2013届《与名师对话》新课标高考物理总复习(人教版)课时作业

课时作业(九)(分钟：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题7分，共63分)1．(2011·东城区检测)在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m的物体．当电梯静止时，弹簧被压缩了x；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了x10.则电梯运动的情况可能是()A．以大小为1110g的加速度加速上升B．以大小为110g的加速度减速上升C．以大小为110g的加速度加速下降D．以大小为110g的加速度减速下降[解析]当电梯静止时，弹簧被压缩了x，则kx＝mg；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了x10，则物体所受的合外力为F＝mg10，方向竖直向上，由牛顿第二定律知加速度为a＝Fm＝110g，方向竖直向上．若电梯向上运动，则电梯以大小为110g的加速度加速上升；若电梯向下运动，则电梯以大小为110g的加速度减速下降，A、B、C错误，D正确．[答案]D2．(2011·郑州模拟)在由静止开始向上运动的电梯里，某同学把一测量加速度的小探头(重力不计)固定在一个质量为1kg的手提包上进入电梯，到达某一楼层后停止．该同学将采集到的数据分析处理后列在下表中：物理模型匀加速直线运动匀速直线运动匀减速直线运动时间段(s)3.083.0加速度(m/s2)0.400－0.40为此，该同学在计算机上画出了很多图象，请你根据上表数据和所学知识判断下图所示的图象(设F为手提包受到的拉力，取g＝9.8m/s2)中正确的是()[解析]由题意可知，电梯在14s内一直向上运动，位移x一直增大，故D错误；前3s做匀加速直线运动，最后3s做匀减速直线运动，加速度大小不随时间改变，故B错误，A正确；由F1－mg＝ma1，F1＝m(g＋a1)＝10.2N，中间8s内，F2＝mg＝9.8N，最后3s内，F3－mg＝ma2，F3＝m(g＋a2)＝9.4N，故C正确．[答案]AC3．为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境．在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态．现要求一架飞机在速度大小为v1＝500m/s时进入失重状态试验，在速度大小为v2＝1000m/s时退出失重状态试验．重力加速度g＝10m/s2.则下列说法可能正确的是()A．飞机需要模拟竖直上抛运动B．飞机需要模拟向上加速运动C．完全失重状态的时间可能是150sD．完全失重状态的时间可能是30s[解析]当加速度方向向下时飞机处于失重状态，故A对，B错，取向上为正．由t＝v2＋v1g＝150s，故C对，D错．[答案]AC4．(2011·唐山期末)光滑水平面上的质量不同物块m1、m2，用轻质弹簧秤相连．现用方向相反的水平力F1＝10N、F2＝6N分别作用于物块m1和m2，如图所示．若弹簧秤的示数为Ff，则Ff可能的数值是()A．4NB．9NC．8ND．16N[解析]对m1、m2整体a＝F1－F2m1＋m2＝4m1＋m2对于m1F1－Ff＝m1a∴Ff＝F1－4m1m1＋m2由上式知4Ff10又由于m1≠m2故Ff不能等于8N所以只有B正确．[答案]B5．(2011·河北省南宫中学第一次月考)如图，U形槽放在水平桌面上，物体M放于槽内静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体的质量为0.5kg，与槽底之间无摩擦，使槽与物体M一起以6m/s2的加速度向左水平运动时()A．弹簧对物体的压力为零B．物体对左侧槽壁的压力等于零C．物体对左侧槽壁的压力等于3ND．弹簧对物体的压力等于6N[解析]槽与物体一起向左加速运动时，由牛顿第二定律可知物体所受的合外力F＝ma＝3N，物体在静止时，弹簧对它的压力为3N，刚好提供其做加速运动的合外力，故此时物体受到左侧槽壁对其的支持力应为零，则物体对左侧壁的作用力也为零，故选项B正确．[答案]B6．(2010·池州模拟)某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型，一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1tanθ，BC段的动摩擦因数μ2tanθ，他从A点开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态．则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中()A．地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右B．地面对滑梯始终无摩擦力作用C．地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小D．地面对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的总重力的大小[解析]小朋友在AB段沿滑梯向下匀加速下滑，在BC段向下匀减速下滑，因此小朋友和滑梯组成的系统水平方向的加速度先向左后向右，则地面对滑梯的摩擦力即系统水平方向合外力先水平向左，后水平向右，A正确，B错误；系统在竖直方向的加速度先向下后向上，因此系统先失重后超重，故地面对滑梯的支持力的大小先小于后大于小朋友和滑梯的总重力的大小，C、D错误．[答案]A7．(2011·泰州模拟)如下图所示，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力F，F－t关系图象如下图乙所示．两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止．则()A．两物体做匀变速直线运动B．两物体沿直线做往复运动C．B物体所受摩擦力的方向始终与力F的方向相同D．t＝2s到t＝3s这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小[解析]由于两物体在F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则有F＝(mA＋mB)a，对B有Ff＝mBa，由F－t图象可知，F随时间变化，则a随时间变化，A项错，C项正确；A、B先沿正方向做加速度增大的变加速运动，再做加速度逐渐减小的变加速运动，然后做加速度增大的变减速运动，再做加速度逐渐减小的变减速运动至速度为0，整个过程中运动方向不变，B项错；2s～3s的时间内，F逐渐增大，a增大，Ff增大，D项错．[答案]C8．(2011·东北三校联考)如图所示，质量为m1＝2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M＝5kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g＝10m/s2，下列正确的是()A．物体A处于失重状态，加速度大小为10m/s2B．物体A处于超重状态，加速度大小为20m/s2C．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5ND．轻绳对定滑轮的作用力大小为80N[解析]取A、B、C为整体，由牛顿第二定律得(M＋m2)g－m1g＝(M＋m1＋m2)a，则加速度为a＝5m/s2，AB错；隔离C有m2g－FN＝m2a，即FN＝5N，C对；隔离A有T－m1g＝m1a，即T＝30N，所以轻绳对定滑轮的作用力大小为2T＝60N，D错．[答案]C9．(2011·苏北四市调研)如图所示，长方体物块C置于水平地面上，物块A、B用不可伸长的轻质细绳通过滑轮连接(不计滑轮与细绳之间的摩擦)，A物块与C物块光滑接触，整个系统中的A、B、C三个物块在水平恒定推力F作用下从静止开始以相同的加速度一起向左运动．下列说法正确的是()A．B物块与C物块之间的接触面可能是光滑的B．若推力F增大，则细绳对B物块的拉力必定增大C．若推力F增大，则定滑轮所受压力必定增大D．若推力F增大，则C物块对A物块的弹力必定增大[解析]对A物块，在竖直方向重力与拉力平衡，B物块在水平方向上可能受到静摩擦力的作用，有FT－FCB＝mBa，解得FCB＝FT－mBa＝mAg－mBa，当mAg＝mBa，静摩擦力FCB为零，所以A正确，B错误；若推力F增大，系统的加速度增大，因拉力不变，所以定滑轮所受压力不变，C错误；而对于A物块，在水平方向受到的弹力产生加速度，所以C物块对A物块的弹力增大，D正确．[答案]AD二、非选择题(共37分)10．(11分)(2011·上海华师大二附中第一次月考)雨点受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比，与雨点下落的速度v的平方成正比，即f＝kSv2(其中k为比例系数)．雨点接近地面时近似看作匀速直线运动，重力加速度为g.若把雨点看做球形，其半径为r，球的体积为43πr3，设雨点的密度为ρ，求：(1)每个雨点最终的运动速度vm(用ρ、r、g、k表示)；(2)雨点的速度达到12vm时，雨点的加速度a为多大？[解析](1)当f＝mg时，雨点达到最终速度vm，则kSv2m＝mgkπr2v2m＝ρ43πr3g，得vm＝4ρrg3k(2)由牛顿第二定律得，mg－f＝ma则mg－kS(vm2)2＝ma解得mg－kSv2m4＝ma，即a＝34g.[答案](1)vm＝4ρrg3k(2)a＝34g.11．(12分)(2011·宝鸡质检)传送带在工农业生产中有着广泛的应用，如图所示就是利用传送带将货物“搬运”到大卡车上的示意图．已知传送带的AB段长为L1，与水平面间夹角为θ，BC段水平且长为L2.现将货物轻放在传送带A端，货物与传送带间的动摩擦因数为μ，且μtanθ.当货物到达传送带水平部分的C点时，恰好与传送带保持相对静止(假设货物经过B点瞬间速度大小不变，且不脱离传送带)．求传送带匀速运动的速度是多少？[解析]由题意可知，当货物到达传送带水平部分的C点时，刚好与传送带保持相对静止，说明货物在传送带的AB，BC部分的运动都是加速运动．设货物的质量为m，在AB段和BC段的加速度分别为a1和a2，则由牛顿第二定律得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma1①μmg＝ma2②对货物在AB段和BC段由运动学公式得：v2B＝2a1L1③v2C－v2B＝2a2L2④联立解得vC＝2μgcosθ－gsinθL1＋2μgL2⑤[答案]2μgcosθ－gsinθL1＋2μgL212．(14分)(2012·洛阳市期中)如图所示，一质量为M＝4kg，长为L＝2m的木板放在水平地面上，已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1，在此木板的右端上还有一质量为m＝1kg的铁块，且视小铁块为质点，木板厚度不计；今对木板突然施加一个水平向右的拉力．(1)若不计铁块与木板间的摩擦，且拉力大小为6N，则小铁块经多长时间将离开木板？(2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2，铁块与地面间的动摩擦因数为0.1，要使小铁块对地的总位移不超过1.5m，则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件？(g＝10m/s2)[解析](1)对木板受力分析，由牛顿第二定律得：F－μ(M＋m)g＝MaL＝12at2解得：t＝4s.(2)相对地面：铁块在木板上时：μ1mg＝ma1，铁块在地面上时：μ2mg＝ma2，木板：F－μ1mg－μ2(M＋m)g＝Ma3设铁块从木板上滑下时的速度为v1，则相对于地面位移有：2a1x1＝v212a2x2＝v21并且满足x1＋x2≤1.5m设铁块在木板上滑行的时间为t2，则铁块从木板上滑下时对地面位移x1＝12a1t21木板对地面位移x＝12a3t21x＝x1＋L联立解得F≥47N.[答案](1)4s(2)F≥47N拓展题：如图所示为一物体在水平拉力作用下在水平面上做直线运动的加速度随力变化的图象，取g＝10m/s2，试求：(1)根据图中所提供的数据信息，求出物体的质量和物体与水平面间的动摩擦因数；(2)如果加速度随力变化的图线由原来的位置平移到图中虚线位置，请通过计算说明是物体的质量发生了变化还是接触面的动摩擦因数发生了变化？[解析](1)根据物体在水平面上运动的受力分析和牛顿第二定律得：F－μmg＝ma从图中取两组数据代入得：5－10μm＝8m①2－10μm＝2m②联立①②解得：m＝0.5kg，μ＝0.2(2)由图象和解题原理可以看出，图象实际上是函数a＝1mF－μg的线性关系图象所以图线的斜率是质量的倒数，所以1m＝8－05－1＝6－05－2＝2，m＝0.5kg，所以质量不变图线在a轴上的截距为－μg，即－μ1g＝－2，μ1＝0.2，－μ2g＝－4，μ2＝0.4，所以改变的是接触面的动摩擦因数．[答案](1)0.5kg0.2(2)接触面的动摩擦因数发生变化