2012【优化方案】精品练：物理教科必修1第3章章末综合检测

(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)
1．从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为(　　)
A．牛顿第二定律不适用于静止物体
B．桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到
C．推力小于静摩擦力，加速度是负的
D．桌子所受的合力为零
解析：选D.牛顿第二定律F＝ma中的F是指物体受到的合外力，推桌子推不动，说明桌子还要受到其他力的作用，在本题中，桌子还要受到地面给它的静摩擦力，F＝f，所以桌子所受合外力为零，桌子没有动．
2．(2011年高考浙江卷)如图3－6所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑．则下列说法正确的是(　　)
图3－6
A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
解析：选C.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，故选项A错误．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误。设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲>m乙，则由a＝得，a甲3. 一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量m＝15 kg的重物，重物静止于地面上，有一质量为10 kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图3－7所示，不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为(g取10 m/s2)(　　)
图3－7
A．25 m/s2 B．5 m/s2
C．10 m/s2 D．15 m/s2
解析：选B.重物离开地面的临界情况是重物对地面无压力，即绳对重物的拉力F等于重物重力，即F＝mg，故猴子对绳的拉力不能大于mg，临界值等于mg.
对猴子：F－m′g＝m′a，其中m′是猴子的质量，代入数据，解以上各式得：a＝5 m/s2，即B正确．
4．铅球从运动员手中抛出后做轨迹为抛物线的运动，倘若在空中飞行时，地球的引力突然消失，不计空气阻力，那么铅球此后将(　　)
A．立即停止 B．慢慢停下来
C．仍做曲线运动 D．做匀速直线运动
答案：D
5．如图3－8，在热气球下方开口处燃烧液化气，使热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空．分析这一过程，下列表述正确的是(　　)
图3－8
①气球内的气体密度变小，所受重力也变小
②气球内的气体密度不变，所受重力也不变
③气球所受浮力变大
④气球所受浮力不变
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：选B.气球内部温度升高，气体的密度减小，故气球内气体的重力减小；气球本身大小不变，排开外部空气的体积不变，由F浮＝ρ空gV排可知浮力不变，所以选项B正确．
6．如图3－9所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动，不计其他外力及空气阻力，则其中一个质量为m的土豆A受其他土豆对它的总作用力大小应是(　　)
图3－9
A．mg B．μmg
C．mg D．mg
解析：选C.
土豆A受周围土豆的力的作用无法一一分析．对整体由牛顿第二定律得：
μMg＝Ma，
解得：a＝μg.(方向水平向左)
对土豆A受力分析如图所示，所以
F其他＝＝mg，C选项正确．
7．如图3－10所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为(　　)
图3－10
A．g B.g
C．0 D.g
解析：选D.以整体为研究对象，所受合外力为(M＋m)g，根据牛顿第二定律：(M＋m)g＝Ma′＋ma
因M始终没有运动，所以a′＝0，故a＝g，所以D对．
8．在平直公路上，汽车由静止开始做匀变速直线运动，当速度达到v＝10 m/s时立即关闭发动机滑行，直到停止，运动过程的v－t图像如图3－11所示，设汽车牵引力大小为F，阻力大小为f，则 (　　)
图3－11
A．F∶f＝1∶3
B．F∶f＝3∶1
C．F∶f＝4∶1
D．F∶f＝1∶4
解析：选B.由v－t图像可知，匀加速运动时，加速度a1＝1 m/s2，匀减速运动时加速度a2＝－0.5 m/s2，由牛顿第二定律可得F－f＝ma1，－f＝ma2，所以F∶f＝(a1－a2)∶(－a2)＝3∶1，B正确．
9．如图3－12所示光滑水平面上有甲、乙两物体用绳拴在一起，受水平拉力F1、F2作用，已知F1图3－12
A．若撤去F1，甲的加速度一定增大
B．若撤去F2，乙的加速度一定增大
C．若撤去F1，绳的拉力一定减小
D．若撤去F2，绳的拉力一定减小
解析：选B.由牛顿第二定律得：F2－F1＝(m甲＋m乙)a，对乙单独分析：F2－F＝m乙a，撤去F1后，F2＝(m甲＋m乙)a′，F2－F′＝m乙a′，可比较得出：a′>a，甲的加速度一定增大，A正确，F′F1，撤去F2后甲向左加速，F1>F″，可见撤去F2以后，绳的拉力一定减小，D正确．
10．(2011年唐山市模拟)几位同学为了探究电梯起动和制动时的运动状态变化情况，他们将体重计放在电梯中，一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层．用照相机进行了相关记录，如图3－13所示．图1为电梯静止时体重计的照片，图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片．根据照片推断正确的是(　　)
图3－13
A．根据图2推断电梯一定处于加速上升过程，电梯内同学可能处于超重状态
B．根据图3推断电梯一定处于减速下降过程，电梯内同学可能处于失重状态
C．根据图4推断电梯可能处于减速上升过程，电梯内同学一定处于失重状态
D．根据图5推断电梯可能处于减速下降过程，电梯内同学一定处于超重状态
解析：选CD.由图1可知该同学体重约为46 kg，图2和图5体重计的读数约为50 kg，大于该同学体重，则一定具有向上的加速度，处于超重状态，电梯可能加速向上，也可能减速向下运动，故A项错、D项对．图3和图4中体重计读数约为42 kg，小于该同学的体重，说明电梯具有向下的加速度，处于失重状态，可能是加速下降或减速上升运动，故B项错．C项对．故选CD.
二、填空题(本题共2小题，每小题5分，共10分．按题目要求作答)
11．做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，主要的步骤有：
A．将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在光滑的水平长木板上．
B．打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，夹上夹子，让它们同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段相同时间内通过的位移大小．
C．分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小的关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系．
D．在小车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳．
E．在小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着数目不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量．
上述实验步骤，正确的排列顺序是________．
答案：A、E、D、B、C
12．某同学在探究加速度与力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m·s－2) 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
(1)根据表中的数据在坐标图3－14上作出a－F图像．
图3－14
(2)实验中所得a－F图线不通过坐标原点，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
答案：(1)如图所示
(2)平衡摩擦力时，木板的倾角过小或没有平衡摩擦力
三、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(9分)水平桌面上质量为1 kg的物体受到2 N的水平拉力，产生1.5 m/s2的加速度，若水平拉力增至4 N，则物体将获得多大的加速度？(g取10 m/s2)
解析：物体受力如图所示，
当拉力为2 N时：
2－f＝ma1①
当拉力为4 N时：
4－f＝ma2②
联立①②代入数据解得：
a2＝3.5 m/s2.
答案：3.5 m/s2
14．(9分)如图3－15所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m．木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面．求：
图3－15
(1)木块下滑的加速度a的大小；
(2)画出木块的受力示意图(画在图右边的木块上)；
(3)木块与墙壁之间的滑动摩擦因数(g取10 m/s2)．
解析：(1)由H＝at2，得a＝＝3 m/s2.
(2)如图所示．
(3)由牛顿第二定律
a＝＝＝
得μ＝＝0.21.
答案：(1)3 m/s2　(2)见解析　(3)0.21
15. (10分)用力F提拉用细绳连在一起的A、B两物体，以5 m/s2的加速度匀加速竖直上升，如图3－16所示，已知A、B的质量分别为1 kg和2 kg，绳子所能承受的最大拉力是35 N，(g＝10 m/s2)求：
图3－16
(1)力F的大小是多少？
(2)为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度为多少？
解析：(1)整体法求F
由牛顿第二定律得：
F－(mA＋mB)g ＝(mA＋mB)a
∴F＝(mA＋mB)(g＋a)＝(1＋2)×(10＋5) N＝45 N.
(2)绳恰好不被拉断时，绳对B的拉力为F′＝35 N，此时加速度最大
对B由牛顿第二定律得：
F′－mBg＝mBam
∴am＝＝ m/s2＝7.5 m/s2.
答案：(1)45 N　(2)7.5 m/s2
16. (12分)如图3－17所示，质量为5 kg的物块在水平拉力F＝15 N的作用下，从静止开始向右运动．物体与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2.求：
图3－17
(1)在力F的作用下，物体在前10 s内的位移；
(2)在t＝10 s末立即撤去力F，再经6 s物体还能运动多远？(g取10 m/s2)
解析：(1)物体在前10 s内受四个力：重力mg、支持力N、拉力F及滑动摩擦力f，如图所示．
根据牛顿第二定律有
N－mg＝0①
F－f＝ma1②
又f＝μN③
联立解得
a1＝＝ m/s2＝1 m/s2
由位移公式求出前10 s内的位移为
x1＝a1t2＝×1×102 m＝50 m.
(2)物体在10 s末的速度
v1＝a1t＝1×10 m/s＝10 m/s
10 s后物体做匀减速直线运动，其加速度大小为a2＝＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2
要考虑物体做匀减速运动最长能运动多长时间，设最长还能运动的时间为t′
t′＝＝ s＝5 s.
可见，物体经5 s就停下，故6 s内的位移
x2＝＝25 m.
答案：(1)50 m　(2)25 m