单元评估检测(三)

单元评估检测(三)第三章(60分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。多选题已在题号后标出)1.(2014邯郸模拟)关于物体的惯性,下列说法中正确的是()A.把手中的球由静止释放后,球能加速下落,说明力是改变物体惯性的原因度越大,物体的惯性也越大C.战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性D.公共汽车在启动时,乘客都要向前倾,这是乘客具有惯性的缘故2.如图所示,用网球拍打击飞过来的网球,网球拍打击网球的力()A.比球撞击球拍的力更早产生B.与球撞击球拍的力同时产生C.大于球撞击球拍的力D.小于球撞击球拍的力3.(2014合肥模拟)用火箭发射人造卫星,假设火箭由静止竖直升空的过程中,火箭里燃料燃烧喷出气体产生的推力大小不变,空气的阻力也认为不变,则下列图中能反映火箭的速度v或加速度a随时间t变化的过程为()4.(2014安徽十校模拟)如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m。B和C分别固定在弹簧两端,弹簧的质量不计。B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态。将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间()A.吊篮A的加速度大小为gB.物体B的加速度大小为gC.物体C的加速度大小为2gD.A、B、C的加速度大小都等于g5.(2014玉林模拟)如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。B与小车平板间的动摩擦因数为。若某时刻观察到细线偏离竖直方向角,则此刻小车对物块B产生的摩擦力的大小和方向为()A.mg,竖直向上B.mg1+tan2,斜向左上方C.mgtan,水平向右D.mg1+tan2,斜向右上方6.(多选)(2014东城区模拟)某同学把一体重计放在电梯的地板上,他站在体重计上随电梯运动并观察体重计示数的变化情况,下表记录了几个特定时刻体重计的示数(表内时间不表示先后顺序),若已知t0时刻电梯静止,则下列说法正确的是(g取10m/s2)()时间t0t1t2t3体重计的示数/kg45.050.040.045.0A.t1和t2时刻该同学的质量并没有变化,但所受重力发生了变化B.t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反C.t1和t2时刻电梯的运动方向不一定相反D.t3时刻电梯可能向上运动7.(多选)(2014金华模拟)质量为0.3kg的物体在水平面上做直线运动,图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的图线,则下列说法正确的是()A.水平拉力可能是0.3NB.水平拉力一定是0.1NC.物体所受摩擦力可能是0.2ND.物体所受摩擦力一定是0.2N8.(多选)(2014许昌模拟)如图所示是某工厂所采用的小型生产流水线示意图。机器生产出的物体源源不断地从出口处以水平速度v0滑向一粗糙的水平传送带,最后从传送带上落下装箱打包。假设传送带静止不动时,物体滑到传送带右端的速度为v,最后物体落在P处的箱包中。下列说法正确的是()A.若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来,且传送带速度小于v,物体仍落在P点B.若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来,且传送带速度大于v0,物体仍落在P点C.若传送带随皮带轮顺时针方向转动起来,且传送带速度大于v,物体仍落在P点D.若由于操作不慎,传送带随皮带轮逆时针方向转动起来,物体仍落在P点二、实验题(本题共2小题,共15分)9.(5分)(2014海淀区模拟)某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律,请回答下列有关此实验的问题：(1)该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：A.交流电源、导线B.天平(含配套砝码)C.秒表D.刻度尺E.细线、砂和小砂桶其中不必要的器材是(填代号)。(2)打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹,以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示,已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s,测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.59cm,则在打下点迹B时,小车运动的速度vB=m/s;小车做匀加速直线运动的加速度a=m/s2。(结果保留三位有效数字)(3)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像,其中图线不过原点的原因是 ,图线在末端弯曲的原因是 。10.(10分)(2014嘉兴模拟)某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究“合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系”。实验中钩码重力大小与物体所受合外力大小视为相等。(1)如图乙所示,由20分度的游标卡尺测得遮光条的宽度d=cm。(2)实验中可选择的钩码有2个,它们的质量分别为m1和m2,且m1m2,你认为实验中选择(选填“m1”或“m2”)较合适。(3)实验中可选择的遮光条有2个,它们的宽度分别为d1和d2,且d1d2,你认为实验中选择(选填“d1”或“d2”)较合适。(4)该实验小组又用此装置探究了物体质量一定时,加速度与所受合外力的关系,在a-F坐标系中,画出了如图丙所示的三条曲线。你认为符合事实的曲线是(从三条曲线中选出一条,填序号)。曲线未过坐标原点的原因可能是_。三、计算题(本题共2小题,共37分。需写出规范的解题步骤)11.(17分)中央电视台曾推出一个游戏节目推矿泉水瓶。选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后没有停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知BC长度L2=1m,瓶子质量m=0.5 kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数=0.4,g=10m/s2。某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动,假设瓶子可视为质点,该选手要想游戏获得成功,试问：(1)推力作用在瓶子上的时间最长为多少?(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?12.(20分)(2014黄山模拟)质量为m=0.5kg、长L=1m的平板车B静止在光滑水平面上。某时刻质量M=1kg的物体A(视为质点)以v0=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力。已知A与B之间的动摩擦因数=0.2,重力加速度g取10m/s2。试求：(1)若F=5N,物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离;(2)如果要使A不至于从B上滑落,拉力F大小应满足的条件。答案解析1.【解析】选C。由于惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,所以A项错误;惯性与运动速度无关,所以B项错误;战斗机在空战时,甩掉副油箱,质量减小,减小惯性,C项正确;公共汽车在启动时,乘客都要向后倾倒,D项错误。2.【解析】选B。网球拍打击网球的力与球撞击球拍的力是一对作用力与反作用力,它们同时产生、同时变化、同时消失,选项A错误,B正确;作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,选项C、D错误。3.【解析】选B。由牛顿第二定律有F-Ff-mg=ma,得F-Ff=m(g+a),由于燃料燃烧,火箭质量减少,所以加速度增大,火箭做加速度增大的加速运动,但加速度不是均匀增加,选项B正确,A、C、D错误。【加固训练】一个物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中一个力的大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终未变),在这一过程中其余各力均不变。那么,下列各图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是()【解析】选D。可以认为物体受到了一个力F1和其他力的合力F2的共同作用,处于平衡状态,两力大小相等、方向相反。F2始终不变,当F1先减小后增大时,物体受到的合力先增大后减小,物体的加速度由小变大,再由大变小,加速度方向始终与速度方向一致,做加速运动,在v-t图像上,图线的斜率先变大后变小,速度越来越大,D正确。4.【解析】选C。未剪断轻绳时,弹簧弹力为3mg,轻绳剪断的瞬间,弹簧弹力不变,物体B受力不变,加速度为零;对A和C,所受向下合力为F=3mg+mg+2mg=6mg,由牛顿第二定律得F=3ma,解得A和C的加速度为2g,选项C正确,A、B、D错误。【加固训练】(2014杭州模拟)如图所示,质量分别为m、2m的球A、B,由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内,细线承受的拉力为F,此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为()A.2F32F3m+gB.F32F3m+gC.2F3F3m+gD.F3F3m+g【解析】选A。剪断细线前,对AB整体由牛顿第二定律得3mg-F=3ma,对B由牛顿第二定律得2mg-FT=2ma,解得FT=2F3,当剪断细线瞬间,线的拉力立即突变为零,而弹簧的拉力保持不变,对A由牛顿第二定律得FT+mg=ma,解得a=2F3m+g,选项A正确。5.【解析】选C。平板小车、小球A、物块B相对静止,对整体由牛顿第二定律可知,三者具有相同的加速度a,对小球A由牛顿第二定律得mAgtan=mAa,解得a=gtan,方向水平向右,对B由牛顿第二定律得Ff=ma=mgtan,方向水平向右,选项C正确。【加固训练】如图所示,倾斜固定直杆与水平方向成60角,直杆上套有一个圆环,圆环通过一根细线与一只小球相连接。当圆环沿直杆下滑时,小球与圆环保持相对静止,细线伸直,且与竖直方向成30角。下列说法中正确的是()A.圆环不一定加速下滑B.圆环可能匀速下滑C.圆环与杆之间一定没有摩擦D.圆环与杆之间一定存在摩擦【解析】选D。对小球由牛顿第二定律得：沿斜面方向mgsin60-FTsin30=ma,垂直斜面方向mgcos60-FTcos30=0,解得a=33g,由于小球与圆环保持相对静止,故圆环一定加速下滑,选项A、B错误;对小球和圆环组成的系统,由牛顿第二定律得(M+m)gsin60-Ff=(M+m)a,解得Ff=36(M+m)g,故圆环与杆之间一定存在摩擦,选项D正确,C错误。6.【解析】选B、C、D。根据表格数据分析,t1时刻该同学处于超重状态,根据牛顿第二定律分析得知,电梯的加速度方向向上。t2时刻该同学处于失重状态,电梯的加速度方向向下,两个时刻加速度方向相反,故B正确。t1和t2时刻该同学的质量并没有发生变化,所受重力也没有发生变化,故A错误。根据牛顿第二定律求得t1时刻该同学的加速度大小a1=F1-mgm=109m/s2,t2时刻该同学的加速度a2=mg-F2m=109m/s2,可见,t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等,但运动方向都可能向上或向下,不一定相反,故C正确。t3时刻该同学处于平衡状态,可能静止,也可能向上匀速运动,D正确。7.【解析】选B、C。若拉力方向与物体运动方向相同,则斜率较大的图像为不受拉力即只受摩擦力的速度图像,此时物体加速度为a1=23m/s2,由牛顿第二定律可知此时摩擦力Ff=ma1=0.2N;图像中斜率较小的图线为受拉力时的图线,加速度为a2=13m/s2,由牛顿第二定律可知Ff-F=ma2,代入已知条件可知,拉力F=0.1N。若拉力方向与物体运动方向相反,则斜率较小的图像为不受拉力即只受摩擦力的速度图像,此时物体加速度为a3=13m/s2,由牛顿第二定律可知此时摩擦力Ff=ma3=0.1N;图像中斜率较大的图线为受拉力的图线,加速度为a4=23m/s2,由牛顿第二定律可知F+Ff=ma4,代入已知条件可知,拉力F=0.1N。故B、C两项正确。8.【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)分析物体在不同情况下的受力情况;(2)根据物体的受力情况分析物体的运动情况,判断物体滑到传送带右端时的速度与v的大小关系。【解析】选A、D。若传送带静止,物体滑到传送带右端的过程中,物体一直减速,其加速度a=-g,v2-v02=2aL,当传送带顺时针转且速度小于v时,物体仍一直减速,到达传送带右端速度仍为v,因而物体仍落在P点,A正确;当传送带顺时针转且速度大于v0时,物体应先加速,因而到达右端时速度一定大于v,应落在P点右侧,B错;当传送带顺时针转且速度大于v时,物体在传送带上应先减速,当速度达到传送带速度时便和传送带一起匀速运动,到达右端时速度大于v,应落在P点右侧,C错;当传送带逆时针转时,物体一直减速,到达右端时速度为v,仍落在P点,D正确。9.【解析】(1)由于打点计时器就是一个计时装置,所以不需要秒表。(2)由图中知T=0.1s,匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,vB=x22T=0.680m/s,由x=aT2知,(x2-x1)-x1=aT2,解得a=x2-2x1T2,由题中x1=5.99cm、x2=13.59cm,代入上式解得a=1.61m/s2。(3)由图中知,当F=0时,a0,说明重力的分力产生了加速度,原因是平衡摩擦力过度,所以图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度;以小车、砂和小砂桶整体为研究对象得：mg=(M+m)a,以小车为研究对象得F=Ma,联立解得F=MM+mmg=11+mMmg,当Mm时Fmg,在图线中,F越大,mg越大,就越不满足Mm的条件,所以图线在末端弯曲。答案：(1)C(2)0.6801.61(3)平衡摩擦力过度砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M10.【解析】(1)20分度游标卡尺的读数：游标尺上的第4条刻线与上面刻线对齐,则d=10mm+40.05mm=10.20mm=1.020cm。(2)本实验的条件是Mm,本实验选择的钩码质量越小越好,故应选m2。(3)d越小,所求的经过遮光条的平均速度越接近瞬时速度,故应选d2。(4)由整体法可知,系统(也就是小车)的加速度a=mgM+m=1M+mmg=1M+mF;所挂钩码质量逐渐增大,1M+m逐渐减小,即a-F关系图线的斜率逐渐减小,曲线更符合事实。由曲线可知,当力F较小时,滑块处于静止状态,当力F较大时,滑块由静止做加速运动,这说明气垫导轨没有调节水平或滑块受到空气阻力以及绳与滑轮间存在摩擦力的作用。答案：(1)1.020(2)m2(3)d2(4)气垫导轨没有调水平(或滑块受到空气阻力、绳与滑轮间的摩擦力)11.【解析】(1)要想获得成功,瓶子滑到C点时速度恰好为0,力作用时间最长,设最长时间为t1,力作用时的加速度为a1、位移为x1,撤力时瓶子的速度为v1,撤力后瓶子的加速度为a2、位移为x2,则：F-mg=ma1(2分)-mg=ma2(2分)v1=a1t1(2分)v12=2a1x1(2分)-v12=2a2x2(2分)x1+x2=L1(1分)解得：t1=16s(1分)(2)要想获得成功,瓶子滑到B点时速度恰好为0,力作用距离最小,设最小距离为x3,撤力时瓶子的速度为v2,则：v22=2a1x3(2分)-v22=2a2(L1-L2-x3)(2分)解得：x3=0.4m(1分)答案：(1)16s(2)0.4m【总结提升】解决动力学问题的关键解决动力学问题时,受力分析是关键,对物体运动情况的分析同样重要,特别是对运动过程较复杂的问题。(1)运动分析：一定要弄清楚整个过程中物体的加速度是否相同,若不同,必须分阶段处理,加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁。(2)受力分析：分析受力时,要注意前后过程中哪些力发生了变化,哪些力没有发生变化。12.【解析】(1)物体A滑上平板车B以后,做匀减速运动,由牛顿第二定律得：Mg=MaA解得：aA=g=2m/s2(2分)平板车B做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得：F+Mg=maB解得：aB=14m/s2(2分)两者速度相同时有：v0-aAt=aBt解得：t=0.25s(2分)A滑行距离：xA=v0t-12aAt2=1516m(1分)B滑行距离：xB=12aBt2=716m(1分)最大距离：x=xA-xB=0.5m(1分)(2)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则：v02-v122aA=v122aB+L(2分)又：v0-v1aA=v1aB(1分)解得：aB=6m/s2(1分)再代入F+Mg=maB得：F=1N(1分)若F1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N(1分)当F较大时,在A到达B的右端之前,