高考物理大一輪復(fù)習(xí)《牛頓運動定律》綜合檢測試題

《牛頓運動定律》綜合檢測(時間:90分鐘滿分:100分)【測控導(dǎo)航】考點題號1.牛頓第一定律、物理學(xué)史12.牛頓第二定律3,5,7,9,11,123.超重、失重84.牛頓第二定律與圖像4,105.連接體問題66.牛頓第三定律27.牛頓運動定律的綜合應(yīng)用16,17,188.實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系13,149.實驗:測量物塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)15一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.在每小題給出的四個選項中,第1～7題只有一個選項正確,第8～12題有多項正確,全部選對得4分,選對但不全得2分,有選錯或不選的得0分)1.科學(xué)家關(guān)于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用.下列說法不符合歷史事實的是(C)A.伽利略通過“理想實驗”得出結(jié)論:一旦物體具有某一速度,如果它不受力,它將以這一速度永遠(yuǎn)運動下去B.笛卡兒指出:如果運動中的物體沒有受到力的作用,它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動,既不停下來也不偏離原來的方向C.亞里士多德認(rèn)為,必須有力作用在物體上,物體的運動狀態(tài)才會改變D.牛頓認(rèn)為,物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)解析:伽利略“理想實驗”得出結(jié)論:力不是維持運動的原因,即運動必具有一定速度,如果它不受力,它將以這一速度永遠(yuǎn)運動下去,故A正確;笛卡兒指出:如果運動中的物體沒有受到力的作用,它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動,既不停下來也不偏離原來的方向,符合歷史事實,故B正確;亞里士多德認(rèn)為,必須有力作用在物體上,物體才能運動,故C錯誤;牛頓認(rèn)為,物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),符合事實,故D正確.2.在滑冰場上,甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上,原來靜止不動,在相互猛推一下后分別向相反方向運動.假定兩板與冰面間的動摩擦因數(shù)相同.已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn),這是由于(C)A.在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的過程中,甲推乙的時間小于乙推甲的時間C.在剛分開時,甲的初速度大于乙的初速度D.在分開后,甲的加速度小于乙的加速度解析:在推的過程中,作用力與反作用力大小相等,相互作用時間相同,故A,B均錯;分開后,兩者滑動摩擦力分別為Ff1=μm1g,Ff2=μm2g,則各自的加速度分別為a1=Ff1m1=μg,a2=Ff2m2=μg,兩者做勻減速直線運動的加速度大小相等,且末速度均為0,由3.(2016·湖北襄陽聯(lián)考)如圖所示,水平地面上有一輕質(zhì)彈簧,下端固定,上端與物體A相連接,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)用一豎直向下的力F壓物體A,使A豎直向下做勻加速直線運動一段距離,整個過程中彈簧一直處在彈性限度內(nèi).下列關(guān)于所加力F的大小和運動距離x之間關(guān)系圖像正確的是(D)解析:物體A做勻加速直線運動過程中受到豎直向下的壓力F、重力和豎直向上的彈力,根據(jù)牛頓第二定律可得F+mg-kx=ma,解得F=ma-mg+kx,F是關(guān)于x的一次函數(shù)且在逐漸增大,故D正確.4.以初速度v豎直向上拋出一小球,小球所受空氣阻力與速度的大小成正比,下列圖像中,能正確反映小球從拋出到落回原處的速度隨時間變化情況的是(A)解析:設(shè)小球所受的阻力Ff=kv,小球的質(zhì)量為m,則在小球上升的過程中有mg+Ff=ma,得a=g+kvm,由于上升過程中小球的速度越來越小,小球的加速度a越來越小,故vt圖的斜率的絕對值越來越小,B,D錯誤;在下落過程中有a=g-kv5.(2016·山東臨沂期中)如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,物塊A,B質(zhì)量分別為m和2m、物塊A靜止在輕彈簧上面,物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連,A,B緊挨在一起但A,B之間無彈力,已知重力加速度為g.某時刻將細(xì)線剪斷,則在細(xì)線剪斷的瞬間,下列說法正確的是(B)A.物塊A的加速度為0 B.物塊A的加速度為g/3C.物塊B的加速度為0 D.物塊B的加速度為g/2解析:剪斷細(xì)線前,彈簧的彈力F彈=mgsin30°=12mg,細(xì)線剪斷的瞬間,彈簧的彈力不變,仍為F彈=12mg;剪斷細(xì)線瞬間,對A,B系統(tǒng),加速度為a=3mgsin30°6.(2016·安徽銅陵期中)在豎直墻壁間有質(zhì)量分別是m和2m的半圓球A和圓球B,其中B球球面光滑,半圓A與左側(cè)墻壁之間存在摩擦.兩球心之間連線與水平方向成30°的夾角,兩球能夠一起以加速度a勻加速豎直下滑,已知a<g,(g為重力加速度),則半球A與左側(cè)墻壁之間的動摩擦因數(shù)為(A)A.32 B.33 C.3解析:球B受力如圖所示.其中F,FN分別為A球和右側(cè)墻壁的彈力,由平衡關(guān)系可得FN=Fcosθ,Mg-Fsinθ=Ma,解得FN=M(g-a)1tan對兩球組成的整體有(m+M)g-μFN=(M+m)a,而M=2m,聯(lián)立解得μ=327.(2016·山西太原月考)如圖,在傾角為α的固定光滑斜面上,有一用繩子拴著的長木板,木板上站著一只貓.已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的2倍.當(dāng)繩子突然斷開時,貓立即沿著板向上跑,以保持其相對斜面的位置不變.則此時木板沿斜面下滑的加速度為(C)A.g2sinα B.gsinC.32gsinα D.2gsin解析:木板沿斜面加速下滑時,貓保持相對斜面的位置不變,即相對斜面靜止,加速度為零.將木板和貓看成整體,根據(jù)牛頓第二定律F合=F貓+F木板=0+2ma(a為木板的加速度,m為貓的質(zhì)量),整體受到的合力大小為貓和木板沿斜面方向的分力的大小,即F合=3mgsinα,解得a=32gsinα8.(2016·山東煙臺期中)某村莊建房時,工人將甲、乙兩塊磚疊放在一起豎直向上拋給瓦匠,如圖所示.兩塊磚上升過程中始終保持相對靜止,則上升過程中(不計空氣阻力)(BD)A.甲磚處于失重狀態(tài),乙磚處于超重狀態(tài)B.甲乙兩磚均處于失重狀態(tài)C.甲、乙兩磚間存在摩擦力作用D.甲、乙兩磚均只受重力作用解析:以甲與乙組成的整體為研究對象,在上升和下降過程中僅受重力,由牛頓第二定律知加速度為g,方向豎直向下,可知甲、乙兩磚均處于失重狀態(tài),故A錯誤,B正確;再以甲為研究對象,因加速度為g,方向豎直向下,由牛頓第二定律知甲所受合力為甲的重力,所以甲僅受重力作用,甲、乙兩磚間不存在摩擦力作用,故C錯誤,D正確.9.(2016·遼寧沈陽期中)質(zhì)量為M的光滑圓槽放在光滑水平面上,一水平恒力F作用在其上促使質(zhì)量為m的小球靜止在圓槽上,如圖所示,則(BC)A.小球?qū)A槽的壓力為MFB.小球?qū)A槽的壓力為mgC.水平恒力F變大后,如果小球仍靜止在圓槽上,小球?qū)A槽的壓力增大D.水平恒力F變大后,如果小球仍靜止在圓槽上,小球?qū)A槽的壓力減小解析:由整體法可求得系統(tǒng)的加速度a=FM+m,圓槽對小球的支持力FN=mgFN′=FN,當(dāng)F增大后,FN增大,B,C正確.10.(2016·黑龍江雙鴨山月考)如圖(甲)所示,用一水平外力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運動,其加速度a隨外力F變化的圖像如圖(乙)所示,若重力加速度g取10m/s2.根據(jù)圖(乙)中所提供的信息可以計算出(AB)A.物體的質(zhì)量B.斜面的傾角C.加速度為6m/s2時物體的速度D.加速度由2m/s2增加到6m/s2過程物體通過的位移解析:對物體受力分析,受推力、重力、支持力,如圖x方向:Fcosθ-mgsinθ=ma①y方向:FN-Fsinθ-mgcosθ=0②從圖像中取兩個點(20N,2m/s2),(30N,6m/s2)代入①式解得m=2kg,θ=37°,所以物體的重力mg=20N,斜面的傾角為θ=37°,故A,B正確.題中并未說明力F隨時間變化的情況,故無法求出加速度為6m/s2時物體的速度大小.因為物體做變加速運動,無法求出物體通過的位移,故C,D錯誤.11.(多選)如圖所示,在光滑的斜面上,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的下端固定,上端與質(zhì)量為m的物體B接觸(未連接),物體B處于靜止?fàn)顟B(tài),此時彈簧被壓縮了x0.現(xiàn)用力F緩慢推動物體,在彈性限度內(nèi)彈簧長度又被壓縮了x0,撤去力F后,物體開始向上運動,運動的最大距離為4x0.重力加速度為g.則(BC)A.撤去F后,物體先做勻加速運動,再做勻減速運動B.撤去F后,物體剛運動時的加速度大小為kC.撤去F后,物體離開彈簧瞬間的速度大小為2x0kD.撤去F后,物體做勻減速運動的時間為2m解析:撤去F后,物體先做變加速運動,再做變減速運動,最后脫離彈簧做勻減速運動,所以選項A錯誤;撤去F的瞬間物體受到的合外力為kx0,由牛頓第二定律可知物體的加速度為kx0m,所以選項B正確;物體離開彈簧后做加速度為kx0v02=2ax可得,物體離開彈簧瞬間的速度大小為2x0km,所以選項C正確;由x=12at12.(2016·河北保定月考)一個質(zhì)量可忽略不計的長輕質(zhì)木板置于光滑水平地面上,木板上放質(zhì)量分別為mA=1kg和mB=2kg的A,B兩物塊,A,B與木板之間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.2,A,B兩物塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,水平恒力F作用在A物塊上,如圖所示(重力加速度g取10m/s2).則下列說法正確的是(CD)A.若F=1N,則A,B都靜止不動B.若F=1.5N,則A物塊所受摩擦力大小為1.5NC.若F=4N,則B物塊所受摩擦力大小為2ND.若F=6N,則B物塊的加速度為1m/s2解析:若F=1N,則對于整體而言,木板受到地面的摩擦力為0,所以木板與A,B將一起向左運動,選項A錯誤;若F=1.5N,而物塊AB的最大靜摩擦力分別是2N和4N,它們都大于1.5N,故對于整體而言,加速度為a1=1.5N1kg+2kg=0.5m/s2,再對A物塊受力分析得,1.5N-FfA=mAa1,解得FfA=1N,選項B錯誤;若F=4N,則A會做加速運動,將B與木板看成一個整體,則其加速度a2=FfAmmB=2N2kg=1m/s2,則B物塊所受摩擦力大小為FfB二、非選擇題(共52分)13.(6分)某實驗小組利用長木板、實驗小車、打點計時器及沙桶等實驗裝置來探究質(zhì)量一定時,物體的加速度與細(xì)繩拉力之間的關(guān)系.(1)實驗時,某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的aF圖像如圖(a)所示,可能是圖中的圖線.(選填“甲”“乙”或“丙”)

(2)如圖(b)所示為某次實驗得到的紙帶,紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標(biāo)出,相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出.由此可求得小車通過計數(shù)點3時的速度大小為m/s,小車的加速度大小為m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

解析:(1)如果遺漏了平衡摩擦力這一步驟,則當(dāng)F達到一定值時,小車才有加速度,故他測量得到的aF圖像可能是圖中的圖線丙.(2)小車通過計數(shù)點3時的速度大小為v3=(2.89+3.38)×10-22×0.1m/s=0.31m/s;因Δx=答案:(1)丙(2)0.310.49評分標(biāo)準(zhǔn):每空2分.14.(6分)(2016·山東日照模擬)為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系,一同學(xué)設(shè)計了如圖(甲)所示的實驗裝置.其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為沙和沙桶的質(zhì)量.(滑輪質(zhì)量不計)(1)實驗時,一定要進行的操作是.

A.用天平測出沙和沙桶的質(zhì)量B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力C.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)D.改變沙和沙桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶E.為減小誤差,實驗中一定要保證沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖(乙)所示的一條紙帶(兩相鄰計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出),已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的aF圖像是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為.

A.2tanθ B.1tanθC.k 解析:(1)小車受到的力可由彈簧測力計讀出,故沙和沙桶的質(zhì)量可以不用測出;將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力是需要進行的操作,因為這樣小車受到的合力就不考慮摩擦力了;小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)是需要操作的;改變沙和沙桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶,是用來測量外力大小的,故也是需要進行的操作;因為外力的大小可以通過彈簧測力計讀出,故不需要保證沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M,所以需要進行的操作是BCD;(2)小車的加速度a=(=1.3m/s2;(3)因為彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度為縱坐標(biāo),故tanθ=aF=k,由F=ak及牛頓第二定律F合=ma得,小車的質(zhì)量為m=F合a=答案:(1)BCD(2)1.3(3)D評分標(biāo)準(zhǔn):每空2分.15.(8分)(2016·浙江紹興月考)圖(a)為測量物塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖,實驗步驟如下:①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m;用游標(biāo)卡尺測量遮光片寬度d;用米尺測量兩光電門之間的距離s;②調(diào)整輕滑輪,使細(xì)線水平;③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB,求出加速度a;④多次重復(fù)步驟③,求a的平均值a;⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ.回答下列問題:(1)測量d時,某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為cm.

(2)物塊的加速度a可用d,s,ΔtA和ΔtB表示為a=.

(3)動摩擦因數(shù)μ可用M,m,a和重力加速度g表示為μ=.

(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平,由此引起的誤差屬于(填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差.

解析:(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為L=9mm+120×10mm=9.50mm=0.950cm(2)因為光電門的寬度非常小,所以通過光電門的平均速度可認(rèn)為是瞬時速度,故通過光電門A的瞬時速度為vA=dΔtA,通過光電門B的瞬時速度為vB=dΔtB,則根據(jù)公式v2-v02=2as可得a=12s[((3)根據(jù)牛頓第二定律可得mg-μMg=(M+m)a,故解得μ=mg-((4)細(xì)線沒有調(diào)整到水平,引起的誤差是由于實驗裝置引起的,所以為系統(tǒng)誤差.答案:(1)0.950(2)12s[(dΔtB)2-(3)mg-(評分標(biāo)準(zhǔn):每空2分.16.(10分)如圖(甲)所示,一質(zhì)量為2.0kg的物體靜止在水平地面上,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.20.從t=0時刻起,物體受到水平方向的力F的作用而開始運動,8s內(nèi)F隨時間t變化的規(guī)律如圖(乙)所示.求:(g取10m/s2)(1)4s末物體速度的大小;(2)在圖(丙)的坐標(biāo)系中畫出物體在8s內(nèi)的vt圖像;(要求計算出相應(yīng)數(shù)值)(3)物體在8s內(nèi)的位移大小.解析:(1)物體在0～4s內(nèi)受到水平力F和摩擦力Ff的作用,由靜止開始向右做勻加速直線運動,設(shè)加速度為a1,4s末速度為v1,由牛頓第二定律F1-Ff=ma1(1分)Ff=μmga1=3m/s2(1分)v1=a1t1=12m/s.(1分)(2)由圖知,4～5s內(nèi)物體受到水平力F的大小不變,方向改變,設(shè)加速度為a2,5s末速度為v2,-(F2+μmg)=ma2a2=-7m/s2(1分)v2=v1+a2t2=5m/s(1分)由圖知,5～8s內(nèi)物體只受摩擦力Ff作用,設(shè)加速度為a3,速度為v3,-μmg=ma3a3=-2m/s2(1分)t3=-vt3=2.5s在t=7.5s時物體停止運動,v3=0(1分)物體運動的vt圖像如圖所示.(1分)(3)由vt圖可知(或計算得出)0～4s內(nèi),x1=24m4～5s內(nèi),x2=8.5m5～7.5s內(nèi),x3=6.25mx=x1+x2+x3解得x=38.75m.(2分)答案:(1)12m/s(2)見解析(3)38.75m17.(10分)如圖所示,一足夠長的木板B靜止在水平地面上,有一小滑塊A以v0=3m/s的水平初速度沖上該木板.已知木板質(zhì)量是小滑塊質(zhì)量的2倍,木板與小滑塊間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.5,木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1,求小滑塊相對木板滑行的位移是多少?(取g=10m/s2)解析:設(shè)小滑塊的質(zhì)量為m,則木板的質(zhì)量為2m,小滑塊的加速度為a1,木板的加速度為a2.以小滑塊為研究對象,由牛頓第二定律得μ1mg=ma1,所以a1=μ1g=5m/s2.設(shè)經(jīng)時間t,木板與小滑塊相對靜止,共同速度為v,有v=v0-a1t,(2分)以木板為研究對象,由牛頓第二定律得μ1mg-μ23mg=2