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高一物理连接体试题答案及解析

2021-02-14 来源:好走旅游网
高一物理连接体试题答案及解析

1. 在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示,在这段时间内下列说法

中正确的是:

A.晓敏同学所受的重力变小了

B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 C.电梯一定在竖直向下运动

D.电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下

【答案】D

【解析】以晓敏同学为研究对象,其受有竖直向下的重力和竖直向上的支持力,根据牛顿第三定律知,当电梯静止时,体重计示数为,说明晓敏同学对体重计的压力为。由图知,体重计的示数变小了,说明人对体重计的压力小于人的重力,人处于失重状态,加速度向下,而他的重力没有改变,A错误;晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是作用力与反作用力的关系,大小相等,B错误;人处于失重状态,加速度向下,运动方向可能向下加速,也可能向上减速,故C错误;取竖直向下为正方向,根据牛顿第二得:,解得:

,方向竖直向下,故D正确。所以选D。

【考点】本题考查牛顿第二定律、超重与失重,意在考查考生对牛顿第二定律、超重与失重的理解与掌握。

2. 如图所示,A、B两木块用轻绳连接,放在光滑水平面上,在水平外力F=12 N作用下从静止开始运动,轻绳中的拉力F1=3 N,已知A木块的质量是m1=6 kg,则

A.B木块的质量m2=18 kg B.B木块的质量m2=2 kg

C.B木块的加速度a2=2 m / s2

D.经过时间2 s,A木块通过的距离是1 m 【答案】 AD

【解析】 AB两木块的加速度相等,设为a,由牛顿第二定律:对A木块有F1=m1a,代入数据解得a=0.5m/s2,C错,把AB看成一整体,有F=(m1+m2)a,解得m2=18kg,A对,B错,由

解得2s内,木块的位移是1m,D对。所以本题选择AD。

【考点】牛顿第二定律

3. 如图a、b所示,是一辆质量为6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻的两张照片。当t=0时,汽车刚启动,在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的q=37°,据题中提供的信息,可以估算出的物理量有( )

A.汽车的加速度 C.汽车的高度

B.3s末汽车的速度 D.汽车的牵引力

【答案】AB

【解析】由c图知,根据牛顿第二定律得:,汽车运动的加速度,所以A正确;由图a可估算汽车的长度x,设3s末的速度为v,根据可求3s末汽车的速度,所以B正确;汽车的高度无法估算,故C错误;根据牛顿第二定律,由于阻力不知道,故不能求出牵引力,所以D错误。

【考点】本题考查牛顿第二定律、匀变速运动的规律

4. 分如图(a)所示,质量为M = 10kg的滑块放在水平地面上,滑块上固定一个轻细杆ABC,∠ABC = 45°.在A端固定一个质量为m = 2kg的小球,滑块与地面间的动摩擦因数为m = 0.5.现对滑块施加一个水平向右的推力F1 = 84N,使滑块做匀加速运动.求此时轻杆对小球作用力F2的大小和方向.(取g=10m/s2) 有位同学是这样解的:

解:小球受到重力及杆的作用力F2,因为是轻杆,所以F2方向沿杆向上,受力情况如图(b)所示.根据所画的平行四边形,可以求得: F2 =mg = ×2×10N = 20N.

你认为上述解法是否正确?如果不正确,请说明理由,并给出正确的解

答.

【答案】上述解法不正确;杆对小球的作用力大小为20.4N,方向斜向右上方,与水平方向夹角的正切值为5

【解析】试题分析:小球受重力、杆的弹力,在两个力共同作用下产生水平向右的加速度.

以小球和滑块系统为研究对象进行受力分析知

F合=F-f=F-μ(m+M)g

据牛顿第二定律知:F合=(m+M)a,解得系统产生的加速度a=2m/s2, 由题意知小球所受合力F合1=ma=4N

对小球进行受力分析:小球受重力、杆的弹力F,这两个力的合力大小为4N且在水平方向,

如图知:F合1=ma=4N,求杆对小球的作用力Fx,则:Fx=Fx的方向如图所示,即所成角θ的正切值为tanθ=

=5。

=20.4N

上述解法不正确,杆对小球的作用力不一定沿杆的方向,作用力的大小与方向具体由小球的加速度a的大小来决定,并随着a的变化而变化.

杆对小球的作用力大小为20.4N,方向斜向右上方,与水平方向夹角的正切值为5. 【考点】牛顿第二定律

5. (4分)如图所示,将质量为M的木块A置于的水平面上,通过定滑轮,用不可伸长的轻绳与质量为m的木块B连接。不计一切摩擦。在木块B的重力作用下,绳子一直处于拉直状态, A、B分别向右和向下做加速运动。重力加速度为g。此时木块B运动的加速度a = ;绳上的拉

力T = 。

【答案】

【解析】AB是一个整体在做匀加速直线运动,合力即B得重力,所以整体的加速度即为AB各自的加速度,根据牛顿第二定律有

【考点】牛顿第二定律 整体法隔离法

6. 如图所示,两个质量分别为4kg,6kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻弹簧秤连接.两个大小分别为=30N、 = 20N的水平拉力分别作用在、上,则( )

,单独对A分析,合力即绳子拉力,所以有绳子拉力

A.弹簧秤的示数是25N B.弹簧秤的示数是50N C.在突然撤去的瞬间,D.在突然撤去的瞬间,

的加速度大小为1的加速度大小为5

【答案】C

【解析】由牛顿定律,对两物体组成的整体而言,,对m2,,解得:

2

a=1m/s;T=\"26N;\" 在突然撤去的瞬间,弹簧的弹力不突变,所以的加速度大小仍为1在突然撤去

的瞬间,弹簧的弹力不突变,

的加速度大小为

。选项C

正确。

【考点】牛顿定律的应用。

7. 物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面平行(如图所示)。当两者从光滑固定斜面C上一起由静止开始自由滑下做匀加速运动时

A.A、B之间的摩擦力为零

B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下 C.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上

D.A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质 【答案】A

【解析】因物体A、B一起由静止开始自由滑下,且斜面光滑,对整体由牛顿第二定律知

a=gsinθ,单独隔离B受力分析,由牛顿第二定律知B不受A摩擦力,故AB间摩擦力为零,选项A正确,其余错误

【考点】牛顿第二定律 连接体

8. (多选)如图所示,光滑水平桌面上,有甲、乙两个用细线相连的物体在水平拉力F1和F2的作用下运动,已知F1<F2,则以下说法中正确的有( )

A.若撤去F1,则甲的加速度一定变大 B.若撤去F1,则细线上的拉力一定变小 C.若撤去F2,则乙的加速度一定变大 D.若撤去F2,则细线上的拉力一定变小

【答案】ABD

【解析】撤去F1前,甲的加速度

,此时细线上拉力满足

,撤去F1后,甲的加速度

,AB正确;撤去F2前,乙的加速度

,撤去F2后,乙的加速度

,此时细线上的拉力满足,细线上的拉力,此时细线上的拉力满足

,只知道F1<F2,并不能确定F2-F1与F1的大小,故不能判断a乙1与a乙2的

大小关系,C错误; D正确。

【考点】本题考查牛顿运动定律应用连接问题。

9. 如图所示,线段OA=3OB,A、B两球质量相等,当它们绕O点在光滑水平面上以相同的角速度转动时,两线段拉力之比TBA:TOB = 。

【答案】3:4

【解析】对A球进行受力分析,;把AB视为一个整体,则有,依题意有角速度相等,根据已知条件OA=3OB,解得两段拉力之比为TBA:TOB =3:4。 【考点】本题考查连接体问题,圆周运动的向心力等。

10. 如图所示,物体A放在物体B上,物体B放在光滑的水平面上,已知mA=6kg,mB=2kg,A、

B间动摩擦因数μ=0.2,A物上系一细线,细线能承受的最大拉力是20N,水平向右拉细线,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下述中正确的是(g=10m/s2)

A.当拉力F<12N时,A静止不动 B.当拉力F>12N时,A相对B滑动

C.当拉力F=16N时,B受A摩擦力等于4N D.只要绳子未被拉断,A相对B始终静止 【答案】CD

【解析】设整体一直一起向右运动,则根据整体法可知,即最大加速度,此刻对于B物体而言受到向前的静摩擦力应该为,没有超过最大静摩擦力,所以D正确。当B受到摩擦力为4N时,整体加速度为,所以整体的受到的拉力应该为

,C对。

【考点】整体法与隔离法

点评:本题通过整体法与隔离法考察了牛顿第二定律的运用,在整个过程中AB之间的最大静摩擦力是一个临界点。

11. A、B两个滑块靠在一起放在光滑水平面上,其质量分别为2m和m,从t=0时刻起,水平力F1和F2同时分别作用在滑块B和A上,如图所示。已知F1=(10+4t)N, F2=(40-4t)N,两力作用在同一直线上,求滑块开始滑动后,经过多长时间A、B发生分离?( )

A.

B.

C.2s D.3s

【答案】B

【解析】开始F2较大,两个物体加速度相同,一起向右加速,随着两力的变化,AB间的作用力逐渐减小,当两物体刚好分离时两物体加速度相同,且速度相同,两物体没有相互作用力,由牛顿第二定律可知

,故选B

【考点】考查牛顿第二定律的应用

点评:难度较小,本题的关键是要明确两物体分离时速度相同、加速度相同,两物体没有相互作用力

12. 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g=10m/s2) ( )

A.510 N C.890 N

B.490 N D.910 N

【答案】B

【解析】对建筑材料进行受力分析。根据牛顿第二定律有,得绳子的拉力大小等于F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得,得FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490N.B对 【考点】考查连接体问题

点评:难度较小,绳子的拉力是联系物体与人的桥梁,根据物体的运动情况借助牛顿第二定律求得绳子的拉力,再对人进行受力分析

13. 如图示 质量分别为m、M 的A、B 两木块叠放在光滑的水平桌面上,A与B的动摩擦因数为μ ,用一水平拉力F 作用于B,使A和B 一起以加速度 a向右做匀加速运动,则在这个过程中,木块A受到的摩擦力大小是( )

A. μmg B. ma

C. mF/(M+m ) D. F - Ma 【答案】BCD

【解析】AB相对静止,所以整体的加速度等于各部分加速度,由牛顿第二定律首先求得整体加速度为

,物体A的加速度由摩擦力提供,所以摩擦力f=

,由于两物体间的摩擦力静

摩擦力,所以A错;同理BD正确 【考点】考查对静摩擦力的计算

点评:难度较小,应用整体隔离法求解问题时,一般先根据整体求得加速度,再由整体加速度等于各部分加速度利用牛顿第二定律求解内力

14. 如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都μ,两物块的质量都是m,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F拉P使做匀速运动,则F的大小为

A.4μmg C.2μmg

B.3μmg D.μmg

【答案】A

【解析】对Q受力分析:P对Q产生向右的摩擦力,绳子对Q产生拉力,则有: T=f=μmg

对P受力分析:Q对P产生向左的摩擦力f1,绳子对P产生向左的拉力T,地面对P产生向左的摩擦力f2,则有:

15. 如图所示,四根相同的轻弹簧连接着相同的物体,在外力作用下做不同的运动:图3-(a)中,物体在光滑水平面上做加速度大小为g的匀加速直线运动;图3-(b)中,物体在倾角为30°的光滑斜面上做沿斜面向上的匀速直线运动;图3-(c)中,物体以加速度

做竖直向下

的匀加速直线运动;图3-(d)中,物体以加速度做竖直向上的匀加速直线运动.设四根轻弹簧伸长量分别为、、、下列选项中错误的是

A.

>

B.<

C.<

D.=

【答案】D

【解析】弹力F=

,a、根据牛顿第二定律弹力c、根据牛顿第二定律弹力

b、根据平衡条件弹力

d、根据牛顿第二定律弹力,综上可知错误的是D

16. 如图所示, 地面上有两个完全相同的木块A、B, 在水平推力F作用下运动, 当弹簧长度稳定后, 若用μ表示木块与地面间的动摩擦因数, F弹表示弹簧弹力的大小, 则 ( )

A. μ=\"0时,\" F弹=F B. μ=\"0时,\" F弹=F C. μ≠0时, F弹=F D. μ≠0时, F弹=F 【答案】AC 【解析】设弹簧弹力为错。μ≠0时,

,两物块具有相同的加速度,若μ=0则

可得F弹=F,C对,D错

可得F弹=F,A对,B

17. 如图所示,右端带滑轮的长木板放在水平桌面上,滑块A质量为M=2kg,连接滑块A和物体B的细线质量不计,与滑轮之间的摩擦不计,滑轮与A之间的细线沿水平方向,当B的质量为1kg时,A恰好不滑动(已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等),g取10m/s2,求当B的质量为

1.75kg时:

【1】A的加速度是多大?

【答案】

【2】细线对滑轮的作用力 【答案】与竖直方向夹角为45º

18. 如图,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的摩擦系数为。在已知大小为F的水平推力的作用下,A、B一起向右作匀加速运动。

【1】求AB两物体运动的加速度; 【答案】

【2】求A对B的作用力

【答案】

19. 如图,一块质量为M = 2kg,长L = 1m的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m = 1kg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板与滑轮之间距离足够长,g = 10m/s2)。

⑴若木板被固定,某人以恒力F = 4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少? ⑵若木板不固定,某人仍以恒力F = 4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少? ⑶若人以恒定速度v1=1m/s向下匀速拉绳,同时给木板一个v2 = 0.5m/s水平向左的初速度,则木

块滑离木板所用的时间又是多少?

【答案】⑴对小物块受力分析,由牛顿第二定律得:

2

可得:a =2m/s… (2分) 运动学公式 可得…………………………………(2分) ⑵对小物块、木板受力分析,由牛顿第二定律得: , ……(2分)

可得:a1 = 2m/s2,a2 = 1m/s2 ………………………………………………………(2分) 物块的位移

,木板的位移

……………………………(2分)

又 ………(1分 )

由以上三式可得t=s ……………(1分) ⑶木板向左做匀减速运动,由牛顿第二定律得: ……………(1分) 可得:a3 = 1m/s2,方向向右,……………(1分)

物块向右匀速运动,其位移为x3 = v1t ……………………………(1分) 木板向左的位移为x4= v2t-

…………(1分 )

又x3+x4 =\" L\" ……………………(1分)

由以上三式可得t =\" 1s\" …………………………………………………(1分) 【解析】略

20. 如右图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后

的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。则有

A.C.

,,

B.D.

,,

【答案】C

【解析】在抽出木板的瞬时,弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。对1物体受重力和支持力,mg=F,a1=\"0.\" 对2物体受重力和压力,根据牛顿第二定律

【命题意图与考点定位】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题,关键是区分瞬时力与延时力。

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