人教版必修一 第四章 牛顿运动定律 单元测试.docx
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人教版必修一第四章牛顿运动定律单元测试
第四章限时检测
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(杭州二中2015~2016学年高一上学期期中)我国《道路交通安全法》第六十七条规定:
高速公路限速标志标明的最高时速不得超过一百二十公里。
图示为高速公路上的限速标志,下列说法中正确的是( )
A.限速值是指汽车行驶的平均速度
B.该限速值约为12m/s
C.汽车限速是因为汽车速度越大,惯性越大,难以刹车
D.汽车限速是因为汽车速度越大,刹车距离越大,容易发生交通事故
答案:
D
解析:
限速值指的是瞬时速度,A错;该限速值约为33m/s,B错;质量是惯性大小的唯一量度,与汽车速度无关,C错;汽车速度越大,刹车距离越大,D正确。
2.(南京市2014~2015学年高一上学期五校联考)一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一灯泡,则( )
A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
答案:
C
解析:
灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力,选项A、B错误;灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力,绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力,选项C正确,选项D错误。
3.(河南周口市2015~2016学年高一上学期期末)一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中,在稳定水平风力作用下发生倾斜,悬绳与竖直方向的夹角为30°,如图所示,设每个红灯笼的质量均为m,则自上往下第二只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为( )
A.2mg B.mg
C.mgD.8mg
答案:
A
解析:
以下面三个灯笼作为整体为研究对象,进行受力分析,如图:
竖直方向:
Tcos30°=3mg
得:
T==2mg
故选A。
4.几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况,他们将体重计放在电梯中,一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。
用照相机进行了相关记录,如图所示。
图1为电梯静止时体重计的照片,图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片。
根据照片推断正确的是( )
A.根据图2推断电梯一定处于加速上升过程,电梯内同学可能处于超重状态
B.根据图3推断电梯一定处于减速下降过程,电梯内同学可能处于失重状态
C.根据图4推断电梯可能处于减速上升过程,电梯内同学一定处于失重状态
D.根据图5推断电梯可能处于加速下降过程,电梯内同学一定处于超重状态
答案:
C
解析:
由图可知,图2、图5示数大于重力为超重,电梯可能加速上升或减速下降,图3、图4示数小于重力,失重可能向下加速,也可能向上减速,C正确。
5.质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距离,如果在盒中填满油泥,使它的总质量变为2m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,则它滑行的最大距离为( )
A.B.2s
C.D.s
答案:
D
解析:
设金属盒与水平面间的动摩擦因数为μ,未装油泥有-μmg=ma①
-v=2as②
装满油泥后有:
-μ2mg=2m·a′③
-v=2a′·s′④
解①②③④可得:
s′=s
6.(河北衡水中学2015~2016学年高一上学期期末)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。
取重力加速度g=10m/s2。
由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为( )
A.m=1.5kg,μ=0.4B.m=0.5kg,μ=0.4
C.m=0.5kg,μ=0.2D.m=1kg,μ=0.2
答案:
B
解析:
结合F-t图象和v-t图象,分析物块在各段内的受力和运动情况,利用各段的运动规律和牛顿第二定律求解。
由题中图象所给的信息可知,当外力F等于3N时,物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得F1-μmg=ma,由图象可得F1=3N,a==m/s2=2m/s2;当外力等于2N时,物块做匀速运动,则F2=μmg,其中F2=2N;将两式联立解得m=0.5kg,μ=0.4。
7.如图所示,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,且视为质点。
悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为F1,墙壁对工人的弹力大小为F2,则( )
A.F1=
B.F2=Gtanα
C.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,但F1与F2的合力不变
D.若工人缓慢下移,增加悬绳的长度,则F1减小,F2增大
答案:
BC
解析:
作出人的受力图如图所示
可得F1=
F2=Gtanα
当增加悬绳长度,α减小
F1与F2均减小
F1与F2的合力始终等于重力,综上所述B、C正确。
8.如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。
现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g=10m/s2),则正确的结论是( )
A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态
B.物体的加速度大小为5m/s2
C.物体的质量为2kg
D.弹簧的劲度系数为7.5N/cm
答案:
BC
解析:
以物体为研究对象,由牛顿第二定律并结合图象得
10+4k-mg=ma
30-mg=ma
又4k=mg
由以上三式解得 m=2kg
a=5m/s2 k=5N/cm
所以B、C正确,D错误。
由题意知,物体与弹簧分离时,弹簧处于自然伸长状态,A错误。
9.(西大附中2015~2016学年高一上学期期末)如图所示,某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行),则( )
A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下
B.小物块受到的滑动摩擦力大小为ma
C.小物块受到的静摩擦力大小为mg+ma
D.小物块受到斜面的弹力大小为mg
答案:
CD
解析:
以木块为研究对象,分析受力情况:
木块受重力mg、斜面的支持力N和静摩擦力f,f沿斜面向上,故A错误;根据牛顿第二定律得:
f-mgsin30°=ma,解得,f=mg+ma,方向平行斜面向上,故C正确,B错误;小物块受到的支持力等于重力垂直于斜面的分力;故N=mgcos30°=;故D正确。
10.如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左
端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是( )
A.+B.
C. D.
答案:
ACD
解析:
因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L=μgt2,可得t=,C正确;若一直加速到右端的速度恰好与传送带速度v相等,则L=t,可得t=,D正确;若先匀加速到传送带速度v,再匀速到右端,则+v(t-)=L,可得t=+,A正确;木块不可能一直匀速至右端,B错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题,共16分。
把答案直接填在横线上)
11.(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车,一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。
为了完成实验,还须从下图中选取实验器材,其名称是____(漏选或全选得零分);并分别写出所选器材的作用_____。
答案:
学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码) 学生电源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到拉力的大小,还可以用于测量小车质量。
解析:
电磁打点计时器用来打点计时,以便测定加速度,要配备4~6V学生电源(交流电源)为其供电,通过改变砝码个数来改变拉力大小;钩码放在小车上来调节小车质量。
也可用电火花计时器来代替学生电源和电磁打点计时器,因为电火花计时器使用220V交流电,不使用学生电源。
12.(6分)(天津市五区县2015~2016学年高一上学期期末)某实验小组利用图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。
(1)在实验中必须将长木板右端垫高,目的是,当不挂钩码时小车能匀速运动时,表明已调好。
(2)为了减小误差,每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力,获取多组数据。
若小车质量为400g,实验中每次所用的钩码总质量范围应选_____组会比较合理。
(填选项前的字母)
A.10g~40g B.200g~400g C.1000g~2000g
(3)图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分:
1、2、3、4、5是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点未标出,由该纸带可求得小车的加速度a=___。
(计算结果保留三位有效数字)
(4)改变钩码的个数重复实验,得到加速度a与合外力F的关系如图3所示,分析线段OA,可得出实验结论是________。
答案:
(1)平衡摩擦力
(2)A (3)1.11m/s2 (4)在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比
解析:
(1)实验中将长木板右端垫高,是为了平衡摩擦力。
(2)为减少实验误差,应满足M≫m,所以应选A组钩码。
(3)a==1.11m/s2
(4)由图3可知,加速度与合外力成正比。
13.(6分)(广东省实验中学2015~2016学年高一上学期期末)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M`表示,沙桶质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出:
(1)保持小车受力不变,测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度。
某次实验中打出如图乙所示的纸带(打点计时器电源的频率为50Hz),则这个加速度值a=_____m/s2。
(2)一组同学在先保持沙桶质量一定,探究加速度与质量的关系,以下做法错误的是( )
A.平衡摩擦力时,应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出
(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,詹詹和彭彭二位同学得到的a―F关系分别如下图丙、丁所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)。
其原因分别是:
丙图:
__________________________________
丁图:
__________________________________
答案:
(1)0.8
(2)A C D (3)平衡摩擦力时倾角过大;倾角过小或没有平衡摩擦
解析:
(1)a==m/s2
=0.8m/s2
(2)根据实验原理及操作步骤可知选项B正确,A、C、D错误。
(3)由丙图可知,F=0时,a不为零,说明平衡摩擦力时倾角过大。
由丁图可知,F增大到一定值时才产生加速度a,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
三、论述、计算题(本题共4小题,共44分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14.(10分)(黑龙江省实验中
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