20202021学年新教材高中物理第5章单元综合练习含解析鲁科版必修第一册

-1-第5章单元综合专题突破专练专题1分力、合外力、加速度和速度的关系1.(2019·湖北武汉江岸区调研)如图5-1所示,老鹰沿虚线MN斜向下减速俯冲的过程中,空气对老鹰的作用力可能是图中的()。图5-1A.F1B.F2C.F3D.F4答案：B解析：老鹰沿虚线MN做减速运动,合外力与初速度的方向相反,由受力分析可知,空气的阻力与重力的合力方向与MN反向,因此空气对老鹰的作用力可能是题图中的F2,B正确。2.(2019·山东莱芜一中质检)雨滴从空中由静止落下,若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大,图5-2中能大致反映雨滴运动情况的是()。图5-2答案：C解析：对雨滴进行受力分析可得mg-kv=ma,可知随雨滴速度的增大,雨滴做加速度减小的加速运动。3.(2019·山东城阳一中质检)让钢球从某一高度竖直落下进入透明液体中,如图5-3表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置。则下列说法正确的是()。-2-图5-3A.钢球进入液体中先做加速运动,后做减速运动B.钢球进入液体中先做减速运动,后做加速运动C.钢球在液体中所受的阻力先大于重力,后等于重力D.钢球在液体中所受的阻力先小于重力,后等于重力答案：C解析：由题图可知,钢球先做减速运动,后做匀速运动,选项A、B均错误;由运动情况可知受力情况,故选项C正确,选项D错误。4.(2019·山东日照调研)(多选)如图5-4所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的弹簧,则当木块接触弹簧后()。图5-4A.木块立即做减速运动B.木块在一段时间内速度仍可增大C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大D.弹簧压缩量最大时,木块加速度为零答案：BC解析：木块接触弹簧后向右运动,弹力逐渐增大,开始时恒力F大于弹簧弹力,合外力方向水平向右,与木块速度方向相同,木块速度不断增大,A项错误,B项正确;当弹力增大到与恒力F相等时,合力为零,速度增大到最大值,C项正确;之后木块由于惯性继续向右运动,但合力方向与速度方向相反,木块速度逐渐减小到零,此时,弹力大于恒力F,加速度大于零,D项错误。5.(2019·山东即墨一中月考)(多选)如图5-5所示,一轻质弹簧竖直放在水平地面上,小球由弹簧正上方某高度自由落下,与弹簧接触后,开始压缩弹簧,整个过程中弹簧处于弹性限度内,那么在小球压缩弹簧的过程中,下列说法正确的是()。图5-5-3-A.小球一直做减速运动,直到速度为零B.小球速度先增大,后减小,直到减为零C.小球加速度先减小,后增大D.小球加速度先增大,后减小答案：BC解析：小球压缩弹簧过程受两个力,重力mg和竖直向上的弹力F=kx。当小球重力大于弹簧的弹力时,小球的加速度a=g-𝑘𝑘𝑘,方向竖直向下,小球做加速度减小的加速运动,速度不断增大,直到mg=kx1时,加速度为零,速度最大;接下来弹簧的弹力大于重力,加速度a=𝑘𝑘𝑘-g,大小不断增大,方向竖直向上,速度不断减小,直到速度为零,知B、C正确,A、D错误。6.(2019·湖南长沙中学月考)一物体放在光滑水平面上,若物体仅受到沿水平方向的两个力F1和F2的作用。在两个力开始作用的第1s内物体保持静止状态,已知这两个力随时间的变化情况如图5-6所示,则()。图5-6A.在第2s内,物体做加速运动,加速度减小,速度增大B.在第3s内,物体做加速运动,加速度增大,速度减小C.在第4s内,物体做加速运动,加速度减小,速度增大D.在第6s内,物体处于静止状态答案：C解析：第1s内,物体保持静止状态,说明F1和F2的合力为零,即F1和F2大小相等。第2s与第3s内,合力从零逐渐增大,物体做加速度增大的加速运动。第4s与第5s内,合力由最大值开始减小,但物体仍做加速运动,加速度逐渐减小。到第5s末,速度达到最大值。第6s内,合力为零,物体匀速运动。故选项C正确。7.(2019·山东宁阳一中月考)(多选)如图5-7甲所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平拉力F的作用,F与时间t的关系如图5-7乙所示,设物块与地面之间的最大静摩擦力Ffm大小与滑动摩擦力大小相等,则下列说法中正确的是()。-4-图5-7A.t0时间内加速度最小B.t3时刻加速度最小C.t3时刻物块的速度最大D.t2时刻物块的速度最大答案：AD解析：在t0时间内物块保持静止,所以物块的加速度为零,即A正确;t1时刻物块加速度最大,在t3时刻物块做减速运动,加速度不为零,所以B、C错误;在t2时刻物块的加速度为零,速度最大,所以D正确。8.(2019·山东沂水一中月考)(多选)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图5-8所示。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()。图5-8A.t1B.t2C.t3D.t4答案：AC解析：已知质点在外力作用下做直线运动,根据它的速度—时间图像可知,当斜率和速度同为正或同为负时,质点所受合外力的方向与速度方向相同,即t1时刻和t3时刻。9.(2019·山东荣成一中月考)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图5-9所示。将蹦极过程简化为在竖直方向的运动,重力加速度为g。据图可知,此人在蹦极过程中的最大加速度约为()。-5-图5-9A.gB.2gC.3gD.4g答案：B解析：从题图可知,当人最后不动时,绳上的拉力为35F0,即mg=35F0,最大拉力为95F0,因此最大加速度为95F0-mg=ma,解得a=2g,B项正确。专题2牛顿运动定律的瞬时性10.(2019·上海七宝中学月考)(多选)如图5-10所示,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断,将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长量分别记为ΔL1和ΔL2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间()。图5-10A.a1=3gB.a1=0C.ΔL1=2ΔL2D.ΔL1=ΔL2答案：AC解析：剪断细线前,把a、b、c看成整体,细线上的拉力为T=3mg。因在剪断瞬间,弹簧未发生突变,因此a、b、c之间的作用力与剪断细线之前相同。则将细线剪断瞬间,对a隔离进行受力分析,由牛顿第二定律得3mg=ma1,得a1=3g,A正确,B错误;由胡克定律知2mg=kΔL1,mg=kΔL2,所以ΔL1=2ΔL2,C正确,D错误。11.(2019·湖南永州四中单元考)如图5-11所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3的质量为m,2、4的质量为M,两个系统均置于水平位置的光滑木-6-板上,并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g,则有()。图5-11A.a1=a2=a3=a4=0B.a1=a2=a3=a4=gC.a1=a2=g,a3=0,a4=𝑘𝑘𝑘gD.a1=g,a2=𝑘𝑘𝑘g,a3=0,a4=𝑘𝑘𝑘g答案：C解析：在抽出木板的瞬间,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a1=a2=g;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg,因此物块3满足mg=F,a3=0;由牛顿第二定律得物块4满足a4=𝑘𝑘𝑘𝑘=𝑘𝑘𝑘g,所以选项C正确。12.(2019·江苏南通模拟)(多选)如图5-12所示,A、B两球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面。在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是()。图5-12A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθB.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinθD.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零答案：BC-7-解析：设弹簧的弹力大小为F,由平衡条件可知,F=mgsinθ,烧断细线瞬间,弹簧弹力不变,故B球受力情况不变,加速度为零,B正确,A、D错误;以A为研究对象,由牛顿第二定律可得F+mgsinθ=maA,解得aA=2gsinθ,C正确。13.(2019·河南南洋质检)(多选)在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=2kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图5-13所示,此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2,下列说法正确的是()。图5-13A.此时轻弹簧的弹力大小为20NB.小球的加速度大小为8m/s2,方向向左C.若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度大小为10m/s2,方向向右D.若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度为零答案：ABD解析：未剪断轻绳时,水平面对小球的弹力为零,小球受到重力mg、轻绳的拉力FT和弹簧的弹力F作用而处于平衡状态。根据平衡条件得竖直方向上有FTcosθ=mg,水平方向上有FTsinθ=F,解得弹簧弹力F=mgtanθ=20N,A正确;剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡,即水平面支持力FN=mg,水平方向上弹簧的弹力保持不变,由牛顿第二定律得小球的加速度a=𝑘-𝑘𝑘N𝑘=20-0.2×202m/s2=8m/s2,方向向左,B正确;当剪断弹簧的瞬间,小球只受地面支持力和重力作用,且二力平衡,加速度为零,C错误,D正确。专题3局部与整体14.如图5-14所示,在光滑的水平面上有一段长度为L、质量分布均匀的绳子在水平向左的恒力F作用下做匀加速直线运动。绳子上某一点到绳子右端的距离为x,记该处的绳子张力大小为T,则图5-15中能正确描述T与x之间关系的图像是()。图5-14-8-图5-15答案：A解析：设单位长度的绳子质量为m0,则长度为x的这段绳子的质量为xm0。由整体法有F=Lm0a,隔离长度为x的这段绳子,有T=xm0a,联立两式得T=𝑘𝑘F,A正确。15.(经典全国卷Ⅱ)(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为23a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为()。A.8B.10C.15D.18答案：BC解析：设该列车厢与P相连的部分为P部分,与Q相连的部分为Q部分,设该列车厢有n节,Q部分为n1节,每节车厢质量为m,当加速度为a时,对Q有F=n1ma;当加速度为23a时,对P有F=(n-n1)m23a,联立得2n=5n1。当n1=2,n1=4,n1=6时,n=5,n=10,n=15,由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B、C正确。16.(2019·湖北麻城一中单元检测)如图5-16甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和2m的物块A、B用轻质弹簧相连,两个物块与水平面间的动摩擦因数相同。当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x1。如图5-16乙所示,当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时,弹簧的伸长量为x2,则x1∶x2等于()。图5-16A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.2∶3答案：C-9-解析：水平拉动时,对A、B整体,利用牛顿第二定律有F-μ(m+2m)g=3ma1,对物体A有kx1-μmg=ma1,可得x1=𝑘3𝑘;竖直提升时,对整体有F-3mg=3ma2,对物体A有kx2-mg=ma2,x2=𝑘3𝑘,故x1∶x2=1∶1,A项正确。17.物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面平行,如图5-17所示,当两者以相同的初速度沿粗糙固定斜面C一起向上做匀减速运动时()。图5-17A.A受到B的