1、45 分钟章末验收卷 一、单项选择题1质量为 M 的三角形物块放置在粗糙水平地面上,开始时质量为 m 的物体以速度 v0 沿三角形物块的粗糙斜面匀速下滑,某时刻给物体施加一沿斜面向下的推力 F,使物体沿斜面向下做加速运动,如图 1 所示整个过程中,三角形物块始终静止在地面上,设物体向下加速运动时,地面对三角形物块的支持力大小为 N,地面对三角形物块的摩擦力的大小为 f,重力加速度为 g,则( )图 1Af0,N(mM)g Bf0,N ( mM) gCf0,N (mM)g Df0,N ( m M)g答案 B解析 开始时物体以速度 v0沿三角形物块的粗糙斜面匀速下滑,说明三角形物块对物体的作用力等
2、于物体的重力,方向竖直向上对三角形物块受力分析,受到竖直向下的重力、物体对三角形物块竖直向下的作用力、地面的支持力,不受地面的摩擦力作用,根据平衡条件可知,f 10,N 1(mM)g.当给物体施加一沿斜面向下的推力 F 时,不会改变物体与三角形物块间的作用力,所以地面对三角形物块的支持力大小 N(mM )g,地面对三角形物块的摩擦力的大小为 f0,选项 B 正确2如图 2 所示,小球 A 质量为 m,木块 B 质量为 2m,两物体通过轻弹簧连接竖直放置在水平面上静止现对 A 施加一个竖直向上的恒力 F,使小球 A 在竖直方向上运动,经弹簧原长时小球 A 速度恰好最大,已知重力加速度为 g.则在
3、木块 B 对地面压力为零时,小球 A的加速度大小为( )图 2A3g B1.5g C2g D2.5g答案 C解析 根据题意,当弹簧处于原长时 A 球速度最大,则 Fmg,当木块 B 对地面压力为零时,弹簧处于伸长状态,对 B 受力分析,此时有 kx2mg,对 A 根据牛顿运动定律有kxmgFma,解得 a2g,C 项正确3如图 3 所示,光滑水平面上放置质量分别为 m、2m 和 3m 的三个木块,其中质量为 2m和 3m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为 T.现用水平拉力 F 拉质量为 3m 的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( )图 3A质量为 2m
4、 的木块受到四个力的作用B当 F 逐渐增大到 T 时,轻绳刚好被拉断C当 F 逐渐增大到 1.5T 时,轻绳还不会被拉断D轻绳刚要被拉断时,质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为 T23答案 C解析 质量为 2m 的木块受五个力的作用, A 项错;当绳的拉力为 T 时,对 m 和 2m 有T3ma,此时对整体有 F6ma ,可得 F2T,故 B 项错,C 项正确;轻绳刚要被拉断时,质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为 T,故 D 项错134如图 4 甲所示,倾角为 的粗糙斜面体固定在水平面上,初速度为 v010 m/s、质量为m1 kg 的小木块沿斜面上滑,若从此时开始计时,整个过程中小
5、木块速度的平方随路程变化的关系图像如图乙所示,取 g10 m/s2,则下列说法不正确的是( )图 4A05 s 内小木块做匀减速运动B在 t1 s 时刻,摩擦力反向C斜面倾角 37D小木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5答案 A解析 由匀变速直线运动的速度位移公式得 v2v 2ax,由题图乙可得 a 10 200 v202x1m/s2,故减速运动时间:t 1 s,故 A 错误;由题图乙可知,在 01 s 内小木块向0 v0a上做匀减速运动,1 s 后小木块反向做匀加速运动, t1 s 时摩擦力反向,故 B 正确;由题图乙可知,小木块反向加速运动时的加速度:a m/s22 m/s2,由牛v22x2
6、 32213 5顿第二定律得:mgsin mgcos m| a|,mg sin mgcos ma ,代入数据解得:0.5,37,故 C、D 正确二、多项选择题5竖直上抛一小球,空气阻力大小恒定,小球运动的速度图像如图 5 所示,下列判断正确的是( )图 5A0t 2 时间内,小球的平均速度不为零Bt 1t 2 时间内,小球始终在抛出点下方Ct 2 时刻,小球落回抛出点Dt 2 时刻,小球距离抛出点v0t2 2t12答案 AD解析 从图像看,0t 2时间内,小球的位移即对应速度图像中的总面积不为 0,所以平均速度不为 0,A 项正确;t 1t 2时间内,小球从最高点下落,前一段在抛出点的上方,后
7、一段在抛出点的下方,B、C 项错误;0t 1时间内,小球在抛出点上方的位移为 x 上 t1,t 1t 2时间内,小球下落过程中的位移为 x 下 (t2t 1),所以总位移大小为v02 v02(t2t 1) t1 ,D 项正确v02 v02 v0t2 2t126一质量为 m 的飞机在水平跑道上准备起飞,受到竖直向上的机翼升力,大小与飞机运动的速率平方成正比,记为 F1k 1v2;所受空气阻力也与速率平方成正比,记为 F2k 2v2.假设轮胎和地面之间的阻力是压力的 倍( 0.25),若飞机在跑道上加速滑行时发动机推力恒为其自身重力的 0.25 倍在飞机起飞前,下列说法正确的是( )A飞机一共受
8、5 个力的作用B飞机可能做匀加速直线运动C飞机的加速度可能随速度的增大而增大D若飞机做匀加速运动,则水平跑道长度必须大于2mk11 4答案 BC解析 对飞机受力分析,受到重力、支持力、机翼的升力、发动机的推力、空气阻力和地面的摩擦力六个力的作用如图所示,A 项错误;根据牛顿第二定律有:水平方向:FfF 2ma竖直方向:NF 1mgfN且 F1k 1v2F2k 2v2联立得:Fk 2v2(mgk 1v2)ma 整理得Fmg(k 1k 2)v2ma当 k2k 1时,合力恒定,加速度恒定,做匀加速直线运动,B 项正确;当 k1k 2时,加速度随速度的增大而增大,C 项正确;若做匀加速直线运动,由式得
9、a (0.25)g0.25 mgm刚起飞时,支持力 N0,地面摩擦力为 0,mgk 1v2,得飞机刚起飞时速度的平方为:v 2mgk1v22ax联立解得 x ,D 项错误2mk11 4三、非选择题7用如图 6 所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验:图 6(1)下面列出了一些实验器材:电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶除以上器材外,还需要的实验器材有:_.A天平(附砝码)B秒表C刻度尺(最小刻度为 mm)D低压交流电源(2)实验中,需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力,正确的做法是( )A小车放在木板上,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不
10、受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动B小车放在木板上,挂上砂桶,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动C小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动(3)实验中,为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,砂和砂桶的总质量 m 与小车和车上砝码的总质量 M 之间应满足的条件是 _这样,在改变小车上砝码的质量时,只要砂和砂桶质量不变,就可以认为小车所受拉力几乎不变(4)如图 7 为某次实验纸带,在相邻两计数点间都有四个打点未画出,用刻度尺测得:x10.
11、55 cm,x 20.94 cm ,x 31.35 cm,x 41.76 cm,x 52.15 cm,x 62.54 cm.图 7相邻两计数点间的时间间隔为_ s;计数点“6”和“7”间的位移 x7 比较接近于_(填“A 、B 、C、D”序号)A2.76 cm B2.85 cmC2.96 cm D3.03 cm打下“3”点时小车的瞬时速度 v3_ m/s;小车的加速度 a_ m/s2.(计算结果均保留 2 位有效数字)(5)某小组在研究“外力一定时,加速度与质量的关系”时,保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量 M,分别记录小车加速度 a 与其质量 M 的数据在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲
12、同学认为根据实验数据可以作出小车加速度 a 与其质量 M 的图像,如图 8,然后由图像直接得出 a 与 M 成反比乙同学认为应该继续验证 a 与其质量倒数 是否成正比,1M并作出小车加速度 a 与其质量倒数 的图像,如图 9 所示你认为_同学( 选填“甲”1M或“乙”)的方案更合理图 8图 9(6)另一小组在研究“小车质量一定时,加速度与质量的关系 ”时,用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力 F,然后根据测得的数据作出 aF 图像,如图 10 所示发现图像既不过原点,末端又发生了弯曲,可能原因是( )图 10A平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过大,且砂和砂桶的质量较大B平衡摩擦力时,木板的倾斜
13、角度过小,且砂和砂桶的质量较大C没有平衡摩擦力,且小车质量较大D平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过小,且小车质量较大答案 (1)ACD (2)C (3) mM (4) 0.1 C 0.16 0.40 (5)乙 (6)B解析 (1)本实验的目的是探究加速度与力、质量的关系,用砂桶的重力代表小车受到的合外力,需要用天平测砂桶和小车的质量,故选 A 项;电磁打点计时器的工作电源为低压交流电源(46 V),工作频率为 50 Hz,周期为 0.02 s,可以计时,不需要秒表,故选 D 项,不选 B 项;打点计时器打下纸带,需用刻度尺测量距离,以求加速度和瞬时速度,故选 C项(2)平衡摩擦力的方法是用重力沿斜
14、面向下的分力来抵消摩擦力的作用,具体做法是:将小车轻放(静止) 在长木板上,挂好纸带(纸带和电磁打点计时器的限位孔之间有摩擦力)、不挂砂桶,将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高,形成斜面,轻推小车,使小车做匀速运动(纸带上两点间距离相等)即可,故 C 正确(3)砂桶和小车一起运动,根据牛顿第二定律,对砂桶:mgFma,对小车:FMa,可得小车受到的拉力 F ,加速度 a ,本实验用砂和砂桶的总重力代表小车受到MmgM m mgM m的合外力(拉力),由 F mg 可知,Fmg,只有 mM 时,才有 Fmg,所以MM m mg1 mM砂和砂桶的总质量 m 与小车和车上砝码的总质量 M 之间应满足
15、的条件是 mM.(4)打点计时器的工作周期为 T00.02 s,相邻两计数点间都有四个打点未画出,所以两计数点之间的时间间隔为 T5T 00.1 s.根据匀变速直线运动的规律 a ,可知:x 72x 6x 522.54 xT2 x7 x6T2 x6 x5T2cm2.15 cm2.93 cm,比较接近于 2.96 cm,故选 C 项v 3 0.16 m/s,x3 x42Ta 0.40 m/s 2.x4 x5 x6 x1 x2 x39T2(5)反比关系不容易根据图像判定,而正比关系容易根据图像判定,故应该建立小车加速度a 与小车质量的倒数 关系图像,故应选乙方案1M(6)图像与横轴相交,说明需要用
16、拉力平衡摩擦力,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够;由(3)可知,小车受到的拉力 F ,当 mM 时,即砂和砂桶总重力远小于小车及车上mg1 mM砝码的总重力,绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力,小车的加速度 a 与拉力 F 成正比,如果砂和砂桶的总质量太大,小车受到的拉力明显小于砂和砂桶总重力,加速度与砂和砂桶总重力(小车受到的合力)不成正比,aF 图像发生弯曲,不再是直线,故 B 正确8如图 11 所示,一长 L2 m、质量 M4 kg 的薄木板(厚度不计) 静止在粗糙的水平台面上,其右端距平台边缘 l5 m,木板的正中央放有一质量为 m1 kg 的物块( 可视为质点),已知木板与平台、物块
17、与木板间的动摩擦因数均为 10.4.现对木板施加一水平向右的恒力F,其大小为 48 N,g 取 10 m/s2,试求:图 11(1)F 作用了 1.2 s 时,木板的右端离平台边缘的距离;(2)要使物块最终不能从平台上滑出去,则物块与平台间的动摩擦因数 2 应满足的条件答案 (1)0.64 m (2) 20.2解析 (1)假设开始时物块与木板会相对滑动,由牛顿第二定律:对木板:F 1(Mm)g 1mgMa 1,解得 a16 m/s 2对物块: 1mg ma2,解得 a24 m/s 2,故假设成立设 F 作用 t 时间后,物块恰好从木板左端滑离,则 a1t2 a2t2,解得 t1 sL2 12
18、12在此过程:木板位移 x1 a1t23 m ,12末速度 v1a 1t6 m/s物块位移 x2 a2t22 m,末速度 v2a 2t4 m/s12在物块从木板上滑落后的 t0 0.2 s 内,由牛顿第二定律:对木板:F 1MgMa 1,解得 a18 m/s 2木板发生的位移 x1v 1t0 a1t 1.36 m12 20此时木板右端距平台边缘x l x1x 10.64 m(2)物块滑至平台后,做匀减速直线运动,由牛顿第二定律:对物块: 2mg ma2,解得 a2 2g若物块在平台上速度减为 0,则通过的位移 x2v22a2要使物块最终不会从平台上掉下去需满足l x 2x 2L2联立解得 20.2.