2017屆高中物理第四章牛頓運(yùn)動定律測試卷含解析新人教必修.docx

第四章牛頓運(yùn)動定律本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時(shí)間90分鐘班級_姓名_分?jǐn)?shù)_第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本大題共10小題，每題4分，滿分40分在每小題給出的選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對的得4分，選不全的得2分，有錯(cuò)選或不選的得0分)1在行車過程中，遇到緊急剎車，乘員可能受到傷害，為此人們設(shè)計(jì)了安全帶以盡可能地減輕猛烈碰撞帶來的傷害假設(shè)某次急剎車時(shí)，由于安全帶的作用，使質(zhì)量為70 kg的乘員的加速度大小約為6 m/s2，此時(shí)安全帶對乘員的作用力最接近()A100 N B400 N C800 N D1 000 N【答案】B【解析】急剎車時(shí)加速度向后，所以其合外力等于安全帶的作用力，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)合ma706 N420 N，所以B正確2關(guān)于慣性，下列說法正確的是()A采用了大功率的發(fā)動機(jī)后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，這表明：可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B“強(qiáng)弩之末，勢不能穿魯縞也”，這表明箭的慣性減小了C用相同的水平力分別推放在地面上的兩個(gè)材料不同的物體，則難以推動的物體慣性大D“嫦娥一號”衛(wèi)星在地球上的慣性與它繞月球飛行時(shí)的慣性相同(燃料消耗忽略不計(jì))【答案】D【解析】質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，所以慣性的大小與物體的速度、位置及運(yùn)動狀態(tài)等均無關(guān)，故AB錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)用水平力推放在地面上的物體時(shí)，難以推動一定是它的最大靜摩擦力較大，由于動摩擦因數(shù)未知，所以無法判斷哪個(gè)物體的質(zhì)量更大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤32014年8月24日晚舉行的南京青奧會3米板決賽中，楊昊以總分613.80分，領(lǐng)先第二名20.15分的成績奪得冠軍，為中國代表團(tuán)再添一金下列有關(guān)說法正確的是()A楊昊起跳時(shí)，對板的壓力大于板對他的支持力B楊吳起跳時(shí)，對板的壓力等于板對他的支持力C楊昊在空中上升的過程處于超重狀態(tài)D楊昊在空中下落的過程處于失重狀態(tài)【答案】BD【解析】楊昊對板的壓力和板對楊昊的支持力屬于作用力與反作用力，所以大小總是相等的，故A錯(cuò)誤，B正確；楊昊離開板后，無論向上運(yùn)動還是向下運(yùn)動，由于只受重力作用，加速度總向下，所以總處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤，D正確4輕彈簧上端固定，下端掛一重物，平衡時(shí)彈簧伸長了4 cm.若將重物向下拉1 cm后放手，則重物在剛釋放的瞬間的加速度是()A2.5 m/s2 B7.5 m/s2C10 m/s2 D12.5 m/s2【答案】A【解析】設(shè)重物的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k.平衡時(shí)：mgkx1，將重物向下拉1 cm，由牛頓第二定律得：k(x1x2)mgma，聯(lián)立解得：a2.5 m/s2，選項(xiàng)A正確5如圖所示，小車上有一個(gè)定滑輪，跨過定滑輪的繩一端系一重球，另一端系在彈簧測力計(jì)上，彈簧測力計(jì)下端固定在小車上開始時(shí)小車處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)小車沿水平方向運(yùn)動時(shí)，小球恰能穩(wěn)定在圖中虛線位置，下列說法中正確的是() A小球處于超重狀態(tài)，小車對地面壓力大于系統(tǒng)總重力B小球處于失重狀態(tài)，小車對地面壓力小于系統(tǒng)總重力C彈簧測力計(jì)讀數(shù)大于小球重力，但小球既不超重也不失重D彈簧測力計(jì)讀數(shù)大于小球重力，小車一定向右勻加速運(yùn)動【答案】C【解析】小球穩(wěn)定在題圖中虛線位置，則小球和小車有相同的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小車既可以向右勻加速運(yùn)動，也可以向左勻減速運(yùn)動，故C項(xiàng)正確6空中花樣跳傘是一項(xiàng)流行于全世界的極限運(yùn)動波蘭104人集體跳傘，在經(jīng)歷14次失敗以后，成功在空中形成雪花狀，刷新了跳傘記錄假設(shè)某跳傘運(yùn)動員從靜止在空中的飛機(jī)上無初速度跳下，沿豎直方向下落，運(yùn)動過程中，運(yùn)動員受到的空氣阻力符合FkAv2，K為常量，A為運(yùn)動員垂直于速度方向的橫截面積，v是運(yùn)動員的速度則下列說法正確的是()A運(yùn)動員在下落過程中做勻加速直線運(yùn)動B若最后階段運(yùn)動員做勻速直線運(yùn)動，速度的大小只與運(yùn)動員的重量有關(guān)C運(yùn)動員通過改變姿勢來調(diào)節(jié)速度，最終位于相同高度D剛跳下的時(shí)候運(yùn)動員的加速度最大【答案】CD【解析】運(yùn)動員受到重力和空氣阻力，且空氣阻力隨速度的變化而變化，所以運(yùn)動員做變加速運(yùn)動，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)樽枇蜋M截面積也有關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；通過改變姿勢可以調(diào)整橫截面積來改變速度，選項(xiàng)C正確；剛跳下時(shí)，速度為零，所受的阻力為零，當(dāng)運(yùn)動員有向下的速度時(shí)，運(yùn)動員受到向上的阻力，加速度會變小，選項(xiàng)D正確7如圖所示，球A位于豎直墻面與斜面體之間，球A重G1，斜面體B重G2，斜面傾角為，一切摩擦均不計(jì)，當(dāng)斜面體B受到水平向左的推力F時(shí)，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是()A水平力FB豎直墻壁對A的彈力等于FC水平地面受到的彈力為G1G2DA對B的彈力等于G1tan【答案】BC【解析】對A進(jìn)行受力分析，受重力G1、斜面的支持力F2和豎直墻面的彈力F1，如圖所示，根據(jù)平衡條件：F1G1tan，F(xiàn)2，所以D錯(cuò)誤再對A、B整體分析，豎直方向受到重力和地面的支持力的作用，水平方向受到豎直墻面的彈力F1和推力F作用，根據(jù)平衡條件得，水平方向：FF1G1tan，豎直方向：地面對B的支持力大小為G1G2，所以A錯(cuò)誤，BC正確8如圖所示，質(zhì)量形狀均相同的木塊緊靠在一起，放在光滑的水平面上，現(xiàn)用水平恒力F推1號木塊，使10個(gè)木塊一起向右勻加速運(yùn)動，則第6號對第7號木塊的推力為()AF B0.8F C0.4F D0.2F【答案】C【解析】將10個(gè)木塊看做一個(gè)整體，則a，設(shè)第6號對第7號木塊的推力為F，則將后四個(gè)木塊看做一個(gè)整體，故a，根據(jù)連接體的運(yùn)動關(guān)系可知，整體的加速度和任意一個(gè)木塊的加速度都相等，所以有aa，即，所以F0.4F，C正確9如圖所示，AD、BD、CD都是光滑的直角斜面，斜面固定在水平地面上，現(xiàn)使一小物體分別從A、B、C點(diǎn)由靜止開始下滑到D點(diǎn)，所用時(shí)間分別為t1、t2、t3，則()At1t2t3 Bt3t2t1Ct2t1t3 Dt2t1t3【答案】C【解析】沿光滑斜面下滑的加速度a為gcos(為斜面頂角)，設(shè)底邊長為d，可知斜面長s為，由sat2 和數(shù)學(xué)知識可得C正確10在一次消防演習(xí)中， 質(zhì)量為60 kg的消防員欲到達(dá)距離樓頂l40 m處的房間. 如右圖所示， 他沿一條豎直懸垂的輕繩從靜止開始勻加速下滑， 已知消防員從開始下滑到A點(diǎn)共用了t4 s, 試估算他沿繩子下滑時(shí)受到的摩擦力f大小最接近()A100 N B300 NC600 N D900 N【答案】B【解析】因?yàn)橄禄瑫r(shí)間t4 s, 由lat2知a5 m/s2, 由牛頓第二定律： mgfma, 則fm(ga)300 N, 故B正確第卷(非選擇題，共60分)二、非選擇題(本題共6小題，11題6分、12題6分、13題11分、14題11分、15題13分、16題13分，解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟)11.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(1)下列說法正確的是_A每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力B實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源C本實(shí)驗(yàn)砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車A的質(zhì)量D在用圖象探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a圖象(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示，他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出，其中s17.06 cm、s27.68 cm、s38.30 cm、s48.92 cm，已知電源頻率為50 Hz，則紙帶加速度的大小是_m/s2.(3)某同學(xué)將長木板右端適當(dāng)墊高，其目的是_但他把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大用a表示小車的加速度，F(xiàn)表示細(xì)線作用于小車的拉力則他繪出的aF關(guān)系圖象是_【答案】(1)D(2)0.62(3)平衡摩擦力C【解析】(1)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，可以讓小車重力的分力與摩擦力平衡，這樣當(dāng)改變小車的質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，所以A錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該先接通電源后釋放紙帶，所以B錯(cuò)誤為了讓小車所受的合外力近似等于砝碼和砝碼盤的總重力，系統(tǒng)的加速度要足夠小，所以應(yīng)該讓砝碼及砝碼盤B的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤在外力恒定的情況下，加速度與物體的質(zhì)量成反比，所以應(yīng)作a圖象，選項(xiàng)D正確(2)根據(jù)逐差法，紙帶的加速度a102 m/s20.62 m/s2.(3)當(dāng)傾角過大時(shí)，不掛砝碼和砝碼盤，小車就有加速度，所以選C.12.現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺，填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖郑晟埔韵聦?shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響)：(1)讓小車自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時(shí)間t.(2)用米尺測量A1與A2之間的距離x，則小車的加速度a_.(3)用米尺測量A1相對于A2的高度h，設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受合外力F_.(4)改變_，重復(fù)上述測量(5)以h為橫坐標(biāo)，1/t2為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖如能得到一條過原點(diǎn)的直線，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律【答案】(2)2x/t2(3)mgh/x(4)斜面傾角(或h的數(shù)值)【解析】(2)小車在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，所以xat2，可得，小車的加速度a2x/t2.(3)設(shè)斜面的傾角為，根據(jù)幾何關(guān)系可知，sinh/x；因?yàn)椴挥?jì)摩擦，對小車下滑時(shí)受力分析，可知小車所受合外力Fmgsinmgh/x.(4)要驗(yàn)證的是“加速度與它所受的合外力成正比”，為了說明問題，需要多次測量，得到多組數(shù)據(jù)，即要改變斜面傾角(或h的數(shù)值)此外，也可根據(jù)第(5)步可知，要作出的是h1/t2圖象，所以需要改變h的數(shù)值(或者斜面傾角)13.如圖所示是電梯上升的速度時(shí)間圖象，若電梯地板上放一質(zhì)量為20 kg的物體，則：(1)前2 s內(nèi)和47 s內(nèi)物體對地板的壓力各為多少？(2)整個(gè)運(yùn)動過程中，電梯通過的位移為多少？(g取10 m/s2)【答案】(1)260 N160 N(2)27 m【解析】(1)前2 s內(nèi)的加速度a13 m/s2.由牛頓第二定律得F1mgma1.F1m(ga1)20(103) N260 N.4 s7 s內(nèi)電梯做減速運(yùn)動，加速度大小a22 m/s2.由牛頓第二定律得mgF2ma2.F2m(ga2)20(102) N160 N.由牛頓第三定律得前2 s內(nèi)和47 s內(nèi)物體對地板的壓力各為260 N和160 N.(2)7 s內(nèi)的位移為x6 m27 m.14.如圖(a)所示，用一水平外力F推著一個(gè)靜止在傾角為的光滑斜面上的物體，逐漸增大F，物體做變加速運(yùn)動，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖(b)所示，若重力加速度g取10 m/s2，sin370.6.由此請計(jì)算出：(1)斜面的傾角；(2)物體的質(zhì)量m.【解】(1)由牛頓第二定律得：Fcosmgsinma當(dāng)F0時(shí)加速度agsin，由題圖(b)可知，此時(shí)的加速度大小等于6 m/s2，解得斜面傾角37(2)由式可得知agsin，直線的斜率等于，由題圖(b)可知斜率為0.4 kg1，代入得質(zhì)量m2 kg【解題技巧】圖象類問題一般有兩種方法求解一種是寫出表達(dá)式，利用圖象的斜率、截距等進(jìn)行求解；還有一種方法是寫出表達(dá)式，利用圖中的幾個(gè)點(diǎn)，代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解15.在寒冷的冬天，路面很容易結(jié)冰，在冰雪路面上汽車一定要低速行駛在冰雪覆蓋的路面上，車輛遇緊急情況剎車時(shí)，車輪會抱死而“打滑”如圖所示，假設(shè)某汽車以10 m/s的速度行駛至一個(gè)斜坡的頂端A時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)坡底前方有一位行人正以2 m/s的速度做同向勻速運(yùn)動，司機(jī)立即剎車，但因冰雪路面太滑，汽車仍沿斜坡滑行已知斜坡高xAB3 m，長xAC5 m，司機(jī)剎車時(shí)行人距坡底C點(diǎn)的距離xCE6 m，從廠家的技術(shù)手冊中查得該車輪胎與冰雪路面的動摩擦因數(shù)約為0.5.g取10 m/s2.(1)求汽車沿斜坡滑下的加速度大??；(2)汽車沿斜坡滑下到坡底C點(diǎn)的速度；(3)試分析此種情況下，行人是否有危險(xiǎn)【解】(1)設(shè)斜坡傾角為，汽車在斜坡上行駛時(shí)，由牛頓第二定律得mgsinmgcosma1由幾何關(guān)系得sin，cos聯(lián)立以上各式解得汽車在斜坡上滑下時(shí)的加速度a12 m/s2(2)由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可得vv2a1xAC解得汽車到達(dá)坡底C時(shí)的速度vC2 m/s(3)汽車到達(dá)坡底經(jīng)歷時(shí)間t1(5) s汽車在水平路面上運(yùn)動階段，由mgma2得汽車的加速度大小a2g5 m/s2汽車的速度減至vv人2 m/s時(shí)發(fā)生的位移x111.6 m經(jīng)歷的時(shí)間t2(1) s行人發(fā)生的位移x2v人(t1t2)(727) m4.54 m因x1x27.06 m6 m，故行人有危險(xiǎn)16.如圖所示的傳送帶，其水平部分ab的長度為2 m，傾斜部分bc的長度為4 m，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a端的傳送帶上，物塊A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.25.傳送帶沿圖示方向以v2 m/s的速度勻速運(yùn)動，若物塊A始終未脫離傳送帶，試求小物塊A從a端被傳送到c端所用的時(shí)間(g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)【答案】2.4 s【解析】物塊A放于傳送帶上后，物塊受力圖如圖所示A先在傳送帶上滑行一段距離，此時(shí)A做勻加速運(yùn)動(相對地面)，直到A與傳送帶勻速運(yùn)動的速度相同為止，此過程A的加速度為a1，則有：mgma1，a1gA做勻加速運(yùn)動的時(shí)間是：t1 s0.8 s，這段時(shí)間內(nèi)A對地的位移是：s1t1