高中物理 牛顿运动定律（二）牛顿运动定律章末检测（二）1

牛顿运动定律章末检测（二）一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。其中第1 8题为单选题;第9 12题为多选题,全部选对得4分,选不全得2分,有选错或不答的得0分)1 理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。下列实验属于理想实验的是()A探究加速度、力、质量关系的实验 B伽利略的斜面实验C用打点计时器测物体的加速度 D伽利略对自由落体运动的研究2关于惯性，下列说法正确的是()A在宇宙飞船内，由于物体完全失重，所以物体的惯性消失B跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性C物体在月球上的惯性只是它在地球上的 D质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关3. 伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()A如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小4轿车的加速度大小是衡量轿车加速度性能的一项重要指标。近年来，一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时，提出了一个新的概念，叫做“加速度的变化率”，用“加速度的变化率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，并认为，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适。下面四个单位中，适合做加速度的变化率单位的是()Am/sBm/s2Cm/s3Dm2/s252016年“神舟十一号”载人飞船成功发射，设近地加速时，飞船以5g的加速度匀加速上升，g为重力加速度，则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为()A6mg B5mg C4mg Dmg6 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如，平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出对此现象分析正确的是()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度7 如图，将一个球放在两块光滑斜面板AB和AC之间，两板与水平面夹角都是60。现在使AB 板固定，使AC 板与水平面的夹角逐渐减小，则()A球对AC板的压力先增大后减小 B球对AC板的压力逐渐减小C球对AC板的压力先减小后增大 D球对AC板的压力逐渐增大8. 如图所示，A、B 两球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为 的斜面光滑系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，已知重力加速度为g。在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()A两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin BB球的受力情况未变，瞬时加速度为零CA球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为gsin D弹簧有收缩趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零9如图所示，升降机的水平底面上放有重为G的物体，它受升降机底面的支持力大小为F支，它对升降机底面压力大小为F压，下列说法正确的是()A不管升降机怎样运动，总有F压F支 B当升降机自由下落时，F支0，G0C当F支G时，升降机正上升 D当F支G时，物体超重，升降机的加速度一定向上10. 如图所示，传送带的水平部分长为L，向右传动速率为v，在其左端无初速释放一木块若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是()A. B. C. D. 11. 如图所示，光滑水平面上，水平恒力F 拉小车和木块一起做匀加速直线运动，小车质量为M ，木块质量为m ，它们的共同加速度为a ，木块与小车间的动摩擦因数为 。则在运动过程中()A木块受到的摩擦力大小一定为mg B木块受到的合力大小为maC小车受到的摩擦力大小为 D小车受到的合力大小为(mM)a12如图所示，轨道由左边水平部分ab 和右边斜面部分bc 组成，b处为一小段光滑圆弧连接，斜面倾角为37，斜面长L10 m一个小物体在水平面上向右运动，Pb距离为x10 m，经过P时速度v020 m/s，小物体与接触面间的动摩擦因数均为0.5，g10 m/s2，sin 370.6，则()A小物体最终停在轨道水平部分距斜面底端6 m处B小物体最终从c处离开斜面C从P点开始计时，小物体沿接触面运动的时间为(31.4) sD从P点开始计时，小物体沿接触面运动的时间为(3) s二、实验题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)13(8分) 某探究学习小组的同学们要验证牛顿运动定律，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。(1) 该实验中小车所受的合力_(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_(选填“需要”或“不需要”)(2) 实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M ，挡光板的宽度l ，光电门1和2的中心距离为x 。某次实验过程：力传感器的读数为F ，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g ，则该实验要验证的关系式是_。14（8分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块A 位于水平桌面上的O 点时，重物B 刚好接触地面。将木块A拉到P点，待重物B 稳定后由静止释放木块A ，木块A 最终滑到Q 点静止。分别测量OP、OQ的长度h和s。改变h ，重复上述实验，分别记录几组实验数据。(1) 实验中发现A释放后会撞到滑轮，请提出两个解决方法。_(2) 请根据下表的实验数据作出sh的关系图象。h(cm)20.030.040.050.060.0s(cm)19.528.539.048.056.5(3) 实验测得A、B 的质量分别为m 0.40 kg，M 0.50 kg。根据sh图象可计算出木块A与桌面间的动摩擦因数_(结果保留一位有效数字)。(4) 实验中，滑轮轴的摩擦会导致的测量结果_(选填“偏大”或“偏小”)。三、解答题（本题共4小题，共计56分）15.（10分）如图所示，在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体，物体与壁间的动摩擦因数0.8，要使物体不致下滑，车厢至少应以多大的加速度前进？(g10 m/s2)16(12分) 如图甲所示，质量为1 kg的物块，在水平向右、大小为5 N的恒力F 作用下，沿粗糙水平面由静止开始运动。在运动过程中，物块受到水平向左的空气阻力，其大小随着物块速度的增大而增大且当物块速度为零时，空气阻力也为零。物块加速度a 与时间t 的关系图线如图乙所示。取重力加速度g10 m/s2，求：甲乙(1) 物块与水平面间的动摩擦因数；(2) t5 s时物块速度的大小；(3) t6 s时空气阻力的大小。17(16分) 如图甲所示，小球A 从水平地面上P 点的正上方h 1.8 m 处自由释放，与此同时，在P点左侧水平地面上的物体B 在水平拉力的作用下从静止开始向右运动，B 运动的v t 图象如图乙所示，已知B 物体的质量为2 kg，且A、B 两物体均可看作质点，不考虑A 球的反弹，g取10 m/s2。求： 图甲 图乙(1) 小球A下落至地面所需的时间t；(2) 要使A、B两物体能够同时到达P点，求物体B的初始位置与P点的距离x；(3) 若作用在物体B上的水平拉力F20 N，求B物体与地面之间的动摩擦因数。18. (18分) 如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始作匀加速运动，前进了0.45 m抵达B 点时，立即撤去外力。此后小木块又前进0.15 m到达C点，速度为零。已知木块与斜面动摩擦因数，木块质量m1 kg.求：(1) 木块向上经过B点时速度为多大？(2) 木块在AB段所受的外力多大？(3) 从出发到回到A点经历的时间。答案与解析1.【答案】B2.【答案】D【解析】 物体的惯性只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处的位置无关，选项A、B、C错误，选项D正确。3.【答案】A【解析】 根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、D三个选项，从题目不能直接得出，所以，选项A正确。4.【答案】C【解析】 新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等于加速度的变化量与时间的比值，而加速度的单位是m/s2，所以新物理量的单位应该是m/s3，所以C正确。5.【答案】A【解析】 对宇航员由牛顿第二定律得：FNmgma，得FN6mg，再由牛顿第三定律可判定A项正确。6.【答案】D【解析】 手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项D正确。7.【答案】C【解析】分析球的受力如图所示，FAC 和FAB 的合力与球的重力G等大反向，当使AC 板与水平面的夹角减小时，由图可以看出，球对AC板的压力先减小后增大，C正确。8.【答案】B【解析】因为细线被烧断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，所以B的瞬时加速度为0，A的瞬时加速度为2gsin ，所以选项B正确，A、C、D错误。9.【答案】AD10.【答案】ACD【解析】 若木块一直匀加速至传送带右端，则由Lgt2 可得，木块从左端运动到右端的时间为t ，若木块加速至传送带右端时恰与带同速，则由L t 可得：t ，若木块加速至v后又匀速一段至带的右端，则有：t，故A、C、D均正确。11.【答案】BC【解析】 把小车和木块看成一个整体，根据牛顿第二定律得：a 。木块水平方向只受静摩擦力，根据牛顿第二定律得：f ma ，故A错误。对木块运用牛顿第二定律得：F合ma ，故B正确。木块水平方向只受静摩擦力，根据牛顿第二定律得：f ma ，故C正确。对小车运用牛顿第二定律得：F车合 Ma ，故D错误。故选BC。12.【答案】BD【解析】 应用牛顿第二定律可知：小物体在水平面上滑动的加速度大小为a1g5 m/s2(方向与速度v0方向相反)。沿斜面上滑的加速度大小为a2gsin gcos 10 m/s2(方向沿斜面向下)。小物体在水平面上运动到斜面底端时速度设为v1，应用速度与位移关系式有vv2a1x，解得v110 m/s.滑上斜面到速度减小为0需运动的位移为L115 mL，小物体最终离开斜面，A错，B对。离开斜面时的速度设为v2，vv2a2L，v210 m/s，小物体从P到斜面底端的运动时间t1，沿斜面上滑的运动时间为t2，小物体沿接触面运动的时间为tt1t2(3) s，C错，D对。13.【答案】(1)等于不需要(2)F ()14.【答案】(1) 减小B的质量；增加细线的长度(2) 如图所示(3) 0.4(4) 偏大【解析】 (1) 木块A 会撞到滑轮是因为木块A 运动到滑轮位置时速度不为零，若要使A 不撞到滑轮则应减小绳子的拉力，即减小B 的质量，或增加细线的长度使木块A 的初始位置远离滑轮。(2) 利用描点作图法画出sh的关系图象。(3) 在B下落h的过程中，设细线中的张力大小为T，B刚落地时A速度为v，此过程中A、B的加速度大小相等，设为a，则根据牛顿第二定律，对A有Tmgma，对B有MgTMa ，解得a 。根据运动学规律，对A有v22ah，B落地后，以木块A为研究对象，有mgma，0v22as，代入已知数据M0.50 kg，m0.40 kg，解得sh，则图象的斜率k，由sh图象求得直线的斜率k0.93，联立解得木块与桌面间的动摩擦因数0.4。(4)由于滑轮轴有摩擦，所以(3)中表示出的摩擦力mg实际是A与桌面间的摩擦力加上滑轮轴的摩擦力，即mgAmgf轴Amg，所以滑轮轴的摩擦会导致的测量结果偏大。15.【答案】12.5 m/s216.【答案】(1) 0.3(2) 5 m/s(3) 2 N【解析】(1) 当t0时，由题意可知，物块所受空气阻力为零，此时物块的受力情况如图所示。由牛顿第二定律有：FFfma0 FNmg0 又因为FfFN 由可求得：0.3(2) 由题意可知，在at图象中，图线与t轴所围的面积为速度的增加量，所以t5 s时物块的速度大小为：v 25 m/s5 m/s(3) 由题图可知，t5 s后，物块做匀速直线运动，物块所受的空气阻力不变，设此过程中物块所受空气阻力为F空，由牛顿第二定律有：FFfF空0联立以上各式解得：F空2 N17.【答案】(1) 0.6 s(2) 1.44 m(3) 0.2【解析】(1) 由hgt2 可得，小球A从下落至地面所需的时间t 0.6 s(2) 要使A、B两物体能同时到达P点，则物体B运动的时间也为t0.6 s，故xat2，又a 8 m/s2，解得：x1.44 m.(3) 由Fmgma可得0.2.18.【答案】(1) 1.5 m/s(2) 10 N(3) 1.49 s (2) 小滑块加速过程受推力、重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：Fmgsin mgcos ma1，对于加速过程，根据运动学公式，有x1，代入数据解得：F10 N，a12.5 m/s2.(3) A到B的过程中：t1 s0.6 sB到C的过程中：t2 s0.2 s，木块下降过程受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：mgsin mgcos ma3，得：a32.5 m/s2 根据位移公式，有a3tx1x2，解得：v3 s0.69 s，从出发到回到A点经历的时间：tt1t2t30.6 s0.2 s0.69 s1.49 s