2011《金版新学案》高三物理一轮复习 第五章 研究力和运动的
关系单元检测
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一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分) 1．下列说法与牛顿第一定律不符合的是( )
A．物体在相互平衡的力作用下，可以保持静止和匀速直线运动状态 B．物体是由于力的作用才在一定的速度下保持运动状态 C．物体受到不平衡的力作用时，就会发生速度变化 D．惯性使物体保持静止或匀速直线运动状态 【答案】 B
2．如右图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动，
若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是( )
A．向左行驶、突然刹车 B．向右行驶、突然刹车 C．向左行驶、匀速直线运动 D．向右行驶、匀速直线运动
【解析】 简化模型如图所示，当小球在虚线位置时，小球、车具有向左的加速度，车的运动情况可能为：向左加速行驶或向右减速行驶，A错B对；当车匀速运动时，无论向哪个方向，小球均处于竖直位置不摆动．C、D错．
【答案】 B
3．一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地流离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，那么下图中所示四种情况中符合要求的是( )
【解析】 如右图所示为新盖屋顶示意图，其中AB长是不变的，物体(雨滴)沿CA由静止下滑，则有a=gsin θ s=
又s=l/cos θ
1at2， 2
其中当θ＝45°时，t有最小值，故选C. 【答案】 C
4．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是( )
A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明物体受的力越大，速度就越大 B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
【解析】 由牛顿运动定律可知，力是物体运动状态发生变化的原因，而不是维持物体运动的原因，故A、B错误．两物体从同一高度自由下落，物体下落的速度与物体的质量无关．由力的平衡知识可知，物体处于静止或匀速直线运动时，所受合外力为零，故一个物体维持匀速直线运动，不需要外力，选项D正确．
【答案】 D
5．质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加速1
度为a＝g，则f的大小是( )
3
12A．f＝mg B．f＝mg 334C．f＝mg D．f＝mg
3
F合mg－f12
【解析】 由牛顿第二定律a＝＝ ＝g可得空气阻力大小f＝mg，B选项正确．
mm33
【答案】 B
6.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如右图所示．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姿态．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”
(M＋m)g－f
【解析】 对于箱子和箱内物体组成的整体，a＝，随着下落速度的增大，M＋m空气阻力f增大，加速度a减小．对箱内物体，mg－N＝ma，所以N＝m(g－a)将逐渐增大，故选C.
【答案】 C
7.如右图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传达带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1＜v2)，绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是( )
A．F1＜F2 B．F1＝F2 C．t1一定大于t2 D．t1可能等于t2
【解析】 当物体静止时，物体处于平衡状态，物体受到重力、支持力、摩擦力、绳的拉力，由于摩擦力不变，支持力不变，所以绳的拉力不变，F1＝F2，B正确．若剪断细绳，物体开始加速运动时由于受到的摩擦力相同，加速度相同，可能两次都一直做匀加速运动，t1可能等于t2，D正确．
【答案】 BD
8.如右图所示，在一无限长的小车上，有质量分别为m1和m2两个滑块(m1＞m2)随车一起向右匀速运动．设两滑块与小车间的动
摩擦因数均为μ，其他阻力不计，当车突然停止时，以下说法正确的是( )
A．若μ＝0，两滑块一定相碰
B．若μ＝0，两滑块一定不相碰 C．若μ≠0，两滑块一定相碰 D．若μ≠0，两滑块一定不相碰
【解析】 当μ＝0时，两物块将永不停止地运动，不会相撞，当μ≠0时，物体在木fμmg
板上的位移为x，由于受摩擦力，物块做减速运动，做减速运动的加速度a＝＝＝μg，
mmvt－v0－v0
由此可见，加速度与质量无关．由运动学公式2ax＝vt－v0得x＝＝，位移与质2a2a
2
2
2
2
2
量无关．故B、D正确．
【答案】 BD
9．如右图所示为蹦极运动的示意图．弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连．运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起．整个过程中忽略空气阻力．分析这一过程，下列表述正确的是( )
①经过B点时，运动员的速率最大 ②经过C点时，运动员的速率最大 ③从C点到D点，运动员的加速度增大 ④从C点到D点，运动员的加速度不变
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
【解析】 在BC段，运动员所受重力大于弹力，向下做加速度逐渐减小的变加速运动，当a＝0时，速度最大，即在C点时速度最大，②对．在CD段，弹力大于重力，运动员做加速度逐渐增大的变减速运动，③对．故选B.
【答案】 B
10．如下图所示，质量分别为m1和m2的两物块放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数都是μ(μ≠0)，用轻质弹簧将两物块连接在一起．当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x，若用水平力F′作用在m1上时，两物块均以加速度a′＝2a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x′.则下列关系正确的是( )
A．F′=2F B．x′＝2x C．F′＞2F D．x′＜2x
【解析】 两物块均以加速度a运动时，对整体有F－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，对m2
有kx－μm2g＝m2a；当两物块均以加速度2a运动时，对整体有F′＝μ(m1＋m2)g＝2(m1＋m2)a，对m2有kx′－μm2g＝2m2a.比较对应的两式可得F′＜2F，x′＜2x，所以D项正确．
【答案】 D
二、非选择题(本题共6个小题，共60分)
11．(6分)如右图所示，质量为1 kg、初速度为10 m/s的物体沿粗糙水平面滑行．物体与地面间的动摩擦因数为0.2，同
时还受到一个与原运动方向运动相反的、大小为3 N的恒力F作用，经3 s撤去外力，物体最后停止滑行，则物体滑行的总位移为______m.
【答案】 9.25
12．(6分)2 kg的物体在水平面上运动时，受到与运动同方向拉力F作用，物体与平面间的动摩擦因数为0.41.在拉力由10 N逐渐减小到零的过程中，F＝________N时，物体加速度最大，且为________m/s；当F＝________N时，物体速度最大．
【答案】 0 0.41 8.1
13．(8分)假定神舟5号飞船在发射后3 s内竖直上升了180 m，上升过程是初速为零的匀加速直线运动，求飞船内质量为60 kg的宇航员对座椅的压力多大？(g取10 m/s)．
122s2×18022
【解析】 由s＝at得a＝2＝ m/s＝40 m/s. 2
2t3对宇航员，由牛顿运动定律得
F＝m(a＋g)＝60×(40＋10) N＝3 000 N 由牛顿第三定律得
宇航员对座椅的压力是3 000 N. 【答案】 3 000 N
14．(10分)如图甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的细杆与水平面成θ＝37°固定，质量为m＝1 kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，今有水平向右的风力F作用于小球上，经时间t1＝2 s后停止，小球沿细杆运动的部分v－t图象如图乙所示(取g＝10 m/s，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．试求：
22
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