【志鸿全优设计】高中物理 第五章 研究力和运动的关系单元检测 沪科版必修1(1).doc

物理沪科必修1第五章研究力和运动的关系单元检测(时间：45分钟，满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。每小题给出的四个选项中有一个或多个选项是正确的，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1下列关于惯性的各种说法中，你认为正确的是()a材料不同的两个物体放在地面上，用一个相同的水平力分别推它们，则难以推动的物体惯性大b在完全失重的情况下，物体的惯性将消失c把手中的球由静止释放后，球能竖直加速下落，说明力是改变物体惯性的原因d抛出去的标枪、手榴弹等是靠惯性向远处运动的2.如图所示，两块连在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在水平的光滑桌面上。现同时施给它们方向如图所示的推力fa和拉力fb，已知fafb，则b对a的作用力()a必为推力b必为拉力c可能为推力，也可能为拉力d不可能为零3某人拍得一张照片，上面有一个倾角为的斜面，斜面上有一辆无动力小车，小车上悬挂一个小球，如图所示，悬挂小球的悬线与垂直斜面的方向夹角为，下面判断正确的是()a如果，小车一定处于静止状态b如果，斜面一定是光滑的c如果，小车一定是沿斜面减速向下运动d无论小车做何种运动，悬线都不可能停留在图中虚线的右侧4如图所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上。开始时小车处于静止状态。当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法中正确的是()a.小球处于超重状态，小车对地面压力大于系统总重力b小球处于失重状态，小车对地面压力小于系统总重力c弹簧测力计读数大于小球重力，但小球既不超重也不失重d弹簧测力计读数大于小球重力，小车一定向右匀加速运动5如图所示，在倾角为30的足够长的斜面上有一质量为m的物体，它受到沿斜面方向的力f的作用。力f可按图(a)(b)(c)(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是f与mg的比值，力沿斜面向上为正)。已知此物体在t0时速度为零，若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3 s末的速率，则这四个速率中最大的是()av1 bv2 cv3 dv46.如图是一种升降电梯的示意图，a为载人箱，b为平衡重物，它们的质量均为m，上下均由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下电梯上下运动。如果电梯中载人的质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升h高度后停止，在不计空气阻力和摩擦阻力的情况下，h为()a. b.c. d.7如图(a)所示，一物体沿倾角为37的固定粗糙斜面由静止开始运动，同时受到水平向右的风力作用，水平风力的大小与风速成正比，物体在斜面上运动的加速度a与风速 v 的关系如图(b)所示，则(sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2)()a当风速为3 m/s时，物体沿斜面向下运动b当风速为5 m/s时，物体与斜面间无摩擦力作用c当风速为5 m/s时，物体开始沿斜面向上运动d物体与斜面间的动摩擦因数为0.258如图所示，在光滑的斜面上放一质量为m的盒子a，a盒用轻质细绳跨过定滑轮与b盒相连，b盒内放着一个质量也为m的物体。如果把这个物体改放在a盒内，则系统的加速度恰好等值反向，则b盒的质量为(不计一切摩擦)()a bc d二、填空题(每小题10分，共20分)9如图所示，a、b两个物体靠在一起，放在光滑的水平面上，它们的质量分别为ma3 kg、mb6 kg。今用水平力fa推a，用水平力fb拉b，fa和fb随时间的变化关系是fa92t(n)、fb32t(n)，则从t0到a、b脱离，它们的位移为_m。10现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器、米尺。(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)；让小车自斜面上一固定点a1从静止开始下滑到斜面底端a2，记下所用的时间t。用米尺测量a1与a2之间的距离x，则小车的加速度a_。用米尺测量a1相对于a2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力f_。改变_，重复上述测量。以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时a1点相对于斜面底端a2的高度h0。进行(1)中的各项测量。计算与作图时用(hh0)代替h。对此方案有以下几种评论意见：a方案正确可行b方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动c方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关其中合理的意见是_。三、计算题(每题16分，共32分)11如图所示，有一长l1.5 m、质量m10 kg、上表面光滑下表面粗糙的长方体木块，在水平面上向右做直线运动。某时刻将一个质量m1 kg的小球轻放在距木块右端长度的p点(小球可视为质点，放在p点时相对于地面的速度为零)，此时木块速度v03.6 m/s，并同时对木块施加一个方向水平向左的恒力f50 n，经过一段时间后，小球脱离木块下落。设木块与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计。g取10 m/s2。求：(1)木块向右运动的最大位移；(2)小球从放上木块至脱离木块经过的时间。12某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，距离飞机一段时间后打开降落伞减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图(a)所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37，如图(b)所示。已知人的质量为50 kg，降落伞的质量也为50 kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比，即fkv(g取10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)。求：(1)打开降落伞前人下落的距离为多大？(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向。(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少？参考答案1. 答案：d点拨：质量是物体惯性的唯一量度，由于两物体材料不同，摩擦力可能不同，因此不能判断其质量关系，a错误；惯性大小仅由物体的质量决定，跟其运动状态无关，力也不能改变物体的惯性，b、c错误；d正确。2. 答案：c点拨：a、b加速度相同，求b对a的作用力可以先整体再隔离。对a、b系统，根据牛顿第二定律得：fafb(mamb)a。假设b对a的作用力为推力，即fba方向向右，根据牛顿第二定律得：fafbamaa。联立式得fba。当mbfamafb时，fba0，即推力；当mbfamafb时，fba0，即为拉力；当mbfamafb时，fba0，即无作用力。因此应选c。3. 答案：c点拨：当时，悬线刚好竖直，则小球只受重力和悬线的拉力，合力只能在竖直方向或者为零，而小车在斜面上运动，因此，小球受到的合力只能为零，则小车可能处于静止状态，也可能做匀速直线运动，故a、b都错误；如果，则小球受到的合外力沿斜面向上，即加速度沿斜面向上，而小车是无动力的，不可能沿斜面向上加速运动，因此，小车只能沿斜面向下做减速运动，c正确；当小车沿斜面向上运动且斜面不光滑时，小车的加速度沿斜面向下且大于gsin ，对小球分析，小球必须在虚线的右侧才能使小球的加速度大于gsin ，所以d错误。4. 答案：c点拨：小球稳定在题图中虚线位置，则小球和小车有相同的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右匀加速运动也可以向左匀减速运动，故c项正确。5. 答案：c点拨：0.5时，ag，沿斜面向下。0.5时，a0，0时，agsin 30g，沿斜面向下。1时，a0.5g，沿斜面向上。由以上可分析(a)(b)(c)(d)各图在3 s内所增加的速度分别为2g、1.5g、2.5g和1.5g，故选c(g在此表示大小)。6. 答案：d点拨：关闭电动机后，在不计空气阻力和摩擦阻力的情况下，对电梯和平衡重物分别由牛顿第二定律得(mm)gt(mm)a，tmgma，由以上两式得a，则电梯上升高度h，故d正确。7. 答案：ad点拨：由题图可知，当风速为0时物体沿斜面向下加速运动，当风速为5 m/s时物体沿斜面匀速向下运动，此时有摩擦力的作用，故a选项正确，b、c选项错误；由题意有，当v0时，a4 m/s2，mgsin 37mgcos 37ma得0.25，d选项正确。8. 答案：c点拨：设b盒质量为m，当物体放在b盒内时，以a、b盒及物体为研究对象，有(mm)gmgsin 30(m2m)a，所以a；当物体放在a盒内时，以a、b盒及物体为研究对象，有2mgsin 30mg(m2m)a，a，而aa，则m，故c正确。9. 答案：点拨：a、b所受合力ffafb12 n，为恒力，故a、b匀加速直线运动。设加速度为a，根据牛顿第二定律：f(mamb)a，am/s2 m/s2，脱离时刻a、b间作用力为零，此时对a而言：92tmaa，即92t3，ts，从t0到脱离，位移xat2。10. 答案：(1)斜面倾角(或填“h的数值”)(2)c点拨：(1)由于不考虑摩擦阻力的影响，由x可得a。由题意可知：f合mgsin 。由题意可知，要验证的是加速度与所受的合外力成正比，为了说明问题，则需要多组数据，故要改变斜面倾角，重复上述实验。(2)由于欲消除实验中的摩擦阻力，而斜面的倾角不同，所受摩擦力不同，ffmgcos ，故应选c。11. 答案：(1)0.9 m(2)1.5 s点拨：(1)小球放上木块后相对于地面静止，木块加速度为：a1 m/s27.2 m/s2。木块向右运动的最大位移为：x1 m0.9 m。(2)因为x11 m，所以小球不会从木块左端掉下。设木块向右减速运动时间为t1，则t1 s0.5 s。木块向左运动的加速度为：a1 m/s22.8 m/s2。设木块向左运动位移x2时，小球脱离木块，则x2x10.9 m0.5 m1.4 m。设向左加速运动的时间为t2，由x2，得t2 s1 s。所以小球从放上木块至脱离木块经过的时间为：tt1t21.5 s。12. 答案：(1)20 m(2)200 ns/m30 m/s2，竖直向上(3)312