学年高中物理 模块综合检测二新人教版必修1docWord格式文档下载.docx
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C.逐渐增大D.逐渐减小
当8N的力减小到6
N时,两个力的合力最小,为0,若再减小,两力的合力又将逐渐增大,两力的合力最大为6N,故A正确.
A
4.(2014·
北京高考)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入.例如,平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出.对此现象分析正确的是( )
A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态
B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态
C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度
D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度
本题考查牛顿第二定律的应用,重在物理过程的分
析,根据加速度方向判断超重和失重现象
.手托物体抛出的过程,必有一段加速过程,其后可以减速,可以匀速,当手和物体匀速运动时,物体既不超重也不失重;
当手和物体减速运动时,物体处于失重状态,选项A错误;
物体从静止到运动,必有一段加速过程,此过程物体处于超重状态,选项B错误;
当物体离开手的瞬间,物体只受重力,此时物体的加速度等于重力加速度,选项C错误;
手和物体分离之前速度相同,分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大,物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度,所以选项D正确.
5.在做自由落体运动升降机内,某人竖直上抛一弹性小球(即碰撞后小球以等大的反向速度运动),此人会观察到( )
A.球匀速上升,达到最大高度后匀加速下降
B.球匀速上升,与顶板碰撞后匀速下降
C.球匀速上升,与顶板碰撞后停留在顶板处
D.球匀减速上升,达到最大高度处停留在空中
以地面为参考系,向上为正方向,小球的速度:
v1=v0-gt;
升降机速度:
v2=gt.
故小球相对于升降机的速度:
v=v1+v2=v0;
故球匀速上升;
下降过程,球和升降机相对地面的加速度均为g,故速度差值恒定,球相对升降机匀速下降,故选B.
B
6.如图所示,质量为m的物体放在水平桌面上,在与水平方向成θ
的拉力F作用下加速往前运动,已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ,则下列判断正确的是( )
A.物体受到的摩擦力为Fcosθ
B.物体受到摩擦力为μmg
C.物体对地面的压力为mg
D.物体受到地面的支持力为mg-Fsinθ
对物体受力分析,如图所示,则有
物体受到的摩擦力为f=μN=μ(mg-Fsinθ),故A、B错误.
物体对地面的压力与地面对物体的支持力是作用力与反作用力,而支持力等于mg-Fsinθ,故C错误.
物体受到地面的支持力为mg-Fsinθ,故D正确.
7.一个向正东方向做匀变速直线运动的物体,在第3s内发生的位移为8m,在第5s内发生的位移为5m,则关于物体运动加速度的描述
正确的是( )
A.大小为3m/s2,方向为正东方向
B.大小为3m/s2,方向为正西方向
C.大小
为1.5m/s2,方向为正东方向
D.大小为1.5m/s2,方向为正西方向
由题意,物体做匀变速直线运动,已知第3s内发生的位移为x1=8m,在第5s内发生的位移为x2=5m,两段相等的时间为t=1s.根据匀变速直线运动的推论Δx=aT2,得x2-x1=2at2,则得a=
=
m/s2=-1.5m/s2,负号表示加速度方向为正西方向,加速度大
小为1.5m/s2,故A、B、C错误,D正确.故选D.
8.星级快车出站时能在150s内匀加速到180km/h,然后正常行驶.某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108km/h.以初速度方向为正方向,则下列说法不正确的是( )
A.列车加速时的加速度大小为
m/s2
B.列车减速时,若运用v=v0+at计算瞬时速度,其中a=-
C.若用v-t图象描述列车的运动,减速时的图线在时间轴(t轴)的下方
D.列车由静止加速,1min内速度可达20m/s
列车的加速度大小a=
m/s2=
m/s2,减速时,加速度方向与速度方向相反,a′=-
m/s2,故A、B两项都正确.列车减速时,vt图象中图线依然在时间轴(t轴)的上方,C项错.
由v=at可得v=
×
60m/s=20m/s,D项对.
9.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q,如图所示.P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是( )
A.Q物体受3个力
B.P物体受3个力
C.若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大
D.若绳子变长,绳子的拉力将变小
墙壁光滑,Q处于静止状态,则P、Q间必有摩擦力,Q应受4个力作用,P受4个力作用,故A,B错.对Q,P物体受力分析如图所示,对P由平衡条件:
Tsinθ=N1,Tcosθ=mPg+f,对Q由平衡条件:
f′=mQg,故f′不变,C错.根据牛顿第三定律,f=f′,N1=N1′,当绳子变长时,θ减小,故T减小,D对.
10.如图所示,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(t是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下图中反映a1和a2变化的图线中正确的是( )
当拉力F很小
时,木块和木板一起加速运动,由牛顿第二定律,对木块和木板:
F=(m1+m2)a,故a1=a2=a=
t;
当拉力很大时,木块和木板将发生相对运动,对木板:
μm2g=m1a1,得a1=
,对木块:
F-μm2g=m2a2,得a2=
t-μg,A正确.故正确答案为A.
二、多项选择题(本题共4小题,每题6分,共24分.每小题有多个选项是正确的,全选对得6分,少选得3分,选错、多选或不选得0分.)
11.如图所示,粗糙水平面上叠放着P、Q两木块,用水平向右的力F推Q使它们保持相对静止一起向右运动,P、Q受力的个数可能是( )
A.P受2个力,Q受5个力
B.P受3个力,Q受5个力
C.P受3个力,Q受6个力
D.P受4个力,Q受6个力
题目没有说明它们的运动状态,可能有两种情况:
(1)匀速运动:
对P进行受力分析,处于平衡状态,只受到重力和支持力;
对Q,则受到重力、地面的支持力、P的压力以及地面的摩擦力和推力F的作用,共5个力.所以选项A正确;
(2)在水平推力的作用下,物体P、Q一起匀加速滑动,则对P受力分析:
重力与支持力,及向右的静摩擦力共3个力.对Q受力分析:
重力、地面支持力、P对Q的压力、水平推力、地面给Q的滑动摩擦力,及P对Q的静摩擦力共6个力.所以选项C正确.故选AC.
AC
12.甲、乙两物体从同一地点沿同一条直线同时运动,其速度-时间图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内两物体均处于静止状态
B.t1~t2时间内甲物体始终在乙物体的前面
C.t2时刻两物体相遇
D.t1~t2时间内,甲物体做匀减速直线运动
由v-t图象可知,0~t1时间内甲、乙均做匀速运动,t1~t2时间内,甲物体
做匀减速直线运动,A错误,D正确;
t2时刻之前,v甲始终大于v乙,两物体又从同一地点同向运动,故t1~t2时间内甲物体始终在乙物体前面,且两物体相距越来越远,B正确,C错误.
BD
13.如图所示,传送带的水平部分长为L,向右传动速率为v,在其左端无初速释放一木块.若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( )
A.
+
B.
C.
D.
若木块一直匀加速至传送带右端,则由L=
μgt2可得,木块从左端运动到右端的时间为t=
,若木块加速至传送带右端时恰与带同速,则由L=
t可得:
t=
,若木块加速至v后又匀速一段至带的右端,则有:
,故A、C、D均正确.
ACD
14.如图所示,轨道由左边水平部分ab和右边斜面部分bc组成,b处为一小段光滑圆弧连接,斜面倾角为θ=37°
,斜面长L=10m.一个小物体在水平面上向右运动,Pb距离为x=10m,经过P时速度v0=20m/s,小物体与接触面间的动摩擦因数均
为μ=0.5,g=10m/s2,sin37°
=0.6,则( )
A.小物体最终停在轨道水平部分距斜面底端6m处
B.小物体最终从c处离开斜面
C.从P点开始计时,小物体沿接触面运动的时间为(3-
+1.4
)s
D.从P点开始计时,小物体沿接触面运动的时间为(3-
应用牛顿第二定律可知:
小物体在水平面上滑动的加速度大小为a1=μg=5
m/s2(方向与速度v0方向相反).沿斜面上滑的加速度大小为a2=gsinθ+μgcosθ=10m/s2(方向沿斜面向下).小物体在水平面上运动到斜面底端时速度设为v1,应用速度与位移关系式有v
-v
=-2a1x,解得v1=10
m/s.滑上斜面到速度减小为0需运动的位移为L1=
=15m>
L,小物体最终离开斜面,A错,B对.离开斜面时的速度设为v2,v
=-2a2L,v2=10m/s,小物体从P到斜面底端的运动时间t1=
,沿斜面上滑的运动时间为t2=
,小物体沿接触面运动的时间为t=t1+t2=(3-
)s,C错,D对.
三、非选择题(共4小题,共46分)
15.(8分)某同学用如图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.
实验步骤如下:
a.安装好实验器材.
b.接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次.下图为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位:
cm).
c.测量1、2、3、…6计数点到0计数点的距离,分别记做s1、s2、s3…、s6记录在以下表格中,其中第2点的读数如图,请填入下方表格中.
计数点
1
2
3
4
5
6
s/cm
6.18
19.86
27.32
35.22
43.54
d.通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动.
e.分别计算出打计数点时的速度v1、v2、v3、v4、v5,并记录在以下表格中,请计算出v1并填入下方表格.
v/(m·
s-1)
0.68
0.73
0.77
0.81
f.以v为纵坐标、t为横坐标,请在图中描出各点,并画出v-t图线.由图求得a=______m/s2.(保留两位有效数字)
c.刻度尺的读数需要估读一位,故为:
12.80cm.
e.在匀变速运动中,中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度:
v1=
m/s=0.64m/s.
f.描点后如图所示.
在vt中图线的斜率表示加速度:
a=
m/s2=0.43m/s2.
12.80 0.64 图略 0.43
16.(8分)一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,与水平线成30°
夹角,已知B球的质量为3kg,求细绳对B球的拉力和A球的质量mA(取g=10m/s2).
对A球受力分析如图所示,可知:
水平方向:
Tcos30°
=NAsin30°
,
竖直方向:
NAcos30°
=mAg+Tsin30°
同理对B球进行受力分析及正交分解得:
Tsin30°
=mBg,
联立以上三式可得:
T=60N,mA=2mB=6kg.
60N 6kg
17.(12分)如图甲所示,小球A从水平地面上P点的正上方h=1.8m处自由释放,与此同时,在P点左侧水平地面上的物体B在水平拉力的作用下从静止开始向右运动,B运动的v-t图象如图乙所示,已知B物体的质量为2kg,且A、B两物体均可看作质点,不考虑A球的反弹,g取10m/s2.求:
图甲 图乙
(1)小球A下落至地面所需的时间t;
(2)要使A、B两物体能够同时到达P点,求物体B的初始位置与P点的距离x;
(3)若作用在物体B上的水平拉力F=20N,求B物体与地面之间的动摩擦因数μ.
(1)由h=
gt2可得,小球A从下落至地面所需的时间t=
=0.6s.
(2)要使A、B两物体能同时到达P点,则物体B运动的时间也为t=0.6s,故x=
at2,又a=
=8m/s2,解得:
x=1.44m.
(3)由F-μmg=ma可得
μ=0.2.
(1)0.6s
(2)1.
44m (3)0.2
18.(18分)如图所示,有1、2、3三个质量均为m=1kg的物体,物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接,跨过光滑的定滑轮,设长板2到定滑轮足够远,物体3离地面高H=5.75m,物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=0.2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放,同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v=4m/s的初速度开始运动,运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下,g=10m/s2.求:
(1)长板2开始运动时的加速度大小;
(2)长板2的长度L0;
(3)当物体3落地时,物体1在长板2上的位置.
设向右为正方向
(1)物体1:
-μmg=ma1,a1=-μg=-2m/s2;
物体2:
T+μmg=ma2;
物体3:
mg-T=ma3,且a2=a3;
由以上两式,可得a2=
=6m/s2.
(2)设经过时间t1二者速度相等,得
v1=v+a1t=a2t,
代入数据,得t1=0.5s,v1=3m/s;
所以x1=
t=1.75m,x2=
=0.75m.
所以木板2的长度L0=x1-x2=1m.
(3)此后,假设物体1、2、3相对静止一起加速,得
T=2ma,mg-T=ma,得mg=3ma,
即a=
.
对1分析:
f静=ma=3.3N>Ff=μmg=2N,故假设不成立,物体1和物体2相对滑动.
物体1:
a3=μg=2m/s2;
T-μmg=ma4;
mg-T=ma5,且a4=a5;
得a4=
=4m/s2.
整体下落高度h=H-x2=5m,
根据h=v1t2+
a4t
解得t2=1s.
物体1的位移x3=v1t2+
a3t
=4m,
h-x3=1m,物体1在长木板2的最左端.
(1)6m/s2
(2)1m (3)长木板最左端
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