第6章 力与运动章末综合测评（Word版，含解析）

第六章综合测评
(时间：90分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．在环绕地球运转的“天宫一号”空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是(　　)
A．哑铃 B．弹簧拉力器
C．单杠 D．跑步机
2．春天有许多人在广场上放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中．已知有风斜吹到风筝上时，空气分子撞击风筝表面，从而使风对风筝的压力垂直于风筝表面．下列图中，PQ代表风筝截面，OR代表风筝线，风向水平，风筝可能处于静止状态的是(　　)
　
A　　　　　B　　　　　C　　　　D
3．《水浒传》第七回“花和尚倒拔垂杨柳”中有这样一个情节：“众泼皮嫌一株绿杨树上的乌鸦叫．鲁智深相了一相，走到树前，把直裰脱了，用右手向下，把身倒缴着，却把左手拔住上截，把腰只一趁，将那株绿杨树带根拔起．”对这段话中描述的力学知识，理解正确的是(　　)
A．鲁智深对绿杨树施加了力，而绿杨树对鲁智深没有力的作用
B．鲁智深对绿杨树施加的力大于绿杨树对鲁智深施加的力
C．鲁智深对绿杨树施加的力等于绿杨树对鲁智深施加的力
D．条件不足，不能判断出鲁智深对绿杨树的力与绿杨树对鲁智深的力之间的关系
4．如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此时A和B的瞬时加速度分别为a1和a2，则(　　)
A．a1＝a2＝0　
B．a1＝a，a2＝0
C．a1＝a，a2＝a
D．a1＝a，a2＝－a
5．图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间，技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图，AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有AD＝DE＝15 m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动，g取10 m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为(　　)
甲　　　　　　　　　乙
A． s　　　B．2 s　　　C． s　　　D．2 s
6．在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)．则绳中拉力大小变化的情况是(　　)
A．先变小后变大 B．先变小后不变
C．先变大后不变 D．先变大后变小
7．如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，由力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则下列说法中正确的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．当F小于图中A点值时，物体的重力Mg＞F，物体不动
B．图中A点值即为物体的重力值
C．物体向上运动的加速度和力F成正比
D．图线延长和纵轴的交点B的数值等于该地的重力加速度
8．如图所示，在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平力将两长方形水泥制品P和Q夹紧，并以加速度a竖直向上搬起，P和Q的质量分别为2m和3m，水平力为F，P和Q间动摩擦因数为μ，在此过程中(　　)
A．P受到Q的摩擦力方向一定竖直向下
B．P受到Q的摩擦力大小为2μF
C．P受到Q的摩擦力大小为0.5m(g＋a)
D．P受到Q的摩擦力大小为1.5m(g＋a)
9．如图所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动．小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车之间的动摩擦因数为μ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是(　　)
A．μmg　 　B．　 　C．μ(M＋m)g　 　D．ma
10．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2．由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(　　)
A．m＝0.5 kg B．m＝1.5 kg
C．μ＝0.4 D．μ＝0.2
二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答)
11．(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车的质量不变，改变小车所受的作用力，测得的数据见下表．
组别 1 2 3 4 5
F/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
a/(m·s－2) 0.40 0.83 1.18 1.58 2.00
(1)如图所示的坐标纸上已描出了部分数据点，请在坐标纸上描出第2、4组数据对应的点，然后作出a F图象．
(2)由所作图线可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度a与作用力F成________比．
(3)当研究加速度与物体质量的关系时，应保持________不变，改变小车的质量来进行实验．
12．(8分)某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系．
(1)(多选)下列做法正确的是________(填字母代号)．
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量．
(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(均选填“大于”“小于”或“等于”)
13．(10分)我国《侵权责任法》第87条“高空坠物连坐”条款规定：建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿．近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了赔偿．假设质量为5.0 kg的物体，从离地面36 m高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3 s落地．(g取10 m/s2)求：
(1)物体下落的加速度的大小；
(2)下落过程中物体所受阻力的大小．
14．(10分)如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，细绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA＝8 kg和mB＝2 kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.1，物块B距地面的高度h＝0.15 m，桌面上部分的绳足够长．现将物块B从h高处由静止释放，直至A停止运动．求A在水平桌面上运动的时间．(g取10 m/s2)
15．(12分)美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6 000 m的高空后，让其由静止开始下落，以模拟一种微重力的环境，下落过程中飞艇所受空气阻力仅为其重力的0.04倍，这样持续25 s之久，大学生们就可以进行微重力影响的实验．25 s之后，飞艇向下做匀减速运动，若要求飞艇在离地面高度500 m时速度要减小为零，重力加速度g取10 m/s2，试计算：
(1)飞艇在25 s内所下落的高度；
(2)飞艇做匀减速运动的过程中，飞艇的加速度大小．
16．(14分)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s．当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．
参考答案：
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．在环绕地球运转的“天宫一号”空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是(　　)
A．哑铃 B．弹簧拉力器
C．单杠 D．跑步机
B　[由于环绕地球运转，在空间站中的物体处于完全失重状态，依靠重力作用进行训练的哑铃和单杠不能使用了，跑步机由于需要摩擦力才能工作，而没有压力就没有摩擦力，所以也不能进行工作，选项B正确．]
2．春天有许多人在广场上放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中．已知有风斜吹到风筝上时，空气分子撞击风筝表面，从而使风对风筝的压力垂直于风筝表面．下列图中，PQ代表风筝截面，OR代表风筝线，风向水平，风筝可能处于静止状态的是(　　)
　
A　　　　　B　　　　　C　　　　D
B　[风筝受到三个共点力而平衡．风对风筝的作用力垂直于风筝平面向上，重力竖直向下，如图所示．则线的拉力方向只能在图中所示θ角的范围内，选项B正确．]
3．《水浒传》第七回“花和尚倒拔垂杨柳”中有这样一个情节：“众泼皮嫌一株绿杨树上的乌鸦叫．鲁智深相了一相，走到树前，把直裰脱了，用右手向下，把身倒缴着，却把左手拔住上截，把腰只一趁，将那株绿杨树带根拔起．”对这段话中描述的力学知识，理解正确的是(　　)
A．鲁智深对绿杨树施加了力，而绿杨树对鲁智深没有力的作用
B．鲁智深对绿杨树施加的力大于绿杨树对鲁智深施加的力
C．鲁智深对绿杨树施加的力等于绿杨树对鲁智深施加的力
D．条件不足，不能判断出鲁智深对绿杨树的力与绿杨树对鲁智深的力之间的关系
C　[鲁智深对绿杨树施加的力与绿杨树对鲁智深施加的力是作用力与反作用力，大小始终相等，故选项C正确，A、B、D错误．]
4．如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此时A和B的瞬时加速度分别为a1和a2，则(　　)
A．a1＝a2＝0　
B．a1＝a，a2＝0
C．a1＝a，a2＝a
D．a1＝a，a2＝－a
D　[两物体在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时，弹簧的弹力F弹＝m1a，在力F撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m1a，因此对A来讲，加速度此时仍为a，对B物体，取向右为正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－a，所以D项正确．]
5．图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间，技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图，AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有AD＝DE＝15 m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动，g取10 m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为(　　)
甲　　　　　　　　　乙
A． s　　　B．2 s　　　C． s　　　D．2 s
C　[如图所示，设斜面坡角为θ，取AE中点为F，则AE＝2AF＝30sin θ，物体做匀加速直线运动，对物体受力分析，受重力和支持力，将重力沿着平行斜面和垂直斜面正交分解，根据牛顿第二定律，有mgsin θ＝ma，解得a＝gsin θ；根据速度—位移公式，有AE＝at2，解得t＝ s，故C正确．]
6．在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色．如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)．则绳中拉力大小变化的情况是(　　)
A．先变小后变大 B．先变小后不变
C．先变大后不变 D．先变大后变小
C　[本题可用力的正交分解来处理，轻绳的一端在支架弧形部分从B点向外移动的过程中，由于轻绳组成的张角变大，而悬挂的物体的重力保持不变，故轻绳上的张力变大，当轻绳的移动端在支架竖直部分移动的过程中，由于张角保持不变，故张力也保持不变，所以选项C正确．]
7．如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，由力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则下列说法中正确的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．当F小于图中A点值时，物体的重力Mg＞F，物体不动
B．图中A点值即为物体的重力值
C．物体向上运动的加速度和力F成正比
D．图线延长和纵轴的交点B的数值等于该地的重力加速度
ABD　[当0≤F≤Mg时，物体静止，选项A正确；当F＞Mg时，即能将物体提离地面，此时F－Mg＝Ma，a＝－g，A点表示的意义为F＝Mg，选项B正确；由图象知，a与F是线性关系不是正比关系，选项C错误；由a＝－g关系式可知，F＝0时a＝－g，选项D正确．]
8．如图所示，在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平力将两长方形水泥制品P和Q夹紧，并以加速度a竖直向上搬起，P和Q的质量分别为2m和3m，水平力为F，P和Q间动摩擦因数为μ，在此过程中(　　)
A．P受到Q的摩擦力方向一定竖直向下
B．P受到Q的摩擦力大小为2μF
C．P受到Q的摩擦力大小为0.5m(g＋a)
D．P受到Q的摩擦力大小为1.5m(g＋a)
AC　[设每只手与水泥制品的摩擦力大小均为f1，设P受到Q的摩擦力大小为f2、方向竖直向上．对P、Q整体及P分别应用牛顿第二定律有2f1－5mg＝5ma，f1＋f2－2mg＝2ma，联立解得f2＝－0.5m(g＋a)，负号说明P受到Q的摩擦力方向向下，A、C正确．]
9．如图所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动．小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车之间的动摩擦因数为μ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是(　　)
A．μmg　 　B．　 　C．μ(M＋m)g　 　D．ma
BD　[木块与小车无相对滑动，故a相同，对木块、小车整体F＝(M＋m)a，故a＝．木块与整体加速度相同也为a，对木块：f＝ma，即f＝，隔离木块，又由牛顿第二定律，f＝ma，故B、D正确．]
10．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2．由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(　　)
A．m＝0.5 kg B．m＝1.5 kg
C．μ＝0.4 D．μ＝0.2
AC　[由F t图和v t图可得，物块在2 s到4 s内所受外力F1＝3 N，物块做匀加速运动，a＝＝ m/s2＝2 m/s2，
F1－f＝ma，即3－10μm＝2m ①
物块在4 s到6 s所受外力F2＝2 N，物块做匀速直线运动，
则F2＝f，F2＝μmg，即10μm＝2． ②
由①②解得m＝0.5 kg，μ＝0.4，故选项A、C正确．]
二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答)
11．(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车的质量不变，改变小车所受的作用力，测得的数据见下表．
组别 1 2 3 4 5
F/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
a/(m·s－2) 0.40 0.83 1.18 1.58 2.00
(1)如图所示的坐标纸上已描出了部分数据点，请在坐标纸上描出第2、4组数据对应的点，然后作出a F图象．
(2)由所作图线可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度a与作用力F成________比．
(3)当研究加速度与物体质量的关系时，应保持________不变，改变小车的质量来进行实验．
解析：(1)如图所示，根据表格中的数据在坐标纸上描点，连线时注意舍弃误差较大的点，不在图线上的点要均匀分布在图线两侧．
(2)由(1)所作图线是一条倾斜直线，所以可以判断加速度a和作用力F成正比．
(3)本实验过程采用了控制变量法的思想，在研究加速度和质量的关系时，应该保持物体所受的作用力不变．
答案：(1)见解析　(2)正　(3)小车所受作用力
12．(8分)某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系．
(1)(多选)下列做法正确的是________(填字母代号)．
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量．
(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(均选填“大于”“小于”或“等于”)
解析：(1)探究加速度与力、质量的关系时，牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后，改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力．选项A、D正确，选项B、C错误．
(2)设木块的质量为M，砝码桶及桶内砝码的总质量为m，根据牛顿第二定律，有a＝，牵引小车的拉力F＝Ma＝．要使F＝mg，则M≈M＋m，即要求m M．
(3)对于木块，根据牛顿第二定律，得a＝＝－μg，故a F图象的斜率反映了木块质量的倒数．有＞，所以m甲＜m乙．当F＝0时，a＝－μg，即a F图象在a轴上的截距为－μg，所以－μ甲g＜－μ乙g，即μ甲＞μ乙．
答案：(1)AD　(2)远小于　(3)小于　大于
13．(10分)我国《侵权责任法》第87条“高空坠物连坐”条款规定：建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿．近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了赔偿．假设质量为5.0 kg的物体，从离地面36 m高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3 s落地．(g取10 m/s2)求：
(1)物体下落的加速度的大小；
(2)下落过程中物体所受阻力的大小．
解析：(1)由x＝at2得，a＝＝8 m/s2，
物体下落的加速度大小为8 m/s2．
(2)根据牛顿第二定律得，mg－Ff＝ma，解得，Ff＝10 N，
下落过程中物体所受阻力的大小为10 N．
答案：(1)8 m/s2　(2)10 N
14．(10分)如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，细绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA＝8 kg和mB＝2 kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.1，物块B距地面的高度h＝0.15 m，桌面上部分的绳足够长．现将物块B从h高处由静止释放，直至A停止运动．求A在水平桌面上运动的时间．(g取10 m/s2)
解析：B落地前，以B为研究对象，由牛顿第二定律得mBg－T＝mBa1，
同理，以A为研究对象，T－f＝mAa1，NA－mAg＝0，且f＝μNA，
解得a1＝1.2 m/s2．
B落地前做匀加速直线运动，位移h＝a1t，解得t1＝＝0.5 s，匀加速运动的末速度v＝a1t1＝0.6 m/s．
B落地后，A在摩擦力作用下做匀减速运动，
由f＝mAa2得a2＝＝μg＝1 m/s2．
A做匀减速运动的时间t2＝＝0.6 s．
A在水平桌面上运动的时间t＝t1＋t2＝1.1 s．
答案：1.1 s
15．(12分)美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6 000 m的高空后，让其由静止开始下落，以模拟一种微重力的环境，下落过程中飞艇所受空气阻力仅为其重力的0.04倍，这样持续25 s之久，大学生们就可以进行微重力影响的实验．25 s之后，飞艇向下做匀减速运动，若要求飞艇在离地面高度500 m时速度要减小为零，重力加速度g取10 m/s2，试计算：
(1)飞艇在25 s内所下落的高度；
(2)飞艇做匀减速运动的过程中，飞艇的加速度大小．
解析：(1)设飞艇在25 s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得：
mg－f＝ma1，
解得：a1＝＝m/s2＝9.6 m/s2，
所以飞艇在25 s内下落的高度为
h1＝a1t2＝3 000 m．
(2)25 s后，飞艇将做匀减速运动，开始减速时飞艇的速度v＝a1t＝9.6×25 m/s＝240 m/s，
减速运动下落的高度
h2＝6 000 m－3 000 m－500 m＝2 500 m．
减速运动时飞艇的加速度大小a2＝＝11.52 m/s2．
答案：(1)3 000 m　(2)11.52 m/s2
16．(14分)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s．当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．
解析：设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得
μ0mg＝ma0 ①
s＝v0t0＋　 ②
式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度．
设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ，依题意有
μ＝μ0 ③
设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得
μmg＝ma　 ④
s＝vt0＋　 ⑤
联立①②③④⑤式并代入题给数据得
v＝20 m/s．
答案：20 m/s
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