【临门一脚】2015年高考物理热点专题精确射靶专题复习力学综合检测.doc

力学综合检测

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一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共计40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个是正确的。）
1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证
B. 开普勒研究了行星运动，从中发现了万有引力定律
C. 卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”
D. 伽利略利用理想斜面实验，使亚力士多德“重的物体比轻的物体下落的快”的结论陷入困境
2. 甲、乙两个物体从同一地点、沿同一直线同时做直线运动，其v－t图象如图所示，则（ ）
A.1 s时甲和乙相遇
B.2 s时甲的速度方向反向
C.2～6 s内甲相对乙做匀速直线运动
D.4 s时乙的加速度方向反向
3. 如图所示，在拉力作用下，小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动，在此过程中，小球受到的拉力F和支持力FN的大小变化是（ ）
A. F增大，FN减小 B.F和FN均减小
C.F和FN均增大 D.F减小，FN不变
4. 如图所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1＞m2,A、B间水平连接着一轻质弹簧秤.若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1,弹簧秤示数为F1；如果改用大小仍为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2,弹簧秤示数为F2.则以下关系式正确的是（ ）
A. a1=a2，F1F2
B. a1a2，F1>F2
5. 如图所示，相距为L的A、B两质点沿相互垂直的两个方向以相同的速率v做匀速直线运动，则在运动过程中，A、B间的最短距离为 ( )
A. B.L C. D.2L
6. 如图所示，一个三棱柱状物体ABC放置在水平地面上，AB面和BC面均光滑，且∠ABC=90°,α>β，一个小物块自B点分别沿BA面或BC面，由静止下滑到地面上，在物块下滑过程中，三棱柱ABC始终保持静止，当小物块沿AB面下滑时，地面对三棱柱的支持力和摩擦力大小分别为FN1和f1,当小物块沿BC面下滑时，地面对三棱柱的支持力和摩擦力大小分别为FN2和f2，以下说法正确的是（ ）
A.FN1FN2，f1图所示，将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出．小球落回地面时，其速度大小为v0.设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于 ( )
A. mg B.mg C.mg D.mg
8.小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动．则经过足够长的时间后，小行星运动的（　　 ）
A．半径变大  B．速率变大 
C．角速度变大  D．加速度变大
9. 如图甲所示，长木板静置于光滑水平面上，其上放置小滑块。 木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示的a-F图象。g取10 m/s2,则( )
A. 滑块的质量为4 kg
B. 木板的质量为6 kg
C. 当F=8 N时滑块加速度为2 m/s2
D. 滑块与木板间动摩擦因数为0.1
10. 如图甲所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0 m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图乙所示。g=10 m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．则（ ）
A.物体的质量m=0.67 kg
B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40
C.物体上升过程的加速度大小a=10 m/s2
D.物体回到斜面底端时的动能Ek=10 J
二、实验题（共2小题，满分16分）
11.（10分）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在_______（选填“水平”或“竖直”）方向.
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码，用最小分度为1 mm的刻度尺依次测得的弹簧长度如下表格所示：
代表符号
L0
Lx
L1
L2
数值/cm
25.35
27.35
29.35
31.30
代表符号
L3
L4
L5
L6
数值/cm
33.4
35.35
37.40
39.30
表中有一个数值记录不规范，代表符号为______.
(3) 如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_____（选填“L0”或“Lx”）的差值.
(4)由图可知弹簧的劲度系数为______N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_____g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2).

12. 某同学为探究“加速度与物体受力的关系”，设计了如图所示的实验装置：把一端带滑轮的木板平放在水平桌面上，将力传感器固定在小车上，用来测量绳对小车的拉力；小车的加速度由打点计时器打出的纸带测出，已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为50 Hz．
(1)对于实验的操作要求，下列说法正确的是_______．
A．本次实验中应保持小车和传感器总质量不变．
B．为消除小车与木板之间摩擦力的影响，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂沙桶的情况下使小车能够在木板上自由下滑直到停止．
C．本实验必须满足细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量．
（2） 如图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出各计数点到A点之间的距离分别为sAB=4.12 cm、sAC=8.6 7cm、sAD=13.65 cm、sAE=19.04 cm、sAF=24.85 cm、sAG=31.09 cm.则小车的加速度a=           m/s2（结果保留2位有效数字）.

三、 计算论述题（共4小题，满分44分.解答中须写出必要的文字说明和方程式，有数值计算的题，结果须注明单位）
13. 宇宙中存在由质量相等的四颗星组成的四星系统，4星系统离其他恒星很遥远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用．已观测到稳定的四星系统存在两种基本的构成形式：
（1）4颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，其运动周期为T1；
（2） 有3颗星位于边长为a的等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，其运动周期为T2，而第四颗星位于三角形的中心不动。
试求两种形式下，星体运动的周期之比.

14. 如图所示，质量为M=3 kg的斜面体顶端放一质量为m=1 kg的滑块（可以视为质点），在水平恒力F的作用下，斜面体和滑块一起从静止开始向左加速运动，斜面体和滑块相对静止，水平面与斜面间的动摩擦因数μ=0.4，斜面与滑块间光滑，斜面角θ=37°，sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2.
(1) 求水平恒力F的大小.
(2) 若斜面体和滑块一起从静止向左加速运动0.4 s时，斜面体突然停止，滑块离开斜面，最后又落在斜面上，求滑块落在斜面上时的动能大小。

15. 如图所示，AB为粗糙水平面，长度AB=5R，其右端与光滑的半径为R的圆弧BC平滑相接，C点的切线沿竖直方向，在C点的正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，平台沿直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均恰好通过C点的正上方，某时刻，质量为m可看作质点的滑块，与水平地面间的动摩擦因数μ= 0．1，当它以的速度由A点开始向B点滑行时：
（1） 求滑块通过C点的速度。
（2） 若滑块滑过C点后能通过P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件

16. 如图甲所示，在倾角θ= 37°的足够长斜面上，装有A、B两光电门，一小正方体木块边长d=1 cm，在距A光电门X0处由静止释放，小木块通过光电门A显示的遮光时间为Δt1，通过光电门B显示的遮光时间为Δt2，现保持小木块与光电门A在斜面上的位置不变，不断的改变光电门B的位置，测出对应的两光电门A、B间的距离x和Δt2，并画出如图乙所示的图象。（g=10 m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）动摩擦系数μ的大小；
（2）小木块距光电门A的距离x0多大？
（3）若将小木块换为与小木块同种材料制成的长为L=20cm的木条，把它静止放在距光电门A上方一定距离的某位置，木条依次通过两光电门的遮光时间分别为Δt1= 0.2 s，Δt2 = 0.1 s，求两光电门AB之间的距离x多大？（结果保留两位有效数字）

力学综合检测答案
1.[解析]牛顿第一定律中提到的物体不受力的情况是不存在的，不可能用实验直接验证，牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，选项A正确；万有引力定律是牛顿在开普勒研究得出行星运动规律的基础上，经过研究以后提出的，选项B错误；卡文迪许首先测出了引力常量，从此计算地球的质量成为可能，被称为能“称量地球质量”的人，选项C正确；伽利略是利用逻辑推理的方法驳斥了亚力士多德“重的物体比轻的物体下落的快”的观点的，D选项错。
[答案]AC
2.[解析]根据v-t图象的意义可知图线与横轴所围面积表示位移，甲和乙相遇时面积相等，由图可知2 s时甲和乙相遇，A错误；t轴上方物体运动方向相同，2 s时甲的速度方向仍是正方向，B错误；2~6 s内甲、乙两物体的加速度a=均相等，所以甲相对乙做匀速直线运动，C正确；4 s时乙的速度方向反向，加速度方向不变，D错误。
[答案]C
3.[解析]小球受力如图所示，据动态图所知，F逐渐增大，FN逐渐减小。
[答案]A
4.[解析]把A、B两个物体和弹簧测力计看做一个整体，由牛顿第二定律可知，a1=a2,隔离后面的物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知，F1>F2,故选项B正确。
[答案]B
5.[解析]设经过时间t时A、B间距离为x，则x=,根据不等式a2+b2≥得x≥.A正确.
[答案]A
6.[解析]对三棱柱，根据平衡条件得：
FN1=mg+mgcos2α,
f1=mgcosαsinα=mgsin2α,
FN2=mg+mgcos2β,
f2=mgcosβsinβ=mgsin2β,
根据条件α>β且α+β=90°知，FN1f)H=,联立解得f =mg，选项D正确。
[答案]D
8.[解析]随着恒星质量减小，恒星对行星万有引力大小减小，行星逐渐的离心运动，A选项正确；据=ma2r=ma得，v=,w=,
a=,，则v,w,a均减小，B、C、D错误。
[答案]A
9.[解析]当F=6 N时，对滑块，a2=μg=1 m/s2，μ=0.1,选项D正确；当F≤6 N时，木板和滑块一起加速，由牛顿第二定律有F=(M+m)a1,其中a1=1 m/s2,即m+M=6 kg,当F>6 N时，木板和滑块各自加速，对木板，由牛顿第二定律有F-μmg=Ma3,当F=8 N时，木板的加速度为2 m/s，即m+2M=8 kg，解得M=2 kg,m=4 kg，选项A正确，选项B错误。对滑块，由牛顿第二定律得μmg=ma4，解得a4=1 m/s2，选项C错误。
[答案]AD
10.[解析]物体上升到最高点时，E=EP=mgh=30 J，得m=1 kg，物体损失的机械能ΔE损=μmgcosα·=20 J,得μ=0.50，A、B错误.物体上升过程中的加速度大小a=gsinα+μgcosα=10 m/s2,故C正确.下降过程摩擦生热也应为20 J，故物体回到斜面底端时的动能Ek=50 J-40 J=10 J，D正确.
[答案]CD
11.[解析]（1）测量弹簧的长度时弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向.
（2） 测量仪器是10分度的需要估读到最小精度的下一位，则此刻度尺的最小精度应为1 mm，故L3读数错误.
（3） 横轴表示的是放入砝码后弹簧的形变量，故为弹簧长度与Lx的差值.
（4） 由mg=kx得m=g,图象的斜率为=0.5.故k=0.5g=4.9 N/m，挂了砝码盘后弹簧伸长了2 cm，由mg=kx知其砝码盘的质量为m=10 g.
[答案](1)竖直 （2）L3 1 mm (3)Lx (4)4.9；10
12.[解析](1)探究加速度与力的关系时，须保持研究对象的质量不变，A选项正确；平衡摩擦力时，小车前后不挂砂桶，且抬高木板，直到轻推一下后小车能匀速下滑，而不是自动地加速下滑，B选项错；由于本实验中，小车所受的拉力用传感器测出了，故不必满足mma
a=gtan37°=7.5 m/s2
对斜面体和滑块整体，由牛顿第二定律得：
F-μ(M+m)g=(M+m)a
解得：F=46 N.
(2) 斜面体突然停止时，滑块获得的水平速度v0=at=3 m/s
滑块做平抛运动，设平抛时间为t0,落在斜面上时的速度为v,
水平方向上：x=v0t0
竖直方向上：y=
vy=gt0
又tanθ=, v2=v20+v2y
联立可解得v= m/s
滑块落在斜面上时的动能
Ek=mv2= J=14.625 J
[答案](1)46 N (2)14.625 J
15.[解析](1)设滑块至C点时速度为vC，由A点到C点由动能定理有-μmg·5R-mgR=-
代入数据解得vC=
(2) 设滑块到达P处时速度为vP，则由动能定理有
－μmg·5R－2mgR＝－
滑块穿过P孔后再回到平台的时间
要想使滑块从Q孔穿过，需满足ωt=(2n+1)π(n=0.1,2,…)
联立解得(n=0.1,2,…)
[答案]（1）
（2）(n=0.1,2,…)
16.[解析](1)由图象斜率的物理意义可知a=2 m/s2
由牛顿第二定律可得a=gsinθ-μgcosθ
解得μ=0.5.
（2） 由运动学公式得v2A=2ax0
由图象可知v2A=2 m2/s2
联立解得x0=0.5 m.
(3) 木条通过A光电门过程，有v1Δt1+a(Δt1)2=L
木条通过B光电门过程，有v2Δt2+a(Δt2)2=L
木条由A光电门运动到B光电门过程，有v22-v21=2ax
联立解得x=0.74 m.
[答案](1)0.5 (2)0.5 m (3)0.74