人教版高一上册物理 期末精选单元测试卷(解析版)
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人教版高一上册物理期末精选单元测试卷(解析版)
一、第一章运动的描述易错题培优(难)
1.雨滴从高空由静止开始下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零(整个过程其加速度方向不变),在此过程中雨滴的运动情况是()
A.速度一直保持不变
B.速度不断增大,加速度为零时,速度最大
C.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
D.速度的变化率越来越小
【答案】BD
【解析】
【分析】
根据加速度的方向与速度方向的关系,判断雨滴的速度是增大还是减小,速度的变化率等于加速度,结合加速度的变化判断速度的变化率变化.
【详解】
A、B、C、雨滴下落过程中,加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度仍然增大,当加速度减小为零,雨滴做匀速直线运动,此时速度达到最大,故A错误,B正确,C错误.
D、速度的变化率等于加速度,加速度减小,则速度的变化率减小,故D正确.
故选BD.
【点睛】
解决本题的关键知道当加速度方向与速度方向相同,雨滴做加速运动,当加速度方向与雨滴方向相反,雨滴做减速运动.
2.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中()
A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将还要增大
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减少
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度逐渐增大,当加速度减小到零时,物体将做匀速直线运动,速度不变,而此时速度达到最大值,故A错误,B正确。
CD.由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不为零,所以位移继续增大,故C正确,D错误。
故选BC 。
3.一个质点做变速直线运动的v-t 图像如图所示,下列说法中正确的是
A .第1 s 内与第5 s 内的速度方向相反
B .第1 s 内的加速度大于第5 s 内的加速度
C .OA 、AB 、BC 段的加速度大小关系是BC OA AB a a a >>
D .OA 段的加速度与速度方向相同,BC 段的加速度与速度方向相反 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
A .第1s 内与第5s 内的速度均为正值,方向相同,故A 错误;
B .第1 s 内、第5 s 内的加速度分别为:
2214
m/s 2m/s 2
a == 22504
m/s 4m/s 1
a -=
=- 1a 、5a 的符号相反,表示它们的方向相反,第1s 内的加速度小于于第5 s 内的加速度,故
B 错误;
C .由于AB 段的加速度为零,故三段的加速度的大小关系为:
BC OA AB a a a >>
故C 正确;
D .OA 段的加速度与速度方向均为正值,方向相同;BC 段的加速度为负值,速度为正值,两者方向相反,故D 正确; 故选CD 。
4.甲、乙两辆赛车从同一地点沿同一平直公路行驶。
它们的速度图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.60 s时,甲车在乙车的前方
B.20 s时,甲、乙两车相距最远
C.甲、乙加速时,甲车的加速度大于乙车的加速度
D.40 s时,甲、乙两车速度相等且相距900m
【答案】AD
【解析】
【详解】
A、图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,由图象可知60s时,甲的位移大于乙的位移,所以甲车在乙车前方,故A正确;
B、40s之前甲的速度大于乙的速度,40s后甲的速度小于乙的速度,所以40s时,甲乙相距最远,在20s时,两车相距不是最远,故B错误;
C、速度−时间图象斜率表示加速度,根据图象可知,甲加速时的加速度小于乙加速时的加速度,故C错误;
D、根据图象可知,40s时,甲乙两车速度相等都为40m/s,甲的位移
,乙的位移,所以甲乙相距,故D正确;
故选AD。
【点睛】
速度-时间图象切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小,图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,根据两车的速度关系知道速度相等时相距最远,由位移求相距的距离。
5.高速公路上用位移传感器测车速,它的原理如图所示,汽车D向右匀速运动,仪器C 在某一时刻发射超声波脉冲(即持续时间很短的一束超声波),经过时间t1接收到被D反射回来的超声波,过一小段时间后又发射一个超声波脉冲,发出后经过时间t2再次接收到反射回来的信号,已知超声波传播的速度为v0,两次发射超声波脉冲的时间间隔为△t,则下面说法正确的是()
A .第一次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为
011
2
v t B .第二次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为02v t C .位移传感器在两次测量期间,汽车前进距离为
0211
()2
v t t - D .测得汽车前进速度为02121
()
2v t t t t t -+∆-
【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
AB .超声波是匀速运动的,往返时间相同,第一次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为
0112v t ,第二次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为021
2v t ,故A 正确,B 错误; C .则两次测量期间,汽车前进的距离为
()0211
2
s v t t =-
故C 正确;
D .超声波两次追上汽车的时间间隔为
1222
t t t t '∆=∆-
+ 故速度
()02121
2v t t s
v t t t t -=
='∆+∆- 故D 正确。
故选ACD 。
6.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称为“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为0
s v v A s
-=
,其中0v 和s v 分别表示某段位移s 内的初速度和末速度>0A 表示物体做加速运动,0A <表示体做减速运动,而现在物理学中加速度的定义式为0
t v v a t
-=,下列说法正确的是 A .若A 不变,则a 也不变
B .若>0A 且保持不变,则a 逐渐变大
C .若A 不变,则物体在中间位置处的速度为
2
s v v +
D .若A 不变,【答案】BC 【解析】 【详解】
AB .若A 不变,有两种情况一是:A >0,在这种情况下,相等位移内速度增加量相等,通过相等位移所用时间越来越短,由0
v v a t
-=
可知,a 越来越大;第二种情况A <0,相等位移内速度减少量相等,平均速度越来越小,所以相等位移内用的时间越来越多,由
v v a t
-=
知a 越来越小,故A 错误,B 正确; CD .因为相等位移内速度变化相等,所以中间位置处位移为
2
s
,速度变化量为 0
2
s v v - 所以此位置的速度为
00
022
s s v v v v v -++
= 故C 正确,D 错误。
故选BC 。
7.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个运动员从高处自由落下,以18/v m s =的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以
210/v m s =的速度弹回.已知运动员与网接触的时间为 1.2.t s =那么运动员在与网接触的
这段时间内平均加速度的大小和方向分别为( ) A .215/m s ,向上 B .215/m s ,向下 C .21.67/m s ,向上 D .21.67/m s ,向下 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
规定向下为正方向.1v 方向与正方向相同,2v 方向与正方向相反, 根据加速度定义式v
a t
=
得
22108
/15/1.2
a m s m s --=
=-. 负号代表与正方向相反,即加速度方向向上. 故选A . 【点睛】
根据加速度定义式v
a t
=
求解.一般规定初速度方向为正方向. 该题关键要掌握加速度定义式v
a t
=
,并知道矢量为负值的负号代表与正方向相反.
8.如图所示为某质点的速度-时间图象,则下列说法中正确的是( )
A .在0~6s 内,质点做匀变速直线运动
B .在t =12s 末,质点的加速度为-1m /s 2
C .在6~10s 内,质点处于静止状态
D .在4s 末,质点运动方向改变
【答案】B 【解析】
在0~4s 内,质点的加速度为6
4
v a t ∆=
=∆ =1.5(m/s 2),在4-6s 内质点的加速度为:4-62
v a t ∆=
=∆=-1(m/s 2
),两段时间内的加速度不同,所以在0~6s 内,质点做非匀变速直线运动,故A 错误;在t=12s 末,质点的加速度为a=044
v a t ∆-==∆=-1(m/s 2
),故B 正确.
在6s ~10s 内,质点以4m/s 的速度做匀速运动,故C 错误;在0-14s 内,质点的速度都为正,一直沿正方向运动,故在4s 末速度方向没有改变,故D 错误;故选B.
点睛:本题考查学生对v-t 图象的认识,记住图象的斜率表示加速度,图象与时间轴围成的面积表示这段时间内物体通过的位移.
9.某物体沿水平方向做直线运动,其v -t 图象如图所示,规定向右为正方向,下列判断正确( )
A .在0~1 s 内,物体做曲线运动
B .在1 s ~2 s 内,物体向右运动,且速度大小在减小
C .在1 s ~3 s 内,物体的加速度方向向右,大小为4 m/s 2
D .在3 s 末,物体处于出发点左方 【答案】B 【解析】 【详解】
A .在0s ~1s 内,速度都是正值,说明物体一直向右做直线运动,不是曲线运动.故A 错误.
B .在1s ~2s 内,速度都是正值,说明物体向右运动,速度大小在减小.故B 正确.
C .在1s ~3s 内,物体的加速度
2244m/s 4m/s 2
v a t --=
=-= 说明物体的加速度方向向左,大小为4m/s 2.故C 错误.
D .由图象的“面积”看出,前2s 内物体向右运动的位移大于第3s 内向左运动的位移,所以在3s 末,物体处于出发点右方.故D 错误.
10.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是( ) A .速度变化得越大,加速度就越大 B .速度变化得越快,加速度就越大
C .加速度的方向保持不变,速度方向一定保持不变
D .加速度的大小不断减小,速度也不断减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .加速度是速度变化量与所用时间的比值,速度变化大,但不知所用时间的长短,故不能说明加速度大,A 错误;
B .加速度反应速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度就越大,B 正确;
C .加速度方向保持不变时,速度方向可以改变,比如平抛运动,加速度方向竖直向下不变,而速度方向时刻改变,C 错误;
D .速度增加还是减小看加速度的方向和速度方向的关系,当速度方向与加速度方向相同时做加速运动,相反时做减速运动,故加速度减小时,但加速度方向和速度方向相同,速度不断增大,D 错误。
故选B 。
二、第二章 匀变速直线运动的研究易错题培优(难)
11.甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动,某时刻乙车在前、甲车在后,相距x =6m ,从此刻开始计时,乙做匀减速运动,两车运动的v -t 图象如图所示。
则在0~12s 内关于两车
位置关系的判断,下列说法正确的是()
A.t=4s时两车相遇
B.t=4s时两车间的距离为4m
C.0~12s内两车有两次相遇
D.0~12s内两车有三次相遇
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.题中图像与时间轴围成的面积可表示位移,0~4s,甲车的位移为48m,乙车的位移为40m,因在t=0时,甲车在乙车后面6m,故当t=4s时,甲车会在前,乙车会在后,且相距2m,所以t=4s前两车第一次相遇,t=4s时两车间的距离为2m,故AB错误;
CD.0~6s,甲的位移为60m,乙的位移为54m,两车第二次相遇,6s后,由于乙的速度大于甲的速度,乙又跑在前面,8s后,甲车的速度大于乙的速度,两车还会有第三次相遇,当t=12s时,甲的位移为84m,乙的位移为72m,甲在乙的前面,所以第三次相遇发生在t=12s之前,所以在0~12s内两车有三次相遇,故C错误,D正确。
故选D。
<)的轻12.如图所示,水平线OO'在某竖直平面内,距地面高度为h,一条长为L(L h
绳两端分别系小球A和B,小球A在水平线OO'上,竖直向上的外力作用在A上,A和B 都处于静止状态。
现从OO'上另一点静止释放小球1,当小球1下落至与小球B等高位置时,从OO'上静止释放小球A和小球2,小球2在小球1的正上方。
则下列说法正确的是()
A.小球B将与小球1同时落地
B.h越大,小球A与小球B的落地时间差越大
C.从小球2释放到小球1落地前,小球1与2之间的距离随时间的增加而均匀增大D.若1落地后原速率弹回,从此时开始计时,1与2相遇的时间随L的增大而减小
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .设小球1下落到与
B 等高的位置时的速度为v ,设小球1还需要经过时间t 1落地,则:
2
1112
h L vt gt -=+
① 设B 运动的时间为t 2,则
2
212
h L gt -=
② 比较①②可知
12t t <
故A 错误;
B .设A 运动时间为t 3,则
2312
h gt =
可得
32t t -=
可知L 是一个定值时,h 越大,则小球A 与小球B 的落地时间差越小。
故B 错误; C .1与2两球的距离
22
1122
L t gt gt t νν'=+
-= 可见,两球间的距离随时间的推移,越来越大;故C 正确; D .作出小球1和小球2运动的v -t 图象,如图所示
由图可知,t1时刻,小球2开始运动;t2刻,小球1落地;t3刻,小球1和小球2相遇。
图中左边的阴影部分面积表示的就是轻绳的长度L,可见,若1落地后原速率弹回,从此时开始计时,1与2相遇的时间随L的增大而增大,所以D错误。
故选C。
13.某质点做直线运动,其位移-时间图像如图所示。
图中PQ为抛物线,P为抛物线的顶点,QR为抛物线过Q点的切线,与t轴的交点为R。
下列说法正确的是()
A.t=0时质点的速度大小为2m/s B.QR段表示质点做匀减速直线运动
C.0~2s内质点的平均速度大小为3m/s D.R点对应的时刻为t=3s
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据x-t图象的斜率表示速度,t=0时图象切线斜率为零,则质点的速度为零,选项A 错误。
B.QR段图象斜率不变,表示质点的速度不变,做匀速直线运动,选项B错误;
C.0~2s内,质点的位移大小为
x∆=-=
2m1m1m
则平均速度为
1
m/s 0.5m/s 2
x v t ∆=
==∆ 选项C 错误;
D .PQ 为抛物线,则PQ 段表示质点做匀变速直线运动,且有
212
x at =
将t =2s ,x =1m ,代入解得
20.5m/s a =
t =2s 时质点的速度大小为
v =at =1m/s
可知Q 处切线的斜率大小为1,可得R 点对应的时刻为
t =3s
选项D 正确。
故选D 。
14.某型号汽车出厂标准,为百公里(100 km/h )刹车距离小于44 m ,当刹车距离超过标准距离20%时,就需要考虑刹车系统、轮胎磨损等安全隐患问题。
某用户以路边相距30 m 的A 、B 两路灯柱为参照物,以100 km/h 的速度紧急刹车,通过A 灯柱时车速仪如图a 所示,通过B 灯柱时如图b 所示,刹车过程可看作匀变速运动。
则下列相关叙述中正确的是( )
A .该汽车刹车过程加速度大小约为27.7m/s
B .该汽车百公里刹车距离大于60 m
C .该汽车百公里刹车距离已超过20%,存在安全隐患
D .此测试过程不规范不专业,没有任何实际指导意义 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
取0100km/h v =,180km/h v =,220km/h v =,百公里刹车距离0x ,A 、B 灯柱距离
130m x =,汽车刹车过程加速度大小为a ,运动学公式有
20002v ax -=- 222112v v ax -=-
代入数据得
050m
x≈
2
7.7m/s a≈
44
13.6%20% 44
x-
≈<
上述数据可知,选项A正确,BCD错误。
故选A。
15.汽车已成为人们广泛使用的代步工具,而车辆平稳加速(即加速度基本不变)使人感到舒服,否则感到不舒服,关于“加速度的变化率”,下列说法正确的是()
A.加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动
B.加速度的变化率越大则速度变化越快
C.在如图所示的a–t图象中,表示的是物体的速度随时间在均匀减小
D.在如图所示的a–t图象中,若物体在t=0时速度为5 m/s,则2 s末的速度大小可能为8 m/s
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.加速度变化率为0是指加速度保持不变,如果加速度为0,则物体做匀速直线运动,如果加速度不为0,则物体做匀变速运动,故A错误;
B.加速度的变化率越大则加速度变化越快,选项B错误;
C.若加速度与速度同向,则物体作加速运动,如图示加速度减小,则物体速度增加得变慢了,但仍是加速运动,故C错误;
D.根据v-t图象可知,图象与时间轴所围图形面积表示物体的位移,同理在a-t图象中可知图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量即△v,则得:
△v=1
2
×2×3m/s=3m/s
由于加速度与速度同向,故物体做变加速直线运动,已知初速度为5m/s,则小球在2s末的速度为8m/s,故D正确.
【点睛】
本题要加速度的物理意义,掌握其定义方法和单位,知道在a-t图象中图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量,能理解加速运动与减速运动由加速度与速度方向决定而不是由加速度的大小变化决定.
16.甲、乙两车同时由静止从A 点出发,沿直线AC 运动。
甲先以加速度a l 做初速度为零的匀加速运动,到达B 点后做加速度为a 2的匀加速运动,到达C 点时的速度为v ;乙以加速度a 3做初速度为零的匀加速运动,到达C 点时的速度亦为v 。
若a 1≠a 2≠a 3,则( )
A .甲、乙有可能同时由A 到达C
B .甲、乙不可能同时由A 到达
C C .若a 1>a 3,则甲一定先由A 到达C
D .若a 1<a 3,则甲可能先由A 到达C 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
作速度-时间图线分析。
因为位移相等,末速度相等,所以:若a 1>a 3,则有a 2<a 3,其v -t 图像如图1;若a 1<a 3,则有a 2>a 3,其v -t 图像如图2。
AB.由图1、图2可知:无论a 1>a 3或a 1<a 3,t 甲都不等于t 乙,所以A 错误、B 正确; C.由图1可知:若a 1>a 3,则t 甲<t 乙,所以C 正确; D.由图2可知:若a 1<a 3,则t 甲>t 乙,所以D 错误。
故选BC 。
17.从离地H 高处自由下落小球a ,同时在它正下方H 处以速度0v 竖直上抛另一小球b ,不计空气阻力,以下说法正确的( ) A .若0v gH >b 在上升过程中与a 球相遇 B .若0v gH <b 在下落过程中肯定与a 球相遇
C .若02
gH
v =b 和a 不会在空中相遇 D .若0v gH =b 球速度为零。
【答案】ACD
【解析】 【分析】 【详解】
设经过时间t 物体a 、b 在空中相遇,a 做自由落体运动的位移
2112
h gt =
b 做竖直上抛运动的位移为
2201
2
h v t gt =-
由几何关系有
12H h h =+
联立以上各式解得
H t v =
小球b 上升的时间
2v t g =
小球b 运动的总时间为
32v t g
=
A .若小球b 在上升过程中与a 球相遇,则
2t t <
解得
0v >故A 正确;
B .若下落过程相遇,则
23t t t <<
即
00
02v v H g v g
<< 得
0v <<
若若0v <b 在下落过程中不会与a 球相遇,故B 错误; C
.若0v ,小球b 落回地面的时间
030
2v H
t t g v =
==
即
02
=
gH
v时,小球b和a相遇点在地面上,小球b和a不会在空中相遇,故C正确。
D.若
v gH
=,则
2
v H
t
g g
==
相遇时间
H H
t
v g
==
此时b球刚上升到最高点,速度为零,故D正确;
故选ACD。
18.放在水平面上的物体,在水平力F作用下开始运动,以物体静止时的位置为坐标原
点,力F的方向为正方向建立x轴,物体的加速度随位移的变化图像如图所示.下列说法
中正确的是()
A.位移为x1
01
2a x
B.位移为x3时,物体的速度达到最大
C()
023
2a x x
+
D.0~x2过程中物体做匀加速直线运动,x2~x3过程中物体做匀减速直线运动
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
BD.在0~x2过程中,物体加速度a0不变,物体做匀加速直线运动,x2~x3过程中,物体加速度逐渐减小,但是加速度仍为正值,物体做加速度逐渐减小的加速运动,位移为x3时,物体的速度达到最大,选项B正确,D错误;
A.由匀变速直线运动规律,位移为x1时,物体的速度大小为
101
2
v a x
=
选项A正确;
C.由公式22
2
t
ax=-
v v可知图像面积表示
22
2
t
v v
S ax
-
==
又位移为x2时,物体的速度大小为
22
2
v a x
=
故物体的最大速度为
23
2
max2023
2+)
x x
v S v a x x
=+=(
选项C错误。
故选AB。
19.水平面上有一物体做直线运动,物体的加速度随时间变化的关系如图所示,已知t=0时物体的速度为1m/s,以此时的速度方向为正方向,下列说法中正确的是( )
A.在0-1s内物体做匀加速直线运动
B.1s末的速度为2m/s
C.2s末物体开始反向运动
D.3s末物体离出发点最远
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.由图可知,0~1s加速度均匀增加,物体做变加速运动,故A错误;
B.加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量,则1s内速度变化量为:△v=1m/s,由于初速度为v0=1m/s,故1s末的速度为2m/s,故B正确;
CD. 0~3s内速度的变化量:△v=-1m/s,则3s末物体的速度为0,所以0~3s内物体一直沿正向运动,3s末物体离出发点最远,故C错误,D正确。
20.物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点间需时为t,现在物体由A点静止出发,匀加速(加速度大小为a1)至某一最大速度v m后立即做匀减速运动(加速度大小为a2)至B点停下,历时仍为t,则物体的
A.v m可能为2v,与a1、a2的大小有关B.v m只能为2v,无论a1、a2为何值
C.a1、a2必须满足12
12
a a
a a
+ =
2v
t
D.a1、a2值必须是一定的
【答案】BC
【解析】
由于物体先做匀加速,后做匀减速,所以通过的路程
22
11222122
11111
22222
m m m m m
s a t v t a t v t v t v t v t vt
=+-=+-==,所以v m=2v与加速度无
关.选项A 错误,B 正确;匀加速运动的时间和匀减速运动的时间之和t
=
12
m m
v v a a +,而v m =2v ,代入得
1212a a a a + =2v
t
,选项C 正确,D 错误;综上本题选BC.
三、第三章 相互作用——力易错题培优(难)
21.如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m 和2m 的物块A 、B ,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A 、B 间的接触面和轻绳均与木板平行。
A 与B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为45°时,物块A 、B 刚好要滑动,则μ的值为( )
A .
1
3
B .
14
C .
15
D .
16
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
当木板与水平面的夹角为45︒时,两物块刚好滑动,对A 物块受力分析如图
沿斜面方向,A 、B 之间的滑动摩擦力
1cos 45f N mg μμ==︒
根据平衡条件可知
sin 45cos45T mg mg μ=︒+︒
对B 物块受力分析如图
沿斜面方向,B 与斜面之间的滑动摩擦力
23cos 45f N mg μμ='=⋅︒
根据平衡条件可知
2sin 45cos453cos45mg T mg mg μμ︒=+︒+⋅︒
两式相加,可得
2sin 45sin 45cos45cos453cos45mg mg mg mg mg μμμ︒=︒+︒+︒+⋅︒
解得
15
μ=
故选C 。
22.如图,A 、B 是两根竖直立在地上的木杆,轻绳的两端分别系在两杆上不等高的P 、Q 两点,C 为一质量不计的光滑滑轮,滑轮下挂一物体,下列说法正确的是( )
A .将Q 点缓慢上移,细绳中的弹力不变
B .将P 点缓慢上移,细绳中的弹力变小
C .减小两木杆之间的距离,细绳中的弹力变大
D .增大两木杆之间的距离,细绳中的弹力不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
设滑轮所受绳子拉力为T ,到左边木杆距离为x 1,到右边木杆距离为x 2,左侧细绳长度为L 1,右侧细绳长度为L 2,受力分析如图所示。
物体受力平衡,由平衡条件可知
sin sin T T αθ=
cos cos T T mg αθ+=
解得
αθ=,2cos mg
T α
=
设两木杆之间的距离为d ,绳的总长为L ,由几何关系有
11sin L x α= 22sin L x θ=
由于αθ=,两式相加可得
1212()sin L L x x α+=+
可解得
sin d L
α=
AB .上下移动P 或者Q ,因为两杆的宽度d 不变,绳子的长度L 也不变,故有α角度不变,由上面的分析
2cos mg
T α
=
可知细绳中的弹力不变,故A 正确,B 错误; C .减小两木杆之间的距离,即d 变小,由sin d
L
α=可知,两侧绳与竖直方向夹角α减小,由2cos mg
T α
=
可知,α减小,cos α增大,则细绳中弹力减小,故C 错误; D .同理,增大两木杆之间的距离,即d 变大,α增大,cos α减小,则细绳中弹力增
大,故D 错误。
故选A 。
23.半径为R 的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B 的距离为h ,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A 到B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是( )
A .N 不变,T 变小
B .N 不变,T 先变大后变小
C .N 变小,T 先变小后变大
D .N 变大,T 变小
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
对小球受力分析如图所示,根据矢量三角形和力的图示的特点可知
mg N T
h R R L
==+ 小球由A 到B 的过程,只有定滑轮左侧的绳子L 变短,h 和R 均不变,所以N 不变,T 变小,故A 正确,BCD 错误.
故选A 。
24.如图所示,光滑的圆柱置于斜面上,挡板AB 可绕固定轴B 转动,使挡板AB 从图示位置(90θ<︒)缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板AB 受到的压力大小将( )
A .逐渐变大
B .逐渐变小
C .先变大后变小
D .先变小后变大
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
在挡板角度变化的过程中,圆柱在重力及两个接触面的弹力作用下处于动态平衡,受力分
析如下
三个力可以构成一个闭合的矢量三角形如下图
由图可知,随着木板的转动,木板对圆柱体的压力1F 先变小后变大,根据牛顿第三定律,挡板受到的压力1F '也先变小后变大。
故选D 。
25.在一半径为R 、质量为m 的乒乓球内注入质量为M 的水,但未将乒乓球注满,用水平“U ”形槽将其支撑住,保持静止状态,其截面如图所示。
已知“U ”形槽的间距d =R ,重力加速度为g ,忽略乒乓球与槽间的摩擦力,则“U ”形槽侧壁顶端A 点对乒乓球的支持力大小为( )
A .()M m g +
B )3M m g +
C 3()M m g +
D .2()M m g +
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】 以乒乓球和水为研究对象,受力分析如图
根据平衡条件有
()2sin 2sin60F F M m g θ=︒=+
A 点对乒乓球的支持力大小为
()3F M m g =
+ 选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
26.如图,倾角θ=30楔形物块A 静置在水平地面上,其斜面粗糙,斜面上有小物块B 。
A 、B 间动摩擦因数μ=0.75;用平行于斜面的力F 拉B ,使之沿斜面匀速上滑。
现改变力F 的方向(图示)至与斜面成一定的角度,仍使物体B 沿斜面匀速上滑。
在B 运动的过程中,楔形物块A 始终保持静止。
关于相互间作用力的描述正确的有( )
A .拉力F 大小一定减小且当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值
B .A 对B 的摩擦力可能增大也可能不变
C .物体B 对斜面的作用力可能不变
D .地面受到的摩擦力大小可能不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB .拉力F 平行斜面向上时,先对物体B 受力分析如图
根据平衡条件,平行斜面方向
334sin30cos30sin308
F f mg mg mg mg μ=+︒=︒+︒=
拉力改变方向后,设其与斜面夹角为α,根据平衡条件。