专题2——力与物体的直线运动专题达标测试(2).ppt

1、一、选择题 (每小题5分,共60分) 1.(2009鞍山市第二次质量调查)如图2-1所示, 在 2008年北京奥运会中,牙买加选手 博尔特被公认为世界飞人,在男子 100 m决赛和男子200 m决赛中分别 以9.69 s和19.30 s的成绩破两项世 界纪录,获得两枚金牌.关于他在这 两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是 ( ）,图2-1,专题达标测试,解析 200 m是弯道,位移小于200 m,A错; ,s为位移,B错,C对;最大速度是不能求解的,D错.,答案 C,A.200 m决赛中的位移是100 m决赛的两倍 B.200 m决赛中的平均速度约为10.36 m/s C.100 m决赛中的

2、平均速度约为10.32 m/s D.100 m决赛中的最大速度约为20.64 m/s,2.(2009龙岩市质检) 如图2-2甲所示,固定在水平 桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀 强磁场中,金属杆ab与金属框架接触良好.在两根 导轨的端点d、e之间连接一个电阻R,其他部分电 阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属 杆ab上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动, 运动过程中杆ab始终垂直于框架.图乙是金属杆运 动的vt图象,则下图中可以表示外力F随时间t变 化关系的图象是 （ ）,图2-2,解析 对棒受力分析得F-F安=ma,F安= ,由图象 知v=at,即F- =ma,F=

3、ma+ ,C正确.,答案 C,3.(2009山东17)某物体做直线运动的vt图象如 图2-3所示,据此判断(F表示物体所受合力,s表示 物体的位移)四个选项中正确的是 （ ）,图2-3,解析 根据vt图象02 s与6 s8 s两段时间内加速度相同,合力方向相同;2 s6 s内加速度方向未变,合力方向不变.但02 s内的合力与2 s6 s内的合力方向相反,因此选项B正确.04 s内物体位移不断增大,4 s末达到最大值,且反向运动,8 s末返回出发点,故C、D错.,答案 B,4.(2009安徽省高考仿真题一) 如图2-4所示,原来 静止在光滑水平面上的物体,在如下图所示的水平 力F作用下运动,跟该

4、Ft图象相对应的图象( ）,图2-4,解析 由F=ma,v=at= ,可知A正确.,答案 A,5.(2009大连市二模)甲、乙两个 质量相同的物体受到竖直向上的 拉力作用从同一高度向上运动, 它们的运动图象如图2-5所示, 则下列说法正确的是 （ ） A.在0t1时间内甲的加速度越来越大 B.在t=t1时刻两物体的高度相同 C.在t=t1时刻甲所受拉力的瞬时功率大于乙所受拉 力的瞬时功率 D.在t=t2时刻甲所受的拉力大于乙所受的拉力,图2-5,解析 0t1时间内曲线的斜率减小,加速度减小,A错; t1时刻两物体速度相同,B错;因为t1时刻甲加速运动,拉力F甲F乙,由P=Fv知C对;t2时刻两

5、物体都匀速,F甲=F乙=G, D错.,答案 C,6.(2009威海市模拟)现在城市的滑 板运动非常流行,在水平地面上一 名滑板运动员双脚站在滑板上以一 定速度向前滑行,在横杆前起跳并 越过杆,从而使人与滑板分别从杆的上下通过,如,图2-6,图2-6所示.假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计,运动员能顺利完成该动作,最终仍落在滑板原来的位置上,要使这个表演成功,运动员除了跳起的高度足够外,在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应该 （ ） A.竖直向下B.竖直向上 C.向下适当偏后D.向下适当偏前,7.(2009潍安市第四次调研) 如图 2-7所示, 光滑水平面上放置一斜 面体A,在其粗糙斜

6、面上静止一物块B.从某时刻开 始,一个从零逐渐增大的水平向左的力F作用在A上,图2-7,A,使A和B一起向左做变加速直线运动.则在B与A发生相对运动之前的一段时间内 （ ）A.B对A的压力和摩擦力均逐渐增大 B.B对A的压力和摩擦力均逐渐减小 C.B对A的压力逐渐增大,B对A的摩擦力逐渐减小 D.B对A的压力逐渐减小,B对A的摩擦力逐渐增大,解析 对B受力分析如下图所示,Ffsin+FNcos= mg,Ffcos-FNsin=ma,由两式知随着a增大,Ff增大,FN必定减小.,D,8.(2009潍坊市4月二模)在如图2-8 所示的等量同种负电荷连线的中垂 线上有A、B、C三点,OA=OC,从A

7、 点无初速度释放一带负电的粒子,则 （ ） A.粒子将沿AB连线做变加速运动,且一定有加速度 aAaB B.粒子将沿AB连线做变加速运动,且一定有电势 C.粒子将由A向B方向运动,且在A点的电势能高于 在B点的电势能 D.粒子将在AC间做往复运动,图2-9,解析 两等量同种负电荷连线上电场由O向上是先增强后减弱,AB区域不确定,A错;在中垂线上方电场方向向下,B对;AB静场力做正功，电势能减少,C对;粒子将一直向上做变加速直线运动,D错.,答案 BC,9.如图2-9甲所示,A和B为两个处于真空中的足够大 的相互平行的金属板,板上各有一个小孔a和b,两 小孔正对,金属板间所加电压UBA(B板与A

8、板的电势 之差)随时间按图乙所示的规律作周期性变化,一 电子于某时刻t从小孔a飘入两板之间,飘入时速度 很小,可以忽略不计,不计重力作用,下列判断中正 确的是 （ ）,图2-9,A.若t=T/2,电子可能再从小孔a飞出 B.若t=T/2,电子一定从小孔a飞出 C.若ttT/2,电子可能从小孔a飞出,解析 电子在0T时间内,受到的静场力由A指向B,所以电子向着B板作加速运动,在T2T时间内,静场力反向,电子向着B板作减速运动,速度减至零后,反向加,速,但速度何时减为零,取决于电子进入的时刻,此题可借助于图象分析求解. 若t=T/2,电子运动的vt图象如下图所示.由图可分析得出,电子可能回到a,但

9、不可能从a飞出;电子可能从b飞出,但不是一定从b飞出,所以A、B均错. 若tT/2,则vt图象如下图所示,由图不难看出,电子的位移总为正值,所以电子一定从小孔b飞出,故C正确.,若TtT/2,则vt图象如下图所示,由图可知,电子的位移有可能为负,所以可能从小孔a飞出,故D正确.,答案 CD,10.(2009陕西师大第五次模拟)如图2-10所示,小 车板面上的物体质量为m=8 kg,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6 N.现沿水平向右的方向对小车施以作用 力, 使小车由静止开始运动起来,运动中加速度,图2-10,由零逐渐增大到1 m/s2,随即以1 m/s

10、2的加速度做匀加速直线运动.以下说法中,正确的是 （ ） A.弹簧对物体的作用力一定发生变化 B.物体受到的摩擦力先减小后增大,先向左后向右 C.当小车加速度(向右)为0.75 m/s2时,物体不受摩擦 力作用 D.小车以1 m/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8 N,解析 由于物体原来静止时弹力为6 N,其最大静摩擦力Ffm6 N,当小车以1 m/s2加速度运动时,物体受F合=ma=8 N,Ff静=2 N,物体仍能静止,A错;由受力分析知B正确;由牛顿第二定律F=ma=80.75 N=6 N,与弹簧,弹力相等,Ff=0,C对;F合=F+Ff=ma,Ff=-F+ma =

11、(-6+8)N=2 N,D错.,答案 BC,11.(2009淄博市二检) 如图2-11甲所示,用一水平 力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体, 逐渐增大F,物体做变速运动,其加速度a随外力F变 化的图象如图乙所示,若重力加速度g取10m/s2,根 据图乙中所提供的信息可以计算出 （ ）,图2-11,A.物体的质量 B.斜面的倾角 C.使物体静止在该斜面上所施加的最小外力 D.加速度为6 m/s2时物体的速度,解析 受力分析如右图所示,Fcos- mgsin=ma, a=-gsin+ = -gsin+ F.由-gsin=-6, sin= ,B正确; = =0.4,又cos=0.8,m=2k

12、g,A对;当a=0时,F= =mgtan =210 =15 N, C对,D不可以求.,答案 ABC,12.(2009济南市考前适应训练) 如图2-12甲所 示,P1、P2两板足够长,其间有垂直纸面(方向未 知)、大小恒定的匀强磁场.线圈A的两端与P1、P2 相连,A中磁场的变化情况如图乙所示.t=0时刻,带 正电的离子由左方射入P1和P2两板间,恰好做匀速 直线运动,t=4 s时恰好打在某一极板上,以向左的方 向为A中磁场B的正方向,不计离子的重力,则( ）,图2-12,A.01 s内离子做直线运动,12 s内离子不再做直线运动B.02 s内离子做直线运动,24 s内离子不再做直线运动C.P1

13、、P2间的磁场垂直于纸面向里 D.离子打在P1板上,解析 由于02 s内直线斜率不变,感应电动势不变, 02 s内做直线运动,24 s内斜率改变,感应电动势的方向与02 s内相反,离子做曲线运动,B对;由楞次定律可知02 s内线圈外侧的电流向下,P1板带正电,静电力方向向下,洛伦兹力向上,由左手定则知C正确;电场改变方向后,静电力方向向上,与洛伦兹力方向相同, D正确.,答案 BCD,二、解答题(第13、15题各8分,第14、16题各12分) 13.(2009福州综合练习)如图2-13 所示,游乐场有一斜面长为s1的滑 梯,与水平面夹角为,在滑梯下 端的水平地面上铺设有塑胶垫. 小孩从滑梯顶端

14、由静止开始下滑,不计在衔接处速 率的变化,他还可以在塑胶垫上再滑行s2的距离停 止.已知小孩与滑梯表面的动摩擦因数1,试 求:(已知重力加速度为g) (1)小孩在斜面上滑行的时间. (2)小孩与塑胶垫之间的动摩擦因数2的值.,图2-13,解析 (1)设小孩的质量为m,在滑梯上他受到三个力的作用,根据牛顿第二定律有 mgsin-Ff1=ma1 Ff1=1FN1=1mgcos 所以mgsin-mgcos=ma1 得a1=g(sin-1cos) 由运动学公式s1= a1t12得 t1= = (2)由v2=2a1s1得滑到斜面末端速度 v= =,答案 （1） （2）,在塑胶垫上滑行时,有Ff2=2FN

15、2=2mg=ma2得a2= 2g 由运动学公式0=v2-2a2s2得2= = (sin-cos),14.2008年9月28日下午五点三十七分,翟志刚、刘伯 明、景海鹏三位航天英雄在完成了预定的太空行 走、空间科学技术实验等任务后,乘坐宇宙飞船返 回舱,顺利返回祖国的怀抱.返回舱开始从太空向 地球表面按预定轨道返回,返回舱开始时通过自身,制动发动机进行调控减速下降,穿越大气层后,在距地面20 km的高度打开降落伞进一步减速下落,到距地面约1 m处反冲发动机点火减速,实现软着陆.设返回舱竖直降落,从打开降落伞的时刻开始计时,返回舱运动的vt图象如图2-14中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切

16、线,切线交于横轴一点B,其坐标为(5,0),CD是曲线AD的渐近线,假如返回舱总质量为M=3000 kg, g=10 m/s2,求:,图2-14,(1)返回舱在这一阶段是怎样运动的? (2)在初始时刻v=150 m/s,此时它受到的阻力是多大? (3)估算50 s内返回舱下落的高度及克服阻力做的功. (4)试估算返回舱从打开降落伞到着地的总时间(可不考虑反冲发动机点火后至地面的时间).,解析 (1)从vt图象可知返回舱在这一阶段做的是加速度越来越小(AD曲线各点切线的斜率绝对值越来越小)的减速运动. (2)因为AB是曲线AD在A点的切线,所以其斜率绝对值大小就是A点在这一时刻加速度的大小, 即

17、a= m/s2=30 m/s2. 设降落伞打开初始时刻返回舱所受的阻力为Ff,根据,牛顿第二定律,有 Ff-Mg=Ma 得Ff=M(g+a)=3000(10+30)N=1.2105 N (3)从图中估算得出返回舱在50 s内下落了 h=30105 m=1500 m 根据动能定理,有Mgh-Wf= Mv2- Mv02 所以有Wf=Mgh+ Mv02- Mv2 =(3000101500+ 30001502- 3000102) J =7.86107 J (4)返回舱最后做匀速运动的时间为 t= = s=1 850 s,返回舱从打开降落伞到着地需要的总时间约为 t总=t+t=(50+1 850)s=1

18、 900 s,答案 (1)加速度减小的减速运动 (2)1.2105 N (3) 1 500 m 7.86107 J (4)1 900 s,15.如图2-15甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨 MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L= 0.2 m,电阻R=0.4 ,导轨上停放一质量m= 0.1 kg、电阻r=0.1的金属杆,导轨电阻忽略 不计,整个装置处在磁感应强度B=0.5 T的匀强 磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力F沿 水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电,压表示数U随时间t的变化关系如图乙所示.求: (1)金属杆在5 s末的运动速率. (2)第4 s末时外力F的功率.,图2-15,解析 (1)因为U= 所以 = 即a=0.5 m/s2,金属棒作0.5 m/s2的匀加速直线运动 v5=at5=2.5 m/s (2)v4=at4=2 m/s 此时I= =0.4 A F安=BIL=0.04 N 对金属棒F-F安=ma F=0.09 N 故PF=Fv4=0.18 W,答案 (1)2.5 m/s (2)0.18 W,