高中物理魯科版第六章力與運(yùn)動(dòng) 全國(guó)一等獎(jiǎng)

(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)(本欄目?jī)?nèi)容，學(xué)生用書(shū)中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂成冊(cè)！)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分．每個(gè)小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得5分，選對(duì)但不全得2分，選錯(cuò)或不答得0分)1．關(guān)于慣性，下列說(shuō)法正確的是()A．人在靜止不動(dòng)時(shí)沒(méi)有慣性，在被絆倒時(shí)才有慣性B．物體所受的外力越大，其慣性越小C．火車行駛得越快，越難停下來(lái)，表明速度越大，物體的慣性越大D．物體的慣性與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān)解析：慣性是物體的固有屬性，與物體受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處的環(huán)境均無(wú)關(guān)．慣性的大小僅決定于物體質(zhì)量的大?。时绢}正確選項(xiàng)為D.答案：D2.物體靜止在一斜面上，如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是()A．物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力B．物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力C．物體所受重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)作用力和反作用力D．物體所受的重力可以分解為沿斜面向下的力和對(duì)斜面的壓力解析：平衡力應(yīng)作用在同一物體上．物體對(duì)斜面的壓力作用在斜面上，斜面對(duì)物體的支持力作用在物體上，這兩個(gè)力作用在兩個(gè)物體上，為一對(duì)作用力與反作用力，故A項(xiàng)錯(cuò)，同理可知B項(xiàng)正確．C項(xiàng)錯(cuò)，因?yàn)樗鰹槠胶饬Γ矬w所受重力無(wú)論怎樣分解，各個(gè)分力都應(yīng)作用在物體上，而不能作用在斜面上，故D項(xiàng)錯(cuò)．答案：B3.(山東高考)如圖甲所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，物體與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接，圖乙中v、a、f和s分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程，圖乙中正確的是()解析：物體在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，f1＝μmgcosθ，a1＝gsinθ－μgcosθ，s1＝eq\f(1,2)a1t2；物體在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，f2＝μmg，a2＝μg，A、B、D三項(xiàng)均錯(cuò)，C項(xiàng)正確．答案：C4.如圖所示，質(zhì)量為m的物體在粗糙斜面上以加速度a加速下滑，現(xiàn)加一個(gè)豎直向下的力F作用在物體上，則施加恒力F后物體的加速度將()A．增大 B．減小C．不變 D．無(wú)法判斷解析：施加力F前，mgsinθ－μmgcosθ＝ma①施加力F后，(mg＋F)sinθ－μ(mg＋F)cosθ＝ma′②eq\f(①,②)得eq\f(a,a′)＝eq\f(mg,mg＋F)<1，故a′>a.答案：A5．“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長(zhǎng)彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng)．某人做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力F的大小隨時(shí)間t變化的情況如圖所示．將蹦極過(guò)程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，據(jù)圖可知，此人在蹦極過(guò)程中最大加速度約為()A．g B．2gC．3g D．4g解析：“蹦極”運(yùn)動(dòng)的最終結(jié)果是運(yùn)動(dòng)員懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)繩的拉力等于運(yùn)動(dòng)員的重力，由圖可知，繩子拉力最終趨于恒定時(shí)等于重力且等于eq\f(3,5)F0即mg＝eq\f(3,5)F0即F0＝eq\f(5,3)mg.當(dāng)繩子拉力最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)員處于最低點(diǎn)且合力最大，故加速度也最大，此時(shí)F最大＝eq\f(9,5)F0＝3mg，方向豎直向上，由ma＝F最大－mg＝3mg－mg＝2mg得最大加速度為2g，故B正確．答案：B6．A、B兩物體以相同的初速度在同一水平面上滑動(dòng)，兩物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，且mA＝3mB，則它們所能滑行的距離sA、sB的關(guān)系為()A．sA＝sB B．sA＝3sBC．sA＝eq\f(1,3)sB D．sA＝9sB解析：物體沿水平面滑動(dòng)時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(μmg,m)＝μg與質(zhì)量無(wú)關(guān)，由0－veq\o\al(2,0)＝－2ax和題設(shè)條件知sA＝sB.答案：A7.質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)小球之間系一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的彈簧，放在光滑的臺(tái)面上．A緊靠墻壁，如圖所示．今用恒力F將B球向左擠壓彈簧，達(dá)到平衡時(shí)，突然將力撤去，此瞬間()A．A球的加速度為F/2m B．A球的加速度為零C．B球的加速度為F/2m ．B球的加速度為F/m解析：有F存在時(shí)，彈簧的彈力F′＝F；撤去F的瞬間，彈簧未來(lái)得及伸長(zhǎng)，彈力仍然為F′，對(duì)B球：由F′＝mBaB，得B球的加速度aB＝F/m，A球加速度為零，故正確答案為BD.答案：BD8.如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，現(xiàn)施水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相對(duì)靜止，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)，則F′不超過(guò)()A．2F B．F/2C．3F D．F/3解析：用水平力F拉B時(shí)，A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，這實(shí)際上是將要滑動(dòng)但尚未滑動(dòng)的一種臨界狀態(tài)，從而可知此時(shí)的A、B間的摩擦力為最大靜摩擦力．先用整體法考慮，對(duì)A、B整體：F＝(m＋2m)a，再將A隔離可得A、B間最大靜摩擦力：fm＝ma＝F/3，若將F′作用在A上，隔離B可得：B能與A一起運(yùn)動(dòng)，而A、B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的最大加速度a′＝fm/2m；再用整體法考慮，對(duì)A、B整體：F′＝(m＋2m)a′＝F/2.答案：B9.如圖所示，小車沿水平面向右做加速直線運(yùn)動(dòng)，車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ，桿的頂端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，當(dāng)車運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸增大時(shí)，下列四圖中，桿對(duì)小球的作用力(F1至F4變化)的示意圖(OO′沿桿方向)可能是()答案：C10．如圖所示，ad、bd、cd是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為最低點(diǎn)．每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫(huà)出)，三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為0)．用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間，則()A．t1＜t2＜t3 B．t1＞t2＞t3C．t3＞t1＞t2 D．t1＝t2＝t3解析：設(shè)圓的半徑為R，任取一根滑桿ed，如圖所示．設(shè)∠ade＝θ，由直角三角形得s＝ed＝2R·cosθ；在斜線ed上，a＝gsinα＝gsin(90°－θ)＝gcosθ；由位移公式得t＝eq\r(\f(2s,a))＝eq\r(\f(2×2Rcosθ,gcosθ))＝2eq\r(\f(R,g))與傾斜角度無(wú)關(guān)，所以環(huán)以任何途徑下滑時(shí)間是相等的．答案：D二、實(shí)驗(yàn)題(共10分)11．在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出．(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地觀測(cè)加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與________的圖象．(3)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a－eq\f(1,M)圖線如圖所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？解析：(1)只有M與m滿足M?m才能使繩對(duì)小車的拉力近似等于盤及盤中砝碼的重力．(2)由于a∝eq\f(1,M)，所以a－eq\f(1,M)圖象應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，所以數(shù)據(jù)處理時(shí)，常作出a與eq\f(1,M)的圖象．(3)兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時(shí)，由圖象知乙的加速度大，故乙的拉力F大(或乙中盤及盤中砝碼的質(zhì)量大)．答案：(1)M?m(2)eq\f(1,M)(3)拉力不同三、計(jì)算題(共40分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確注明數(shù)值和單位)12．(12分)如圖所示，電梯與水平面夾角為30°，當(dāng)電梯加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，梯面對(duì)人的支持力是其重力的6/5，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？解析：本題分解加速度比分解力更顯方便．對(duì)人進(jìn)行受力分析：重力mg、支持力N、摩擦力f(摩擦力的方向一定與接觸面平行，由加速度的方向可推知f水平向右)．建立直角坐標(biāo)系：取水平向右(即f方向)為x軸正向，此時(shí)只需分解加速度，其中ax＝acos30°，ay＝asin30°(如圖所示)．建立方程并求解：x方向：f＝macos30°y方向：N－mg＝masin30°所以f/(mg)＝eq\r(3)/5.答案：eq\f(\r(3),5)13．(14分)在水平地面上有一個(gè)質(zhì)量為kg的物體，物體在水平拉力F的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).10s后拉力大小減小為F/3，并保持恒定．該物體的速度圖象如圖所示．求：(1)物體所受到的水平拉力F的大?。?2)該物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．(取g＝10m/s2)解析：物體的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過(guò)程，根據(jù)a＝eq\f(vt－v0,t)由圖可知兩個(gè)過(guò)程加速度分別為：a1＝1m/s2，a2＝－m/s2受力圖如圖所示：對(duì)于兩個(gè)過(guò)程，由牛頓第二定律得：F－μmg＝ma1eq\f(F,3)－μmg＝ma2代入數(shù)據(jù)解之得：F＝9Nμ＝.答案：(1)9N(2)14.(14分)為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的車距．已知某地高速公路的最高限速v＝110km/h(如圖)，假設(shè)前方車輛突然停止，后車司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車到汽車開(kāi)始減速的時(shí)間t＝s，剎車時(shí)汽車受到的阻力大小為車重的倍，則該高速公路上汽車之間的安全車距至少為多少？(g取10m/s2)解析：高速公路的最高限速