(时间:90分钟,满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选对但不全的得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
解析:选D.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.我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在押加比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是( )
图4-5
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小 C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜 答案:BD 3.(2011·高考上海卷)如图4-6,在水平面上的箱子内,带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边,处于静止状态.地面受到的压力为FN,球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后,在球b上升过程中地面受到的压力( )
图4-6
A.小于FN B.等于FN C.等于FN+F D.大于FN+F
解析:选D.剪断连接球b的细线后,b球会向上加速,造成两球之间的静电力F电增大,剪断前由整体法FN=Mg+mag+mbg,F电=mbg+F.剪断后对箱和a球有FN′=Mg+mag+F电′=FN-mbg+F电′,由于F电′>F电,所以FN′>FN+F,故选D.
4.如图4-7,车沿水平地面做直线运动.车内悬挂在车顶的系小球的悬线与竖直方向夹角为θ,放在车厢地板上的物体A,质量为m,与车厢相对静止.则A受到摩擦力的大小和
小车运动方向可能是( )
图4-7
A.mgsinθ,向右 C.mgcosθ,向右
B.mgtanθ,向右 D.mgtanθ,向左
解析:选BD.由于小球、小车与A相对静止,三者具有相同的速度和加速度,对小球受力分析如图,由牛顿第二定律得:m′gtanθ=m′a,故a=gtanθ,小车可能向右做匀加速运动,也可能向左做匀减速运动.对A:Ff=ma=mgtanθ,故B、D对,A、C错.
5.如图4-8所示,小球P、Q的质量相等,其间用轻弹簧相连,光滑斜面的倾角为θ,系统静止时,弹簧与轻绳均与斜面平行,则在轻绳被突然剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
图4-8
A.两球的加速度大小均为gsinθ B.Q球的加速度为零
C.P球的加速度大小为2gsinθ
D.P球的加速度方向沿斜面向上,Q球的加速度方向沿斜面向下
解析:选BC.在轻绳被突然剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,Q球所受的合力不变,加速度为零,选项B正确;但绳子的拉力(2mgsinθ)立刻变为零,P球所受的合力(弹簧的拉力和重力沿斜面向下的分力)的大小为2mgsinθ,故P球的加速度大小为2gsinθ,选项C正确. 6.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图4-9甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取重力加速度g=10 m/s2.由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为( )
图4-9
A.m=0.5 kg,μ=0.4
2
B.m=1.5 kg,μ=
15
C.m=0.5 kg,μ=0.2 D.m=1 kg,μ=0.2
解析:选A.由F-t图和v-t图可得,物块在2 s到4 s内所受外力F=3 N,物块做匀加
Δv4
速运动,a== m/s2=2 m/s2,F-Ff=ma,即3-10μm=2m.①
Δt2
物块在4 s到6 s所受外力F=2 N,物块做匀速直线运动, 则F=Ff,F=μmg,即10μm=2②
由①②解得m=0.5 kg,μ=0.4,故A选项正确.
7. (2011·高考新课标全国卷)如图4-10,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )
图4-10
图4-11
解析:选A.在m2与m1相对滑动前,F=kt=(m1+m2)a,a与t成正比关系,a1-t关系图
km2gμ
线的斜率为,当m1与m2相对滑动后m1受的是F21=m2gμ=m1a1,a1=为一恒量,
m1m1+m2
ktk
对m2有F-m2gμ=m2a2,得a2=-gμ,斜率为,可知A正确,B、C、D错误.
m2m2
8.如图4-12所示,木块A的质量为1 kg,木块B的质量为2 kg,叠放在水平地面上,A、B间的最大静摩擦力为1 N,B与地面间的动摩擦因数为0.1,今用水平力F作用于B,则保持A、B相对静止的条件是F不超过(g=10 m/s2)( )
图4-12
A.1 N C.4 N
B.3 N D.6 N
Fm1
= m/s2=1 m/s2,mA1
选A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律得F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)am, 解得F=(mA+mB)(am+μg)=3×2 N=6 N.D正确.
9.如图4-13所示,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块.木箱静止时弹簧处于压缩状态,且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为( )
解析:选D.要保持A、B相对静止,它们运动的最大加速度am=
图4-13
A.加速下降 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降
解析:选BD.木箱静止时,物块受三个力:重力G、弹簧的弹力F、箱顶的压力FN.由物体的平衡条件,有 F-(G+FN)=0
当物块对箱顶刚好无压力时,G与F均不变,FN=0,故物块所受合力为 F-G,方向竖直向上,表明物块(也既木箱)有向上的加速度.选项B、D正确.
10.如图4-14所示,质量为m1和m2的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿光滑水平面,再沿斜面,最后竖直向上运动.在三个阶段的运动中,线上拉力的大小( )
图4-14
A.由大变小 B.由小变大 C.始终不变 D.由大变小再变大 解析:选C.m1、m2沿水平面移动时:
Fm1F
a1=,线上张力F1=m1a1= m1+m2m1+m2
F
m1、m2沿斜面移动时:a2=-g sinθ
m1+m2
m1F
线上张力F2=m1a2+m1gsinθ=
m1+m2
F
m1、m2竖直向上移动时:a3=-g
m1+m2m1F
线上张力:F3=m1a3+m1g=
m1+m2
由此可见F1=F2=F3,C对.
二、实验题(本题共2小题,共12分.按题目要求作答)
11.(4分)如图4-15甲为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1 s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是________m/s2,在验证质量一定时加速度a和合外力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图象,其原因是________________________________________________________________________.
图4-15
解析:a的计算利用逐差法.
?xDE-xAB?+?xEF-xBC?+?xFG-xCD?a= 9T2?xDE+xEF+xFG?-?xAB+xBC+xCD?=
9T2?xAG-xAD?-xAD= 9T240.65-2×13.15-=×102 m/s2 29×0.1=1.60 m/s2.
答案:1.60 平衡摩擦力过度
12.(8分)如图4-16为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机DIS直接显示物体加速度)研究加速度与力的关系”的实验装置.
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