高中物理必修一 模拟题汇编 连接体瞬时加速度与超失重解析版.docx

高中物理必修一 模拟题汇编 连接体瞬时加速度与超失重解析版.docx

《高中物理必修一 模拟题汇编 连接体瞬时加速度与超失重解析版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理必修一 模拟题汇编 连接体瞬时加速度与超失重解析版.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高中物理必修一模拟题汇编连接体瞬时加速度与超失重解析版

2020-2021学年高中物理必修一模拟题汇编

专题13连接体、瞬时加速度与超失重

1．（2019-2020学年·河北省沧州市高一上学期期末）如图所示，用水平力F推放在光滑水平面上的物体P、Q、R，使其一起做匀加速运动，若P对Q的弹力为6N，Q对R的弹力为4N，Q的质量是1kg，那么R的质量是（　　）

A．2kg　　　B．3kg　　

C．4kg　　　D．5kg

【答案】A

【解析】：

对Q受力分析，由牛顿第二定律可得：

FPQ－FRQ＝mQa，

代入数据解得：

a＝2m/s2

对R，由牛顿第二定律可得：

FQR＝mRa，代入数据

解得：

mR＝2kg，故A正确。

2.（2019-2020学年·福建省福州五校高一上学期测试）2019年国际体联蹦床世界杯阿塞拜疆巴库站比赛，中国选手刘灵玲通过紧张激烈的决赛，将女子个人金牌收入囊中。

假设比赛时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间的变化规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，当地重力加速度g取10m/s2，依据图象给出的信息可知，运动员的质量和运动员离开弹簧床上升的最大高度分别为（　　）

A．60kgB．50kg

C．1.6mD．3.2m

【答案】BD

【解析】：

题图中曲线描绘的是运动员与弹簧床面间弹力的变化规律，由题图在0～3.6s内弹力不变可知运动员处于静止状态，所以重力为500N即质量为50kg；运动员弹跳过程中离开床面时，与弹簧床面间没有弹力作用，而且离开床面后运动员做竖直上抛运动，由题中图线可知上抛到最高点的时间为（11－9.4）s/2＝0.8s，所以上升的最大高度h＝

gt2＝3.2m。

综上所述，选项B、D正确。

3.（2019-2020学年·吉林省实验中学高一上学期期末）如图所示，两个质量分别为m1＝1kg、m2＝4kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。

两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是（　　）

A．弹簧秤的示数是25N

B．弹簧秤的示数是28N

C．在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为7m/s2

D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13m/s2

【答案】BC

【解析】：

本题考查用整体法、隔离法分析物体受力以及牛顿第二定律的应用。

以m1、m2以及弹簧秤为研究对象，则整体向右的加速度a＝

＝2m/s2；再以m1为研究对象，设弹簧的弹力为F，则F1－F＝m1a，则F＝28N，A错误，B正确；突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，此时m2的加速度a＝

＝7m/s2，C正确；突然撤去F1的瞬间，弹簧的弹力也不变，此时m1的加速度a＝

＝28m/s2，D错误。

4.（2019-2020学年·广东省惠州市高一上学期期末）金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出。

如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中（　　）

A．水继续以相同的速度从小孔中喷出B．水不再从小孔喷出

C．水将以更大的速度喷出D．水将以较小的速度喷出

【答案】B

【解析】：

水桶自由下落，处于完全失重状态，故其中的水也处于完全失重状态，对容器壁无压力，故水不会流出；故选B。

5．（多选）（2019-2020学年·北京市人大附中高一上学期期末）如图所示，一名乘客从一层乘电梯到四层，在四层短暂停留后又乘电梯到一层。

则乘客处于超重的阶段可能是（　　）

A．电梯加速上行阶段B．电梯减速上行阶段

C．电梯加速下行阶段D．电梯减速下行阶段

【答案】AD

【解析】：

电梯加速向上运动或减速向下运动时，其加速度均向上，则电梯和人均处于超重状态；故A、D均正确。

电梯加速向下运动或减速向上运动时，其加速度均向下，则电梯和人均处于失重状态；故B、C均错误。

6．（2019-2020学年·北京师大附中高一上学期期末）如图所示，粗糙水平桌面上有一个玩具小屋，小红将一工艺品“旺狗”放在玩具小屋的屋顶斜面上，发现只要给“旺狗”一个向下的初速度，它便可沿屋顶斜面匀速下滑，此过程中小屋保持静止。

已知小屋的质量为M，“旺狗”的质量为m。

在“旺狗”匀速下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．桌面对小屋有水平向右的摩擦力B．桌面对小屋有水平向左的摩擦力

C．桌面对小屋的支持力等于（M＋m）gD．桌面对小屋的支持力小于（M＋m）g

【答案】C

【解析】：

因小狗匀速下滑处于平衡状态，其所受合力为零，故屋顶给它的支持力和摩擦力的合力竖直向上与其重力平衡。

根据牛顿第三定律知，小狗给屋顶的合力竖直向下，水平方向没有外力产生向左或向右的趋势，故桌面对小屋没有摩擦力；故A、B均错误。

对整体的竖直方向平衡可知桌面的支持力等于两物体的重力之和，故C正确，D错误。

7．（2019-2020学年·辽宁省实验中学分校高一上学期期末）如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”。

此过程中（　　）

A．人被向上“托起”时处于失重状态

B．人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小

C．人对气流的作用力大小等于气流对人的作用力大小

D．人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力

【答案】C

【解析】：

人被向上“托起”时处于“超重”状态，A错；气流对人的作用力大于重力，B、D错；人与气流的相互作用力大小相等，C对。

8．（2019-2020学年·江苏省扬州中学高一上学期期中）如图，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态．现将A上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是（　　）

A．1.5g，1.5g，0B．g，2g，0C．g，g，gD．g，g,0

【答案】　A

【解析】　剪断细线前，由平衡条件可知，A上端的细线的拉力为3mg，A、B之间细绳的拉力为2mg，轻弹簧的拉力为mg.在剪断细线的瞬间，轻弹簧中拉力不变，小球C所受合外力为零，所以C的加速度为零；A、B小球被细绳拴在一起，整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律得3mg＝2ma，解得a＝1.5g，选项A正确．

9.（2019-2020学年·哈尔滨九中高一模拟）广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。

若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图象如图所示。

则下列相关说法正确的是（　　）

A．t＝4.5s时，电梯处于失重状态B．5～55s时间内，绳索拉力最小

C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态D．t＝60s时，电梯速度恰好为零

【答案】D

【解析】：

利用a－t图象可判断：

t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A错误；0～5s时间内，电梯处于超重状态，拉力大于重力，5～55s时间内，a＝0，电梯处于匀速上升过程，拉力等于重力，55～60s时间内，电梯处于失重状态，拉力小于重力，综上所述，选项B、C错误；因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60s时为零，选项D正确。

10.（2019-2020学年·山西大学附中高一上学期期末）如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长10cm，运动时弹簧伸长9cm，则升降机的运动状态可能是（g取10m/s2）（　　）

A．以a＝1m/s2的加速度加速下降B．以a＝1m/s2的加速度加速上升

C．以a＝9m/s2的加速度减速上升D．以a＝9m/s2的加速度减速下降

【答案】A

【解析】当升降机静止时，根据胡克定律和二力平衡条件得kx1－mg＝0，其中k为弹簧的劲度系数，x1＝0.1m．当弹簧伸长量为x2＝9cm时，kx2

11.（2019-2020学年·江苏省徐州市高一上学期期末）如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为（　　）

A.μmgB.2μmgC.3μmgD.4μmg

【答案】　C

【解析】　当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，A物体所受的合力为μmg，由牛顿第二定律知aA＝

＝μg，对于A、B整体，加速度a＝aA＝μg.由牛顿第二定律得F＝3ma＝3μmg.

12.（2019-2020学年北京市东城区高一上学期期末）如图所示，小孩在蹦床上沿竖直方向蹦跳，对其从最低点到离开床面的过程，下列说法正确的是（　　）

A．小孩一直处于超重状态B．小孩一直处于失重状态

C．小孩会经历先超重后失重的过程D．小孩刚离开蹦床时的速度最大

【答案】C

【解析】：

开始小孩受到的弹力大于重力，向上加速，小孩处于超重状态；当小孩受到的弹力小于重力时，向上减速，小孩处于失重状态。

小孩经历先超重后失重的过程，故A、B错误，C正确；当小孩所受弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，故D错误，故选C。

13.（2019-2020学年·山东省德州市高一上学期期末）如图所示，在光滑的水平桌面上放一质量为mA＝5kg的物块A，A的上方放一质量mB＝3kg的滑块B，用一轻绳一端拴在物块A上，另一端跨过光滑的定滑轮拴接一质量mC＝2kg的物块C，其中连接A的轻绳与水平桌面平行。

现由静止释放物块C，在以后的过程中，A与B之间没有相对滑动且A、B始终没有离开水平桌面（重力加速度g取10m/s2）。

则下列说法正确的是（　　）

A．A的加速度大小为2.5m/s2B．A的加速度大小为2m/s2

C．A对B的摩擦力大小为6ND．A对B的摩擦力大小为7.5N

【答案】BC

【解析】：

整体mCg＝（mA＋mB＋mC）a，得a＝2m/s2，故A错误，B正确；隔离B：

f＝mBa＝6N，故C正确，D错误。

14.（2019-2020学年·江苏省苏州市高一上学期期末）如图所示，在光滑水平面上有一段质量分布均匀的粗麻绳，绳子在水平向右的恒力F作用下做匀加速直线运动。

绳子上某一点到绳子左端的距离为x，设该点处的张力为T，则最能正确反映T与x之间的关系的图象是（　　）

【答案】A

【解析】：

设绳子总长为L，单位长度质量为m，对整体分析根据牛顿第二定律有：

F＝Lma；则对x分析可知：

T＝xma，联立解得：

T＝

x，故可知T与x成正比；且x＝0时，T＝0，故A正确，B、C、D错误。

15．（2019-2020学年·重庆巴蜀中学高一上学期期中）某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。

他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v－t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（　　）

【答案】AD

【解析】：

由图可知，t0至t1时间段弹簧秤的示数小于G，故物体可能向下加速，也可能向上减速；t1至t2时间段弹力等于重力，故合力为零，物体可能匀速也可能静止；而t2至t3时间段内合力向上，故物体加速度向上，电梯可能向上加速也可能向下减速，AD均符合题意，故选AD。

16.（2019-2020学年·云南省大姚一中高一下学期开学考）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平，t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4s时撤去外力。

细绳对物块的拉力随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示，木板与实验台之间的摩擦可以忽略。

重力加速度取10m/s2。

由题给数据可以得出（　　）

A．木板的质量为1kgB．2s～4s内，力F的大小为0.4N

C．0～2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

【答案】AB

【解析】：

由图（b）中提供的数据可求出木板与物块之间的滑动摩擦大小Ff＝0.2N，由图（c）可知，木板在2s～4s内做匀加速直线运动，其加速度大小a1＝

m/s2＝0.2m/s2，木板在4s～5s内做匀减速直线运动，其加速度大小a2＝

m/s2＝0.2m/s2。

根据牛顿第二定律有：

F－Ff＝ma1　①

Ff＝ma2　②

将已知数据代入可得：

m＝1kg，F＝0.4N，故选项A、B正确；0～2s内拉力与静摩擦力时刻处于平衡，由图（b）知，细绳对物块的拉力逐渐增大，所以静摩擦力逐渐增大，故拉力也逐渐增大，故选项C错误；因为物块的质量未知，所以物块与木板之间的动摩擦因数不可求，故D错误。

17.（2019-2020学年·北京市海淀区高一上学期期末）图甲是某人站在力传感器上做下蹲——起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。

图乙是根据传感器画出的F－t图线。

两图中a～g各点一一对应，其中有几个点在图甲中没有画出。

取重力加速度g＝10m/s2。

则下列说法中正确的是（　　）

A．此人的质量约为70kg

B．此人重心在b点时处于失重状态

C．此人重心在d点时的加速度方向向下

D．在a、b、d三点中，此人重心在d点时加速度最大

【答案】ABD

【解析】：

题图中a表示人处于静止状态，此时力传感器示数约为700N，则此人质量约为70kg，选项A正确；b点对应的力小于人的重力，故人处于失重状态，选项B正确；

d点人处于超重状态，加速度方向向上，选项C错误；

a点对应的加速度为0，b点对应的加速度大小为

m/s2≈7.1m/s2，d点对应加速度大小为

m/s2≈18.6m/s2，选项D正确。

18.（2019-2020学年天津市一中高一上学期期末）如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。

当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为（　　）

A．0　　　B．

g　　

C．g　　　D．

g

【答案】B

【解析】：

木板撤去前，小球处于平衡态，受重力、支持力和弹簧的拉力，如图

根据共点力平衡条件，有

F－Nsin30°＝0

Ncos30°－G＝0

解得N＝

mg

F＝

mg

木板AB突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不变，合力等于支持力N，方向与N反向，故加速度为a＝

＝

g，故选B。

19.（2019-2020学年·新疆建设兵团二师华山中学高一上学期期末）如图所示，一个质量M＝50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m＝5kg的物体A。

当升降机向上运动时，她看到弹簧测力计的示数为40N，g＝10m/s2，求：

（1）升降机的加速度；

（2）此时人对地板的压力。

【答案】：

（1）2m/s2，方向向下

（2）400N　竖直向下

【解析】：

（1）对A受力分析，根据牛顿第二定律得：

mg－F弹＝ma

得a＝g－

＝10－

m/s2＝2m/s2，则升降机的加速度为2m/s2，方向向下。

（2）对人分析，根据牛顿第二定律得：

Mg－FN＝Ma

解得：

FN＝Mg－Ma＝50×（10－2）N＝400N，

则由牛顿第三定律知人对升降机地板的压力大小为400N，竖直向下。

20.（2019-2020学年·北京市东城区高一学期期末）某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图1所示，将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止。

使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下，已知电动扶梯与水平方向夹角为37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图2所示。

（1）画出加速过程中实验员的受力示意图；

（2）求该次测量中实验员的质量m；

（3）求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2。

【答案】：

（1）见解析　

（2）60kg　（3）0.56m/s2，0.42m/s2

【解析】：

（1）对实验员受力分析，画出示意图如图：

（2）3～6s电梯匀速运动，实验员受力平衡

F＝mg＝600N

得：

m＝60kg

（3）加速阶段，对竖直方向，根据牛顿第二定律：

F1－mg＝ma1sin37°

得：

a1＝0.56m/s2

同理减速时，根据牛顿第二定律

mg－F2＝ma2sin37°

a2＝0.42m/s2

21.（2019-2020学年·山东省济南一中高一上学期期末）四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。

一架质量m＝2kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F＝36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f＝4N。

（g取10m/s2）

（1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞。

求在t＝5s时离地面的高度h；

（2）当无人机悬停在距离地面高度H＝100m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。

求无人机坠落到地面时的速度v；

（3）接

（2）问，无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力。

为保证安全着地（到达地面时速度为零），求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1。

【答案】：

（1）75m　

（2）40m/s　（3）

s

【解析】：

（1）由牛顿第二定律F－mg－f＝ma

代入数据解得a＝6m/s2

上升高度h＝

at2，代入数据解得h＝75m

（2）下落过程中mg－f＝ma1，代入数据解得a1＝8m/s2

落地时速度v2＝2a1H，代入数据解得v＝40m/s

（3）恢复升力后向下减速运动过程F－mg＋f＝ma2，代入数据解得a2＝10m/s2

设恢复升力时的速度为vm，

则有

＋

＝H，vm＝

m/s

由vm＝a1t1，代入数据解得t1＝

s