高中物理 第4章 牛顿运动定律即时检测 新人教版必修1.doc

第4章 牛顿运动定律本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第卷(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16小题只有一个选项符合题目要求，第710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20152016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/sc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20142015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20152016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()a2mgbmgc.mgd8mg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：tcos303mg得：t2mg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.b2sc.ds答案：d解析：设金属盒与水平面间的动摩擦因数为，未装油泥有mgmav2as装满油泥后有：2mg2mav2as解可得：ss6(河北衡水中学20152016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g10m/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分别为()am1.5kg，0.4bm0.5kg，0.4cm0.5kg，0.2dm1kg，0.2答案：b解析：结合ft图象和vt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f1mgma，由图象可得f13n，am/s22m/s2; 当外力等于2n时，物块做匀速运动，则f2mg，其中f22n；将两式联立解得m0.5kg，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，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()af1bf2gtanc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f1f2gtan当增加悬绳长度，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(g10m/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/s2c物体的质量为2kgd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104kmgma30mgma又4kmg由以上三式解得m2kga5m/s2k5n/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20152016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mac小物块受到的静摩擦力大小为mgmad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：fmgsin30ma，解得，fmgma，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nmgcos30；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，则木块从左端运动到右端的时间可能是()a.bc.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lgt2，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lt，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46v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20152016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)a10g40g b200g400g c1000g2000g(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mm，所以应选a组钩码。(3)a1.11m/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20152016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amg/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af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)acd(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)am/s20.8m/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，f0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)(黑龙江省实验中学20152016学年高一上学期期末)如图所示，倾角为37的光滑斜面体固定在一个小车上，小车与斜面体的总质量为m2kg，斜面体上有一个质量m0.5kg的小物块，小车放在光滑的水平桌面上，小车与一平行于桌面的细绳相连，绳的另一端跨过一不计摩擦的轻质定滑轮挂一个物块质量为m0，桌子固定于水平地面上。若把物块m0由静止释放(已知sin370.6，cos370.8，g10m/s2 )求：m0质量为多大时，物块m与斜面体恰好相对静止？答案：m07.5kg解析：根据牛顿第二定律，对m0有：m0gtm0a对m和m整体：t(mm)a对m：mgtanma解得：m0代数解得：m07.5kg15(10分)如图所示，固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力f作用下向上运动，推力f与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g10m/s2。求：(1)小环的质量m；(2)细杆与地面间的倾角。答案：(1)1kg(2)30解析：由vt图象可解得：am/s2，前2s内，由牛顿第二定律得：f1mgsinma2s后满足：f2mgsin代入数据解得：m1kg，30。16(11分)如图所示，一小轿车从高为10m、倾角为37的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2103n，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4104n，小轿车的质量为2t, 小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)。求：(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)答案：(1)10m/s(2)5s解析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得f1mgsin37mgcos37ma1代入数据得斜坡上小轿车的加速度a13m/s2由v2a1x12a1h/sin37得行驶至斜坡底端时的速度v110m/s。(2)在水平地面上加速时f2mgma2代入数据得a22m/s2关闭油门后减速mgma3，代入数据得a35m/s2关闭油门时轿车的速度为v2，x2得v220m/s，t5s即在水平地面上加速的时间不能超过5s。17(13分)(石家庄市高一上学期期末)如图甲所示，质量为m4kg的木板静止在水平面上，质量m1kg的小滑块静止在木板的右端，可看成质点。已知木板与水平面间的动摩擦因数为10.1，小滑块与木板之间的动摩擦因数为20.4，重力加速度g10m/s2。现用力f作用在木板m上，f随时间t变化的关系如图乙所示，求：(1)t1s时，小滑块和木板