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1、2020高考立體設(shè)計物理人教版第3章 章末強化訓(xùn)練
一、選擇題(每小題5分,共40分)
1.鉛球從運動員手中拋出后做軌跡為拋物線的運動,倘若在空中飛行時,地球的引力突然消失,不計空氣阻力,那么鉛球此后將( )
A.立即停止 B.慢慢停下來
C.仍做曲線運動 D.做勻速直線運動
【解析】 由于慣性,鉛球?qū)⒈3衷诘厍蛞ο且豢痰乃俣茸鰟蛩僦本€運動.
【答案】 D
2.一物體從靜止開始由傾角很小的光滑斜面頂端滑下,保持斜面底邊長度不變,逐漸增加斜面長度以增加斜面傾角.在傾角增加的過程中(每次下滑過程中傾角不變),物體的加速度a和物體由頂端下滑到底端
2、的時間t的變化情況是( )
A.a增大, t增大
B.a增大,t變小
C.a增大,t先增大后變小
D.a增大,t先變小后增大
【解析】設(shè)斜面傾角為θ,斜面底邊長為s0,則斜邊長為x0/cosθ.物體的加速度a=gsinθ,θ增大時,a增大,由x0/cosθ=可得:t=,可見隨θ的增大,t先變小后增大,故只有D正確.
【答案】D
3.如圖所示,小車上有一直立木板,木板上方有一槽,槽內(nèi)固定一定滑輪,跨過定滑輪的輕繩上一端系一重球,另一端系在彈簧秤上,彈簧秤固定在小車上,開始時小車處在靜止?fàn)顟B(tài),重球緊挨直立木板.下列說法正確的是 ( )
3、
A.若小車勻加速向右運動,彈簧秤讀數(shù)及小車對地面壓力均增大
B.若小車勻加速向左運動,彈簧秤讀數(shù)及小車對地面壓力均增大
C.若小車勻加速向右運動,彈簧秤讀數(shù)變大,小車對地面的壓力不變
D.若小車勻加速向左運動,彈簧秤讀數(shù)變大,小車對地面的壓力不變
【解析】開始時小車處在靜止?fàn)顟B(tài),彈簧秤讀數(shù)等于重球的重力,小車對地面的壓力等于重球、彈簧、小車和定滑輪整體的重力.當(dāng)小車勻加速向右運動時,系重球的輕繩將偏離豎直方向向左傾斜,輕繩的拉力大于重球的重力,彈簧秤讀數(shù)大于重球的重力,即彈簧秤讀數(shù)增大.把重球、彈簧、小車和定滑輪看做是一個整體,由于在豎直方向沒有加速度,所以小車對地面的壓力不變.因
4、此A錯,C正確.若小車勻加速向左運動,由于直立木板的作用,不能使重球向右運動,輕繩仍將處于豎直方向,彈簧秤讀數(shù)及小車對地面的壓力均不變,B、D錯.
【答案】C
4.如圖所示,一個質(zhì)量為m1的人抓住輕繩的一端跨過光滑的定滑輪拴住一個質(zhì)量為m2的物體,人為了不下落,需用力地向下拉繩子,則物體上升的加速度為(已知m1>m2) ( )
A.0 B.g
C.
5、 D.
【解析】人相對地面保持靜止不動,則人受到的拉力與其重力等大反向,分析物體受力,向上的拉力等于向下的重力,即T=m1g,則由牛頓第二定律可得:T-m2g=m2a,解得:a=.
【答案】D
5.如圖是我國“美男子”長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景.宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗,下列說法正確的是 ( )
A.火箭加速上升時,宇航員處于失重狀態(tài)
B.飛船加速下落時,宇航員處于失重狀態(tài)
C.飛船落地前減速,宇航員對座椅的壓力大于其重力
D.火箭上升的加速度逐漸減小時,宇航員對座椅的壓力小于
6、其重力
【解析】超重是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力的現(xiàn)象,物體所受的合外力向上,則加速度向上;失重是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力的現(xiàn)象,物體所受的合外力向下,則加速度向下.火箭加速上升,宇航員應(yīng)該處于超重狀態(tài),A錯誤;飛船加速下落時,宇航員處于失重狀態(tài),B正確;飛船落地前減速,則加速度向上,宇航員處于超重狀態(tài),宇航員對座椅的壓力大于其重力,C正確;火箭上升的加速度逐漸減小,但加速度方向仍向上,宇航員仍處于超重狀態(tài),宇航員對座椅的壓力大于其重力,D錯誤.
【答案】B、C
6.如圖甲所示,用一水平外力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜
7、面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運動,其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示.若重力加速度g取10 ,根據(jù)圖乙中所提供的信息,可以計算出 ( )
A.物體的質(zhì)量
B.斜面的傾角
C.物體能靜止在斜面上所施加的最小外力
D.加速度為6 時物體的速度
【解析】物體沿斜面向上做變加速運動,有Fcosθ-mgsinθ=ma,a=,由縱軸的截距可知,gsinθ=6,θ=37°,B對;選擇一組a、F代入可求出物體的質(zhì)量,A對;當(dāng)a=0,可知物體能靜止在斜面上的最小外力,C對;如果物體以加速度為6 一直運動下去,速度是變化的,無法確定,D錯.考查牛頓第二定律及
8、圖象分析.
【答案】A、B、C
7.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動,滑到最低點時的速度為v,若物塊滑到最低點時受到的摩擦力是,則物塊與碗的動摩擦因數(shù)為
( )
A. B.
C. D.
【解析】物塊滑到最低點時受豎直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三個力作用,據(jù)牛頓第二定律得-mg=,又=μ,聯(lián)立解得μ=,選項B正確.
【答案】B
8.在光滑水平面上放著緊靠在一起的A、B兩物體,如圖所示,B的質(zhì)量是A的2倍,B受到向右的恒力FB=2
9、 N,A受到的水平力FA=(9-2t)N(t的單位是s,以向右為力的正方向).從t=0開始計時,則 ( )
A.A物體在2 s末時刻的加速度是初始時刻的5/11倍
B.t>4 s后,B物體做勻加速直線運動
C.t=4.5 s時,A物體的速度為零
D.t>4.5 s后,A、B的加速度方向相反
【解析】對于A、B整體根據(jù)牛頓第二定律有:FA+FB=(mA+mB)a,設(shè)A、B間的作用力為F,則對B根據(jù)牛頓第二定律可得:F+FB=mBa,解得:F= = N.當(dāng)t=4 s時F=0,A、B兩物體開始分
10、離,此后B做勻加速直線運動,而A做加速度逐漸減小的加速運動,當(dāng)t=4.5 s時,A物體的加速度為零而速度不為零.t>4.5 s后,A所受合外力反向,即A、B的加速度方向相反.當(dāng)t>4 s后,B的加速度始終為aB=.綜上所述,選項B、D正確.
【答案】B、D
二、非選擇題(共60分)
9.(2020屆·合肥模擬)(10分)在驗證牛頓第二定律的實驗中,一個同學(xué)打出了5條紙帶后,測出了紙帶中相鄰的每隔四個點間的距離和每條紙帶對應(yīng)的小車的受力情況(見表).
小車受到的
力F/N
x1/cm
x2/cm
x3/cm
x4/cm
0.05
4.51
4.76
5.00
5.
11、26
0.10
4.63
5.12
5.60
6.11
0.15
4.85
5.60
6.36
7.10
0.20
5.12
6.11
7.10
8.09
0.25
5.38
6.64
7.90
9.16
(1)處理數(shù)據(jù)后在如圖所示的坐標(biāo)中畫出a-F圖線.(已知打點計時器的工作頻率為50 Hz)
(2)由圖可以判斷小車的質(zhì)量為 .
【解析】 (1)由a=可得,5條紙帶對應(yīng)的加速度分別為:a1=0.25 m/s2,a2=0.49 m/s2,a3=0.75 m/s2,a4=0.99 m/s2,a5=1.26 m/s2,在a-F坐標(biāo)系中描點
12、連線如圖所示.
(2)由牛頓第二定律知,F(xiàn)=ma,m=F/a=1/k,其中k為a-F圖線的斜率,由圖可得k=5,故m=0.2 kg.
【答案】(1)見解析圖 (2)0.2 kg
10.如圖甲所示,固定光滑斜面與地面成一定傾角,一物體在平行斜面向上的拉力F作用下向上運動.拉力F和物體速度v隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示.取重力加速度g=10 ,求物體的質(zhì)量m及斜面與地面間的夾角θ.
【解析】由圖可知,0~2 s內(nèi)物體的加速度為
a==0.5 .①
由牛頓第二定律可得:F-mgsinθ=ma.②
2 s后有:F′=mgsinθ.③
聯(lián)立式①②③,并將F=5.5 N,F(xiàn)′=5
13、N代入解得:
m=1.0 kg,θ=30°.
【答案】1.0 kg 30°
11.(17分)某校課外活動小組,自制一枚土火箭,火箭在地面時的質(zhì)量為3 kg.設(shè)火箭發(fā)射實驗時,始終在垂直于地面的方向上運動.火箭點火后可認為做勻加速直線運動,經(jīng)過4 s到達離地面40 m高處,此時燃料恰好用完.若空氣阻力忽略不計,取g=10 .
(1)燃料恰好用完時火箭的速度為多大?
(2)火箭上升離地面的最大高度是多大?
(3)火箭上升時受到的最大推力是多大?
【解析】設(shè)燃料用完時火箭的速度為v,火箭的加速度為a.火箭的運動分為兩個過程,第一過程為勻加速上升,第二過程為豎直上拋到達最高點,對第一
14、過程有h1=,v=at1.
對第二過程有h2=.
開始時火箭的質(zhì)量最大,有最大推力F.由牛頓第二定律有
F-mg=ma.
聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù),
解得v=20 m/s,
H=h1+h2=60 m,
F=45 N.
【答案】(1)20 m/s(2)60 m(3)45 N
12.(18分) 質(zhì)量為m=1.0 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)放在質(zhì)量為M=3.0 kg的長木板的右端,木板上表面光滑,木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,木板長L=1.0 m.開始時兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對木板施加水平向右的恒力F=12 N,如圖所示.為使小滑塊不掉下木板,試求:(取g=10 )
15、(1)用水平恒力F作用的最長時間.
(2)水平恒力F做功的最大值.
【解析】(1)撤力前后木板先加速后減速,設(shè)加速過程的位移為x1,加速度為a1,加速運動的時間為t1;減速過程的位移為x2,加速度為a2,減速運動的時間為t2,由牛頓第二定律得
撤力前:F-μ(m+M)g=Ma1,
解得a1= .
撤力后:μ(m+M)g=Ma2,
解得a2= .
x1=,x2=.
為使滑塊不從木板上掉下,應(yīng)滿足x1+x2≤L.
又a1t1=a2t2,由以上各式可解得t1≤1 s.
即作用的最長時間為1 s.
(2)木板在拉力F作用下的最大位移
x1==1 m= m.
所以,F(xiàn)做功的最大值W=Fx1=12× J=8 J.
【答案】(1)1 s (2)8 J