2019-2020年高中物理 第四章 章末檢測 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 第四章 章末檢測 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 新人教版必修1 一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．(xx～xx山西大同高一期末)關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，以下說法中正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．運(yùn)動(dòng)越快的汽車越不容易停下來，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)得越快，慣性就越大 B．人從水平地面上猛得豎直向上跳起，地面對(duì)人的支持力將會(huì)大于人對(duì)地面的壓力 C．N/kg與m/s2都是加速度的國際制單位 D．物體的加速度方向有時(shí)與合外力方向相同，有時(shí)與合外力方向相反 解析　物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，A錯(cuò)誤；人向上跳起時(shí)，受到地面對(duì)人的支持力和人對(duì)地面的壓力是一對(duì)作用力和反作用力，兩者等大、方向相反，B錯(cuò)誤；在國際單位制中，力的單位是牛頓，質(zhì)量的單位是千克，長度的單位是米，時(shí)間的單位是秒，根據(jù)a＝和a＝，可知在國際單位制中加速度的單位是N/kg和m/s2，C正確；根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度的方向總是與合外力的方向一致，D錯(cuò)誤． 答案　C 2. 圖1 小明在做雙腳跳臺(tái)階的健身運(yùn)動(dòng)，若忽略空氣阻力，則下列說法正確的是(　　) A．小明在下降過程中處于失重狀態(tài) B．小明起跳以后在上升過程處于超重狀態(tài) C．小明落地時(shí)地面對(duì)他的支持力小于他的重力 D．起跳過程地面對(duì)小明的作用力就是他對(duì)地面的作用力 解析　超失重要看加速度，若加速度方向向上即為超重，若加速度方向向下即為失重．小明在下降過程中因加速度向下，故失重，A正確；起跳以后的上升過程中加速度也向下，也是失重，B錯(cuò)誤；小明落地時(shí)因做減速下降，加速度向上，所以是超重，C錯(cuò)誤；起跳過程中地面對(duì)小明的作用力與他對(duì)地面的作用力是一對(duì)作用力與反作用力，不是同一個(gè)力，D錯(cuò)誤． 答案　A 圖2 3．如圖2所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點(diǎn)P在F1、F2和F3三個(gè)力作用下保持靜止．下列判斷正確的是(　　) A．F1>F2>F3 　　B．F3>F1>F2 C．F2>F3>F1 　　D．F3>F2>F1 解析　因?yàn)镕1與F2的合力與F3等大、反向，由幾何關(guān)系知F1＝F3cos 30＝F3，F(xiàn)2＝F3sin 30＝F3，故B正確． 圖3 答案　B 4．如圖3所示．在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1>m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測力計(jì)．若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧測力計(jì)示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測力計(jì)示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是(　　) A．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1>F2 B．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1a2，F(xiàn)1>F2 解析　對(duì)整體，水平方向只受拉力F作用，因此穩(wěn)定時(shí)具有相同的加速度為a＝F/(m1＋m2)，C、D錯(cuò)；當(dāng)拉力F作用于B時(shí)，對(duì)A，F(xiàn)1＝m1a，當(dāng)拉力作用于A時(shí)，對(duì)B，F(xiàn)2＝m2a，由于m1>m2，所以F1>F2，A正確． 答案　A 圖4 5．(xx四川綿陽期末)如圖4所示，兩個(gè)疊放在一起的長方體滑塊A、B，置于固定的且傾角為θ的斜面上．已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為m、M，A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，兩滑塊以一定的初速度相對(duì)靜止地一起沿著斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則在這過程中，滑塊A受到的摩擦力(　　) A．大小等于μ1mgcos θ，方向沿著斜面向下 B．大小等于μ1mgcos θ，方向沿著斜面向上 C．大小等于μ2mgcos θ，方向沿著斜面向下 D．大小等于μ2mgcos θ，方向沿著斜面向上 解析　以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得：加速度a＝＝g(sin θ＋μ2cos θ)，設(shè)B對(duì)A的摩擦力方向沿斜面向下，大小為f，則有mgsin θ＋f＝ma，得到f＝ma－mgsin θ＝μ2mgcos θ，正號(hào)表示摩擦力方向沿斜面向下． 答案　C 圖5 6．如圖5所示，物體m在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)，兩者保持相對(duì)靜止．則下列關(guān)于m所受摩擦力的說法中正確的是(　　) A．皮帶傳送速度越大，m受到的摩擦力越大 B．皮帶傳送的加速度越大，m受到的摩擦力越大 C．皮帶速度恒定，m質(zhì)量越大，所受摩擦力越大 D．無論皮帶做何種運(yùn)動(dòng)，m都一定受摩擦力作用 解析　物塊若加速運(yùn)動(dòng)，其合外力由傳送帶給它的摩擦力來提供，故加速度大，摩擦力大，B正確；當(dāng)物塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊不受摩擦力，故A、C、D錯(cuò)誤． 答案　B 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4個(gè)小題，每小題6分，選不全得3分，錯(cuò)選得0分) 圖6 7．靜止在光滑水平面上的物體受到一個(gè)水平拉力的作用，該力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖6所示，則以下說法中正確的是(　　) A．物體在2 s內(nèi)的位移為零 B．4 s末物體將回到出發(fā)點(diǎn) C．2 s末物體的速度為零 D．物體一直在朝同一方向運(yùn)動(dòng) 解析　根據(jù)圖象可知，物體先朝正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，接著做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，再做正方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，周期性的朝單方向運(yùn)動(dòng)，由于加速和減速階段的加速度大小相等，所以2 s末的速度為零，位移不為零，A、B錯(cuò)誤，C、D正確． 答案　CD 圖7 8．如圖7所示，m＝2 kg的物體，在F1＝40 N，F(xiàn)2＝30 N的兩個(gè)相反的水平拉力及豎直向下的力F3的作用下仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．若撤去水平外力F2，則物體的加速度可能是(　　) A．0 B．5 m/s2 C．15 m/s2 D．20 m/s2 解析　由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)受力可知，F(xiàn)μ≥10 N，撤去F2后，∑F＝F1－Fμ≤40－10＝30 N，amax＝30/2＝15 m/s2. 答案　ABC 9．兩個(gè)完全相同的力分別作用在質(zhì)量為m1、m2的兩個(gè)物體上，使它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)，各經(jīng)t1、t2時(shí)間后，兩物體速度相同，則兩物體通過的位移比是(　　) A．m1∶m2 B．m2∶m1 C．t1∶t2 D．t∶t 解析　根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知，速度相同時(shí)，a1t1＝a2t2. 物體加速度為：a1＝，a2＝. 物體的位移為：s1＝a1t，s2＝a2t. 整理得，＝＝.故答案為A、C. 答案　AC 10．如圖8所示，兩個(gè)傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個(gè)質(zhì)量均為m圓環(huán)，兩個(gè)圓環(huán)上分別用細(xì)線懸吊兩個(gè)質(zhì)量均為M的物體C、D，當(dāng)它們都沿滑竿向下滑動(dòng)并保持相對(duì)靜止時(shí)，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下．下列結(jié)論正確的是(　　) 圖8 A．A環(huán)受滑竿的作用力大小為(m＋M)gcos θ B．B環(huán)受到的摩擦力f＝mgsin θ C．C球的加速度a＝gsin θ D．D受懸線的拉力T＝Mg 解析　對(duì)C受力分析，如圖 由牛頓第二定律，得到：Mgsin θ＝Ma①； 細(xì)線拉力為T＝Mgcos θ② 再對(duì)A環(huán)受力分析，如下圖 根據(jù)牛頓定律，有mgsin θ－f＝ma　?、? N＝mgcos θ＋T　?、? 由①②③④解得：f＝0 N＝(M＋m)gcos θ，故A、C正確； 對(duì)D球受力分析，受重力和拉力，合力與速度在一條直線上，故合力為零，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，細(xì)線拉力等于Mg； 再對(duì)B球受力分析，如圖，受重力、拉力、支持力，由于做勻速運(yùn)動(dòng)，合力為零，故必有向后的摩擦力； 根據(jù)平衡條件，有(M＋m)gsin θ＝f，N＝(M＋m)cos θ，故B錯(cuò)誤，D正確．故選A、C、D. 答案　ACD 三、實(shí)驗(yàn)、填空題(本題共2小題，共12分) 11．(4分)如圖9甲為實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1 s，距離如圖，單位是cm，小車的加速度是________m/s2，在驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)加速度a和合外力F的關(guān)系時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的aF圖象，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 圖9 解析　a的計(jì)算利用逐差法． a＝ ＝ ＝ ＝10－2 m/s2 ＝1.60 m/s2. 答案　1.60　平衡摩擦力過度 12．(8分)為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖10所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題： 圖10 (1)實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？ (2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是________． A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g (3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為________．(用Δt1、Δt2、D、x表示) 解析　(1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不動(dòng)，或取下牽引砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門的光束被遮擋的時(shí)間Δt都相等． (2)本實(shí)驗(yàn)只有在滿足m?M的條件下，才可以用牽引砝碼的重力近似等于對(duì)滑行器的拉力，所以D是不合適的． (3)由于擋光片通過光電門的時(shí)間很短，所以可以認(rèn)為擋光片通過光電門這段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度，即有v1＝，v2＝，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程v－v＝2ax得：a＝. 答案　(1)見解析　(2)D　(3)a＝ 四、計(jì)算題(本題共4小題，共40分) 圖11 13．(10分) 如圖11所示，升降機(jī)中的斜面和豎直墻壁之間放一個(gè)質(zhì)量為10 kg的光滑小球，斜面傾角θ＝30，當(dāng)升降機(jī)以a＝5 m/s2的加速度加速豎直上升時(shí)，(g取10 m/s2)，求： (1)小球?qū)π泵娴膲毫Γ? (2)小球?qū)ωQ直墻壁的壓力． 解析　小球受力如圖所示 水平方向上：F2sin θ＝F1 豎直方向上：F2cos θ－mg＝ma 將數(shù)據(jù)代入以上兩式求得：F1＝50 N，F(xiàn)2＝100 N 由牛頓第三定律知，小球?qū)π泵婧拓Q直墻的壓力大小分別為100 N、50 N．　 答案　(1)100 N　(2)50 N 圖12 14．(10分)一物體沿斜面向上以12 m/s的初速度開始滑動(dòng)，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動(dòng)的vt圖象如圖12所示，求斜面的傾角以及物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)(g取10 m/s2)． 解析　由圖象可知上滑過程的加速度 a上＝ m/s2＝6 m/s2， 下滑過程的加速度 a下＝ m/s2＝4 m/s2 上滑過程和下滑過程對(duì)物體受力分析如圖 上滑過程 a上＝＝gsin θ＋μgcos θ 下滑過程a下＝gsin θ－μgcos θ， 解得θ＝30，μ＝. 答案　30　 圖13 15．(10分)如圖13所示，水平傳送帶以2 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，傳送帶長AB＝20 m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動(dòng)，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，(g＝10 m/s2)試求： (1)工件開始時(shí)的加速度a； (2)工件的速度為2 m/s時(shí)，工件運(yùn)動(dòng)的位移； (3)工件由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間． 解析　(1)工件被放在傳送帶上時(shí)初速度為零，相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，受滑動(dòng)摩擦力向右，大小為Ff＝μmg，工件加速度a＝μg＝0.110 m/s2＝1 m/s2，方向水平向右． (2)工件加速到2 m/s所需時(shí)間t0＝＝ s＝2 s 在t0時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移x0＝at＝122 m＝2 m. (3)由于x0<20 m，故工件達(dá)到與傳送帶同樣的速度后與傳送帶相對(duì)靜止，一起運(yùn)動(dòng)至B端． 經(jīng)過時(shí)間t0后，工件做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t1＝＝ s＝9 s 工件由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端共用時(shí)間為 t＝t0＋t1＝11 s. 答案　(1)1 m/s2，方向水平向右　(2)2 m　(3)11 s 16．(10分)(xx北京西城期末)如圖14所示，質(zhì)量為M＝1 kg的長木板靜止在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.5 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v0＝3 m/s的初速度從左端沿木板上表面沖上木板，帶動(dòng)木板一起向前滑動(dòng)．已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)滑塊在木板上滑動(dòng)過程中，長木板受到的摩擦力大小f和方向； (2)滑塊在木板上滑動(dòng)過程中，滑塊相對(duì)于地面的加速度大小a； (3)若長木板足夠長滑塊與長木板達(dá)到的共同速度v. 圖14 解析　(1)滑塊所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力 f＝μmg＝0.5 N，方向向左 根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對(duì)木板的摩擦力方向向右． (2)由牛頓第二定律得：μmg＝ma 得出a＝μg＝1 m/s2. (3)與滑塊情況相似 可得出木板的加速度a′＝＝0.5 m/s2 設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，滑塊和長木板達(dá)到共同速度v ，則滿足： 對(duì)滑塊：v＝v0－at　對(duì)長木板：v＝a′t 由以上兩式得：滑塊和長木板達(dá)到的共同速度v＝1 m/s.　 答案　(1)0.5 N　方向向右　(2)1 m/s2　(3)1 m/s