(新課標同步輔導)2016高中物理 第四章 牛頓運動定律綜合測評(含解析)新人教版必修1

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1、綜合測評(四) 牛頓運動定律 (分值:100分 時間:60分鐘) 命題報告 知識點 簡單 中等 較難 對牛頓第一定律的理解 1、9 對牛頓第二定律的理解 2 超重與失重 3 瞬時加速度的計算 4 動力學的圖象問題 6 8、11 動力學的兩類問題 5 7、12 實驗:驗證牛頓第二定律 10 一、選擇題(本大題共8個小題,每小題6分,共48分) 1. (2014·北京高考)伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設和邏輯推理相結(jié)合的科學方法,有力地促進了人類科學認識的發(fā)展.利用如圖1所示的裝置做如下實驗:小球從左側(cè)斜面上

2、的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動,并沿右側(cè)斜面上升.斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時,小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比,可以得到的最直接的結(jié)論是(  ) 圖1 A.如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置 B.如果小球不受力,它將一直保持勻速運動或靜止狀態(tài) C.如果小球受到力的作用,它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變 D.小球受到的力一定時,質(zhì)量越大,它的加速度越小 【解析】 本題考查伽利略實驗,需要學生理解實驗并有一定的思維辨識能力.根據(jù)題意,鋪墊材料粗糙程度降低時,小球上升的最高位置升高,當斜面絕對光滑時,小球在斜面上沒有能量損失,因此

3、可以上升到與O點等高的位置,而B、C、D三個選項,從題目不能直接得出,所以,選項A正確. 【答案】 A 2.(2014·鎮(zhèn)江一中高一檢測)下面說法正確的是(  ) A.物體所受合外力越大,加速度越大 B.物體所受合外力越大,速度越大 C.物體在外力作用下做勻加速直線運動,當合外力逐漸減小時,物體的速度逐漸減小 D.物體的加速度大小不變一定受恒力作用 【解析】 根據(jù)牛頓第二定律,物體受的合外力決定了物體的加速度,而加速度大小和速度大小無關,A對B錯;物體做勻加速運動說明加速度方向與速度方向一致,當合外力減小但方向不變時,加速度減小但方向也不變,所以物體仍然做加速運動,速度增加,C錯

4、誤;加速度是矢量,其方向與合外力方向一致,加速度大小不變,若方向發(fā)生變化,合外力方向必然變化,D錯誤. 【答案】 A 3.(多選)(2014·合肥一中高一檢測)在升降機中,一個人站在磅秤上,發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%,于是他作出下列判斷,其中正確的是(  ) A.升降機以0.8g的加速度加速上升 B.升降機以0.2g的加速度加速下降 C.升降機以0.2g的加速度減速上升 D.升降機以0.8g的加速度減速下降 【解析】 A、D項的a=0.8g,方向豎直向上,由牛頓第二定律F-mg=ma得F=1.8mg,其中F為人的視重,即人此時處于超重狀態(tài),A、D錯誤.B、C項的a=0.2g,方向

5、豎直向下,根據(jù)牛頓第二定律mg-F′=ma,得F′=0.8mg,人的視重比實際重力小×100%=20%,B、C正確. 【答案】 BC 4.如圖2所示,吊籃P懸掛在天花板上,與吊籃質(zhì)量相等的物體Q被固定在吊籃中的輕彈簧托住,當懸掛吊籃的細繩燒斷的瞬間,吊籃P和物體Q的加速度大小分別是(  ) 圖2 A.a(chǎn)P=g aQ=g B.a(chǎn)P=2g aQ=g C.a(chǎn)P=g aQ=2g D.a(chǎn)P=2g aQ=0 【解析】 原來平衡,彈簧彈力F與Q重力mg相等.細繩燒斷瞬間,彈簧彈力不變,故Q所受合力仍為零,故aQ=0;P受到重力mg和彈簧向下的壓力mg,故加速度aP===2g.故D正確.

6、 【答案】 D 5.如圖3所示,有一輛汽車滿載西瓜在水平路面上勻速前進.突然發(fā)現(xiàn)意外情況,緊急剎車做勻減速運動,加速度大小為a,則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對它的作用力的大小是(  ) 圖3 A.m      B.ma C.m D.m(g+a) 【解析】 對西瓜A受力分析如圖,F(xiàn)表示周圍西瓜對A的作用力,則由牛頓第二定律得:=ma,解得:F=m,故選C. 【答案】 C 6.如圖4所示,足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ,以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動.在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ

7、速度隨時間變化關系的是 (  ) 圖4 【解析】 小木塊剛釋放后相對于傳送帶向上運動,所受滑動摩擦力為μmgcos θ,這一段加速度大小為a1,方向沿斜面向下,根據(jù)牛頓第二定律得mgsin θ+μmgcos θ=ma1,a1=gsin θ+μgcos θ.從木塊與傳送帶速度相同后,小木塊沿傳送帶向下運動,受到傳送帶的滑動摩擦力沿傳送帶向上,加速度大小為a2,由于μμmgcos θ,由牛頓第二定律得mgsin θ-μmgcos θ=ma2,a2=gsin θ-μgcos θ,木塊仍加速下滑,由于a1>a2,故圖象為D. 【答案】 D 7. (20

8、14·新課標全國卷Ⅰ)如圖5,用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速,加速度從零開始逐漸增大到某一值,然后保持此值,小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi)).與穩(wěn)定在豎直位置時相比,小球的高度(  ) 圖5 A.一定升高 B.一定降低 C.保持不變 D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定 【解析】 這是一連接體,當穩(wěn)定后,小球與小車有相同的加速度,橡皮筋中彈力滿足胡克定律,并且豎直方向合力為零,由此判斷橡皮筋豎直方向的分量與原來長度的關系.設橡皮筋原長為l0、勁度系數(shù)為k,靜止時,橡皮筋長度為l,加速時長度為l′且與豎直方向夾

9、角為θ. 由胡克定律可知,靜止時k(l-l0)=mg,加速時小球受力分析如圖所示,由牛頓第二定律可知 k(l′-l0)cos θ=mg k(l′-l0)sin θ=ma 則k(l-l0)=k(l′-l0)cos θ l′cos θ=l-l0(1-cos θ) 即l′cos θ

10、,運動過程中加速度不變,v-t圖象為圖中虛線所示.受空氣阻力的大小與速率成正比關系的物體,上升過程中:mg+kv=ma,a=g+,開始時加速度最大,上升過程中a始終大于g,實線v-t圖象斜率均大于虛線斜率,只有選項D符合題意. 【答案】 D 二、填空題(本大題共2個小題,共18分) 9.(6分)(2014·上海高考)牛頓第一定律表明,力是物體________發(fā)生變化的原因;該定律引出的一個重要概念是________. 【解析】 牛頓第一定律表明,力不是維持物體運動的原因,而是物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因;物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì),叫作慣性,因此牛頓第一定律又叫慣性

11、定律. 【答案】 運動狀態(tài) 慣性 10.(12分)(1)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗中備有下列器材: A.電磁打點計時器;B.天平(帶砝碼);C.秒表;D.低壓直流電源;E.紙帶和復寫紙;F.導線;G.細繩;H.小車;I.砂和小桶;J.一端附有滑輪的長木塊;K.砝碼 其中多余的器材是________(填代號),缺少的器材是________和________. (2)在探究加速度a與質(zhì)量m的關系時,分別以________為縱坐標、________為橫坐標作圖象,這樣就能直觀地看出其關系. 【解析】 (1)實驗的重點是在質(zhì)量一定時,根據(jù)不同力作用下打出的紙帶,求出加速度;在力

12、一定時,根據(jù)在不同質(zhì)量條件下打出的紙帶,求出加速度.故只要明確打點計時器工作原理和實驗步驟,則可判斷多余的器材是C、D;缺少的器材是低壓交流電源和刻度尺. (2)探究加速度a與質(zhì)量m的關系時,以a為縱坐標,以為橫坐標,作出的圖象為經(jīng)過原點的傾斜直線,這樣很容易看出它們的關系. 【答案】 (1)C、D 低壓交流電源 刻度尺 (2)a  三、計算題(本大題共2個小題,共34分) 11.(16分)如圖6甲所示,質(zhì)量為1 kg的物塊,在水平向右、大小為5 N的恒力F作用下,沿粗糙水平面由靜止開始運動.在運動過程中,物塊受到水平向左的空氣阻力,其大小隨著物塊速度的增大而增大.且當物塊速度為零時,

13、空氣阻力也為零.物塊加速度a與時間t的關系圖線如圖6乙所示.取重力加速度g=10 m/s2,求: 甲         乙 圖6 (1)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ; (2)t=5 s時物塊速度的大小; (3)t=6 s時空氣阻力的大?。? 【解析】 (1)當t=0時,由題意可知,物塊所受空氣阻力為零,此時物塊的受力情況如圖所示. 由牛頓第二定律有:F-Ff=ma0① FN-mg=0② 又因為Ff=μFN③ 由①②③可求得:μ=0.3. (2)由題意可知,在a-t圖象中,圖線與t軸所圍的面積為速度的增加量,所以t=5 s時物塊的速度大小為: v=×2×5 m/s=5

14、 m/s. (3)由題圖可知,t=5 s后,物塊做勻速直線運動,物塊所受的空氣阻力不變,設此過程中物塊所受空氣阻力為F空,由牛頓第二定律有: F-Ff-F空=0④ 聯(lián)立以上各式解得:F空=2 N. 【答案】 (1)0.3 (2)5 m/s (3)2 N 12.(18分)如圖7所示,質(zhì)量為M=1 kg的長木板靜止在光滑水平面上,現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)以v0=3 m/s的初速度從左端沿木板上表面沖上木板,帶動木板向前滑動.已知滑塊與木板上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,木板足夠長.求: 圖7 (1)滑塊在木板上滑動過程中,

15、長木板受到的摩擦力大小和方向; (2)滑塊在木板上滑動過程中,滑塊相對于地面的加速度大小a; (3)滑塊與木板A達到的共同速度的大小v. 【解析】 (1)滑塊所受摩擦力為滑動摩擦力 f=μmg=0.5 N,方向向左 根據(jù)牛頓第三定律,滑塊對木板的摩擦力方向向右,大小為0.5N. (2)由牛頓第二定律得:μmg=ma 得出a=μg=1 m/s2. (3)木板的加速度a′=μg=0.5 m/s2 設經(jīng)時間t,滑塊和長木板達到共同速度v,則滿足: 對滑塊:v=v0-at 對長木板:v=a′t 由以上兩式得:滑塊和長木板達到共同速度v=1 m/s. 【答案】 (1)0.5 N,方向向右 (2)1 m/s2 (3)1 m/s

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