高中物理教科版必修一 作业 第三章 章末过关检测 Word版含解析

章末过关检测　
(时间：60分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题，每小题6分，共48分)
1．关于力、运动状态及惯性，下列说法正确的是(　　)
A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
B．一个运动的物体，如果不再受力，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C．伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去
D．车速越大，刹车后滑行的距离越长，所以惯性越大
解析：伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故A错误．一个运动的物体，它总会逐渐停下来，是因为物体受到了摩擦力，如果不受力，物体会永远运动下去，故B错误．伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去，故C正确．惯性只与质量有关，与速度无关，故D错误．
答案：C
2．如图所示，小明在做双脚跳台阶的健身运动，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是(　　)
A．小明在下降过程中(未着地)处于失重状态
B．小明起跳以后在上升过程中处于超重状态
C．小明落地时地面对他的支持力小于他的重力
D．起跳过程地面对小明的作用力就是他对地面的作用力
解析：超重还是失重要看加速度方向，若加速度方向向上即为超重，若加速度方向向下即为失重．小明在下降过程中因加速度向下，故失重，A正确；起跳以后的上升过程中加速度也向下，也是失重，B错误；小明落地时因减速下降，加速度向上，所以是超重，地面对他的支持力大于他的重力，C错误；起跳过程中地面对小明的作用力与他对地面的作用力是一对作用力与反作用力，不是同一个力，D错误．
答案：A
3．如图所示，BC为固定在小车上的水平横杆，质量为M的物块穿在杆上，靠摩擦力保持相对静止，物块通过轻细线悬吊着一个质量为m的小铁球，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而物块、小铁球均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大，物块始终和小车保持相对静止，当加速度增大到2a时(　　)
A．横杆对物块的摩擦力增大到原来的2倍
B．横杆对物块的弹力变大
C．细线与竖直方向的夹角增大到原来的2倍
D．细线的拉力增大到原来的2倍
解析：取物块和小铁球为一整体，进行受力分析，竖直方向上横杆对整体的支持力和整体所受的重力平衡，有N＝(M＋m)g，水平方向上，根据牛顿第二定律有f＝(M＋m)a，其中f表示横杆对物块的摩擦力，当加速度增大到2a后，横杆对物块的支持力保持不变，而横杆对物块的摩擦力增大到原来的2倍，选项A正确，B错误；隔离小铁球，以小铁球为研究对象，细线拉力的竖直分力与小铁球所受的重力平衡，细线拉力的水平力使小铁球产生加速度，当加速度增大到2a时，拉力的竖直分力不变，水平分力变为原来的2倍，故选项C、D错误．
答案：A
4．某人在地面上用体重计称得其体重为490 N．他将体重计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内体重计的示数如图所示，则电梯运行的v-t图像可能是(取电梯向上运动的方向为正)(　　)
解析：t0～t1时间段内，人失重，应向上减速或向下加速，B、C错；t1～t2时间段内，人匀速或静止；t2～t3时间段内，人超重，应向上加速或向下减速，A对，D错．
答案：A
5．如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为(　　)
A．0　　　　　　　　　　　 B.g
C．g D.g
解析：未撤离木板时，小球受重力G、弹簧的拉力F和木板的弹力N的作用处于静止状态，通过受力分析可知，木板对小球的弹力大小为mg.在撤离木板的瞬间，弹簧的弹力大小和方向均没有发生变化，而小球的重力是恒力，故此时小球受到重力G、弹簧的拉力F，合力与木板提供的弹力大小相等，方向相反，故可知加速度的大小为g，由此可知B正确．
答案：B
6．如图所示，中国三一重工的一台62米长的泵车，参与某次消防救火冷却作业，对泵车在水平面路面上以加速度a做匀加速运动的过程，下列分析正确的是
(　　)
A．泵车受到的重力和泵车对地面的压力是一对平衡力
B．轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车对地面的摩擦力
C．开车时要求系安全带是为了减小司机的惯性
D．若泵车发动机的牵引力增为原来的2倍时，泵车的加速度将大于2a
解析：泵车受到的重力和泵车对地面的压力的受力物体不同，不可能是一对平衡力，故A错误；轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加摩擦力，故B正确；惯性的量度是质量，系安全带不会改变司机的质量，故C错误；牵引力增为原来的2倍，阻力不变，所以加速度大于2a，故D正确．
答案：BD
7．如图所示，置于水平地面上的相同材料的质量分别为m和m0的两物体用细绳连接，在m0上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速直线运动，对两物体间细绳上的拉力，下列说法正确的是(　　)
A．地面光滑时，绳子拉力大小等于
B．地面不光滑时，绳子拉力大小等于
C．地面不光滑时，绳子拉力大于
D．地面不光滑时，绳子拉力小于
解析：地面光滑时，将两物体看成一个整体，则由牛顿第二定律可得：F＝(m＋m0)a，对m分析可得：T＝ma，联立解得：T＝；当地面不光滑时，将两者看成一个整体，可得F－μ(m＋m0)g＝(m＋m0)a，对m分析可得：T－μmg＝ma，联立可得T＝，故A、B正确．
答案：AB
8．如图所示为运送粮袋的传送装置，已知A、B间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋轻放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，以下说法正确的是(　　)
A．粮袋到达B点的速度可能大于、可能相等或小于v
B．粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动
C．若μ＜tan θ，则粮袋从A到B一直做加速运动
D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a＞gsin θ
解析：粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v，故A正确．粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmgcos θ，根据牛顿第二定律得，加速度a＝g(sin θ＋μcos θ)，故B错误．若μ＜tan θ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下，粮袋从A到B一直是做加速运动，可能是一直以g(sin θ＋μcos θ)的加速度匀加速；也可能先以g(sin θ＋μcos θ)的加速度匀加速，后以g(sin θ－μcos θ)的加速度匀加速，故C正确．由以上分析可知，粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动，故D错误．
答案：AC
二、非选择题(本题共4小题，共52分)
9．(12分)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线P、Q，并测出其间距d.开始时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F，然后释放木块，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t.
(1)木块的加速度可以用d和t表示为a＝________.
(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F的关系．下图中能表示该同学实验结果的是________．
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．
A．可以改变滑动摩擦力的大小
B．可以更方便地获取更多组实验数据
C．可以更精确地测出摩擦力的大小
D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
解析：(1)由d＝at2可得：a＝.
(2)由牛顿第二定律可知F－F0＝ma，
得a＝F－，当F>F0时，木块才产生加速度．随着继续向瓶中加水，矿泉水的质量不断增加，矿泉水瓶的质量不能远小于木块的质量，则图像出现弯曲，C选项正确．
(3)挂钩码的方法不能连续改变细绳拉力大小，因此不能准确测出摩擦力的大小，也不利于获得多组测量数据，故B、C正确．
答案：(1)　(2)C　(3)BC
10．(12分)如图所示，有一长度x＝1 m、质量M＝10 kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m＝4 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.25，要使物块在2 s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多少？(g取10 m/s2)
解析：小车和物块的运动情况如图所示，在物块运动到小车右端的过程中，小车发生的位移为x1，物块发生的位移为x2，取向右为正，以小车为研究对象，由牛顿第二定律得：μmg＝Ma1①
由匀变速运动的公式得：x1＝a1t2②
以物块为研究对象，由牛顿第二定律得：
F－μmg＝ma2③
由匀变速运动的公式得：x2＝a2t2④
由题意得：x2－x1＝x⑤
由①②③④⑤代入数据得：F＝16 N.
答案：16 N
11．(14分)如图甲所示，质量m＝1 kg的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体的加速度a与风速v的关系如图乙所示．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2.求：
　
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)比例系数k.
解析：(1)当v＝0时，有mgsin θ－μmgcos θ＝ma0
由题图读出a0＝4 m/s2，代入上式解得μ＝＝0.25.
(2)当v＝5 m/s时，加速度为零，有
mgsin θ－μN－kvcos θ＝0
又N＝mgcos θ＋kvsin θ
联立以上两式，解得
k＝≈0.84 kg/s.
答案：(1)0.25　(2)0.84 kg/s
12．(14分)如图所示，一小轿车从高为10 m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在距斜坡底端115 m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103 N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104 N，小轿车的质量为2 t，小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10 m/s2)．求：
(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；
(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
解析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得F1＋mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma1
代入数据得斜坡上小轿车的加速度a1＝3 m/s2
由v＝2a1x1＝
得行驶至斜坡底端时的速度v1＝10 m/s.
(2)在水平地面上加速时F2－μmg＝ma2
代入数据得a2＝2 m/s2
关闭油门后减速μmg＝ma3，代入数据得a3＝5 m/s2
关闭油门时轿车的速度为v2，
＋＝x2
得v2＝20 m/s，t＝＝5 s
即在水平地面上加速的时间不能超过5 s.
答案：(1)10 m/s　(2)5 s