高中物理鲁科版必修一 作业 第6章 力与运动 章末检测 Word版含解析

一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分，每小题至少一个答案正确，选不全得2分)
1．伽利略的理想斜面实验证明了(　　)
A．要让物体运动必须施加力的作用，没有力的作用时，物体将静止
B．要使物体静止必须有力的作用，没有力的作用时物体将运动
C．物体不受外力的作用时，一定处于静止状态
D．如果物体不受外力作用时，总得保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
解析：伽利略通过“理想斜面”实验，通过逻辑推理得到的结论是：如果在水平面上运动的物体，不受任何摩擦力，则将会一直运动下去，因而物体的运动并不需要外力来维持．
答案：D
2．下列说法中正确的是 (　　)
A．物体运动速度越大，惯性越大
B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大
C．惯性是物体的固有属性，惯性大小只与质量有关
D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上的惯性小
解析：惯性是物体的固有属性，惯性大小仅与质量有关，与其他因素无关．故只有C正确．
答案：C
3．如图所示的情形中，涉及到牛顿第三定律原理的有(　　)
A．气垫船靠旋转的螺旋桨获得动力
B．战斗机在行进途中抛弃副油箱
C．喷水龙头自动旋转使喷水均匀
D．玩具火箭靠喷出火药飞上天空
解析：气垫船旋转的螺旋桨推动空气的作用力与空气推动螺旋桨的作用力(动力)是作用力和反作用力，A正确；战斗机在行进途中抛弃副油箱是为了减小惯性，提高灵活性，B错误；喷水龙头向外喷水的力与水对水龙头的力是作用力和反作用力，C正确；玩具火箭喷出火药的力与火药对火箭的力是作用力与反作用力，D正确．
答案：ACD
4．下列关于力和运动的关系的几种说法中，正确的是(　　)
A．物体所受的合外力不为零时，其速度不能为零
B．物体所受的合外力的方向，就是物体运动的方向
C．物体所受的合外力与物体运动速度无直接关系
D．物体所受的合外力不为零，则加速度一定不为零
解析：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，力与速度并无直接的关系．力与加速度是瞬时对应的关系，只要物体受到的合外力不为零，物体的加速度就不为零，但是速度却可以为零．
答案：CD
5．在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时，物体的(　　)
A．加速度越来越大，速度越来越大
B．加速度越来越小，速度越来越小
C．加速度越来越大，速度越来越小
D．加速度越来越小，速度越来越大
解析：开始时物体做匀加速直线运动，说明合力方向与速度方向相同．当合力逐渐减小时，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度在逐渐减小．但合力的方向始终与物体运动的方向相同，物体仍做加速运动，速度仍在增加，只是单位时间内速度的增加量在减小，即速度增加得慢了．正确选项为D.
答案：D
6．粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前进，则(　　)
A．拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力
B．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
C．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力
D．木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力
解析：作用力和反作用力是同种性质的一对力，所以选项A错误；平衡力是作用在同一物体上大小相等、方向相反的一对力，所以选项B、D错误．
答案：C
7．一气球吊着一重物，以7 m/s的速度上升，某时刻绳子突然断裂，则绳子断裂瞬间重物的速度v和加速度a分别为(　　)
A．v＝0　a＝0
B．v＝7 m/s　a＝0
C．v＝7 m/s　a＝10 m/s2
D．v＝0　a＝10 m/s2
解析：绳子断裂瞬间，速度v未改变，仍为7 m/s，重物只受重力，加速度a＝＝g＝10 m/s2，故C对．
答案：C
8.如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点，然后随跳板反弹，则：(　　)
A．运动员与跳板接触的全过程中既有超重状态也有失重状态
B．运动员把跳板压到最低点时，他所受外力的合力为零
C．运动员能跳得高的原因之一是因为跳板对他的作用力远大于他的重力
D．运动员能跳得高的原因之一是因为跳板对他的作用力远大于他对跳板的作用力
解析：运动员受到跳板的弹力N和重力G，当G>N，加速度向下，处于失重状态，运动员向下加速运动，N增大，加速度a减小；当N>G时，加速度向上，处于超重状态，运动向下做减速运动，N增大，加速度a增大；故A对，B错．运动员能跳得高的原因，是跳板的作用力远大于他的重力，故C对；跳板对运动员的作用力与运动员对跳板的作用力永远大小相等，故D错．
答案：AC
9. 如图所示，在光滑的水平地面上，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，A、B共同以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度大小分别为a1和a2，则(　　)
A．a1＝a2＝0
B．a1＝a，a2＝0
C．a1＝a，a2＝a
D．a1＝a，a2＝a
解析：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，所以只有D项正确．
答案：D
10. 如图所示，水平放置的传送带以速度v＝2 m/s向右运行，现将一小物体轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，若A端与B端相距6 m，求物体由A到B的时间(g＝10 m/s2)(　　)
A．2 s　　　 B．3.5 s
C．4 s D．2.5 s
解析：物体先做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：μmg＝ma①
a＝μg＝2 m/s2，加速时间t1＝＝ s＝1 s②
加速位移s1＝at＝×2×12 m＝1 m③
物体再做匀速运动，其运动时间t2＝＝ s＝2.5 s④
则物体由A到B的时间t＝t1＋t2＝3.5 s⑤
答案：B
二、实验题(本大题共2小题，共16分)
11．(6分) 如图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为砂桶和砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6 V，K是电键．
请指出图中的三处错误．
(1)_______________________________________________________________________．
(2)_______________________________________________________________________．
(3)_______________________________________________________________________．
解析：探究加速度与力、质量关系的实验中，在砂桶和砂的质量远小于滑块的质量时，认为砂桶和砂的重力等于滑块所受的合外力，因此实验时连接滑块的细线应与导轨平行；滑块的加速度是利用打点纸带获得的，电火花计时器使用的是220 V交流电；实验前滑块应靠近打点计时器，以便在纸带上打出更多的点．
答案：(1)B接滑块的细线应与导轨平行　(2)C滑块离电火花计时器太远　(3)E电火花计时器用的是220 V的交流电，不能接直流电
12．(10分)如图所示为“用DISC位移传感器、数据采集器、计算机研究加速度和力的关系”的实验装置．
(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DISC测小车的加速度．
(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如图所示)．
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是
________________________________________________________________________．
②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：(1)因为要探索“加速度和力的关系”，所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力；(2)由于OA段a－F关系图线为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg＝Ma得a＝＝，而实际上a′＝，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M?m造成的．
答案：(1)小车的总质量　小车所受的外力　(2)①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比　②所挂钩码的质量没满足远远小于小车的质量
三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(10分)如图所示，一只质量为m的小猫，沿竖直方向的直杆以加速度a向上爬，求小猫对杆的作用力．
解析：以小猫为研究对象，小猫受两个力的作用，自身的重力mg(方向竖直向下)和杆对它的作用力F(方向竖直向上)．根据牛顿第二定律可得
F－mg＝ma，
F＝m(a＋g)，方向竖直向上．
又由牛顿第三定律可知：直杆对小猫的作用力和小猫对直杆的作用力是一对作用力和反作用力，故小猫对杆的作用力为F′＝F＝m(g＋a)，方向竖直向下．
答案：m(g＋a)　竖直向下
14．(12分)在平直公路上，以速度v0＝12 m/s匀速前进的汽车，遇紧急情况刹车后，轮胎停止转动在地面上滑行，经过时间t＝1.5 s汽车速度减小到v1＝6 m/s.(g＝10 m/s2)求：
(1)汽车刹车时加速度a的大小；
(2)开始刹车后，汽车在6 s内发生的位移s的大小；
(3)刹车时汽车轮胎与地面间的动摩擦因数μ.
解析：(1)对汽车刹车后做匀减速运动
v1＝v0＋at　代入数据得：a＝－4 m/s2
即汽车刹车时加速度的大小为4 m/s2.
(2)汽车刹车后运动的时间t＝＝3 s
所以，汽车在6 s内已经停下来
0－v＝2as　解得：s＝18 m.
(3)汽车刹车是地面摩擦力的作用，由牛顿第二定律得：
f＝μmg＝ma　解得：μ＝0.4.
答案：(1)4 m/s2　(2)18 m　(3)0.4
15. (10分)如图所示，传送带的倾角θ＝37°，从A→B长度为16 m，传送带以10 m/s的速率顺时针转动．在传送带上端A无初速地放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从A运动到B所需的时间是多少？(sin 37°＝0.6)
解析： 传送带顺时针转动，物体放到传送带上后物体相对传送带的运动方向向下，物体受的摩擦力方向沿斜面向上，受力分析如图所示，
由牛顿第二定律得
mgsin θ－μmgcos θ＝ma解得a＝2 m/s2
物体将保持这一加速度a滑至底端，
故有L＝at2，t＝ ＝ s＝4 s.
答案：4 s
16．(12分) 如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0 N，玩具的质量m＝0.5 kg，经过时间t＝2.0 s，玩具移动了距离s＝4.8 m.
(1)求玩具的加速度是多大？
(2)求玩具与地面之间的动摩擦因数？
(取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
解析：2秒末玩具的速度最大，由运动学公式
s＝a1t2可求得
a1＝ m/s2＝2.4 m/s2.
(2)对玩具受力分析，如图所示．取水平向右为正方向．根据牛顿第二定律可列式如下：
Fcos 53°－f＝ma1
Fsin 53°＋N＝mg
f＝μN
得μ＝0.67.
答案：(1)2.4 m/s2　(2)0.67