高中物理力学综合测试题.doc

力学综合测试题
一、选择题（每小题4分，共40分。每小题至少有一个选项是正确的）
1．根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是（ ）
A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置
B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
2．如图所示，三个木块A、B、C在水平推力F的作用下靠在竖直墙上，且处于静止状态，则下列说法中正确的是（ ）
A．A与墙的接触面可能是光滑的
B．B受到A作用的摩擦力，方向可能竖直向下
C．B受到A作用的静摩擦力，方向与C作用的静摩擦力方向一定相反
D．当力F增大时，A受到墙作用的静摩擦力一定不增大
3．一个物体，受n个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度 （ ）
A．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快
B．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢
C．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快
D．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢
4．如图所示，在粗糙水平面上放一三角形木块a，当b按下列四种不同方式运动时，a三角形物体始终对地静止，试问，在哪种或哪几种情形下，a三角形物体对地面有向右的静摩擦力．（ ）
a
b
v
A．b物体沿斜面加速下滑
B．b物体沿斜面减速下滑
C．b物体沿斜面匀速下滑
D．b物体受到一次冲击后沿斜面减速上滑 5 题
5．如图所示，一物体分别从3个不同高度，但同底的光滑斜面的顶端由静止开始滑下，斜面与水平面夹角分别为30°、45°、60°，滑到底端所用的时间t1、t 2、t3的关系是（ ）
A．t1=t2=t3 B．t1=t3>t2 C．t1>t2>t3 D．t1<t2<t3
6．如图所示，不计重力的轻杆OP能以O为轴在竖直平面内自由转动，P端悬挂一重物，另用一根轻绳通过定滑轮系在P端。当OP和竖直方向的夹角α缓慢逐渐增大时（0＜α＜π），OP杆的弹力T和绳子的张力F的大小变化是（ ）
A．T不变，F变大
B．T不变，F先变大后变小
C．T先变小后变大，F变大
D．T先变大后变小，F不变

7．如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（ ）
A．都等于 B．和0
C．和0 D．0和
8．两辆完全相同的汽车，沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为V0，若前车突然以恒定的加速度刹车，在它刚停住时，后车以前车刹车时的加速度开始刹车。已知前车在刹车过程中所行的距离为s，若要保证两辆车在上述情况中不相撞，则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为：（ ）
A．1s B．2s C．3s D．4s
9．如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为m和M的两物体间用细绳相连，在M上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是
A．地面光滑时，绳子拉力的大小为mF/（M+m）
B．地面不光滑时，绳子拉力的大小为mF/（M+m）
C．地面不光滑时，绳子拉力大于mF/（M+m）
D．地面光滑时，绳子拉力小于mF/（M+m）
v1
v2
O
t0
t
Ⅰ
Ⅱ
v

10．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ．Ⅱ的速度图象如图所示。在0-t0时间内，下列说法中正确的是
A．Ⅰ．Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小
B．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小
C．Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小
D．Ⅰ．Ⅱ两个物体的平均速度大小都是(v1+v2)/2
二、简答题：本题共2小题，共22分．
10．（10分）（1）（6分）如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为 mm，乙图中游标卡尺的读数为 cm．
丙图
乙图
甲图

（2）（4分）如图丙所示，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将结点拉至O点．现让F2大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，要使结点仍位于O点，则F1的大小及图中β（β>90o）角的变化可能是 （ ）
A．增大F1的同时增大β角 B．增大F1而保持β角不变
C．增大F1的同时减小β角 D．减小F1的同时增大β角
图(a) 图(b)
纸带运动方向→v
B
D
A
C
11．（12分）如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．

图(c)

（1）图(b)为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz），由图中数据求出小车加速度值为 m/s2；
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；
从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是 ；
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是 ；
次 数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/m·s－2
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67

4.00
3.50
3.00
2.5
2.00
1.40
1.00
0.60
F
O
a
图（d）
（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ.要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有 ；实验测得的动摩擦因数μ比真实值 （填“偏大”或“偏小”）.

三、计算题(共58分)
14．(12分) 如图所示，两轮在同一高度，两轮的半径均为R = 0.2m，且都以角速度ω = 8 rad/s绕过轮心的水平轴逆时针转动，两轮心间的距离s = 1m，有一块长为l （l > 2m）的均匀木板AB，水平无初速度地放在两轮上，且木板重心O恰好在右轮轮心正上方．木板与两轮边缘之间的动摩擦因数均为μ = 0.2．求：
（1）木板刚开始运动时的加速度大小是多少？
（2）从木板刚开始运动到重心O移到左轮心正上方所用的时间是多少？

m
v
M
l
15．（15分）如图所示，一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为m的物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行，某人以恒定的速度v向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远．求：
（1）若板与桌面间光滑，物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移．
（2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板右端，板与桌面的动摩擦因数的范围．
（3）若板与桌面间的动摩擦因数取（2）问中的最小值，在物块从板的左端运动到右端的过程中，人拉绳的力所做的功（其他阻力均不计）．

16．m1
m2
v0
P
Q
A
E
（16分）如图所示，在光滑水平地面上，静止放着一质量m1=0.2kg的绝缘平板小车，小车的右边处在以PQ为界的匀强电场中，电场强度E1=1×104V/m，小车A点正处于电场的边界．质量m2 = 0.1kg，带电量q = 6×10-5C的带正电小物块（可视为质点）置于A点，其与小车间的动摩擦因数μ = 0.40（且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）．现给小物块一个v0 = 6m/s的速度．当小车速度减为零时，电场强度突然增强至E2 = 2×104V/m，而后保持不变．若小物块不从小车上滑落，取g = 10m/s2．试解答下列问题：
（1）小物块最远能向右运动多远？
（2）小车、小物块的最终速度分别是多少？
（3）小车的长度应满足什么条件？

力学综合测试题（一）答案
一、选择题:(4×10=40分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
CD
A
AD
B
A
D
B
AB
A
二、填空题: (3×6=18分)
10．（10分）（1）（6分）10.501（10.500-10.502） 10.155 （2）（4分） A C
11．（1）3.0(2.6—3.4) （2分）
/kg-1

a/ms-2

0
1
2
3
4
1
2
（2）如图所示（2分） a＝1/(2m) （2分）
（3）实验前未平衡摩擦力 （2分）
（4）砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加 速度 偏大（4分）
三、计算题：(42分)
14. （1）设木板对两轮的压力大小分别为N1和N2，木板刚放上时的加速度为a，则
N1 + N2 = mg、μ(N1 + N2) = ma，解得 a =μg = 2m/s2
（2）轮边缘的线速度为 v = ωR = 1.6 m/s
板从静止加速到速度为1.6m/s所用的时间和移动的距离分别为
t1 = =0.8s ；s1 = at12 = 0.64m
板匀速移动的距离和时间分别为
s2= s －s1 = 0.36m、t2 = = 0.225s
故木板运动的总时间为t = t1 + t2 = 1.025s
15.（1）板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同，此时物块刚到达板的中点，设木板加速度为a1，运动时间为t1，对木板有 μ1mg = Ma、v = a1t1
∴t1 =
设在此过程中物块前进位移为s1，板前进位移为s2，则 s1 = vt1、s2 = t1
又因为s1 － s2 = ，由以上几式可得
物块与板间的动摩擦因数μ1= 、板的位移s2 = ．
（2）设板与桌面间的动摩擦因数为μ2，物块在板上滑行的时间为t2，木板的加速度为a2，对板有 μ1mg — μ2(m + M) g = Ma2，且v = a2t2 解得t2 =
又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3，则vt3 —t3 = l，t3 =
为了使物块能到达板的右端，必须满足 t2 ≥ t3
即，则μ2 ≥
所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数μ2 ≥．
（3）设绳子的拉力为T，物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为s3，则有：
T —μ1mg = 0、s3 = vt3 = 2l
由功的计算公式得：WT = Ts3 = 2Mv2，所以绳的拉力做功为2Mv2．
（或W = △E，W）
16.（1）小物块受到向左的电场力和滑动摩擦力作减速运动，小车受摩擦力向右做加速运动．
设小车和小物块的加速度分别为a1、a2，由牛顿第二定律得
对小车 μm2g = m1a1、a1 = 2m/s2
对小物块 qE1 +μm2g = m2a2、a2 = 10m/s2
设t1时刻小车与小物块速度相同，则 vt = v0－a2t1 = a1t1、解得t1 = 0.5s、vt = 1m/s
当两物体达共同速度后系统只受电场力，则由牛顿第二定律得
qE1 = (m1 +m2)a3 则a3 = 2m/s2
设两者摩擦力达最大静摩擦力，小车和小物块做减速运动的加速度分别为a4、a5，则
μm2g = m1a4、a4 = 2m/s2；qE1－μm2g = m2a5、a5 = 2m/s2；
由于a3 = a4=a5，故两者不会发生相对滑动，以共同加速度做减速运动，直到速度为零．
小物块第一段运动的位移 m，
小物块第二段运动的位移 m，
小物块向右运动的最远位移 s = s1 + s2 = 2m．
（2）当小车和小物块的速度减为零后，
小物块的加速度 qE2－μm2g = m2a6、a6 = 8m/s2
小车的加速度 μm2g = m1a7、a7 = 2m/s2
设小车经过 t2时间冲出电场，此时小车和小物块的速度分别为 v3、v4
对小物块 小物块的速度 m/s
小车速度 m/s
冲出电场后，小物块做减速运动，小车做加速运动
小车加速度 μm2g = m1a8、a8 = 2m/s2
小物块加速度 a9 = μg = 4 m/s2
经过 t3 时间速度相同：vt = v3－a9t3 = v4 +a8t3解得 vt = m/s
（3）m2从最右端出发向左运动到最左端的过程中
qE2s－μm2gl = (m1 + m2)v2 解得l = 3m
7