高中物理力学综合测试题(一)

1力学综合测试题一、选择题（每小题4分，共40分。每小题至少有一个选项是正确的）1．根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是（）A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方2．如图所示，三个木块A、B、C在水平推力F的作用下靠在竖直墙上，且处于静止状态，则下列说法中正确的是（）A．A与墙的接触面可能是光滑的B．B受到A作用的摩擦力，方向可能竖直向下C．B受到A作用的静摩擦力，方向与C作用的静摩擦力方向一定相反D．当力F增大时，A受到墙作用的静摩擦力一定不增大3．一个物体，受n个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度（）A．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快B．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢C．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快D．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢4．如图所示，在粗糙水平面上放一三角形木块a，当b按下列四种不同方式运动时，a三角形物体始终对地静止，试问，在哪种或哪几种情形下，a三角形物体对地面有向右的静摩擦力．（）A．b物体沿斜面加速下滑B．b物体沿斜面减速下滑C．b物体沿斜面匀速下滑D．b物体受到一次冲击后沿斜面减速上滑5题5．如图所示，一物体分别从3个不同高度，但同底的光滑斜面的顶端由静止开始滑下，斜面与水平面夹角分别为30°、45°、60°，滑到底端所用的时间t1、t2、t3的关系是（）A．t1=t2=t3B．t1=t3t2C．t1t2t3D．t1t2t36．如图所示，不计重力的轻杆OP能以O为轴在竖直平面内自由转动，P端悬挂一重物，另用一根轻绳通过定滑轮系在P端。当OP和竖直方向的夹角α缓慢逐渐增大时（0＜α＜π），OP杆的弹力T和绳子的张力F的大小变化是（）A．T不变，F变大B．T不变，F先变大后变小C．T先变小后变大，F变大D．T先变大后变小，F不变7．如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（）A．都等于2gB．2g和0abv2丙图乙图甲图C．2gMMMBBA和0D．0和2gMMMBBA8．两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为V0，若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车。已知前车在刹车过程中所行的距离为s，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为：（）A．1sB．2sC．3sD．4s9．如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为m和M的两物体间用细绳相连，在M上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是A．地面光滑时，绳子拉力的大小为mF/（M+m）B．地面不光滑时，绳子拉力的大小为mF/（M+m）C．地面不光滑时，绳子拉力大于mF/（M+m）D．地面光滑时，绳子拉力小于mF/（M+m）10．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ．Ⅱ的速度图象如图所示。在0-t0时间内，下列说法中正确的是A．Ⅰ．Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小B．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小C．Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小D．Ⅰ．Ⅱ两个物体的平均速度大小都是(v1+v2)/2二、简答题：本题共2小题，共22分．10．（10分）（1）（6分）如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为mm，乙图中游标卡尺的读数为cm．（2）（4分）如图丙所示，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将结点拉至O点．现让F2大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，要使结点仍位于O点，则F1的大小及图中β（β90o）角的变化可能是（）A．增大F1的同时增大β角B．增大F1而保持β角不变C．增大F1的同时减小β角D．减小F1的同时增大β角11．（12分）如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．v1v2Ot0tⅠⅡv图(a)图(b)纸带运动方向→vBDAC3图(c)（1）图(b)为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz），由图中数据求出小车加速度值为m/s2；（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的m1数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是；（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是；（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ.要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有；实验测得的动摩擦因数μ比真实值（填“偏大”或“偏小”）.三、计算题(共58分)14．(12分)如图所示，两轮在同一高度，两轮的半径均为R=0.2m，且都以角速度ω=8rad/s绕过轮心的水平轴逆时针转动，两轮心间的距离s=1m，有一块长为l（l2m）的均匀木板AB，水平无初速度地放在两轮上，且木板重心O恰好在右轮轮心正上方．木板与两轮边缘之间的动摩擦因数均为μ=0.2．求：（1）木板刚开始运动时的加速度大小是多少？（2）从木板刚开始运动到重心O移到左轮心正上方所用的时间是多少？次数12345678小车加速度a/m·s－21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67)(11kgm4.003.503.002.52.001.401.000.60FOa图（d）415．（15分）如图所示，一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为m的物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行，某人以恒定的速度v向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远．求：（1）若板与桌面间光滑，物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移．（2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板右端，板与桌面的动摩擦因数的范围．（3）若板与桌面间的动摩擦因数取（2）问中的最小值，在物块从板的左端运动到右端的过程中，人拉绳的力所做的功（其他阻力均不计）．16．（16分）如图所示，在光滑水平地面上，静止放着一质量m1=0.2kg的绝缘平板小车，小车的右边处在以PQ为界的匀强电场中，电场强度E1=1×104V/m，小车A点正处于电场的边界．质量m2=0.1kg，带电量q=6×10-5C的带正电小物块（可视为质点）置于A点，其与小车间的动摩擦因数μ=0.40（且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）．现给小物块一个v0=6m/s的速度．当小车速度减为零时，电场强度突然增强至E2=2×104V/m，而后保持不变．若小物块不从小车上滑落，取g=10m/s2．试解答下列问题：（1）小物块最远能向右运动多远？（2）小车、小物块的最终速度分别是多少？（3）小车的长度应满足什么条件？m1m2v0PQAEmvMl51m/kg-1a/ms-20123412力学综合测试题（一）答案一、选择题:(4×10=40分)12345678910CCDAADBADBABA二、填空题:(3×6=18分)10．（10分）（1）（6分）10.501（10.500-10.502）10.155（2）（4分）AC11．（1）3.0(2.6—3.4)（2分）（2）如图所示（2分）a＝1/(2m)（2分）（3）实验前未平衡摩擦力（2分）（4）砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度偏大（4分）三、计算题：(42分)14.（1）设木板对两轮的压力大小分别为N1和N2，木板刚放上时的加速度为a，则N1+N2=mg、μ(N1+N2)=ma，解得a=μg=2m/s2（2）轮边缘的线速度为v=ωR=1.6m/s板从静止加速到速度为1.6m/s所用的时间和移动的距离分别为t1=va=0.8s；s1=12at12=0.64m板匀速移动的距离和时间分别为s2=s－s1=0.36m、t2=s2v=0.225s故木板运动的总时间为t=t1+t2=1.025s15.（1）板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同，此时物块刚到达板的中点，设木板加速度为a1，运动时间为t1，对木板有μ1mg=Ma、v=a1t1∴t1=Mvμ1mg设在此过程中物块前进位移为s1，板前进位移为s2，则s1=vt1、s2=v2t1又因为s1－s2=l2，由以上几式可得物块与板间的动摩擦因数μ1=Mv2mgl、板的位移s2=l2．（2）设板与桌面间的动摩擦因数为μ2，物块在板上滑行的时间为t2，木板的加速度为a2，对板有μ1mg—μ2(m+M)g=Ma2，且v=a2t2解得t2=gMmmgMv)(21又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3，则vt3—v2t3=l，t3=2lv为了使物块能到达板的右端，必须满足t2≥t36即vlgMmmgMv2)(21，则μ2≥glMmMv)(22所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数μ2≥glMmMv)(22．（3）设绳子的拉力为T，物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为s3，则有：T—μ1mg=0、s3=vt3=2l由功的计算公式得：WT=Ts3=2Mv2，所以绳的拉力做功为2Mv2．（或W=△E，W22122)(21MvglmMmglMv）16.（1）小物块受到向左的电场力和滑动摩擦力作减速运动，小车受摩擦力向右做加速运动．设小车和小物块的加速度分别为a1、a2，由牛顿第二定律得对小车μm2g=m1a1、a1=2m/s2对小物块qE1+μm2g=m2a2、a2=10m/s2设t1时刻小车与小物块速度相同，则vt=v0－a2t1=a1t1、解得t1=0.5s、vt=1m/s当两物体达共同速度后系统只受电场力，则由牛顿第二定律得qE1=(m1+m2)a3则a3=2m/s2设两者摩擦力达最大静摩擦力，小车和小物块做减速运动的加速度分别为a4、a5，则μm2g=m1a4、a4=2m/s2；qE1－μm2g=m2a5、a5=2m/s2；由于a3=a4=a5，故两者不会发生相对滑动，以共同加速度做减速运动，直到速度为零．小物块第一段运动的位移75.1222021avvstm，小物块第二段运动的位移25.0222共共avsm，小物块向右运动的最远位移s=s1+s2=2m．（2）当小车和小物块的速度减为零后，小物块的加速度qE2－μm2g=m2a6、a6=8m/s2小车的加速度μm2g=m1a7、a7=2m/s2设小车经过t2时间冲出电场，此时小车和小物块的速度分别为v3、v4对小物块22621taS722aSt小物块的速度24263tavm/s小车速度2214tavm/s冲出电场后，小物块做减速运动，小车做加速运动小车加速度μm2g=m1a8、a8=2m/s2小物块加速度a9=μg=4m/s2经过t3时间速度相同：vt=v3－a9t3=v4+a8t3解得vt=22m/s（3）m2从最右端出发向左运动到最左端的过程中qE2s－μm2gl=12(m1+m2)v2解得l=3m