人教版高一物理必修一第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律單元測(cè)試題

第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 單元測(cè)試題一、單選題(每題6分，共36分)1一輛汽車在路面情況相同的公路上直線行駛，下列說法正確的是（）A 車速越大，慣性越小B 車速越大，剎車后滑行的路程越長(zhǎng)，所以慣性越大C 質(zhì)量越大，慣性越小D 質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變，所以慣性越大【答案】D【解析】物體的慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，它的慣性越大，慣性與車速的大小無關(guān)，故AC錯(cuò)誤。車速越大，剎車后滑行的位移越長(zhǎng)，是因?yàn)樾枰臅r(shí)間長(zhǎng)，物體的慣性是不變的，故B錯(cuò)誤；慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量。質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變，所以慣性越大。故D正確。故選D。2如圖所示，在與水平方向成角、大小為F的力作用下，質(zhì)量為m的物塊沿豎直墻壁加速下滑，已知物塊與墻壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為.則下滑過程中物塊的加速度大小為()A a=g-gB a=g-FcosmC a=g-FsinmD a=g-Fsin+Fcosm【答案】D【解析】將F分解可得，物體在垂直于墻壁方向上受到的壓力為N=Fcos，則物體對(duì)墻壁的壓力為N=N=Fcos，物體受到的滑動(dòng)摩擦力為f=N=Fcos；物體在豎直方向上有mg-Fsin-f=ma，解得a=g-Fsin+Fcosm，D正確3對(duì)于作用力與反作用力的理解，下列說法中正確的是()A 當(dāng)作用力產(chǎn)生后，再產(chǎn)生反作用力；當(dāng)作用力消失后，反作用力才慢慢消失B 彈力和摩擦力都有反作用力，而重力無反作用力C 甲物體對(duì)乙物體的作用力是彈力，乙物體對(duì)甲物體的反作用力可以是摩擦力D 作用力和反作用力在任何情況下都不會(huì)平衡【答案】D【解析】作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失的，它們之間沒有先后順序，故A錯(cuò)誤；力的作用是相互的，任何力都有反作用力，故B錯(cuò)誤；作用力和反作用力一定是同種性質(zhì)的力，故C錯(cuò)誤；由于作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，因而它們之間在任何情況下都不會(huì)平衡，故D正確。所以D正確，ABC錯(cuò)誤。4物體A放在物體B上，物體B放在光滑的水平面上，已知mA=8kg，mB=2kg，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，如圖所示若現(xiàn)用一水平向右的拉力F作用于物體A上，g=10m/s2，則下列說法正確的是（ ）A 當(dāng)拉力F16N時(shí)，A靜止不動(dòng)B 當(dāng)拉力F16N時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)C 無論拉力F多大，A相對(duì)B始終靜止D 當(dāng)力拉F=16N時(shí)，A受B的摩擦力等于3.2N【答案】D【解析】當(dāng)A、B剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，對(duì)B，根據(jù)牛頓第二定律得整體的加速度為：a=mAgmB=0.2802=8m/s2。此時(shí)拉力F為：F=（mA+mB）a=108N=80N。當(dāng)F80N時(shí)，A，B都相對(duì)靜止，當(dāng)F80N時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng)。故ABC錯(cuò)誤。當(dāng)F=16N時(shí)，A、B相對(duì)靜止，整體的加速度為：a=FmA+mB=168+2m/s2=1.6m/s2，對(duì)B有：f=mBa=21.6N=3.2N，故D正確；故選D。5如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在水平桌面上，在與水平方向成的拉力F作用下加速往前運(yùn)動(dòng)，已知物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則下列判斷正確的是（）A 物體對(duì)地面的壓力為mgB 物體受到地面的的支持力為mgFsinC 物體受到的摩擦力為mgD 物體受到的摩擦力為Fcos【答案】B【解析】對(duì)物體受力分析，如圖所示，則有：物體受到的支持力大小N=mg-Fsin，根據(jù)牛頓第三定律可得物體對(duì)地面的壓力為mg-Fsin，A錯(cuò)誤B正確；物體受到的摩擦力為f=N=mg-Fsin，由于物體做加速運(yùn)動(dòng)，故摩擦力與拉力的分力大小不相等，CD錯(cuò)誤6如圖所示，一輛小車靜止在水平地面上，車內(nèi)固定著一個(gè)傾角為60的光滑斜面OA，光滑擋板OB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將一重力為G的圓球放在斜面與擋板之間，擋板與水平面的夾角60。下列說法正確的是()A 若保持擋板不動(dòng)，則球?qū)π泵娴膲毫Υ笮镚B 若擋板從圖示位置沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)60，則球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大C 若擋板從圖示位置沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)60，則球?qū)醢宓膲毫χ饾u減小D 若保持擋板不動(dòng)，使小車水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則球?qū)醢宓膲毫赡転榱恪敬鸢浮緼D【解析】A：保持擋板不動(dòng)，車靜止，對(duì)球受力分析如圖：由平衡條件可得：FAsin600=FBsin600、FAcos600+FBcos600=G解得：FA=G，據(jù)牛頓第三定律可得：球?qū)π泵娴膲毫Υ笮镚。故A項(xiàng)正確。BC：擋板從圖示位置沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)60，畫出轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的受力示意圖如圖：則斜面對(duì)球的支持力FA減小，擋板對(duì)球的支持力FB先減小后增大。據(jù)牛頓第三定律可得：球?qū)π泵娴膲毫χ饾u沒有減小，球?qū)醢宓膲毫ο葴p小后增大。故BC兩項(xiàng)均錯(cuò)誤。D：擋板不動(dòng)，小車水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)球受力分析如圖：設(shè)小車的加速度為a，將力沿水平方向和豎直方向分解可得：FAsin600-FBsin600=ma、FAcos600+FBcos600=mg，解得：FB=mg-33a當(dāng)a=3g時(shí)，擋板對(duì)球的支持力為零；據(jù)牛頓第三定律可得此時(shí)球?qū)醢宓膲毫榱?。故D項(xiàng)正確。綜上答案為AD。二、多選題(每題6分，共30分)7靜止在水平面上的物體，受到水平拉力 F 的作用，在 F 從 20 N 開始逐漸增 大到 40 N 的過程中，加速度 a 隨拉力 F 變化的圖象如圖所示，由此可以計(jì)算出 (g10 m/s2) A 物體的質(zhì)量B 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C 物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小D 加速度為 2 m/s2 時(shí)物體的速度【答案】ABC【解析】當(dāng)F20N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律：F-f=ma，得a=-fm+Fm；則由數(shù)學(xué)知識(shí)知圖象的斜率 k=1m；由圖得k=5-140-20=15，可得物體的質(zhì)量為5kg。將F=20N時(shí)a=1m/s2，代入F-f=ma得：物體受到的摩擦力 f=15N；由f=FN=mg可得物體的動(dòng)摩擦因數(shù)，故ABC正確。因?yàn)閳D象只給出作用力與加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且物體做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)，因沒有時(shí)間，故無法算得物體的加速度為2m/s2時(shí)物體的速度，故D錯(cuò)誤。故選ABC。8一輛小車在水平面上運(yùn)動(dòng)，懸掛的擺球相對(duì)小車靜止并與豎直方向成角，如下圖所示，下列說法正確的是()A 小車一定向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B 小車的加速度大小為gtan，方向向左C 懸繩的拉力一定大于小球的重力D 小球所受合外力方向一定向左【答案】BCD【解析】小球只受重力與繩子的拉力作用，其合力水平向左，所以其加速度一定向左，其大小為amgtanmgtan，小球隨小車運(yùn)動(dòng)，所以小車加速度與小球一樣，小車可能向左加速運(yùn)動(dòng)或向右減速運(yùn)動(dòng)；懸繩的拉力T=mgcos，則一定大于小球的重力，故選項(xiàng)BCD正確，A錯(cuò)誤；故選BCD.9如圖所示，用皮帶輸送機(jī)將質(zhì)量為M的物塊向上傳送，兩者間保持相對(duì)靜止，則下列關(guān)于物塊所受摩擦力Ff的說法正確的是()A 皮帶傳送的速度越大，F(xiàn)f越大B 皮帶加速運(yùn)動(dòng)的加速度越大，F(xiàn)f越大C 皮帶速度恒定，物塊質(zhì)量越大，F(xiàn)f越大D Ff的方向一定與皮帶速度方向相同【答案】BC【解析】當(dāng)傳送帶加速時(shí)，F(xiàn)f-mgsin=ma，即Ff=mgsin+ma故皮帶加速運(yùn)動(dòng)的加速度越大Ff越大，與速度無關(guān)，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)皮帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a=0，因此Ff=mgsin，故m越大Ff越大，C正確。當(dāng)皮帶向上減速時(shí)mgsin+Ff=ma，當(dāng)a增大到agsin時(shí)，F(xiàn)f方向沿斜面向下，故D錯(cuò)誤。故選BC。10如圖，兩個(gè)質(zhì)量分別為m1=3kg，m2=2kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接，兩個(gè)大小分別為F1=30N，F(xiàn)2=20N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則（）A 彈簧秤的示數(shù)是50NB 彈簧秤的示數(shù)是24NC 在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為2m/s2D 在突然撤去F2的瞬間，m2的加速度大小為12m/s2【答案】BD【解析】對(duì)系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：F1F2=（m1+m2）a代入數(shù)據(jù)解得：a=2m/s2，對(duì)m2，由牛頓第二定律得：FF2=m2a代入數(shù)據(jù)解得：F=24N，故A錯(cuò)誤，B正確在突然撤去 F1的瞬間，因?yàn)閺椈傻膹椓Σ荒馨l(fā)生突變，m1的加速度大小為：a1=Fm1=243=8m/s2，故C錯(cuò)誤；突然撤去F2的瞬間，彈簧的彈力不變，m2的加速度為：a2=Fm2=242 =12m/s2，故D正確故選BD三、實(shí)驗(yàn)題(每題12分，共12分)11為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量,m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。（1）實(shí)驗(yàn)過程中，電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在_(填“直流”或“交流”)電源上（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是_。A用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量B將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力C小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)D為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。（3）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出打“3”計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為v=_m/s,小車的加速度為_m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（4）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的aF圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為_。A1tan B1tan-m0 C2k-m0 D2m（5）乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出如圖所示的aF圖線，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問題是_。【答案】交流電BC0.6112.00C沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠【解析】（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V的交流電；（2）本題拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，AD錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)需將長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，需記錄傳感器的示數(shù)，C正確（3）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=50.02s=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度推論可得v3=x242T=5.12+7.1020.110-2=0.611m/s，根據(jù)x=aT2，運(yùn)用逐差法得x56-x23=3a1T2，x45-x12=3a2T2，x43-x10=3a3T2，則a=a1+a2+a33=x56+x45+x43-x23-x12-x109T2，代入數(shù)據(jù)可得a=2.00m/s2（4）由牛頓第二定律得2F=M+m0a，則a=2M+m0F，a-F圖象的斜率：k=2M+m0，小車質(zhì)量為M=2k-m0，C正確；（5）當(dāng)F不等于零，加速度a仍然為零，可知實(shí)驗(yàn)中沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠四、解答題(第12題8分，第13題、14題每題10分，共28分)12質(zhì)量為20 kg的物體若用20 N的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。若改用50 N拉力，沿與水平方向成37的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)2.3m時(shí)，它的速度多大？在前進(jìn)2.3m時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過3s，物體的速度多大？(sin370.6，cos370.8，g取10 m/s2)【答案】2.3 m/s，0【解析】物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力等于摩擦力，則f=20NfN20200=0.1 根據(jù)牛頓第二定律得：Fcos-f=maN+Fsin=mgf=N由上述三式解得：a=Fcos-(mg-Fsin)m2.32m/s2=1.15m/s2v2as21.152.3m/s2.3m/s撤去拉力后：a1=g=1m/s2，物體速度減為零所需的時(shí)間：t1=va12.31s2.3s3s，此時(shí)物體已停下，所以v1=0。13如圖所示,傾角=30的光滑斜面的下端有一水平傳送帶,傳送帶以v=6m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),從h=3.2m高處由靜止開始沿斜面下滑。物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí),無論是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面,都不計(jì)其速率變化。物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,傳送帶左右兩端A、B間的距離LAB=10m,重力加速度g=10m/s2。問:（1）.物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長(zhǎng)時(shí)間?（2）.物體在傳送帶上向左最多能滑到距A多遠(yuǎn)處?（3）.物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng)后,沿斜面上滑的最大高度h為多少?【答案】（1）t=1.6s（2）L=6.4m。（3）h=1.8m【解析】（1）對(duì)物體在光滑斜面上的運(yùn)動(dòng),剛放物體時(shí)根據(jù)牛頓第二定律有mgsin=ma，代入數(shù)據(jù)解得：a=5m/s2由hsin=12at2解得：t=1.6s（2）物體滑至斜面底端時(shí)的速度v0=at=8m/s，物體以速度v0滑上傳送帶時(shí),相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，物體受到向右的滑動(dòng)摩擦力作用而做勻減速運(yùn)動(dòng)，物體在傳送帶上速度為零時(shí)離A最遠(yuǎn)，對(duì)物體應(yīng)用牛頓第二定律得mg=ma，解得：a=5m/s2由速度位移公式：-2aL=0-v02聯(lián)立解得：L=6.4m。（3）物體速度減為0時(shí)，傳送帶的速度向右，所以物體相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，所受滑動(dòng)摩擦力的方向仍水平向右，故物體向右做勻加速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)對(duì)稱性可知：若物體一直向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，它回到A點(diǎn)時(shí)的速度是8m/s。因傳送帶的速度是6m/s，故當(dāng)物體向右加速至6m/s時(shí)滑動(dòng)摩擦力將突然變?yōu)?，之后隨傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體在到達(dá)A點(diǎn)前速度與傳送帶相等。對(duì)物體從A點(diǎn)到斜面最高點(diǎn)，有-2ahsin=0-v2代入數(shù)據(jù)解得：h=1.8m14如圖所示，一質(zhì)量為m的小物體A以速度v0、從水平平臺(tái)上滑入放置在水平地面上的長(zhǎng)木板B上。長(zhǎng)木板的質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)，小物