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1、第四章測評(B)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分。第15小題只有一個選項正確,第68小題有多個選項正確)1.下列說法正確的是()A.運(yùn)動越快的汽車越不容易停下來,是因為汽車運(yùn)動得越快,慣性越大B.作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力C.伽利略的理想實驗是憑空想象出來的,是脫離實際的理論假設(shè)D.馬拉著車向前加速時,馬對車的拉力大于車對馬的拉力答案:B解析:慣性的唯一量度是質(zhì)量,質(zhì)量大則慣性大,慣性與速度無關(guān),所以A項錯誤;作用力與反作用力一定是同性質(zhì)的力,所以B項正確;伽利略的理想斜面實驗在實驗的基礎(chǔ)上,經(jīng)過了合理的推理,所以C項錯誤;馬對車的拉力與車

2、對馬的拉力是相互作用力,大小一定相等,所以D項錯誤。2.初始時靜止在光滑水平面上的物體,受到一個逐漸減小的水平力的作用,則這個物體的運(yùn)動情況為()A.加速度不變,速度先增大后減小B.加速度不斷增大,速度不斷減小C.加速度不斷減小,速度不斷增大D.加速度不變,速度先減小后增大答案:C解析:水平面光滑,說明物體不受摩擦力作用,物體所受到的水平力即為其合外力。水平力逐漸減小,合外力也逐漸減小,由公式F=ma可知,當(dāng)F逐漸減小時,a也逐漸減小,但速度逐漸增大。3.如圖所示,在光滑水平面上有一段質(zhì)量分布均勻的粗麻繩,繩子在水平向右的恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動。繩子上某一點到繩子左端的距離為x,設(shè)該點處

3、的拉力為FT,則最能正確反映FT與x之間的關(guān)系的圖像是()答案:A解析:設(shè)繩子總長為l,單位長度質(zhì)量為m,對整體分析,根據(jù)牛頓第二定律有F=lma;則對x分析可知FT=xma,聯(lián)立解得FT=Flx,故可知FT與x成正比;且x=0時,FT=0,故A正確,B、C、D錯誤。4.(2019湖北沙市期末)蹦極是一項非常刺激的體育運(yùn)動。某人身系彈性繩自高空p點自由下落,圖中a點是彈性繩的原長位置,c是人所到達(dá)的最低點,b是人靜止懸吊時的位置,人在從p點下落到最低點c點的過程中,下列說法錯誤的是()A.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,處于失重狀態(tài)C.在bc段繩的拉力

4、大于人的重力,處于超重狀態(tài)D.在c點,速度為零,處于平衡狀態(tài)答案:D解析:a點是彈性繩的原長位置,故在a點之前人只受重力,做自由落體運(yùn)動,處于完全失重狀態(tài),故A正確。b是人靜止懸吊時的平衡位置,在ab段人向下做加速度減小的加速運(yùn)動,則繩的拉力小于人的重力,人處于失重狀態(tài),故B正確。在bc段繩的拉力大于人的重力,人向下做加速度增加的減速運(yùn)動,加速度向上,則人處于超重狀態(tài),故C正確。c是人所到達(dá)的最低點,故c點速度為零,但受向上的合力不為零,有向上的加速度,不是平衡狀態(tài),故D不正確。5.(2019湖北武漢期末)如圖所示,在水平面上運(yùn)動的小車內(nèi),用輕繩AB、BC拴住一個重力為G的小球,輕繩AB、BC

5、與水平方向夾角分別為30和45,繩AB的拉力為FT1,繩BC的拉力為FT2,下列敘述不正確的是()A.小車向右以加速度g勻加速運(yùn)動時FT1=0B.小車向右以加速度g勻加速運(yùn)動時FT2=2GC.小車向右以加速度3g勻減速運(yùn)動時FT2=0D.小車向右以加速度3g勻減速運(yùn)動時FT1=2G答案:D解析:若小車向右加速運(yùn)動,當(dāng)繩AB的拉力恰為零時,根據(jù)牛頓第二定律,mgtan45=ma1,解得a1=g,則小車向右以加速度g勻加速運(yùn)動時,FT1=0,FT2=2G,選項A、B正確;若小車向右做減速運(yùn)動,當(dāng)繩BC的拉力恰為零時,根據(jù)牛頓第二定律,mgtan60=ma2,解得a2=3g,則小車向右以加速度3g勻

6、減速運(yùn)動時,FT2=0,FT1=2G,故選項C正確,選項D錯誤。此題需要分別找出當(dāng)繩AB和繩BC的拉力為零時的臨界加速度值,意在考查學(xué)生應(yīng)用牛頓第二定律分析臨界問題的能力,形成科學(xué)思維。6.如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩個物體放在斜面上,中間用一個輕桿相連,A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為1、2,它們在斜面上加速下滑,關(guān)于桿的受力情況,下列分析正確的是()A.若12,m1=m2,則桿受到壓力B.若1=2,m1m2,則桿受到拉力C.若12,則a1a2,B加速度較大,桿受到壓力,故A正確;若1=2,則a1=a2,兩個滑塊加速度相同,說明無相對滑動趨勢,桿無彈力,故B錯誤,D正確;若1a2

7、,A加速度較大,桿受到拉力,故C正確。7.(2019陜西榆林期末)如圖所示,圓柱形的倉庫內(nèi)有三塊長度不同的光滑滑板aO、bO、cO,其下端都固定于底部圓心O,而上端則擱在倉庫側(cè)壁上,三塊滑板與水平面的夾角依次是30、45、60。若有三個物體同時從a、b、c處開始下滑(忽略阻力),則()A.a處物體最后到O點B.b處物體最先到O點C.c處物體最先到O點D.a、c處物體同時到O點答案:BD解析:斜面上的加速度a=mgsinm=gsin,斜面的長度l=Rcos,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律l=12at2,得t2=2Rgsincos。所以ta2=2R1232g=83R3g,tb2=2R2222g=4Rg,t

8、c2=2R1232g=83R3g,則tb0,則圖線未過原點的原因可能是平衡摩擦力過度。三、計算題(本題共3小題,共42分。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.(13分)(2019福建泉州教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測)如圖甲所示,質(zhì)量m=1 kg的物體靜止在水平地面上,t=0時刻開始,有F1=9 N的水平拉力作用于物體上,t1時刻水平拉力大小變?yōu)镕2、方向不變。物體的運(yùn)動速度v隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,其中t13 s 時間內(nèi)圖線與橫軸圍成的面積(圖乙中陰影部分)是 0t1時間內(nèi)的6倍。已知物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)=0.5,重力加速度g取10 m/s2。求:(1)力F1的作用時間

9、t1;(2)力F2的大小。答案:(1)1 s(2)7 N解析:(1)假設(shè)物體的加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律得F1-Ff=ma1FN=mg又Ff=FN解得a1=4m/s2由題圖乙可知,t1時刻物體的速度大小為v1=4m/s,根據(jù)勻加速直線運(yùn)動的速度公式可得t1=v1a1=1s。(2)設(shè)t2=3s時物體速度大小為v2,則t1到t2時間內(nèi)位移為s2=12(v1+v2)(t2-t1)在0到t1時間內(nèi)位移為s1=12v1t1又s2=6s1設(shè)物體的加速度為a2,則a2=v2-v1t2-t1根據(jù)牛頓第二定律得F2-mg=ma2解得F2=7N。12.(14分)(2019山東濟(jì)南期末)一架質(zhì)量m=2 kg的無

10、人機(jī),其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=36 N,運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小恒為Ff=4 N。(g取10 m/s2)(1)無人機(jī)在地面上從靜止開始,以最大升力豎直向上起飛。求在t=5 s時無人機(jī)離地面的高度h。(2)當(dāng)無人機(jī)懸停在距離地面高度h=100 m處時,由于動力設(shè)備故障,無人機(jī)突然失去升力而墜落。求無人機(jī)墜落到地面時的速度v。(3)第(2)問無人機(jī)墜落過程中,在遙控設(shè)備的干預(yù)下,動力設(shè)備重新啟動提供向上最大升力。為保證安全著地(到達(dá)地面時速度為零),求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t1。答案:(1)75 m(2)40 m/s(3)553 s解析:(1)由牛頓第二定律得F-mg-Ff

11、=ma代入數(shù)據(jù)解得a=6m/s2,則上升高度h=12at2=75m。(2)下落過程中mg-Ff=ma1代入數(shù)據(jù)解得a1=8m/s2,落地時速度v2=2a1h代入數(shù)據(jù)解得v=40m/s。(3)恢復(fù)升力后向下減速運(yùn)動過程中F-mg+Ff=ma2代入數(shù)據(jù)解得a2=10m/s2,設(shè)恢復(fù)升力時的速度為v,則有v22a1+v22a2=h解得v=4053m/s,由v=a1t1代入數(shù)據(jù)解得t1=553s。13.(15分)(2019江蘇揚(yáng)州期末)某智能分揀裝置如圖所示,A為包裹箱,BC為傳送帶。傳送帶保持靜止,包裹P 以初速度v0滑上傳送帶,當(dāng)P滑至傳送帶底端時,該包裹經(jīng)系統(tǒng)掃描檢測,發(fā)現(xiàn)不應(yīng)由A收納,被攔停在

12、B處,且系統(tǒng)啟動傳送帶轉(zhuǎn)動,將包裹送回C處。已知v0=3 m/s,包裹P與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.8,傳送帶與水平方向夾角=37,傳送帶BC長度l=10 m,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。(1)求包裹P沿傳送帶下滑過程中的加速度大小和方向。(2)求包裹P到達(dá)B時的速度大小。(3)若傳送帶勻速轉(zhuǎn)動速度v=2 m/s,則包裹P從B處由靜止被送回到C處需經(jīng)多長時間。(4)若傳送帶從靜止開始以加速度a加速轉(zhuǎn)動,請寫出包裹P被送回到C處時的速度vC與a的關(guān)系式,并畫出vC2-a圖像。答案:(1)0.4 m/s2方向沿傳送帶向上(2)1 m/s(3)7.5 s

13、(4)vC=25mam/s(a0.4m/s2)22m/s(a0.4m/s2)圖像如圖所示。解析:(1)包裹下滑時,根據(jù)牛頓第二定律有mgsin-mgcos=ma1代入數(shù)據(jù)解得a1=-0.4m/s2,方向沿傳送帶向上。(2)包裹P沿傳送帶由B到C過程中,根據(jù)速度與位移關(guān)系可知v2-v02=2a1l代入數(shù)據(jù)解得v=1m/s。(3)包裹P向上勻加速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律有mgcos-mgsin=ma2解得a2=0.4m/s2包裹P的速度達(dá)到傳送帶的速度所用時間為t1=va2=20.4s=5s速度從零增加到等于傳送帶速度時通過的位移x=v22a2=420.4m=5m因為xl,所以包裹先加速再勻速,勻速運(yùn)動時間t2=l-xv=10-52s=2.5s則P從B處到C處總時間為t=t1+t2=7.5s。(4)若a0.4m/s2,則包裹相對傳送帶靜止,與傳送帶一起做勻加速運(yùn)動,加速位移等于傳送帶的長度,有vC2=2al=20ma,即vC=25mam/s;若a0.4m/s2,則包裹在傳送帶上有相對滑動,包裹以a2=0.4m/s2的加速度向上勻加速運(yùn)動,有vC2=2a2l=8m2/s2,即vC=22m/s。兩種情況結(jié)合有vC=25mam/s(a0.4m/s2)22m/s(a0.4m/s2)根據(jù)vC2=20ma(a0.4m/s2)8m2/s2(a0.4m/s2)可畫出vC2-a圖像如答案圖所示。