2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律章末檢測(cè)含解析粵教版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE9牛頓運(yùn)動(dòng)定律(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．kg和s是國際單位制中兩個(gè)基本單位的符號(hào)，這兩個(gè)基本單位對(duì)應(yīng)的物理量是()A．質(zhì)量和時(shí)間 B．質(zhì)量和位移C．重力和時(shí)間 D.重力和位移解析：選Akg是質(zhì)量的單位，s是時(shí)間的單位，故A正確。2．春秋時(shí)期齊國人的著作《考工記》中有“馬力既竭，辀(zhōu)猶能一取焉”，意思是馬對(duì)車不施加拉力了，車還能接著向前運(yùn)動(dòng)一段距離。這一現(xiàn)象說明白()A．力的作用是相互的B．力既有大小又有方向C．車有慣性D．彈力存在于相互接觸的物體之間解析：選C馬對(duì)車不施加拉力了，車還能接著向前運(yùn)動(dòng)一段距離。這一現(xiàn)象說明車有慣性，選項(xiàng)C正確。3．交通法規(guī)中規(guī)定，坐在小汽車前排的司機(jī)和乘客都應(yīng)系上平安帶，這主要是為了減輕在下列哪種狀況出現(xiàn)時(shí)可能對(duì)人造成的損害()A．車速太快 B.車速太慢C．緊急剎車 D.突然啟動(dòng)解析：選C小汽車車速太快或太慢時(shí)，只要速度不發(fā)生變更，人就不會(huì)向前沖或向后仰，不會(huì)對(duì)人造成損害，選項(xiàng)A、B不符合題意；當(dāng)緊急剎車時(shí)，車停止而人由于慣性向前沖，平安帶可以防止人向前沖而受傷，選項(xiàng)C符合題意；突然啟動(dòng)時(shí)，人會(huì)向后仰，有靠背支撐，平安帶不起作用，選項(xiàng)D不符合題意。4.如圖所示，位于足夠長光滑固定斜面上的小物塊，受到一水平向左的推力F，物塊沿斜面加速下滑，在F漸漸增大、方向保持不變的過程中，物塊的加速度大小將()A．漸漸減小 B.漸漸增大C．先減小后增大 D.先增大后減小解析：選C設(shè)斜面的傾角為α，物塊的質(zhì)量為m，加速度大小為a。物塊沿斜面對(duì)下加速滑動(dòng)，受力分析如圖所示，依據(jù)牛頓其次定律得mgsinα－Fcosα＝ma，解得a＝gsinα－eq\f(F,m)cosα，當(dāng)F增大時(shí)加速度a(向下)減小，物塊向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F＝mgtanα?xí)r，加速度a＝0，物塊的速度達(dá)到最大；當(dāng)F接著增大時(shí)，則有Fcosα－mgsinα＝ma，此時(shí)加速度(向上)增大，物塊向下做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確。5.如圖所示為運(yùn)動(dòng)員跳水前的起跳動(dòng)作。下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力大小大于板對(duì)她們的支持力大小B．運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力大小小于板對(duì)她們的支持力大小C．運(yùn)動(dòng)員所受的支持力和重力相平衡D．運(yùn)動(dòng)員所受的合力肯定向上解析：選D運(yùn)動(dòng)員蹬板的作用力與板對(duì)她們的支持力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，故A、B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員起跳過程，是由靜止獲得速度的過程，因而有豎直向上的加速度，合力豎直向上，運(yùn)動(dòng)員所受的支持力大于重力，故C錯(cuò)誤，D正確。6．光滑水平地面上有兩個(gè)疊放在一起的斜面體A、B，兩斜面體形態(tài)大小完全相同，質(zhì)量分別為M、m。如圖甲、乙所示，對(duì)上面或下面的斜面體施加水平方向的恒力F1、F2均可使兩斜面體相對(duì)靜止地做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知兩斜面體間的摩擦力為0，則F1與F2之比為()A．M∶m B.m∶MC．m∶(M＋m) D.M∶(M＋m)解析：選AF1作用于A時(shí)，設(shè)A和B之間的彈力為FN，對(duì)A有：FNcosθ＝Mg，對(duì)B有：FNsinθ＝ma，對(duì)A和B組成的整體有：F1＝(M＋m)a＝eq\f(M＋mM,m)gtanθ；F2作用于A時(shí)，對(duì)B有：mgtanθ＝ma′，對(duì)A和B組成的整體有：F2＝(M＋m)a′＝(M＋m)gtanθ，所以eq\f(F1,F2)＝eq\f(M,m)。7.如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面對(duì)左做直線運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對(duì)于小車靜止地?cái)[放在右端。B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若某時(shí)刻視察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?重力加速度為g)()A．mg，豎直向上B．mgeq\r(1＋μ2)，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mgeq\r(1＋tan2θ)，斜向右上方解析：選D以A為探討對(duì)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(duì)B探討，小車對(duì)B的摩擦力為f＝ma＝mgtanθ，方向水平向右，小車對(duì)B的支持力大小為FN＝mg，方向豎直向上，則小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F＝eq\r(FN2＋f2)＝mgeq\r(1＋tan2θ)，方向斜向右上方，故選項(xiàng)D正確。8.如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕質(zhì)彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬間A和B的加速度為a1和a2，則()A．a(chǎn)1＝a2＝0B．a(chǎn)1＝a，a2＝0C．a(chǎn)1＝eq\f(m1,m1＋m2)a，a2＝eq\f(m2,m1＋m2)aD．a(chǎn)1＝a，a2＝－eq\f(m1,m2)a解析：選D兩木塊在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力F彈＝m1a。在力F撤去的瞬間，彈簧的彈力來不及變更，大小仍為m1a，因此對(duì)A來講，加速度此時(shí)仍為a；對(duì)B物體，取向右為正方向，－m1a＝m2a2，則a2＝－eq\f(m1,m2)a，故選項(xiàng)D正確。二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)9．(多選)在一電梯的地板上有一壓力傳感器，其上放一物塊，如圖甲所示，當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，傳感器示數(shù)大小隨時(shí)間變更的關(guān)系圖像如圖乙所示，依據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是()A．從時(shí)刻t1到t2，物塊處于失重狀態(tài)B．從時(shí)刻t3到t4，物塊處于失重狀態(tài)C．電梯可能起先停在低樓層，先加速向上，接著勻速向上，再減速向上，最終停在高樓層D．電梯可能起先停在高樓層，先加速向下，接著勻速向下，再減速向下，最終停在低樓層解析：選BC由題圖可以看出，0～t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)＝mg，物塊可能處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；t1～t2時(shí)間內(nèi)F>mg，電梯具有向上的加速度，物塊處于超重狀態(tài)，可能加速向上或減速向下運(yùn)動(dòng)；t2～t3時(shí)間內(nèi)F＝mg，物塊可能靜止或勻速運(yùn)動(dòng)；t3～t4時(shí)間內(nèi)F<mg，電梯具有向下的加速度，物塊處于失重狀態(tài)，可能加速向下或減速向上運(yùn)動(dòng)。綜上分析可知，B、C正確。10.如圖所示，質(zhì)量均為1kg的小球a、b在輕彈簧A、B及外力F的作用下處于平衡狀態(tài)，其中A、B兩個(gè)彈簧勁度系數(shù)均為5N/cm，B彈簧上端與天花板固定連接，軸線與豎直方向的夾角為60°，A彈簧豎直，g取10m/s2。則以下說法正確的是()A．A彈簧伸長量為3cmB．外力F＝20eq\r(3)NC．B彈簧的伸長量為4cmD．突然撤去外力F瞬間，b球加速度為0解析：選BD先對(duì)b球受力分析，受重力和彈簧A的拉力，依據(jù)平衡條件有kxA＝mg，解得xA＝eq\f(10,5)cm＝2cm，故A錯(cuò)誤；再對(duì)a、b球整體受力分析，受重力、外力F和彈簧B的拉力，如圖所示；依據(jù)平衡條件有F＝2mg·tan60°＝2eq\r(3)mg＝20eq\r(3)N，故B正確；B彈簧的彈力FB＝eq\f(2mg,cos60°)＝4mg＝40N；依據(jù)胡克定律有FB＝kxB，解得xB＝8cm，故C錯(cuò)誤；撤去力F的瞬間，b球所受重力和彈簧A的拉力都不變，故b球仍處于平衡狀態(tài)，加速度為0，故D正確。11.如圖所示，在水平面上運(yùn)動(dòng)的小車?yán)镉脙筛p繩連著一質(zhì)量為m的小球，繩子都處于拉直狀態(tài)，BC繩水平，AC繩與豎直方向的夾角為θ，小車處于加速運(yùn)動(dòng)中，則下列說法正確的是()A．小車的加速度肯定向左B．小車的加速度肯定為gtanθC．AC繩對(duì)小球的拉力肯定是eq\f(mg,cosθ)D．BC繩的拉力肯定小于AC繩的拉力解析：選AC對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知，小球受到的合力向左，所以加速度方向向左，且小車處于加速運(yùn)動(dòng)中，所以小車只能向左做加速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確；只有當(dāng)BC繩的拉力等于零時(shí)，小車的加速度才為gtanθ，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；豎直方向合力為零，則TACcosθ＝mg，解得TAC＝eq\f(mg,cosθ)，故選項(xiàng)C正確；由于AC繩上的拉力不變，而BC繩上的拉力會(huì)隨著加速度的變更而變更，所以BC繩的拉力可以大于AC繩的拉力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12．如圖所示，物體B疊放在物體A上，A、B的質(zhì)量均為m，且上、下表面均與斜面平行，它們以共同速度沿傾角為θ的固定斜面C勻速下滑，則()A．A、B間沒有摩擦力B．A受到B施加的靜摩擦力方向沿斜面對(duì)下C．A受到斜面的滑動(dòng)摩擦力大小為2mgsinθD．A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝tanθ解析：選BCD對(duì)B受力分析，B肯定受重力、支持力，因B勻速運(yùn)動(dòng)，A對(duì)B應(yīng)有沿斜面對(duì)上的摩擦力，故A錯(cuò)誤；由牛頓第三定律可知，A受到B的摩擦力應(yīng)沿斜面對(duì)下，故B正確；對(duì)A、B整體，由于沿斜面勻速下滑，所受滑動(dòng)摩擦力大小為2mgsinθ，故C正確；依據(jù)滑動(dòng)摩擦力f＝μFN，A與斜面間的摩擦力2mgsinθ＝2μmgcosθ，得μ＝tanθ，故D正確。三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(6分)某同學(xué)利用如圖(甲)所示的試驗(yàn)裝置，探究小車的加速度和它所受拉力F的關(guān)系。(1)除備有4個(gè)50g鉤碼外，另有下列試驗(yàn)器材備選：A．質(zhì)量為300g的小車B．質(zhì)量為2kg的小車C．輸出電壓為4～6V的直流電源D．輸出電壓為4～6V的溝通電源為保證明驗(yàn)勝利，選用的試驗(yàn)小車應(yīng)為________，電源應(yīng)為________。(選填字母代號(hào))(2)某同學(xué)正確選擇試驗(yàn)器材后，通過試驗(yàn)得到如圖(乙)所示的a-F圖像，造成圖線未過坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由是_____________________________________________________________。解析：(1)試驗(yàn)中應(yīng)保證小車的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的總質(zhì)量，故選用的試驗(yàn)小車應(yīng)為質(zhì)量為2kg的小車，即選B；電源應(yīng)為輸出電壓為4～6V的溝通電源，即選D。(2)由題圖(乙)可知，a-F圖像不過原點(diǎn)，在a軸上有截距，即F＝0時(shí)有加速度，這是由于在平衡阻力時(shí)，木板被墊得太高，木板傾角過大，平衡阻力過度造成的。答案：(1)BD(2)平衡阻力時(shí)，木板傾角過大14．(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量M的關(guān)系試驗(yàn)。圖1為試驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，后端連有紙帶，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有沙的沙桶(總質(zhì)量為m)，D為一端帶有定滑輪的長木板。(1)在這個(gè)試驗(yàn)中，為了探究兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，要保持第三個(gè)物理量不變，這種探究方法叫作________法。(2)某同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時(shí)，把沙和沙桶的總重力當(dāng)作小車的合力F，作出a-F圖像如圖2所示，試分析圖線右上部彎曲的緣由是________。(選填正確選項(xiàng)的字母的代號(hào))A．平衡摩擦力時(shí)，長木板傾角過小B．平衡摩擦力時(shí)，長木板傾角過大C．沙和沙桶的總質(zhì)量m過小D．沙和沙桶的總質(zhì)量m過大(3)圖3是某次試驗(yàn)得出的紙帶，所用電源的頻率為50Hz，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從A點(diǎn)起先，依次選取A、B、C、D、E5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，圖中給出了相鄰兩點(diǎn)間的距離，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)在探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量M的關(guān)系試驗(yàn)中，為了探究兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，要保持第三個(gè)物理量不變，這種探究方法叫作限制變量法。(2)題圖2中，隨著F的增大，沙和沙桶的質(zhì)量越來越大，最終出現(xiàn)了沙和沙桶的質(zhì)量不滿意遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的狀況，因此圖線出現(xiàn)了彎曲現(xiàn)象，故選D。(3)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.1s依據(jù)逐差法可得加速度a＝eq\f(8.85＋9.47－7.60＋8.24,4×0.12)×10－2m/s2＝0.62m/s2。答案：(1)限制變量(2)D(3)0.6215．(8分)如圖甲所示，t＝0時(shí)，水平地面上質(zhì)量m＝1kg的物體在水平向左、大小恒為10N的力T的作用下由靜止起先運(yùn)動(dòng)，同時(shí)施加一水平向右的拉力F，拉力F隨時(shí)間變更的關(guān)系圖像如圖乙所示，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，(g＝10m/s2)求：(1)2s末物體的速度大小；(2)前2s內(nèi)物體的位移大?。?3)t為多少時(shí)物體的速度剛減為0。解析：(1)由牛頓其次定律得前2s的加速度a1＝eq\f(T－F－μmg,m)＝3m/s2，由速度公式得2s末物體的速度v1＝a1t1＝6m/s。(2)由位移公式得前2s內(nèi)物體的位移s＝eq\f(1,2)a1t12＝6m。(3)2s后，由牛頓其次定律得a2＝eq\f(T－F－μmg,m)＝－1m/s2，由速度公式得0＝v1＋a2t2，解得t2＝6s，則t＝t1＋t2＝8s，即當(dāng)t＝8s時(shí)，物體速度剛減為0。答案：(1)6m/s(2)6m(3)8s16．(10分)如圖是上海中心大廈，小明乘坐大廈快速電梯，從底層到達(dá)第119層觀光平臺(tái)僅用時(shí)55s。若電梯先以加速度a1做勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度18m/s，然后以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)，最終以加速度a2做勻減速運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)觀光平臺(tái)。假定觀光平臺(tái)高度為549m。(1)若電梯經(jīng)過20s勻加速達(dá)到最大速度，求加速度a1的大小及上上升度h；(2)在(1)問中的勻加速上升過程中，若小明的質(zhì)量為60kg，求小明對(duì)電梯地板的壓力。解析：(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得電梯勻加速上升時(shí)的加速度a1＝eq\f(vm,t1)＝eq\f(18,20)m/s2＝0.9m/s2電梯勻加速上升的高度h＝eq\f(vm2,2a1)＝eq\f(182,2×0.9)m＝180m。(2)設(shè)小明受到電梯地板的支持力為FN，由牛頓其次定律得FN－mg＝ma1所以FN＝m(a1＋g)＝60×(0.9＋10)N＝654N由牛頓第三定律可知，小明對(duì)電梯地板的壓力大小FN′＝FN＝654N，方向豎直向下。答案：(1)0.9m/s2180m(2)654N，方向豎直向下17.(14分)如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑斜面上端系有一勁度系數(shù)為k＝100N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端連一個(gè)質(zhì)量為m＝8kg的小球，小球被一垂直于斜面的擋板A攔住，此時(shí)彈簧沒有形變。從t＝0時(shí)刻起先擋板A以加速度a＝1m/s2沿斜面對(duì)下勻加速運(yùn)動(dòng)，(g＝10m/s2)求：(1)從起先運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分別所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間；(2)小球向下運(yùn)動(dòng)多少距離時(shí)速度最大。解析：(1)小球與擋板分別時(shí)，小球受豎直向下的重力、垂直斜面對(duì)上的支持力FN、沿斜面對(duì)上的彈簧彈力F。設(shè)從起先運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分別所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為t，小球的位移為x，依據(jù)牛頓其次定律有mgsinθ－F＝ma，且F＝kx，又x＝eq\f(1,2)at2，聯(lián)立解得t＝eq\r(\f(2mgsin30°－a,ka))＝eq\r(\f(2×8×5－1,100))s＝0.8s。(2)小球和擋板分別后，小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大，