【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理-第四章-牛頓運(yùn)動(dòng)定律-章末檢測(cè)(人教版必修1)

章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1．(2021～2022山西大同高一期末)關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，以下說(shuō)法中正確的是()A．運(yùn)動(dòng)越快的汽車(chē)越不簡(jiǎn)潔停下來(lái)，是由于汽車(chē)運(yùn)動(dòng)得越快，慣性就越大B．人從水平地面上猛得豎直向上跳起，地面對(duì)人的支持力將會(huì)大于人對(duì)地面的壓力C．N/kg與m/s2都是加速度的國(guó)際制單位D．物體的加速度方向有時(shí)與合外力方向相同，有時(shí)與合外力方向相反解析物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；人向上跳起時(shí)，受到地面對(duì)人的支持力和人對(duì)地面的壓力是一對(duì)作用力和反作用力，兩者等大、方向相反，B錯(cuò)誤；在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，質(zhì)量的單位是千克，長(zhǎng)度的單位是米，時(shí)間的單位是秒，依據(jù)a＝eq\f(F,m)和a＝eq\f(Δv,Δt)，可知在國(guó)際單位制中加速度的單位是N/kg和m/s2，C正確；依據(jù)牛頓其次定律可知，加速度的方向總是與合外力的方向全都，D錯(cuò)誤．答案C2.圖1小明在做雙腳跳臺(tái)階的健身運(yùn)動(dòng)，若忽視空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是()A．小明在下降過(guò)程中處于失重狀態(tài)B．小明起跳以后在上升過(guò)程處于超重狀態(tài)C．小明落地時(shí)地面對(duì)他的支持力小于他的重力D．起跳過(guò)程地面對(duì)小明的作用力就是他對(duì)地面的作用力解析超失重要看加速度，若加速度方向向上即為超重，若加速度方向向下即為失重．小明在下降過(guò)程中因加速度向下，故失重，A正確；起跳以后的上升過(guò)程中加速度也向下，也是失重，B錯(cuò)誤；小明落地時(shí)因做減速下降，加速度向上，所以是超重，C錯(cuò)誤；起跳過(guò)程中地面對(duì)小明的作用力與他對(duì)地面的作用力是一對(duì)作用力與反作用力，不是同一個(gè)力，D錯(cuò)誤．答案A圖23．如圖2所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點(diǎn)P在F1、F2和F3三個(gè)力作用下保持靜止．下列推斷正確的是()A．F1>F2>F3B．F3>F1>F2C．F2>F3>F1D．F3>F2>F1解析由于F1與F2的合力與F3等大、反向，由幾何關(guān)系知F1＝F3cos30°＝eq\f(\r(3),2)F3，F(xiàn)2＝F3sin30°＝eq\f(1,2)F3，故B正確．圖3答案B4．如圖3所示．在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1>m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)．若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1；假如改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是()A．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1>F2B．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1<F2C．a(chǎn)1<a2，F(xiàn)1＝F2D．a(chǎn)1>a2，F(xiàn)1>F2解析對(duì)整體，水平方向只受拉力F作用，因此穩(wěn)定時(shí)具有相同的加速度為a＝F/(m1＋m2)，C、D錯(cuò)；當(dāng)拉力F作用于B時(shí)，對(duì)A，F(xiàn)1＝m1a，當(dāng)拉力作用于A時(shí)，對(duì)B，F(xiàn)2＝m2a，由于m1>m2，所以F1>F2，A正確．答案A圖45．(2021·四川綿陽(yáng)期末)如圖4所示，兩個(gè)疊放在一起的長(zhǎng)方體滑塊A、B，置于固定的且傾角為θ的斜面上．已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為m、M，A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，兩滑塊以肯定的初速度相對(duì)靜止地一起沿著斜面對(duì)上做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則在這過(guò)程中，滑塊A受到的摩擦力()A．大小等于μ1mgcosθ，方向沿著斜面對(duì)下B．大小等于μ1mgcosθ，方向沿著斜面對(duì)上C．大小等于μ2mgcosθ，方向沿著斜面對(duì)下D．大小等于μ2mgcosθ，方向沿著斜面對(duì)上解析以整體為爭(zhēng)辯對(duì)象，依據(jù)牛頓其次定律得：加速度a＝eq\f(（M＋m）gsinθ＋μ2（M＋m）gcosθ,M＋m)＝g(sinθ＋μ2cosθ)，設(shè)B對(duì)A的摩擦力方向沿斜面對(duì)下，大小為f，則有mgsinθ＋f＝ma，得到f＝ma－mgsinθ＝μ2mgcosθ，正號(hào)表示摩擦力方向沿斜面對(duì)下．答案C圖56．如圖5所示，物體m在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)，兩者保持相對(duì)靜止．則下列關(guān)于m所受摩擦力的說(shuō)法中正確的是()A．皮帶傳送速度越大，m受到的摩擦力越大B．皮帶傳送的加速度越大，m受到的摩擦力越大C．皮帶速度恒定，m質(zhì)量越大，所受摩擦力越大D．無(wú)論皮帶做何種運(yùn)動(dòng)，m都肯定受摩擦力作用解析物塊若加速運(yùn)動(dòng)，其合外力由傳送帶給它的摩擦力來(lái)供應(yīng)，故加速度大，摩擦力大，B正確；當(dāng)物塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊不受摩擦力，故A、C、D錯(cuò)誤．答案B二、多項(xiàng)選擇題(本題共4個(gè)小題，每小題6分，選不全得3分，錯(cuò)選得0分)圖67．靜止在光滑水平面上的物體受到一個(gè)水平拉力的作用，該力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖6所示，則以下說(shuō)法中正確的是()A．物體在2s內(nèi)的位移為零B．4s末物體將回到動(dòng)身點(diǎn)C．2s末物體的速度為零D．物體始終在朝同一方向運(yùn)動(dòng)解析依據(jù)圖象可知，物體先朝正方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，接著做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，再做正方向的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，周期性的朝單方向運(yùn)動(dòng)，由于加速和減速階段的加速度大小相等，所以2s末的速度為零，位移不為零，A、B錯(cuò)誤，C、D正確．答案CD圖78．如圖7所示，m＝2kg的物體，在F1＝40N，F(xiàn)2＝30N的兩個(gè)相反的水平拉力及豎直向下的力F3的作用下仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．若撤去水平外力F2，則物體的加速度可能是()A．0B．5m/s2C．15m/s2D．20m/s2解析由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)受力可知，F(xiàn)μ≥10N，撤去F2后，∑F＝F1－Fμ≤40－10＝30N，amax＝30/2＝15m/s2.答案ABC9．兩個(gè)完全相同的力分別作用在質(zhì)量為m1、m2的兩個(gè)物體上，使它們由靜止開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，各經(jīng)t1、t2時(shí)間后，兩物體速度相同，則兩物體通過(guò)的位移比是()A．m1∶m2B．m2∶m1C．t1∶t2D．teq\o\al(2,1)∶teq\o\al(2,2)解析依據(jù)牛頓其次定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知，速度相同時(shí)，a1t1＝a2t2.物體加速度為：a1＝eq\f(F,m1)，a2＝eq\f(F,m2).物體的位移為：s1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，s2＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2).整理得，eq\f(s1,s2)＝eq\f(t1,t2)＝eq\f(m1,m2).故答案為A、C.答案AC10．如圖8所示，兩個(gè)傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個(gè)質(zhì)量均為m圓環(huán)，兩個(gè)圓環(huán)上分別用細(xì)線(xiàn)懸吊兩個(gè)質(zhì)量均為M的物體C、D，當(dāng)它們都沿滑竿向下滑動(dòng)并保持相對(duì)靜止時(shí)，A的懸線(xiàn)與桿垂直，B的懸線(xiàn)豎直向下．下列結(jié)論正確的是()圖8A．A環(huán)受滑竿的作用力大小為(m＋M)gcosθB．B環(huán)受到的摩擦力f＝mgsinθC．C球的加速度a＝gsinθD．D受懸線(xiàn)的拉力T＝Mg解析對(duì)C受力分析，如圖由牛頓其次定律，得到：Mgsinθ＝Ma①；細(xì)線(xiàn)拉力為T(mén)＝Mgcosθ②再對(duì)A環(huán)受力分析，如下圖依據(jù)牛頓定律，有mgsinθ－f＝ma③N＝mgcosθ＋T④由①②③④解得：f＝0N＝(M＋m)gcosθ，故A、C正確；對(duì)D球受力分析，受重力和拉力，合力與速度在一條直線(xiàn)上，故合力為零，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，細(xì)線(xiàn)拉力等于Mg；再對(duì)B球受力分析，如圖，受重力、拉力、支持力，由于做勻速運(yùn)動(dòng)，合力為零，故必有向后的摩擦力；依據(jù)平衡條件，有(M＋m)gsinθ＝f，N＝(M＋m)cosθ，故B錯(cuò)誤，D正確．故選A、C、D.答案ACD三、試驗(yàn)、填空題(本題共2小題，共12分)11．(4分)如圖9甲為試驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條較抱負(fù)的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，距離如圖，單位是cm，小車(chē)的加速度是________m/s2，在驗(yàn)證質(zhì)量肯定時(shí)加速度a和合外力F的關(guān)系時(shí)，某同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的aF圖象，其緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.圖9解析a的計(jì)算利用逐差法．a(chǎn)＝eq\f(xDE－xAB＋xEF－xBC＋xFG－xCD,9T2)＝eq\f(xDE＋xEF＋xFG－xAB＋xBC＋xCD,9T2)＝eq\f(xAG－xAD－xAD,9T2)＝eq\f(40.65－2×13.15,9×0.12)×10－2m/s2＝1.60m/s2.答案1.60平衡摩擦力過(guò)度12．(8分)為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖10所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行試驗(yàn)．其中G1、G2為兩個(gè)光電門(mén)，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過(guò)G1、G2光電門(mén)時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門(mén)間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問(wèn)題：圖10(1)試驗(yàn)開(kāi)頭應(yīng)先調(diào)整氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的狀況下，如何判定調(diào)整是否到位？(2)若取M＝0.4kg，轉(zhuǎn)變m的值，進(jìn)行多次試驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是________．A．m1＝5gB．m2＝15gC．m3＝40gD．m4＝400g(3)在此試驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為_(kāi)_______．(用Δt1、Δt2、D、x表示)解析(1)取下?tīng)恳来a，滑行器放在任意位置都不動(dòng)，或取下?tīng)恳来a，輕推滑行器M，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門(mén)的光束被遮擋的時(shí)間Δt都相等．(2)本試驗(yàn)只有在滿(mǎn)足m?M的條件下，才可以用牽引砝碼的重力近似等于對(duì)滑行器的拉力，所以D是不合適的．(3)由于擋光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短，所以可以認(rèn)為擋光片通過(guò)光電門(mén)這段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度，即有v1＝eq\f(D,Δt1)，v2＝eq\f(D,Δt2)，再依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2ax得：a＝eq\f(（\f(D,Δt2)）2－（\f(D,Δt1)）2,2x).答案(1)見(jiàn)解析(2)D(3)a＝eq\f(（\f(D,Δt2)）2－（\f(D,Δt1)）2,2x)四、計(jì)算題(本題共4小題，共40分)圖1113．(10分)如圖11所示，升降機(jī)中的斜面和豎直墻壁之間放一個(gè)質(zhì)量為10kg的光滑小球，斜面傾角θ＝30°，當(dāng)升降機(jī)以a＝5m/s2的加速度加速豎直上升時(shí)，(g取10m/s2)，求：(1)小球?qū)π泵娴膲毫Γ?2)小球?qū)ωQ直墻壁的壓力．解析小球受力如圖所示水平方向上：F2sinθ＝F1豎直方向上：F2cosθ－mg＝ma將數(shù)據(jù)代入以上兩式求得：F1＝50eq\r(3)N，F(xiàn)2＝100eq\r(3)N由牛頓第三定律知，小球?qū)π泵婧拓Q直墻的壓力大小分別為100eq\r(3)N、50eq\r(3)N．答案(1)100eq\r(3)N(2)50eq\r(3)N圖1214．(10分)一物體沿斜面對(duì)上以12m/s的初速度開(kāi)頭滑動(dòng)，它沿斜面對(duì)上以及沿斜面對(duì)下滑動(dòng)的vt圖象如圖12所示，求斜面的傾角以及物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)(g取10m/s2)．解析由圖象可知上滑過(guò)程的加速度a上＝eq\f(12,2)m/s2＝6m/s2，下滑過(guò)程的加速度a下＝eq\f(12,3)m/s2＝4m/s2上滑過(guò)程和下滑過(guò)程對(duì)物體受力分析如圖上滑過(guò)程a上＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)＝gsinθ＋μgcosθ下滑過(guò)程a下＝gsinθ－μgcosθ，解得θ＝30°，μ＝eq\f(\r(3),15).答案30°eq\f(\r(3),15)圖1315．(10分)如圖13所示，水平傳送帶以2m/s的速度運(yùn)動(dòng)，傳送帶長(zhǎng)AB＝20m，今在其左端將一工件輕輕放在上面，工件被帶動(dòng)，傳送到右端，已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，(g＝10m/s2)試求：(1)工件開(kāi)頭時(shí)的加速度a；(2)工件的速度為2m/s時(shí)，工件運(yùn)動(dòng)的位移；(3)工件由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間．解析(1)工件被放在傳送帶上時(shí)初速度為零，相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，受滑動(dòng)摩擦力向右，大小為Ff＝μmg，工件加速度a＝μg＝0.1×10m/s2＝1m/s2，方向水平向右．(2)工件加速到2m/s所需時(shí)間t0＝eq\f(v,a)＝eq\f(2,1)s＝2s在t0時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移x0＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)×1×22m＝2m.(3)由于x0<20m，故工件達(dá)到與傳送帶同樣的速度后與傳送帶相對(duì)靜止，一起運(yùn)動(dòng)至B端．經(jīng)過(guò)