高中物理力学综合测试题一.docx
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高中物理力学综合测试题一
高中物理力学综合测试题
(一)
力学综合测试题
(一)
一、选择题(每小题4分,共40分。
每小题至少有一个选项是正确的)
1.根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是()
A.人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位置
B.人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
2.如图所示,三个木块A、B、C在水平推力F的作用下靠在竖直墙上,且处于静止状态,则下列说法中正确的是()
A.A与墙的接触面可能是光滑的
B.B受到A作用的摩擦力,方向可能竖直向下
C.B受到A作用的静摩擦力,方向与C作用的静摩擦力方向一定相反
D.当力F增大时,A受到墙作用的静摩擦力一定不增大
3.一个物体,受n个力的作用而做匀速直线运动,现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零,而其他的力保持不变,则物体的加速度和速度
A.加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越快
B.加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越慢
C.加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越快
D.加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越慢
4.如图所示,在粗糙水平面上放一三角形木块a,当b按下列四种不同方式运动时,a三角形物体始终对地静止,试问,在哪种或哪几种情形下,a三角形物体对地面有向右的静摩擦力.
A.b物体沿斜面加速下滑
B.b物体沿斜面减速下滑
C.b物体沿斜面匀速下滑
D.b物体受到一次冲击后沿斜面减速上滑
5.如图所示,一物体分别从3个不同高度,但同底的光滑斜面的顶端由静止开始滑下,斜面与水平面夹角分别为30°、45°、60°,滑到底端所用的时间t1、t2、t3的关系是
A.t1=t2=t3B.t1=t3>t2C.t1>t2>t3D.t1 6.如图所示,不计重力的轻杆OP能以O为轴在竖直平面内自由转动,P端悬挂一重物,另用一根轻绳通过定滑轮系在P端。 当OP和竖直方向的夹角α缓慢逐渐增大时(0<α<π),OP杆的弹力T和绳子的张力F的大小变化是 A.T不变,F变大 B.T不变,F先变大后变小 C.T先变小后变大,F变大 D.T先变大后变小,F不变 7.如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为 A.都等于 B. 和0 C. 和0D.0和 8.两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为V0,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车。 已知前车在刹车过程中所行的距离为s,若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为: A.1sB.2sC.3sD.4s 9.如图,置于水平地面上相同材料的质量分别为m和M的两物体间用细绳相连,在M上施加一水平恒力F,使两物体做匀加速运动,对两物体间绳上的张力,正确的说法是 A.地面光滑时,绳子拉力的大小为mF/(M+m) B.地面不光滑时,绳子拉力的大小为mF/(M+m) C.地面不光滑时,绳子拉力大于mF/(M+m) D.地面光滑时,绳子拉力小于mF/(M+m) 10.从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ.Ⅱ的速度图象如图所示。 在0-t0时间内,下列说法中正确的是 A.Ⅰ.Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小 B.Ⅰ物体所受的合外力不断增大,Ⅱ物体所受的合外力不断减小 C.Ⅰ物体的位移不断增大,Ⅱ物体的位移不断减小 D.Ⅰ.Ⅱ两个物体的平均速度大小都是(v1+v2)/2 二、简答题: 本题共2小题,共22分. 10.(10分) (1)(6分)如图所示,甲图中螺旋测微器的读数为mm,乙图中游标卡尺的读数为cm. (2)(4分)如图丙所示,在探究“共点力合成”的实验中,橡皮条一端固定于P点,另一端连接两个弹簧秤,分别用F1与F2拉两个弹簧秤,将结点拉至O点.现让F2大小不变,方向沿顺时针方向转动某一角度,要使结点仍位于O点,则F1的大小及图中β(β>90o)角的变化可能是() A.增大F1的同时增大β角B.增大F1而保持β角不变 C.增大F1的同时减小β角D.减小F1的同时增大β角 11.(12分)如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得. 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a/m·s-2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 4.00 3.50 3.00 2.5 2.00 1.40 1.00 0.60 (1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),由图中数据求出小车加速度值为m/s2; (2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的 数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线; 从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是; (3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(d),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是; (4)若实验中将小车换成滑块,将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ.要测出动摩擦因数μ,需要测量的物理量有;实验测得的动摩擦因数μ比真实值(填“偏大”或“偏小”). 三、计算题(共58分) 14.(12分) 如图所示,两轮在同一高度,两轮的半径均为R=0.2m,且都以角速度ω=8rad/s绕过轮心的水平轴逆时针转动,两轮心间的距离s=1m,有一块长为l(l>2m)的均匀木板AB,水平无初速度地放在两轮上,且木板重心O恰好在右轮轮心正上方.木板与两轮边缘之间的动摩擦因数均为μ=0.2.求: (1)木板刚开始运动时的加速度大小是多少? (2)从木板刚开始运动到重心O移到左轮心正上方所用的时间是多少? 15.(15分)如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多只能到达板的中点,且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远.求: (1)若板与桌面间光滑,物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移. (2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板右端,板与桌面的动摩擦因数的范围. (3)若板与桌面间的动摩擦因数取 (2)问中的最小值,在物块从板的左端运动到右端的过程中,人拉绳的力所做的功(其他阻力均不计). 16.(15分)如图所示,M是水平放置的圆盘,绕过其圆心的竖直轴 匀速转动,以经过O水平向右的方向作为x轴的正方向.在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器,在t=0时刻开始随长传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动,速度大小为v.已知容器在t=0时滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴下一滴水.问: (1)每一滴水经多长时间滴落到盘面上? (2)要使盘面上只留下3个水滴,圆盘半径R应满足什么条件? (3)若圆盘半径R足够大,第二滴水和第三滴水在圆盘上可能 相距的最远距离为多少此时圆盘转动的角速度至少为多少 17.(16分)如图所示,在光滑水平地面上,静止放着一质量m1=0.2kg的绝缘平板小车,小车的右边处在以PQ为界的匀强电场中,电场强度E1=1×104V/m,小车A点正处于电场的边界.质量m2=0.1kg,带电量q=6×10-5C的带正电小物块(可视为质点)置于A点,其与小车间的动摩擦因数μ=0.40(且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等).现给小物块一个v0=6m/s的速度.当小车速度减为零时,电场强度突然增强至E2=2×104V/m,而后保持不变.若小物块不从小车上滑落,取g=10m/s2.试解答下列问题: (1)小物块最远能向右运动多远? (2)小车、小物块的最终速度分别是多少? (3)小车的长度应满足什么条件? 力学综合测试题 (一)答案 一、选择题: (4×10=40分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C CD A AD B A D B AB A 二、填空题: (3×6=18分) 10.(10分) (1)(6分)10.501(10.500-10.502)10.155 (2)(4分)AC 11. (1)3.0(2.6—3.4)(2分) (2)如图所示(2分)a=1/(2m)(2分) (3)实验前未平衡摩擦力(2分) (4)砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度偏大(4分) 三、计算题: (42分) 14. (1)设木板对两轮的压力大小分别为N1和N2,木板刚放上时的加速度为a,则 N1+N2=mg、μ(N1+N2)=ma,解得a=μg=2m/s2 (2)轮边缘的线速度为v=ωR=1.6m/s 板从静止加速到速度为1.6m/s所用的时间和移动的距离分别为 t1= =0.8s;s1= at12=0.64m 板匀速移动的距离和时间分别为 s2=s-s1=0.36m、t2= =0.225s 故木板运动的总时间为t=t1+t2=1.025s 15. (1)板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同,此时物块刚到达板的中点,设木板加速度为a1,运动时间为t1,对木板有μ1mg=Ma、v=a1t1 ∴t1= 设在此过程中物块前进位移为s1,板前进位移为s2,则s1=vt1、s2= t1 又因为s1s2= ,由以上几式可得 物块与板间的动摩擦因数μ1= 、板的位移s2= . (2)设板与桌面间的动摩擦因数为μ2,物块在板上滑行的时间为t2,木板的加速度为a2,对板有μ1mgμ2(m+M)g=Ma2,且v=a2t2解得t2= 又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3,则vt3 t3=l,t3= 为了使物块能到达板的右端,必须满足t2≥t3 即 ,则μ2≥ 所以为了使物块能到达板的右端,板与桌面间的摩擦因数μ2≥ . (3)设绳子的拉力为T,物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为s3,则有: T—μ1mg=0、s3=vt3=2l 由功的计算公式得: WT=Ts3=2Mv2,所以绳的拉力做功为2Mv2. (或W=△E,W ) 16. (1)h= gt2则t= (2)第3滴水离开圆心x3=3vt=3v ;第4滴水离开圆心x4=4vt=4v 所以半径R满足 (3)当第2滴与第3滴落在同一直线上,且在圆心两侧时,相距最远 dmax=2vt+3vt=5v 两滴水落在盘面上的时间差t与圆盘周期T满足t=(n+ )T=(n+ ) 则ω=2π(n+ ) (其中n=0、1、2、3、……),当n=0时,ωmin=π . 17. (1)小物块受到向左的电场力和滑动摩擦力作减速运动,小车受摩擦力向右做加速运动. 设小车和小物块的加速度分别为a1、a2,由牛顿第二定律得 对小车μm2g=m1a1、a1=2m/s2 对小物块qE1+μm2g=m2a2、a2=10m/s2 设t1时刻小车与小物块速度相同,则vt=v0-a2t1=a1t1、解得t1=0.5s、vt=1m/s 当两物体达共同速度后系统只受电场力,则由牛顿第二定律得 qE1=(m1+m2)a3则a3=2m/s2 设两者摩擦力达最大静摩擦力,小车和小物块做减速运动的加速度分别为a4、a5,则 μm2g=m1a4、a4=2m/s2;qE1-μm2g=m2a5、a5=2m/s2; 由于a3=a4=a5,故两者不会发生相对滑动,以共同加速度做减速运动,直到速度为零. 小物块第一段运动的位移 m, 小物块第二段运动的位移 m, 小物块向右运动的最远位移s=s1+s2=2m. (2)当小车和小物块的速度减为零后, 小物块的加速度qE2-μm2g=m2a6、a6=8m/s2 小车的加速度μm2g=m1a7、a7=2m/s2 设小车经过t2时间冲出电场,此时小车和小物块的速度分别为v3、v4 对小物块 小物块的速度 m/s 小车速度 m/s 冲出电场后,小物块做减速运动,小车做加速运动 小车加速度μm2g=m1a8、a8=2m/s2 小物块加速度a9=μg=4m/s2 经过t3时间速度相同: vt=v3-a9t3=v4+a8t3解得vt= m/s (3)m2从最右端出发向左运动到最左端的过程中 qE2s-μm2gl= (m1+m2)v2解得l=3m
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