人教版（2019）高一上册物理必修第一册-同步培优复习训练-十五题限时练习（三）（含解析）

人教版（2019）高一上册物理必修第一册-同步培优复习训练-十五题限时练习（三）

                     共：15题     共：75分钟

一、单选题

1.物体同时受到同一平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力可能为零的是（   ）           

A. 5N  7N  8N           B. 6N  2N  3N                   C. 1N  5N  10N                   D. 10N  10N  23N

2.钥匙从距离水面20m高的桥面自由落体竹筏前端在钥匙下落瞬间正好位于它的正下方。该竹筏以2m/s的速度匀速前进，若钥匙可以落入竹筏中，不考虑竹筏的宽度，则竹筏至少长（   ）           

A. 2m                                       B. 4m                                       C. 6m                                       D. 8m

3.在探究摩擦力的实验中，测力计与水平桌面平行，拉力从零逐渐增大，拉力为8 N时，木块不动；拉力为12 N时，木块恰好被拉动，木块匀速运动时拉力为10 N．则木块与桌面间的滑动摩擦力和最大静摩擦力分别是（   ）           

A. 12 N，8 N                      B. 12 N，10 N                      C. 10 N，12 N                      D. 10 N，8 N

4.如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ=30º，则A球、C球的质量之比为（   ） 

A. 1:2                                     B. 2:1                                     C. 1:                                      D. :1

5.若F1、F2是F的两个分力，下列图像中正确表示F1、F2和F三者关系的是（   ）           

A.         B.    C.              D. 

6.如图，a、b、c、d为光滑斜面上的四个点．一小滑块自a点由静止开始下滑，通过ab、bc、cd各段所用时间均为T．现让该滑块自b点由静止开始下滑，则该滑块（  ） 

A. 通过bc、cd段的位移之比为1：3
B. 通过c、d点的速度之比为1：2
C. 通过c点的速度小于通过bd段的平均速度
D. 通过c点的速度大于通过bd段的平均速度

二、多选题

7.描述变化快慢的量就是变化率。引入“加速度的变化率”描述加速度变化的快慢如图所示为某物体做直线运动的a-t图像中，下列说法正确的是（   ） 

A. 加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动
B. t＝1s时，“加速度的变化率”为
C. 2s内物体的速度越来越小
D. 2s内物体的速度改变量为3 m/s

8.如图所示，小球以6m/s的速度由足够长的斜面中部沿着斜面向上滑，已知小球在斜面上运动的加速度大小为2m/s2  ， 则当小球的位移大小为 8m 时所需要的时间为(小球在光滑斜面上运动时，加速度的大小、方向不变)。（    ） 

A. 2s                                     B. 3s                                     C. 4s                                     D. 

9.用细绳拴一个质量为m的小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x（小球与弹簧不拴连），如图所示．将细绳剪断后（   ） 

A. 小球立即获得 的加速度                                B. 小球落地的速度大于
C. 小球落地的时间等于                                  D. 小球在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动

10.如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角，用以卸下车厢中的货物．当倾角增大到θ时，质量为 M 的 木箱 A 与装在箱内的质量为 m 的物体 B 一起以共同的速度 v 沿车厢底匀速滑下， 则下列说法正确的是(   )

1.  A，B 间没有静摩擦力                                         
2.  A 受到 B 的静摩擦力方向沿车厢底向下
   C. A 受到车厢底面的滑动摩擦力大小为 Mgsinθ     

D. A 与车厢底面间的动摩擦因数μ＝tanθ

11.如图，质量均为m的两光滑小环A和B用轻绳连接，分别套在水平和竖直的固定直杆上．在绳上O点施一水平力F拉紧轻绳，设法使整个系统处于静止状态．随后使力F缓慢增大，则在此过程中 (    ) 

1.  OA段绳中的张力始终大于mg，且逐渐增大        
2.  杆对A环的作用力始终大于2mg，且逐渐增大
   C. OB段绳中的张力始终大于mg，且逐渐增大        

D. OB段绳与竖直方向的夹角逐渐增大

12.某质点做匀减速直线运动，依次经过A、B、C三点，最后停在D点。已知 ， ，从A运动到B和从B运动到C两个过程速度变化量都为 ，则下列说法正确的是（  ） 

A. 质点到达B点时速度大小为                      B. 质点的加速度大小为
C. 质点从A点运动到C点的时间为                        D. A，D两点间的距离为

三、计算题

13.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比，如果飞机以速度v匀速飞行时其发动机的功率为P，则飞机以3 v的速度匀速飞行时其发动机的功率为?
   

14.甲、乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方L1=11m处，乙车速度v乙=60m/s，甲车速度v甲=50m/s，此时乙车离终点线尚有L2=600m，如图所示．若甲车做匀加速运动，加速度a=2m/s2  ， 乙车速度不变，不计车长．

（1）经过多长时间甲、乙两车间距离最大，最大距离是多少？

（2）到达终点时甲车能否超过乙车？

15.如图所示一根劲度系数k=200N/m的轻质弹簧拉着质量为m=0.2kg的物体从静止开始沿倾角为θ=37°的斜面匀加速上升，此时弹簧伸长量x=0.9cm，在t=1.0s内物体前进了s=0.5m．求：

（1）物体加速度的大小；

（2）物体和斜面间动摩擦因数．（取g=10m/s2  ， sin37°=0.6，cos37°=0.8）

答案

一、单选题

1.【答案】 A  

 【解答】A．5N与7N合成时，合力最大12N，最小2N，可以为8N，故三个力合力可能为零，A符合题意；

B．6N与2N合成时，合力最大8N，最小4N，不可能为3N，故三个力合力不可能为零，B不符合题意；

C．1N与5N合成时，合力最大6N，最小4N，不可能为10N，故三个力合力不可能为零，C不符合题意；

D．10N与10N合成时，合力最大20N，最小0N，不可能为23N，故三个力合力不可能为零，D不符合题意。

故答案为：A。
【分析】利用两力的合成范围结合第三个力的大小可以判别三力的合力的可能范围。

2.【答案】 B  

 【解答】钥匙下落的时间，根据

可得

这段时间内竹筏前进的距离

若钥匙可以落入竹筏中，则竹筏至少长4m，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。
【分析】根据自由落体运动规律求出时间，结合等时性求出 竹筏 的长度即可。

3.【答案】 C  

 【解答】物体刚要被拉动时需要的力为最大静摩擦力，当物体滑动以后，物体与接触面间的摩擦力为滑动摩擦力．拉力为12N时，木块恰好被拉动，说明最大静摩擦力为12N，木块匀速运动时拉力为10N，说明滑动摩擦力为10N．综上分析ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。
【分析】木块即将要运动时所受静摩擦力即为最大静摩擦力，木块匀速运动时所受摩擦力为滑动摩擦力，根据平衡条件即可求得滑动摩擦力的大小。

4.【答案】 C  

 【解答】B球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得B球所在位置两线的夹角为90°，以B球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知

故答案为：C.
【分析】分别对A、C球受力分析，根据平衡条件求得AB、BC绳的拉力大小，对B球受力分析，由平衡条件即可得A、C两球的质量之比。

5.【答案】 B  

 【解答】两个分力的合力可以用以两个分力为邻边的平行四边形的对角线来表示合力的大小和方向，由图可知B符合题意；

故答案为：B.

 
【分析】力的合成与分解遵循平行四边形定则，利用平行四边形定则进行分析即可。

6.【答案】 D  

 【解答】A．一小滑块自a点由静止开始下滑，通过ab、bc、cd各段所用时间均为T，根据初速度为0的匀加速直线运动的比例关系知ab∶bc∶cd=1∶3∶5

所以bc∶cd=3∶5，A不符合题意；

B．设ab=L，则bc=3L，cd=5L，匀加速运动的加速度为a，从b点静止开始下滑，通过c点的据速度位移关系公式有：

解得

同理可得，通过d点的速度

则有

B不符合题意；

CD．b到d的时间为

则bd段的平均速度为

C不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。
【分析】利用匀变速的位移公式结合时间相等可以求出位移之比；利用速度位移公式可以求出速度之比；利用速度公式及平均速度公式可以比较瞬时速度和平均速度的大小。

二、多选题

7.【答案】 B,D  

 【解答】A．加速度的变化率为0，速度可能增大，如做匀加速直线运动的物体，加速度恒定，加速度的变化率为0，而速度一直在增大，故加速度的变化率为0的运动不一定是匀速直线运动，A不符合题意；

B．由a-t图像知，物体的加速度的变化率不变，大小为

则t＝1s时，“加速度的变化率”为 ，B符合题意；

C．判断速度增大还是减小，关键看加速度与速度的方向，如果方向相同，则速度增大，反之，速度减小，而题中由于不知道加速度与速度方向的关系，所以无法确定速度是增大还是减小，C不符合题意；

D．在a-t图像中，图线与时间轴围成的图形面积表示速度的变化量，则2s内物体的速度改变量为

D符合题意。

故答案为：BD。
【分析】从图像可以判别其加速度变化率等于0物体可以做匀加速直线运动；利用斜率可以求出加速度变化率的大小；利用面积可以判别速度的变化但不能判别速度的增加或减小。

8.【答案】 A,C,D  

 【解答】由于小球在光滑斜面上运动时，加速度的大小、方向都不改变，当位移 时

即

解得 或

当位移 时

解得

故答案为：ACD。
【分析】利用匀变速的位移公式结合位移的大小可以求出运动的时间。

9.【答案】 B,C  

 【解答】A．初态小球平衡，剪断绳后，小球合外力与绳中拉力等大反向

所以加速度

A不符合题意；

B．设初态弹簧的弹性势能为 ，根据机械能守恒得

速度大于 ，B符合题意；

C．小球被水平弹出后，只受重力做平抛运动，竖直方向 运动时间

C符合题意；

D．小球在细绳剪断瞬间，仍受弹簧弹力，所以不是平抛运动，D不符合题意。

故答案为：BC。
【分析】利用力的合成可以求出合力的大小，结合牛顿第二定律可以求出加速度的大小；利用机械能守恒定律可以求出落地速度的大小；利用竖直方向的自由落体运动可以求出运动的时间；由于细绳剪断后，仍然受到弹力的作用所以小球不是做平抛运动。

10.【答案】 B,D  

 【解答】对B：沿斜面方向有mgsinθ=f，f方向沿斜面向上，A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下，所以A不符合题意，B符合题意；A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为（M+m）gsinθ，C不符合题意；根据（M+m）gsinθ=μ（M+m）sinθ，所以μ=tanθ，D符合题意；  

故答案为：BD.

【分析】对连接体问题经常用到整体法和隔离法，结合平衡条件分析摩擦力的大小和方向.

11.【答案】 C,D  

 【解答】AB．以AB两个小环整体为研究对象，对整体受力分析，整体受总重力2mg、水平力F、水平杆对A环向上的支持力 、竖直杆对B环水平向左的支持力 ．据平衡条件可得：水平杆对A环向上的支持力 ，竖直杆对B环水平向左的支持力 ．

以A为研究对象，对A受力分析，A受重力、水平杆对A竖直向上的支持力、绳OA对A的拉力，三力平衡，绳OA的拉力一定竖直向下，且 ，解得： ．

AB两项均错误．

CD．以B为研究对象，对B球受力分析如图，设OB段绳与竖直方向的夹角为

由平衡条件可得 ， ．

力F缓慢增大，OB段绳中的张力始终大于mg，且逐渐增大；OB段绳与竖直方向的夹角逐渐增大．CD两项均正确。

故答案为：CD。
【分析】利用整体的平衡方程可以求出水平杆对A环的作用力大小和变化情况；利用A的平衡条件可以求出绳子OA的拉力大小，利用B的平衡条件可以判别力F的大小变化及OB绳子的拉力大小变化。

12.【答案】 B,D  

 【解答】AB．由题意可知

设加速度大小为a，根据速度位移公式

联立并带入数据解得

A不符合题意，B符合题意；

C．质点从A点运动到C点的时间为

C不符合题意；

D．根据速度位移公式

带入数据解得

D符合题意。

故答案为：BD。
【分析】利用速度位移公式结合速度变化量的大小可以求出加速度和瞬时速度的大小；利用速度公式可以求出运动的时间；结合速度位移公式可以求出AD之间的距离。

三、计算题

13.【答案】 解：设飞机飞行中所受阻力f=kv2  ，
在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等
所以飞机以速度v飞行时 P=Fv=kv2•v=kv3  ，
当飞机以3v匀速飞行时，
P′=F′v′=k（3v）3=27P．  

 【分析】利用平衡条件结合速度的大小可以求出功率的大小。

14.【答案】 （1）当甲、乙两车速度相等时，两车间距离最大，即v甲+at1=v乙  ，

得t1= = s=5s；

甲车位移x甲=v甲 t1+ at2=275 m，

乙车位移x乙=v乙 t1=60×5 m=300 m，

此时两车间距离△x=x乙+L1﹣x甲=36 m

答：经过5s甲、乙两车间距离最大，最大距离是36 m；
（2）甲车追上乙车时，位移关系为

x甲′=x乙′+L1  ，

甲车位移x甲′=v甲 t2+ at22  ，

乙车位移x乙′=v乙 t2  ，

将x甲′、x乙代入位移关系，得

v甲t2+ at2=v乙t2+L1  ，

代入数据t2=11s，

实际乙车到达终点的时间为t3= ，

所以到达终点时甲车不能超过乙车．

答：到达终点时甲车不能超过乙车．

 【分析】（1）抓住两车相距最大时的临界条件：两车速度相等展开计算即可；（2）分析甲车追上乙车时，两车位移关系，求出相遇时的时间，再求出乙车到达终点的时间，比较即可求解．

15.【答案】 （1）物体沿斜面做初速度为0的匀加速运动，根据运动学公式： …①

得 …②

答：物体加速度的大小为1m/s2；
（2）物体运动过程中受力情况如图所示，根据牛顿第二定律：

F﹣Ff﹣mgsin37°=ma …③

又根据胡克定律：F=kx…④

F=200×0.9×10﹣2 N=1.8N…⑤

代入解得：

Ff=F﹣mgsin37°﹣ma=（1.8﹣0.2×10×0.6﹣0.2×1.0）N=0.4N  …⑥

FN=mgcos37°=0.2×10×0.8 N=1.6N

根据滑动摩擦力公式Ff=μFN得：

答：物体和斜面间动摩擦因数为0.25．

 【分析】（1）物体沿斜面做匀加速运动，已知初速度为零，t=1.0s内物体前进了s=0.5m，由位移公式即可求解加速度．（2）分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律和胡克定律结合能物体受到的支持力和滑动摩擦力，再求解物体和斜面间动摩擦因数．