高三物理复习基础回扣练习题21

专题能力提升练(一)
力与直线运动
(45分钟100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。

第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)
1.某运动员拉弓时手对弦的作用力为F,弦的拉力分别为T A和T B,如图所示,则箭被发射前的受力情况分析正确的是( )
A.F一定大于T A
B.T A和T B的大小之和等于F
C.箭受的合力为零
D.人将弦拉得越紧,箭受的合力越大
【解析】选C。

弓发射箭的瞬间,受力如图。

放箭处弦的拉力分别为T A、T B,它们的合力与F平衡,箭所受的合力为零,选项C正确。

根据力的平行四边形定则可知,F可能大于弦的拉力,也可能等于弦的拉力,也可能小于弦的拉力,选项A、B错误。

人将弦
拉得紧时,箭被发射前所受合力仍为零,故D错误。

2.(2015·宁波一模)近年来,智能手机的普及使“低头族”应运而生。

近日研究发现,玩手机时,就有可能让颈椎承受多达60磅(约270N)的重量,相当于给颈椎挂俩大西瓜,比一个7岁小孩还重。

不当的姿势与一系列健康问题存在关联,如背痛、体重增加、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病等。

当人体直立时,颈椎所承受的压力等于头部的重量;但当低头时,颈椎受到的压力会随之变化。

现将人体头颈部简化为如图所示的模型：重心在P点的头部,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。

当低头时,颈椎与竖直方向的夹角为45°,PQ与竖直方向的夹角为60°,此时,颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的多少倍( )
A.4.2
B.3.4
C.2.8
D.2.0
【解析】选B。

由题意可知人的头受力如图所示,
将力正交分解得：
F N sin45°=F T sin60°
F N cos45°=F T cos60°+G
解得=≈3.4,选项B正确。

3.在水下潜水器某次海试活动中,完成任务后从海底竖直上浮,从上浮速度为v时开始计时,此后匀减速上浮,经过时间t上浮到海面,速度恰好减为零,则水下潜水器在t0(t0<t)时刻距离海平面的深度为( )
A. B.vt0(1-)
C. D.
【解析】选D。

从计时到上浮到海面过程中,上升的高度h=,若t0时
距离海平面的深度为h′,则根据运动学公式,h=at2,h′=a(t-t0)2,综上可得h′=,选项D正确。

4.(2015·聊城一模)两个物体从同一高度同时由静止开始下落,经过一段时间分别与水平地面发生碰撞(碰撞过程时间极短)后反弹,碰撞前后瞬间速度大小不变,其中一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。

下列分别用虚线和实线描述的两物体运动的v -t图像,可能正确的是( )
【解析】选D。

若不计空气阻力,则小球下落后,先做匀加速直线运动,与地面碰撞后做竖直上抛运动(匀减速直线运动),加速度不变,若考虑空气阻力,下落过程中,速度越来越大,则空气阻力越来越大,根据
牛顿第二定律可知,加速度越来越小且小于g,与地面碰撞后,速度越来越小,则空气阻力越来越小,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小且大于g,根据速度时间图像的斜率表示加速度可知,D正确。

5.质量为0.5kg的物体在水平面上以一定的初速度运动,如图a、b分别表示物体不受拉力和受到水平拉力作用的v -t图像,则拉力与摩擦力大小之比为
( )
A.1∶2
B.2∶1
C.3∶1
D.3∶2
【解析】选D。

物体不受水平拉力时,加速度大小为a1==1.5m/s2,
物体受到水平拉力作用时加速度大小为：a2==0.75m/s2,根据牛顿第二定律得f=ma1;F-f=ma2,可得：F∶f=3∶2,选项D正确。

6.如图所示,两个截面半径均为r、质量均为m的半圆柱体A、B放在粗糙水平面上,A、B截面圆心间的距离为L。

在A、B上放一个截面半径为r、质量为2m的光滑圆柱体C,A、B、C始终都处于静止状态,则( )
A.B对地面的压力大小为2mg
B.地面对A的作用力沿AC圆心连线方向
C.L越小,A、C间的弹力越小
D.L越小,地面对A、B的摩擦力越大
【解析】选A、C。

以三个物体组成的整体为研究对象,
受到总重力和地面对A和B的支持力,两个支持力大小相
等,则由平衡条件得知：地面对B的支持力为2mg,则由
牛顿第三定律得知B对地面的压力大小也为2mg,选项A
正确。

地面对A有支持力和摩擦力两个力的作用,地面对A的作用力是它们的合力;A受到重力mg、地面的支持力N1、摩擦力f、C球的压力N2。

如图所示,根据平衡条件知：地面的支持力N1和摩擦力f 的合力与力mg和压力N2的合力等值、反向,C球对A的压力N2方向沿CA方向,则力mg和压力N2的合力一定不沿CA方向,故地面对A的作用力不沿AC方向,选项B错误。

以C为研究对象,分析受力情况如图,由平衡条件有：2N2′cosθ=2mg,得N2′=,L越小,θ越小,则得A对C的弹力N2′越小,选项C正确。

以A为研究对象,根据平衡条件得知：地面对A的摩擦力f=N2sinθ,而C对A的压力N2=N2′。

则得L越小,θ越小,f越小。

选项D错误。

【加固训练】(多选)如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A
放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。

则( )
A.A对地面的压力等于(M+m)g
B.A对地面的摩擦力方向向左
C.B对A的压力大小为mg
D.细线对小球的拉力大小为mg
【解析】选A、C。

物体A与球B整体只受重力和地面的
支持力作用而平衡,由平衡条件得F N=(M+m)g,由牛顿第
三定律得A对地面的压力等于(M+m)g,选项A正确,B错
误;球B受力如图所示,由平衡条件得：F N′==mg,
由牛顿第三定律得B对A的压力大小为mg,
F T=mgtanθ=mg=mg,选项C正确,D错误。

7.如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。

t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v -t图像如图乙所示。

设沿传送带向下为正方向,重力加速度取g=10m/s2。

则( )
A.传送带的速率v0=10m/s
B.传送带的倾角θ=30°
C.物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5
D.0～2.0s内摩擦力对物体做的功W f=-24J
【解析】选A、C、D。

当物体的速度超过传送带的速度后,物体受到的摩擦力方向发生改变,加速度也发生改变,根据v -t图像可得,传送带的速率为v0=10m/s,选项A正确;1.0s之前的加速度a1=10m/s2,1.0s 之后的加速度a2=2m/s2,结合牛顿第二定律mgsinθ+μmgcosθ=ma1,mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得sinθ=0.6,θ=37°,μ=0.5,选项B错误,选项C正确;摩擦力大小F f=μmgcosθ=4N,在0～1.0s内,摩擦力对物体做正功,在1.0～2.0s内,摩擦力对物体做负功,0～1.0s内物体的位移为5m,1.0～2.0s内物体的位移是11m,摩擦力做的功为(4×5-4×11)J=-24J,选项D正确。

8.(2015·泰州一模)如图所示,光滑的水平地面上有三块质量均为m 的木块a、b、c,a、c之间用轻质细绳连接。

现用一水平恒力F作用在b上,使三木块一起运动,运动过程中把一块橡皮泥粘在某木块上,系统始终保持相对静止。

下列说法中正确的是( )
A.无论粘在哪块木块上,系统的加速度一定减小
B.若粘在a木块上,a、b间摩擦力一定不变
C.若粘在b木块上,绳中拉力一定减小
D.若粘在c木块上,绳中拉力一定增大
【解析】选A、C、D。

用整体法求得a=,所以橡皮泥无论粘在哪块木块上,整体质量都变大,系统加速度一定减小,A正确;若粘在a木块上,对b列方程F-f=ma,a变小,F不变,所以摩擦力f变大,选项B错误;若粘在b木块上,对木块c列方程,T=ma,a变小,所以拉力T变小,C 选项正确;若粘在c上,对a、b整体列方程,F-T=2ma,a变小,F不变,拉力变大,选项D正确。

【加固训练】(多选)如图,在光滑的水平面上,叠放着两个质量分别为m、M的物体(m<M),用一水平恒力作用在m物体上,两物体相对静止地向右运动。

现把此水平力作用在M物体上,则以下说法正确的是( )
A.两物体间的摩擦力减小
B.m受到的合外力与第一次相同
C.M受到的摩擦力增大
D.两物体间可能有相对运动
【解析】选A、B。

用一水平恒力作用在m物体上,两物体相对静止地向右运动,以m、M组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律知,加速度a=,以M为研究对象,根据牛顿第二定律知,两者之间的静摩擦力f=Ma=,当水平力作用在M物体上时,假设两物体保持相对静止,
整体的加速度a′==a,隔离m分析,两者之间的摩擦力f′=ma′
=<f,可知假设成立,两者之间仍然保持相对静止且摩擦力减小,A 正确,C、D错误;由于加速度不变,m受到的合外力F合=ma,故B正确。

二、计算题(本大题共2小题,共36分。

需写出规范的解题步骤)
9.(16分)(2015·镇江二模)如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m 和2m的小球A和B,中间连接质量不计的绝缘细线,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升。

重力加速度为g,某时刻细绳断开(不考虑电荷间的库仑力作用),求：
(1)细线断开后,A、B两球的加速度的大小和方向。

(2)从细线断开至B球速度为零的过程中,A球的位移。

【解题指南】解答本题应注意以下两点：
(1)根据平衡条件,可确定电场强度;再由牛顿第二定律,即可求解加速度。

(2)根据运动学公式,分别分析A、B两球运动过程,利用两球运动的时间关系,即可求得A球的位移。

【解析】(1)设电场强度为E,把小球A、B看作一个系统,由于绳未断前做匀速运动,则有：
2qE=3mg (2分)
可得：E=(1
分)
绳断后,根据牛顿第二定律：
对A：qE-mg=ma1
(2分)
得：a 1=,方向竖直向上(1分)
对B：2mg-qE=2ma2
(2分)
得：a 2=,方向竖直向下(1分)
(2)B球：0=v0-a2t
(3分)
A球：h A=v0t+a1t2
(3分)
得：h A=
(1分)
答案：(1)A球的加速度的大小为,方向竖直向上;B球的加速度大小是
,方向竖直向下(2)
10.(20分)(2015·泉州二模)车站、码头、机场等使用的货物安检装置的示意图如图所示,绷紧的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行,AB为水平传送带部分且足够长,现有一质量为m=5kg的行李包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端,传送到B端时没有被及
时取下,行李包从B端沿倾角为37°的斜面滑入储物槽,已知行李包与传送带的动摩擦因数为0.5,行李包与斜面间的动摩擦因数为0.8,g取10m/s2,不计空气阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。

(1)行李包相对于传送带滑动的距离。

(2)若B轮的半径为R=0.2m,求行李包在B点对传送带的压力。

(3)若行李包滑到储物槽时的速度刚好为零,求斜面的长度。

【解题指南】(1)行李包在传送带上先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动,相对滑动发生在匀加速运动阶段。

(2)行李包在B点的运动满足圆周运动的规律。

(3)行李包在斜面上做匀减速直线运动。

【解析】(1)行李包在水平传送带上加速时,摩擦力产生加速度,μ
1mg=ma1
(1
分)
若行李包达到水平传送带的速度所用时间为t,则
v=a1t (1
分)
行李包前进距离x1=a1t2(1
分)
传送带前进距离x2=vt (1
分)
行李包相对传送带前进距离
Δx=x2-x1(1分)
所以Δx=0.1m (1分)
(2)行李包在B点受重力和支持力
根据牛顿第二定律mg-F N=
(4分)
解得：F N=25N
(2分)
根据牛顿第三定律可得：行李包在B点对传送带的压力为25N,方向竖直向下。

(1
分) (3)行李包在斜面上受重力、支持力、摩擦力,根据牛顿第二定律：μ2mgcos37°-mgsin37°=ma2(3分)
行李包从斜面滑下过程：0-v2=-2a2x (3分)
解得：x=1.25m (1分)
答案：(1)0.1m (2)25N,方向竖直向下(3)1.25m
沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。

望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。

山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。

须晴日，看红装素裹，分外妖娆。

江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。

惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。

一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。

俱往矣，数风流人物，还看今朝。

薄雾浓云愁永昼，瑞脑消金兽。

佳节又重阳，玉枕纱厨，半夜凉初透。

东篱把酒黄昏后，有暗香盈袖。

莫道不消魂，帘卷西风，人比黄花瘦。