(江苏选考)2018版高考物理二轮复习 第二部分 考前提速力争满分4策略 力学综合练3

力学综合练3
一、选择题(第1～3题为单项选择题，第4～5题为多项选择题)
1.为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。

当此车加速上坡时，盘腿坐在座椅上的一位乘客( )
A ．处于失重状态
B ．不受摩擦力的作用
C ．受到向前(水平向右)的摩擦力作用
D ．所受力的合力竖直向上
解析：选C 车加速上坡，车里的乘客与车相对静止，应该和车具有相同的加速度，方向沿斜坡向上，对人受力分析可知，人应受到竖直向下的重力，垂直水平座椅竖直向上的弹力和水平向右的摩擦力，三力合力沿斜坡向上，B 、D 错误，C 正确；弹力大于重力，人处于超重状态，A 错误。

2．我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，实现了卫星与地面的量子通信，量子的不可复制性可确保信息传输的绝对安全。

若“墨子号”卫星定轨后，在离地面高度为h 的轨道上做匀速圆周运动，已知地球的质量为M ，万有引力常量为G ，地球表面的重力加速度为g ，下列说法正确的是( )
A ．运载火箭发射加速升空时，该卫星对火箭的压力小于自身重力
B ．该卫星在轨运行的速度大于7.9 km/s
C ．该卫星在轨运行的周期等于T ＝2π
h 3GM
D ．该卫星在轨运行的向心加速度小于g
解析：选D 运载火箭发射加速升空时，加速度的方向向上，处于超重状态，所以该卫星对火箭的压力大于自身重力，故A 错误；7.9 km/s 是第一宇宙速度，是近地卫星最大的在轨运行速度，则该卫星在轨运行的速度小于第一宇宙速度，故B 错误；根据G Mm r 2＝m 4π2r T
2(r 为卫星的轨道半径)可知，T ＝2π r 3
GM ＞2π h 3GM ，故C 错误；根据G Mm r
2＝ma 可知，a ＝G M r
2，半径越大，加速度越小，则该卫星在轨运行时加速度小于地球表面的重力加速度，故D 正确。

3.2016 年起，我国空军出动“战神”轰 等战机赴南海战斗
巡航，如图所示。

某次战备投弹训练，战机在水平方向做加速直线运动
的过程中投下一颗模拟弹。

战机飞行高度为h ，重力加速度为g ，不计
空气阻力，则下列说法正确的是( )
A ．在飞行员看来模拟弹做平抛运动
B ．模拟弹下落到海平面的时间为2h g
C ．在飞行员看来模拟弹做自由落体运动
D ．若战机做加速向下的俯冲运动，此时飞行员一定处于失重状态
解析：选B 模拟弹相对于地面做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，而且水平速度与刚被投下时战机的速度相同，由于战机做加速直线运动，速度不断增大，所以在飞行员看来模拟弹做的不是平抛运动，也不是自由落体运动，故A 、C 错误；模拟弹竖直方向做自由
落体运动，由h ＝12gt 2得t ＝2h g ，故B 正确；若战机做加速向下的俯冲运动，当战机斜向
下做加速运动时，具有竖直向下的分加速度，此时飞行员处于失重状态；当战机斜向下做加速曲线运动时，有斜向上的向心加速度，具有竖直向上的分加速度，此时飞行员处于超重状态，故D 错误。

4.如图，一个轻型衣柜放在水平地面上，一条光滑轻绳两端分别固
定在两侧顶端A 、B 上，再挂上带有衣服的衣架。

若保持轻绳长和左端
位置不变，将右端依次改在C 点或D 点后固定，衣柜一直不动，下列说
法正确的是( )
A ．若改在C 点，轻绳的张力大小变小
B ．若改在D 点，衣架两侧轻绳的张力不相等
C ．若改在
D 点，衣架两侧轻绳的张力相等且合力不变
D ．若改在C 点，衣柜对地面的压力将会增大
解析：选AC 设开始时轻绳与竖直方向的夹角为θ，轻绳张力为T ，衣服的质量为m ；根据共点力的平衡条件可得：2T cos θ＝mg ，若改在C 点，轻绳与竖直方向的夹角变小，轻绳的张力大小变小，A 正确；若改在D 点，衣架两侧轻绳的张力仍相等，根据共点力的平衡条件，可知轻绳的合力不变，B 错误，C 正确；若改在C 点，衣柜对地面的压力等于整体的重力，不变，D 错误。

5．如图甲，一维坐标系中有一质量为m ＝2 kg 的物块静止于x 轴上的某位置(图中未画出)，t ＝0时刻，物块在外力作用下沿x 轴开始运动，如图乙为其位置坐标和速率平方关系图像的一部分。

下列说法正确的是( )
A ．物块做匀加速直线运动且加速度大小为0.5 m/s 2
B ．t ＝4 s 时物块位于x ＝4 m 处
C ．t ＝4 s 时物块的速率为2 m/s
D ．在0～4 s 时间内物块所受合外力做功为2 J
解析：选AC 由x －x 0＝v 2
2a
，结合题图乙可知物块做匀加速直线运动，解得加速度a ＝0.5 m/s 2，初位置x 0＝－2 m ，故A 正确；由x －x 0＝12
at 2，v ＝at 得，t ＝4 s 时物块位于x ＝2 m 处，物块速率v ＝2 m/s ，故B 错误，C 正确；由动能定理得，0～4 s 内物块所受合外
力做功为W ＝12
mv 2＝4 J ，故D 错误。

二、非选择题
6．某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x 轴，纵轴为y 轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示。

将橡皮筋的一端Q 固定在y 轴上的B 点(位于图示部分之外)，另一端P 位于y 轴上的A 点时，橡皮筋处于原长。

(1)用一只测力计将橡皮筋的P 端沿y 轴从A 点拉至坐标原点O ，此时拉力F 的大小可由测力计读出。

测力计的示数如图(b)所示，F 的大小为________N 。

(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P 端回到A 点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P 端拉至O 点。

此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F 1＝4.2 N 和F 2＝5.6 N 。

①用5 mm 长度的线段表示1 N 的力，以O 为作用点，在图(a)中画出力F 1、F 2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F 合；
②F 合的大小为________N ，F 合与拉力F 的夹角的正切值为________。

若F 合与拉力F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。

解析：(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0 N 。

(2)①利用平行四边形定则作图，如图所示。

②由图可知F 合＝4.0 N ，从F 合的顶点向x 轴和y 轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1 mm ，顶点的纵坐标长度为20 mm ，则可得出F 合与拉力F 的夹角的正切值为0.05。

答案：(1)4.0 (2)①见解析图 ②4.0 0.05
7．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只单匝圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m ＝0.1 kg ，半径为r ＝0.1 m ，导线单位长度的阻值为ρ＝0.1 Ω/m ，金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示。

金属圈下半部分在磁场外，已知从t ＝0时刻起，测得经过10 s 丝线刚好被拉断，重力加速度g 取10 m/s 2。

求：
(1)金属圈中感应电流的大小及方向；
(2)丝线所能承受的最大拉力F ；
(3)在丝线断前的10 s 时间内金属圈中产生的焦耳热Q 。

解析：(1)由楞次定律可知，金属圈中电流方向为逆时针方向
由题图乙知，ΔB Δt ＝0.40.5
T/s ＝0.8 T/s 金属圈的电阻为R ＝2πr ρ
金属圈中感应电流I ＝ΔΦR ·Δt ＝ΔB Δt ·πr
222πr ρ＝ΔB Δt ·r 4ρ＝0.8×0.14×0.1
A ＝0.2 A 。

(2)10 s 末磁感应强度
B ＝ΔB Δt
·t ＝0.8×10 T＝8 T 金属圈受到的安培力F 安＝BI ·2r
丝线的拉力： F ＝F 安＋mg ＝BI ·2r ＋mg
解得F ＝1.32 N 。

(3)金属圈内产生的焦耳热：Q ＝I 2
Rt
解得：Q ≈0.025 J。

答案：(1)0.2 A 逆时针方向 (2)1.32 N (3)0.025 J
8．如图所示，汽车以1.6 m/s 的速度在水平地面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一小球(可视为质点)，架高1.8 m 。

由于前方事故，突然急刹车，汽车轮胎抱死，小球从架上落下。

已知该型号汽车在所在路面行驶时刹车痕s (即刹车距离)与刹车前车速v 的关系如图2所示，忽略小球与架子间的摩擦及空气阻力，g 取10 m/s 2。

求：
(1)汽车刹车过程中的加速度大小；
(2)小球在车厢底板上落点距车后壁的距离。

解析：(1)汽车在速度为v 时开始刹车，匀减速到零，刹车距离为s 。

由运动学公式v 2
＝2as
由题图2知：当v ＝4 m/s 时，s ＝2 m
解得：a ＝4 m/s 2。

(2)刹车后，小球做平抛运动，竖直方向有：h ＝12
gt 2 解得t ＝0.6 s
水平方向有：s 2＝vt ＝0.96 m
汽车做匀减速直线运动，设刹车时间为t ′，则： t ′＝v a
＝0.4 s ＜0.6 s 则汽车的实际位移为：s 1＝v 2
2a
＝0.32 m 故：Δs ＝s 2－s 1＝0.64 m 。

答案：(1)4 m/s 2 (2)0.64 m。