第4章 牛顿运动定律单元测试卷（有解析新人教版必修1）

1 / 15 第 4 章 牛顿运动定律单元测试卷（有解析新人教版必修 1） 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 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 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 XX 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导学号 96930613( ) 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 2 / 15 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 XX XX 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，则导学号 96930614( ) 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 XX 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三3 / 15 只灯笼的拉力大小为导学号 96930615( ) A 23mg B 233mg 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 3mgcos30 23mg 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导学号96930616( ) 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4 / 15 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导学号 96930617( ) 2s s 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 mg ma v20 2as 装满油泥后有： 2mg 2ma v20 2as 解 可得： s s 6 (河北衡水中学 XX 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5 / 15 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 分别为导学号 96930618( ) A m， m， c m， m 1kg， 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 mg ma，由图象可得 F1 3N， a vt 4 04 2m/s2 2m/s2;当外力等于 2N 时，物块做匀速运动，则 F2 mg ，其中 F2 2N；将两式联立解得 m， 。 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，则导学号 96930619( ) A F1 Gsin B F2 Gtan c若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，但 F1 与 F2 的合力6 / 15 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 Gcos F2 Gtan 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)，则正确的结论是导学号 96930620( ) 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 /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 7 / 15 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 XX 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 )，则导学号 96930621( ) 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 12mg ma D小物块受到斜面的弹力大小为 32mg 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 12mg ma，方向平行斜面向上，故 c 正确， B 错误；小物块受到8 / 15 的支持力等于重力垂直于斜面的分力；故 N mgcos30 3mg2；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导学号96930647( ) v2gB Lv g 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 12gt2 ，可得 t 2Lg ， 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 0 v2t，可得 t 2Lv， D 正确；若先匀加速到传送带速度 v，再匀速到右端，则 v22g v(t vg) L，可得 t Lv v2g ， 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9 / 15 出所选器材的作用 _。导学号 96930622 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 XX 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。导学号 96930623 (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 10 / 15 (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)/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)a x35 x134T2 /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 XX 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：导学号 96930624 11 / 15 (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 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) (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 s2T2 10 22/s2 /s2 (2)根据实验原理及操作步骤可知选项 B 正确， A、 c、 D 错12 / 15 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 )(黑龙江省实验中学 XX 2016 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 m 2kg，斜面体上有一个质量 m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 sin37 ， cos37 ， g 10m/s2)求： m0 质量为多大时，物块 m 与斜面体恰好相对静止？导学号 96930625 答案： m0 解析：根据牛顿第二定律，对 m0 有： m0g T m0a 对 m 和 m 整体： T (m m)a 对 m： mgtan ma 解得： m0 gtan37g a 13 / 15 代数解得： m0 15 (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 g 10m/s2。求：导学号 96930626 (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 v t 图象可解得： a vt 12m/s2，前 2s 内，由牛顿第二定律得： F1 mgsin ma 2s 后满足： F2 mgsin 代入数据解得： m 1kg， 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 104N ，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 (g 取 10m/s2)。求：导学号 96930627 (1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度； 14 / 15 (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 F1 mgsin37 m gcos37 ma1 代入数据得斜坡上小轿车的加速度 a1 3m/s2 由 v21 2a1x1 2a1h/sin37 得行驶至斜坡底端时的速度 v1 10m/s。