第四章 牛顿运动定律过关测试学年高一物理单元复习一遍过人教版必修1.docx
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第四章牛顿运动定律过关测试学年高一物理单元复习一遍过人教版必修1
人教版物理必修一第四单元牛顿运动定律过关测试过关测试
考试时间90分钟满分100分
一、选择题(12小题,其中1-8为单选每题3分,9-12为多选每题4分。
共40分)
1.如图所示,将甲、乙两弹簧互相钩住并拉伸,则( )
A.甲拉乙的力小于乙拉甲的力
B.甲拉乙的力大于乙拉甲的力
C.甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对平衡力
D.甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力
2.如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用而运动,前方固定一个弹簧,当木块接触弹簧后( ).
A.将立即做变减速运动
B.将立即做匀减速运动
C.在一段时间内仍然做加速运动,速度继续增大
D.在弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度为零
3.如图所示,挂有一条鱼的弹簧测力计悬在电梯顶部,鱼的质量为m,当地的重力加速度为g,在电梯运行过程中,弹簧测力计示数F。
则( )
A.若F=mg,则电梯一定在匀速运动
B.若F>mg,则电梯一定在加速上升
C.若F>mg,则电梯一定在减速上升
D.若F 4.如图所示,静止在水平面上的足够长的木板(质量为m1),左端放着小物块(质量为m2)。 某时刻,小物块受到水平向右的拉力F=kt(k是常数)作用,设小物块、木板之间和木板、地面之间的滑动摩擦力大小分别为F1和F2,各物体之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力,且F1大于F2,则在小物块、木板没有分离的过程中,下面可以定性地描述木板运动的vt图象是( ) 5.物体A、B、C均静止在同一水平面,它们的质量分别为mA、mB和mC与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB和μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,它们的加速度a与拉力F关系如右图所示,A、B、C对应的直线分别为甲、乙、丙,甲、乙两直线平行,则下面正确的是( ) A.μA=μB,mA=mBB.μB=μC,mA=mB C.μA>μB,mA>mBD.μB<μC,mA 6.如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力),下列说法正确的是( ) A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于A物体受到的重力 7.如图所示,斜面体M始终处于静止状态,当物体m沿斜面下滑时,下列说法中不正确的是( ) A.匀速下滑时,M对地面的压力等于(M+m)g B.加速下滑时,M对地面的压力小于(M+m)g C.减速下滑时,M对地面的压力大于(M+m)g D.M对地面的压力始终等于(M+m)g 8.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,如图所示.已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg;绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.取重力加速度g=10m/s2.当人以440N的力拉绳时,人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为( ) A.a=1.0m/s2,F=260NB.a=1.0m/s2,F=330N C.a=3.0m/s2,F=110ND.a=3.0m/s2,F=50N 9.一皮带传送装置如图所示,皮带的速度v足够大,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦,当滑块放在皮带上时,弹簧的轴线恰好水平,若滑块放到皮带上的瞬间,滑块的速度为零,且弹簧正好处于自由长度,则弹簧从自由长度到第一次达最长这一过程中,滑块的速度和加速度的变化情况是( ) A.速度增大B.加速度先减小后增大 C.速度先增大后减小D.加速度先增大后减小 10.如图所示,两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( ) A.弹簧测力计的示数是26N B.弹簧测力计的示数是50N C.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变 D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变 11.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。 在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ,则图中能客观地反映小木块的运动情况的是( ) 12..如图所示,一个轻弹簧放在水平地面上,Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘,P为一重物,已知P的质量M=10.5kg,Q的质量m=1.5kg,轻弹簧的质量不计,劲度系数k=800N/m,系统处于静止状态。 现给P施加一个方向竖直向上的力F,使它从静止开始向上做匀加速运动,已知运动0.2s后F为恒力,g=10m/s2。 则下列说法正确的是( ) A.P、Q分离时,轻弹簧恰好恢复原长 B.当P向上运动10.5cm时,P、Q分离 C.力F的最大值为168N D.力F的最小值为72N 二、实验题(本大题共2小题,共16分) 13.(8分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图1所示的装置. (1)若小车质量M=400g,改变沙和沙桶的总质量m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________. A.m=5gB.m=15g C.m=40gD.m=400g (2)在探究加速度与力的关系实验中,该同学依据先后两组实验数据作出了如图2所示的aF图象,设1、2两组实验所用小车的质量分别为m1、m2,则图线1的斜率大于图线2的斜率的原因是_______. (3)若该同学利用数据作出的aF图象如图3所示,则 ①平衡摩擦力后,若合外力的测量值为F测、真实值为F真,则F测__________(选填“=”“<”或“>”)F真. ②图中的直线不过原点的原因是___________________. 14.(8分)图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”. (1)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________. (2)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用s1、s3和Δt表示为a=________.图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=________mm,s3=________,由此求得加速度的大小a=________m/s2. 乙 (3)图丙为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为__________,小车的质量为__________. 三.计算题(本题共4小题,共44分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 15.(8分)如图所示,静止在水平地面上的物体质量为2kg,在水平恒力F拉动下开始运动,4s末它的速度达到4m/s;此时将F撤去,物体又运动了16m停下来.如果物体与地面间的动摩擦因数不变,g取10m/s2,求: (1)物体与地面间的动摩擦因数. (2)拉力F的大小. 16.(10分)如图甲所示,质量为1.0kg的物体置于固定斜面上,斜面的倾角θ=37°,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,物体运动的Ft图象如图乙所示(规定沿斜面向上的方向为正方向,g取10m/s2),物体与斜面间的动摩擦因数μ= ,试求: (1)0~1s内物体运动位移的大小. (2)1s后物体继续沿斜面上滑的距离. 17.(12分))如图甲所示,长木板B固定在光滑水平面上,可看做质点的物体A静止叠放在B的最左端,现用F=6N的水平力向右拉物体A,A经过5s运动到B的最右端,其vt图象如图乙所示,已知A、B的质量分别为1kg和4kg,A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2. (1)求物体A、B间的动摩擦因数. (2)若B不固定,求A运动到B的最右端所用的时间. 18.(14分)如图所示,与水平方向成37°角的传送带以恒定速度v=2m/s沿顺时针方向转动,两传动轮间距L=5m。 现将质量为1kg且可视为质点的物块以v0=4m/s的速度沿传送带向上的方向自底端滑上传送带。 物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,取g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,计算时,可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力,求物块在传送带上上升的最大高度。 人教版物理必修一第四单元牛顿运动定律过关测试过关测试 考试时间90分钟满分100分 一、选择题(12小题,其中1-8为单选每题3分,9-12为多选每题4分。 共40分) 1.如图所示,将甲、乙两弹簧互相钩住并拉伸,则( ) A.甲拉乙的力小于乙拉甲的力 B.甲拉乙的力大于乙拉甲的力 C.甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对平衡力 D.甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力 [答案]: D [解析]: 甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故A、B、C错误,D正确。 2.如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用而运动,前方固定一个弹簧,当木块接触弹簧后( ). A.将立即做变减速运动 B.将立即做匀减速运动 C.在一段时间内仍然做加速运动,速度继续增大 D.在弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度为零 [答案]: C [解析]: 物体在力F作用下向左加速,接触弹簧后受到弹簧向右的弹力,合外力向左逐渐减小,加速度向左逐渐减小,速度增加,当弹簧的弹力大小等于力F时合外力为0,加速度为0,速度最大,物体继续向左运动,弹簧弹力大于力F,合外力向右逐渐增大,加速度向右逐渐增大,速度减小,最后速度减小到0,此时加速度最大.综上所述,A、B、D错误,C正确. 3.如图所示,挂有一条鱼的弹簧测力计悬在电梯顶部,鱼的质量为m,当地的重力加速度为g,在电梯运行过程中,弹簧测力计示数F。 则( ) A.若F=mg,则电梯一定在匀速运动 B.若F>mg,则电梯一定在加速上升 C.若F>mg,则电梯一定在减速上升 D.若F [答案]: A [解析]: 由平衡条件,匀速时F=mg,A正确;若F>mg,加速度向上,可能加速上升或减速下降,B、C均错误;F 4.如图所示,静止在水平面上的足够长的木板(质量为m1),左端放着小物块(质量为m2)。 某时刻,小物块受到水平向右的拉力F=kt(k是常数)作用,设小物块、木板之间和木板、地面之间的滑动摩擦力大小分别为F1和F2,各物体之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力,且F1大于F2,则在小物块、木板没有分离的过程中,下面可以定性地描述木板运动的vt图象是( ) [答案]: D [解析]: vt图象的斜率表示加速度。 F=F2前,木板静止。 小物块和木板之间相对静止时,所受的摩擦力为静摩擦力,在达到最大静摩擦力F1前,小物块和木板以相同加速度运动,根据牛顿第二定律得a1=a2= (a1为木板的加速度,a2为小物块的加速度),小物块和木板相对运动时,a1= 恒定不变,a2= - 。 故答案为D。 5.物体A、B、C均静止在同一水平面,它们的质量分别为mA、mB和mC与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB和μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,它们的加速度a与拉力F关系如右图所示,A、B、C对应的直线分别为甲、乙、丙,甲、乙两直线平行,则下面正确的是( ) A.μA=μB,mA=mBB.μB=μC,mA=mB C.μA>μB,mA>mBD.μB<μC,mA [答案]: B [解析]: 因为a= = -μg,所以在aF图象中斜率为 ,截距为-μg,由图象可得甲、乙斜率相等,乙、丙截距相等。 故选B。 6.如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力),下列说法正确的是( ) A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零 B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力 D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于A物体受到的重力 [答案]: A [解析]: A、B上抛后均做竖直上抛运动,处于完全失重状态,所以A对B压力为0,故选A。 7.如图所示,斜面体M始终处于静止状态,当物体m沿斜面下滑时,下列说法中不正确的是( ) A.匀速下滑时,M对地面的压力等于(M+m)g B.加速下滑时,M对地面的压力小于(M+m)g C.减速下滑时,M对地面的压力大于(M+m)g D.M对地面的压力始终等于(M+m)g [答案]: D [解析]: 将m和M视为系统,当m匀速下滑时,系统竖直方向没有加速度,所以处于平衡状态,对地面的压力等于系统的重力。 当m加速下滑时,整个系统在竖直方向上有向下的加速度,处于失重状态,对地面的压力小于系统的重力。 当m减速下滑时,系统在竖直方向上具有向上的加速度,处于超重状态,对地面的压力大于系统的重力。 A、B、C正确,故选D。 8.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板,另一端被吊板上的人拉住,如图所示.已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg;绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.取重力加速度g=10m/s2.当人以440N的力拉绳时,人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为( ) A.a=1.0m/s2,F=260NB.a=1.0m/s2,F=330N C.a=3.0m/s2,F=110ND.a=3.0m/s2,F=50N [答案]: B [解析]: 将人与吊板整体考虑,根据牛顿第二定律有 2T-(m人+m板)g=(m人+m板)a 代入数据得a=1.0m/s2 用隔离法研究人向上运动,设吊板对人的支持力为F′,则 T+F′-m人g=m人a 解得F′=330N 据牛顿第三定律,人对吊板的压力F=F′=330N,选项B正确. 9.一皮带传送装置如图所示,皮带的速度v足够大,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦,当滑块放在皮带上时,弹簧的轴线恰好水平,若滑块放到皮带上的瞬间,滑块的速度为零,且弹簧正好处于自由长度,则弹簧从自由长度到第一次达最长这一过程中,滑块的速度和加速度的变化情况是( ) A.速度增大B.加速度先减小后增大 C.速度先增大后减小D.加速度先增大后减小 [答案]: BC [解析]: 滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力f和弹簧向右的拉力kx,合力F合=f-kx=ma,而x逐渐增大,所以加速度a先减小后反向增大,速度先增大后减小,所以BC正确。 10.如图所示,两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( ) A.弹簧测力计的示数是26N B.弹簧测力计的示数是50N C.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变 D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变 [答案]: AC [解析]: 设弹簧的弹力为F,加速度为a.对系统: F1-F2=(m1+m2)a,对m1: F1-F=m1a,联立两式解得a=2m/s2,F=26N,故选项A正确,选项B错误;在突然撤去F2的瞬间,由于弹簧测力计两端都有物体,而物体的位移不能发生突变,所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没变化,弹簧上的弹力不变,故选项C正确;若突然撤去F1,物体m1的合外力方向向左,而没撤去F1时合外力方向向右,所以m1的加速度发生变化,故选项D错误. 11.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。 在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ,则图中能客观地反映小木块的运动情况的是( ) [答案]: BD [解析]: 小木块刚放上之后的一段时间内所受摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律可得: mgsinθ+μmgcosθ=ma1,小木块与传送带同速后,因μ<tanθ,小木块将继续向下加速运动,此时有: mgsinθ-μmgcosθ=ma2,有a1>a2故B、D正确,A、C错误。 12..如图所示,一个轻弹簧放在水平地面上,Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘,P为一重物,已知P的质量M=10.5kg,Q的质量m=1.5kg,轻弹簧的质量不计,劲度系数k=800N/m,系统处于静止状态。 现给P施加一个方向竖直向上的力F,使它从静止开始向上做匀加速运动,已知运动0.2s后F为恒力,g=10m/s2。 则下列说法正确的是( ) A.P、Q分离时,轻弹簧恰好恢复原长 B.当P向上运动10.5cm时,P、Q分离 C.力F的最大值为168N D.力F的最小值为72N [答案]: CD [解析]: 解本题的疑难在于极值点的确定,突破点是通过受力分析及状态分析发现上升过程中拉力F越来越大,且P、Q分离时拉力最大,此时P、Q间的弹力为0。 因重物与秤盘整体向上做匀加速运动,故整体的加速度恒定、所受合外力恒定。 整体向上加速的过程中,整体受三个力: 竖直向下的重力、向上的拉力、轻弹簧的弹力,合外力方向向上,上升过程中轻弹簧的弹力逐渐减小,拉力F逐渐增大,所以初态力F最小设为F1;对重物P而言,它受三个力: 竖直向下的重力Mg、向上的拉力F、向上的支持力N,三力的合力向上且恒定,当支持力为0时,F最大设为F2。 对初态的整体有(设轻弹簧的压缩量为x1)kx1=(M+m)g(未加速时),F1=(M+m)a(刚加速时);对分离时的Q有(设弹簧的压缩量为x2)kx2-mg=ma,对分离时的P有F2-Mg=Ma,从初态到分离的过程有x1-x2= at2,解得最大值F2=168N,最小值F1=72N,x1=15cm,x2=3cm。 纵观上述过程可知选项A、B错,C、D正确。 二、实验题(本大题共2小题,共16分) 13.(8分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图1所示的装置. (1)若小车质量M=400g,改变沙和沙桶的总质量m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________. A.m=5gB.m=15g C.m=40gD.m=400g (2)在探究加速度与力的关系实验中,该同学依据先后两组实验数据作出了如图2所示的aF图象,设1、2两组实验所用小车的质量分别为m1、m2,则图线1的斜率大于图线2的斜率的原因是_______. (3)若该同学利用数据作出的aF图象如图3所示,则 ①平衡摩擦力后,若合外力的测量值为F测、真实值为F真,则F测__________(选填“=”“<”或“>”)F真. ②图中的直线不过原点的原因是___________________. [答案]: (1)D (2)m1 [解析]: (1)用沙和沙桶的重力替代小车所受拉力的前提条件——小车质量远大于沙和沙桶的总质量,这里的“远大于”至少为10倍以上,所以选项A、B、C均符合要求,不合适的是选项D,故选D. (2)据a= F可知: aF图象的斜率为小车质量的倒数 ,因图线1的斜率大于图线2的斜率,故有 > ,所以m1 (3)①平衡摩擦力后,合外力的测量值为F测=mg,真实值为F真=T(T为绳的张力大小).因mg>T,故F测>F真. ②由图线与纵轴的交点坐标可知,不挂沙桶时小车仍有加速度,则图中的直线不过原点的原因是长木板的倾角过大. 14.(8分)图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”. (1)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________. (2)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用s1、s3和Δt表示为a=________.图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=________mm,s3=________,由此求得加速度的大小a=________m/s2. 乙 (3)图丙为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为__________,小车的质量为__________. [答案]: (1)远小于小车的质量 (2) 24.2 47.3 1.16 (3) [解析]: (1)为保证小车所受拉力近似不变,应满足小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量. (2)由Δx=aT2可知,a= = ,由图可读出s1=36.7mm-12.5mm=24.2mm,s3=120.0mm-72.7mm=47.3mm,换算后代入上式中,得a=1.16m/s2. (3)设小车质量为M,由牛顿第二定律可得F=(M+m)a,故 = + ,结合图象可知, =k,故F= , =b,故M=bF= . 三.计算题(本题共4小题,共44分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 15.(8分)如图所示,静止在水平地面上的物体质量为2kg,在水平恒力F拉动下开始运动,4s末它的速度达到4m/s;此时将F撤去,物体又运动了16m停下来.如果物体与地面间的动摩擦因数不变,g取10m/s2,求: (1)物体与地面间的动摩擦因数. (2)拉力F的大小. 答案: (1)0.05 (2)3N [解析]: (1)撤去F后,物体做匀减速直线运动,由v2=2a1x得a1=0.5m/s2,由牛顿第二定律μmg=ma1得μ= =0.05. (2)撤去F前,物体做匀加速直线运动,由v=v0+a2t得a2=1m/s2,由牛顿第二定律F-μmg=ma2得F=3N. 16.(10分)如图甲所示,质量为1.0kg的物体置于固定斜面上,斜面的倾角θ=37°,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,物体运动的Ft图象如图乙所示(规定沿斜面向上的方向为正方向,g取10m/s2),物体与斜面间的动摩擦因数μ= ,试求: (1)0~1s内物体运动位移的大小. (2)1s后物体继续沿斜面上滑的距离. [答案]: (1)9m (2)54m [解析]: 本题的易错之处是忽略外力F改变前后摩擦力不变. (1)根据牛顿第二定律: 在0~1s内F-masin37°-μmgcos37°=ma1,解得a1=18m/s2 0~1s内的位移x1= a1t =9m. (2)1s时物体的速度v=a1t1=18m/s 1s后物体继续沿斜面减速上滑的过程中,mgsin37°+μmgcos37°-F′=ma2,解得a2=3m/s2 设物体继续上滑的距离为x2,由2a2x2=v2得x2=54m. 17.(12分))如图甲所示,长木板B固定在光滑水平面上,可看做质点的物体A静止叠放在B的最左端,现用F=6N的水平力向右拉物体A,A经过5s运动到B的最右端,其vt图象如图乙所示,已知A、B的质量分别为1
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- 第四章 牛顿运动定律过关测试学年高一物理单元复习一遍过人教版必修1 第四 牛顿 运动 定律 过关 测试 学年 物理 单元 复习 过人 必修