2019-2020年高中物理第四章牛顿运动定律章末评估含解析新人教版必修.doc

2019-2020年高中物理第四章牛顿运动定律章末评估含解析新人教版必修一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。每小题至少有一个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的或不答的得0分)1关于物体的惯性，下列说法正确的是()A物体受力后可以改变运动状态，所以作用力可以改变惯性B快速行驶的汽车，刹车时困难，因而速度大时惯性大C满载货物的汽车比不载货时刹车困难，故满载时比空载时惯性大D以上说法均不正确解析：力是改变物体运动状态的原因，但惯性是物体的固有属性，是不随力而改变的，故A错误。快速行驶的汽车，刹车困难是因为在相同加速度的情况下，速度大的滑行距离长，但不是速度大时惯性大，故B错。质量是惯性大小的唯一量度，汽车满载时比空载时质量大，故满载的汽车惯性大，C正确。答案：C2关于作用力和反作用力的说法正确的是()A物体间发生相互作用时先有作用力，后有反作用力B作用力和反作用力的大小相等、方向相反，所以物体一定保持平衡C人加速奔跑时，地对人的作用力大于人对地的作用力D重力和弹力不可能是一对作用力和反作用力解析：作用力和反作用力同时产生，同时消失，大小相等，方向相反，但不能合成，A、B错误。地对人的作用力与人对地的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，C错误。重力和弹力是不同性质的力，故不可能是一对作用力和反作用力，D正确。答案：D3一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3的作用，其大小分别为F142 N、F228 N、F320 N，且F1的方向指向正北，下列说法中正确的是()A这三个力的合力可能为零BF1、F2两个力的合力大小可能为20 NC若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小一定为48 N，方向指向正南D若物体处于静止状态，则F2、F3的合力大小一定为42 N，方向与F1相反，为正南解析：F1、F2的合力范围是|F1F2|FF1F2，即14 NF70 N，B选项正确。F3的大小处于此范围之内，所以这三个力的合力可能为零，选项A正确。若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，则其中两个力的合力必定与第三个力等大反向，选项C错，D对。答案：ABD4几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯内。一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。并用照相机进行了相关记录，如图1所示。他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是()图 1A根据图b和图c可估测出电梯向上启动时的加速度B根据图a和图b可估测出电梯向上制动时的加速度C根据图a和图e可估测出电梯向下制动时的加速度D根据图d和图e可估测出电梯向下启动时的加速度解析：无论是估测制动时的加速度还是估测启动时的加速度，都必须知道该同学静止时的重力，即必选a图，选项A、D错误；据图a和图b可估测出电梯向上启动时的加速度，选项B错误；根据图a和图e可估测出电梯向下制动时的加速度，选项C正确。答案：C5如图2甲所示，在粗糙的水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其vt图像如图乙中的实线所示，下列判断中正确的是()图 2A在01 s内，外力F不断变化B在13 s内，外力F保持不变C在34 s内，外力F不断增大D在34 s内，外力F不断减小解析：由图像可知，在01 s内，物块做匀加速直线运动，加速度恒定，由牛顿第二定律可知，合力恒定，因此拉力恒定，A错误；在13 s内，物块做匀速直线运动，合力为0，拉力大小始终等于摩擦力的大小，B正确；在34 s内，物体做减速运动，加速度越来越大，摩擦力恒定，则由FfFma可知，拉力F越来越小，C错误，D正确。答案：BD6一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图3所示状态。设斜面对小球的支持力为 N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况， 图 3下列说法正确的是()A若小车向左运动，N可能为0B若小车向左运动，T可能为0C若小车向右运动，N不可能为0D若小车向右运动，T不可能为0解析：当加速度向左时，拉力T可能为0，加速度向右时，支持力N可能为0，两种可能均与小车的运动方向无关，故A、B正确，C、D错误。答案：AB7“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图4中a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊时的平衡位置。人在从P点落下到最低点c的过程中()A人在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态B在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 图 4C在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D在c点，人的速度为零，其加速度为零解析：判断人是处于超重状态还是失重状态，只要看人的加速度方向，Pa段人做自由落体运动，加速度为g，人处于完全失重状态；人从a到b的过程中，人的重力大于弹力，合力方向向下，加速度方向向下，人处于失重状态；b点，人的重力等于弹力，加速度为零；由b到c，人的重力小于弹力，合力方向向上，加速度方向向上，人处于超重状态，当弹性绳伸长到c点时，人处于最大超重状态。答案：AB8如图5所示，A、B两物体用细绳连接后放在斜面上，如果两物体与斜面间的摩擦因数都为，则它们下滑的过程中()A它们的加速度agsin B它们的加速度agsin 图5C细绳中的张力FT0D细绳中的张力FTmAg(sin cos )解析：对A、B组成的系统整体运用牛顿第二定律有(mAmB)gsin (mAmB)gcos (mAmB)a，得a(sin cos )ggsin ，故选项B正确。对A进行隔离，运用牛顿第二定律有mAgsin mAg cos FTmAa，得FT0，故选项C正确。答案：BC二、实验题(本题包括1小题，共12分。把答案填在题中横线上，或按题目要求作答)9(12分)在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图6所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上的点计算出。(1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与_的图像。图6(3)如图7(a)所示为甲同学根据测量数据做出的aF图线，此图线说明实验存在的问题是_。(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的aF图线如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同_。图7解析：(1)只有M与m满足Mm时，才可认为绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力。(2)由于a，所以a图像应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与的图像。(3)当力不为零时加速度却为零，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。(4)小车及车上的砝码的总质量不同时，aF图像的斜率也就不同。答案：(1)Mm(2)(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(4)小车及车中砝码的总质量三、计算题(本题包括3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10(12分)如图8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) 图8解析：设物体的质量为m，在竖直方向上有mgF，F为摩擦力。在临界状态下，FFN，FN为物体所受水平弹力。又由牛顿第二定律得FNma。由以上各式得加速度a m/s212.5 m/s2。答案：12.5 m/s211(14分)2011年3月11日日本发生的9.0级大地震牵动亿万人的心，各种救灾物资不断通过机场和火车站运送到灾区，传送带在装送救灾物资方面发挥着巨大的作用。如图9所示为一水平传送带装置示意图， 图9绷紧的传送带始终保持v1 m/s的恒定速率运行，一质量为m4 kg的救灾物资以初速度为0放在A处，传送带对救灾物资的摩擦力使救灾物资做匀加速直线运动，随后救灾物资又以与传送带相等的速率运动。若救灾物资与传送带间的动摩擦因数0.1，A、B间的距离l2 m，g取10 m/s2。(1)求救灾物资刚开始运动时所受滑动摩擦力大小与加速度大小；(2)求救灾物资从A运动到B的时间；(3)若救灾物资下面粘有煤灰，求救灾物资在传送带上留下的黑色痕迹的长度。解析：(1)救灾物资刚开始运动时所受滑动摩擦力Fmg4 N摩擦力提供救灾物资运动的动力，由牛顿第二定律得Fma解得a1 m/s2。(2)设救灾物资做匀加速直线运动的时间为t1，救灾物资加速运动的末速度为v1 m/s，则vat1代入数据解得t11 s匀加速直线运动的位移x1t10.5 m随传送带匀速运动的时间t21.5 s所以救灾物资从A运动到B的时间tt1t22.5 s(3)黑色痕迹的长度即救灾物资相对传送带滑过的位移，救灾物资在加速这段时间内发生的位移为x1加速时间内传送带发生的位移为x2vt1所以黑色痕迹的长度为x2x1t11 m0.5 m。答案：(1)4 N1 m/s2(2)2.5 s(3)0.5 m12(14分)如图10所示，绳和滑轮的质量、摩擦均不计。已知A、B两物体的质量分别为mA8 kg，mB2 kg，A物体与水平桌面 图10间的动摩擦因数为0.2，桌面和绳都足够长，物体B距地面的高度h0.2 m，当物体B由静止释放后，A物体停止运动前通过的距离总共有多长？(g取10 m/s2)解析：分别对A、B两物体进行受力分析，如图所示。对A、B在运动方向上分别应用牛顿第二定律FAmAgmAaA，mBgFBmBaB。又因为FAFB，aAaB。所以联立以上各式，代入数据可得出加速度的值为aAaB0.4 m/s2。由运动学公式2axv2得B物体刚落地时A的速度为vA m/s0.4 m/s。A物体的位移x1h0.2 m。以后A物体做匀减速运动，aAg2 m/s2。由2axv2得，后一段时间内A物体的位移为x2 m0.04 m。所以A物体的总位移为x总x1x20.2 m0.04 m0.24 m。答案：0.24 m