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1、第四章 力与运动(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共4个小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得5分，选错或不答的得0分)1关于物体的惯性，下列说法正确的是()A物体受力后可以改变运动状态，所以作用力可以改变惯性B快速行驶的汽车，刹车时困难，因而速度大时惯性大C满载货物的汽车比不载货时刹车困难，故满载时比空载时惯性大D推动原来静止的物体比推动原来滑动的物体要费力些，表明静止的物体的惯性大些解析：惯性是物体的固有属性，物体惯性的大小与物体的运动状态无关，质量是惯性大小的唯一量度，质量大，惯性大，故选项C对。答案：C2关于力和运动的关系，下
2、列说法中正确的是()A物体的速度不断增大，表示物体必受外力作用B物体向着某个方向运动，则在这个方向上必受力的作用C物体的速度大小不变，则其所受的合外力必为零D物体处于平衡状态，则该物体必不受外力作用解析：当物体速度增大时，运动状态发生了变化，故物体必受外力作用，A正确；物体向某个方向运动，在此方向上不一定受力的作用，故B错误；当物体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状态可能变化，合外力不一定为零，故C错误；物体处于平衡状态时，所受合外力为零，并不是物体不受外力作用，故D错误。答案：A3如图1所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是 ()A
3、在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零图1B上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力解析：A、B两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A物体对B物体的压力一定为零，A选项正确。答案：A4如图2所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动。某时刻突然撤去拉力F，此刻A和B的加速图2度分别为a1和a2，则()Aa1a20Ba1a，a20Ca1a，a2aDa1a，a2a解析：突然撤去拉力
4、F，以A为研究对象，由于在短时间内弹簧的弹力不会发生突变，所以A物体受力不变，其加速度a1a，且弹簧弹力大小Fm1a。撤去F后，弹簧对B的拉力即为其合力，所以Fm2a2，即a2a。综上可知D正确。答案：D二、双项选择题(本题共4个小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)5跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法中正确的是()A运动员对地面的压力大于运动员受到的重力B地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力C地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力D运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力解析：运动员起跳
5、时，所受的重力和支持力的合力向上，支持力大于重力；支持力和压力是作用力和反作用力的关系，等大反向。答案：AB6原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图3所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是() 图3A加速上升B减速上升C加速下降 D减速下降解析：升降机匀速运动时，物体静止在升降机的地板上，说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡，物体突然被弹簧拉向右方，说明摩擦力减小，其原因只能是物体与地板间的正压力减小，物体处于失重状态，故升降机具有向下的加速度，即可能减速上升或加速下降。答案：BC7如图4所示，质量分别为m、M
6、的物体用细绳连接，放在倾角为的光滑斜面上，用平行于斜面向上的恒力F拉两个物体，使它们一起沿斜面向上加速运动，则中间绳的张力是()AMg BFmg图4C.F DF解析：先对整体应用牛顿第二定律可得F(Mm)g sin (Mm)a。对M应用牛顿第二定律，有FMMg sin Ma。两式联立得FMF。答案：C8在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA和mB的物体，得出的加速度a与F的关系图线如图5所示。由图分析可知()AmAmB图5B两地重力加速度gAgBCmAmBD两地重力加速度gAgB解析：由牛顿第二定律可得Fmgma，所以aFg，其中直线的斜率表示物体质量的倒数，则mAmB，A正确；直线
7、在纵轴上的截距表示当地的重力加速度，故有gAgB，D正确。答案：AD三、非选择题(本题包括4小题，共56分。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)9(12分)在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图6所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。(1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝
8、码的质量，测出相应的图6加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与_的图像。(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a图线如图7所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？_解析：(1)只有M与m满足Mm才能使绳对小车的拉力近图7似等于盘及盘中砝码的重力。(2)由于a，所以a图像应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与的图像。(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时，由图像知乙的加速度大，故乙的拉力F大(或乙中盘及盘中砝码的质量大)。答案：见解析10(12分)一根能承受最大拉力为528 N的绳索悬于窗口，质量为60 kg的消防队员借助这根
9、绳子下滑到地面，他在下滑时必须控制自己握绳的力，使其下滑的加速度不能小于何值？(不计空气阻力)解析：如果消防员下滑时握绳太紧或悬在空中，或匀速下滑，都会使绳子因拉力过大而断开，因此，消防队员握绳产生的摩擦力不能超过绳子所能承担的最大拉力Fmax。对消防队员进行受力分析，消防队员受重力mg、绳子的摩擦力f，合力即为mgf。据牛顿第二定律得mgfma。但f最大为Fmax，所以有mgFmaxma得a m/s21 m/s2，即消防队员下滑的加速度不得小于1 m/s2。答案：1 m/s211(16分)如图8所示，小车内有一质量为M10.4 kg的小球用细线吊在车内的顶棚上，车厢内的地板上有一质量为M21
10、5 kg的木箱，当小车向右做匀加速直线运动时，细线与竖直方向的夹角为37，木箱与地板相对静止。(g10 m/s2)求：(1)小车运动的加速度大小和细线对小球的拉力大小；图8(2)木箱受到的摩擦力大小。解析：(1)对小球受力分析如图甲所示，可得M1gtan M1a所以agtan 7.5 m/s2T N5.0 N(2)对木箱受力分析如图乙可得fM2a157.5 N112.5 N答案：(1)7.5 m/s25.0 N(2)112.5 N12(16分)如图9甲所示，固定光滑轻杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F的作用下向上运动，推力F与小环的速度v随时间的变化规律如图9乙所示，取g10 m/s2。求：图9(1)小环的质量m；(2)轻杆与地面间的倾角。解析：(1)由Ft图像知，02 s内推力F15.5 N，由vt图像知，在此时间段内小环做匀加速直线运动，加速度a0.5 m/s2根据牛顿第二定律得F1mgsin ma由Ft图像知，2 s以后推力F25 N，由vt图像知，此时间段内小环做匀速直线运动，所以有F2mgsin 0联立并代入数据解得m1 kg。(2)将m1 kg代入式解得sin ，故30。答案：(1)1 kg(2)305