高中物理鲁科版第六章力与运动 章末综合测评

章末综合测评(五)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．关于力和运动的关系，下列说法正确的是()A．物体受力才会运动B．力使物体的运动状态发生改变C．停止用力，运动的物体就会停止运动D．力是物体保持静止或匀速直线运动状态的原因【解析】由牛顿第一定律可知，力的作用不是使物体运动，而是使物体的运动状态改变．如果物体原来的状态是运动的，不受力仍将永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持，因此A、C错误，B正确；物体保持静止或匀速直线运动状态，是物体不受力时的运动规律．并不是力作用的结果，因此D错误．【答案】B2．(2023·北京高考)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()【导学号：79750121】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】本题考查牛顿第二定律的应用，重在物理过程的分析，根据加速度方向判断超重和失重现象．手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项D正确．【答案】D3．做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()A．悬浮在空中不动B．速度逐渐减小C．保持一定速度向下做匀速直线运动D．无法判断【解析】物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，物体将不受力，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，C正确．【答案】C4．如图1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θ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)()图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】对小球受力分析，水平方向：Tcosθ－Nsinθ＝ma，竖直方向：Tsinθ＋Ncosθ＝mg，解得T＝m(gsinθ＋acosθ)，N＝m(gcosθ－asinθ)，A正确．【答案】A5．在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图2所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为()【导学号：79750122】图2A．压缩量为eq\f(m1g,k)tanθ B．伸长量为eq\f(m1g,k)tanθC．压缩量为eq\f(m1g,ktanθ) D．伸长量为eq\f(m1g,ktanθ)【解析】设小车的加速度为a，分析m2的受力情况可得m2gtanθ＝m2a，得a＝gtanθ，再对m1应用牛顿第二定律，得kx＝m1a，x＝eq\f(m1g,k)tanθ，因a的方向向左，故弹簧处于伸长状态，B正确．【答案】B6．如图3所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动．小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车之间的动摩擦因数μ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是()图3A．μmg \f(mF,M＋m)C．μ(M＋m)g D．ma【解析】m与M无相对滑动，故a相同对m、M整体F＝(M＋m)a，故a＝eq\f(F,M＋m)m与整体加速度相同也为a，对m：Ff＝ma，即Ff＝eq\f(mF,M＋m)，又由牛顿第二定律隔离m，Ff＝ma，故B、D正确．【答案】BD7．如图4所示，一只质量为m的猫，抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的竖直杆．当悬绳突然断裂时，小猫急速沿杆竖直向上爬，以保持它离地面的高度不变．则杆下降的加速度为()图4A．g \f(M＋m,M)g\f(m,M)g \f(M－m,M)g【解析】设猫急速上爬时，对杆的作用力为Ff，方向向下，则杆对猫的作用力的大小也为Ff，方向向上．绳断裂后，猫和杆的受力情况如图所示．由于猫急速上爬，保持对地面的高度不变，意味着这个过程中，猫对地无加速度，处于平衡状态，所以Ff＝mg.杆仅受两个竖直向下的力的作用，由牛顿第三定律知Ff＝Ff′，根据牛顿第二定律知，杆的加速度大小为aM＝eq\f(Mg＋Ff′,M)＝eq\f(M＋m,M)g，其方向竖直向下．故B正确．【答案】B8．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图5(甲)所示，物块速度v与时间t的关系如图5(乙)所示．取重力加速度g＝10m/s2.由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()【导学号：79750123】图5A．m＝ B．m＝C．μ＝ D．μ＝【解析】由F­t图和v­t图可得，物块在2s到4s内所受外力F1＝3N，物块做匀加速运动，a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4,2)m/s2＝2m/s2，F1－f＝ma，即3－10μm＝2m物块在4s到6s所受外力F2＝2N，物块做匀速直线运动，则F2＝f，F2＝μmg，即10μm＝2.②由①②解得m＝kg，μ＝，故选项A、C正确．【答案】AC二、非选择题(本题共4小题，共52分．按题目要求作答)9．(8分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车的质量不变，改变小车所受的作用力，测得的数据见下表．组别12345F/Na/(m·s－2)(1)如图6所示的坐标纸上已描出了部分数据点，请在答题卡的坐标纸上描出第2、4组数据对应的点，然后作出a­F图象；图6(2)由所作图线可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度a与作用力F成________比；(3)当研究加速度与物体质量的关系时，应保持________不变，改变小车的质量来进行实验．【解析】(1)如图所示，根据表格中的数据在坐标纸上描点，连线时注意舍弃误差较大的点，不在图线上的点要均匀分布在图线两侧．(2)由(1)所作图线是一条倾斜直线，所以可以判断加速度a和作用力F成正比．(3)本实验过程采用了控制变量法的思想，在研究加速度和质量的关系时，应该保持物体所受的作用力不变．【答案】(1)见解析(2)正(3)小车所受作用力10．(10分)某同学设计了如图7所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.图7(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝_________________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_______．(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是________．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．a．可以改变滑动摩擦力的大小b．可以更方便地获取多组实验数据c．可以比较精确地测出摩擦力的大小d．可以获得更大的加速度以提高实验精度【解析】(1)木板在绳子拉力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，由d＝eq\f(1,2)at2可知：a＝eq\f(2d,t2).为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是保持F1不变，重复实验多次测量d、t，取平均值．(2)该实验原理与教材实验原理类似，同样需要满足木板的质量M远大于矿泉水瓶的质量m，此时可认为绳上的拉力FT近似等于弹簧测力计示数F1.此时可认为F1＝mg；本实验中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力为F0，木板受到的合外力为(F1－F0)．图象反映的是a与F1的关系，而不是a与(F1－F0)的关系，所以图象不过原点．当F1增大时，即矿泉水瓶的质量m增大时，该实验不再满足M≫m，此时a越大，绳上的拉力FT就越小于矿泉水瓶的重力mg，即弹簧测力计开始加速运动时的示数F1，加速度增加得就越慢，图线弯曲，斜率变小，c正确．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出滑动摩擦力的大小，b、c说法是正确的．两种实验方法都不可以改变滑动摩擦力的大小，a说法错误；通过(2)中分析可以知道，当加速度增大时，实验条件便不再满足，此时实验误差变大，d说法错误．【答案】(1)eq\f(2d,t2)保持F1不变，重复实验多次测量d、t，取平均值(2)c(3)b、c11．(16分)如图8所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，细绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA＝8kg和mB＝2kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数μ＝，物块B距地面的高度h＝0.15m，桌面上部分的绳足够长．现将物块B从h高处由静止释放，直至A停止运动．求A在水平桌面上运动的时间．(g取10m/s2)【导学号：79750124】图8【解析】B落地前，以B为研究对象，由牛顿第二定律得mBg－T＝mBa1，同理，以A为研究对象，T－f＝mAa1，NA－mAg＝0，且f＝μNA，解得a1＝m/落地前做匀加速直线运动，位移h＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，解得t1＝eq\r(\f(2h,a1))＝s，匀加速运动的末速度v＝a1t1＝0.6m/落地后，A在摩擦力作用下做匀减速运动，由f＝mAa2得a2＝eq\f(f,mA)＝μg＝1m/做匀减速运动的时间t2＝eq\f(v,a2)＝s．A在水平桌面上运动的时间t＝t1＋t2＝s.【答案】s12．(18分)如图9所示，圆球的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，今让小球沿钢丝AB(质量不计)以初速度v0竖直向上运动，要使圆环对地面无压力，则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少？(设小球不会到达A点)图9【解析】由牛顿第三定律知圆环对地面无压力，则地面对圆环无支持力，取小球为研究对