全国100所名校单元测试示范卷

全国100所名校单元测试示范卷·高三·物理卷(四)第四单元　力与运动综合（教师用卷）

(90分钟　100分)

第Ⅰ卷　(选择题　共40分)

选择题部分共10小题。在每小题给出的四个选项中,1~6小题只有一个选项正确,7~10小题有多个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。

1.放在水平面上的物体在10 N的水平拉力的作用下做匀速直线运动,当撤去这个拉力后,物体将

A.匀速运动　　　　　　　　　　　　　　B.立即停止运动

C.产生加速度,做匀减速运动 D.产生加速度,做匀加速运动

解析:物体在10 N的水平拉力作用下匀速运动,可知物体受10 N的滑动摩擦力,撤去拉力后,物体在摩擦力的作用下做匀减速运动,选项C正确。

答案:C

2.如图甲所示,壁虎在竖直墙面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,图乙中所示正确的是

　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　乙

解析:壁虎匀速爬行,其所受的合力为零,可见仅选项A正确。

答案:A

3.某物体沿直线运动的速度-时间图象如图所示,从图象可以看出下列选项中正确的是

A.物体在做单向直线运动

B.物体的加速度大小始终不变

C.第3 s末时物体的加速度为零

D.前6 s内物体的位移为零

解析:物体的速度有正有负,物体做往复运动,选项A错误;0~2 s内速度图线的斜率大小与2 s~4 s内的不同,即加速度大小不同,选项B错误;由图可见3 s末时物体的加速度不为零,选项C错误;0~3 s与4 s~6 s两段时间内物体的位移的大小相等、方向相反,合位移为零,选项D正确。

答案:D

甲

4.如图甲所示,用绳子将一质量为m的匀质球悬挂在光滑的竖直墙壁上,已知绳子的长度与球的半径相等。静止时绳子的拉力大小为FT,墙面对球的支持力大小为FN,则下列关系式中正确的是

A.FT=mg

B.FT=mg

乙

C.FN=mg

D.FN=2mg

解析:球受FT、FN、mg三个力的作用而平衡,受力图如图乙所示,FT与竖直方向成30°角,故有FT==,FN==,选项B正确。

答案:B

5.升降机的地板上放一质量为m的木箱,当它对地板的压力为0.8mg时,它可能是

A.加速上升　　　　B.减速上升　　　　C.减速下降　　　　D.匀速下降

解析:木箱对地板的压力为0.8mg时,木箱处于失重状态,其对应的运动状态为加速下降或减速上升,选项B正确。

答案:B

6.如图所示,物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连,斜面的倾角θ可以改变,关于物块M对斜面的摩擦力的大小,下列说法正确的是

A.若物块M保持静止,则θ角越大,摩擦力越大

B.若物块M保持静止,则θ角越大,摩擦力越小

C.若物块M沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越大

D.若物块M沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越小

解析:物块M静止时,由于不知M与m质量的大小关系,摩擦力的大小与θ的大小的关系也就无法判定;物块下滑时,M受的是滑动摩擦力,其大小为μMgcos θ,故θ越大,摩擦力越小,选项D正确。

答案:D

7.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有

A.力不是维持物体运动的原因

B.物体之间普遍存在相互吸引力[来源:Zxxk.Com]

C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快

D.物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反的

解析:伽利略利用理想斜面实验说明了物体在没有力的作用时,将永远运动下去,选项A正确;同样,伽利略利用理想实验的方法说明了没有空气阻力时,轻重物体下落得一样快,选项C正确;万有引力定律、作用力与反作用力的关系是牛顿发现的,选项B、D错。

答案:AC

甲

8.如图甲所示,放在水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下向右做匀速运动,下列说法中正确的有

A.物体A可能只受到三个力的作用

B.物体A一定受到了四个力的作用[来源:学科网]

乙

C.物体A受到的滑动摩擦力的大小为Fcos θ

D.物体A对水平地面的压力的大小为Fsin θ

解析:物体受拉力F、重力G、地面的支持力FN、摩擦力Ff四个力的作用而平衡,受力情况如图乙所示,由图可知Ff=Fcos θ,FN=G-Fsin θ,故选项B、C正确、A、D错误。

答案:BC

甲

9.如图甲所示,斜面A和物块B静置在水平地面上,某时刻起,对B施加一个沿斜面向上的拉力F,力F从零开始随时间均匀增大,在这一过程中,A、B始终保持静止。则地面对A的

A.支持力保持不变

B.支持力均匀减小

C.摩擦力均匀增大

乙[来源:学科网]

D.摩擦力保持不变

解析:把A、B看作一个整体,整体受拉力F、总重力G、地面的支持力FN、摩擦力Ff四个力的作用而平衡,受力图如图乙所示,由图可知Ff=Fcos θ,FN=G-Fsin θ,故F增大时,Ff增大而FN减小,选项B、C正确A、D错误。

答案:BC[来源:学科网]

10.如图甲所示,A、B两物体叠放在光滑的水平面上,对物体B施加一水平变力F,其F-t关系如图乙所示,两物体在变力F的作用下由静止开始运动且始终保持相对静止,则

A.在t0时刻,两物体之间的摩擦力最大

B.在t0时刻,两物体的速度方向要改变

C.在t0~2t0时间内,两物体之间的摩擦力逐渐增大

D.物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同

解析:把A、B看成一个整体,有F=(mA+mB)a,对物体A,有Ff=mAa,解得Ff=,可见物体A所受的摩擦力大小与F成正比,方向与F的方向相同,选项A错误、C、D正确;在0~t0时间内,两物体一直加速运动,到t0时速度达最大值,此后做减速运动,选项B错误。

答案:CD

第Ⅱ卷　(非选择题　共60分)[来源:学+科+网]

非选择题部分共6小题,把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,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。

11.(6分)方芳同学在家中用三根相同的橡皮筋(遵循胡克定律)来探究求合力的方法,如图所示,三根橡皮筋在O点相互连接,拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。在实验中,可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小,并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向,从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中,下列说法正确的有　　　　。 

A.实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长

B.为减小误差,应选择劲度系数尽量大的橡皮筋

C.以OB、OC为两邻边做平行四边形,其对角线必与OA在一条直线上且长度相等

解析:实验中要测橡皮筋的伸长量,该伸长量等于橡皮筋的长度减去橡皮筋的原长,故选项A正确;橡皮筋的劲度系数太大,实验时其伸长量太小,不利于减小实验误差,选项B错误;与弹力成正比的是橡皮筋的伸长量,而不是橡皮筋的长度,选项C错误。

答案:A　(6分)

甲

12.(9分)林玲同学利用图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)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.在调节木板的倾斜度来平衡木块所受的摩擦力时,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的倾斜度

(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　　　　木块和木块上砝码的总质量。(填“远大于”“远小于”或“近似等于”) 

乙

(3)林玲、洪红两同学在同一实验室,各取一套图甲所示的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,分别得到如图乙中Ⅰ、Ⅱ两条直线。设两同学用的木块质量分别为mⅠ、mⅡ,用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μⅠ、μⅡ,则由图可知,mⅠ　　　　mⅡ,μⅠ　　　　μⅡ。(填“大于”“小于”或“等于”) 

解析:(1)实验时,要保证牵引木块的细线与长木板平行,即拉力方向与长木板平行,选项A正确;平衡摩擦力时,让木块的重力沿斜面的分力与摩擦力平衡。不能悬挂砝码桶,选项B错误;实验时,应先接通打点计时器的电源,再释放木块,选项C错误;整个实验过程只需平衡一次摩擦力即可,选项D正确。

(2)当砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块及木块上砝码的总质量时,才能近似认为木块运动时受到的拉力等于砝码桶及桶内砝码的总重力。

(3)由图线可知,增大同样的F,Ⅰ的加速度改变较大,说明甲的质量较小;当F=0时,a=-μg,Ⅰ与纵轴的交点离原点O远一些,也即μg的值大一些,故μⅠ大一些。

答案:(1)AD　(3分)　(2)远小于　(2分)　(3)小于　大于　(每空2分)

甲

13.(10分)为了缓解紧张的学习和生活带来的压力,感受久违的童真、童趣,育才中学组织了一次放风筝比赛活动。只要手上牵着线拉着风筝迎风向前跑,就可以将风筝放飞到高处。某同学将一只重为4 N的风筝放飞到空中后,拉着线的下端以一定的速度匀速跑动时,线恰能与水平面成53°角保持不变,如图甲所示,这时该同学拉线的力为5 N。求风对风筝的作用力大小和风力的方向与水平方向所成角的正切值。

解:风筝受到重力G、风力F风和拉力F三个力的作用,受力图如图乙所示,由平衡条件知:

乙

F风x=Fcos 53°=5×0.6 N=3 N　(3分)

F风y=Fsin 53°+G=5×0.8 N+4 N=8 N　(3分)

F风== N= N=8.54 N　(2分)

设风力的方向与水平方向成θ角,则:

tan θ==。　(2分)

14.(10分)在滑雪运动中,滑雪板与雪地之间的相互作用与滑动速度有关,当滑雪者的速度超过4 m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。一滑雪者(可视为质点)从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示。不计空气阻力,坡长L=26 m,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:

(1)滑雪者从静止开始到第一次动摩擦因数发生变化所经历的时间。

(2)滑雪者到达B处的速度大小。

解:(1)在AB段速度小于4 m/s时,a1=gsin 37°-μ1gcos 37°=4 m/s2　(2分)

则t1==1 s。　(2分)

(2)s1=a1=×4×12 m=2 m　(2分)

速度大于4 m/s时,a2=gsin 37°-μ2gcos 37°=5 m/s2　(2分)

s2=L-s1=26 m-2 m=24 m　(1分)

vB==16 m/s。　(1分)

15.(12分)质量为m的飞机静止在水平直跑道上。飞机起飞过程可分为两个匀加速运动阶段,其中第一阶段飞机的加速度为a1,运动时间为t1。当第二阶段结束时,飞机刚好达到规定的起飞速度v0。飞机在起飞过程中,在水平直跑道上通过的路程为x。求第二阶段飞机运动的加速度a2和运动的时间t2。

解:第一、二阶段结束时飞机运动的速度分别为v1=a1t1　(2分)

v0=v1+a2t2　(2分)

运动的位移分别为x1=a1　(2分)

x2=v1t2+a2　(2分)

总位移x=x1+x2　(2分)

可得a2=　(1分)

t2=。　(1分)

16.(13分)一质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示。g取10 m/s2,求:

(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ。

(2)水平推力F的大小。

(3)0~10 s内物体运动位移的大小。

解:(1)由图象知,物体做匀减速直线运动的时间Δt2=10 s-6 s=4 s、初速度v20=8 m/s、末速度v2t=0,设加速度为a2,则a2==-2 m/s2　(2分)

设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律,有

Ff=ma2=-μmg　(2分)

得μ==0.2。　(1分)

(2)由图象可知,物体做匀加速直线运动的时间Δt1=6 s、初速度v10=2 m/s、末速度v1t=8 m/s,设加速度为a1,则

a1==1 m/s2　(2分)

根据牛顿第二定律,有F-Ff=ma1　(2分)

得F=μmg+ma1=6 N。　(1分)

(3)根据v-t图象围成的面积,得:

x=×Δt1+v20×Δt2=46 m。　(3分)

[或由匀变速直线运动的位移公式得x=x1+x2=v10Δt1+a1Δt2+v20Δt2+a2Δt2=46 m。　(3分)]

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/67703cb4a32d7375a41780d1.html