2020高中物理 第四章 章末過關(guān)檢測（四）（含解析）1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE13-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末過關(guān)檢測(四)（時間：60分鐘分值：100分）一、單項選擇題(本題共6小題，每小題6分,共36分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確)1.（2019·北京朝陽區(qū)高一檢測）如圖所示，一個熱氣球與沙包的總質(zhì)量為m，在空氣中以大小為eq\f(g，3)的加速度加速下降,為了使它勻速下降，則應(yīng)該拋掉的沙的質(zhì)量為(假定空氣對熱氣球的浮力恒定，空氣的其它作用忽略不計)()A。eq\f(m，3） B。eq\f(m,2）C。eq\f(2m，3) D.eq\f(3m，4）解析:選A。物體加速下降時，它受到重力與空氣的浮力作用,則mg－F?。絤a，則F?。絜q\f（2mg，3）,為了使它勻速下降，則物體應(yīng)該受到平衡力的作用，即重力應(yīng)該變?yōu)閑q\f(2mg,3)，故應(yīng)該拋掉的沙的質(zhì)量為eq\f（m，3），選項A正確．2.（2019·遼寧六校高一期末）如圖所示，一車內(nèi)用輕繩懸掛著A、B兩球，車向右做勻加速直線運(yùn)動時，兩段輕繩與豎直方向的夾角分別為α、θ，且α＝θ,則（)A．A球的質(zhì)量一定等于B球的質(zhì)量B．A球的質(zhì)量一定大于B球的質(zhì)量C．A球的質(zhì)量一定小于B球的質(zhì)量D．A球的質(zhì)量可能大于、可能小于也可能等于B球的質(zhì)量解析:選D.對A、B整體研究，根據(jù)牛頓第二定律得:（mA＋mB)gtanα＝(mA＋mB）a，解得:gtanα＝a;對B研究,根據(jù)牛頓第二定律得：mBgtanθ＝mBa，解得:a＝gtanα；因此不論A的質(zhì)量是大于、小于還是等于B球的質(zhì)量，均有α＝θ，故D正確．3.如圖所示,一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為θ，兩底角為α和β,a、b為光滑斜面上質(zhì)量均為m的小木塊．現(xiàn)釋放a、b后，它們沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動，這時楔形木塊對桌面的壓力FN的大小為（)A．FN>Mg＋2mg B．FN〈MgC．FN＝Mg＋2mg D．Mg〈FN〈Mg＋2mg解析：選D.根據(jù)牛頓第二定律可知,a、b沿斜面向下加速運(yùn)動,則a、b都有豎直向下的分加速度，會出現(xiàn)失重現(xiàn)象,則a、b對楔形木塊豎直向下的壓力都比mg小，再隔離楔形木塊分析可知,FN比總重力小而比Mg大．4.一物塊沿傾角為θ的斜坡向上滑動．當(dāng)物塊的初速度為v時，上升的最大高度為H,如圖所示；當(dāng)物塊的初速度為eq\f(v,2）時，上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g.物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)μ和h分別為()A．tanθ和eq\f(H，2) B.eq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（v2，2gH）－1））tanθ和eq\f（H,2）C．tanθ和eq\f（H,4） D。eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f(v2,2gH)－1))tanθ和eq\f(H，4)解析:選D.根據(jù)牛頓第二定律，mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，而0－v2＝－2aeq\f(H,sinθ），解得μ＝eq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(v2,2gH）－1))tanθ，當(dāng)速度為eq\f（v，2）時，0－eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f（v，2）))eq\s\up12（2)＝－2aeq\f(h,sinθ），解得h＝eq\f（H，4)。5．如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊．假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F＝kt(k是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2。下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是（）解析：選A。當(dāng)水平力F較小時,兩物體相對靜止，加速度相同，由F＝ma知：兩者的加速度a＝eq\f（F，m1＋m2)＝eq\f（kt,m1＋m2），a∝t當(dāng)水平力F較大時，m2相對于m1運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律得:對m1∶a1＝eq\f(μm2g，m1），由于μ、m1、m2是定值，故m1的加速度a1不變．對m2∶a2＝eq\f（F－μm2g，m2)＝eq\f(kt－μm2g,m2），a2是時間t的線性函數(shù)．選項A正確．6。(2019·上海行知中學(xué)高一期末)如圖所示，站在做勻加速直線運(yùn)動的車廂內(nèi)的人向前推車壁，人的質(zhì)量為m，車廂的加速度大小為a,則下列說法中正確的是（）A．車廂對此人的作用力的合力方向水平向左B．車廂對此人的作用力的合力方向水平向右C．車廂對此人的作用力的合力的大小為maD．車廂對此人的作用力的合力的大小為meq\r(a2＋g2）解析：選D.人和車廂一起向右加速運(yùn)動，由牛頓第二定律可知，車對人在水平方向上有向右的合力ma，同時在豎直方向上還有對人的支持力mg，所以車廂對人的合力為meq\r(a2＋g2)，所以D正確．二、多項選擇題(本題共4小題,每小題6分，共24分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全選對的得6分,選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分）7.“蹦極”是一項非常刺激的運(yùn)動,某人身系彈性繩由高空P點(diǎn)自由下落，圖中A點(diǎn)是彈性繩的原長位置，C點(diǎn)是人所能到達(dá)的最低點(diǎn)，B點(diǎn)是人靜止懸吊著時的平衡位置，人從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)C的過程中()A．人在PA段做自由落體運(yùn)動，處于完全失重狀態(tài)B．在AB段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)C．在BC段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)D．在C點(diǎn)，人的速度為0，其加速度為0解析：選AB。根據(jù)題中所提供的信息,把物理情景轉(zhuǎn)化為一種物理模型，分析人的運(yùn)動過程,結(jié)合超重、失重的概念來處理．人從P點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，PA段做自由落體運(yùn)動，加速度為g，方向豎直向下,處于完全失重狀態(tài)，選項A正確；AB段做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，選項B正確；BC段做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動,加速度方向向上，處于超重狀態(tài),選項C錯誤;在C點(diǎn)拉力大于重力,加速度不為0，故選項D錯誤．8．(2019·河北百校聯(lián)盟高一期末）伽利略被譽(yù)為“經(jīng)典物理學(xué)的奠基人",成功地解釋了力和運(yùn)動的關(guān)系，如圖，讓小球沿斜面AB由靜止?jié)L下，沿水平面BC向前運(yùn)動，直到滾到另一個斜面CD.如果無摩擦力，無論BC多長、斜面AB比斜面CD陡些還是緩些，小球總會在斜面CD上的某點(diǎn)速度變?yōu)榱?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時的高度相同．設(shè)起點(diǎn)為p，終點(diǎn)為q,下列說法正確的是(）A．力不是維持物體運(yùn)動的原因B．力是維持物體運(yùn)動的原因C．小球在斜面上運(yùn)動距離與斜面傾角的正弦成正比D．小球在A、B斜面上運(yùn)動的時間之比等于斜面傾角正弦的反比解析：選AD。伽利略的理想斜面實驗證明了:運(yùn)動不需力來維持，物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確，B錯誤；由s＝eq\f（h，sinα）＝eq\f（1,2)gt2sinα，t＝eq\f（1，sinα)eq\r(\f（2h,g）），故C錯誤，D正確．9。兩個疊在一起的滑塊,置于固定的、傾角為θ的斜面上，如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為M、m,A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ1,B與A之間的動摩擦因數(shù)為μ2，已知兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度從斜面上滑下，滑塊B受到的摩擦力為（）A．等于零 B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1mgcosθ D．大小等于μ2mgcosθ解析：選BC.把A、B兩滑塊作為一個整體,設(shè)其下滑的加速度為a，由牛頓第二定律有（M＋m)gsinθ－μ1(M＋m)gcosθ＝（M＋m）a得a＝g（sinθ－μ1cosθ)．由于a<gsinθ，可見B隨A一起下滑過程中，必須受到A對它沿斜面向上的摩擦力，設(shè)摩擦力為FB（如圖所示）．由牛頓第二定律有mgsinθ－FB＝ma得FB＝mgsinθ－ma＝mgsinθ－mg（sinθ－μ1cosθ)＝μ1mgcosθ。10．（2019·陜西寶雞高一期末)如圖,在光滑的水平面上放置著質(zhì)量為M的木板,在木板的左端有一質(zhì)量為m的木塊,在木塊上施加一水平向右的恒力F，木塊與木板由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)過時間t分離．下列說法正確的是()A.若僅增大木板的質(zhì)量M，則時間t增大B。若僅增大木塊的質(zhì)量m,則時間t增大C.若僅增大恒力F，則時間t增大D。若僅增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，則時間t增大解析：選BD。根據(jù)牛頓第二定律得，m的加速度a1＝eq\f（F－μmg，m）＝eq\f（F，m)－μg，M的加速度a2＝eq\f（μmg，M），根據(jù)L＝eq\f(1,2)a1t2－eq\f（1，2)a2t2，t＝eq\r(\f（2L，a1－a2）)。若僅增大木板的質(zhì)量M，m的加速度不變，M的加速度減小，則時間t減小，故A錯誤;若僅增大小木塊的質(zhì)量m，則m的加速度減小，M的加速度增大，則t變大,故B正確;若僅增大恒力F,則m的加速度變大，M的加速度不變，則t變小，故C錯誤;若僅增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù),則m的加速度減小，M的加速度增大，則t變大，故D正確．三、非選擇題(本題共3小題,共40分．按題目要求作答．計算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11．(10分）質(zhì)量一定,在探究加速度與力的關(guān)系時，某同學(xué)根據(jù)精確的測量，記錄實驗數(shù)據(jù)如下表所示．小車質(zhì)量m/kg小車受的拉力F/N小車加速度a/(m·s－2)1.000。1000.080.3000.220。5000。420.7000.59（1）在如圖所示坐標(biāo)中，作出a－F圖象．（2)分析圖象得到的結(jié)論是________________________________________________．（3)圖象斜率的物理意義是_______________________________________________．（4)在你所作出的a－F圖象中，F(xiàn)等于砝碼所受重力，實際上比細(xì)線的真實拉力________(選填“大”或“小”)．解析：(1)圖象如圖所示．（2)質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比．（3)圖象斜率的絕對值為質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1，m).(4)由m′g－FT＝m′a可知，F(xiàn)T〈m′g，所以取F等于砝碼所受重力,實際上比細(xì)線的真實拉力大．答案:（1)見解析圖(2)質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比(3）圖象斜率的絕對值為質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1，m）（4）大12．（14分)頻閃照相是研究物理過程的重要手段,如圖所示是某同學(xué)研究小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動時的頻閃照片，已知斜面足夠長，傾角為α＝37°,閃光頻率為10Hz。經(jīng)測量換算獲得實景數(shù)據(jù)：x1＝x2＝40cm，x3＝35cm,x4＝25cm，x5＝15cm.取g＝10m/s2,sin37°＝0。6，cos37°＝0.8，eq\r（5）＝2。24，設(shè)滑塊通過平面與斜面連接處時速度大小不變．求：（1）滑塊沿斜面上滑時初速度v0的大?。唬?)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；（3)滑塊從滑上斜面到返回斜面底端所用的時間．解析：（1）由題意可知，滑塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動，則v0＝eq\f（x1，T）＝4m/s。（2)滑塊在斜面上滑過程做勻減速直線運(yùn)動，設(shè)加速度為a1.根據(jù)公式：x4－x3＝a1T2由牛頓第二定律:－（mgsinα＋μmgcosα)＝ma1解得μ＝0。5.(3)設(shè)滑塊向上滑行所用的時間為t1,上滑的最大距離為x，返回斜面底端的時間為t2，加速度為a2。0－v0＝a1t1x＝eq\f（1,2)v0t1解得t1＝0。4s，x＝0。8m滑塊沿斜面下滑時,根據(jù)牛頓第二定律:mgsinα－μmgcosα＝ma2x＝eq\f(1，2)a2teq\o\al(2，2)解得t2＝eq\f(2\r(5)，5)s所以滑塊從滑上斜面到返回斜面底端所用的時間:t＝t1＋t2＝0.4s＋eq\f（2\r(5）,5)s＝1.296s.答案：(1）4m/s(2)0。5(3）1.296s13．(16分)如圖所示，一質(zhì)量m＝0.4kg的小物塊，以v0＝2m/s的初速度,在與斜面成某一夾角的拉力F作用下，沿斜面向上做勻加速運(yùn)動，經(jīng)t＝2s的時間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，A、B之間的距離L＝10m．已知斜面傾角θ＝30°，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f（\r（3)，3）。重力加速度g取10m/s2.（1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點(diǎn)時速度的大小;(2）若拉力F與斜面夾角為30°時,拉力F最小，求拉力F的最小值．解析：（1）設(shè)物塊加速度的大小為a,到達(dá)B點(diǎn)時速度的大小為v，由運(yùn)動學(xué)公式得L＝v