2018年秋高中物理 第4章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 新人教版必修1.doc

第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第16小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第710小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1(江西省鷹潭市20172018學(xué)年高一上學(xué)期期末)高蹺運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)新型運(yùn)動(dòng)，圖甲為彈簧高蹺。當(dāng)人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后，人就向上彈起，進(jìn)而帶動(dòng)高蹺跳躍，如圖乙。則下列說法正確的是(A)A人向上彈起過程中，先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)B人向上彈起過程中，踏板對(duì)人的作用力大于人對(duì)踏板的作用力C彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對(duì)人的作用力等于人的重力D彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，高蹺對(duì)地的壓力等于人和高蹺的總重力解析：A項(xiàng)，人向上彈起過程中，人應(yīng)該經(jīng)歷了先加速后減速的過程，所以先有向上的加速度，后有向下的加速度，故A項(xiàng)正確。B項(xiàng)，踏板對(duì)人的作用力與人對(duì)踏板的作用力是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，二者大小始終相等，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。C項(xiàng)，彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，人有豎直向上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律，可知高蹺對(duì)人的作用力大于人的重力，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)，同理以高蹺和人的系統(tǒng)為研究對(duì)象，彈簧壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，地對(duì)高蹺的壓力大于人和高蹺的總重力，再根據(jù)牛頓第三定律，可知高蹺對(duì)地的壓力大于人和高蹺的總重力，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.如圖所示，總質(zhì)量為460kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5m/s2，當(dāng)熱氣球上升到180m時(shí)，以5m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加速度g10m/s2。關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是(A)A所受浮力大小為4830NB加速上升過程中所受空氣阻力保持不變C從地面開始上升10s后的速度大小為5m/sD以5m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為400N解析：由牛頓第二定律，所受浮力為F，則Fmgma，F(xiàn)m(ga)460(100.5)N4830N，A正確；加速上升過程中速度增大，受空氣阻力增大，B錯(cuò)誤；氣球開始加速度為0.5m/s2，此后加速度將變化，無法確定10s時(shí)氣球速度，C錯(cuò)誤；勻速上升時(shí)Fmgf0，空氣阻力fFmg(483046010)N230N，D錯(cuò)誤。3.(江西省南昌八一中學(xué)、洪都中學(xué)等六校20162017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，一串(3個(gè))紅燈籠在水平風(fēng)力的吹動(dòng)下發(fā)生傾斜，懸掛繩與豎直方向的夾角為30，設(shè)每個(gè)紅燈籠的質(zhì)量均為m，繩子質(zhì)量不計(jì)，則自上往下數(shù)第一個(gè)紅燈籠對(duì)第二個(gè)紅燈籠的拉力大小為(D)A.mgB2mgC4mgD.mg解析：以下面兩個(gè)燈籠作為整體為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖：豎直方向：Tcos302mg得：Tmg，故選D。4(哈爾濱師大附中20162017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖1所示，在粗糙程度處處相同的水平地面上，物塊在水平向右的力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示，由圖象可知(C)A在2s4s內(nèi)，力F0B在4s6s內(nèi)，力F0C在02s內(nèi)，力F逐漸變小D在02s內(nèi)，力F逐漸增大解析：在2s4s內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力與滑動(dòng)摩擦力平衡，不為零，故A錯(cuò)誤；在4s6s內(nèi)，物體勻減速前進(jìn)，拉力可能不為零，但一定小于摩擦力，故B錯(cuò)誤；在02s內(nèi)，加速度逐漸變小，根據(jù)牛頓第二定律，有：Fmgma故拉力F逐漸減小，故C正確，D錯(cuò)誤，故選C。5(山東省東營市20172018學(xué)年高一上學(xué)期檢測)如圖所示，質(zhì)量不等的木塊A和B的質(zhì)量分別為m1和m2，置于光滑的水平面上。當(dāng)水平力F作用于左端A上，兩物體一起做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B間作用力大小為F1。當(dāng)水平力F作用于右端B上，兩物體一起做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B間作用力大小為F2，在兩次作用過程中(D)AF1F2<FBF1F2>FCF1F2D.解析：對(duì)兩種情況均進(jìn)行整體分析，整體的加速度都為a，隔離分析，第一種情況，A對(duì)B的作用力為F1m2a，第二種情況，A對(duì)B的作用力為F2m1a，則有在兩次作用過程中，F(xiàn)1F2F，D正確。6.如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，每根桿上套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0)，用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時(shí)間，則(D)At1<t2<t3Bt1>t2>t3Ct3>t1>t2Dt1t2t3解析：小滑環(huán)下滑過程中受重力和桿的彈力作用，下滑的加速度可認(rèn)為是由重力沿斜面方向的分力產(chǎn)生的，設(shè)軌跡與豎直方向夾角為，由牛頓第二定律知mgcosma設(shè)圓心為O，半徑為R，由幾何關(guān)系得，滑環(huán)由開始運(yùn)動(dòng)至d點(diǎn)的位移x2Rcos由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得xat2由聯(lián)立解得t2小圓環(huán)下滑的時(shí)間與細(xì)桿的傾斜情況無關(guān)，故t1t2t3。7(湖南省湘潭一中、雙峰一中、邵東一中20162017學(xué)年高一上學(xué)期聯(lián)賽)以下是必修1課本中四幅插圖，關(guān)于這四幅插圖下列說法正確的是(BC)A甲圖中學(xué)生從起立到站直的過程中，體重計(jì)的示數(shù)先減小后增大B乙圖中賽車的質(zhì)量較小，卻安裝著牽引力很大的發(fā)動(dòng)機(jī)，目的是獲得很大的加速度C丙圖中海豚的身體呈流線型，可以減小海豚運(yùn)動(dòng)中的阻力D丁圖中運(yùn)動(dòng)員推開冰壺后，冰壺在冰面做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：中學(xué)生從起立到站直經(jīng)歷了從超重到失重的過程，A錯(cuò)；由Fma可知B項(xiàng)正確；海豚的流線型身體是為了減小水的阻力，C對(duì)；運(yùn)動(dòng)員推開冰壺后，冰壺在冰面做減速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)。8.(山西大學(xué)附中20152016學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示，完全相同的磁鐵A、B分別位于鐵質(zhì)車廂豎直面和水平面上，A、B與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，小車靜止時(shí)，A恰好不下滑，現(xiàn)使小車加速運(yùn)動(dòng)，(不考慮A、B間相互作用力)為保證A、B無滑動(dòng)，則(AD)A速度可能向左，加速度可小于gB加速度一定向右，不能超過(1)gC加速度一定向左，不能超過gD加速度一定向左，不能超過(1)g解析：小車靜止時(shí)，A恰好不下滑，所以對(duì)A有：mgF引，當(dāng)小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了保證A不下滑，應(yīng)有FNF引，加速時(shí)加速度一定向左。對(duì)B有(mgF引)mam，解得am(1)g，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤，故選AD。9如圖a所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體(物體與彈簧不連接)，初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x的關(guān)系如圖b所示(g10m/s2)，則正確的結(jié)論是(BC)A物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)B物體的加速度大小為5m/s2C物體的質(zhì)量為2kgD彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cm解析：以物體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律并結(jié)合圖象得104kmgma30mgma又4kmg由以上三式解得m2kga5m/s2k5N/cm所以B、C正確，D錯(cuò)誤。由題意知，物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，A錯(cuò)誤。10.如圖所示，傳送帶的水平部分長為L，傳動(dòng)速率為v，在其左端無初速度釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間可能是(ACD)A.B.C.D.解析：因木塊運(yùn)動(dòng)到右端的過程不同，對(duì)應(yīng)的時(shí)間也不同，若一直勻加速至右端，則Lgt2，可得t，C正確；若一直加速到右端的速度恰好與傳送帶速度v相等，則Lt，可得t，D正確；若先勻加速到傳送帶速度v ，再勻速到右端，則v(t)L，可得t，A正確；木塊不可能一直勻速至右端，B錯(cuò)誤。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上)11(6分)(陜西西北大學(xué)附中20162017學(xué)年高一上學(xué)期期末)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條aF圖線，如圖(b)所示。(1)圖線_是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的(選填“”或“”)；(2)滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m_0.5_kg；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)_0.2_。解析：(1)由圖象可知，當(dāng)F0時(shí)，a0，也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，所以圖線是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。(2)根據(jù)Fma得a所以滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)。所以m0.5kg由圖形b得，在水平軌道上F1N時(shí)，加速度a0，根據(jù)牛頓第二定律得Fmg0解得0.2。12(8分)(江西省鷹潭市20172018學(xué)年高一上學(xué)期期末)某同學(xué)欲運(yùn)用牛頓第二定律測量滑塊的質(zhì)量M，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟為：(1)調(diào)整長木板傾角，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為m0時(shí)滑塊恰好沿木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)；(2)保持木板傾角不變，撤去鉤碼m0，將滑塊移近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后釋放滑塊，滑塊沿木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并打出點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz)。請回答下列問題：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下D點(diǎn)時(shí)滑塊的速度vD_1.69_m/s；(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a_3.88_m/s2；(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)滑塊質(zhì)量M_m0_ (用字母a、m0和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭表示)。(3)保持木板傾角不變，掛上質(zhì)量為m(均小于m0)的鉤碼，滑塊沿木板向下勻加速運(yùn)動(dòng)，測出滑塊的加速度；多次改變鉤碼的質(zhì)量，分別求出相應(yīng)的加速度。(4)若繩的拉力與所掛鉤碼的重力大小相等，作出amg圖象如圖丙所示，則由圖丙可求得滑塊的質(zhì)量M_0.200_kg。(取g10m/s2，結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析：從圖乙中可知xAB5.20cm，xBC5.84cm，xCD6.45cm，xDE7.07cm，xEF7.70cm。 (2)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T20.020.04s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程中的中間時(shí)刻速度推論可得 ，vD102m/s1.69m/s。根據(jù)逐差法可得am/s23.88m/s2滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，由平衡條件得m0gMgsinf，撤去m0時(shí)滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的合外力F合Mgsinf，由牛頓第二定律得F合Ma，解得M。(4)滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，由平衡條件得Mgsinfm0g，掛上質(zhì)量為m的鉤碼時(shí)滑塊沿木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受到的合外力為F合Mgsinfmg，由牛頓第二定律得F合Ma，解得agg，由圖丙所示圖象可知k5，解得M0.200kg。三、論述、計(jì)算題(本題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)如圖所示，固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g10m/s2。求：(1)小環(huán)的質(zhì)量m；(2)細(xì)桿與地面間的傾角。答案：(1)1kg(2)30解析：由vt圖象可解得：am/s2，前2s內(nèi)，由牛頓第二定律得：F1mgsinma2s后滿足：F2mgsin代入數(shù)據(jù)解得：m1kg，30。14(11分)研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(圖甲中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間)t00.4s，但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長。在某次試驗(yàn)中，志愿者少量飲酒后駕車以v072km/h的速度在試驗(yàn)場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L39m，減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度的大小g取10m/s2。求：(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時(shí)間；(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少；(3)減速過程汽車對(duì)志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值。答案：(1)8m/s22.5s(2)0.3s(3)解析：(1)設(shè)減速過程中汽車加速度的大小為a，所用時(shí)間為t，由題可得初速度v020m/s，末速度vt0，位移s25m，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2as，t。聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得a8m/s2，t2.5s。(2)設(shè)志愿者反應(yīng)時(shí)間為t，反應(yīng)時(shí)間的增加量為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Lv0ts，ttt0。聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得t0.3s。(3)設(shè)志愿者所受合外力的大小為F，汽車對(duì)志愿者作用力的大小為F0，志愿者質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得Fma，由平行四邊形定則得FF2(mg)2。聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得。15(12分)如圖所示，一小轎車從高為10m、傾角為37的斜坡頂端從靜止開始向下行駛，當(dāng)小轎車到達(dá)底端時(shí)進(jìn)入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，發(fā)動(dòng)機(jī)在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2103N，在水平地面上調(diào)節(jié)油門后，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力為1.4104N，小轎車的質(zhì)量為2t, 小轎車與斜坡及水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5(g取10m/s2)。求：(1)小轎車行駛至斜坡底端時(shí)的速度；(2)為使小轎車在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時(shí)間不能超過多少？(轎車在行駛過程中不采用剎車裝置)答案：(1)10m/s(2)5s解析：(1)小轎車在斜坡上行駛時(shí)，由牛頓第二定律得F1mgsin37mgcos37ma1代入數(shù)據(jù)得斜坡上小轎車的加速度a13m/s2由v2a1x12a1h/sin37得行駛至斜坡底端時(shí)的速度v110m/s。(2)在水平地面上加速時(shí)F2mgma2代入數(shù)據(jù)得a22m/s2關(guān)閉油門后減速mgma3，代入數(shù)據(jù)得a35m/s2關(guān)閉油門時(shí)轎車的速度為v2，x2得v220m/s，t5s即在水平地面上加速的時(shí)間不能超過5s。16(13分)(遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)20172018學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖所示的傳送帶，其水平部分ab的長度為2m，傾斜部分bc的長度為4m，bc與水平面的夾角為37，將一小物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放于傳送帶的a端，物塊A與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。傳送帶沿圖示方向 以v2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，若物塊A始終未脫離傳送帶，且在b點(diǎn)前后瞬間速度大小不變，(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)。試求(1)小物塊A在ab段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。(2)小物塊A在bc段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。解析：(1)A先在傳送帶上勻加速運(yùn)動(dòng)(相對(duì)地面)，設(shè)A對(duì)地速度為2m/s時(shí)，A對(duì)地的位移是s1得s10.8m2m 即物塊在ab段先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)設(shè)此過程A的加速度為a1，則：mgma1，故a1gA做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是：t10.8s當(dāng)A相對(duì)地的速度達(dá)到2m/s時(shí)，A隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，勻速時(shí)間為t2，t20.6s則小物塊A在ab段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tab t1 t21.4s(2)由于0.25tan370.75，A在bc段以加速度a2向下勻加速運(yùn)動(dòng)，mgsin37mgcos37ma2解得：a2 4m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式xbcvt3a2t，可知t31s(t32s舍)即小物塊A在bc段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t31s。答案：(1)1.4s(2)1s