上时人处于超重状态 人对地板压力大小为F1 mg ma 可知t 2 s 时压 力最大 选项 A 正确 C 错误 当a方向向下时人处于失重状态 人对地板的压力大小为F2 mg ma 可 知t 8 5 s 时压力最小 选项 B 错误 D 正确 答案 AD 7 7 2014 重庆理综 以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时 一个物体所受空气阻 力可忽略 另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比 下列用虚线和实线描述两物体运动的v t图象可能正确的是 3 解析 忽略空气阻力的物体做匀变速直线运动 其加速度a g 其v t图象应为倾斜直线 考虑空气 阻力的物体上升时的加速度a g g 其大小从大于g 且随着速度的减小而减小 当速度减小为零 时 a g 即v t图线的斜率随着速度的减小而减小 下降时物体的加速度a g 其大小从g开 始随着速度的增大而减小 即v t图线的斜率随着速度的增大而减小 选项 D 正确 答案 D 8 8 2015 全国理综 在一东西向的水平直铁轨上 停放着一列已用挂钩连接好的车厢 当机车在 东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时 连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小 为F 当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时 P和Q间的拉力大小仍为F 不计车 厢与铁轨间的摩擦 每节车厢质量相同 则这列车厢的节数可能为 A 8B 10C 15D 18 解析 设这列车厢的总节数为n 每节车厢质量为m 从P Q处将车厢分成东 西两部分 东边为x 节 西边为 n x 节 这列车厢以加速度a向东行驶时 F n x m a 以加速度向西行驶时F xm a 联立得 3n 5x 因为n x取正整数 故选项 B C 正确 答案 BC 9 9 2015 海南单科 如图 升降机内有一固定斜面 斜面上放一物块 开始时 升降机做匀速运动 物块相对于斜面匀速下滑 当升降机加速上升时 A 物块与斜面间的摩擦力减小 B 物块与斜面间的正压力增大 C 物块相对于斜面减速下滑 D 物块相对于斜面匀速下滑 解析 升降机加速上升时 物体将出现超重现象 故物体对斜面的压力增大 B 正确 由Ff FN知 物 体与斜面间的摩擦力也增大 故 A 错误 开始 升降机匀速运动 物体相对斜面匀速下滑 由力的平衡 知Gsin Gcos 其中G为重力 为斜面与水平面的夹角 可见最初匀速下滑是因为满足 sin cos 或 tan 这一条件 而与物体重力无关 升降机加速上升时 以升降机为参考 系 电梯内物体超重 这仅仅是相当于重力增大了 但因满足了 tan 这一条件 故物体相对斜 面仍匀速下滑 因此 C 错误 D 正确 答案 BD 1010 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 由题图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 16 分 把答案填在题中的横线上 1111 8 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 4 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 s2 vC 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 25 1 79 2 C 1212 8 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M m时 F mg 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 解答题 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 5 1313 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 ma0 x 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 ma x vt0 联立 式并代入题给数据得 v 20 m s 或 72 km h 答案 20 m s 或 72 km h 1414 12 分 2015 全国理综 一长木板置于粗糙水平地面上 木板左端放置一小物块 在木板右方 有一墙壁 木板右端与墙壁的距离为 4 5 m 如图 a 所示 t 0 时刻开始 小物块与木板一起以共同 速度向右运动 直至t 1 s 时木板与墙壁碰撞 碰撞时间极短 碰撞前后木板速度大小不变 方向 相反 运动过程中小物块始终未离开木板 已知碰撞后 1 s 时间内小物块的v t图线如图 b 所示 木板的质量是小物块质量的 15 倍 重力加速度大小g取 10 m s2 求 1 木板与地面间的动摩擦因数 1及小物块与木板间的动摩擦因数 2 2 木板的最小长度 3 木板右端离墙壁的最终距离 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 1 m M g m M a1 由题图可知 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 a1t1 s0 v0t1 a1 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 式和题给条件得 1 0 1 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 2mg ma2 由图可得a2 式中 t2 2 s v2 0 联立 式和题给条件得 2 0 4 2 设碰撞后木板的加速度为a3 经过时间 t 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 2mg 1 M m g Ma3 v3 v1 a3 t v3 v1 a2 t 6 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 t 小物块运动的位移为s2 t 小物块相对木板的位移为 s s2 s1 联立 式 并代入数值得 s 6 0 m 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 1 m M g m M a4 0 2a4s3 碰后木板运动的位移为s s1 s3 联立 式 并代入数值得 s 6 5 m 木板右端离墙壁的最终距离为 6 5 m 答案 1 0 1 0 4 2 6 0 m 3 6 5 m 1515 12 分 2015 全国理综 下暴雨时 有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害 某地有一倾角为 37 sin 37 的山坡C 上面有一质量为m的石板B 其上下表面与斜坡平行 B上有一碎石堆 A 含有大量泥土 A和B均处于静止状态 如图所示 假设某次暴雨中 A浸透雨水后总质量也为 m 可视为质量不变的滑块 在极短时间内 A B间的动摩擦因数 1减小为 B C间的动摩擦因数 2减小为 0 5 A B开始运动 此时刻为计时起点 在第 2 s 末 B的上表面突然变为光滑 2保持 不变 已知A开始运动时 A离B下边缘的距离l 27 m C足