物理高一上册 期末精选单元综合测试(Word版 含答案)
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物理高一上册期末精选单元综合测试(Word版含答案)
一、第一章运动的描述易错题培优(难)
1.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置一时间(x一t)图线,由图可知
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车大
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
由x—t图象可知,在0-t1时间内,b追a,t1时刻相遇,所以A错误;在时刻t2,b的斜率为负,则b的速度与x方向相反,所以B正确;b图象在最高点的斜率为零,所以速度为零,故b的速度先减小为零,再反向增大,所以C正确,D错误.
2.节能减排可体现在我们日常生活中.假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10m/s,一辆公交车在距离十字路口50m的车站停留,乘客上下完后,司机看到红灯显示还有10s,为了节能减排.减少停车,降低能耗,公交车司机启动公交车,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图象可能是()
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移,由速度图像可知,A、B、D三个图像与坐标轴围成的面积均大于50m,且速度不超过10m/s;C图像中公交车的位移可能恰好等于50m,且速度小于10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是ABD。
故选:ABD。
【名师点睛】
此题是对速度时间图像的考查;关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体的位移,结合公交车的运动情况即可分析解答.
3.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s, 1 s后速度的大小变为5
m/s,则在这1 s内该物体( )
A.速度变化的大小可能为3m/s B.速度变化的大小可能为9m/s
C.加速度的大小可能为3m/s2D.加速度的大小可能为1m/s2
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
取v1的方向为正方向,则v1=4m/s,若v2 =5m/s,速度的变化为v2-v1=1m/s,即速度变化大小为1m/s,加速度为1m/s2,加速度大小为1 m/s2,若v2 =-5m/s,速度的变化为v2-v1 =-
9m/s,即速度变化大小就为9m/s了,加速度为-9m/s2,加速度大小为9m/s2.所以选BD.
4.某班同学去参加野外游戏.该班同学分成甲、乙、丙三个小组,同时从营地A出发,沿各自的路线搜寻目标,要求同时到达营地B,如图所示为其运动轨迹,则关于他们的平均速度和平均速率的说法正确的是( )
A.甲、乙、丙三组的平均速度大小相同
B.甲、乙、丙三组的平均速率大小相同
C.乙组的平均速度最大,甲组的平均速度最小
D.乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大
【答案】AD
【解析】
【详解】
AC、三个质点从A到B的过程中,位移大小相等,时间相同;平均速度是位移与时间段的比值,故平均速度相同,故A正确,C错误;
BD、三个质点从A到B的过程中,路程不全相同,时间相同;平均速率是路程与时间的比值,由图象知乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大,故C错误;D正确;
故选AD.
【点睛】
位移是指从初位置到末位置的有向线段,路程是轨迹的长度,故从M到N过程中,三个物体的位移相同,但路程不等;平均速率是路程与时间的比值,而平均速度是位移与时间段的比值.
5.若某物体做直线运动的v—t图象如图所示,则下列说法中正确的是()
A.t=3s时物体运动的速度方向发生改变
B.t=3s时物体运动的加速度方向发生改变
C.t=3s时物体离出发点最远
D.t=3s时物体的加速度为零
【答案】AC
【解析】
【分析】
解决本题要明确v—t图象的含义:在v—t图象中,速度的正负表示其运动方向,图象的斜率表示物体运动的加速度,图象与时间轴围成的面积为物体的位移,时间轴上方面积表示位移为正,下方表示为负.
【详解】
A .根据速度的正负表示速度的方向,可知t =3s 时物体运动的速度方向发生改变,故A 正确;
B .在2~5s 内直线的斜率一定,说明物体的加速度恒定,则t =3s 时物体运动的加速度方向没有发生改变,故B 错误;
C .物体在前3s 内沿正方向运动,3s 后沿负方向运动,则t =3s 时物体离出发点最远,故C 正确;
D .根据斜率等于加速度,可知t =3s 时物体的加速度不为零,故D 错误。
故选AC 。
【点睛】
图象由于具有形象直观的特点,因此在物理中广泛应用,对于图象问题要明确两坐标轴的含义,图象斜率、截距、围成面积等含义。
6.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=04
4
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.
7.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a —t 图象如图所示.下列v —t 图象中,可能正确描述此物体运动的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由a—t图象知,0~0.5T时间内的加速度与T~2T时间内的加速度大小相等,方向相反,而对应时间内的v-t图象的斜率的绝对值相等,正负不同,可得D正确,ABC错误
8.如图所示为飞行员(丙)在跳伞训练,飞机驾驶员(甲)和地面指挥员(乙)在观察了丙的运动后,发生了争论。
关于甲、乙争论的内容,下列说法正确的是()
A.甲选取了地面为参考系B.乙选取了飞机为参考系
C.两人的说法中必有一个是错误的D.两人选取参考系不同导致观察结果不同【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
甲、乙两人的说法分别是以飞机和地面作为参考系研究运动的,说法都是正确的。
他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的,故ABC 错误,D 正确。
故选D 。
9.随着网络的发展,很多新兴产业对传统行业产生了极大冲击,滴滴打车便是其中一个典型的例子。
用户通过手机下单告诉自己的位置和目的地,很快便有提供服务的私家车为您服务。
图中的原点表示用户的位置,而汽车标志就是接到单的司机。
下面说法正确的是( )
A .1分钟指的是目前接到单的时刻
B .0.3公里指的是用户与司机的位移大小
C .预计接到用户的过程中,平均速率为5m/s
D .以上说法都不正确 【答案】C 【解析】 【详解】
A.根据题目信息,1分钟指的是接到用户的预计时间,选项A 错误;
B.0.3公里指的是接到用户预计的路程,选项B 错误;
C.路程除以时间应该是平均速率,所以预计接到用户的过程中,平均速率
30.310m/s 5m/s 160
s v t ⨯===⨯
选项C 正确;
D.上面C 选项正常,故D 选项错误;
10.如图A 所示,浮于水面的A 物体装有音频信号发生器,发出频率为2000Hz 的脉冲信号.位于水下的B 物体装有信号接收器,接收器与发射器之间的距离为2.1m .某段时间内发射信号与接收信号如图B 所示.已知水中的声速介于1300m/s~1600m/s 之间,则发射信号P 对应的接收信号是图B 中标识的
A .①
B .②
C .③
D .④
【答案】C 【解析】 【详解】
发射信号的频率为2000Hz ,则周期41
5102000
T s s -=
=⨯,传到B 接收器的时间:32.1
1.4101500
t s s -=
=⨯;因33 1.4102T s T ->⨯>,则发射信号P 对应的接收信号是图B.中标识的③,故选C.
二、第二章 匀变速直线运动的研究易错题培优(难)
11.酒后驾驶会导致许多安全隐患,这是因为驾驶员的反应时间变长。
反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间。
下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离;“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小都相同)。
分析上表可知,下列说法正确的是( ) A .驾驶员正常情况下反应时间为2s B .驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5s
C .驾驶员采取制动措施后汽车的加速度大小约为5m/s 2
D .若汽车以25m/s 的速度行驶时,发现前方60m 处有险情,正常驾驶不能安全停车 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A .在制动之前汽车做匀速运动,由正常情况下的思考距离x 与速度v 可得正常情况下反应时间为
7.5s 0.5s 15
x t v =
== 选项A 错误;
B .在制动之前汽车做匀速运动,由酒后情况下的思考距离x '与速度v ',则驾驶员酒后反应时间
15
's 1s 15
x t v '=
==' 则酒后比正常情况下多0.5s ,选项B 正确;
C .驾驶员采取制动措施时,有一反应时间。
以速度为v =15m/s 为例:若是正常情况下,制动距离减去思考距离才是汽车制动过程中的发生的位移,即
x =22.5m-7.5m=15m
由22v ax =可得
a =7.5m/s 2
选项C 错误;
D .由表格数据可知当汽车速度为25m/s 加速行驶时,酒后驾驶后若要制动停止的距离是
22''25200
'''''251m m m 227.53
v x v t a =+=⨯+=⨯
大于前方险情的距离,不能安全停车,选项D 正确。
故选BD 。
12.如图所示为某质点做直线运动时的v-t 图象图象关于图中虚线对称,则在0~t 1时间内,关于质点的运动,下列说法正确的是
A .若质点能两次到达某一位置,则两次的速度都不可能为零
B .若质点能三次通过某一位置,则可能三次都是加速通过该位置
C .若质点能三次通过某一位置,则可能两次加速通过,一次减速通过
D .若质点能两次到达某一位置,则两次到达这一位置的速度大小一定相等 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
AD 、分析质点运动过程可知,质点在10t 时间内能两次到达的位置有两个,分别对应质
点运动速度为零的两个位置,因此A 、D 错误;
BC 、如图,画出质点运动的过程图:
在质点沿负方向加速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次加速,一次
减速;在质点沿负方向减速运动的过程中,质点可三次通过某一位置,这时质点两次减速,一次加速,故C 正确,D 错误.
13.A 、B 两物体从同一位置向同一方向同时运动,甲图是A 物体的位移时间图象,乙图是B 物体的速度时间图象,根据图象下列说法正确的是( )
A .运动过程中,A 、
B 两物体相遇一次 B .运动过程中,A 、B 两物体相遇两次
C .A 、B 两物体最远距离是30m
D .6秒内,A 物体的平均速度是B 物体的平均速度的两倍 【答案】A 【解析】 【详解】
AB .在0−2s 内,A 做匀速直线运动,位移为:x A 1=40m ; B 做匀加速直线运动,位移为:
1102
m 10m 2
B x ⨯=
= 知在0−2s 内B 没有追上A ;在2~4s 内,A 静止,B 继续沿原方向运动,通过的位移为:
x B 2=10×2m=20m
t =4s 末B 还没有追上A ;在4−6s 内,A 返回,位移为:x A 2=−40m , t =6s 返回原出发点;B 的位移为:
3102
m 10m 2
B x ⨯=
= 则在0~6s 内B 的总位移为:x B =40m ,可知A 、B 两物体在4~6s 内相遇一次,故A 正确,B 错误;
C .由AB 选项分析可知当t =6s 时,A 、B 两物体相距最远,最远距离为x B =40m ,故C 错误;
D .6秒内,A 物体的位移为0,则平均速度为0;B 物体的平均速度为:
v =
x t =406=203
m/s 故D 错误。
故选A 。
14.一物块在水平面上由静止开始运动.物体运动的速度v 随时间t 变化的关系如图8所示.由图象可知:
A .在0~2s 内与4s~6s 内,物体的加速度方向相同
B .在0~2s 内与4s~6s 内,物体的速度方向相同
C .在0~2s 内与4s~6s 内,物体的平均速度相同
D .在4s~6s 内,物体距离出发点越来越近 【答案】B 【解析】
试题分析:速度与时间的图像中,0~2s 内加速运动,而在4s~6s 内,物体做减速运动,故二者的加速度方向相反,选项A 错误;由图像可知,在0~2s 内与4s~6s 内,物体的速度都是正值,方向相同,选项B 正确;在0~2s 内的面积与4s~6s 内的面积不相等,故位移不相等,而时间相等,故物体的平均速度不相同,选项C 错误;在4s~6s 内,位移是正值,故物体距离出发点越来越远,选项D 错误. 考点:速度与时间图像.
15.在平直公路上行驶的a 车和b 车,其位移-时间图像分别为图中直线a 和曲线b ,已知b 车的加速度恒定且等于-2m/s 2,t =3s 时,直线a 和曲线b 刚好相切,则( )
A .a 车做匀速运动且其速度为83
a v =m/s B .t =3s 时a 车和
b 车相遇且此时速度相同 C .t =1s 时b 车的速度为10m/s D .t =0时a 车和b 车的距离x 0=9m
【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A .s t —图象的斜率等于速度,由图可知,a 车的速度不变,做匀速直线运动,速度为
82m/s 2m/s 3
a s v t ∆-=
==∆ 故A 错误;
B .3s t =时,直线a 和曲线b 刚好相切,位置坐标相同,辆车相遇。
斜率相等,此时辆车的速度相等,故B 正确;
C .3s t =时,b 车的速度为
2m/s b a v v ==
设b 车的初速度为0v ,对b 车,有
0b v at v +=
解得
08m/s v =
则1s t =时b 车的速度为
01(821)m/s 6m/s b
v v at '=+=-⨯= 故C 错误;
D .3s t =时,a 车的位移为
6m a a s v t ==
b 车的位移为
082
3m 15m 22
b b v v s t ++=
=⨯= 3s t =时,a 车和b 车到达同一位置,得
09m a b s s s =-=
故D 正确。
故选BD 。
16.甲、乙两车沿直线在同一条平直公路上同向运动,其v t -图象如图所示,下列说法正确的是( )
A .若乙车在前且两车恰好没有相撞,则0t =时刻甲、乙两车间的距离为128m
B .若乙车在前且两车恰好没有相撞,则0t =时刻甲、乙两车间的距离为176m
C .若0t =时刻甲、乙两车在同一位置,乙车追上甲车的时间为36s
D .若0t =时刻甲、乙两车在同一位置,乙车追上甲车的时间为24s 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由图象可知,两车速度相等时距离最近,而图象与时间轴围成的面积等于物体的位移,因此在前12s 内,甲车的位移
1176m s =
乙车的位移
248m s =
根据题意恰好不相撞,因此0t =时刻甲、乙两车间的距离为
12128m s s s ∆=-=
A 正确,
B 错误;
C .若初始时刻,两车在同一位置,在前16s 内甲车的位移
1
192m s '= 乙车做匀加速运动,且加速度
2
m/s 3
v a t =
= 因此前16s ,乙车的位移
22
1256
m 23s at '== 乙没有追上甲,接下来甲车停止运动,乙车继续加速运动,当乙追上甲时
2
21192m 2
s at =
= 整理得
24s t =
C 错误,
D 正确。
故选AD 。
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 >b 在上升过程中与a 球相遇
B .若0v <b 在下落过程中肯定与a 球相遇
C .若0v =b 和a 不会在空中相遇
D .若0v =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0v 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0v =
2v t g =
=相遇时间
0H t v =
= 此时b 球刚上升到最高点,速度为零,故D 正确; 故选ACD 。
18.甲物体从离地面H 高空自由落下,而乙物体在地面以初速度v 0同时向上抛出,两物体在离地面
3
4
H 处相遇,如果g 、v 0为已知量,则( ) A .从自由下落到相遇,经过的时间为0
2v t g
= B .甲物体落到地面时,乙物体仍在上升
C .相遇时,甲乙两物体的速度大小相等,均为
2
v D .乙上升的最大高度就是H ,且2
02v H g
=,而甲物体落地时的速度大小是v 0
【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
A .两者相遇时,甲的位移为
14H ,乙的位移为3
4
H 。
相遇时,甲乙的位移之和为H ,即 22011
22
gt v t gt H +-= 甲的位移
211
42
H gt = 乙的位移
203142
H v t gt =- 所以
2
02v H g
=,02v t g = 故A 正确;
B .乙物体上升到最高点时间
01v t g
=
物体甲的位移
22200111
()222v v h gt g H g g
==⨯==
甲距地面的高度为0,即甲物体落到地面时,乙物体上升到了最高点,故B 错误; C .由A 可知,两者相遇时的运动时间
2v t g =
甲的速度
2v v gt ==
甲 乙的速度
02
v v v gt =-=
乙 故C 正确;
D .乙做竖直上抛运动,上升的最大高度
202v h H g
==
甲做自由落体运动,由速度位移公式可知落地速度
2
00222v v gH g v g
==⨯=
故D 正确。
故选ACD 。
19.在某次军事演习中,空降兵从悬停在空中的直升机上跳下,当下落到距离地面适当高度时,打开降落伞,最终安全到达地面,空降兵从跳离飞机到安全到达地面的过程中在竖直方向的v -t 图像如如所示,则以下判断正确的是
A .空降兵在0到t 1时间内做自由落体运动
B .空降兵在t 1到t 2时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小
C .空降兵在0到t 1时间内的平均速度是
12v 2 D .空降兵在t 1到t 2时间内的平均速度小于1
2
(v 1+v 2) 【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.在0到t1时间内图线的斜率在减小,加速度在减小,所以空降兵不是做自由落体运动,选项A错误;
B.在t1到t2时间内的速度为正在减小,所以空降兵做竖直向下的减速运动,因此加速度方向竖直向上,又因为图线的斜率在减小,所以加速度在减小,选项B正确;
C. 从图像可知空降兵在0到t1时间内的位移大于从速度为0做匀变速运动到v2的位移,所
以平均速度大于1
2
v2,选项C错误;
D. 空降兵在t1到t2时间内的的位移小于从速度为v2做匀变速运动到v1的位移,所以平均
速度小于1
2
(v1+v2),选项D正确。
故选BD。
20.在H=30m高的塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出速度为v0=20m/s,不计空气阻力,g取10m/s2,则物体位移大小为15 m时,球离开抛出点的时间可能为()
A.1s B.3s C.2+3s D.2+7s
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
物体在塔顶上的A点竖直向上抛出,位移大小为15m的位置有两处,如图所示,
一处在A点之上,另一处在A点之下.
在A点之上时,通过位移为15m处又有上升和下降两种过程.根据
在A点之上时,物体的位移为15m,则,t1=1s,t2=3s
在A点之下时,物体的位移为-15m,则,7s
故选ABD
【点睛】
本题考查了竖直上抛运动规律.竖直上抛运动中位移相等,可能有三种情况,位移向上包括物体上升过程中经过;物体下降过程中经过;位移向下,物体下降到抛出点以下.根据竖直上抛运动的位移时间关系,列方程求解.
三、第三章 相互作用——力易错题培优(难)
21.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)
A .水平力F 变小
B .物体A 所受合力变大
C .物体A 所受摩擦力不变
D .斜面体所受地面的摩擦力变大
【答案】D 【解析】 【分析】
先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】
A .对
B 物体进行受力分析,如图
根据共点力平衡条件
B tan F m g θ=,B cos m g
T θ
=
在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;
C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变
大,故C 错误;
D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D 正确。
故选D 。
【点睛】
整体法与隔离法相结合。
22.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
334
sin30cos30sin30F f 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 平行斜面方向
cos sin30F f mg α'='+︒
垂直斜面方向
sin cos30N F mg α'+'=︒
其中
f N μ'='
解得
(
)sin30cos30(334)cos sin mg mg F μαμα︒+︒+'==+ cos sin f mg F μθα'=-'()
当F 与斜面夹角为37︒斜向上时有最小值,拉力F 大小一定减小,A 对B 的滑动摩擦力减小,故A 正确,B 错误;
CD .对物体A 受力分析,受重力、支持力、B 对A 的压力、B 对A 的滑动摩擦力、地面对A 的静摩擦力,如图所示
根据平衡条件,水平方向有
sin30cos30f N f =︒+︒静
结合前面A 、B 选项分析可知,当拉力改变方向后,N 和f 都减小,故N 和f 的合力一定减小(物体B 对斜面的作用力就是N 和f 的合力),静摩擦力也一定减小,故C 、D 错误;
故选A 。
23.20世纪末,由于生态环境的破坏,我国北方地区3、4月份沙尘暴天气明显增多。
近年来,我国加大了环境治理,践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,沙尘天气明显减少。
现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。
已知风对沙尘的作用力表达式为F =αρAv 2,其中α为常数,ρ为空气密度,A 为沙尘颗粒的截面积,v 为风速。
设沙尘颗粒为球形,密度为ρ0,半径为r ,风速竖直向上,重力加速度为g ,则v 的表达式为( )
A 0
43gr ραρ B 043gr ραρC 0gr ραρ
D 43gr α【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
沙尘悬浮时受力平衡,根据平衡条件有
mg F
=
其中
3
00
4
3
m V r
ρρπ
⨯
==
由题意知
2
2
F Av
A r
αρ
π
=
=,
联立以上四式得
4
3
gr
v
ρ
αρ
=
选项B正确,ACD错误。
故选B。
24.如图所示,细绳一端固定在A点,跨过与A等高的光滑定滑轮B后在另一端悬挂一个沙桶Q.现有另一个沙桶P通过光滑挂钩挂在AB之间,稳定后挂钩下降至C点,
∠ACB=120°,下列说法正确的是
A.若只增加Q桶的沙子,再次平衡后C点位置不变
B.若只增加P桶的沙子,再次平衡后C点位置不变
C.若在两桶内增加相同质量的沙子,再次平衡后C点位置不变
D.若在两桶内增加相同质量的沙子,再次平衡后沙桶Q位置上升
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、B、对砂桶Q分析有T Q
F G
=,设两绳的夹角为θ,对砂桶P的C点分析可知受三力而
平衡,而C点为活结绳的点,两侧的绳张力相等,有2cos
2
T P
F G
θ
=,联立可知
2cos
2
Q P
G G
θ
=,故增大Q的重力,夹角θ变大,C点上升;增大P的重力时,夹角θ变
小,C 点下降;故A ,B 均错误.
C 、由平衡知识2cos 2Q P G G θ
=,而120θ,可得P Q G G =,故两砂桶增多相同的质
量,P 和Q 的重力依然可以平衡,C 点的位置不变;故C 正确,D 错误.
故选C.
【点睛】
掌握活结绳上的张力处处相等,三力平衡的处理方法,连体体的平衡对象的选择.
25.如图所示,倾角为30°的斜面体静止在水平地面上,轻绳一端连着斜面上一质量为m 的物体A ,轻绳与斜面平行,另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P 点。
动滑轮上悬挂物体B ,开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P 点缓慢向右移动,直到动滑轮两边轻绳的夹角为120°时,物体A 刚好要滑动。
假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A 与斜面间的动摩擦因数为3。
整个过程斜面体始终静止,不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦。
下列说法正确的是( )
A .物体
B 的质量为1.25m
B .物体A 受到的摩擦力先减小再增大
C .地面对斜面体的摩擦力一直水平向左并逐渐增大
D .斜面体对地面的压力逐渐增大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A .随着P 点缓慢向右移动,拉物体
B 的两边绳子拉力越来越大,当夹角为120o 时绳子拉力恰好等于B 物体的重力,此时物体A 恰好达到最大静摩擦力将向上滑动,则
o o B sin 30cos30mg mg m g μ+=
解得
B 1.25m m =
A 正确;
B .初始时刻,拉物体B 的两边绳子竖直时,绳子拉力
o B 10.625sin 302
T m g m mg ==>
此时A 受摩擦力沿斜面向下,因此当P 缓慢移动过程中,绳子拉力逐渐增大,A 受斜面的摩擦力一直增大,B 错误;
C .将物体A 与斜面体做为一个整体,设拉物体B 的绳子与水平方向夹角为θ ,则斜面体受地面的摩擦力
cos f T θ=
随P 点缓慢移动,绳子拉力T 越来越大,绳子与水平夹角θ越来越小,地面对斜面体的摩擦力越来越大,C 正确;
D .将物体A 、B 及斜面体做为一个整体,在P 向右缓慢移动的过程中,绳子拉力的竖直分量为
B 1sin 2
T m g θ= 保持不变,因此地面的支持力保持不变,D 错误。
故选AC 。
26.如图所示,光滑水平面和倾角为45°的光滑斜面对接,质量为m 的小球静止在斜面底端。
对小球施加一水平向右的作用力F ,小球未离开水平面,F 的值可能为( )
A .12mg
B .22mg
C .2mg
D .2mg
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
对小球施加一水平向右的作用力F ,当力F 为0时,小球受重力和水平面的支持力平衡,随着力F 的增大,斜面对小球也将产生弹力的作用。
当小球恰好与水平面无作用力,仅受斜面弹力而平衡时,F 最大,受力如图
此时根据几何关系有
max F mg =
所以12mg 和22
mg 为F 的可能值,故选AB 。
27.如图所示两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于粗糙水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者。