第四章单元综合评估.docx
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第四章单元综合评估
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)
一、选择题
1.
假设洒水车的牵引力不变,且所受阻力与车重成正比,未洒水时,做匀速行驶,洒水时它的运动情况将是( )
A.做变加速直线运动
B.做匀加速直线运动
C.做匀减速运动
D.继续保持做匀速直线运动
【解析】 因为车所受阻力与车重成正比,所以随着水的质量m的减少,车重减少,阻力F减小,但牵引力不变,因此a=
越来越大,即车做变加速直线运动.
【答案】 A
2.
如右图所示,在水平轨道的车厢里,用细绳悬吊一个小球A,当车厢匀速运动时,悬线保持竖直方向,现发现悬线偏斜,下述说法中正确的是( )
A.车做匀加速运动
B.车做匀减速运动
C.车的加速度方向向右
D.车的加速度方向向左
【答案】 C
3.如右图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的( )
A.F1 B.F2
C.F3D.F4
【解析】 因OB处于竖直状态,则线BA中无作用力,故球A只受重力、OA拉力和外力F,由平衡条件知该力可能是图中F2、F3,故BC正确.
【答案】 BC
4.
右图中只有B物体左面是光滑的,其余各接触面都是粗糙的.如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动,则物体A受到的摩擦力的情况是( )
A.左、右都受向上的摩擦力
B.左侧受向上的摩擦力,右侧受向下的摩擦力
C.左、右都受向下的摩擦力
D.左侧受向下的摩擦力,右侧受向上的摩擦力
【解析】 B物体左面是光滑的,说明B左侧只受水平力F的作用,B右侧受到向上的摩擦力,与其重力的合力为零.A物体左侧受B右侧施加的向下的摩擦力,还受到向下的重力,A物体右侧一定受向上的摩擦力.
【答案】 D
5.
如图所示,质量为m的物体在粗糙斜面上以加速度a加速下滑,现加一个竖直向下的力F作用在物体上,则施加恒力F后物体的加速度将( )
A.增大B.减小
C.不变D.无法判断
【解析】 施加力F前,mgsinθ-μmgcosθ=ma①
施加力F后,(mg+F)sinθ-μ(mg+F)cosθ=ma′②
得
=
<1,故a′>a.
【答案】 A
6.
如右图所示,几个不同倾角的光滑斜面,有共同的底边,顶点在同一竖直线上,若小物块从斜面顶端由静止开始下滑,滑到底端所用时间最短的倾角为( )
A.30°B.45°
C.60°D.75°
【解析】 设斜面倾角为θ,底边长为l,则斜面长x=l/cosθ,物体沿斜面下滑的加速度a=gsinθ,下滑到底端所用的时间t=
=
=
,当sin2θ=1,即θ=45°时,t最小,下滑时间最短.
【答案】 B
7.
质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上.A紧靠墙壁,如右图所示.今用恒力F将B球向左挤压弹簧,达到平衡时,突然将力撤去,此瞬间( )
A.A球的加速度为F/2mB.A球的加速度为零
C.B球的加速度为F/2mD.B球的加速度为F/m
【解析】 有F存在时,弹簧的弹力FT=F;撤去F的瞬间,弹簧未来得及伸长,弹力仍然为FT,对B球:
由FT=mBaB,得B球的加速度aB=F/m,A球加速度为零,故正确答案为BD.
【答案】 BD
8.
如右图所示,木块A、B静止叠放在光滑水平面上,A的质量为m,B的质量为2m,现施水平力F拉B,A、B刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动.若改用水平力F′拉A,使A、B也保持相对静止,一起沿水平面运动,则F′不超过( )
A.2FB.F/2
C.3FD.F/3
【解析】 用水平力F拉B时,A、B刚好不发生相对滑动,这实际上是将要滑动但尚未滑动的一种临界状态,从而可知此时的A、B间的摩擦力为最大静摩擦力.
先用整体法考虑,对A、B整体:
F=(m+2m)a,
再将A隔离可得A、B间最大静摩擦力:
Ffm=ma=F/3,
若将F′作用在A上,隔离B可得:
B能与A一起运动,而A、B不发生相对滑动的最大加速度a′=Ffm/2m;再用整体法考虑,对A、B整体:
F′=(m+2m)a′=F/2.
【答案】 B
9.
如右图所示,位于水平地面上质量为m的木块,在大小为F,方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做匀加速直线运动,若木块与地面间的动摩擦因数为μ,则木块的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【解析】 用正交分解法先求合力,再根据牛顿第二定律求加速度.
对木块进行受力分析,受到4个力作用:
重力mg、支持力FN、拉力F、摩擦力Ff.以水平方向为x轴,以竖直方向为y轴,如图所示,建立直角坐标系.由牛顿第二定律得:
Fcosα-Ff=ma①
F·sinα+FN-mg=0②
又因为Ff=μFN③
由①②③可得a=
.故选D.
【答案】 D
10.
如右图是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(右图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内,如果要增大手指所受的拉力,可采取的办法是( )
A.只增加绳的长度B.只增加重物的重量
C.只将手指向下移动D.只将手指向上移动
【解析】 本题考查力的合成与分解、共点力的平衡条件.根据共点力的平衡条件,两个绳子拉力的合力大小等于手指的拉力大小,绳子的拉力等于重物的重力,增加绳的长度,不会改变绳子的拉力大小,也不会改变二者的合力,A项错误;增加重物的重力,绳子的拉力也会变大,两根绳子拉力的合力变大,B项正确;将手指向下移动,绳子上的拉力不变,但是两根绳子的夹角变小,两根绳子上拉力的合力变大,C项正确;同理,将手指向上移动,两根绳子的夹角变大,两根绳子上拉力的合力变小,D项错误.
【答案】 BC
二、非选择题
11.在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如右图
所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应该做a与 的图象.
(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-_去图线如图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?
【解析】
(1)只有M与m满足M≫m才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力.
(2)由于a∝_,所以a-_图象应是一条过原点的直线,所以数据处理时,常作出a与_的图象.
(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时,由图象知乙的加速度大,故乙的拉力F大(或乙中盘及盘中砝码的质量大).
【答案】
(1)M≫m
(2)_ (3)拉力不同
12.
如右图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球.当滑块至少以多大加速度向左运动时,小球对滑块的压力等于零.当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线的拉力大小为多少?
【解析】 小球跟滑块的加速度相同,当小球对滑块压力刚好为零时,小球只受重力mg和拉力F作用.
根据牛顿第二定律有:
Fcosθ=ma①
Fsinθ-mg=0②
联立①②两式,并将θ=45°代入得a=g.
当a=2g>g时,小球将“飘”起来,根据①②两式,将a=2g代入得F=
mg,θ=arcsin
<45°.
【答案】 g
mg
13.
为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的车距.已知某地高速公路的最高限速v=110km/h(右图),假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车到汽车开始减速的时间t=0.50s,刹车时汽车受到的阻力大小为车重的0.40倍,则该高速公路上汽车之间的安全车距至少为多少?
(g取10m/s2)
【解析】 高速公路的最高限速为v=110km/h=30.56m/s.
由牛顿第二定律得,汽车刹车时的加速度为
a=_=kg=0.40×10m/s2=4.0m/s2
如果汽车以最高限速行驶,在司机的反应时间内,汽车做匀速直线运动,则运动的距离为
x1=vt=30.56×0.50m=15.28m
汽车从最高限速开始刹车到停止所通过的距离为
x2=_=_m=116.74m
所以该高速公路上汽车间的距离至少为
x=x1+x2=15.28m+116.7m=132.02m.
【答案】 132.02m
14.如右图所示,有一水平传送带以10m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,则传送带将该物体传送16m的距离所需时间为多少?
(取g=10m/s2)
【解析】 以传送带上轻放的物体为研究对象,如右图所示在竖直方向受重力和支持力,在水平方向受滑动摩擦力,做v0=0的匀加速运动.据牛顿第二定律
有水平方向:
Ff=ma①
竖直方向:
FN-mg=0②
Ff=μFN③
由式①②③解得a=5m/s2
设经时间t1,物体速度达到传送带的速度,据匀加速直线运动的速度公式vt=v0+at1④
解得t1=2s,时间t1内物体的位移.
x1=
at12=
×5×22m=10m<16m
物体位移为10m时,物体的速度与传送带的速度相同,物体在2s后不受摩擦力,开始做匀速运动.
x2=v2t2,v2=10m/s,而x2=x-x1=(16-10)m=6m
所以t2=0.6s,则传送16m所需时间为t=t1+t2=2.6s.
【答案】 2.6s
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