【导与练】2021届高三物理大一轮复习(人教版适用)训练题：章末定时练3

章末定时练三(时间：60分钟)一、选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．)1．引体向上是同学们经常做的一项健身运动．该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开头，上拉时，下颚须超过单杠面．下放时，两臂放直，不能曲臂(如图1所示)，这样上拉下放，重复动作，达到熬炼臂力和腹肌的目的．关于做引体向上动作时人的受力，以下推断正确的是 ()．图1A．上拉过程中，人受到三个力的作用B．上拉过程中，单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力C．下放过程中，单杠对人的作用力小于人对单杠的作用力D．下放过程中，在某瞬间人可能只受到一个力的作用解析上拉过程中，人受到两个力的作用，一个是重力，一个是单杠给人的作用力，A错．不论是上拉过程还是下放过程，单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力，与人的运动状态无关，B、C均错．在下放过程中，若在某瞬间人向下的加速度为重力加速度g，则人只受到一个重力的作用，D对．答案D2．将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是 ()．解析皮球上升过程中受重力和空气阻力作用，由于空气阻力大小与速度成正比，速度v减小，空气阻力Ff＝kv也减小，依据牛顿其次定律mg＋Ff＝ma，知a＝eq\f(kv,m)＋g，可知，a随v的减小而减小，且v变化得越来越慢，所以a随时间t减小且变化率减小，选项C正确．答案C3．(2021·宁夏银川一中模拟，15)a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连．当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，如图2所示，则()．图2A．x1肯定等于x2 B．x1肯定大于x2C．若m1>m2，则x1>x2 D．若m1<m2，则x1<x2解析当用恒力F竖直向上拉着a时，先用整体法有：F－(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，再隔离b有：kx1－m2g＝m2a，联立得：x1＝eq\f(m2F,km1＋m2)．当沿水平方向拉着a时，先用整体法有：F＝(m1＋m2)a，再隔离b有：kx2＝m2a，联立得：x2＝eq\f(m2F,km1＋m2)，故x1＝x2，所以只有A项正确．答案A图34．如图3所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不行伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT．现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则A．此过程中物体C受重力等五个力作用B．当F渐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断C．当F渐渐增大到1．5FD．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为eq\f(FT,6)解析三物体一起向右加速运动时，C受重力、水平面的支持力和摩擦力、物体A的压力和摩擦力及绳的拉力共六个力作用，A错；取三物体为整体则有F－6μmg＝6ma，取A、C为整体则有FT－4μmg＝4ma，所以当绳要断时，联立以上两式可得F＝1．5FT，B错、C对；若水平面光滑，则a＝eq\f(F,6m)，隔离A则有FfCA＝ma＝eq\f(F,6)＝eq\f(FT,4)，D错．答案C5．如图4所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有()．图4A．两图中两球加速度均为gsinθB．两图中A球的加速度均为零C．图乙中轻杆的作用力肯定不为零D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍解析撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，可知只有D对．答案D6．(2022·巴蜀中学高三模拟)如图5所示，小车板面上的物体质量为m＝8kg，它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6N．现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小车由静止开头运动起来，运动中加速度由零渐渐增大到1m/s2，随即以1m/s2的加速度做匀加速直线运动．以下说法正确的是 ()．图5A．物体与小车之间发生相对运动，弹簧对物体的作用力要发生变化B．物体受到的摩擦力始终减小C．当小车加速度(向右)为0．75m/s2时，物体不受摩擦力作用D．小车以1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8N解析由题意可知最大静摩擦力Ffm≥6N，当加速运动时假设物体与小车保持静止，对物体由牛顿其次定律得F－Ff＝ma，解得Ff＝F－ma，随着a的增大，Ff先减小，后反向增大，B项错．当a＝1m/s2时，Ff＝－2N＜Ffm，故假设正确，A、D项错，当a＝0．75m/s2时，Ff＝0，C项正确．答案C7．如图6所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面上，上端固定一质量为m0的托盘，托盘上有一个质量为m的木块．用竖直向下的力将原长为l0的弹簧压缩后突然撤去外力，则m即将脱离m0时的弹簧长度为()．图6A．l0 B．l0－eq\f(m0＋mg,k)C．l0－eq\f(mg,k) D．l0－eq\f(m0g,k)解析弹簧上端只有托盘时，弹簧被压缩的长度为eq\f(m0g,k)；当再加上木块时，弹簧被压缩的长度为eq\f(m0＋mg,k)；在力的作用下，弹簧被压缩得更多．撤去外力后，两者加速向上运动，当到达压缩量为eq\f(m0＋mg,k)时，速度达到最大而加速度为零，明显这时木块和托盘之间有压力作用，且压力等于木块的重力．再向上做减速运动，由于木块处于失重状态，对托盘的压力变小．当恰好分别时，两者恰好无相互作用力，两者都处于完全失重状态，所以弹簧为原长，选项A正确．答案A8．(2021·綦江模拟)一个物体静止在粗糙的水平面上，受方向恒定的水平拉力作用，拉力大小先后为F1、F2、F3，物体在t＝4s时停下，其v－t图象如图7所示，已知物体与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列推断正确的是()．图7A．0～1s内的平均速度小于2～4s内的平均速度B．0～2s内的平均速度大于1～4s内的平均速度C．肯定有F1＋F3＜2FD．可能有F1＋F3＞2F解析由匀变速直线运动的规律可知，0～1s内的平均速度和2～4s内的平均速度都为eq\f(v0,2)，A项错误；0～2s内的平均速度eq\x\to(v1)＝eq\f(\f(1,2)v0×1＋v0×1,2)＝eq\f(3,4)v0，同理得1～4s内的平均速度eq\x\to(v2)＝eq\f(\f(1,2)v0×2＋v0×1,3)＝eq\f(2,3)v0，B项正确；F1－μmg＝ma1、F2＝μmg、F3－μmg＝ma2、a1＝eq\f(v0－0,1s)、a2＝eq\f(0－v0,2s)，故a1＋a2＞0，由于F1＋F3＝2μmg＋ma1＋ma2＝2F2＋m(a1＋a2)＞2F2，C、D错误．答案B二、非选择题9．(2021·重庆双桥中学月考)某探究学习小组的同学欲探究“滑块与桌面间的动摩擦因数”，他们在试验室组装了一套如图8所示的装置，另外他们还找到打点计时器及所用的同学电源一台、天平、刻度尺、导线、纸带、钩码若干．(1)小组同学的试验步骤如下：用天平称量滑块的质量M＝300g，将滑块放在水平桌面上并连接上纸带，用细线通过滑轮挂上两个钩码(每个钩码质量为100g)，调整滑轮高度使拉滑块的细线与桌面平行，让钩码拉动滑块由静止开头加速运动，用打点计时器记录其运动状况．试验纸带的记录如图9所示，图中前几个点模糊，因此从A点开头每打5个点取一个计数点，若电源频率为50Hz，则物体运动的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)，滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝________(重力加速度为g＝10m/s2)．(2)为提高试验结果的精确     程度，某同学对此试验提出以下建议：①绳的质量要轻②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好③试验时尽量保持拉动滑块的细线与桌面平行④尽量保证钩码只沿竖直方向运动，不要摇摆以上建议中的确对提高精确     程度有作用的是________．(填入选项前的编号)解析(1)由逐差法：a＝eq\f(\x\to(AE)－2AC,4T2)＝0．64m/s2(2)①绳的质量越小，对系统的加速度的影响越小，故①正确，②绳子的长度要适合，也不能太长，故②错误；③试验要尽量保持拉动滑块的细线与桌面平行，使绳子的拉力全部用来供应加速度，可以有效减小试验的误差，故③正确；④钩码只沿竖直方向运动，不要摇摆，滑块的运动也要更加稳定，故④正确．该试验要用轻质细绳，绳应于桌面保持平行，要保证钩码只沿竖直方向运动，故选①③④．答案(1)0．64m/s20．56(2)①③④10．如图10所示，为验证牛顿其次定律的试验装置示意图．图中打点计时器的电源为50Hz的沟通电源，打点的时间间隔用Δt表示．在小车质量未知的状况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力肯定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．图10(1)完成下列试验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点．②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m．④按住小车，转变小车中砝码的质量，重复步骤③．⑤在每条纸带上清楚的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距x1，x2，…．求出与不同m相对应的加速度a．⑥以砝码的质量m为横坐标，eq\f(1,a)为纵坐标，在坐标纸上作出eq\f(1,a)－m关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则eq\f(1,a)与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)．(2)完成下列填空：①本试验中，为了保证在转变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是___________________．②设纸带上三个相邻计数点的间距分别为x1、x2和x3．a可用x1、x3和Δt表示为a＝________．图11为用米尺测量某一纸带上的x1、x3的状况，由图可读出x1＝________mm，x3＝________mm，由此求得加速度的大小a＝________m/s2．图11图12③图12为所得试验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为______，小车的质量为________．解析(1)①平衡好小车所受的阻力，小车做匀速运动，打点计时器打出的点间隔基本相等．⑥依据牛顿其次定律可知：F＝(M＋m)a⇒eq\f(1,a)＝eq\f(M,F)＋eq\f(m,F)，eq\f(1,a)与m为一次函数关系，是线性关系．(2)①为保证小车所受拉力近似不变，应满足小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量．②由Δx＝aT2可知，a＝eq\f(x3－x1,25Δt2)＝eq\f(x3－x1,50Δt2)，由图可读出x1＝36．7mm－12．5mm＝24．2mm，x3＝120．0mm－72．8mm＝47．2mm，换算后代入上式中，得a＝1．15m/s2．③设小车质量为M，由牛顿其次定律可得：F＝(M＋m)a⇒eq\f(1,a)＝eq\f(M,F)＋eq\f(m,F)，结合图象可知：eq\f(1,F)＝k⇒F＝eq\f(1,k)，eq\f(M,F)＝b⇒M＝bF＝eq\f(b,k)．答案(1)①等间距⑥线性(2)①远小于小车和砝码的总质量(填“远小于小车的质量”同样正确)②eq\f(x3－x1,25Δt2)24．2(答案范围在23．9～24．5之间均可)47．2(答案范围在47．0～47．6之间均可)1．15(答案范围在1．13～1．19之间均可)③eq\f(1,k)eq\f(b,k)11．如图13甲所示，特警队员从悬停在空中的直升机上沿绳从静止开头下滑进行降落训练，某特警队员和他携带的武器质量共为80kg，经过10s时间落到地面上．下滑中特警队员受到的竖直向上的摩擦力随时间变化的状况如图乙所示，取g＝10m/s2．求图13(1)特警队员下滑过程中的加速度；(2)悬停在空中的直升机离地面的高度．解析(1)依据牛顿其次定律，特警队员在前4s内有mg－f1＝ma1得a1＝eq\f(mg－f1,m)＝eq\f(800－200,80)m/s2＝7．5m/s2方向竖直向下在后6s内有mg－f2＝ma2得a2＝eq\f(mg－f2,m)＝eq\f(800－1000,80)m/s2＝－2．5m/s2方向竖直向上(2)特警队员在前4s内下滑的高度h1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×7．5×42m＝60m特警队员在t＝4s时的速度v1＝a1t1＝7．5×4m/s＝30m/s在后6s内下滑的高度h2＝v1t2＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)＝30×6m－eq\f(1,2)×2．5×62m＝135m特警队员下滑的高度，即悬停在空中的直升机离地面的高度h＝h1＋h2＝60m＋135m＝195m答案(1)见解析(2)195m12．(2022·重庆巴蜀中学高三月考)如图14所示，一水平传送装置由轮半径为R＝eq\f(1,π)m的主动轮Q1和从动轮Q2及传送带等构成．两轮轴心相距8m，轮与传送带不打滑，现用此装置运送一袋面粉(可视为质点)，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0．4，这袋面粉中的面粉可不断地从袋中少量渗出．(g＝10