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 FN，地面对三角形物块的摩擦力的大小为Ff，重力加速度为 g，则( )图 1A.Ff0，F N(mM)g B.Ff0，F N( mM)gC.Ff0，F N (mM)g D.Ff0，F N(mM) 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，
2、说明三角形物块对物体的作用力等于物体的重力，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 f1 0，F N1(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 FN(mM )g，地面对三角形物块的摩擦力的大小为 Ff0，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
3、球 A 速度恰好最大，已知重力加速度为 g.则在木块 B 对地面压力为零时，小球 A 的加速度大小为( )图 2A.3gB.1.5gC.2gD.2.5g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 FT.现用水平拉力 F 拉质量为 3m 的木块，使三个木块以同
4、一加速度运动，则以下说法正确的是( )图 3A.质量为 2m 的木块受到四个力的作用B.当 F 逐渐增大到 FT 时，轻绳刚好被拉断C.当 F 逐渐增大到 1.5FT 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 FT23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 FT 时，对 m 和 2m 有FT 3ma，此时对整体有 F6ma ，可得 F2F T，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 FT，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
5、 v010m /s、质量为m1 kg 的小木块沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，取 g10 m/s2，则下列说法不正确的是( )图 4A.05s 内小木块做匀减速运动B.在 t1s 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20a 10m/s 2，故减速运动时间： t 1s，故 A 错误；由题图乙可知，在0 v202x1 0 v0a01s 内小木块向上做匀减速运动，1s 后小木块反向做匀加速运动，t1s 时摩擦力反向，故 B 正确；由
6、题图乙可知，小木块反向加速运动时的加速度：a m/s22 m/s2，由牛顿第二定律得：v22x2 32213 5mgsinmgcosm|a| ，mg sinmgcosma，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，小球运动的速度图象如图 5 所示，下列判断正确的是( )图 5A.0t 2 时间内，小球的平均速度不为零B.t1t 2 时间内，小球始终在抛出点下方C.t2 时刻，小球落回抛出点D.t2 时刻，小球距离抛出点v0t2 2t12答案 AD解析 从图象看，0t 2 时间内，小球的位移即对应速度图象中的总面积不为 0，所以平均速度不为
7、 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
8、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 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：FF fF 2ma 竖直方向：F NF 1mg Ff FN 且 F1k 1v2 F2k 2v2 联立得：Fk 2v2(mgk 1v2)ma 整理得Fmg(k 1k 2)v2ma 当 k2k 1 时，合力恒
9、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a (0.25)g 0.25 mgm刚起飞时，支持力 FN0，地面摩擦力为 0，mgk 1v2，得飞机刚起飞时速度的平方为：v2 mgk1v22ax 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)
10、 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
11、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：x10.55cm，x 20.94cm，x 31.35cm，x 41.76cm，x 52.15cm，x 62.54cm.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)A.2.76cmB.2.85cmC.2.96cmD.3.03cm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，
12、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 的图象，如图 8，然后由图象直接得出 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 的图象，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 图象，如
13、图 10 所示.发现图象既不过原点，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(46V) ，工作频率为 50Hz，周期为 0.
14、02s，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MmgM m mgM
15、 m到的合外力(拉力)，由 F mg 可知，Fmg，只有 mM 时，才有 Fmg，所MM m mg1 mM以砂和砂桶的总质量 m 与小车和车上砝码的总质量 M 之间应满足的条件是 mM.(4)打点计时器的工作周期为 T00.02s ，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 00.1s.根据匀变速直线运动的规律 a ，可知：xT2 x7 x6T2 x6 x5T2x72x 6x 52 2.54cm2.15cm2.93cm，比较接近于 2.96cm，故选 C 项.v 3 0.16m/s ，x3 x42Ta 0.40m/s 2.x4 x5 x6 x1 x2 x39T2(
16、5)反比关系不容易根据图象判定，而正比关系容易根据图象判定，故应该建立小车加速度a 与小车质量的倒数 关系图象，故应选乙方案 .1M(6)图象与横轴相交，说明需要用拉力平衡摩擦力，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 图象发生弯曲，不再是直线，故 B 正确.8.如图 11 所示，一长 L2m 、质量
17、M4kg 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 l5m，木板的正中央放有一质量为 m1kg 的物块(可视为质点)，已知木板与平台、物块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 48N，g 取 10m/s2，试求：图 11(1)F 作用了 1.2s 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)0.64m (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 a16m/s 2对物块
18、： 1mg ma2，解得 a24m/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 t1sL2 12 12在此过程：木板位移 x1 a1t23m ，12末速度 v1a 1t6m/s物块位移 x2 a2t22m，末速度 v2a 2t4m/s12在物块从木板上滑落后的 t0 0.2s 内，由牛顿第二定律：对木板：F 1MgMa 1，解得 a18m/s 2木板发生的位移 x1v 1t0 a1t 1.36m12 20此时木板右端距平台边缘x l x1x 10.64m(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.
