2011高考物理 第3章牛顿运动定律 章末综合检测 新人教版

用心 爱心 专心1 第三章章末综合检测第三章章末综合检测 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有 的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有错选的得 0 分 1 如图 1 所示 物块 m 与车厢后壁间的动摩擦因数为 当该车水平向右加速运动 时 m 恰好沿车厢后壁匀速下滑 则车的加速度为 图 1 A g B g C D g g 1 2 解析 设物块 m 与车厢后壁间的弹力大小为 FN 物块的加速度大小为 a 对物块由牛 顿第二定律得 FN ma 竖直方向 mg FN 0 两式联立解得 a 选项 C 对 g 答案 C 2 两物体 A B 的质量关系是 mA mB 让它们从同一高度同时开始下落 运动中它们 受到的阻力大小相等 则 A 两物体的加速度不等 同时到达地面 B 两物体的加速度不等 A先到达地面 C 两物体的加速度相等 同时到达地面 D 两物体的加速度相等 A 先到达地面 解析 根据牛顿第二定律得 a g 所以 m 越大 a 越大 由 x at2得 mg Ff m Ff m 1 2 a 越大时 t 越小 故选 B 答案 B 3 如图 2 所示 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上 从接触弹簧开始到将弹簧压 缩到最短的过程中 下列叙述中正确的是 图 2 A 小球的速度一直减小 B 小球的加速度先减小后增大 C 小球加速度的最大值一定大于重力加速度 D 在该过程的位移中点上小球的速度最大 解析 小球接触弹簧后 所受弹力逐渐增大 弹力大于重力时 小球加速度向下 仍 用心 爱心 专心2 加速 当弹力大于重力 合力向上 小球向下减速运动 加速度变大 速度变小 直到速 度为零 可知 BC 正确 答案 BC 4 搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车 当力沿斜面向上 大小为 F 时 物体 的加速度为 a1 若保持力的方向不变 大小变为 2F 时 物体的加速度为 a2 则 A a1 a2 B a1 a22a1 解析 设总的阻力为 F 第一次推时 F F ma1 式子两边同乘以 2 得 2F 2F m 2a1 第二次推时 2F F ma2 比较两个式子可以看出 a2 2a1 所以 D 正确 答案 D 5 2008 年天津卷 一个静止的质点 在 0 4 s 时间内受到力 F 的作用 力的方向始 终在同一直线上 力 F 随时间 t 的变化如图 3 所示 则质点在 图 3 A 第 2 s 末速度改变方向 B 第 2 s 末位移改变方向 C 第 4 s 末回到原出发点 D 第 4 s 末运动速度为零 解析 这是一个物体的受力和时间关系的图象 从图象可以看出 在前两秒力的方向 和运动的方向相同 物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速 运动过程 2 秒末速度达到最大 从 2 秒末开始到 4 秒末 运动的方向没有发生改变而力 的方向与运动的方向相反 物体又经历了一个加速度逐渐增大的减速运动和加速度逐渐减 小的减速运动过程 和前 2 秒的运动情况相反 4 秒末速度为零 物体的位移达到最大 所以 D 正确 答案 D 6 如图 4 所示 位于光滑固定斜面上的小物块 P 受到一水平向右的推力 F 的作 用 已知物块 P 沿斜面加速下滑 现保持 F 的方向不变 使其减小 则加速度 图 4 A 一定变小 B 一定变大 C 一定不变 D 可能变小 可能变大 也可能不变 解析 受力分析如图 5 所示 图 5 沿斜面方向由牛顿第二定律得 mgsin Fcos ma 用心 爱心 专心3 若 F 减小 则 a 增大 所以选 B 答案 B 7 安徽卷 为了节省能量 某商场安装了智能化的电动扶梯 无人乘行时 扶梯运转 得很慢 有人站上扶梯时 它会先慢慢加速 再匀速运转 一顾客乘扶梯上楼 恰好经历 了这两个过程 如图 6 所示 那么下列说法中正确的是 图 6 A 顾客始终受到三个力的作用 B 顾客始终处于超重状态 C 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方 再竖直向下 D 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方 再竖直向下 解析 人加速运动时 受重力 支持力和水平向右的静摩擦力作用 扶梯对人的作用 力指向右上方 人对扶梯的作用力指向左下方 当人匀速运动时 人只受重力和竖直向上 的支持力 所以仅 C 项正确 答案 C 8 2010 年江西师大附中第二次月考 如图 7 所示 用平行斜面的恒力 F 拉着 A B 两 物体沿光滑斜面向上加速运动 如只把斜面倾角变大 则 A B 间绳的拉力将 图 7 A 变小 B 不变 C 变大 D 无法确定 解析 对整体有 F m1 m2 gsin m1 m2 a 对 A 有 FT m1gsin m1a 解得 FT 与 无关 m1F m1 m2 答案 B 9 如图 8 所示 质量为 10 kg 的物体静止在平面直角坐标系 xOy 的坐标原点 某时刻 只受到 F1和 F2的作用 且 F1 10 N F2 10 N 则物体的加速度 g 取 10 m s2 2 图 8 A 方向沿 y 轴正方向 B 方向沿 y 轴负方向 C 大小等于 1 m s2 D 大小等于 m s2 2 解析 Fy F1 F2cos45 0 Fx F2sin45 10 N 故 F合 Fx F2 x F2 y a 1 m s2 方向沿 x 轴正方向 故 C 正确 F合 m 答案 C 用心 爱心 专心4 10 宁夏卷 如图 9 所示 一足够长的木板静止在光滑水平面上 一物块静止在木板 上 木板和物块间有摩擦 现用水平力向右拉木板 当物块相对木板滑动了一段距离但 仍有相对运动时 撤掉拉力 此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 图 9 A 物块先向左运动 再向右运动 B 物块向右运动 速度逐渐增大 直到做匀速运动 C 木板向右运动 速度逐渐变小 直到做匀速运动 D 木板和物块的速度都逐渐变小 直到为零 解析 物块相对于木板滑动 说明物块的加速度小于木板的加速度 撤掉拉力后木板 向右的速度大于物块向右的速度 所以它们之间存在滑动摩擦力 使木块向右加速 木板 向右减速 直至达到向右相同的速度 所以 B C 正确 答案 BC 二 实验题 本题包括 2 小题 共 10 分 11 如图 10 所示是某次利用气垫导轨 验证牛顿运动定律 的实验装置安装完毕后的 示意图 图中 A 为沙桶和沙 B 为定滑轮 C 为滑块及上面添加的砝码 D 为纸带 E 为 电火花计时器 F 为蓄电池 电压为 6 V G 是电键 请指出图中的三处错误 图 10 1 2 3 答案 1 B 接滑块的细线应水平 或与导轨平行 2 C 滑块离计时器太远 3 E 电火花计时器用的是 220 V 的交流电 不能接直流电 12 全国卷 某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系 设计 实验装置如图 11 长直木板一端放在水平桌面上 另一端架在一物块上 在平板上标出 A B 两点 B 点处放置一光电门 用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间 图 11 实验步骤如下 用游标卡尺测量滑块的挡光长度 d 用天平测量滑块的质量 m 用直尺测量 AB 之间的距离 s A 点到水平桌面的垂直距离 h1 B 点到水平桌面的垂 直距离 h2 将滑块从 A 点静止释放 由光电计时器读出滑块的挡光时间 t 重复步骤 数次 并求挡光时间的平均值 t 利用所测数据求出摩擦力 f 和斜面倾角的余弦值 cos 多次改变斜面的倾角 重复实验步骤 做出 f cos 关系曲线 用心 爱心 专心5 图 12 1 用测量的物理量完成下列各式 重力加速度为 g 斜面倾角的余弦 cos 滑块通过光电门时的速度 v 滑块运动时的加速度 a 滑块运动时所受到的摩擦阻力 f 2 测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图 12 所示 读得 d 解析 1 由几何关系 有 cos s2 h1 h2 2 s 滑块通过光电门的速度 v d t 物体从斜面上下滑做匀加速直线运动 由运动学 有 s v2 2a 所以 a v2 2s d2 2st2 根据牛顿第二定律 有 mgsin f ma 所以 f mgsin ma 又 sin h1 h2 s 故 f mg m h1 h2 s d2 2st2 2 由图 12 知为 3 6 2 cm 答案 1 1 s s2 h1 h2 2 d t d 2st2 mg m 2 3 62 cm h1 h2 s d2 2st2 三 计算题 本题包括 5 小题 共 50 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 答案中必须明确写出数值和单 位 13 2010 年上海杨浦区测试 在头脑奥林匹克竞赛中 有一个叫做 保护鸡蛋 的竞 赛项目 要求制作一个装置 让鸡蛋从两层楼的高度落到地面而不被摔坏 如果没有保护 鸡蛋最多只能从 0 1 m 的高度落到地面而不被摔坏 有一位同学设计了如图 13 所示的一个 装置来保护鸡蛋 用 A B 两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋 A 夹板和 B 夹板与鸡蛋之间的摩 擦力都为鸡蛋重力的 5 倍 现将该装置从距地面 4 m 的高处落下 装置着地时间短且保持 竖直不被弹起 求 用心 爱心 专心6 图 13 1 如果鸡蛋不被摔坏 直接撞击地面速度最大不能超过多少 保留 3 位有效数字 2 如果使用该装置 鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离至少为多少米 小数点后面保 留两位数字 3 为保证该实验的成功 你认为在制作该装置时 应需注意些什么 或做些什么改进 解析 1 vm m s 1 41 m s 2gh2 10 0 1 2 2Ff mg ma Ff 5mg a 9g v m s 4 m s 2gH2 10 45 hmin m 0 43 m v2 v2 0 2a 80 2 2 90 3 A B 夹板的选择应该注意选软硬适中的材料 这样既能提供足够的摩擦力而又不 会把鸡蛋挤坏 鸡蛋下滑通道的下端可以垫一些海绵等材料 答案 1 1 41 m s 2 0 43 m 3 见解析 14 如图 14 所示 在某些紧急情况下 消防队员需从高 7 m 的金属管上从静止起迅速 匀加速竖直滑下 为了安全 其着地速度不应大于 6 m s 设一消防队员总质量为 60 kg 他与金属管之间的动摩擦因数为 0 4 问他夹紧金属管至少应用多大的力 g 取 10 m s2 图 14 解析 消防队员下滑的加速度设为 a 有 v2 2ah 下滑过程受重力和摩擦力作用 mg Ff ma 有 Ff 2FN 由 解得 夹紧金属管的力 FN 557 N 答案 557 N 15 如图 15 甲所示 一质量为 m 的物体 静止于动摩擦因数为 的水平地面上 现 用与水平面成 角的力 F 拉物体 为使物体能沿水平地面做匀加速运动 求 F 的取值范 围 用心 爱心 专心7 有一同学解答如下 设物体运动的加速度为 a 由图 15 乙可知 Fcos FN ma Fsin FN mg 要使物体做匀加速运动 应满足 a 0 图 15 由以上三式得 F mg cos sin 你认为这样的解答是否完整 若认为完整 请说明理由 若认为不完整 请作出完整 的解答 解析 此解答不完整 还缺少限制性条件 由 Fsin FN mg 得 FN mg Fsin 因为 FN 0 所以 F mg sin 还有 Fcos FN ma 即力 F 的取值范围应为 F mg cos sin mg sin 答案 F mg cos sin mg sin 16 上海卷 如图 16 质量 m 1 kg 的物体沿倾角 37 的固定粗糙斜面由静止开始 向下运动 风对物体的作用力沿水平方向向右 其大小与风速 v 成正比 比例系数用 k 表 示 物体加速度 a 与风速 v 的关系如图 17 所示 求 图 16图 17 1 物体与斜面间的动摩擦因数 2 比例系数 k sin37 0 6 cos37 0 8 g 取 10 m s2 解析 1 v 0 a0 4 m s2 mgsin mgcos ma0 0 25 gsin a0 gcos 6 4 8 2 v 5 m s a 0 mgsin N kvcos 0 N mgcos kvsin mg sin cos kv sin cos 0 k mg sin cos v sin cos 6 0 25 8 5 0 25 0 6 0 8 0 84 kg s 答案 1 0 25 2 0 84 kg s 用心 爱心 专心8 17 2010 山东模拟 如图 18 所示 小车质量 M 为 2 0 kg 与水平地面阻力忽略不计 物体质量 m 为 0 5 kg 物体与小车间的动摩擦因数为 0 3 则 图 18 1 小车在外力作用下以 1 2 m s2的加速度向右运动时 物体受摩擦力多大 2 欲使小车产生 a 3 5 m s2的加速度 需给小车提供多大的水平推力 3 若要使物体 m 脱离小车 则至少用多大的水平力推小车 4 若小车长 L 1 m 静止小车在 8 5 N 水平推力作用下 物体由车的右端向左滑动 则滑离小车需多长时间 物体 m 看作质点 解析 1 m 与 M 间最大静摩擦力 F1 mg 1 5 N 当 m 与 M 恰好相对滑动时的加速 度为 F1 mam am m s2 3 m s2 F1 m 1 5 0 5 则当 a 1 2 m s2