高中物理力学综合测试题(一)

力学综合测试题一、选择题（每小题4分，共40分。

每小题至少有一个选项是正确的）1．根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是（ ）A ．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置B ．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方C ．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方D ．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方2．如图所示，三个木块A 、B 、C 在水平推力F 的作用下靠在竖直墙上，且处于静止状态，则下列说法中正确的是（ ）A ．A 与墙的接触面可能是光滑的B ．B 受到A 作用的摩擦力，方向可能竖直向下C ．B 受到A 作用的静摩擦力，方向与C 作用的静摩擦力方向一定相反D ．当力F 增大时，A 受到墙作用的静摩擦力一定不增大3．一个物体，受n 个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度 （ ） A ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快 B ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢 C ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快 D ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢4．如图所示，在粗糙水平面上放一三角形木块a ，当b 按下列四种不同方式运动时，a 三角形物体始终对地静止，试问，在哪种或哪几种情形下，a 三角形物体对地面有向右的静摩擦力．（ ） A ．b 物体沿斜面加速下滑 B ．b 物体沿斜面减速下滑 C ．b 物体沿斜面匀速下滑D ．b 物体受到一次冲击后沿斜面减速上滑 5 题 5．如图所示，一物体分别从3个不同高度，但同底的光滑斜面的顶端由静止开始滑下，斜面与水平面夹角分别为30°、45°、60°，滑到底端所用的时间t 1、t 2、t 3的关系是（ ） A ．t 1=t 2=t 3 B ．t 1=t 3>t 2 C ．t 1>t 2>t 3 D ．t 1<t 2<t 36．如图所示，不计重力的轻杆OP 能以O 为轴在竖直平面内自由转动，P 端悬挂一重物，另用一根轻绳通过定滑轮系在P 端。

当OP 和竖直方向的夹角α缓慢逐渐增大时（0＜α＜π），OP 杆的弹力T 和绳子的张力F 的大小变化是（ ） A ．T 不变，F 变大 B ．T 不变，F 先变大后变小 C ．T 先变小后变大，F 变大 D ．T 先变大后变小，F 不变7．如图所示，A 、B 两小球分别连在弹簧两端，B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A 、B 两球的加速度分别为（ ） A ．都等于2g B ．2g和0 ab v丙图乙图 甲图 C ．2g M M M B B A ⋅+和0 D ．0和2gM M M B B A ⋅+8．两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为V 0，若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车。

已知前车在刹车过程中所行的距离为s ，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为：（ ） A ．1s B ．2s C ．3s D ．4s9．如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为m 和M 的两物体间用细绳相连，在M 上施加一水平恒力F ，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是 A ．地面光滑时，绳子拉力的大小为mF/（M+m ） B ．地面不光滑时，绳子拉力的大小为mF/（M+m ） C ．地面不光滑时，绳子拉力大于mF/（M+m ）D ．地面光滑时，绳子拉力小于mF/（M+m ）10．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ．Ⅱ的速度图象如图所示。

在0-t 0时间内，下列说法中正确的是 A ．Ⅰ．Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小 B ．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小 C ．Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小 D ．Ⅰ．Ⅱ两个物体的平均速度大小都是(v 1+v 2)/2 二、简答题：本题共2小题，共22分．10．（10分）（1）（6分）如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为 mm ，乙图中游标卡尺的读数为 cm ．（2）（4分）如图丙所示，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P 点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F 1与F 2拉两个弹簧秤，将结点拉至O 点．现让F 2大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，要使结点仍位于O 点，则F 1的大小及图中β（β>90o ）角的变化可能是 （ ）A ．增大F 1的同时增大β角B ．增大F 1而保持β角不变C ．增大F 1的同时减小β角D ．减小F 1的同时增大β角 11．（12分）如图所示是某同学设计的“探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 间关系”的实验．图（a ）为实验装置简图，A 为小车，B 为打点计时器，C 为装有砂的砂桶，D 为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F 等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a 可由纸带求得．v 1vOttⅠⅡv纸带运动方向→vBDA图(c )（1）图(b )为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz ），由图中数据求出小车加速度值为 m/s 2；（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的m1数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F 不变时a 与m 的关系，请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；从图线中得到F 不变时小车加速度a 与质量m 间定量关系是 ；（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a 与合力F 图线如图（d ），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是 ；（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ.要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有 ；实验测得的动摩擦因数μ比真实值 （填“偏大”或“偏小”）.三、计算题(共58分)14．(12分) 如图所示，两轮在同一高度，两轮的半径均为R = 0.2m ，且都以角速度ω = 8 rad/s 绕过轮心的水平轴逆时针转动，两轮心间的距离s = 1m ，有一块长为l （l > 2m ）的均匀木板AB ，水平无初速度地放在两轮上，且木板重心O 恰好在右轮轮心正上方．木板与两轮边缘之间的动摩擦因数均为μ = 0.2．求： （1）木板刚开始运动时的加速度大小是多少？（2）从木板刚开始运动到重心O 移到左轮心正上方所用的时间是多少？次 数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a /m·s－2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m /kg0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 )(11 kg m4.003.503.002.52.001.401.000.60FOa图（d ）15．（15分）如图所示，一块质量为M 、长为l 的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为m 的物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行，某人以恒定的速度v 向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远．求： （1）若板与桌面间光滑，物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移． （2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板右端，板与桌面的动摩擦因数的范围．（3）若板与桌面间的动摩擦因数取（2）问中的最小值，在物块从板的左端运动到右端的过程中，人拉绳的力所做的功（其他阻力均不计）． 16．（16分）如图所示，在光滑水平地面上，静止放着一质量m 1=0.2kg 的绝缘平板小车，小车的右边处在以PQ 为界的匀强电场中，电场强度E 1=1×104V/m ，小车A 点正处于电场的边界．质量m 2 = 0.1kg ，带电量q = 6×10-5C 的带正电小物块（可视为质点）置于A 点，其与小车间的动摩擦因数μ = 0.40（且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）．现给小物块一个v 0 = 6m/s 的速度．当小车速度减为零时，电场强度突然增强至E 2 = 2×104V/m ，而后保持不变．若小物块不从小车上滑落，取g = 10m/s 2．试解答下列问题： （1）小物块最远能向右运动多远？（2）小车、小物块的最终速度分别是多少？ （3）小车的长度应满足什么条件？m 1m 2 v 0 P Q A E mv M l-1 力学综合测试题（一）答案10．（10分）（1）（6分）10.501（10.500-10.502） 10.155 （2）（4分） A C 11．（1）3.0(2.6—3.4) （2分） （2）如图所示（2分） a ＝1/(2m) （2分）（3）实验前未平衡摩擦力 （2分）（4）砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加 速度 偏大（4分）三、计算题：(42分)14. （1）设木板对两轮的压力大小分别为N 1和N 2，木板刚放上时的加速度为a ，则N 1 + N 2 = mg 、μ(N 1 + N 2) = ma ，解得 a =μg = 2m/s 2 （2）轮边缘的线速度为 v = ωR = 1.6 m/s板从静止加速到速度为1.6m/s 所用的时间和移动的距离分别为t 1 = v a =0.8s ；s 1 = 12at 12 = 0.64m板匀速移动的距离和时间分别为 s 2= s －s 1 = 0.36m 、t 2 = s 2v = 0.225s故木板运动的总时间为t = t 1 + t 2 = 1.025s15.（1）板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同，此时物块刚到达板的中点，设木板加速度为a 1，运动时间为t 1，对木板有 μ1mg = Ma 、v = a 1t 1∴t 1 =Mv μ1mg设在此过程中物块前进位移为s 1，板前进位移为s 2，则 s 1 = vt 1、s 2 =v2 t 1又因为s 1 － s 2 = l2，由以上几式可得物块与板间的动摩擦因数μ1= Mv 2mgl 、板的位移s 2 = l2．（2）设板与桌面间的动摩擦因数为μ2，物块在板上滑行的时间为t 2，木板的加速度为a 2，对板有 μ1mg —μ2(m + M ) g = Ma 2，且v = a 2t 2 解得t 2 =gM m mg Mv)(21+-μμ又设物块从板的左端运动到右端的时间为t 3，则vt 3 —v 2t 3 = l ，t 3 = 2lv为了使物块能到达板的右端，必须满足 t 2 ≥ t 3即vlg M m mg Mv 2)(21≥+-μμ，则μ2 ≥gl M m Mv )(22+所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数μ2 ≥glM m Mv )(22+．（3）设绳子的拉力为T ，物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为s 3，则有：T —μ1mg = 0、s 3 = vt 3 = 2l由功的计算公式得：W T = Ts 3 = 2Mv 2，所以绳的拉力做功为2Mv 2． （或W = △E ，W 22122)(21Mv gl m M mgl Mv =+++=μμ） 16.（1）小物块受到向左的电场力和滑动摩擦力作减速运动，小车受摩擦力向右做加速运动．设小车和小物块的加速度分别为a 1、a 2，由牛顿第二定律得 对小车 μm 2g = m 1a 1、a 1 = 2m/s 2对小物块 qE 1 +μm 2g = m 2a 2、a 2 = 10m/s 2设t 1时刻小车与小物块速度相同，则 v t = v 0－a 2t 1 = a 1t 1、解得t 1 = 0.5s 、v t = 1m/s 当两物体达共同速度后系统只受电场力，则由牛顿第二定律得 qE 1 = (m 1 +m 2)a 3 则a 3 = 2m/s 2设两者摩擦力达最大静摩擦力，小车和小物块做减速运动的加速度分别为a 4、a 5，则 μm 2g = m 1a 4、a 4 = 2m/s 2；qE 1－μm 2g = m 2a 5、a 5 = 2m/s 2；由于a 3 = a 4=a 5，故两者不会发生相对滑动，以共同加速度做减速运动，直到速度为零．小物块第一段运动的位移 75.122221=-=a v v s t m ，小物块第二段运动的位移 25.0222==共共a v s m ，小物块向右运动的最远位移 s = s 1 + s 2 = 2m ． （2）当小车和小物块的速度减为零后，小物块的加速度 qE 2－μm 2g = m 2a 6、a 6 = 8m/s 2 小车的加速度 μm 2g = m 1a 7、a 7 = 2m/s 2设小车经过 t 2时间冲出电场，此时小车和小物块的速度分别为 v 3、v 4对小物块 22621t a S ===722a St 小物块的速度 24263==t a v m/s 小车速度 2214==t a v m/s冲出电场后，小物块做减速运动，小车做加速运动 小车加速度 μm 2g = m 1a 8、a 8 = 2m/s 2 小物块加速度 a 9 = μg = 4 m/s 2经过 t 3 时间速度相同：v t = v 3－a 9t 3 = v 4 +a 8t 3解得 v t = 22m/s （3）m 2从最右端出发向左运动到最左端的过程中 qE 2s －μm 2gl = 12(m 1 + m 2)v 2 解得l = 3m。