2017-2018学年高中物理(教科版必修一)学业分层测试:章末综合测评4 Word版含答案
2017-2018学年高中物理(教科版必修一)学业分层测试:第4章 章末分层突破 Word版含答案
章末分层突破①匀速直线②F合=0③三角形④随遇⑤重心________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________1.而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态.2.处理动态平衡问题常用的方法(1)解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出应变量与自变量的一般函数式,然后依据自变量的变化确定应变量的变化(也叫代数法).(2)图解法:就是对研究对象进行受力分析,根据力的平行四边形定则画出不同状态时的力的矢量图(画在同一个图中),然后依据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情况.3.一般解题步骤(1)确定研究对象.(2)分析研究对象在原来平衡时的受力情况.(3)分析变化情况,根据平衡条件找出不变量,利用正交分解法或三角形法,找出各个变量与不变量之间的关系.(4)列方程或作出受力图分析求解.如图41所示,轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN上的圆环上.现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来的位置不动.则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是( )图41A.F1保持不变,F2逐渐增大B.F1逐渐增大,F2保持不变C.F1逐渐减小,F2保持不变D.F1保持不变,F2逐渐减小【解析】把物体A和圆环看成一个整体,分析其受力如图甲所示.水平方向:F2=F.竖直方向:F1=G A+G环,可知F1始终不变.隔离结点O,如图乙所示,F=G A tan θ由F2=F得F2=G A tan θ即F2随轻绳与杆MN夹角的减小而减小,故D选项正确.【答案】 D1.解析法是对研究对象的任一状态进行了受力分析,建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数式,然后依据自变量的变化确定因变量的变化.2.图解法是依据某一参量的变化过程分析研究对象的受力,并作出力的平行四边形,由动态的力的平行四边形的边长(或角度)的变化,确定某一力大小与方向的变化规律,从而得到正确的结论.12.整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体变化情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开中间环节的繁琐推算,能灵活地解决问题.3.隔离法的含义:所谓隔离法就是将某一物理问题的整个系统中的一部分,从系统中隔离出来进行分析、研究的方法.4.隔离法的优点:可以弄清系统内各个物体间作用的情况,从而对系统内各个物体间的相互作用有详细的理解和掌握.有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙;OB竖直向下,表面光滑,AO 上面套有小环P,OB上面套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置上平衡,如图42所示.现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡状态,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是( )图42A.N不变,T变大B.N不变,T变小C.N变大,T变大D.N变大,T变小【解析】以P、Q整体为研究对象,在竖直方向上,整体仅受OA对P环的支持力和竖直方向整体的重力,二力是平衡力,由于整体重力不变,故OA对P环的支持力也保持不变.设细绳与竖直方向的夹角为α,对Q环由平衡条件得T cos α=mg,则绳的拉力为T=mgcos α,由P向左移动时,α减小,则T减小,故B选项正确.【答案】 B1.(多选)如图43,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )图43A.绳OO′的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【解析】因为物块b始终保持静止,所以绳OO′的张力不变,连接a和b的绳的张力也不变,选项A、C错误;拉力F大小变化,F的水平分量和竖直分量都发生变化,由共点力的平衡条件知,物块b受到的支持力和摩擦力在一定范围内变化,选项B、D正确.【答案】BD2.如图44,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a、b 间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )图44A.m2B.32mC.m D.2m【解析】如图所示,由于不计摩擦,线上张力处处相等,且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心.由于a、b间距等于圆弧半径,则∠aOb=60°,进一步分析知,细线与aO、bO间的夹角皆为30°.取悬挂的小物块研究,悬挂小物块的细线张角为120°,由平衡条件知,小物块的质量与小球的质量相等,即为m.故选项C正确.【答案】 C3.如图45所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同.下列说法正确的有( )图45A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力【解析】杆静止在水平地面上,则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力.根据平衡条件,则三条绳的拉力的合力竖直向下,故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零.杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和,选项B、C正确.由于三条绳长度不同,即三条绳与竖直方向的夹角不同,所以三条绳上的张力不相等,选项A 错误.绳子拉力的合力与杆的重力方向相同,因此两者不是一对平衡力,选项D错误.【答案】BC4.如图46所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是( )图46A.F1先增大后减小,F2一直减小B.F1先减小后增大,F2一直减小C.F1和F2都一直减小D.F1和F2都一直增大【解析】小球受力如图甲所示,因挡板是缓慢移动,所以小球处于动态平衡状态,在移动过程中,此三力(重力、斜面的支持力N、挡板的弹力F)组成的矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变,斜面对其支持力方向始终不变),由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小,挡板对小球弹力先减小后增大,再由牛顿第三定律知B对.甲乙【答案】 B5.如图47所示,A、B质量分别为m A和m B,叠放在倾角为θ的斜面上以相同的速度匀速下滑,则 ( )图47A.A、B间无摩擦力作用B.B受到的滑动摩擦力大小为(m A+m B)g sin θC.B受到的静摩擦力大小为m A g sin θD.取下A物体后,B物体仍能匀速下滑【解析】将A、B看成整体,则(m A+m B)g sin θ=f,N=(m A+m B)·g cos θ,又f=μN,得μ=tan θ.对A隔离,A受静摩擦力,f A=m A g sin θ.A对B的静摩擦力也等于m A g sin θ,方向沿斜面向下.取下A物体后,B物体受到支持力N B=m B g cos θ,摩擦力f B=μN B =m B g cos θtan θ=m B g sin θ,故B仍能匀速下滑.【答案】BCD我还有这些不足:(1) ___________________________________________________________(2) ____________________________________________________________ 我的课下提升方案:(1) ___________________________________________________________(2) ____________________________________________________________。
2017-2018学年高中物理必修1:模块综合检测 含解析 精
模块综合检测(时间:90分钟 满分:110分)一、选择题(共14小题,每小题4分,共56分。
第1~8题只有一个选项正确,第9~14题有多个选项正确,全部选对得4分,选不全得2分,选错不得分)1.下列叙述错误的是( )A .古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重,下落得越快B .伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方C .伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快D .伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动解析:选D 物理学史方面的内容也是对物理学习的一种重要的补充,其中A 、B 、C符合事实,D 项中伽利略是通过小球在斜面上的运动合理外推得到的,故D 错。
2.下列有关“神舟十号”飞船的说法中正确的是( )A .2013年6月11日晚17时38分02秒“神舟十号”飞船成功发射升空,其中17时38分02秒指的是时间B .地面控制人员监测“神舟十号”飞船在高空的运行位置时不可以将飞船看成质点C .假设“神舟十号”飞船绕地球运行的轨道为圆形轨道,轨道半径为R ,则“神舟十号”飞船绕地球运行一周的过程中,位移最大为2R ,路程最大为2πRD .“神舟十号”飞船在距离地面343 km 的高空运行时不受重力作用解析:选C 时刻是指某一瞬时,17时38分02秒指的是时刻,选项A 错误;地面控制人员监测“神舟十号”飞船在高空的运行位置时,飞船的大小、形状可忽略不计,可以将飞船看成质点,选项B 错误;“神舟十号”飞船绕地球运行一周的过程中,位移的最大值为圆形轨道的直径的长度,为2R ,路程的最大值为整个圆形轨道的周长,为2πR ,故选项C 正确;在343 km 的高空,飞船仍受到重力作用,选项D 错误。
3.修订版《机动车驾驶证申领和使用规定》于2013年1月1日起施行,司机闯黄灯要扣6分,被称为“史上最严交规”。
若一辆私家车驾驶员在看到绿灯刚要变黄灯时开始刹车,车做匀减速直线运动,开始刹车后的第1 s 内和第2 s 内的位移大小依次为9 m 和7 m ,则刹车后6 s 内汽车的位移是( )A .20 mB .24 mC .25 mD .75 m 解析:选C 根据Δs =aT 2可得a =Δs T 2=2 m/s 2,从开始刹车计时,1 s 末汽车的速度为v 1=9+72m/s =8 m/s ,则再经过4 s 汽车停止运动,所以汽车的刹车时间是5 s ,刹车后6 s 内的位移s =12at 2=12×2×52 m =25 m ,选项C 正确。
2017-2018学年高中物理(人教版选修1-1)学业分层测评:章末综合测评4+Word版含答案.pdf
章末综合测评(四)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48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,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.第一次通过实验捕捉到电磁波,证明了麦克斯韦电磁场理论正确性的科学家是()【导学号:46852292】A.法拉第B.安培C.奥斯特D.赫兹【解析】由物理学史知道,赫兹通过自己制造的仪器接收到电磁波验证了麦克斯韦的电磁场理论,故选项D正确.【答案】 D2.如图所示的四种磁场变化情况,能产生如图1中电场的是()【解析】由麦克斯韦电磁场理论知:均匀变化的磁场才能产生稳定的电场,故选项B正确.【答案】 B3.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是()A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去【解析】要将电磁波有效地发射出去,必须有足够高的频率,而需要传递的声音信号通常频率较低,无法直接发射,必须借助于载波来携带,因此必须通过调制将信号加到载波上才能有效地向远处传递,从而把我们要告知对方的信号有效地传递出去.【答案】 D4.如图2所示为一小型继电器的构造示意图,其中L为含铁芯的线圈,P 为可绕O点转动的铁片,K为弹簧,S为一对触头开关,A、B、C、D为四个接线柱.继电器与传感器配合,可完成自动控制的要求,其工作方式是()图2A.A与B接信号电压,C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压,C与D跟被控电路并联C.C与D接信号电压,A与B跟被控电路串联D.C与D接信号电压,A与B跟被控电路并联【解析】由题图可知A、B是电磁继电器线圈的两端,所以A、B应接信号电压,线圈随信号电压的变化可以使电磁继电器通断,从而使S接通或断开,起到了控制作用,所以C、D只能与被控电路串联,故选项A项正确,选项B、C、D均不正确.【答案】 A5.如图3所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容器两极板间的()【导学号:46852293】图3A.距离B.正对面积C.介质D.电压【解析】这个声电传感器又可归到电容器传感器中,对着话筒说话时,振动膜前后振动,则金属层和金属板间距离改变,即电容器两极板间距改变,故导致电容变化的原因是电容器两极板间的距离变化.【答案】 A6.下列仪器或装置使用到传感器的是()A.自动报警器B.弹簧测力计C.电视遥控器D.红外线探测仪【答案】ACD7.对红外线的作用及来源正确的叙述有()【导学号:46852294】A.一切物体都在不停地辐射红外线B.红外线有很强的荧光效应C.红外线最显著的作用是热作用D.红外线容易穿过云雾、烟尘【解析】一切物体都在不停地辐射红外线,且热物体比冷物体的红外辐射本领大,A正确;荧光效应是紫外线特性,红外线没有,红外线的显著的作用是热作用.B错误,C正确;红外线波长较长,衍射能力比较强,D正确.【答案】ACD8.电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱.如图4所示,由电磁波谱可知()图4A.微波是不可见光B.红外线可以灭菌消毒C.紫外线的波长比红外线长D.X射线能穿透物质,可以用来检查生物骨骼结构【解析】由题图和各种波的特点知选项A、D正确.【答案】AD二、非选择题(本题共4小题,共52分.按题目要求作答)9.(10分)(1)太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线,同时还有X射线、γ射线、无线电波.太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内.在这三个区域内的电磁波按照频率由高到低的顺序排列应为______、可见光和__________________.(2)有一种生命探测仪可以探测生命的存在.在抗震救灾中,为了尽快营救废墟中的伤员,救援人员就广泛应用了这种仪器,该仪器主要是接收人体发出电磁波中的________(填“可见光”“红外线”或“紫外线”).(3)下面是关于电磁波的描述,你认为正确的在括号里面画“√”,错误的在括号里画“×”.A.微波炉是利用电磁波加热食物的()B.电磁波是纵波()C.手机是利用电磁波传递信息的()【答案】(1)紫外线红外线(2)红外线(3)√×√10.(10分)光敏电阻传感器是利用光敏电阻的阻值随光照强度而变化这一特点制成的,有光照时,光敏电阻的阻值____________(填“变大”或“变小”),。
2017-2018学年高中物理(教科版选修1-1)学业分层测评:第4章 1 电磁波2 电磁波谱 Word版含答案
学业分层测评(十一)(建议用时:45分钟)1.如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波( )【导学号:18792045】【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场,从而产生电磁波.【答案】 D2.(多选)如图413所示,有一水平放置内壁光滑、绝缘的真空圆形管.有一带正电的粒子静止在管内,整个装置处在竖直向上的磁场中,要使带电粒子能沿管做圆周运动,所加磁场可能是( )图413A.匀强磁场B.均匀增加的磁场C.均匀减小的磁场D.由于洛伦兹力不做功,不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动【解析】B增加或减少都能产生电场,在电场力的作用下带电粒子将沿管做圆周运动.【答案】BC3.(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图是表示变化的场产生的另外的场)正确的是( )【解析】A中磁场稳定不会产生电场,故A错误.B中电场均匀增大产生稳定的磁场,故B正确.C和D中根据斜率的大小可知变化率的大小,C、D正确.【答案】BCD4.近来军事行动中,士兵都配发“红外夜视仪”,以便在夜间也能清楚地看清目标,这主要是因为( )A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线,照射被视物体B.一切物体均不停地辐射红外线C.一切高温物体不停地辐射红外线D.“红外夜视仪”发射出γ射线,放射性物体受到激发而发出红外线【解析】一切物体都不停地向外辐射红外线,不同物体辐射出来的红外线不同.采用红外线接收器,可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置,而且不受白天和夜晚的影响.故选B.【答案】 B5.验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光,用遥控器发出的光束来控制电视机、空调等家电.对于它们发出的光,下列判断正确的是( )A.它们发出的都是红外线B.它们发出的都是紫外线C.验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线D.验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线【解析】紫外线有很强的荧光效应,能使荧光物体发光,故验钞机发出的是紫外线;而红外线的波长比可见光长,容易绕过障碍物,衍射现象明显,可以很方便地遥控家用电器.【答案】 D6.关于电磁波的说法中,正确的是( )A.不同频率的电磁波在空气中的传播速度不同B.不同频率的电磁波波长不同C.频率高的电磁波其波长较长D.电磁波的频率由接收电路的接收装置决定【解析】所有电磁波在空气中传播速度都可以认为等于光速;由c=λf,知波长与频率成反比,电磁波频率由发射装置决定.【答案】 B7.下列过程中,没有直接利用电磁波的是( )A.电冰箱冷冻食物B.用手机通话C.微波炉加热食物D.用收音机收听广播【解析】电冰箱冷冻食物是利用电冰箱中的致冷物质发生汽化而实现的,故本题选A.【答案】 A8.已知真空中的电磁波波速是3×108m/s.在真空中波长是5 m的无线电波,它的频率是( )A.6×107 Hz B.1.5×109 HzC.8×108 Hz D.1.7×108 Hz【解析】由v=λf得f=vλ=3×1085Hz=6×107 Hz.【答案】 A9.(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线【解析】γ射线是原子核受到激发产生的,选项C错误;一切物体都在发射红外线,选项D错误.【答案】AB10.无线电技术中通常根据波长把无线电波分成下表中的几个波段:叫电离层,电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性.实验表明,对于波长小于10 m 的微波,电离层能让它通过;对于波长超过3 000 m的长波,电离层基本上把它吸收掉;对于中波和短波,电离层对它有反射作用.地球同步通信卫星静止在赤道上空36 000 km高的地方,所以利用同步卫星进行无线电信号通信只能通过( )A.长波B.中波C.短波D.微波【解析】 地球同步通信卫星传输的电磁波信号必须能够穿透电离层,而只有波长小于10 m 的微波才能通过,所以答案为D.【答案】 D11.下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理知识(用A 、B 、C……表示),请将相应的字母填在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.(1)X 光机:________; (2)紫外线灯:________;(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用________.A .光的全反射B .紫外线有很强的荧光效应C .紫外线有杀菌消毒作用D .X 射线有很强的贯穿能力E .红外线有显著的热作用F .红外线波长较长易发生衍射【解析】 (1)X 光机是用来透视人的体内器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X 射线,选择选项D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,因此选择选项C.(3)“神灯”又称红外线灯,主要用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,因此选择选项E.【答案】 (1)D (2)C (3)E12.某雷达工作时,发射电磁波的波长为λ=20cm ,每秒脉冲数n =5 000,每个脉冲持续时间t =0.02 μs ,问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多少?【导学号:18792046】【解析】 一般在空气中传播时,电磁波的传播速度就认为等于光速c =3.0×108m/s. 由公式c =λf 得:f =cλ=1.5×109Hz.雷达工作时发射电磁脉冲,每个脉冲持续时间t =0.02 μs ,在两个脉冲时间间隔内,雷达必须接收反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量.设最大侦察距离为s ,则2s =c ·Δt ,而Δt =15 000 s =200 μs ≫0.02 μs(脉冲持续时间可以略去不计),所以s =c ·Δt2=3×104m.【答案】 1.5×109 Hz 3×104 m。
2017-2018学年高中物理沪科版必修一学业分层测评:章末综合测评 4 含答案 精品
章末综合测评(四)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,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,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列说法正确的是( )【导学号:43212267】A.分力与合力同时作用在物体上B.分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果不相同C.合力可能大于分力的大小,也可能小于分力的大小D.合力与分力是一对平衡力【解析】合力是分力的共同作用效果,一个物体并非既受合力,同时又受分力作用,A、D错.合力的作用效果与分力的共同作用效果相同,B错.合力可能比分力大,比分力小,还可能等于分力,C对.【答案】 C2.“荡秋千”是小朋友们非常喜欢玩的游戏.如图1中两个体重相同的小孩坐在秋千上,两秋千的绳子是一样的.下面的说法正确的是( )图1A.甲中绳子易断B.乙中绳子易断C.甲、乙中的绳子一样易断D.无法确定【解析】小孩的重力可分解为沿绳方向的两个分力,在合力确定的情况下,两分力间的夹角越大,两分力越大,即乙中绳子容易断,B正确.【答案】 B3.如图2所示,人竖直站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起匀速斜向下运动.以下分析正确的是 ( )【导学号:43212268】图2A.人受到重力和支持力的作用B.人受到摩擦力的方向水平向左C.人受到重力、支持力和摩擦力的作用D.人受到与速度方向相同的合外力【解析】 人竖直站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起匀速斜向下运动,人做匀速直线运动,受到的合力为零,人受到向下的重力和向上的支持力.如果人受到水平方向的摩擦力,则人在水平方向受到的合力不为零,因此人不会受到摩擦力,A 正确.【答案】 A4.下列几组共点力分别作用于同一物体上,其中,不可能使物体做匀速直线运动的是( )A.1 N 、2 N 、3 NB.1 N 、3 N 、5 NC.2 N 、3 N 、4 ND.3 N 、3 N 、3 N【解析】 由三个力合力的范围可知,只有B 项中三个力的合力不可能为零,而其他选项三个力的合力均可能等于零,故只有B 项中的三个力不能使物体做匀速直线运动.【答案】 B5.在研究共点力合成实验中,得到如图3所示的合力与两力夹角θ的关系曲线,关于合力F 的范围及两个分力的大小,下列说法中正确的是( )【导学号:43212269】图3A.2 N≤F ≤4 NB.2 N≤F≤10 NC.两个力大小分别为2 N 、8 ND.两个力大小分别为6 N 、8 N【解析】 由题图可得:θ=12π时,两分力F 1、F 2垂直,合力为10 N ,即F 21+F 22=10 N,θ=π时,两分力方向相反,即两分力相减,|F1-F2|=2 N,联立解得:F1=8 N,F2=6 N,合力的范围|F1-F2|≤F≤F1+F2,即2 N≤F≤14 N.故D选项正确,A、B、C选项错误.【答案】 D6.如图4所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为( )【导学号:43212270】图4A.2个B.3个C.4个D.5个【解析】对物体受力分析如图甲所示.N=G时,物体受力可以平衡,故P可能受2个力的作用.N<G时,P不可能平衡.N>G时,物体会受到挡板MN的弹力F和摩擦力f,受力分析如图乙所示.故P可能受4个力的作用,A、C正确.甲乙【答案】AC7.如图5所示,质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑.此过程中斜面体保持静止,则地面对斜面 ( )图5A.无摩擦力B.有水平向左的摩擦力C.支持力为(M+m)gD.支持力小于(M+m)g【解析】用整体法易知:地面对斜面有向左的摩擦力,大小等于F在水平方向的分力;F在竖直方向有向上的分力,故支持力小于(M+m)g,B、D正确.【答案】BD8.(多选)如图6所示,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢地从底部爬到a处,则下列说法正确的是( )【导学号:43212271】图6A.在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的B.在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的C.在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点的D.在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力【解析】由题意知,蚂蚁在半球形碗内爬行过程中受到竖直向下的重力、碗的支持力和摩擦力,设支持力方向与竖直方向的夹角为θ,蚂蚁的质量为m,因蚂蚁缓慢爬行,则由力的平衡条件知蚂蚁受到的支持力和摩擦力分别为N=mg cos θ、f=mg sin θ,由于θa>θb,因此N a<N b,f a>f b,即在a点碗对蚂蚁的支持力小于在b点的,在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的,故选项A错误,B正确;碗对蚂蚁的作用力是支持力和摩擦力的合力,与重力大小相等,方向相反,即在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点的,在a点蚂蚁受到的合力等于在b点受到的合力,皆为0,故选项C正确,D错误.【答案】BC二、非选择题(共4小题,共52分.按题目要求作答.)9.(12分)(1)通过两个定滑轮,用两根细线去拉伸一根一端固定在墙上的橡皮筋OP.过定滑轮A的线挂三个钩码,过定滑轮B的线挂四个钩码,两根细线都系在橡皮筋的P端,在两个拉力的共同作用下,使橡皮筋从P点水平地拉伸到P′点,此时两根细线间夹角为90°.如图7所示.如果改用一根细线,绕过一个定滑轮,要取得同样的效果,定滑轮必须安装在________,挂________个钩码.【导学号:43212272】图7 图8(2)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小,如图8所示.①试在图中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.②有关此实验,下列叙述正确的是________.A.两弹簧测力计的拉力不可能同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D.若增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可【解析】(1)当用两根细线拉时,橡皮筋被拉到P′点.根据力的合成法则,这两根线的合力大小为F=5G,方向沿OP向右.所以当用一根细线拉,要取得同样的作用效果即也把橡皮筋拉到P′点,定滑轮必须安装在OP的延长线上且在O点的右侧,挂上5个钩码,使拉力大小为5G,方向沿OP向右.(2)①用平行四边形定则作图,即以F1、F2为两邻边作平行四边形,对角线就表示合力F(标上箭头表明方向).②两分力可以同时大于合力,故A错误;结点受三个力作用处于平衡状态,其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力——橡皮筋的拉力等大反向,是一对平衡力,而橡皮筋的拉力不是合力,故B错;只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同,故C对;若两个分力的大小都改变而方向都不变,则合力必改变,结点的位置必改变,故D 错.【答案】(1)OP的延长线上且在O点的右侧 5 (2)①如图所示(下图)②C10.(10分)风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆置于风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径,当杆在水平方向固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,如图9所示.这时小球所受的风力等于小球重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数.图9【解析】 根据题意由平衡条件F 风=f f =μmg所以μ=F 风mg =0.5【答案】 0.511.(14分)拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有效方法,像欧洲古罗马的万神庙,我国古代的赵州桥都是拱券结构的典型建筑.拱券结构的特点是利用石块的楔形结构,将受到的重力和压力分解为向两边的压力,最后由拱券两端的基石来承受.现有六块大小,形状、质量都相等的楔块组成一个半圆形实验拱券,如图10所示.如果每个楔块质量m =3 kg ,则:如果在中间两个楔块上加一个向下的50 N 的压力F ,那么其一边相邻的支撑物给予楔块的支持弹力是多大?(g 取9.8 N/kg)【导学号:43212273】图10【解析】 以中间两楔块为研究对象,其受力如图所示,F 1和F 2间的夹角为120°,由对称性可知F 1=F 2由互成120°角二力合成的特点知F 1=F 2=2mg +F =108.8 N. 【答案】 108.8 N12.(16分)所受重力G 1=10 N 的砝码悬挂在绳PA 和PB 的结点上.PA 偏离竖直方向30°角,PB 在水平方向,且连在所受重力为G 2=20 N 的木块上,木块静止于倾角为30°的斜面上,如图11所示,试求:木块与斜面间的摩擦力和木块所受斜面的弹力.【导学号:43212274】图11【解析】 以P 点为研究对象进行受力分析,利用力的平衡条件可解得水平绳PB 中的张力F =1033 N ;再以木块为研究对象进行受力分析,如右图所示,运用正交分解法,力的平衡方程为x 方向:F cos 30°+G 2sin 30°=f , y 方向:F sin 30°+N =G 2cos 30°,解得f =15 N ,N =2533 N ,故木块与斜面间的摩擦力和木块所受斜面的弹力分别为15 N 、2533 N. 【答案】 15 N 2533N。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 4
学业分层测评(二十一)(建议用时:45分钟)1.下列各组属于国际单位制的基本单位的是( )A.千克、米、秒B.克、牛顿、米C.质量、长度、时间D.质量、力、位移【解析】选项C、D中所给的都是物理量,不是物理单位,C、D错误;千克、米、秒分别为质量、长度、时间三个基本物理量的单位,A正确;B项中牛顿是导出单位,B错误.【答案】 A2.(多选)下列说法中正确的是 ( )A.在力学中,力是基本概念,所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位B.因为力的单位是牛顿,而1 N=1 kg·m/s2,所以牛顿是个导出单位C.各物理量采用国际单位,通过物理公式得出的最后的运算结果一定为国际单位D.物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系【解析】“力”虽然是力学中一个最基本的概念,但它不是力学中的基本物理量(质量、长度和时间),所以它的单位“牛顿”不是力学中的基本单位.力学中的基本单位是千克、米、秒,其他单位都是导出单位.【答案】BCD3.下列有关力学单位制的说法中,正确的是( )【导学号:57632197】A.在力学的分析计算中,只能采用国际制单位,不能采用其他单位B.力学单位制中,选为基本单位的物理量有力、时间、质量C.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、厘米、秒D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示【解析】在有关力学的分析计算中,可以采用其他单位制,但是要统一,故A错误;力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、质量、时间,故B错误;力学单位制中,国际单位制的基本单位有kg、m、s,cm不是基本单位,故C错误;单位制中的导出单位可以用基本单位来表示,故D正确.【答案】 D4.雨滴在空气中下落,当速度比较大的时候,它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比,与其横截面积成正比,即F f=kSv2,则比例系数k的单位是 ( )【导学号:57632198】A.kg/m4B.kg/m3C.kg/m2D.kg/m【解析】 将F f =kSv 2变形得k =F f Sv2,采用国际单位制,式中F f 的单位为N ,即kg ·m/s 2,S 的单位为m 2,速度的二次方的单位可写为(m/s)2.将这些单位代入上式得kg m3,即比例系数k的单位是kg/m 3,故B 正确.【答案】 B5.(多选)有几个同学在一次运算中,得出了某物体位移x 的大小同其质量m 、速度v 、作用力F 和运动时间t 的关系式分别如下,其中一定错误的是( )A .x =v2aB .x =mv 3FC .x =FtD .x =mv 2F【解析】 把各物理量的单位都用基本单位表示,v 的单位符号为m/s ,a 的单位符号为m/s 2,F 的单位符号为kg ·m/s 2,x 的单位符号为m.再检验各选项可知A 、B 、C 均错误.【答案】 ABC6.质量m =20 g 的物体,测得它的加速度a =20 cm/s 2,则关于它所受的合力的大小及单位,下列运算既正确又规范简洁的是( )A .F =ma =20×20=400 NB .F =ma =0.02×0.2=0.004 NC .F =ma =0.02 kg ×0.2 m/s 2=0.004 N D .F =ma =0.02×0.2 N =0.004 N【解析】 统一单位,m =0.02 kg ,a =20 cm/s 2=0.2 m/s 2,由牛顿第二定律可得F =ma =0.02×0.2 N =0.004 N ,D 选项既正确又规范简洁.【答案】 D7.(多选)物理学中,把物体的质量m 与速度v 的乘积称为物体的动量,用字母p 表示,即p =mv .关于动量的单位,下列各式正确的是( )A .kg ·m/sB .N ·sC .N ·mD .N m·s -2·ms【解析】 由p =mv 知动量的单位为kg ·m/s ,A 正确;1 N ·s =1 kg ·m/s 2·s =1 kg ·m/s ,B 正确,C 错误;由F =ma 知质量m =F a ,单位为Nm ·s-2,D 正确.【答案】 ABD8.质量为10 g 的子弹,以300 m/s 的水平初速度射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹射出的速度是200 m/s.若木块厚`度为10 cm ,求子弹对木板的平均作用力.小明同学的解法如下,你同意他的解法吗?不同意的话给出正确解法.由运动学公式:v 2-v 20=2ax 得:a =v 2-v 202x =2002-30022×10m/s 2=-2.5×103 m/s 2由牛顿第二定律:F =ma =10×(-2.5×103)N =-2.5×104 N.【解析】 不同意,原因是单位未统一到同一单位制中,正确解法如下:x =10 cm =0.1 m ,m =10 g =10-2 kg ,a =v 2-v 202x =2002-30022×0.1m/s 2=-2.5×105m/s 2,F =ma =10-2×(-2.5×105)N =-2.5×103N ,负号表示与速度反向. 【答案】 见解析9.如图442所示,是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,若已知飞船质量为3.0×103kg ,其推进器的平均推力为900 N ,在飞船与空间站对接后,推进器工作5 s ,测出飞船和空间站速度变化是0.05 m/s ,则空间站的质量为( )【导学号:57632199】图442A .9.0×104kg B .8.7×104kg C .6.0×104kgD .6.0×103kg【解析】 根据飞船和空间站的速度变化,得出它们的加速度,再根据牛顿第二定律得出它们的总质量,总质量减去飞船的质量就是空间站的质量.由加速度定义式:a =v -v 0t =0.055m/s 2=0.01 m/s 2由牛顿第二定律F =(m 1+m 2)a 得:m 2=F -m 1a a =900-3 000×0.010.01kg =8.7×104kg ,故B 正确.【答案】 B10.声音在空气中的传播速度v 与空气的密度ρ、压强p 有关.根据单位制,检验下列关于空气中声速的表达式(k 为比例系数,无单位)正确的是( )A .v =kpρB .v =kpρC .v =k ρpD .v =kp ρ【解析】 可把p 、ρ的单位用基本单位表示,代入进行单位运算,看得出的单位是否是v 的单位.p 的单位用国际单位制中的基本单位表示:1 Pa =1 N m 2=1 kgm ·s 2,ρ的单位用国际单位制中的基本单位表示:kg/m 3,代入A 选项中,单位为m 2/s 2,显然不是速度的单位,A 错;代入B 项得单位为m/s ,B 正确;代入C 项为s/m ,也不是速度的单位,C 错;同理D 项单位为kg/(m 2·s),D 错.【答案】 B11.选定了长度单位m 、质量单位kg 、时间单位s 之后,就足以导出力学中其他所有物理量的单位,但必须依据相关的公式.现有一个物理量A =GMr,其中M 是质量,r 是长度,又已知G 的单位是N ·m 2·kg -2,据此能否推知A 是什么物理量?【解析】 根据物理量A 的表达式,导出A 的单位,就可以知道A 是一个什么物理量.与GMr 相对应的单位为N ·m 2·kg -2·kg m=N ·m ·kg -1=(kg·m·s -2)·m·kg -1=m/s.物理量A 的单位是m/s ,所以物理量A 是速度.【答案】 速度12.质量为1.5 t 的汽车在前进中受到的阻力是车重的0.05倍,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5 s 内速度由36 km/h 增至54 km/h.求汽车发动机的牵引力的大小.(g 取10 m/s 2)【导学号:57632200】【解析】 计算时把各物理量的单位统一到国际单位制中.因v =v 0+at ,F -F 阻=ma , 故F =ma +F 阻=m (v -v 0)t+0.05mg , 已知v 0=36 km/h =10 m/s ,v =54 km/h =15 m/s ,t =5 s ,m =1.5 t =1.5×103kg ,代入以上数据,计算得F =1.5×103×(15-10)5N +0.05×1.5×103×10 N =2.25×103N.【答案】 2.25×103N。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:模块综合
模块综合测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48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,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于质点和参考系,下列说法中正确的是( )A.质点就是体积很小的点B.研究人造地球卫星绕地球一周的时间时,卫星可以被视为质点C.“一江春水向东流”是以水为参考系来描述江水的运动D.我们常说“太阳东升西落”,是以太阳为参考系描述地球的运动【解析】物体可否视为质点,与研究的问题有关,若物体形状、大小对所研究问题的影响可忽略,则可视为质点,与其自身大小无关,A错,B正确;C中是以河岸为参考系,D 中是以地球为参考系分别研究物体的运动情况,C、D均错误.【答案】 B2.关于惯性,下列说法正确的是( )A.在货车上加装限速器,其目的是使速度减小,惯性也减小B.宇航员在航天器中因失重而处于飘浮状态,所以没有惯性C.公交车急刹车时站在车内的乘客摔倒是因为失去了惯性D.战斗机战斗前抛弃副油箱,是为了减小战斗机的惯性,提高作战性能【解析】物体的质量大小是惯性大小的唯一衡量标准,A、B、C选项中的物体质量都没有改变,所以惯性既没有消失也没有变化,A、B、C错误;战斗机抛弃了副油箱,质量减小,所以战斗机的惯性减小,D正确.【答案】 D3.如图1所示,一物体P从曲面上的A点自由滑下,在水平静止的粗糙传送带上滑动后恰好停在传送带的右端B.若传送带沿逆时针方向转动起来,再把P放到A点,让其自由滑下,则( )图1A.P仍能到达B端且速度为零B.P到达不了B端C.P会滑过B端后向右抛出D.以上三种情况均有可能【解析】无论传送带是静止还是沿逆时针方向运行,P受到的支持力大小均等于P的重力mg,动摩擦因数μ不变,P受到的摩擦力方向均水平向左,大小均为f=μmg,即P 在传送带上的受力情况是相同的,运动情况也是相同的,选项A正确,选项B、C、D错误.【答案】 A4.如图2所示,质量为M的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦,用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.楔形物块对地面的压力为( )图2A.(M+m)g B.(M+m)g-FC.(M+m)g+F sin θD.(M+m)g-F sin θ【解析】沿斜面匀速上滑的小物体和斜面都处于平衡状态,可将二者看成-个处于平衡状态的整体,由竖直方向受力平衡可得(M+m)g=N+F sin θ,解得N=(M+m)g-F sin θ.由牛顿第三定律知,楔形物块对地面的压力等于地面对楔形物块的支持力,D正确.【答案】 D5.如图3,将一个球放在两块光滑斜面板AB和AC之间,两板与水平面夹角都是60°.现在使AB板固定,使AC板与水平面的夹角逐渐减小,则( )图3A.球对AC板的压力先增大后减小B.球对AC板的压力逐渐减小C.球对AC板的压力先减小后增大D.球对AC板的压力逐渐增大【解析】分析球的受力如图所示,F AC和F AB的合力与球的重力G等大反向,当使AC 板与水平面的夹角减小时,由图可以看出,球对AC板的压力先减小后增大,C正确.【答案】 C6.一物体以2 m/s 的初速度做匀变速直线运动,已知物体的加速度大小为2 m/s 2,则1 s 后物体的位移大小可能为( )A .1 mB .2 mC .3 mD .4 m【解析】 若加速度与速度同向,则位移x =⎝ ⎛⎭⎪⎫2×1+12×2×12m =3 m ,若加速度与速度反向,则位移x =⎝ ⎛⎭⎪⎫2×1-12×2×12 m =1 m ,故选项A 、C 正确.【答案】 AC7.如图4所示,在粗糙的水平面上,物体向着弹簧运动,且使弹簧发生压缩,则物体A 的受力情况是( )图4A .重力、支持力、动力、摩擦力和弹簧的弹力B .重力、支持力、摩擦力和弹簧的弹力C .弹簧的弹力是动力,而摩擦力是阻力D .弹簧的弹力和摩擦力均与物体运动方向相反【解析】 对A 受力分析如图所示,A 受重力、地面的支持力、弹簧的弹力和地面的摩擦力,后两力为阻力,与运动方向相反.故B 、D 项正确.【答案】 BD8.某物体运动的v t 图象如图5所示,下列说法正确的是( )图5A .物体在第1 s 末运动方向发生变化B .物体在第2 s 内和第3 s 内的加速度是相同的C .物体在4 s 末返回出发点D .物体在5 s 末离出发点最远,且最大位移为0.5 m【解析】 v t 图象中纵坐标的正负表示速度的方向,物体在第2 s 末运动方向发生变化,A 错误;v t 图象的斜率表示加速度.物体在第2 s 内和第3 s 内的加速度是相同的,B 正确;v t 图象中图线与时间轴围成的面积表示位移,物体在4 s 末返回出发点,C 正确.物体在2 s 末、6 s 末离出发点最远,且最大位移为1.0 m ,D 错误.【答案】 BC二、非选择题(本题共4小题,共52分.按题目要求作答)9.(8分)某课外兴趣小组在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,得到如图6所示的纸带.实验中所用交流电的频率为50 Hz ,纸带前面的几个点较模糊,因此从A 点开始每5个点取一个计数点,其中B 、C 、D 、E 点的对应速度分别为v B =________m/s ,v C =__________m/s ,v D =________m/s ,v E =________m/s 由此推得F 点的速度v F =________m/s.小车从B 运动到C 的加速度a 1=________m/s 2,从C 运动到D 的加速度a 2=________m/s 2,从D 运动到E 的加速度a 3=________m/s 2.图6【解析】 由题意可知,每相邻两个计数点的时间间隔T =0.02×5 s=0.1 sB 点的速度为A 、C 两点间的平均速度, v B =s AC 2T =6.45-1.402×0.1 cm/s =0.252 5 m/sC 点的速度为B 、D 两点间的平均速度, v C =s BD 2T =10.10-3.552×0.1cm/s =0.327 5 m/s同理可得,v D =0.402 5 m/s ,v E =0.477 5 m/sv C -v B =v D -v C =v E -v D =0.075 m/s从B 、C 、D 、E 四点的位置关系和速度的关系可知,相邻相等时间内的速度之差相等,因此有v F -v E =v E -v D =0.075 m/s解得F 点的速度v F =0.552 5 m/s 由加速度的定义a =v t -v 0t 可知,小车从B 点运动到C 点的加速度a 1=v C -v B T =0.0750.1m/s 2=0.75 m/s 2同理可得,小车从C 点运动到D 点的加速度a 2=0.75 m/s 2小车从D 点运动到E 点的加速度a 3=0.75 m/s 2所以小车做加速度大小不变的直线运动.【答案】 0.252 5 0.327 5 0.402 5 0.477 5 0.552 5 0.75 0.75 0.75 10.(10分)某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”,他们在实验室组装了一套如图7所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出).图7(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?____________(选填“需要”或“不需要”)(2)实验获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M ,挡光板的宽度l ,光电门1和2的中心距离为x .某次实验过程:力传感器的读数为F ,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t 1、t 2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g ,则该实验要验证的关系式是________________,【解析】 (1)由于力传感器显示拉力的大小,而拉力的大小就是小车所受的合力,故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量.(2)由于挡光板的宽度l 很小,故小车在光电门1处的速度v 1=lt 1,在光电门2处的速度为v 2=l t 2,由v 22-v 21=2ax ,得a =v 22-v 212x =12x ⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2t 22-l 2t 21.故验证的关系式为F =Ma =M 2x ⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2t 22-l 2t 21=Ml 22x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22-1t 21. 【答案】 (1)等于 不需要 (2)F =Ml 22x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22-1t 2111.(14分)两质量分别为M 和m 的物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图8所示放置,OA 、OB 与水平面的夹角分别为30°和60°,M 重20 N ,m 静止在水平面上.求:图8(1)OA 绳和OB 绳的拉力大小; (2)m 受到的摩擦力.【解析】 (1)结点O 的受力如图所示.根据平衡条件得,竖直方向上F T A cos 60°+F T B cos 30°-Mg =0水平方向上F T A sin 60°-F T B sin 30°=0 解得F T A =10 N ,F T B =10 3 N =17.3 N.(2)由于m 也处于平衡状态,故在水平方向上F T B -F T A -F f =0所以摩擦力大小F f =F T B -F T A =7.3 N ,方向水平向左. 【答案】 (1)10 N 17.3 N (2)7.3 N 方向水平向左12.(20分)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图9甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4 s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72 km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L =39 m .减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g =10 m/s 2.求:甲乙 图9(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.【解析】 根据匀速直线运动和匀变速直线运动的规律、牛顿第二定律解题. (1)设减速过程中汽车加速度的大小为a ,所用时间为t ,由题可得初速度v 0=20 m/s ,末速度v t =0,位移s =25 m ,由运动学公式得v 20=2as ① t =v a② 联立①②式,代入数据得a =8 m/s 2③ t =2.5 s .④(2)设志愿者反应时间为t ′,反应时间的增加量为Δt ,由运动学公式得L =v 0t ′+s ⑤Δt =t ′-t 0⑥联立⑤⑥式,代入数据得 Δt =0.3 s ⑦(3)设志愿者所受合外力的大小为F ,汽车对志愿者作用力的大小为F 0,志愿者质量为m ,由牛顿第二定律得F =ma ⑧由平行四边形定则得F 20=F 2+(mg )2⑨联立③⑧⑨式,代入数据得F 0mg =415. 【答案】 (1)8 m/s 22.5 s (2)0.3 s (3)415。
2017-2018学年高中物理选修1-1学业分层测评:第4章 第
学业分层测评(建议用时:45分钟)1.电磁场理论是谁提出的( )【导学号:46852238】A.法拉第B.赫兹C.麦克斯韦D.安培【解析】麦克斯韦总结前人电磁规律的成果进一步创造建立了完整的电磁场理论.【答案】 C2.关于电磁波,下列说法正确的是 ( )A.所有电磁波的频率相同B.电磁波只能在真空中传播C.电磁波在任何介质中的传播速度相同D.电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s【解析】电磁波的频率不一定相同,就是无线电电磁波也有很多频道和频率,选项A 错;电磁波既能在真空中传播,也能在介质中传播,选项B错;不同频率的电磁波在不同的介质中的传播速度都不相同,选项C错;电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s,选项D 正确.【答案】 D3.电磁场理论预言了( )【导学号:46852239】A.变化的磁场能够在周围空间产生电场B.变化的电场能够在周围空间产生磁场C.电磁波的存在,电磁波在真空中的速度为光速D.电能够产生磁,磁能够产生电【答案】 C4.(多选)关于电磁场的理论,下面说法中正确的是( )A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D.振荡电场周围产生的磁场也是振荡的【答案】BD5.某电路中电场随时间变化的图象如图412所示,能发射电磁波的电场是( )【导学号:46852240】图412【解析】A是稳定的电场不产生磁场,所以不产生电磁波,B、C的电场都是均匀变化的,会产生稳定的磁场,而稳定的磁场不会产生电场,所以不会产生电磁波,D是振荡的电场,会产生振荡的磁场,电场和磁场交替产生,在空间传播,就能形成电磁波.【答案】 D6.(多选)下列关于电磁波的叙述中,正确的是( )A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为cC.电磁波在真空中传播时,传播速度为cD.光是一种电磁波【答案】ACD7.关于电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是( )A.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化的电场,两者互相联系,统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远地传播形成电磁波C.电磁波是一种物质,可在真空中传播.所以,平时说真空没有实物粒子,但不等于什么都没有,还有“场”这种特殊物质D.电磁波可在真空中传播,也可在介质中传播【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,非均匀变化的电场周围产生变化的磁场,均匀变化的电场周围产生的是稳定的磁场,所以A项错误.【答案】 A8.麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生________,变化的电场产生________,从而预言了________的存在.【导学号:46852241】【答案】电场磁场电磁波9.火星探测器从火星向地球发回成功着陆的信号,发回的信号属于( )【导学号:46852242】A.电磁波B.声波C.超声波D.次声波【解析】从火星到地球之间绝大部分空间是真空,没有传播声波的介质,而电磁波的传播不需要介质,所以选项A正确.【答案】 A10.(多选)如图413所示,有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管,半径为R,有一带正电的粒子静止在管内,整个装置处于竖直向上的磁场中.要使带电粒子能沿管做圆周运动,所加的磁场可能是( )图413A.匀强磁场B.均匀增加的磁场C.均匀减少的磁场D.由于洛伦兹力不做功,不管加什么样的磁场都不能使带电粒子绕着管运动【解析】磁场对静止的电荷不产生力的作用,但当磁场变化时可产生电场,电场对带电粒子产生电场力作用,带电粒子在电场力作用下可以产生加速度.【答案】BC11.如图414所示,赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数十千伏高电压的实验装置,当火花在感应圈的两个金属球间跳动时,旁边导线环的两个小球间也跳过火花,请你解释这个现象.【导学号:46852243】图414【解析】当火花在感应圈的两个金属球间跳动时,必定产生一个快速变化的电磁场.这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播.当电磁波经过导线环时,迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势,使得导线环的两个小球间也产生了火花.在赫兹实验中,感应圈成了电磁波发射器,导线环成了电磁波的检测器.【答案】见解析12.如图415所示是著名物理学家费曼设计的一个实验,在一块绝缘板中部安装一个线圈,并接有电源,板的四周有许多带负电的小球.将整个装置悬挂起来.接通电源瞬间,整个圆盘将转动一下,你知道这是为什么吗?图415【解析】接通电源瞬间,线圈中产生变化的电流,从而产生变化的磁场,根据麦克斯韦电磁场理论,该变化的磁场在空间产生电场,带负电的小球在电场中因受电场力而带动圆盘转动一下.【答案】见解析。
2018学年高中物理必修一章末综合测评4 含答案
章末综合测评(第四章)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,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.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2014·北京高考)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图1所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是()图1A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小【解析】根据题意,铺垫材料粗糙程度降低时,小球上升的最高位置升高,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,因此可以上升到与O点等高的位置,而B、C、D三个选项,从题目不能直接得出,所以,选项A正确.【答案】 A2.下面说法正确的是()A.物体所受合外力越大,加速度越大B.物体所受合外力越大,速度越大C.物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小D.物体的加速度大小不变一定受恒力作用【解析】根据牛顿第二定律,物体受的合外力决定了物体的加速度,而加速度大小和速度大小无关,A对,B错;物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一致,当合外力减小但方向不变时,加速度减小但方向也不变,所以物体仍然做加速运动,速度增加,C错误;加速度是矢量,其方向与合外力方向一致,加速度大小不变,若方向发生变化,合外力方向必然变化,D错误.【答案】 A3.(2016·威海高一检测)如图2所示是某商场安装的智能化电动扶梯,无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程.那么下列说法中正确的是() 【导学号:16190214】图2A.顾客始终受到静摩擦力的作用B.顾客受到的支持力总是大于重力C.扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方,再竖直向上D.扶梯对顾客作用力的方向先指向左下方,再竖直向上【解析】以人为研究对象,处于加速运动时,人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下,故A错误;顾客处于加速直线运动时,受到的支持力才大于重力,故B错误;顾客处于加速运动时,人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下,则扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方,当处于匀速直线运动时,其作用力竖直向上,故C正确,D错误.【答案】 C4.放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑,如图3甲.在滑块A上放一物体B,物体B始终与A保持相对静止,以加速度a2沿斜面匀加速下滑,如图乙.在滑块A上施加一竖直向下的恒力F,滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑,如图丙.则()甲乙丙图3A.a1=a2=a3B.a1=a2<a3C.a1<a2=a3D.a1<a2<a3【解析】对物体进行受力分析:加速度方向:mg sin θ-μmg cos θ=ma,所以a=g sin θ-μg cos θ=g(sin θ-μcos θ)可以看出a与质量无关,a1=a2,选项C、D错误;对于竖直向下的力F,(mg+F)sin θ-μ(mg+F)cos θ=ma3,a3=(g+F m)(sinθ-μcos θ)得a1=a2 <a3,选项B正确.【答案】 B5.(2016·上海理工大附中高一期末)如图4所示x、y、z为三个物块,K为轻质弹簧,L为轻线,系统处于平衡状态.现若将L突然剪断,用a x、a y分别表示刚剪断时x、y的加速度,则有()图4A.a x=0、a y=0 B.a x=0、a y≠0C.a x≠0、a y≠0 D.a x≠0、a y=0【解析】将L突然剪断后瞬间,线的拉力立即就没有了,所以y原来受到的线的拉力没有了,而上面受到的弹簧的拉力不变,所以y就有了合力,产生了加速度,所以a y≠0,对于物体x,由于上下的弹簧的拉力都没发生变化,x的受力不变,加速度为0,故B选项正确.故选B.【答案】 B6.(2016·广东省实验中学高一检测)假设一个小球在沼泽地中下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动,沼泽地对球和球对沼泽地的作用力大小分别为F1、F2下列说法中正确的是()A.在加速向下运动时,F1>F2B.在匀速向下运动时,F1=F2C.在减速向下运动时,F1<F2D.在整个运动过程中,F1=F2【解析】小球对沼泽地地面的压力与沼泽地地面对小球的支持力为作用力与反作用力,故二力一定相等,故A、C错误;B、D正确.【答案】 BD7.在升降机中,一个人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,于是他作出下列判断,其中正确的是( )A .升降机以0.8g 的加速度加速上升B .升降机以0.2g 的加速度加速下降C .升降机以0.2g 的加速度减速上升D .升降机以0.8g 的加速度减速下降【解析】 A 、D 项的a =0.8g ,方向竖直向上,由牛顿第二定律F -mg =ma 得F =1.8mg ,其中F 为人的视重,即人此时处于超重状态,A 、D 错误.B 、C 项的a =0.2g ,方向竖直向下,根据牛顿第二定律mg -F ′=ma ,得F ′=0.8mg ,人的视重比实际重力小mg -F ′mg ×100%=20%,B 、C 正确.【答案】 BC8.如图5所示,传送带的水平部分长为L ,传动速率为v ,在其左端无初速度释放一小木块,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( ) 【导学号:16190215】图5A.L v +v 2μgB.L vC.2Lμg D.2L v【解析】 因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L =12μgt 2,可得t =2Lμg ,C 正确;若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v 相等,则L =0+v 2t ,可得t =2L v ,D 正确;若先匀加速到传送带速度v ,再匀速到右端,则v 22μg +v (t -v μg )=L ,可得t =L v +v 2μg ,A 正确;木块不可能一直匀速至右端,B 错误.【答案】 ACD二、非选择题(共4小题,共52分.按题目要求作答)9.(12分)(2016·衢州高一检测)在“探究物体运动加速度与外力关系”实验中图6(1)根据测得的数据作出a-F图线,若作出的a-F图线如图6甲所示,这是由________造成的,若作出的a-F图线如图乙所示,这是因________造成的.A.在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了B.由于砂及砂桶质量远远小于小车的质量C.由于砂及砂桶质量较大,不能很好满足远远小于小车的质量造成的D.实验前没有平衡摩擦力(2)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图丙所示,请你指出该装置中的错误或不妥之处(只要指出二处错误或不妥之处即可).______________________________________________________________________________________________.【解析】(1)①a-F图象不过原点,图中当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时,小车的加速度不为0,说明小车的摩擦力小于重力的分力,所以原因是实验前木板右端垫得过高,即平衡摩擦力过度导致,故选A.②图线上部弯曲,即当拉力较大时加速度与小桶及砝码重力不成正比,这是由于没有满足小车质量M远大于小桶及钩码质量m造成的,故选C.故选A,C(2)①打点计时器使用的是交流电,电源应该是4~6 V交流电;②小车应该停靠在打点计时器附近,以提高纸带的使用效率;③没有抬起木板右端用来平衡摩擦力.【答案】(1)A,C(2)电源应该是4~6 V交流电;小车应该停靠在打点计时器附近10.(12分)如图7所示,装置中OA、OB是两根轻绳,AB是轻杆,它们构成一个正三角形,在A、B两处分别固定质量均为m的小球,此装置悬挂在O点,开始时装置自然下垂.现对小球B施加一个水平力F,使装置静止在如图所示的位置,此时OA竖直.求:图7(1)轻绳OA的拉力大小;(2)拉力F的大小.【解析】(1)图中AB是轻杆.无作用力,轻绳OA的拉力大小为F A,则F A=mg.(2)B球受重力、OB绳拉力和水平力F三力作用而处于平衡状态tan 30°=mgF F=3mg.【答案】(1)mg(2)3mg11.(14分)物体以14.4 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为θ=37°的斜坡,到最高点后再滑下,如图8所示.已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.15,求:图8(1)物体沿斜面上滑的最大位移;(2)物体沿斜面下滑的时间.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)【解析】(1)上滑时加速度大小设为a1,由牛顿第二定律得:mg sin 37°+μmg cos 37°=ma1解得a1=7.2 m/s2上滑最大位移为x=v202a1代入数据得x=14.4 m.(2)下滑时加速度大小设为a2,由牛顿第二定律得:mg sin 37°-μmg cos 37°=ma2解得a2=4.8 m/s2由x=12a2t2得下滑时间t=2xa2= 6 s.【答案】(1)14.4 m(2) 6 s12.(14分)如图9所示,质量为m的物体A放在倾角为θ=37°的斜面上时,恰好能匀速下滑,现用细线系住物体A,并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮,另一端系住物体B,物体A恰好能沿斜面匀速上滑,求:【导学号:16190216】图9(1)物体A和斜面间的滑动摩擦因数;(2)物体B的质量.【解析】(1)当物体A沿斜面匀速下滑时,受力图如图甲:根据共点力平衡条件,有:F f=mg sin θF N=mg cos θ其中:F f=μF N联立解得:μ=tan 37°=0.75.(2)当物体A沿斜面匀速上滑时,受力图如图乙:A物体所受摩擦力大小不变,方向沿斜面向下沿斜面方向的合力为0,故:T A=F f′+mg sin θ对物体B:T B=m B g由牛顿第三定律可知:T A=T B由以上各式可求出:m B=1.2m.【答案】(1)0.75(2)1.2m。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 章
章末综合测评(三)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48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,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列说法正确的是( )A.力的大小可以用天平测量B.物体的重心一定在物体上C.每个力都必须有施力物体和受力物体D.有的物体自己就有力,如爆炸的手榴弹,所以有的力没有受力物体【解析】力的大小可用弹簧测力计测量,不能用天平测量,A错误;重心与物体的形状、质量分布有关,不一定在物体上,B错误;力是物体间的相互作用,力的施力物体和受力物体是同时存在的,C正确;手榴弹爆炸是火药燃烧产生的高温高压气体与弹片发生的相互作用,D错误.【答案】 C2.关于重力,下列说法正确的是( )A.重力的方向一定垂直物体所在处的地面B.重力的方向总是指向地心C.重力就是地球对物体的吸引力D.重力就是由于地球的吸引而使物体受到的力【解析】重力的方向竖直向下,但不一定与地面垂直,如在斜坡上,重力方向与斜坡不垂直,A错;只有在两极和赤道上的物体,重力方向才指向地心,地面上其他位置的物体的重力方向均不指向地心,B错;重力是由于地球吸引而产生的力,但它不一定等于地球对物体的吸引力,C错、D对.【答案】 D3.如图所示各种情况下,光滑的小球均处于静止状态,a、b两者之间一定有弹力的是( )【导学号:21862137】【解析】假设A、C、D中小球除拉力外还受到接触面上的弹力,则小球不可能处于静止状态,故物体只是接触,而无形变,故没有弹力作用;B中由于绳子的拉力不竖直,故两球间存在弹力,故选B.【答案】 B4.下列说法正确的是( )A.摩擦力的大小一定与该处压力的大小成正比B.压力发生变化时,该处摩擦力可能不变C.摩擦力的方向与该处压力的方向可能不垂直D.摩擦力的方向不是与物体运动方向相同,就是与物体运动方向相反【解析】静摩擦力的大小与该处的正压力没有直接关系,A错误,B正确;摩擦力的方向与接触面相切,弹力方向与接触面垂直,故摩擦力的方向一定与弹力方向垂直,C错误;摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向有关,与运动方向无直接关系,如水平匀速旋转的转盘上的物体受到的摩檫力与运动方向垂直,所以D错误.【答案】 B5.如图1所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,受到的摩擦力大小的关系是( )图1A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最大C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大【解析】物体滑动时,受到的是滑动摩擦力,其大小f=μN与压力成正比,由图可知,乙对地面压力最大,故所受滑动摩擦力最大,故应选C项.【答案】 C6.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱.如图2所示为四种与足球有关的情景.下列说法错误的是( )【导学号:21862138】甲乙丙丁图2A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变【解析】静止在草地上的足球受到的弹力是地面对球的向上的力,受到的重力是地球对球的向下的力,选项A错误;静止在光滑水平面上的两个足球间没有相互作用的弹力,选项B错误;踩在脚下的球可能受重力、地面对它的弹力、脚对它的弹力三个力的作用,选项C正确;网中的足球受到弹力是由于网发生了形变,选项D错误.【答案】ABD7.为保障市民安全出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查.如图3所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到以恒定速率运动的水平传送带上,使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景.当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后,关于物品受到的摩擦力,下列说法正确的是 ( )图3A.当物品与传送带相对静止时,物品受到静摩擦力B.由于物品相对于地面是运动的,物品一定受到滑动摩擦力C.当物品受到摩擦力作用时,物品一定受到弹力作用D.当物品受到摩擦力作用时,摩擦力方向与物品运动方向相同【解析】当物品与传送带相对静止时物体与传送带做匀速直线运动,两者之间没有要发生相对运动的趋势,故物品不受静摩擦力,A错误;判断物体是否受滑动摩擦力,是看与接触面有没有发生相对运动,与物品相对地面的运动情况无关,这里物品相对与之接触的传送带是静止的,故不受滑动摩擦力,B错误;摩擦力存在的条件:①接触面粗糙,②有弹力,③有相对运动或者相对运动趋势,即有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力一定有弹力,C正确;物品是在摩擦力作用下运动的,该摩擦力对物品来说是动力,故方向与物品运动的方向相同,D正确.【答案】CD8.如图4所示,A、B、C叠放在一起,F作用在B上,三物体仍保持静止,则下列说法正确的是( )【导学号:21862139】图4A.C受到地面对其向左的摩擦力B.A受到水平向右的摩擦力C.B对C的摩擦力方向水平向右D.C共受到五个力作用【解析】以A、B、C为整体进行研究,整体在水平方向上受力平衡,因此C受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向向左,A正确;以A为研究对象,A不受摩擦力,B错误;以A、B为整体,B受到C对其向左的摩擦力,所以B对C的摩擦力方向水平向右,C正确;以C为研究对象,受力分析可知,C受重力、地面支持力、B的压力、B的摩擦力以及地面的摩擦力,共五个力,D正确.【答案】ACD二、非选择题(本题共4小题,共52分.按题目要求作答)9.(10分)如图5所示,甲、乙是测定动摩擦因数常用的两种方案,根据你的经验和相关知识回答下列问题.甲乙图5(1)用水平力拉木块A或B,为了保证弹簧测力计的读数表示A、B间的滑动摩擦力,下列说法中正确的是________.A.甲图中只要A相对B滑动即可,乙图中A必须做匀速运动B.乙图中只要A相对B滑动即可,甲图中B必须做匀速运动C.若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,则两种情况下两弹簧测力计的读数相同D.若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,则甲图中弹簧测力计的读数较大(2)设木块A和B的质量分别为m A=2 kg,m B=4 kg,木块A和B间的动摩擦因数μ1=0.2,木块B与地面间的动摩擦因数μ2=0.3,弹簧测力计中弹簧的劲度系数k=100 N/m,g取10 m/s2.则在甲图中,B匀速运动时,外力F B的大小为________N,弹簧测力计中弹簧的伸长量为________cm.【解析】(1)实验时如果木块不保持匀速直线运动,则摩擦力不等于拉力,只有当弹簧测力计拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成一对平衡力.题图甲中拉动B时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,只要A相对B滑动即可;题图乙中,A必须做匀速运动,摩擦力才等于拉力,A正确,B错误.若两种装置中,被拉木块均做匀速运动,滑动摩擦力等于弹簧弹力,由于A对B压力相等,因此滑动摩擦力相等,故弹簧测力计示数相等,C正确,D错误.(2)A、B间滑动摩擦力f1=μ1m A g=4 N,B与地面间滑动摩擦力f2=μ2(m A+m B)g=18 N.题图甲中,B受f1、f2两个摩擦力作用,且方向均向左,故F B=f1+f2=22 N,弹簧测力计弹力F1=f1=4 N,由F1=kx1得x1=4 cm.【答案】(1)AC (2)22 410.(12分)如图6甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.图6(1)为完成实验,还需要的实验器材有:_______________________________________________________________.(2)实验中需要测量的物理量有:_______________________________________________________________.(3)图乙是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的Fx图线,由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是_______________________________________________________________.(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下:A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来;B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0;C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式;首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;F.解释函数表达式中常数的物理意义;G.整理仪器.请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:_______________________________________________________________.【解析】(1)根据实验目的可知还需要刻度尺以测量弹簧原长和形变量.(2)根据实验目的,实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或对应的长度).(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点,代入F =kx +b 可得k =200 N/m ,由于弹簧自重.使得弹簧不加外力时就有形变量.(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.【答案】 (1)刻度尺 (2)弹簧原长,弹簧所受外力与对应的伸长量(或对应的长度)(3)200 弹簧自重(4)CBDAEFG11.(16分)如图7所示,重20 N 的物块放在水平桌面上,用F =8 N 的水平拉力拉物块,可使其做匀速直线运动.求:图7(1)物块所受的滑动摩擦力为多大?(2)物块和桌面间的动摩擦因数为多大?(3)当水平拉力增大到16 N 时,物块受到的滑动摩擦力为多大?(4)物块运动过程中突然撤去外力,在物块停止运动前它受到的摩擦力为多大?【解析】 (1)物块匀速运动时,在水平方向和竖直方向都受到平衡力的作用,如图所示.水平方向受到水平拉力F 和滑动摩擦力f ,物块匀速运动时,这两个力大小相等、方向相反,即f =F .所以物块所受的滑动摩擦力f =8 N.(2)竖直方向由二力平衡得:桌面对物块的支持力N =G =20 N ,由滑动摩擦力公式f =μN ,得μ=f N =8 N 20 N=0.4. (3)当水平拉力增大到16 N 时,这时拉力和滑动摩擦力不再相等,应当用滑动摩擦力公式求解.由于f =μN ,且μ和N 都没有变,所以这时的滑动摩擦力f =μN =0.4×20 N=8 N.(4)当撤去拉力后,在停止运动前,物块始终受到滑动摩擦力的作用.由f =μN ,且μ和N 均未变,可知f =8 N.【答案】 (1)8 N (2)0.4 (3)8 N (4)8 N12.(14分)如图8所示,一质量为2 kg 的物块被夹在两木板之间,物块左右两侧面与两块木板间的动摩擦因数相同.若把该物块从上面匀速抽出,需50 N的力.若把它从下面匀速抽出,需多大的力?(设两木板对物块的压力不变,g取10 m/s2)【导学号:21862140】图8【解析】因为两木板对物块的压力N不变,由公式f=μN可得,将物块匀速抽出时,物块所受的滑动摩擦力不变.设物块与一块木板之间的摩擦力为f,当把该物块从上面匀速抽出时,对物块进行受力分析如图甲所示,物块受竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力2f 和竖直向上的拉力F,因为匀速抽出,所以物块受力平衡,故有F=2f+mg①甲当把该物块从下面匀速抽出时,对物块进行受力分析如图乙所示,物块受竖直向下的重力G、竖直向上的摩擦力2f和竖直向下的拉力F′,因为匀速抽出,所以物块受力平衡,故有F′+mg=2f②乙将mg=20 N,F=50 N代入①②,解得F′=10 N.【答案】10 N。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 1 牛顿第一定律 学业分层测评18 含答案 精品
学业分层测评(十八)(建议用时:45分钟)1.伽利略理想实验揭示了( )A.若物体运动,那么它一定受力B.力不是维持物体运动的原因C.只有受力才能使物体处于静止状态D.只有受力才能使物体运动【解析】伽利略理想实验指出:如果水平面没有摩擦,那么在水平面上的物体一旦获得某一速度,物体将保持这一速度一直运动下去,而不需要外力来维持,故A、D错误;运动和静止都不需要力来维持,故B正确,C错误.【答案】 B2.下列关于惯性的说法中正确的是 ( )【导学号:57632182】A.同一物体运动速度大比速度小时难以停下来,所以物体运动速度大时具有较大的惯性B.同一物体受的力越大,停下来就越困难,所以物体受的推力越大,则惯性越大C.不同物体比较,体积越大,惯性越大D.不同物体比较,质量越大,惯性越大【解析】惯性是物体的固有属性,它的大小只由质量大小决定,与其他因素无关,质量越大,惯性越大,A、B、C错误,D正确.【答案】 D3.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是 ( )A.牛顿第一定律是一条实验定律B.牛顿第一定律说明力是维持物体运动状态的原因C.惯性定律和惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持【解析】牛顿第一定律反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律,而自然界中不受力的物体是不存在的,因此它是理想条件下的运动定律,但不是实验定律,它来源于大量真实的科学实验,但不能用真实的实验来验证,A错误;由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,力的本质是使物体发生形变的原因、是改变物体运动状态的原因、是使物体产生加速度的原因,B错误,D正确;惯性是物体的固有属性,惯性定律是在一定条件下物体运动遵循的规律,二者实质不同,C错误.【答案】 D4.(多选)运动着的物体,若所受的一切力突然同时消失,那么它将( )【导学号:57632183】A.立即停止B.作匀速直线运动C.惯性改变D.惯性不变【解析】因为物体在运动,当物体所受的一切外力都消失时,物体将保持原来的速度做匀速直线运动,故A错误,B正确;惯性只与质量有关,质量不变,惯性不变,与受力情况无关,故C错误,D正确.【答案】BD5.关于惯性和牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )A.静止的物体可能没有惯性B.速度越大的物体惯性越大C.同一物体在地球上和月球上惯性不同D.伽利略的斜槽实验以可靠的事实为基础并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起【解析】惯性是物体的固有属性,与运动状态无关,故A错误;质量是惯性大小的唯一量度,与速度、环境等因素无关,故B、C错误;伽利略的斜槽实验以可靠的事实为基础并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起,故D正确.【答案】 D6.(多选)在列车的车厢内,有一个自来水龙头C.第一段时间内,水滴落在水龙头的正下方B点,第二段时间内,水滴落在B点的右方A点,如图414所示.那么列车可能的运动是( )【导学号:57632184】图414A.先静止,后向右做加速运动B.先做匀速运动,后做加速运动C.先做匀速运动,后做减速运动D.上述三种情况都有可能【解析】水滴下落时,水平方向保持原来的速度,若车匀速运动,车的水平位移与水滴的水平位移相同,则落在B点;若车向左加速运动,则水滴仍保持下落时的水平速度,而车的水平位移增大,故水滴可落在A处;同理,车向右减速运动,水滴也会落在A处.故选BC.【答案】BC7.2013年1月1日起实施的新交通法规中规定,坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带,这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害( )【导学号:57632185】图415A.车速太快B.车速太慢C.紧急刹车D.突然启动【解析】小汽车车速无论快慢,若车速不变,则车、人相对静止,所以不会使人受伤,故A、B选项不合题意;当紧急刹车时,车停止而人由于惯性向前冲,安全带可以防止人冲向前而受伤,故C选项符合题意;突然启动时,人会向后仰,有靠背支撑,安全带不起作用,故D不合题意.【答案】 C8.在一次交通事故中,一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动,结果车厢上的钢材向前冲出,压扁驾驶室.关于这起事故原因的物理分析正确的是( )【导学号:57632186】A.由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,继续向前运动,压扁驾驶室B.由于汽车紧急制动,使其惯性减小,而钢材惯性较大,所以继续向前运动C.由于车厢上的钢材所受阻力太小,不足以克服其惯性,所以继续向前运动D.由于汽车制动前的速度太大,汽车的惯性比钢材的惯性大,在汽车制动后,钢材继续向前运动【解析】钢材原来随汽车一起向前运动,在汽车制动时,由于摩擦,车迅速停止,而钢材由于惯性要保持原来向前的速度前进,压扁驾驶室,故A正确.质量是惯性大小的量度,与速度大小无关,质量不变,惯性不变,所以汽车紧急制动时,汽车和钢材的惯性都没有改变,故B、C、D错误.故选A.【答案】 A9.如图416所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个光滑小球m.劈形物体由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )【导学号:57632187】图416A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则的曲线D.抛物线【解析】由于小球处在物体M上,接触面光滑,在M滑下过程中,由于小球水平方向上不受外力作用,该方向上运动状态不会改变,原来静止,则下滑过程中,小球在水平方向上没有位移,故B正确.【答案】 B10.(多选)足够长的水平木板,沿水平方向向右做匀速直线运动.木板上有两个质量不等、摩擦因数相同的铁块与木板一块做匀速直线运动,两个铁块沿运动方向分布,质量大的在前,质量小的在后,并有一定的间隔.某时刻木板突然停止运动,下列说法正确的是( )【导学号:57632188】A.若木板光滑,由于前面的铁块惯性大,两个铁块之间距离将增大B.若木板光滑,由于后面的铁块惯性小,两个铁块之间距离将减小C.若木板不光滑,两个铁块有可能相撞D.无论木板是否光滑,两个铁块之间距离总是保持不变【解析】如果木板光滑,木板停止运动后两铁块做匀速直线运动,两铁块的速度相等,在相等时间内两铁块的位移相等,两铁块间的距离保持不变,故A、B错误;若木板不光滑,对铁块,由牛顿第二定律得:a=μg,由于两铁块与木板的动摩擦因数μ相同,则两铁块的加速度a相同,木板停止运动后两铁块均做匀减速直线运动,由于铁块的初速度与加速度相等,在相等时间内两铁块的位移相等,两铁块间的距离保持不变,两铁块不可能相撞,故C错误;由以上分析可知,无论木板是否光滑,两个铁块之间距离总是保持不变,故D正确.【答案】 D11.如图417所示,一个盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一个铁球和一个乒乓球.容器中的水、铁球和乒乓球都处于静止状态.当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)( )图417A.铁球向左B.铁球向右C.乒乓球向左D.乒乓球向右【解析】因为小车突然向右运动,铁球和乒乓球都有向右运动的趋势,但由于与同体积的“水球”相比,铁球质量大、惯性大,铁球的运动状态难改变,即速度变化慢,而同体积的水球的运动状态容易改变,即速度变化快,而且水和车一起加速运动,所以小车加速运动时,铁球相对小车向左运动,A正确;同理,由于乒乓球与同体积的“水球”相比,质量小,惯性小,乒乓球相对小车向右运动,D正确.【答案】AD12.如图418所示,重球系于DC绳下端,重球下再系一根同样的BA绳,回答下列问题:图418(1)在绳的A端慢慢增加拉力时,哪根绳先断?为什么?(2)在绳的A端突然用力一拉时,哪根绳先断?为什么?【解析】(1)当拉力缓慢增大时,AB绳的张力等于拉力,而DC绳的张力等于拉力与重球重力的合力,DC绳承受的拉力大,故DC绳先断.(2)瞬间用力拉A端,由于重球具有保持原来静止状态的性质,对DC绳的拉力来不及变化时,AB绳由于不能承受巨大的拉力而先断裂.【答案】见解析13.在做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡,如图419所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?【导学号:57632189】图419【解析】首先确定本题应该用惯性知识来分析,但此题涉及的不仅仅是气泡,还有水,由于惯性的大小与质量有关,而水的质量远大于同体积气泡的质量,因此水的惯性远大于气泡的惯性,当小车突然停止时,水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势,当水相对于瓶子向前运动时,水将挤压气泡,使气泡相对于瓶子向后运动.【答案】见解析。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 第2
学业分层测评(八) (建议用时:45分钟)1.下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是( )图429A .极限法B .放大法C .控制变量法D .等效替代法【解析】 题图甲是利用光的多次反射将微小形变放大,题图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变,也为放大法,B 正确.【答案】 B2.下列关于弹力的叙述中错误的是( ) A .压力、拉力、支持力都是弹力 B .压力和支持力的方向总是垂直于接触面C .轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上D .轻杆不同于轻绳,弹力的方向可以不沿杆【解析】 弹力包括压力、拉力、支持力,其中绳的拉力总沿绳收缩的方向,压力、支持力的方向总与接触面垂直,故A 、B 正确;杆不同于绳,杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形变,所以杆的弹力方向不一定沿杆,要具体问题具体分析.C 错误、D 正确.【答案】 C3.(多选)关于胡克定律,下列说法中正确的是( )【导学号:21862073】A .由F =kx 可知,弹力F 的大小与弹簧的长度成正比B .由k =Fx可知,弹簧的劲度系数k 与弹力F 成正比,与弹簧的长度改变量x 成反比 C .弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的因素决定的,与弹力F 和弹簧形变量x 的大小无关D .弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小【解析】对于确定的弹簧而言,在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的形变量x 成正比,A错误;弹簧的劲度系数k由弹簧本身的因素决定,与弹力F的大小和形变量x的大小无关,k在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小,B错误,C、D正确.【答案】CD4.(多选)在各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图4210所示就是一个实例.下列说法正确的是 ( )图4210A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的【解析】在运动员跳起的过程中,跳板和运动员的脚都发生了形变,跳板受到的压力是脚发生形变而产生的,运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的,B、C正确.【答案】BC5.下列情况中,接触面均光滑,小球都处于静止状态,绳子全处于拉伸状态,则球受到两个弹力的是( )【导学号:21862074】A B C D【解析】A选项中假设将绳子剪断,小球一定不能静止,所以小球受绳子对它向上的弹力;假设将斜面去掉,小球仍然静止,所以小球与斜面间无弹力作用,小球只受绳子的弹力.B选项中假设将斜面去掉,小球受地面向上的弹力仍能静止,所以小球只受地面向上的弹力作用.同理C选项中将斜面或绳子去掉,小球都不能静止,所以小球受到斜面和绳子两个弹力的作用.D选项中将台阶去掉,小球仍能静止,所以小球与台阶间无弹力作用,与地面之间一定有弹力作用.【答案】 C6.如图4211所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受到大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在粗糙的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有 ( )【导学号:21862075】图4211A.l1>l2B.l2>l3C.l3>l4D.l1=l2=l3=l4【解析】弹簧的伸长量等于弹簧弹力与弹簧劲度系数的比值,分析四种情况下弹簧所受弹力,它们都等于外力F,又因弹簧完全相同,劲度系数相同,所以四种情况下弹簧的伸长量相等.【答案】 D7.固定弹簧的上端,在弹性限度内,弹簧的下端悬挂重为8 N的重物时,弹簧的长度为0.16 m;悬挂重为12 N的重物时,弹簧的长度为0.18 m;则弹簧的原长L和劲度系数k 分别为 ( )A.L=0.12 m k=50 N/mB.L=0.14 m k=200 N/mC.L=0.12 m k=200 N/mD.L=0.14 m k=50 N/m【解析】根据胡克定律F=kx代入数值,8 N=k(0.16-L),12 N=k(0.18-L),解以上两式得L=0.12 m,k=200 N/m,C项正确.【答案】 C8.如图4212所示为一轻质弹簧的弹力F大小和长度L的关系,试由图线求:图4212(1)弹簧的原长;(2)弹簧的劲度系数;(3)弹簧伸长0.10 m 时,弹力的大小.【解析】 (1)由题图知,当弹簧的弹力F =0时,弹簧的长度L =10 cm ,这就是弹簧的原长.(2)由题图知,当弹簧的长度L 1=15 cm ,即伸长量x 1=L 1-L =5 cm 时,弹簧的弹力F 1=10 N由胡克定律得F 1=kx 1,则k =10 N0.05 m=200 N/m.(3)当弹簧伸长0.10 m 时,F =kx 2=200 N/m×0.10 m=20 N. 【答案】 (1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N9.如图4213所示,轻质弹簧的劲度系数为k ,小球重为G ,平衡时小球在A 处,今用力F 压小球至B 处,使弹簧缩短x ,则此时弹簧的弹力为( )图4213A .kxB .kx +GC .G -kxD .以上都不对【解析】 设小球在A 处时弹簧已压缩了Δx ,小球平衡时弹力F A =G =k Δx .小球在B 处时,弹簧又压缩x ,小球再达平衡时弹力F B =k (Δx +x )=G +kx ,B 正确.【答案】 B10.(多选)如图4214所示,小球A 的重力为G ,上端被竖直悬线挂于O 点,下端与水平桌面相接触,悬线对球A 、水平桌面对球A 的弹力大小可能为 ( )【导学号:21862076】图4214A .0,GB .G,0 C.G 2,G2D.12G ,32G【解析】 球A 处于静止状态,球A 所受的力为平衡力,即线对球的拉力T 及桌面对球的支持力N 共同作用与重力G 平衡,即T +N =G ,若绳恰好伸直,则T =0,N =G ,A 正确;若球刚好离开桌面,则N =0,T =G ,B 正确;也可能N =T =G2,C 正确.【答案】 ABC11.如图4215所示,各图中A 是否受弹力作用?若有,指明弹力方向,并作弹力的示意图.(图中各物体均静止,①③图中各接触面均光滑)图4215【解析】 ①图中A 与B 之间无挤压,A 、B 之间无弹力作用,但A 与地面之间有弹力作用,A 受地面弹力方向垂直于地面向上;②图中A 与B 及A 与墙之间有挤压,都产生弹力,竖直墙给A 的弹力与墙垂直指向左方,B 给A 的弹力沿两球球心连线指向A ;③图中绳对A 的弹力沿绳的方向指向绳收缩的方向,B 对A 的弹力沿两球球心连线指向A ;④图中O 点弹力的方向过点与杆垂直,O ′点弹力方向竖直向上.各图中A 所受弹力的示意图如图所示.【答案】 见解析12.量得一只弹簧测力计3 N 和5 N 两刻度线之间的距离为2.5 cm.求: (1)弹簧测力计3 N 、5 N 刻度线与零刻度线之间的距离; (2)弹簧测力计所用弹簧的劲度系数.【解析】 弹簧测力计的刻度值应与该刻度线到零刻度线的距离成正比.(1)设3 N 、5 N 刻度线到零刻度线的距离分别为x 1、x 2劲度系数为k .根据胡克定律F=kx 可得x 1x 2=35①又x 2-x 1=2.5②由①②得:x 1=3.75 cm ,x 2=6.25 cm. (2)由F 1=kx 1可得k =F 1x 1=33.75×10-2N/m =80 N/m. 【答案】 (1)3.75 cm 6.25 cm (2)80 N/m。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 6 用牛顿运动定律解决问题一 学业分层测评23 含答案 精品
学业分层测评(二十三) (建议用时:45分钟)1.用30 N 的水平外力F 拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg 的物体,力F 作用3秒后消失,则第5秒末物体的速度和加速度分别是( )A .v =7.5 m/s ,a =1.5 m/s 2B .v =4.5 m/s ,a =1.5 m/s 2C .v =4.5 m/s ,a =0D .v =7.5 m/s ,a =0【解析】 物体先在力F 作用下做匀加速直线运动,加速度a =3020 m/s 2=1.5 m/s 2,v=at =4.5 m/s ,撤去力F 后,物体以4.5 m/s 的速度做匀速直线运动.【答案】 C2.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,洒水时它的运动将是( )A .做变加速运动B .做初速度不为零的匀加速直线运动C .做匀减速运动D .继续保持匀速直线运动 【解析】 a =F 合m =F -kmg m =F m-kg ,洒水时质量m 减小,则a 变大,所以洒水车做加速度变大的加速运动,故A 正确.【答案】 A3.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如下图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是( )【解析】 对雨滴受力分析,由牛顿第二定律得:mg -f =ma .雨滴加速下落,速度增大,阻力增大,故加速度减小,在v t 图象中其斜率变小,故选项C 正确.【答案】 C4.如图467所示,物块以初速度v 0从底端沿足够长的光滑斜面向上滑行,不考虑空气阻力,则该物块在斜面上运动全过程的v t 图象是( )图467【解析】物块在运动过程中,只受到重力和支持力作用,合力不变,加速度不变,物体先做匀减速直线运动,速度减为零后反向做匀加速直线运动,加速度不变,故A正确.【答案】 A5.(多选)如图468所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动,把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )【导学号:57632207】图468A.物体一直受到摩擦力作用,大小为μmgB.物体最终的速度为v1C.开始阶段物体做匀加速直线运动D.物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右【解析】当把物体无初速度地轻放在传送带的左端时,物体相对传送带向左运动,故物体所受到的滑动摩擦力大小为F f=μmg,方向水平向右,所以物体将向右做匀加速运动,由于传送带足够长,物体将加速到v1,之后与传送带保持相对静止,不再受到摩擦力的作用,故选项A、D错,B、C对.【答案】BC6.(多选)某同学在家中玩用手指支撑盘子的游戏,如图469所示,设该盘子的质量为m,手指与盘子之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法中正确的是( )【导学号:57632208】图469A.若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动,则手对盘子有水平向左的静摩擦力B.若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,则手对盘子的作用力大小为mgC.若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,则手对盘子的作用力大小为(mg)2+(μmg)2D.若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,要使得盘子相对手指不发生滑动,则加速度最大为μg【解析】若手支撑着盘子一起水平向右匀速运动,则手水平方向受合力为零,则手对盘子没有静摩擦力作用,选项A错误;若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,则手对盘子有竖直向上的支持力mg和水平向右的静摩擦力,因加速度未知,不能确定静摩擦力大小,选项B、C错误;若手支撑着盘子一起水平向右匀加速运动,要使得盘子相对手指不发生滑动,静摩擦力最大时加速度最大,则μmg=ma m,解得a m=μg,则加速度最大为μg,选项D正确.【答案】CD7.一质量为0.8 kg的球固定在支杆AB的上端,支杆AB的下端固定在升降机上,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,如图4610所示,己知绳的拉力为6 N,g取10 m/s2,则以下说法正确的是( )【导学号:57632209】图4610A.若升降机是静止状态,则AB杆对球的作用力大小为6 NB.若升降机是静止状态,则AB杆对球的作用力大小为8 NC.若升降机是加速上升,加速度大小5 m/s2,则AB杆对球的作用力大小为6 5 N D.若升降机是减速上升,加速度大小5 m/s2,则AB杆对球的作用力大小为6 5 N 【解析】升降机是静止的,球静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,杆的作用力大小:F=F2绳子+(mg)2=62+(0.8×10)2=10 N,故A、B错误;若升降机加速上升,对球受力分析,在竖直方向,由牛顿第二定律得:F y-mg=ma,解得:F y=12 N,在水平方向,由平衡条件得:F x=F绳子=6 N,杆对球的作用力大小:F=F2x+F2y=6 5 N,故C正确;若升降机减速上升,对球受力分析,在竖直方向,由牛顿第二定律得:mg-F y=ma,解得:F y =4 N,在水平方向,由平衡条件得:F x=F绳子=6 N,杆对球的作用力大小:F=F2x+F2y=213 N,故D错误.【答案】 C8.某飞机场利用如图4611所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角θ=30°,传送带两端A、B的距离L=10 m,传送带以v=5 m/s的恒定速度匀速向上运动.在传送带底端A 轻放上一质量m =5 kg 的货物,货物与传送带间的动摩擦因数μ=32.求货物从A 端运送到B 端所需的时间.(g 取10 m/s 2) 【导学号:57632210】图4611【解析】 以货物为研究对象,由牛顿第二定律得 μmg cos 30°-mg sin 30°=ma ,解得a =2.5 m/s 2货物匀加速运动时间t 1=va=2 s 货物匀加速运动位移x 1=12at 21=5 m然后货物做匀速运动,运动位移x 2=L -x 1=5 m 匀速运动时间t 2=x 2v=1 s货物从A 到B 所需的时间t =t 1+t 2=3 s. 【答案】 3 s9.如图4612在倾斜的滑杆上套一个质量为m 的圆环,圆环通过轻绳拉着一个质量为M 的物体,在圆环沿滑杆向下滑动的过程中,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向.则( )图4612A .环只受三个力作用B .环一定受四个力作用C .物体做匀加速运动D .悬绳对物体的拉力小于物体的重力【解析】 以物体为研究对象,物体沿滑杆向下做直线运动,加速度为零,或加速度与速度在同一直线上,而物体受到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力,这两个力的合力必为零,说明物体做匀速直线运动,则环也做匀速直线运动,环受到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆的支持力和滑动摩擦力,共四个力作用,故A 、C 错误,B 正确;由平衡得到,悬绳对物体的拉力等于物体的重力,故D 错误.故选B.【答案】 B10.如图4613所示,左右带有固定挡板的长木板放在水平桌面上,物体M放于长木板上静止,此时弹簧对物体的压力为3 N,物体的质量为0.5 kg,物体与木板之间无摩擦,现使木板与物体M一起以6 m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动时 ( )【导学号:57632211】图4613A.物体对左侧挡板的压力等于零B.物体对左侧挡板的压力等于3 NC.物体受到4个力的作用D.弹簧对物体的压力等于6 N【解析】物体静止时,弹簧处于压缩状态,弹力F弹=3 N,当物体向左加速运动时,若物体对左挡板的压力为零,由牛顿第二定律知F弹=ma,解得a=6 m/s2,当加速度大于a =6 m/s2,物体离开左挡板,弹簧长度变短,当加速度小于a=6 m/s2时,物体对左挡板产生压力,弹簧长度不变,所以可知选项A正确,B、D错误.当加速度a=6 m/s2时,物体受重力、支持力和弹力,故选项C错误.【答案】 A11.楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10 N,刷子的质量为m=0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与板间的动摩擦因数μ=0.5,天花板长为L=4 m,取sin 37°=0.6,试求:图4614(1)刷子沿天花板向上的加速度大小.(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.【解析】(1)以刷子为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图.根据牛顿第二定律得(F-mg)sin θ-f=ma(F-mg)cos θ-F N=0又f=μF N联立解得a=2 m/s2.(2)刷子做匀加速运动,初速度为零,位移为L =4 m ,则L =12at 2得到t =2La=2 s.【答案】 (1)2 m/s 2(2)2 s12.如图4615甲所示,在粗糙的水平地面上,放有一块质量为m =1 kg ,初速度为v 0的木块,现在加水平恒力F ,方向与初速度的方向在同一条直线上,通过实验发现不同的F ,物块在地面运动的时间t 不同,且当-2 N ≤F <2 N 时,1t与F 的关系如图乙所示(设v 0的方向为正、滑动摩擦力等于最大静摩擦力),则甲 乙图4615(1)物块的初速度为多少?(2)物块与地面间的动摩擦因数为多少?(3)物块运动的时间t 可能等于0.4 s 吗?说明原因.【导学号:57632212】【解析】 (1)物块做匀减速运动至静 止μmg -F =ma ① 0=v 0-at②由①②得:1t =μg v 0-1mv 0F③由③式和图线斜率可得:1mv 0=12又因m =1 kg 则v 0=2 m/s.(2)由③式和图线截距可得: μgv 0=1则μ=0.2.(3)不可能.当-2 N ≤F <2 N 时,由图线可知运动时间大于等于0.5 s ;而当F 的大小超过2 N 时,物体就不可能静止,所以运动时间为无穷.【答案】 (1)2 m/s (2)0.2 (3)见解析。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 第1
学业分层测评(七)(建议用时:45分钟)1.下述关于力的说法中正确的是( )A.力是物体对物体的作用B.只有直接接触的物体间才有力的作用C.力可以离开物体而独立存在D.力的大小相同,产生的效果一定相同【解析】由力的特性知,力是物体与物体间的相互作用,力不能离开物体而单独存在,力不仅产生于相互接触的物体间,而且不相互接触的物体间仍可存在力的作用,且力的作用效果由大小、方向、作用点共同决定,故A正确,B、C、D均错误.【答案】 A2.下列说法中正确的是( )A.拳击比赛时,甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感到痛,说明甲对乙施加了力,而乙未对甲施加力B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在D.网球运动员用力击球,网球受力飞出后,网球受力的施力物体不再是人【解析】甲对乙施力的同时,乙对甲也施力,但甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、胸部更能承受打击,所以乙感到痛而甲未感到痛,A错误;“风吹草动”的施力物体是空气,B错误;力不可以离开物体而存在,磁铁对铁钉的作用是通过磁铁周围的磁场产生的,磁场离不开磁铁,磁场是一种特殊的物质,C错误;网球飞出后受重力和阻力,施力物体是地球和空气,而不再是人,D正确.【答案】 D3.如图414所示是小车所受外力的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是( )图414A.F1和F2B.F1和F4C.F1和F3、F4D.都不相同【解析】判断力的作用效果是否相同,应从力的三要素即大小、方向和作用点去考虑,力的三要素相同则作用效果相同,B正确.【答案】 B4.(多选)关于重力,下列说法正确的是( )【导学号:21862067】A.重力的方向总是和支持重物的支持面垂直B.重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出C.质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小D.物体对悬绳的拉力或对支持面的压力的大小可以不等于重力【解析】重力的方向总是竖直向下的,不一定和支持面垂直,A错误;弹簧测力计可以直接测物体的重力,天平直接测的是物体的质量而不是物体的重力,B错误;由公式G=mg可知,重力大小由质量m和重力加速度g值共同决定,由于在不同的地理位置g值不同,有可能质量大的物体所受重力反而小,C正确;只有当物体处于静止状态时,物体对该竖直悬绳的拉力大小才等于物体的重力,当物体摆动起来时物体对该悬绳的拉力大小不等于物体的重力.把物体静置于一水平支持面上,物体对该水平支持面的压力大小等于物体的重力,若物体静止于斜面上,则物体对该支持面的压力大小不等于物体的重力,D正确.【答案】CD5.歼20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机.它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊.关于歼20战机的受力下列说法正确的是( )【导学号:21862068】图415A.战机受到的重力指向地心B.战机受重力的同时,它也对地球产生引力C.战机向前运动的推力无施力物体D.战机匀速飞行,它不受重力作用【解析】重力的方向竖直向下,不一定指向地心,故A错误.由于地球对战机的引力而产生重力,同时战机也对地球有引力作用,力的作用是相互的,故B正确.任何力都有施力物体,战机向前的推力来自于空气,故C错误.任何在地球附近的物体都受重力作用,故D错误.【答案】 B6.在城市楼房的建筑工地上经常见到塔吊,工人师傅在安装塔吊时,常在塔吊臂的未装滑轮端安装一个大的铁箱,并在铁箱内装入很重的沙子(如图416),其主要目的是( )【导学号:21862069】图416A.为了左右对称,美观B.增加塔吊重量,防止被风吹得左右摇摆C.防止沙子不够用,做临时补充D.使塔吊起吊建材时重心落在竖直固定架上,工作起来更加平衡、安全【解析】物体的重心与物体的形状和质量分布有关,塔吊臂未装滑轮端安装铁箱并配重后,当吊起重物时,可以使重心落在竖直固定架上,增加稳度,所以选项D正确.【答案】 D7.下面关于重心位置的说法正确的是( )【导学号:21862070】A.汽车上的货物卸下后,汽车的重心位置降低了B.物体在斜面上下滑时,物体的重心相对该物体降低了C.对于形状规则的物体,重心一定在物体的几何中心D.对于重力一定的物体,无论其形状如何变化,其重心位置不变【解析】重心位置随质量分布的变化而变化,选项A正确;运动物体的重心相对自身位置不变,选项B错误;质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心,选项C错误;物体的形状改变,质量分布改变,重心位置也要发生变化,选项D错误.【答案】 A8.如图415所示,已知各物体的质量都相等且都处于静止状态,试在图上分别画出它们所受重力的示意图.图415【解析】重力的方向竖直向下,重力的作用点位于物体的重心上,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上.重力的示意图如图所示.【答案】如图所示9.(多选)弹簧测力计竖直悬挂一个静止的小球,下列说法正确的是( )A.小球对弹簧测力计的拉力就是小球的重力B.弹簧测力计对小球的拉力大小等于小球的重力大小C.小球所受重力的施力物体是弹簧测力计D.小球所受重力的施力物体是地球【解析】A中重力是地球对小球的作用力,而拉力是小球对弹簧测力计的作用力,这两个力不是同一个力,故A错;由二力平衡条件可知,弹簧测力计对小球的拉力与小球所受重力的大小相等,方向相反,B正确;重力是由于地球的吸引产生的,所以小球所受重力的施力物体是地球,故C错,D正确.【答案】BD10.如图417所示,一个空心均匀球壳里面注满水,球的正下方有一个小孔,在水由小孔慢慢流出的过程中,空心球壳和水的共同的重心将会 ( )【导学号:21862071】图417A.一直下降B.一直上升C.先升高后降低D .先降低后升高【解析】 考查对重心的理解,关键是明确物体的重心与质量分布有关.当注满水时,球壳和水的重心均在球心,故它们共同的重心在球心.随着水的流出,球壳的重心虽然仍在球心,但水的重心逐渐下降,开始一段时间内,球壳内剩余的水较多,随着水的重心的下降,球壳和水共同的重心也下降;后来一段时间内,球壳内剩余的水较少,随着水的重心的下降,球壳和水共同的重心却升高;最后,水流完时,重心又回到球心.故球壳和水的共同重心先降低后升高,D 选项正确.【答案】 D11.找出下列力的施力物体和受力物体,并作出物体所受力的图示.(1)在水平桌面上重为50 N 的书的重力;(2)空气对气球的20 N 的浮力.【导学号:21862072】【解析】 (1)在水平桌面上重为50 N 的书的重力,施力物体是地球,受力物体是书.力的图示如图甲所示.(2)空气对气球的20 N 的浮力,施力物体是空气,受力物体是气球.力的图示如图乙所示.甲 乙【答案】 见解析12.一个质量为60 kg 的人,在地球上重为588 N ,在月球上重为98 N .该人做摸高运动时,在地球上的高度为0.5 m .那么,在月球上触摸高度为多少?【解析】 人在地球和月球上的质量相等,由G =mg 得,地球表面的自由落体加速度g =G m =58860m/s 2 月球表面的自由落体加速度g ′=G ′m =9860m/s 2 设人在地球上触摸高度为h ,在月球上触摸高度为h ′,由v 2-v 20=2ax 得2gh =2g ′h ′,即h h ′=g ′g 解得h ′=g g ′h =3.0 m. 【答案】 3.0 m。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 5
学业分层测评(二十二)(建议用时:45分钟)1.关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中,正确的是( )【导学号:57632201】A.有作用力才有反作用力,因此作用力和反作用力是因果关系B.只有两个物体处于平衡状态中,作用力与反作用力才大小相等C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D.作用力与反作用力的性质一定相同【解析】作用力与反作用力,它们同时产生,同时变化,同时消失,不是因果关系,故A、B错误.不相互接触的两个物体之间也有作用力与反作用力,如磁铁吸引铁块时,故C错误.作用力与反作用力的性质一定相同,故D正确.【答案】 D2.汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶.根据牛顿运动定律可知 ( )【导学号:57632202】A.汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B.汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C.汽车拉拖车的力小于拖车受到的阻力D.汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力【解析】汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力,它们始终等大反向,故A错误,B正确;由于拖车加速前进,故汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力,C、D错误.【答案】 B3.在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动.假定两板与冰面间的动摩擦因数相同.已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由于( )【导学号:57632203】A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间C.在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度D.在分开后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小【解析】在推的过程中,甲推乙的力和乙推甲的力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向相反,故A错误.作用力与反作用力具有等时性,故B 错误.分开后,两人受到的合力都是摩擦力,根据牛顿第二定律,a =F 合m ,所以甲、乙的加速度大小相等,由运动学公式-2μgx =0-v 2知,刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度,故C 正确,D 错误.【答案】 C4.马车在我国古代是主要交通工具,在现在还有一些地方还在使用.如图459所示,已知拖车的质量为500 kg ,马匹的质量为400 kg ,拖车受到马的拉力为1 000 N 、阻力为500 N ,则马匹的加速度和拖车对马匹的拉力各为( )【导学号:57632204】图459A .1.25 m/s 2、1 000 NB .1.25 m/s 2、500 NC .1.00 m/s 2、1 000 ND .1.00 m/s 2、500 N 【解析】 根据牛顿第二定律得: a =F -f m =1000-500500m/s 2=1 m/s 2 拖车对马匹的拉力与马对拖车的拉力是一对作用力与反作用力关系,大小相等,所以拖车对马匹的拉力为1000 N故选C.【答案】 C5.(多选)将一铁块A 放在水平放置的磁板B 上,A 被B 吸住并处于静止状态(如图4510所示),关于铁块A 的受力情况,下列叙述正确的是( )图4510A .铁块共受三个力的作用,其中有两个力的施力物体是磁板B .铁块所受的重力与铁块所受磁板的支持力是一对平衡力C .磁板所受铁块的压力等于铁块的重力D .磁板对铁块的吸引力与铁块对磁板的吸引力大小相等、方向相反【解析】 铁块A 受重力、B 对A 的支持力、B 对A 的吸引力,支持力与吸引力的施力物体都是磁板B ,故A 正确;铁块A 的重力与其所受磁板的支持力大小不相等,不是一对平衡力,B 错误;磁板所受的压力等于A 所受的支持力,大于铁块的重力,C 错误;B 对A 的吸引力与A 对B 的吸引力是相互作用力,大小相等、方向相反,D 正确.【答案】 AD6.我国计划在未来几年将人类送上月球,其中用到火箭和载人航天飞船,下面关于飞船与火箭上天的情形,其中正确的叙述是( )A .火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的作用力B .火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C .火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力D .以上说法均不对【解析】 火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体.火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,故B 、C 错误,A 正确;综上,D 错误.【答案】 A7.如图4511所示,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近.若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢里有人的判断是正确的( )图4511A .绳子的拉力较大的那一端车厢里有人B .先开始运动的车厢里有人C .后到达两车中点的车厢里有人D .不去称量质量无法确定哪个车厢有人【解析】 根据牛顿第三定律,两车之间的拉力大小相等,故A 错误.有拉力后,两车同时受到拉力,同时开始运动,故B 错误.两车之间的拉力大小相等,根据牛顿第二定律,总质量大,加速度小,由x =12at 2,相同时间内位移小,后到达中点.即后到达两车中点的车厢里有人,故C 正确.无需称质量,可用C 项办法确定哪个车厢有人,故D 错误.故选C.【答案】 C8.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮,绳的一端系一质量m =15 kg 的重物,重物静止于地面上,有一质量m 1=10 kg 的猴子,从绳子的另一端沿绳向上爬,如图4512所示.不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度是多少?(g 取10 m/s 2)图4512【解析】 重物刚好要离开地面时,猴子有最大加速度,设此加速度为a .此时,对于重物有F T =mg ,对于猴子有F T ′-m 1g =m 1a ,由牛顿第三定律知F T =F T ′,所以a =(m -m 1)g m 1=5 m/s 2.【答案】 5 m/s 29.如图4513所示,一只质量为m 的猫,抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M 的竖直杆.当悬绳突然断裂时,小猫急速沿杆竖直向上爬,以保持它离地面的高度不变.则杆下降的加速度为 ( )图4513A .gB.M +m M gC.m M g D .M -m M g【解析】 设猫急速上爬时,对杆的作用力为F f ,方向向下,则杆对猫的作用力的大小也为F f ,方向向上.绳断裂后,猫和杆的受力情况如图所示.由于猫急速上爬,保持对地面的高度不变,意味着这个过程中,猫对地无加速度,处于平衡状态,所以F f =mg .杆仅受两个竖直向下的力的作用,由牛顿第三定律知F f =F f ′,根据牛顿第二定律知,杆的加速度大小为a M =Mg +F f ′M =M +m Mg ,其方向竖直向下.故B 正确. 【答案】 B10.(多选)如图4514所示,木块A 、B 在外力F 的作用下处于静止状态,其中木块A 的上表面和天花板接触,下面关于木块A 、B 受力分析正确的是( )【导学号:57632205】图4514A.木块A可能受3个力,木块B一定受3个力B.木块A可能受3个力,木块B一定受4个力C.木块A可能受4个力,木块B一定受3个力D.木块A可能受4个力,木块B一定受4个力【解析】设A的重力为G2,B的重力为G1,对A、B系统整体受力分析,设天花板对A 的弹力为N0,如图甲所示.则天花板对A无摩擦力.隔离A受力分析如图乙、丙所示,A受竖直向下的重力G2、B对A的弹力F2,A、B接触面的静摩擦力F f2,天花板对A的弹力N0.若F=G1+G2,则N0=0,则A受3个力的作用;如F足够大,则N0不为零,则A受4个力的作用.B受重力G1,受A对B的弹力为F1,受A、B接触面的静摩擦力为F f1,因A、B接触且外力F通过接触面作用到A使得A处于平衡状态,故受A的弹力F1一定存在,假设A、B接触面的静摩擦力F f1不存在,则此时B受3个力,其合力不可能为零,故不可能平衡,故A、B接触面的静摩擦力F f1一定存在,此时B受4个力,如图丁、戊所示.综上分析可知,A可能受3个力,也可能受4个力的作用,B一定受4个力的作用,选项B、D正确.甲乙丙丁戊【答案】BD11.如图4515所示,一个质量为m=2 kg的均匀小球,放在倾角θ=37°的光滑斜面上.若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住,处于平衡状态.求小球对挡板和斜面的压力.(g 取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)【导学号:57632206】图4515【解析】对小球进行受力分析,挡板和斜面对小球有支持力F N1=mg sin θ=12 NF N2=mg cos θ=16 N根据牛顿第三定律可知挡板和斜面对小球的支持力与小球对挡板和斜面的压力大小相等、方向相反,则F ′N1=F N1=12 N ,方向垂直于挡板向下,F ′N2=F N2=16 N ,方向垂直于斜面向下.【答案】 12 N ,垂直于挡板向下 16 N ,垂直于斜面向下12.如图4516所示,圆环的质量为M ,经过环心的竖直钢丝AB 上套有一个质量为m 的小球,今让小球沿钢丝AB (质量不计)以初速度v 0竖直向上运动,要使圆环对地面无压力,则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少?(设小球不会到达A 点)图4516【解析】 由牛顿第三定律知圆环对地面无压力,则地面对圆环无支持力,取小球为研究对象,受重力mg 和钢丝对小球竖直向下的摩擦力F f .由牛顿第二定律得:mg +F f =ma ,由牛顿第三定律可知小球对钢丝竖直向上的摩擦力F f ′=F f .对圆环受力分析可知,圆环受重力Mg 和竖直向上的摩擦力F f ′作用,则:Mg =F f ′,由以上各式解得:a =M +m mg .小球沿钢丝做匀减速运动,由运动公式可得上升的最大高度x =v 202a =mv 202(M +m )g. 【答案】 M +m m g mv 202(M +m )g。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第4章 7
学业分层测评(二十四)(建议用时:45分钟)1.下列实例出现失重现象的是( )A.“嫦娥三号”点火后加速升空B.举重运动员举起的杠铃静止在空中C.“玉兔号”月球车降落到月球表面之前向下减速的过程D.跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动【解析】加速升空和向下减速过程,加速度方向向上,处于超重状态,选项A、C错误;杠铃静止在空中,不失重也不超重,选项B错误;跳水运动员离开跳板向上运动,加速度方向向下,处于失重状态,选项D正确.【答案】 D2.下列关于质点处于平衡状态的论述,正确的是( )A.质点一定不受力的作用B.质点一定没有加速度C.质点一定做匀速直线运动D.质点一定保持静止【解析】处于平衡状态的物体,合力为零,物体可以受力的作用,只是合力是零,所以A错误.处于平衡状态的物体,合力为零,由牛顿第二定律可知,物体的加速度为零,所以B正确.平衡状态指的是物体处于静止或匀速直线运动状态,物体可以保持静止,所以C 错误.平衡状态指的是物体处于静止或匀速直线运动状态,物体可以做匀速直线运动,所以D错误.【答案】 B3.搭乘2名中国航天员的神舟十一号载人飞船返回舱,在内蒙古中部草原上顺利着陆.返回舱在重返大气层时,速度可达几千米每秒.为保证返回舱安全着陆,在下降过程中要利用降落伞使返回舱减速,如图475所示为神十一返回舱主降落伞打开,返回舱减速下降过程,在这过程中( )图475A.返回舱处于失重状态B.返回舱处于超重状态C.航天员受到的重力变小了D.航天员受到的重力与返回舱对他的作用力相等【解析】返回舱减速下降时,加速度方向向上,故返回舱处于超重状态.但返回舱的重力不变,故选项B对,A、C错;由于返回舱处于超重状态,里面的人也处于超重状态,故航天员受到的重力小于返回舱对他的作用力.选项D错误.【答案】 B4.用一根细绳将一重物吊在电梯内的天花板上,在下列四种情况中,绳的拉力最大的是( )【导学号:57632213】A.电梯匀速上升B.电梯匀速下降C.电梯加速上升D.电梯加速下降【解析】设重物的质量为m,当电梯匀速上升时,拉力F T1=mg,当电梯匀速下降时,拉力F T2=mg,当电梯加速上升时,加速度方向向上,根据牛顿第二定律得,F T3-mg=ma,解得:F T3=mg+ma,当电梯加速下降时,加速度方向向下,根据牛顿第二定律得,mg-F T4=ma,解得:F T4=mg-ma.可知F T3最大.故选C.【答案】 C5.运动员原地纵跳可分为快速下蹲和蹬伸向上两个过程,若运动员的重力为G,对地面的压力为F,下列叙述正确的是( )图476A.下蹲过程的加速阶段,F<GB.下蹲过程的减速阶段,F<GC.蹬伸过程的加速阶段,F<GD.蹬伸过程的减速阶段,F=G【解析】下蹲加速阶段,加速度方向向下,根据牛顿第二定律得,mg-N=ma,则N =mg-ma<mg,所以压力F<G,故A正确;下蹲过程减速阶段,加速度方向向上,根据牛顿第二定律得,N-mg=ma,则N=mg+ma>mg,所以压力F>G,故B错误;蹬伸加速阶段,加速度方向向上,根据牛顿第二定律得,N-mg=ma,则N=mg+ma>mg,所以压力F>G,故C错误;蹬伸减速阶段,加速度方向向下,根据牛顿第二定律得,mg-N=ma,则N=mg-ma<mg,所以压力F<G,故D错误.【答案】 A6.某屋顶为半球形,一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图477所示),他在向上爬的过程中( )图477A.屋顶对他的支持力不变B.屋顶对他的支持力变大C.屋顶对他的摩擦力不变D.屋顶对他的摩擦力变大【解析】以人为研究对象,作出力图.设此人的重力为G,根据平衡条件得:屋顶对他的摩擦力:f=G sin θ屋顶对他的支持力:N=G cos θ人在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中,坡角θ减小,则f减小,N增大.即屋顶对他的摩擦力减小,屋顶对他的支持力增大.故选B.【答案】 B7.(多选)如图478所示,质量均为m的a、b两物体,放在两固定的水平挡板之间,物体间用一竖直放置的轻弹簧连接,在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )【导学号:57632214】图478A.a物体对水平挡板的压力大小不可能为2mgB.a物体所受摩擦力的大小为FC.b物体所受摩擦力的大小为FD.弹簧对b物体的弹力大小一定大于mg【解析】 在b 物体上施加水平拉力F 后,两物体始终保持静止状态,则物体b 受到接触面的静摩擦力,即b 物体所受摩擦力的大小为F ,有摩擦力则它们之间一定存在弹力,则弹簧的弹力大于物体b 的重力,由整体法可知,a 物体对水平面的压力大小大于2mg ,故A 、C 、D 正确;根据摩擦力产生的条件可知,a 物体没有相对运动的趋势,则没有摩擦力,故B 错误.【答案】 ACD8.如图479所示,质量为m 的物体在与竖直方向成θ角的推力F 作用下,沿竖直墙壁向上匀速运动.若物体与墙面间的动摩擦因数为μ,试求F 的大小.图479【解析】 物体的受力如图所示.由共点力的平衡条件,沿水平方向F N -F sin θ=0,沿竖直方向F cos θ=mg +F f ,又F f =μF N ,解得F =mgcos θ-μsin θ.【答案】mgcos θ-μsin θ9.(多选)一铁架台放在水平地面上,其上用轻质细线悬挂一小球,开始时细线竖直.现将水平F 作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止.则在这一过程中( )【导学号:57632215】图4710A .水平拉力F 变大B .细线的拉力不变C .铁架台对地面的压力变大D .铁架台所受地面的摩擦力变大【解析】 对小球受力分析,受细线的拉力、重力、F ,根据平衡条件,有:F =mg tan θ,θ逐渐增大则F 逐渐增大,故A 正确;由上图可知,细线的拉力T =mgcos θ,θ增大,T 增大,故B 错误;以整体为研究对象,根据平衡条件得:F f =F ,则F f 逐渐增大.F N =(M +m )g ,F N 保持不变.故D 正确,C 错误.【答案】 AD10.(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N ,他将体重计移至电梯内称其体重,t 0至t 3时间段内,体重计的示数如图4711所示,电梯运动的v t 图可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )图4711【解析】 由F t 图象知:t 0~t 1时间内,具有向下的加速度,t 1~t 2时间内匀速或静止,t 2~t 3时间内,具有向上的加速度,因此其运动情况可能是:t 0~t 3时间内⎩⎪⎨⎪⎧向上减速,静止,向上加速,向下加速,匀速,向下减速,故选A ,D. 【答案】 AD11.气球下端悬挂一重物,以v 0=10 m/s 匀速上升,当到达离地面h =175 m 处时悬挂重物的绳子突然断裂,那么之后:(1)重物做竖直上抛运动还是自由落体运动? (2)重物经多少时间落到地面?(3)落地的速度多大?(空气阻力不计,g 取10 m/s 2.) 【解析】 (1)物体做竖直上抛运动. (2)根据位移公式h =v 0t -12gt 2有-175=10t -12×10t 2得t =7 s. (3)v =v 0-gt 得v =-60 m/s 大小为60 m/s.【答案】 (1)竖直上抛运动 (2)7 s (3)60 m/s12.如图4712所示,质量为m 的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F 的水平向右恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角α0时,不论水平恒力F 多大,都不能使物体沿斜面向上滑行.试求:图4712(1)物体与斜面间的动摩擦因数; (2)这一临界角α0的大小.【导学号:57632216】【解析】 (1)“恰能匀速下滑”,满足平衡条件mg sin 30°=μmg cos 30°,解得μ=sin 30°cos 30°=33.(2)设斜面倾角为α,受力情况如图所示, 由平衡条件得F cos α=mg sin α+F f , F N =mg cos α+F sin α, F f =μF N ,F =mg sin α+μmg cos αcos α-μsin α.当cos α-μsin α=0,即cot α=μ时,F →∞,即“不论水平恒力F 多大,都不能使物体沿斜面向上滑行”,此时,α=60°,即临界角α0的大小为60°.【答案】 (1)33(2)60°。
2017-2018学年高中物理必修一学业分层测评:第1章 4
学业分层测评(四)(建议用时:45分钟)1.(多选)在练习使用打点计时器实验中,用“图象法”处理实验数据时,为了减小误差( )【导学号:57632103】A.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些B.应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些C.为使图线通过每个实验数据点,应使图线画成折线D.应使图线画成直线或光滑曲线,让实验数据点大致均匀分布在图线两侧,对于个别离线较远的点可以舍去【解析】用“图象法”处理实验数据时,纵、横坐标每单位长度表示的数值越小,图上数据点间的距离越大,测量误差越小,选项B正确,A错误;根据数据点描图时,应使图线画成直线或光滑曲线,并且让实验数据点大致均匀分布在图线两侧,对于个别离线较远的点可以舍去,不能将图线画成折线,选项D正确,C错误.【答案】BD2.为完成“练习使用打点计时器”实验,在如图145所示的四种器材中,找出这两种打点计时器,并完成以下填空:图为电磁打点计时器,工作电压为交流;图为电火花打点计时器,工作电压为交流 V.图145【解析】电磁打点计时器是利用交变电流使铁芯产生磁性,吸引带打点针的铁条通过复写纸在纸带上打出点,丙图为电磁打点计时器,工作电压为交流4~6 V;电火花打点记时器是利用家用电打出的火花吸引铅盘而打出点,乙图为电火花打点计时器,工作电压为交流220 V.【答案】丙4~6 V 乙2203.用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况.某次实验中得到一条纸带,如图146所示,从比较清晰的点起,每五个计时点取一个计数点,分别标明0、1、2、3、…,量得0与1两点间距离x1=30 mm,2与3两点间的距离x2=48 mm,则小车在0、1两点间平均速度为v 1= m/s ,在2、3两点间的平均速度v 2= m/s.据此可判定小车做 (填“加速”“减速”或“匀速”)运动.图146【解析】 每五个计时点取一个计数点,则相邻两个计数点间的时间间隔为T =0.1 s ,那么由平均速度的定义得v 1=0.03 m 0.1 s =0.3 m/s ,v 2=0.048 m 0.1 s=0.48 m/s.从计算结果看小车运动的速度在增大,所以可以判断小车在做加速运动.【答案】 0.3 0.48 加速4.在测定速度的实验中,使用打点计时器测小车的速度,实验得到的一条纸带如图147所示,0、1、2、3、4是选用的计数点,每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出.图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况,读出图中所给的测量点的读数分别是 、 、 和 .1、3两点间的平均速度是 m/s,1、4两点间的平均速度是 m/s,2点的速度更接近于 m/s.图147【解析】 由毫米刻度尺可读出0、1、3、4点的读数分别是10.00 cm 、12.60 cm 、22.60cm 、30.00 cm.由题意知各计数点间的时间间隔Δt =4×0.02 s=0.08 s ,由读数可得1、3两点和1、4两点间的位移大小分别是Δx 1=22.60 cm -12.60 cm =10.00 cm ,Δx 2=30.00 cm -12.60 cm =17.40 cm ,则1、3和1、4两点间的平均速度分别是 v 1=Δx 1Δt 1=10.00×10-20.16m/s =0.625 m/s , v 2=Δx 2Δt 2=17.40×10-20.24m/s =0.725 m/s , 1、3两点更接近于2点,故2点的瞬时速度更接近于1、3两点间的平均速度0.625 m/s.【答案】 10.00 cm 12.60 cm 22.60 cm 30.00 cm0.625 0.725 0.6255.像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图148甲所示,a 、b 分别是光电门的激光发射、接收装置,当有物体从a 、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图乙所示装置测量,图中MN 是水平桌面,PQ是长1 m左右的木板,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游标卡尺测量滑块的宽度d=5.015 cm.则:甲乙图148(1)滑块通过光电门1的速度v1的大小是多少?(2)滑块通过光电门2的速度v2的大小是多少?【解析】由于滑块通过两光电门的时间极短,故可用滑块通过光电门的平均速度代替其通过的瞬时速度.故v1=dt1=5.015×10-25.0×10-2m/s=1.003 m/s;v2=dt2=5.015×10-22.0×10-2m/s≈2.508 m/s.【答案】(1)1.003 m/s (2)2.508 m/s6.如图149所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分,从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…现在量得0、1间的距离x1=5.18 cm,1、2间的距离x2=4.40 cm,2、3间的距离x3=3.62 cm,3、4间的距离x4=2.78 cm,4、5间的距离x5=2.00 cm,5、6间的距离x6=1.22 cm(频率为50 Hz).图149(1)根据上面记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度(保留两位小数)并填在下表中.(2)【导学号:57632104】【解析】 (1)某点的瞬时速度可以用该点为中间时刻的一段时间内的平均速度表示 打1点时:v 1=x 1+x 22Δt ≈1.20 m/s, 打2点时:v 2=x 2+x 32Δt ≈1.00 m/s, 打3点时:v 3=x 3+x 42Δt =0.80 m/s , 打4点时:v 4=x 4+x 52Δt ≈0.60 m/s, 打5点时:v 5=x 5+x 62Δt≈0.40 m/s, 将数值填入表格中(2)【答案】 见解析。
2017-2018学年高二物理(教科版选修1-1)学业分层测评:第4章 4 传感器及其应用
学业分层测评(十三)(建议用时:45分钟)1.下列物理量中是电学量的是( )A.压力 B.声音C.温度D.电流强度【解析】 压力、声音、温度等都是非电学量,而电流强度是电学量.故选D.【答案】 D2.空调实际利用了下面哪种传感器( )A.压力传感器B.温度传感器C.光传感器D.磁传感器【解析】 空调器中利用温度和湿度传感器分别“感觉”室内的温度和湿度的变化,故选B.【答案】 B3.火灾报警器使用的是( )A.光传感器B.温度传感器C.红外线传感器D.超声波传感器【解析】 火灾时烟雾会使光线发生变化,引起传感器报警.【答案】 A4.交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是( )A.温度传感器B.压力传感器C.湿度传感器D.气体传感器【解析】 交通警察用检酒器检测驾驶员呼气中酒精含量,使用了气体传感器.【答案】 D5.(多选)如图442所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是( )【导学号:18792050】图442A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次【解析】 R1为光敏电阻,当有光照射时,R1的阻值变小,R2上的电压变大,信号处理系统获得高电压.由题意知,当传送带上的物体挡住光时,信号处理系统获得低电压,这种电压高低交替变化的信号转化为相应的电信号,再经过信号处理系统转变为相应的数字,实现自动计数的功能,达到自动计数的目的.【答案】 AC6.电子秤使用的是( )A.超声波传感器B.温度传感器C.压力传感器D.红外线传感器【解析】 电子秤的使用压力传感器将被称物体对受压面的压力信息转换成电信号进行处理,故C项正确.【答案】 C7.(多选)下列说法正确的是( )A.热敏电阻和热电阻都是温度敏感元件,二者具有相同的电阻—温度特性B.传感器是由敏感元件、处理电路及辅助电源组成的装置C.温度传感器是一种将外部温度信号转换为电信号的电子装置D.向空调传递室内温度信息的设备是一种湿度传感器【解析】 热敏电阻和热电阻具有不同的电阻—温度特性.热敏电阻的特性是电阻值随温度升高而减小,而热电阻的特性是电阻值随温度升高而增大,故A错,向空调传递室内温度信息的是一种温度传感器,故D错,B、C选项正确.【答案】 BC8.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程.下列属于这类传感器的是( )A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器【解析】 红外线报警器是当有人或物通过时,将红外线遮住,从而使得光信号被遮住,光信号无法转换为电信号,红外线报警器则通过另外的装置联系采取一定的动作进行报警.【答案】 A9.演示位移传感器的工作原理如图443所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P,通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x,假设电压表是理想的,则下列说法正确的是( )图443A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化C.物体M不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数【解析】 电阻完全接入电路,所以电流不受M位移的影响,而电压表与一部分电阻并联,当M向右运动时,电表示数增大;当M向左运动时,电表示数减小,当M不动时,在电阻中间位置仍会有电压值.【答案】 B10.如图444所示,R1是一个金属电阻,下列说法正确的是( )图444A.当R1处温度升高时,电压表电压升高B.当R1处温度升高时,电压表电压降低C.当R1处温度降低时,电压表电压没有明显变化D.当R1处温度降低时,电压表电压降低【解析】 金属电阻的阻值随温度升高而增大,所以R1处温度升高时总电流减小,R2两端的电压降低,电压表电压降低,反之电压表电压升高,故B正确.【答案】 B11.如图445所示是一火灾报警器的部分电路示意图,其中R2为用负温度系数热敏电阻做成的传感器,电表为值班室的显示器,a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )【导学号:18792051】图445A.I变大,U变大B.I变大,U变小C.I变小,U变大D.I变小,U变小【解析】 敏感元件是半导体负温度系数热敏电阻,当该电阻所在处出现火警时,温度急剧升高,电阻R2变小,使得电路总电阻减小,干路总电流增大,路端电压减小,即U 变小,因干路电流的增大而带来R1上的电压增大,所以并联部分的两端电压是减小的,使得电流表的示数减小.选项D正确.【答案】 D12.(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图446所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有( )【导学号:18792052】图446A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零B.家庭电路中使用的用电器增多时,L2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起【解析】 由于零线、火线中电流方向相反,产生磁场方向相反,所以家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零,选项A正确;家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化,选项B正确,C错误;地面上的人接触火线发生触电时,线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化,产生感应电流,吸起K,切断家庭电路,选项D正确.【答案】 ABD。
2017-2018学年高中物理(教科版一)模块综合测评含答案
模块综合测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48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,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.甲、乙两车沿平直公路通过同样的位移.甲车在前半段位移以30 km/h的速度运动.后半段位移以60 km/h的速度运动;乙车在前半段时间内以30 km/h的速度运动,后半段时间内以60 km/h 的速度运动,则甲、乙两车在整个位移中的平均速度错误!甲和错误!乙的大小关系是()A.错误!甲=错误!乙B.v甲〈v乙C.错误!甲>错误!乙D.由于不知道位移和时间,所以无法比较【解析】设甲车前后两段位移均为x,则错误!甲=错误!=错误! km/h=40 km/h设乙车前后两段所用时间均为t,则v乙=错误!=45 km/h故错误!甲〈错误!乙,B正确.【答案】B2.一物体从高h处做自由落体运动,经时间t到达地面,落地速度为v,那么当物体下落时间为错误!时,物体的速度和距地面高度分别是()A。
错误!,错误! B.错误!,错误!C。
错误!,错误!h D.错误!,错误!h【解析】物体做自由落体运动,经时间t到达地面的速度为v,根据速度公式v=gt可知,下落时间为t3时的速度为v′=g(错误!)=错误!v,又知下落时间t内的位移为h,则错误!时间内的位移为h′=错误!g (错误!)2=错误!h,物体距地面高度h″=h-错误!h=错误!h,选项C正确,其他选项均错.【答案】C3.如图1,一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g,则( )图1A.箱子受到的摩擦力方向向右B.地面对木板的摩擦力方向向左C.木板对地面的压力大小为3mgD.若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg 【解析】人用力F向右推箱子,对箱子受力分析,受推力、重力、支持力、静摩擦力,根据平衡条件,箱子受到的摩擦力方向向左,与推力平衡,故A错误;对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,不受静摩擦力,否则不平衡,故地面对木板没有静摩擦力,故B错误;对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,根据平衡条件,支持力等于重力,根据牛顿第三定律,支持力等于压力,故压力等于重力,为3mg,故C正确;若人用斜向下的力推箱子,三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,故压力依然等于3mg,故D 错误.【答案】C4.一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A、B、C三点.已知AB =6 m,BC=10 m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是( )A.2 m/s,3 m/s,4 m/sB.2 m/s,4 m/s,6 m/sC.3 m/s,4 m/s,5 m/sD .3 m/s,5 m/s ,7 m/s【解析】 由题意可知B 点是AC 段的中间时刻,AB 、BC 是相邻的等时间段,所以v B =错误!=4 m/s,又根据Δx =x BC -x AB =at 2可得a =1 m/s 2,进一步可得v A =2 m/s 、v C =6 m/s,选项B 正确.【答案】 B5.体育器材室里,篮球摆放在图2所示的球架上.已知球架的宽度为d ,每只篮球的质量为m 、直径为D ,不计球与球架之间摩擦,则每只篮球对一侧球架的压力大小为( )图2 A.12mg B.错误! C 。
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章末综合测评(四) (时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括9小题,每小题6分,共54分,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~9题有多项符合题目要求,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.下列说法正确的是( )
【导学号:96332148】
A .沿斜面匀速下滑的物体处于失重状态
B .绳子一端固定一小球,使小球绕另一端摆动,当它摆至最大高度时,速度为零,处于平衡状态
C .物体沿圆形轨道做速度大小不变的运动时,处于平衡状态
D .在光滑水平面上做匀速直线运动的物体,处于平衡状态
【解析】 平衡状态包括两种情况:①保持静止;②做匀速直线运动.A 、D 项中运动均能保持匀速直线运动,均处于平衡状态;C 项中物体速度大小不变,但方向时刻变化,不是平衡状态;B 项中由于摆球摆至最大高度时所受合力不为零,摆球不是处于平衡状态.
【答案】 D
2.如图1所示,质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )
【导学号:96332149】
图1
A.
32mg 和1
2
mg B.12mg 和3
2mg C.12mg 和1
2
μ mg D.
32mg 和3
2
μ mg 【解析】 对三棱柱进行受力分析,受重力mg 、支持力N 和静摩擦力f 作用而处于静止,即平衡状态,由平衡条件可知,N =mg cos 30°=32mg ,f =mg sin 30°=1
2
mg ,故A 正确.
【答案】 A
3.一质量为M 的探空气球在匀速下落,如图2所示,若气球所受浮力F 始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g .现欲使该气球以同样速率匀速
上升,则需从气球吊篮中减小的质量为( )
图2
A .2⎝
⎛⎭
⎪⎫
M -F g
B .M -2F g
C .2M -F g
D .0
【解析】 设减小的质量为m . 气球匀速下降时F +f 阻=mg ① 气球匀速上升时F -f 阻-(M -m )g =0② 联立①②解得:m =2⎝
⎛⎭
⎪⎫M -F g ,A 正确. 【答案】 A
4.小船用绳索拉向岸边,如图3所示,设船在水中运动时水的阻力大小不变,那么在小船匀速靠岸的过程中,下列说法正确的是 ( )
图3
A .绳子的拉力T 不断减小
B .绳子的拉力T 不变
C .船的浮力减小
D .船的浮力增大
【解析】 小船受四个力的作用而匀速前进. 水平方向:F ′=T cos θ, 竖直方向:T sin θ+F =mg
当θ角增大时,由于阻力F ′不变,则拉力T 增大,浮力F 减小. 【答案】 C
5.两块轻质竖直平行板A 、B 之间夹着一块重力为6 N 的长方体木块C ,如图4所示,
此时A 、B 对C 的压力均为10 N ,若C 与A 、B 之间的动摩擦因数均为μ=0.4,要将C 沿竖直方向从两板间拉出,并且使C 做匀速直线运动,则需对C 施加外力F 的大小为( )
图4
A .14 N
B .10 N
C .8 N
D .6 N
【解析】 要考虑将C 向上和向下两种情况匀速拉出.向上匀速拉出时F =G +f =G +2μN =14 N ,A 正确.向下匀速拉出时F =2μN -G =2 N ,故B 、C 、D 均错误.
【答案】 A
6.如图5所示,水平细杆上套一环A ,环A 与球B 间用一轻质绳相连,质量分别为m A 、
m B ,由于B 球受到风力作用,环A 与B 球一起向右匀速运动.已知轻质绳与竖直方向的夹角
为θ.则下列说法中正确的是( )
图5
A .风力增大时,轻质绳对
B 球的拉力保持不变 B .B 球受到的风力F 为m B g tan θ
C .杆对环A 的支持力随着风力的增加而增加
D .环A 与水平细杆间的动摩擦因数为
m B
m A +m B
【解析】 以B 球为研究对象,受力分析如图,三力平衡,解三角形得到拉力T =m B g
cos θ,
风力F =m B g tan θ,当F 增大时,θ角增大,T 增大,选项A 错误,B 正确;对A 、B 整体由平衡条件得,水平方向有F =μ(m A +m B )g ,解得μ=m B tan θ
m A +m B
,竖直方向杆对环A 的支持
力N A =(m A +m B )g ,选项C 、D 错误.
【答案】 B
7.如图6所示,物块M静止于倾斜放置的木板上,使倾斜角θ缓慢增大,在M沿木块滑动之前,受力情况是( )
图6
A.物块对木板的压力逐渐减小
B.物块所受摩擦力逐渐减小
C.物块所受支持力与摩擦力的合力不变
D.物块所受重力、支持力、摩擦力的合力逐渐变大
【解析】物块可视为始终处于平衡状态,合力为零,C对,D错.根据平衡条件求得f=mg sin θ,N=mg cos θ,故物块对木板的压力N逐渐减小,物块所受摩擦力f逐渐增大,A对,B错.
【答案】AC
8.如图7所示,人重600 N,木板重400 N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2.现在人用水平力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则( )
图7
A.人拉绳的力是200 N
B.人拉绳的力是100 N
C.人的脚给木板的摩擦力向右
D.人的脚给木板的摩擦力向左
【解析】把人与木板看成一个整体,绳拉人与绳拉木板的力都为T,根据平衡条件有:2T=μN=μ(G1+G2),所以T=100 N,即人拉绳的力也是100 N,故A错误,B正确;以人为研究对象,人处于平衡状态,其中绳对人的拉力向右,因而木板对人的静摩擦力向左,根据力是物体间的相互作用,则人对木板的静摩擦力方向向右,故C正确,D错误.【答案】BC
9.如图8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( )
图8
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
R +r
R
mg D .细线对小球的拉力大小为r R
mg
【解析】 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
N ′=
mg
cos θ
=
R +r
R
mg , T =mg tan θ=
R +r 2
-R
2
R
mg =
2Rr +r
2
R
mg ,选项C 正确,D 错误.
【答案】 AC
二、计算题(本大题共3个小题,共46分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)
10. (14分)如图9所示,人重300 N ,物体重200 N ,地面粗糙,无水平方向滑动,当人用100 N 的力向下拉绳子时,求地面对人的弹力多大?地面对物体的弹力和摩擦力各多大?
【导学号:96332150】
图9
【解析】 对人受力分析如图甲所示:人受到重力mg 、地面支持力N 和绳子的拉力T 三个力的作用,人用100 N 的力向下拉绳子,T =100 N .根据平衡条件有:
甲 乙
N +T =mg
解得:N =mg -T =300 N -100 N =200 N
对物体受力分析,物体受重力Mg 、支持力N ′、摩擦力f 和绳的拉力T 四个力的作用,根据平衡条件,
在水平方向有:T cos 60°=f 在竖直方向有:N ′+T sin 60°=Mg 解得:f =50 N
N ′= Mg -T si n 60°=200 N -100×
3
2
N =113.4 N. 【答案】 200 N 113.4 N 50 N
11. (14分)如图10所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m 1的小球与O 点的连线和水平线的夹角为α=60°,两小球的质量比m 2m 1
为多少?
【导学号:96332151】
【解析】 小球m 2受重力和细线的拉力处于平衡状态,则由二力平衡条件得
T =m 2g .
以小球m 1为研究对象,受力分析如图所示,以N 的方向为y 轴,以垂直于N 的方向为x 轴建立坐标系.N 与T 的夹角为60°,m 1g 与y 轴成30°角.
在x 轴方向上,由物体的平衡条件有
m 1g sin 30°-T sin 60°=0,解得m 2m 1=3
3
.
【答案】
33
12.(18分)如图11所示,物体的质量为2 kg ,两根轻细绳AB 和AC 一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平成θ=60°的拉力,若要使绳都能伸直,求拉力F 的大小范围.
图11
【解析】作出A受力图如图所示,由平衡条件有:
F cos θ-F2-F1cos θ=0
F sin θ+F1sin θ-mg=0
要使两绳都能绷直,则有
F1≥0,F2≥0
由以上各式可解得F的取值范围为:
3 3mg≤F≤
23
3
mg.
【答案】
3
3
mg≤F≤
23
3
mg。