章末质量检测(三)

章末质量检测(三)(时间：40分钟)一、选择题(本题共8小题，1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题)1.如图1，跳高运动员起跳后向上运动，越过横杆后开始向下运动，则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态分别为()图1A.失重、失重B.超重、超重C.失重、超重D.超重、失重解析运动员在空中的过程中，加速度方向总是竖直向下，大小为g，所以运动员越过横杆前、后在空中都是处于完全失重状态，故A项正确。

答案 A2.某同学为了取出如图2所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则()图2A.此同学无法取出羽毛球B.羽毛球会从筒的下端出来C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D.该同学是在利用羽毛球的惯性解析羽毛球筒被手击打后迅速向下运动，而羽毛球具有惯性要保持原来的静止状态，所以会从筒的上端出来，D正确。

答案 D3.如图3所示是火箭点火发射的某一瞬间，下列说法正确的是()图3A.火箭受重力、地面推力、空气阻力作用B.火箭加速升空过程中处于失重状态C.发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭所受的重力D.发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭对喷出气体的作用力解析一对相互作用力时刻等大、反向、共线，选项D正确；火箭点火加速上升过程中，处于超重状态，受到重力、气体反作用力、空气阻力，且气体作用力大于重力，选项A、B、C均错误。

答案 D4.(2019·上海浦东二模)如图4所示，细绳一端系在小球O上，另一端固定在天花板上A点，轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上B点，小球处于静止状态。

将细绳烧断的瞬间，小球的加速度方向()图4A.沿BO方向B.沿OB方向C.竖直向下D.沿AO方向解析小球平衡时，对小球受力分析，受重力、弹簧弹力、绳的拉力。

当细绳烧断的瞬间，绳的拉力变为零，重力、弹力不变，所以重力与弹力的合力与绳的拉力等大反向，故D正确。

答案 D5.如图5所示为某一游戏的局部简化示意图。

D为弹射装置，AB是长为21 m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R＝10 m的圆形支架上，B 为圆形支架的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内。

某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0＝10 m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点。

已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重力的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是(取g＝10 m/s2)()图5A. 5 sB.4.8 sC.4.4 sD.3 s解析小车在AB段，由题意知F f＝μmg，得μ＝0.2，其加速度大小为a1＝μg＝2 m/s2，由运动学公式得L AB＝v0t1－12a1t21，解得t1＝3 s，或t1′＝7 s(舍去)。

从B到C运动时，如图所示，L BC＝2R sin θ，加速度为a2＝g sin θ，所以L BC＝12a2t22，得t2＝2 s，所以从A到C的时间为t＝t1＋t2＝5 s。

答案 A6.如图6，水平地面上的小车上固定有一硬质弯杆，质量均为m的小球A、B由细线相连，小球A固定在杆的水平段末端，当小车向右匀加速运动时细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。

下列说法正确的是()图6A.小车的加速度大小等于g tan θB.细线对小球B的拉力大小等于mg sin θC.杆对小球A的作用力大小等于2mg cos θD.杆对小球A的作用力方向水平向右解析对小球B受力分析可知，B受重力、拉力的作用而随小车做匀加速直线运动，受力分析如图所示，由牛顿第二定律mg tan θ＝ma，则B的加速度a＝g tan θ，故A正确；细线对小球的拉力大小F T＝mgcos θ，故B错误；对A、B整体分析可知，整体水平方向所受合力为2mg tan θ，竖直方向所受重力等于2mg，则杆对A球的作用力F＝（2mg）2＋（2mg tan θ）2＝2mgcos θ，故C正确；由C的分析可知，杆对小球A 的作用力不会沿水平方向，故D错误。

答案AC7.如图7甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3 kg的小物块静止在A点，现有一沿斜面向上的恒定拉力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去拉力F，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A到C的v－t图象如图乙所示，g取10 m/s2，则下列说法正确的是()图7A.小物块到C点后将沿斜面下滑B.小物块加速时的加速度是减速时加速度的1 3C.小物块与斜面间的动摩擦因数为3 3D.拉力F的大小为4 N解析当撤去拉力F后，物块做匀减速直线运动，由v－t图象可求得物块在斜面上加速和减速两个过程中的加速度大小分别为a1＝103m/s2，a2＝10 m/s2，物块加速时的加速度是减速时加速度的13，故B项正确；在匀减速直线运动过程中，由牛顿第二定律知mg sin 30°＋μmg cos 30°＝ma2，μ＝33，故C项正确；μ＝tan 30°，小物块到达C点后将静止在斜面上，故A项错误；在匀加速运动阶段F－mg sin 30°－μmg cos 30°＝ma1，F＝4 N，故D项正确。

答案BCD8.如图8甲所示，在水平地面上有一长木板B，其上叠放木块A。

假定木板与地面之间、木块与木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。

用一水平力F作用于B，A、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是()图8A.A的质量为0.25 kgB.B的质量为1.0 kgC.B与地面间的动摩擦因数为0.2D.A、B间的动摩擦因数为0.2解析由题图乙知，B与地面间的最大静摩擦力F f＝3 N，当F1＝9 N时，A、B 达到最大的共同加速度a1＝4 m/s2，对A、B整体由牛顿第二定律得F1－F f＝(m A ＋m B)a1。

水平力再增大时，A、B发生相对滑动，A的加速度仍为4 m/s2，B的加速度随水平力的增大而增大，当F2＝13 N时，a B＝8 m/s2，对B有F2－F f－m A a1＝m B a B，解得m B＝1 kg，m A＝0.5 kg，进一步求得B与地面间的动摩擦因数μ1＝F f （m A＋m B）g ＝0.2，A、B间的动摩擦因数μ2＝m A a1m A g＝0.4，B、C项正确，A、D项错误。

答案BC 二、非选择题9.(1)如图9甲所示是《物理必修1》中“探究加速度与力、质量的关系”的参考案例，图乙是实验室常见的器材，则该案例需要用的器材是________(填图中器材的字母代号)。

甲图9(2)下列关于(1)中案例的说法正确的是()A.该案例可以计算出加速度的具体数值B.实验时不需要平衡摩擦力C.连接小盘与小车的细绳应与木板平行D.用刻度尺测出两个小车的位移，位移之比等于它们的加速度之比(3)某同学采用图丙的方案做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，在一次实验中得到加速度a＝5.01 m/s2，该同学确认自己的操作正确，请根据现有的知识分析，该同学的结论是否合理____________(选填“合理”“不合理”或“无法确定”)。

解析(1)该方案是定性判断，F合＝ma，x＝12at2，x∝a，只需用刻度尺测出长度即可，故选项D正确。

(2)该方案不用具体算出加速度的值，但需平衡摩擦力，选项A、B错误，C、D 表述正确。

(3)由图丙可知，采用隔离法对小车M：F T＝Ma，对塑料桶及桶内的砂子：mg－F T＝ma，联立代入数据得a＝mgM＋m＝5 m/s2，得M＝m，不符合M≫m的条件，故不合理。

答案(1)D(2)CD(3)不合理10.如图10(a)，由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置。

实验时，在水平长直木板旁边放上刻度尺，小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直木板。

利用该装置与器材，完成能体现如图(b)“伽利略理想斜面实验思想与方法”的实验推论(设重力加速度为g)。

图10(1)请指出，实验时必须控制的实验条件：__________________________________。

(2)请表述，由实验现象可以得出的实验推论：______________________________ _____________________________________________________________________。

(3)图(c)是每隔Δt时间曝光一次得到的小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片，测得小车之间的距离分别是x1、x2、x3、x4，由此可估算出小车与水平面间的动摩擦因数μ＝________(需要用x1、x2、x3、x4、g、Δt表示)。

解析(1)根据伽利略“理想实验”的内容与原理可知，需要小车到达水平面时的速度是相同的，所以在实验的过程中要求小车从同一个位置释放，可知需要控制的条件为释放小车的竖直高度相同。

(2)根据实验的情况，可以得出的结论为：水平面越光滑，小车滑得越远，当水平面完全光滑时，小车将滑向无穷远。

(3)小车在水平面内做匀变速直线运动，结合匀变速直线运动的推论，则a＝（x 1＋x 2）－（x 3＋x 4）4（Δt ）2 根据牛顿第二定律可知a ＝μmg m ＝μg所以小车与水平面间的动摩擦因数μ＝（x 1＋x 2）－（x 3＋x 4）4g （Δt ）2。

答案 (1)释放小车的竖直高度相同(2)水平面越光滑，小车滑得越远，当水平面完全光滑时，小车将滑向无穷远(3)（x 1＋x 2）－（x 3＋x 4）4g （Δt ）211.如图11所示，光滑杆弯曲成相互垂直的两段后固定于竖直平面内，已知L AB ＝4 m ，α＝37°。

一个质量为m 的小环套在杆上，以v 0＝8 m/s 的初速度从A 点沿杆上滑。

不计小环经过B 点时的能量损失，g 取10 m/s 2。

则：图11(1)小环在AB 段运动的加速度a 大小和方向怎样？(2)小环运动到B 点时的速度大小v B 为多少？(3)若杆不光滑，且各部分粗糙程度相同，要使小环能够到达C 点，小环和杆之间的动摩擦因数μ应小于多少？解析 (1)小环在AB 段运动过程中，根据牛顿第二定律可得mg sin α＝ma 代入数据解得a ＝6 m/s 2，方向沿斜面向下。

(2)根据运动学公式v 2B －v 20＝－2aL AB ，整理并代入数据解得v B ＝v 20－2aL AB ＝82－2×6×4 m/s ＝4 m/s 。

(3)在BC 段，考虑到mg sin 53°>μmg cos 53°，小环一定向下做匀加速直线运动，故要使小环能够运动到C 点，只要小环能运动到B 点即可。