高三物理力学综合测试题
一、选择题(4×10=50)
1、如图所示,一物块受到一个水平力F 作用静止于斜面上,F 的方向与斜面平行,
如果将力F 撤消,下列对物块的描述正确的是( )
A 、木块将沿面斜面下滑
B 、木块受到的摩擦力变大
C 、木块立即获得加速度
D 、木块所受的摩擦力改变方向
2、一小球以初速度v 0竖直上抛,它能到达的最大高度为H ,问下列几种情况中,
哪种情况小球不.可能达到高度H (忽略空气阻力): ( ) A .图a ,以初速v 0沿光滑斜面向上运动
B .图b ,以初速v 0沿光滑的抛物线轨道,从最低点向上运动
C .图c (H>R>H/2),以初速v 0沿半径为R 的光滑圆轨道从最低点向上运动
D .图d (R>H ),以初速v 0沿半径为R 的光滑圆轨道从最低点向上运动
3. 如图,在光滑水平面上,放着两块
长度相同,质
量分别为M1
和M2的木
板,在两木板
的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块,开始时,各物均静止,今
在两物体上各作用一水平恒力F1、F2,当物块和木块分离时,两木块的速度分
别为v1和v2,,物体和木板间的动摩擦因数相同,下列说法
若F1=F2,M1>M2,则v1 >v2,;
若F1=F2,M1<M2,则v1 >v2,;
③若F1>F2,M1=M2,则v1 >v2,;
④若F1<F2,M1=M2,则v1 >v2,;其中正确的是( )
A .①③
B .②④
C .①②
D .②③
4.如图所示,质量为10kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N 时,物体A 处于静止状态。若小车以1m/s2的加速度向右运动后,则(g=10m/s2)()
A .物体A 相对小车仍然静止
B .物体A 受到的摩擦力减小
C .物体A 受到的摩擦力大小不变
D .物体A 受到的弹簧拉力增大
5.如图所示,半径为R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球,现给小
球一个冲击使其在瞬时得到一个水平初速v 0,若v 0≤gR 3
10,则有关小球能够上
升到最大高度(距离底部)的说法中正确的是:()
A .一定可以表示为g v 220
B .可能为3
R C .可能为R D .可能为35R 6.如图示,导热气缸开口向下,内有理想气体,气缸固定不动,缸内活塞可自由滑动且不
漏气。活塞下挂一砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止。现给砂桶底部钻一个小洞,
细砂慢慢漏出,外部环境温度恒定,则()
A .气体压强增大,内能不变
B .外界对气体做功,气体温度不变
C .气体体积减小,压强增大,内能减小
D .外界对气体做功,气体内能增加
7.如图所示,质量M=50kg 的空箱子,放在光滑水平面上,箱子中有一个
质量m=30kg 的铁块,铁块与箱子的左端ab 壁相距s=1m ,它一旦与ab 壁
接触后就不会分开,铁块与箱底间的摩擦可以忽略不计。用水平向右的恒
力F=10N 作用于箱子,2s 末立即撤去作用力,最后箱子与铁块的共同速度
大小是()
A .s m /52
B .s m /41
C .s m /32
D .s m /32
5 θF
R
F
E O t t 0 D .
F O t t 0 A . s O t t 0 C . v O t t 0 B . 8.绝缘水平面上固定一正点电荷Q ,另一质量为m 、电荷量为—q (q >0)的滑块(可看作点电荷)从a 点以初速皮0
v 沿水平面向Q 运动,到达b 点时速度减为零.已知a 、b 间距离为s ,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g .以下判断正确的是()
A .滑块在运动过程中所受Q 的库仑力有可能大于滑动摩擦力
B .滑块在运动过程的中间时刻, 速度的大小小于
02v C .此过程中产生的内能为202mv D .Q 产生的电场中,a 、b 两点间的电势差为20ab (2)2m v gs U q
μ- 9.一物体沿固定斜面从静止开始向下运动,经过时间t 0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F 、v 、s 和E 分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能,则下列图象中可能正确的是()
10.如图所示,在
竖直平面内
的直角坐标系
中,一个质量为m 的质点在外力F 的作用下,从坐标原点O 由静止沿直线ON 斜向下运动,直线ON 与y 轴负方向成θ角(θ<π/4)。已知F 的大小为mg tan θ,则质点机械能的变化可能的情况是:()
A .不变
B .变小
C .变大
D .先变小后变大
二、实验题
11.(8分)某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系” 的实验如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W. 当用2条、3条……,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、(填测量工具)和电源(填“交流”或“直流”);
(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面操作正确的是( )
A . 放开小车,能够自由下滑即可
B .放开小车,能够匀速下滑即可
C .放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可
D .放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是( )
A .橡皮筋处于原长状态
B .橡皮筋仍处于伸长状态
C .小车在两个铁钉的连线处
D .小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的 部分进行测量(根据下面所示的纸带回答);
12.(8分)现要验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律。给定
的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干。实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响),在空格中填入适当的公式或文字。
(1)用天平测出小车的质量m
(2)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜
面底端A2,记下所用的时间t 。
(3)用米尺测量A1与A2之间的距离s 。则小车的加速度
a =。
(4)用米尺测量A1相对于A2的高度h 。则小车所受的合
外力F =。
A B F G H I C D E K Q + V 0 a
b
(5)在小车中加钩码,用天平测出此时小车与钩码的总质量m ,同时改变h ,使m 与h 的乘积不变。测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t 。请说出总质量与高度的乘积不变的原因_____________________________。
(6)多次测量m 和t ,以m 为横坐标,t2为纵坐标,根据实验数据作图。如能得到一条____________线,则可验证“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。
三.计算题
13(12分).如图所示,在倾角为θ=30°的长斜面上有一带风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑,滑块的质量为m =2kg ,它与斜面的动摩擦因数为μ,帆受到的空气阻力
与滑块下滑的速度成正比,即f=kv .若从静止开始下滑的速度
图像如图中的曲线所示,图中的直线是t=0时速度图像的切线,
g=10m/s 2.
(1)求滑块下滑的最大加速度和最大速度
(2)求μ和k 的值
14.如图所示,质量为m 的滑块,放在光滑的水平平台上,平
台右端B 与水平传送带相接,传送带的运行速度为v 0,长为L ,今将滑块缓慢向左压缩固定在平台上的轻弹簧,到达某处时突然释放,当滑块滑到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同。滑块与传送带间的动摩擦因数为μ。
(1)试分析滑块在传送带上的运动情况。
(2)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求释放滑块时,弹簧具有的弹性势能。
(3)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。
15. (12分)质量为m =1kg 的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P 点,随传送带运动到A 点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B 点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B .C 为圆弧的两端点,其连线水平。已知圆弧半径R =1.0m 圆弧对应圆心角θ=106°,轨道最低点为O ,A 点距水平面的高度h =0.8m 。小物块离开C 点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,0.8s 后经过D 点,物块与斜面间的动摩擦因数为μ1=0.33(g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:(1)小物块离开A 点的水平初速度v 1。
(2)小物块经过O 点时对轨道的压力。
(3)斜面上CD 间的距离。
(4)假设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ2=0.3,传送带的速
度为5m/s ,则P A 间的距离?
16.(12分)光滑水平面上有一质量为M 、长度为L 的木板AB ,
在木板的中点有一质量为m 的小木块,木板上表面是粗糙的,它与
木块间的动摩擦因数为μ.开始时两者均处于静止状态,现在木板的B 端加一个水平向右的恒力F ,则:
(1)木板和木块运动的加速度是多大?
(2)若在木板的B 端到达距右方距离为L 的P 点前,木块能从木板上滑出,则水平向右的恒力F 应满足什么条件?
高三物理力学综合测试题
参考答案
题号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
D C B AC BC AB B BD AD BC
11、(1)刻度尺交流 (1+1=2分)
(2)D (2分) (3) B (2分)
(4)GK (2分) 12、③22t s ;(2分)④s mgh
;(2分)
⑤为了使各次测量中,小车所受的合外力不变;(2分)
⑥过原点的直线 (2分)
二、计算题(10+12+16+16=54分)
13、(12分)解:(1)由图乙可得:
t=0时滑块下滑的加速度最大为:2max /31/3s m s
s m t v a ==??= ……… 2分 t=3s 时滑块下滑的速度最大为:s m v /2max = …………… 2分
(2)滑块受力如第15题答图所示,
t=0时滑块下滑的加速度最大为a max ,由牛顿第二定律得:
max cos sin ma mg mg F =-=θμθ合 ……… 3分
t=3s 时滑块下滑的速度达最大,有:
max cos sin kv mg mg +=θμθ ………………… 2分
解得: …………………… 2分 3=k kg/s ……………………………… 2分 说明:k 的答案没有单位不得分.
14、【答案】(1)若滑块冲上传送带时的速度小于带速,则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;若滑物冲上传送带时的速度大于带速,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动。
(2)(3)
【解析】试题分析:(1)若滑块冲上传送带时的速度小于带速,则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;若滑物冲上传送带时的速度大于带速,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动。(3分)
(2)设滑块冲上传送带时的速度为v ,在弹簧弹开过程中,由机械能守恒得:
(1分)
设滑块在传送带上做匀减速运动的加速度大小为a ,
由牛顿第二定律:(1分)由运动学公式(1分) 解得:(2分)
(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移s=v 0t
(1分)
滑块相对传送带滑动的位移 (1分)
相对滑动生成的热量(1分)
解得:(1分)
15、解:(1)对小物块,由A 到B 有
gh v y 22=在B 点12tan v v y
=θ
所以s m v /31=
23.01532==μF N
第14题答图