高中物理人教版第四章牛頓運動定律單元測試

《第四章牛頓運動定律》單元檢測一．選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分．在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分)1．如圖所示，木塊放在表面光滑的小車上并隨小車一起沿桌面向左做勻速直線運動．當(dāng)小車遇障礙物而突然停止運動時，車上的木塊將()A．立即停下來 B．立即向前倒下C．立即向后倒下 D．仍繼續(xù)向左做勻速直線運動2．一個鉛球和一個皮球相互擠壓的時候，以下敘述正確的是()A．鉛球?qū)ζで虻膲毫Υ笥谄で驅(qū)︺U球的壓力B．鉛球的形變小于皮球的形變C．皮球?qū)︺U球的壓力和鉛球?qū)ζで虻膲毫σ欢ㄍ瑫r產(chǎn)生D．鉛球?qū)ζで虻膲毫εc皮球?qū)︺U球的壓力是一對平衡力3．(2023·山東)某物體做直線運動的v－t圖象如圖(a)所示，據(jù)此判斷圖2(b)(F表示物體所受合力，t表示物體運動的時間)四個選項中正確的是()4．如圖所示，在熱氣球下方開口處燃燒液化氣，使熱氣球內(nèi)部氣體溫度升高，熱氣球開始離地，徐徐升空．分析這一過程，下列表述正確的是()①氣球內(nèi)的氣體密度變小，所受重力也變?、跉馇騼?nèi)的氣體密度不變，所受重力也不變③氣球所受浮力變大④氣球所受浮力不變A．①③B．①④C．②③D．②④5．質(zhì)量為m的滑塊，以一定的初速度沿粗糙的斜面體向上滑，然后又返回地面，斜面與地面之間沒有滑動。那么，在這個過程中，下面的說法正確的是：（）A．斜面與地面的摩擦力大小改變，方向不變B．斜面與地面的摩擦力大小和方向都變化C．斜面與地面的摩擦力大小不變，方向變化D．斜面與地面的摩擦力大小和方向都不變6．如圖所示，有兩個相同材料物體組成的連接體在斜面上運動，當(dāng)作用力F一定時，m2所受繩的拉力()A．與θ有關(guān)B．與斜面動摩擦因數(shù)有關(guān)C．與系統(tǒng)運動狀態(tài)有關(guān)D．FT＝eq\f(m2F,m1＋m2)，僅與兩物體質(zhì)量有關(guān)7．如圖，一個盛水的容器底部有一小孔．靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水，假設(shè)容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，則()A．容器自由下落時，小孔向下漏水B．將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水；容器向下運動時，小孔不向下漏水C．將容器水平拋出，容器在運動中小孔向下漏水D．將容器斜向上拋出，容器在運動中小孔不向下漏水8．如圖中a、b是兩個位于固定斜面上的正方形物塊，它們的質(zhì)量相等．F是沿水平方向作用于a上的外力．已知a、b的接觸面，a、b與斜面的接觸面都是光滑的．正確的說法是()A．a(chǎn)、b一定沿斜面向上運動B．a(chǎn)對b的作用力沿水平方向C．a(chǎn)、b對斜面的正壓力相等D．a(chǎn)受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力9．物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC，與水平面的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C，所得加速度a與拉力F的關(guān)系如圖所示，A、B兩直線平行，則以下關(guān)系正確的是()A．mA<mB<mC B．mA<mB＝mCC．μA＝μB＝μC D．μA<μB＝μC10．(2023·全國卷Ⅱ)以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物塊．假定物塊所受的空氣阻力f大小不變．已知重力加速度為g，則物塊上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為()\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(f,mg))))和v0eq\r(\f(mg－f,mg＋f))\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(f,mg))))和v0eq\r(\f(mg,mg＋f))\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2f,mg))))和v0eq\r(\f(mg－f,mg＋f))\f(v02,2g\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2f,mg))))和v0eq\r(\f(mg,mg＋f))第Ⅱ卷(非選擇題，共60分)二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分)11．同打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置研究滑塊的運動情況，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為×10－2s和×10－2s．用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d，卡尺示數(shù)如圖丙所示．(1)讀出滑塊的寬度d＝________cm.(2)滑塊通過光電門1的速度v1＝______m/s，滑塊通過光電門2的速度v2＝______m/s.(保留兩位有效數(shù)字)(3)若提供一把米尺，測出兩個光電門之間的距離1m，則滑塊運動的加速度為________．12．某同學(xué)用如圖所示的裝置測定重力加速度：(1)電火花計時器的工作電壓為________，頻率為________．(2)打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的________端應(yīng)和重物相連接．(選填“甲”或“乙”)(3)紙帶上1至9各點為計時點，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時的加速度為________m/s2.(4)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為m/s2，請列出測量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€原因________________________________________________________________________.三、計算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13．固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運動，推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)小環(huán)的質(zhì)量m；(2)細(xì)桿與地面間的傾角α.14．如圖所示，物體從光滑斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變)，最后停在C點．每隔s通過速度傳感器測量物體的瞬時速度，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)．(取重力加速度g＝10m/s2)求：t/s……v/(m·s－1)……(1)斜面的傾角α；(2)物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ；(3)t＝s時的瞬時速度v.15．質(zhì)量為10kg的物體在F＝200N的水平推力作用下，從粗糙斜面的底端由靜止開始沿斜面運動，斜面固定不動，與水平地面的夾角θ＝37°.力F作用2秒鐘后撤去，物體在斜面上繼續(xù)上滑了秒鐘后，速度減為零．求：物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ和物體的總位移x.(已知sin37°＝，cos37°＝，g取10m/s2)16．如圖所示，傳送帶與地面夾角θ＝37°，從A→B長度為16m，傳送帶以10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動．在傳送帶上端A無初速度地放一個質(zhì)量為kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為.求物體從A運動到B所需時間是多少？(sin37°＝，cos37°＝《第四章牛頓運動定律》單元檢測2[參考答案]1．【答案】選D【解析】：木塊原來隨小車一起向左運動，當(dāng)小車突然停止時，木塊在水平方向上沒有受到外力的作用，根據(jù)牛頓第一定律，木塊將繼續(xù)向左做勻速直線運動．正確選項為D.2．【答案】選BC【解析】：作用力和反作用力的關(guān)系總是大小相等、方向相反，作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運動狀態(tài)無關(guān)．要掌握作用力與反作用力和平衡力的區(qū)別．3．【答案】選B【解析】：由圖2(a)可知前兩秒物體做初速度為零的勻加速直線運動，所以前兩秒受力恒定，2s～4s沿正方向做勻減速直線運動，所以受力為負(fù)，且恒定，4s～6s沿負(fù)方向做勻加速直線運動，所以受力為負(fù)，恒定，6s～8s沿負(fù)方向做勻減速直線運動，所以受力為正，恒定，綜上分析，B正確．4．【答案】選B.【解析】：氣球內(nèi)部溫度升高，氣體的密度減小，故氣球內(nèi)氣體的重力減?。粴馇虮旧泶笮〔蛔?，排開外部空氣的體積不變，由F?。溅芽誫V排可知浮力不變，所以選項B正確．5.【答案】選A6．【答案】選D【解析】：只要m1、m2與斜面間的動摩擦因數(shù)相同，對整體和隔離m2利用牛頓第二定律可求得FT＝eq\f(m2,m1＋m2)F，答案D.7．【答案】選D【解析】：容器拋出后，容器及其中的水均做加速度為g的勻變速運動，容器中的水處于失重狀態(tài)，水對容器的壓強為零，無論如何拋出，水都不會流出．故D項正確．8．【答案】選D【解析】：因F>0，但大小未知，故a、b是向上還是向下運動難以確定，故A錯．分析a、b的受力情況可知B、C錯誤．因接觸面均光滑，且a、b質(zhì)量相等，無論F多大(方向向右)，a、b都有共同的加速度，故a、b受到相同的合外力，無論哪個方向．故D正確．9．【答案】選D【解析】：對物體應(yīng)用牛頓第二定律得：F－μmg＝ma，解得：a＝eq\f(1,m)F－μg，在a—F圖象中，圖線的斜率等于質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可以得出圖線A、B的斜率相同，大于圖線C的斜率，即：mA＝mB<mC；在a軸上的截距的絕對值等于動摩擦因數(shù)與重力加速度的乘積，從圖象可以看出，圖線B、C在a軸上的截距相等，圖線A在a軸上截距的絕對值最小，即：μA<μB＝μC，正確選項為D.10．【答案】選A【解析】：本題考查牛頓第二定律和運動學(xué)知識，意在考查考生運用牛頓第二定律和運動學(xué)知識綜合列式求解的能力；上升的過程由牛頓第二定律得：mg＋f＝ma1，由運動學(xué)知識得：v02＝2a1h，聯(lián)立解得：h＝eq\f(v02,2g1＋\f(f,mg)).下落的過程中由牛頓第二定律得：mg－f＝ma2，由運動學(xué)知識得：v2＝2a2h，將a2和h代入可得：v＝v0eq\r(\f(mg－f,mg＋f))，故A正確．二、填空題11．【答案】(1)(2)(3)m/s2【解析】：(1)游標(biāo)卡尺是20分度的，其精確度為mm，故讀數(shù)以mm為單位是：50mm＋3×mm＝mm＝cm.(2)v1＝eq\f(d,t1)＝m/s；v2＝eq\f(d,t2)＝m/s.(3)由v22－v12＝2a·L得：a＝m/s2.12．【答案】(1)交流220V50Hz(2)乙(3)(4)空氣阻力、摩擦阻力【解析】：利用sn－sm＝(n－m)aT2，其中T＝s代入數(shù)據(jù)，得a＝m/s2三、計算題13．【答案】(1)1kg(2)30°【解析】：(1)0～2s內(nèi)F1－mgsinα＝ma①由題圖知a＝m/s22s后F2＝mgsinα②由①②得F1－F2＝ma，所以m＝eq\f,kg＝1kg.(2)由②式得α＝30°.14．【答案】(1)30°(2)(3)m/s【解析】：(1)物體在斜面上運動時為勻加速運動a1＝gsinα由題知a1＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f－,－m/s2＝5m/s2，所以α＝30°.(2)物體在平面上運動時為勻減速運動，a2＝－μga2＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f－,－m/s2＝－2m/s2所以μ＝.(3)物體在平面上運動時，有eq\f－vB,－tB)＝－2得vB－＝－2(tB－①物體在斜面上運動時，有eq\f(vB－,tB－＝5得vB＝5tB②由①②解得tB＝s即t＝s時物體在平面上，設(shè)其速度為vv＝m/s－(－2)×－m/s＝m/s.15．【答案】μ＝x＝m【解析】：物體上滑的整個過程分為兩部分，設(shè)施加外力F的過程中物體的加速度為a1，撤去力F的瞬間物體的速度為v，撤去力F后物體上滑的加速度大小為a2，由牛頓第二定律得a1＝eq\f(Fcosθ－mgsinθ－μFsinθ＋mgcosθ,m)a2＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)物體在外力F作用下上滑t1＝2s，v＝a1t1撤去外力F后上滑時間t2＝s,0＝v－a2t2由以上各式可求得μ＝，a1＝5m/s2，a2＝8m/s2由x＝eq\f(1,2)a1t12＋eq\f(1,2)a2t22得x＝m.16．【答案】2s【解析】：物體的運動分為兩個過程：第一個過程是在物體速度等于傳送帶速度之前，物體做勻加速直線運動；第二個過程是物體速度等于傳送帶速度以后的運動情況，其中速度剛好相同時的點是一個轉(zhuǎn)折點，此后的運動情況要看mgsinθ與所受的最大靜摩擦力的關(guān)系．若μ<tanθ，則繼續(xù)向下加速；若μ≥tanθ，則將隨傳送帶一起勻速運動．分析清楚了受力情況與運動情況，再利用相應(yīng)規(guī)律求解即可．本題中最大靜摩擦力等于滑動摩擦力大小．物體放在傳送帶上后，開始階段，由于傳送帶的速度大于物體的速度，傳送帶給物體一沿傳送帶向下的滑動摩擦力Ff，物體受力情況如圖14甲所示，物體由靜止加速，由牛頓第二定律有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，得a1＝10×＋×m/s2＝10m/s2物體加速至與傳送帶速度相等需要的時間t