2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章牛頓運動定律測評含解析滬科版必修第一冊

PAGE12-第4章測評(時間:90分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.(2024山東淄博期末)下列說法中正確的是()A.米、千克、牛頓都是國際單位制中的基本單位B.探討火星探測器從地球到火星的飛行軌跡時,可以把火星探測器看成質(zhì)點C.牛頓第肯定律可以通過現(xiàn)實的試驗得到驗證D.馬拉車加速前進說明馬拉車的力大于車拉馬的力答案B2.(2024天津高一期末)關(guān)于力學(xué)單位制,下列說法中正確的是()A.kg、m/s、N都是導(dǎo)出單位B.在有關(guān)力學(xué)的分析計算中,只能采納國際單位,不能采納其他單位C.在國際單位制中,時間的基本單位可以是秒,也可以是小時D.kg、m、s是基本單位解析kg是質(zhì)量的單位,是基本單位,m/s是速度單位,是導(dǎo)出單位,N是力的單位,是導(dǎo)出單位,故A錯誤;在有關(guān)力學(xué)的分析計算中,除了能采納國際單位,也可以采納其他單位,只是導(dǎo)出單位也就不同,故B錯誤;在國際單位制中,時間的基本單位是秒,不行以是小時,在力學(xué)范圍內(nèi),國際單位制規(guī)定長度、質(zhì)量、時間為三個基本量,它們的單位米、千克、秒為基本單位,故C錯誤,D正確。答案D3.如圖所示,帶支架的平板小車沿水平面對左做直線運動,小球A用細線懸掛于支架前端,質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止在小車右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ。若某時刻視察到細線偏離豎直方向θ角,則此刻小車對物塊B的作用力的大小和方向為(重力加速度為g)()A.mg,豎直向上B.mg1+μC.mgtanθ,水平向右D.mg1+tan解析以A為探討對象,受力分析如圖所示。依據(jù)牛頓其次定律得mAgtanθ=mAa,得a=gtanθ,方向水平向右。再對B受力分析,小車對B的摩擦力為f=ma=mgtanθ,方向水平向右,小車對B的支持力大小為N=mg,方向豎直向上,則小車對物塊B的作用力的大小為F=N2+f答案D4.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中,這個系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計,加速度計構(gòu)造原理的示意圖如圖所示,沿導(dǎo)彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊,滑塊兩側(cè)分別與處于原長的勁度系數(shù)均為k的彈簧相連,兩彈簧的另一端與固定壁相連,滑塊上有指針,可通過標尺測出滑塊的位移(起先時指針指在標尺上的O點),然后通過限制系統(tǒng)進行制導(dǎo)。設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運動,指針向左偏離O點的距離為x,則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度()A.方向向左,大小為kxmB.方向向右,大小為kxC.方向向左,大小為2kxD.方向向右,大小為2答案D5.(2024廣東肇慶高一期末)用力傳感器做驗證牛頓第三定律的試驗時,把兩個傳感器測力探頭的掛鉤勾在一起,在傳感器運動的狀況下對拉,計算機顯示器屏幕上顯示出力隨時間變更的F-t圖像,由圖像可以得出的結(jié)論是()A.一切物體總保持勻速直線運動或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它變更運動狀態(tài)為止B.物體的加速度與物體所受到的作用力成正比C.物體加速度的方向與合力方向相同D.兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反解析把兩個傳感器測力探頭的掛鉤勾在一起,在傳感器運動的狀況下對拉,計算機顯示器屏幕上顯示出力隨時間變更的F-t圖像能驗證牛頓第三定律,即兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反;不能說明一切物體總保持勻速直線運動或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它變更運動狀態(tài)為止(牛頓第肯定律),也不能說明物體的加速度與物體所受到的作用力成正比和物體加速度的方向與合力方向相同(牛頓其次定律)。答案D6.如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在水平面上撞向水平輕質(zhì)彈簧,當(dāng)滑塊將彈簧壓縮了x0時速度減小為0,然后彈簧又將滑塊向右推開。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,整個過程彈簧未超過彈性限度,則下列說法正確的是()A.滑塊向左運動的過程中,加速度先減小后增大B.滑塊向右運動的過程中,始終做加速運動C.滑塊與彈簧接觸的過程中,最大加速度為kD.滑塊向右運動的過程中,當(dāng)滑塊離開彈簧時,滑塊的速度最大答案C7.質(zhì)量為M的人站在水平地面上,用繩通過光滑輕質(zhì)定滑輪將質(zhì)量為m的重物從高處放下,如圖所示,若重物以加速度a下降(a<g),則人對地面的壓力大小為()A.(M+m)g-ma B.M(g-a)-maC.(M-m)g+ma D.Mg-ma解析對重物,設(shè)繩的拉力為T,由牛頓其次定律知,mg-T=ma,所以,繩的拉力為T=mg-ma。對人受力分析,受重力、繩的拉力及地面的支持力而平衡,則Mg=N+T,所以N=Mg-T=(M-m)g+ma。人對地面的壓力與地面對人的支持力為一對作用力與反作用力,依據(jù)牛頓第三定律知,人對地面的壓力大小也為(M-m)g+ma,故選C。答案C8.如圖所示,光滑水平面上,水平恒力F作用在小車上,使小車和木塊一起做勻加速直線運動,小車質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,重力加速度為g,它們的共同加速度為a,木塊與小車間的動摩擦因數(shù)為μ,則在運動過程中()A.木塊受到的摩擦力大小肯定為μmgB.木塊受到的合力大小為(M+m)aC.小車受到的摩擦力大小為mFD.小車受到的合力大小為(M+m)a解析對小車和木塊整體,依據(jù)牛頓其次定律得a=FM+m。木塊水平方向只受靜摩擦力,依據(jù)牛頓其次定律得f=ma=mFM+m,故A錯誤;對木塊運用牛頓其次定律得F木合=ma,故B錯誤;小車受到的摩擦力與f大小相等,故C正確;對小車運用牛頓答案C二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.將物體豎直向上拋出,假設(shè)運動過程中空氣阻力不變,其速度—時間圖像如圖所示,則()A.上升、下降過程中加速度大小之比為11∶9B.上升、下降過程中加速度大小之比為10∶1C.物體所受的重力和空氣阻力之比為9∶1D.物體所受的重力和空氣阻力之比為10∶1解析上升、下降過程中加速度大小分別為a上=11m/s2,a下=9m/s2,由牛頓其次定律得mg+F阻=ma上,mg-F阻=ma下,聯(lián)立解得mg∶F阻=10∶1,A、D正確。答案AD10.如圖所示,一條水平傳送帶以速度v0逆時針勻速運動,一物體以速度v向右沖上水平傳送帶,若物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)恒定,規(guī)定向右為速度的正方向,則物體在傳送帶上滑動時的速度隨時間變更的圖像可能是()答案ABC11.(2024重慶南開中學(xué)高一期末)如圖所示,質(zhì)量為3m的小球a和質(zhì)量為2m的小球b用輕彈簧A、B連接并懸掛在天花板上保持靜止,水平力F作用在a上并緩慢拉a,當(dāng)B與豎直方向夾角為60°時,A、B伸長量剛好相同。若彈簧A、B的勁度系數(shù)分別為k1、k2,重力加速度為g,以下推斷正確的是()A.k1∶k2=2∶3B.k1∶k2=1∶5C.撤去F的瞬間,a的加速度為53gD.撤去F的瞬間,b處于平衡狀態(tài)解析對系統(tǒng)整體,由平衡條件可知TB=5mgcos60°=10mg,對小球b有TA=2mg,依據(jù)胡克定律有k1k2=TAΔLTBΔL=TATB=15,選項A錯誤,B正確;撤去F之前,F=5mg答案BD12.如圖所示的裝置,繩子兩端的物體豎直運動的加速度大小總是小于自由落體的加速度g,這使得試驗者可以有較長的時間從容地觀測、探討。已知物體A、B的質(zhì)量均為M,物體C的質(zhì)量為m。輕繩與輕滑輪間的摩擦不計,輕繩不行伸長且足夠長。物體A、B、C從圖示位置由靜止釋放后()A.繩子上的拉力大小T=(M+m)gB.物體A的加速度a=m2C.Mm的取值越小,越便于觀測和D.Mm的取值適當(dāng)大一些,便于觀測和解析對物體A,由牛頓其次定律得T-Mg=Ma,對B、C整體,由牛頓其次定律得(M+m)g-T=(M+m)a,聯(lián)立解得T=Mg+Mmg2M+m,a=m2M+mg,故A錯誤,B正確;由a=m2M答案BD三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)如圖甲所示為用DIS(由位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機組成,可以干脆顯示物體的加速度)探究加速度與物體受力的關(guān)系的試驗裝置。甲(1)在該試驗中要采納限制變量法,應(yīng)保持不變,用鉤碼所受的重力大小作為,用DIS測小車的加速度。

(2)變更所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測量。在某次試驗中依據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出的a-F關(guān)系圖線如圖乙所示。乙①分析此圖線OA段可得出的試驗結(jié)論是。

②此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要緣由是。

A.小車與軌道之間存在摩擦B.軌道保持了水平狀態(tài)C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大解析(1)應(yīng)保持小車的總質(zhì)量不變,用鉤碼所受的重力大小作為小車所受的合外力大小,用DIS測小車的加速度。(2)①OA段為直線,說明在質(zhì)量不變的條件下,加速度與合外力成正比。②設(shè)小車質(zhì)量為M,所掛鉤碼的質(zhì)量為m,由試驗原理得mg=F=Ma,即a=mgM,而事實上a'=mgM+m,可見a'<a,AB段明顯偏離直線是由于沒有滿意答案(1)小車總質(zhì)量(1分)小車所受的合外力大小(1分)(2)①在質(zhì)量不變時,加速度與合外力成正比(2分)②C(2分)14.(8分)(2024安徽滁州高一期末)某探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在試驗室設(shè)計了一套如圖甲所示的裝置來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,圖甲中A為小車(車上有槽,可放入砝碼),B為打點計時器,C為力傳感器(可干脆讀出繩上的拉力大小),P為小桶(可裝入砂子),M是一端帶有定滑輪的水平放置的足夠長的木板,不計細繩與滑輪間的摩擦。由靜止釋放小車A,通過分析紙帶求出小車的加速度。(1)在平衡小車受到的摩擦力時,小車要連接紙帶,(填“要”或“不”)連接小車前端的細繩和小桶P,接通打點計時器電源,輕推小車,若紙帶上打出的相鄰兩點間的距離漸漸增大,則應(yīng)移動左側(cè)墊片使木板的傾角略微(填“增大”或“減小”)。

(2)該小組同學(xué)在探究拉力肯定的狀況下,加速度與質(zhì)量的關(guān)系時發(fā)覺,在不變更小桶內(nèi)砂子的質(zhì)量而只在小車上的槽內(nèi)增加砝碼時,力傳感器的示數(shù)(填“會”或“不”)發(fā)生變更。

(3)已知溝通電源的頻率為50Hz,某次試驗得到的紙帶如圖乙所示,每相鄰兩點間還有4個點未畫出,由該紙帶可求得小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(4)某同學(xué)在該次試驗中,測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示:次數(shù)123456F/N0.100.200.300.400.500.60a/(m·s-2)0.210.390.600.751.011.20依據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標圖中作出a-F圖像。由圖像的斜率求出小車的總質(zhì)量為m=kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

解析(1)在平衡摩擦力時,不對小車施加額外的拉力,即不連接細繩和小桶;紙帶上打出的相鄰兩點間的距離漸漸增大,即小車在做加速運動,說明平衡摩擦力過度了,則應(yīng)移動左側(cè)墊片使木板的傾角略微減小;(2)小桶(含砂子)的重力使小桶和小車這個系統(tǒng)做加速運動,依據(jù)牛頓其次定律,有m桶g-2m車a車=m桶a桶且a車=2a桶,代換得到m桶g=(4m車+m桶)a桶,在m桶不變的狀況下,由上式可知,m車增大,則a桶減小;拉力計的示數(shù)F=12m桶(g-a桶),即a桶減小時,F(3)可求得小車的加速度a=(=1.8m/s2;(4)作出的a-F圖像如圖所示:圖像的斜率k=2m·s-2·N-1,依據(jù)牛頓其次定律,有F=ma,即a=1mF,所以k=1m,解得m=1k=答案(1)不(1分)減小(1分)(2)會(2分)(3)1.8(2分)(4)圖像見解析(1分)0.50(1分)15.(7分)一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止起先沿直線運動,4s內(nèi)通過8m的距離,此后關(guān)閉發(fā)動機,汽車又運動了2s停止,已知汽車的質(zhì)量m=2×103kg,汽車運動過程中所受的阻力大小不變,g取10m/s2。求:(1)關(guān)閉發(fā)動機時汽車的速度大小;(2)汽車運動過程中所受到的摩擦阻力大小和與路面間的動摩擦因數(shù)。解析(1)汽車剛起先時做勻加速直線運動,則s1=v1+0解得v1=2s1t(2)汽車減速過程中加速度a2=0-v1t由牛頓其次定律得-f=ma2(1分)解得f=4×103N(1分)由f=μN=μmg(1分)解得μ=0.2。(1分)答案(1)4m/s(2)4×103N0.216.(9分)如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面的下端與水平地面平滑連接(可認為物體在連接處速率不變)。一個質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點),從距地面h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4,重力加速度g取10m/s2,求:(1)物體沿斜面下滑時的加速度大小;(2)物體下滑到斜面底端A時的速度大小;(3)物體在水平地面上滑行的時間。解析(1)設(shè)物體由靜止沿斜面下滑時的加速度大小為a1,由牛頓其次定律有mgsinθ=ma1(2分)解得a1=5m/s2(1分)(2)設(shè)物體下滑到斜面底端時的速度大小為v1,則下滑位移為s=hsinθ=6由2a1s=v12得v1=2(3)設(shè)物體在水平地面上做勻減速運動時的加速度大小為a2,由μmg=ma2得a2=4m/s2(2分)設(shè)物體經(jīng)時間t減速到零,t=v1a答案(1)5m/s2(2)8m/s(3)2s17.(14分)(2024江西玉山一中高一檢測)一足夠長的水平淺色傳送帶以速度v0勻速運動,將一可視為質(zhì)點的煤塊輕放在傳送帶上,已知煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ。經(jīng)過肯定時間后達到共同速度,然后使傳送帶突然停下,以后不再運動,到最終煤塊也停下。已知重力加速度為g。求:(1)煤塊第一次達到與傳送帶相對靜止所