高中物理必修第三章章末综合检测

1 / 6 一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．每小题至少有一个选项正确，选不全得3分)

1．如图3－5所示的情形中，涉及到牛顿第三定律的有(

)

图3－5

A．气垫船靠旋转的螺旋桨获得动力

B．战斗机在行进途中抛弃副油箱

C．喷水龙头自动旋转使喷水均匀

D．玩具火箭靠喷出火药飞上天空

解析：选ACD.气垫船旋转的螺旋桨推动水的作用力与水推动螺旋桨的作用力(动力)是一对作用力和反作用力，A正确；战斗机在行进途中抛弃副油箱是为了减小惯性，提高灵活性，B错误；喷水龙头向外喷水的力与对水龙头的力是一对作用力和反作用力，C正确；玩具火箭喷出火药的力与火药对玩具火箭的力是一对作用力与反作用力，D正确．

2．质量为1 kg的物体A和质量为3 kg的物体B，它们分别在F1和F2的作用下，产生相同的加速度，则( )

A．F2＝F1 B．F2＝3F1

C．F2＝F13 D．F2＝3F12

解析：选B.由牛顿第二定律得：F1＝m1a，F2＝m2a，解得：F1F2＝ m1m2＝13，即F2＝3F1，故选B.

图3－6

3．如图3－6，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( )

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．

4．(2012·北京人大附中高一检测)质量为2 kg的物体，在光滑水平面上受到两个水平共点力的作用，以8 m/s2的加速度做匀加速直线运动，其中F1与加速度方向的夹角为30°，某时刻撤去F1，此后该物体( )

A．加速度可能为3.5 m/s2

B．速度变化率可能为 6 m/s2

C．1 s内速度变化大小可能为3 m/s

D．加速度至少为4 m/s2

解析：选BD.开始时物体受到的合力大小为F＝ma＝2×8 N＝16 N．物体受到的另一个力F2的最小值为Fmin＝Fsin30°＝16×12

N＝8 N．去掉F1，只有F2时，物体加速度的最小值为amin＝F2m＝82 m/s2＝4 m/s2，故选项D正确，选项A错误；速度变化率亦即加速度，选项B正确；物体在1 s内速度改变量的最小值为Δvmin＝aminΔt＝4×1 m/s＝4 m/s，故选项C错误．

图3－7

5．如图3－7所示绘出了汽车轮胎与地面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2时，紧急刹车时的刹车痕(即刹车距离x)与刹车前车速v的关系曲线，则μ1和μ2的大小关系为( )

A．μ1

C．μ1>μ2 D．条件不足，不能比较

解析：选C.由题意知v2＝2ax＝2μgx，速度相同的情况下，μ1所在曲线的刹车痕小，所以μ1大，故选项C正确．

图3－8

6．直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图3－8所示，设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示状态．在箱子下落过程中，下列说法正确的是( )

A．箱内物体对箱子底部始终没有压力

B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大

C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大

D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”

解析：选C.因为受到阻力，不是完全失重状态，所以对支持面有压力，选项A错误；由于箱子阻力和下落速度的平方成正比，所以最终将匀速运动，受到的压力等于重力，选项B、D错误，选项C正确．

图3－9

7．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( )

A．mg B．μmg

C．mgμ2＋1 D．mg1－μ2

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2＋ma2＝mgμ2＋1，C选项正确．

图3－10

8．(2012·吉林师大附中高一检测)如图3－10所示，一固定斜面上两个质量均为m的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑．已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，B与斜面之间的动摩擦因数是( )

A.23tanα B.23cotα

C．tanα D．cotα

解析：选A.因为A和B紧挨着匀速下滑，所以把A、B作为一个整体，由平衡方程得：2mgsinα＝μmgcosα＋2μmgcosα解得：μ＝23tanα，故A正确．

图3－11

9．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 ( )

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．

图3－12

10．如图3－12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( )

A．g B.M－mmg

C．0 D.M＋mmg

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＝M＋mmg，所以D对．

二、实验题(本题共2小题，共13分．按题目要求解答)

11．(4分)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水平拉力大小的关系，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：AEDBC

12．(9分)在探究加速度与力、

图3－13

质量的关系实验中，由于存在摩擦力的影响使实验有较大的误差，有人设计了如下实验：

如图3－13所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间(x－t)图像和速率－时间(v－t)图像．整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h.

(1)本实验中摩擦力对滑块A的影响__________(填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”)

(2)本实验中滑块A的合外力表达式为__________．实验中可以通过改变__________来验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过保持__________不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系．

解析：(1)本实验仪器用的是气垫导轨，滑块A在运动中几乎不受摩擦力的作用．

(2)本实验中滑块A的合外力F＝Mgsinθ＝Mghl，如验证质量一定时，加速度与合外力的关系只需要调节h即可；如验证合外力一定时，应使F＝Mghl不变，即保持Mh之积不变即可．

答案：(1)不明显，可忽略 (2)F＝Mghl h Mh

三、计算题(本题共4小题，共37分．解答时应写必要的文字说明、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，答案中必须明确写出数值和单位)

13．(8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．(8分)一辆总质量为1.2×104 kg的载货汽车，沿平直路面以20 m/s的速度匀速运动．遇到紧急情况刹车后，汽车不再受牵引力作用，受到的阻力大小为4.8×104 N．求刹车后：

(1)汽车运动的加速度大小．

(2)汽车在8 s内前进的距离．

解析：(1)根据牛顿第二定律得f＝ma，解得汽车运动的加速度大小为a＝4 m/s2.

(2)汽车从刹车到静止经历的时间为t0＝v0a＝5 s<8 s，所以汽车在8 s内前进的距离为x＝v0t0－12at20＝50 m(或x＝12v0t0＝50 m)．

答案：(1)4 m/s2 (2)50 m

图3－14

15．(10分)如图3－14所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45 m抵达B点时，立即撤去外力．此后小木块又前进0.15 m到达C点，速度为零．已知木块与斜面间的动摩擦因数μ＝3/6，木块质量m＝1 kg.求：

(1)木块向上经过B点时速度为多大？

(2)木块在AB段所受的外力F为多大？(取g＝10 m/s2)

解析：(1)撤去外力后，小木块做匀减速运动从B运动到C，加速度大小为a2＝gsin30°＋μgcos30°＝7.5 m/s2

对这段匀减速运动有

v2C－v2B＝－2a2x2

代入数值可解得vB＝2a2x2

＝2×7.5×0.15 m/s

＝1.5 m/s.

(2)设外加恒力为F，则刚开始从A运动到B的加速度为

a1＝Fm－(gsinθ＋μgcosθ)

刚开始是做匀加速直线运动，故有v2B＝2a1x1

代入数据可求得F＝10 N.

答案：(1)1.5 m/s (2)10 N

图3－15

16．(11分)(2012·成都四中高一检测)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3－15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：

(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：