高中物理鲁科版第六章力与运动 全国一等奖

(时间：60分钟满分：100分)(本栏目内容，学生用书中以活页形式分册装订成册！)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．每个小题至少有一个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得2分，选错或不答得0分)1．关于惯性，下列说法正确的是()A．人在静止不动时没有惯性，在被绊倒时才有惯性B．物体所受的外力越大，其惯性越小C．火车行驶得越快，越难停下来，表明速度越大，物体的惯性越大D．物体的惯性与物体的受力情况及运动状态均无关解析：惯性是物体的固有属性，与物体受力情况、运动状态、所处的环境均无关．惯性的大小仅决定于物体质量的大小．故本题正确选项为D.答案：D2.物体静止在一斜面上，如图所示，则下列说法中正确的是()A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力解析：平衡力应作用在同一物体上．物体对斜面的压力作用在斜面上，斜面对物体的支持力作用在物体上，这两个力作用在两个物体上，为一对作用力与反作用力，故A项错，同理可知B项正确．C项错，因为所述为平衡力．物体所受重力无论怎样分解，各个分力都应作用在物体上，而不能作用在斜面上，故D项错．答案：B3.(山东高考)如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接，图乙中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，图乙中正确的是()解析：物体在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，f1＝μmgcosθ，a1＝gsinθ－μgcosθ，s1＝eq\f(1,2)a1t2；物体在水平面上做匀减速直线运动，f2＝μmg，a2＝μg，A、B、D三项均错，C项正确．答案：C4.如图所示，质量为m的物体在粗糙斜面上以加速度a加速下滑，现加一个竖直向下的力F作用在物体上，则施加恒力F后物体的加速度将()A．增大 B．减小C．不变 D．无法判断解析：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．“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g，据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()A．g B．2gC．3g D．4g解析：“蹦极”运动的最终结果是运动员悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力等于运动员的重力，由图可知，绳子拉力最终趋于恒定时等于重力且等于eq\f(3,5)F0即mg＝eq\f(3,5)F0即F0＝eq\f(5,3)mg.当绳子拉力最大时，运动员处于最低点且合力最大，故加速度也最大，此时F最大＝eq\f(9,5)F0＝3mg，方向竖直向上，由ma＝F最大－mg＝3mg－mg＝2mg得最大加速度为2g，故B正确．答案：B6．A、B两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，且mA＝3mB，则它们所能滑行的距离sA、sB的关系为()A．sA＝sB B．sA＝3sBC．sA＝eq\f(1,3)sB D．sA＝9sB解析：物体沿水平面滑动时做匀减速直线运动，加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg与质量无关，由0－veq\o\al(2,0)＝－2ax和题设条件知sA＝sB.答案：A7.质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上．A紧靠墙壁，如图所示．今用恒力F将B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间()A．A球的加速度为F/2m B．A球的加速度为零C．B球的加速度为F/2m ．B球的加速度为F/m解析：有F存在时，弹簧的弹力F′＝F；撤去F的瞬间，弹簧未来得及伸长，弹力仍然为F′，对B球：由F′＝mBaB，得B球的加速度aB＝F/m，A球加速度为零，故正确答案为BD.答案：BD8.如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，现施水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F′不超过()A．2F B．F/2C．3F D．F/3解析：用水平力F拉B时，A、B刚好不发生相对滑动，这实际上是将要滑动但尚未滑动的一种临界状态，从而可知此时的A、B间的摩擦力为最大静摩擦力．先用整体法考虑，对A、B整体：F＝(m＋2m)a，再将A隔离可得A、B间最大静摩擦力：fm＝ma＝F/3，若将F′作用在A上，隔离B可得：B能与A一起运动，而A、B不发生相对滑动的最大加速度a′＝fm/2m；再用整体法考虑，对A、B整体：F′＝(m＋2m)a′＝F/2.答案：B9.如图所示，小车沿水平面向右做加速直线运动，车上固定的硬杆和水平面的夹角为θ，杆的顶端固定着一个质量为m的小球，当车运动的加速度逐渐增大时，下列四图中，杆对小球的作用力(F1至F4变化)的示意图(OO′沿杆方向)可能是()答案：C10．如图所示，ad、bd、cd是竖直平面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点．每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)．用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则()A．t1＜t2＜t3 B．t1＞t2＞t3C．t3＞t1＞t2 D．t1＝t2＝t3解析：设圆的半径为R，任取一根滑杆ed，如图所示．设∠ade＝θ，由直角三角形得s＝ed＝2R·cosθ；在斜线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))与倾斜角度无关，所以环以任何途径下滑时间是相等的．答案：D二、实验题(共10分)11．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－eq\f(1,M)图线如图所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？解析：(1)只有M与m满足M≫m才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力．(2)由于a∝eq\f(1,M)，所以a－eq\f(1,M)图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与eq\f(1,M)的图象．(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时，由图象知乙的加速度大，故乙的拉力F大(或乙中盘及盘中砝码的质量大)．答案：(1)M≫m(2)eq\f(1,M)(3)拉力不同三、计算题(共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确注明数值和单位)12．(12分)如图所示，电梯与水平面夹角为30°，当电梯加速向上运动时，梯面对人的支持力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？解析：本题分解加速度比分解力更显方便．对人进行受力分析：重力mg、支持力N、摩擦力f(摩擦力的方向一定与接触面平行，由加速度的方向可推知f水平向右)．建立直角坐标系：取水平向右(即f方向)为x轴正向，此时只需分解加速度，其中ax＝acos30°，ay＝asin30°(如图所示)．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)在水平地面上有一个质量为kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动.10s后拉力大小减小为F/3，并保持恒定．该物体的速度图象如图所示．求：(1)物体所受到的水平拉力F的大小；(2)该物体与地面间的动摩擦因数．(取g＝10m/s2)解析：物体的运动分为两个过程，根据a＝eq\f(vt－v0,t)由图可知两个过程加速度分别为：a1＝1m/s2，a2＝－m/s2受力图如图所示：对于两个过程，由牛顿第二定律得：F－μmg＝ma1eq\f(F,3)－μmg＝ma2代入数据解之得：F＝9Nμ＝.答案：(1)9N(2)14.(14分)为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的车距．已知某地高速公路的最高限速v＝110km/h(如图)，假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车到汽车开始减速的时间t＝s，刹车时汽车受到的阻力大小为车重的倍，则该高速公路上汽车之间的安全车距至少为多少？(g取10m/s2)解析：高速公路的最高限速