2011年高考物理二轮复习内化提升 牛顿运动定律章末自测

20112011 年高考物理二轮复习内化提升 牛顿运动定律章末自测年高考物理二轮复习内化提升 牛顿运动定律章末自测 时间 90 分钟 满分 100 分 第 卷 选择题 一 选择题 本题包括 10 小题 共 40 分 每小题给出的四个选项中 有的只有一个选 项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 错选或不选的 得 0 分 1 2009 年安徽皖南八校二联 2008 年 9 月 25 日 神舟七号 载人飞船成功发射 设近地加速时 飞船以 5g 的加速度匀加速上升 g 为重力加速度 则质量为 m 的宇航员对 飞船底部的压力为 A 6mg B 5mg C 4mg D 1mg 解析 对宇航员由牛顿运动定律 FN mg ma 得 FN 6mg 再由牛顿第三定律可 判定 A 项正确 答案 A 2 吊扇通过吊杆悬挂在屋顶 设吊扇的重力为 G 当吊扇正常转动时 吊杆对吊扇的 拉力为 F 则下列说法正确的是 A F G B F G C F G D 无法确定 解析 当吊扇转动时 扇叶对空气的作用力向下 空气对扇叶的反作用力 f 向上 则 F G f 所以 F G 选项 C 正确 答案 C 图 1 3 引体向上是同学们经常做的一项健身运动 该运动的规范动作是 两手正握单杠 由悬垂开始 上拉时 下颚须超过单杠面 下放时 两臂放直 不能曲臂 如图 1 所示 这样上拉下放 重复动作 达到锻炼臂力和腹肌的目的 关于做引体向上动作时人的受 力 以下判断正确的是 A 上拉过程中 人受到两个力的作用 B 上拉过程中 单杠对人的作用力大于人的重力 C 下放过程中 单杠对人的作用力小于人的重力 D 下放过程中 在某瞬间人可能只受到一个力的作用 解析 在上拉过程中 人受到重力和单杠对人的作用力 A 正确 上拉过程中 要先 加速 后减速 即先超重 后失重 单杠对人的作用力先是大于人的重力后小于人的重力 B 错误 同理 下放过程中 单杠对人的作用力先是小于人的重力后大于人的重力 C 错 误 刚开始下放的过程中 人加速向下 其加速度可能为重力加速度 此时 人完全失重 单杠对人没有作用力 即人只受到一个重力的作用 D 正确 答案 AD 图 2 4 如图 2 所示 两光滑斜面的倾角分别为 30 和 45 质量分别为 2m 和 m 的两个滑 块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接 不计滑轮的质量和摩擦 分别置于两个斜面上并由静 止释放 若交换两滑块位置 再由静止释放 则在上述两种情形中正确的有 A 质量为 2m 的滑块受到重力 绳的张力 沿斜面的下滑力和斜面的支持力作用 B 质量为 m 的滑块均沿斜面向上运动 C 绳对质量为 m 的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力 D 系统在运动中机械能均守恒 解析 因所谓 下滑力 是重力沿斜面向下的分力 在对 2m 进行受力分析时不能把 重力与 下滑力 重复地加在物体上 所以 A 项错误 两种情况下 2m 的 下滑力 都比 m 的 下滑力 大 故 m 滑块均向上运动 B 项正确 由牛顿第三定律可知 C 项错 误 因斜面光滑 在运动过程中只有重力做功 故系统机械能守恒 D 项正确 答案 BD 5 质量为 m 1 kg 的物体静止在水平面上 物体与水平面之间的动摩擦因数为 0 2 现 对物体施加一个大小变化 方向不变的水平力 F 为使物体在 3 s 时间内发生的位移最大 力 F 的大小应如图所示 解析 此题可采用排除法 物体与地面间的滑动摩擦力 f mg 2 N A C 中第 1 s 内 F 1 N 物体不会动 比较可知这两种情况下 3 s 内的位移一定小于 D 中 3 s 内的位 移 B 中第 1 s 内加速 第 2 s 内减速 第 3 s 内加速 而 D 中前 2 s 内一直加速 分析可 知 B 中 3 s 内的位移也比 D 中 3 s 内的位移小 故选 D 答案 D 图 3 6 2009 年安徽皖南八校二联 如图 3 所示 A B 是两个位于固定斜面上的正方体物 块 它们的质量相等 F 是沿水平方向作用于 A 上的外力 已知 A B 的接触面 A B 与 斜面的接触面均光滑 下列说法正确的是 A A 对 B 的作用力大于 B 对 A 的作用力 B A B 可能沿斜面向下运动 C A B 对斜面的压力相等 D A B 受的合外力沿水平方向的分力相等 解析 由牛顿第三定律可知 A B 间的作用力大小相等 方向相反 故 A 项错误 A B 有可能静止在斜面上 还有可能沿斜面向上或向下运动 故 B 项正确 由于水平力 F 有使 A 压紧斜面的效果 可知 A 对斜面的压力大于 B 对斜面的压力 故 C 项错误 不管 A B 做何种性质的运动 它们的运动情况相同 它们沿水平方向的分运动的加速度相同 由 F合 ma 可知它们受到的合外力沿水平方向的分力相等 故 D 项正确 答案 BD 图 4 7 如图 4 所示 圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板 aO bO cO 其下端都固定 于底部圆心 O 而上端则搁在仓库侧壁上 三块滑板与水平面的夹角依次是 30 45 60 若 有三个小孩同时从 a b c 处开始下滑 忽略阻力 则 A a 处小孩最后到 O 点 B b 处小孩最后到 O 点 C c 处小孩最先到 O 点 D a c 处小孩同时到 O 点 解析 三块滑板与圆柱形仓库构成的斜面底边长度均为圆柱形底面半径 则 gt2sin t2 当 45 时 t 最小 当 30 和 60 时 sin2 的值相同 故 R cos 1 2 4R gsin2 只有 D 正确 答案 D 8 2008 年广东深圳一模 下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章 阿波罗登月 火箭在脱离地球飞向月球的过程中 飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆 通话 宇航员 汤姆 我们现在已关闭火箭上所有发动机 正向月球飞去 汤姆 你 们关闭了所有发动机 那么靠什么力量推动火箭向前运动 宇航员犹豫了半天 说 我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧 若不计星球对火箭的作用力 由上述材料可 知下列说法正确的是 A 汤姆问话所体现的物理思想是 力是维持物体运动的原因 B 宇航员答话所体现的物理思想是 力是维持物体运动的原因 C 宇航员答话所体现的物理思想是 物体运动不需要力来维持 D 宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行 解析 上小学的汤姆 对于力和运动的认识 只能凭经验感觉 不会认识到力是改变 物体运动的原因 答案 ACD 9 如图 5 所示 完全相同的容器 E F G 小孔 a 与大气相通 容器口封闭 T 为阀 门 水面的高度相同 在 E 静止 F G 同时竖直向上和向下以加速度 a 运动的同时打开 三个容器的阀门 则以上说法中正确的是 图 5 A 从三个容器阀门流出的水速大小关系是 vE vFvF vG C 水有可能不从 G 容器的 T 阀门中流出 D 从三个容器阀门流出的水速大小关系可能是 vF vG vE 解析 F 容器处于超重状态 G 容器处于失重状态 所以 vF vE vG 当 a g 处于完全 失重状态时水就不会从孔流出 答案 C 图 6 10 2009 年福建福州质检 商场搬运工要把一箱苹果沿倾角为 的光滑斜面推上水平 台 如图 6 所示 他由斜面底端以初速度 v0开始将箱推出 箱与手分离 这箱苹果刚好能 滑上平台 箱子的正中间是一个质量为 m 的苹果 在上滑过程中其他苹果对它的作用力大 小是 A mg B mgsin C mgcos D 0 解析 以箱子和里面所有苹果作为整体为研究 受力分析得 Mgsin Ma 则 a gsin 方向沿斜面向下 再以苹果为研究对象 受力分析得 合外力 F ma mgsin 与苹果重力沿斜面的分力相同 由此可知 其他苹果给它的力应与重力 垂直于斜面的分力相等 即 mgcos 故 C 正确 答案 C 第 卷 非选择题 二 填空与实验题 本题包括 2 小题 共 20 分 把答案填在相应的横线上或按题目要 求作答 图 7 11 10 分 如图 7 所示 在倾角为 30 的斜面上 一辆动力小车沿斜面下滑 在小车 下滑的过程中 小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平 已知小球的质量为 m 则小车运 动的加速度大小为 绳对小球的拉力大小为 解析 图 8 对小球受力分析如图 8 小球的加速度沿斜面向下 由牛顿第二定律得 a 2g F合 m 2mg m 由图可得 F mg cot30 mg 3 答案 2g mg 3 12 10 分 某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面 倾角是否有关 实验室提供如下器材 A 表面光滑的长木板 长度为 L B 小车 C 质量为 m 的钩码若干个 D 方木块 备用于垫木板 E 米尺 F 秒表 实验过程 第一步 在保持斜面倾角不变时 探究加速度与质量的关系 实验中 通过向小车放 入钩码来改变物体质量 只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间 t 就可以由公式 a 求出 a 某同学记录的数据如下表所示 MM mM 2m 11 421 41 1 42 21 401 421 39 31 411 381 42 根据以上信息 我们发现 在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间 填 改变 或 不改变 经过分析得出加速度与质量的关系为 第二步 在物体 质量不变时 探究加速度与倾角的关系 实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的 倾角 由于没有量角器 因此通过测量出木板顶端到水平面高度 h 求出倾角 的正弦值 时 间 质 量 次 数 sin h L 图 9 某同学记录了高度和加速度的对应值 并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如 图 9 请根据他所作的图线求出当地的重力加速度 g m s2 进一步分析可知 光滑 斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为 解析 斜面长度 L 已知 测出小车由斜面顶端运动到斜面底端的时间 t 由 L at2得 1 2 a 2L t2 图 10 分析表中数据 发现小车质量改变时 下滑时间不变 略有不同是因为实验中存在误差 因此加速度与质量无关 小车沿光滑斜面下滑时 受力如图 10 则 ma mgsin 所以 a gsin 可见与质量无关 则 a sin 图象中图线的斜率表示 g 的大小 由图象中取两点 读出其横 纵坐标 sin 1 1 sin 2 2 那么 g a2 a1 sin 2 sin 1 例如 g m s2 9 80 m s2 2 94 0 0 30 0 答案 不改变 无关 9 80 a gsin 2L t2 三 计算题 本题包括 4 小题 共 40 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要 演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有效值计算的题目 答案中必须明确写出数值和 单位 13 9 分 近日教育部出台了一系列加强中学生体育锻炼的措施 其中跳起摸高是中学 生进行的一项体育活动 某同学身高 1 80 m 质量 65 kg 站立举臂手指摸到的高度是 2 25 m 此同学用力蹬地竖直跳离地面历经 0 3 s 设他蹬地时的力大小恒定为 1300 N 求该同 学 g 取 10 m s2 1 刚跳离地面时的速度 2 跳起可摸到的高度 解析 设该同学刚跳离地面时的速度为 v 跳离地面后 上升的最大高度为 h 则 1 由题意可知该同学在跳离地面的过程中 做的是匀加速直线运动 由牛顿第二定律 可得 FN mg ma 由运动学公式 可得 v at 代入数据解得 v 3 m s 2 该同学自跳离地面到上升至最高点 做竖直上抛运动 h m 0 45 m v2 2g 32 2 10 该同学跳起可摸到的高度 H L h 2 25 m 0 45 m 2 70 m 答案 1 3 m s 2 2 70 m 图 11 14 10 分 如图 11 所示 固定在水平面上的斜面倾角 37 长方体木块 A 的 MN 面上钉着一颗小钉子 质量 m 1 5 kg 的小球 B 通过一细线与小钉子相连接 细线与斜面 垂直 木块与斜面间的动摩擦因数 0 50 现将木块由静止释放 木块将沿斜面下滑 求 在木块下滑的过程中小球对木块 MN 面的压力 取 g 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 解析 由于木块与斜面间有摩擦力的作用 所以小球 B 与木块间有压力的作用 并且 它们以共同的加速度 a 沿斜面向下运动 将小球和木块看做一个整体 设木块的质量为 M 根据牛顿第二定律可得 M m gsin M m gcos M m a 代入数据得 a 2 0 m s2 选小球为研究对象 设 MN 面对小球的作用力为 FN 根据牛顿第二定律有 mgsin FN ma 代入数据得 FN 6 0 N 根据牛顿第三定律 小球对 MN 面的压力大小为 6 0 N 方向沿斜面向下 答案 6 0 N 方向沿斜面向下 图 12 15 10 分 杂技演员在进行 顶竿 表演时 用的是一根质量可忽略不计的长竹 竿 质量为 m 30 kg 的演员自竹竿顶部由静止开始下滑 滑到竹竿底端时速度恰好为 零 为了研究下滑演员沿竿的下滑情况 在顶竿演员与竹竿底部之间安装一个传感器 由 于竹竿处于静止状态 传感器显示的就是下滑演员所受摩擦力的情况 如图 12 所示 g 取 10 m s2 求 1 下滑演员下滑过程中的最大速度 2 竹竿的长度 解析 1 由图象可知 下滑演员在 t1 1 s 内匀加速下滑 设下滑的加速度为 a 则根 据牛顿第二定律 有 mg F ma a m s2 4 m s2 mg F m 300 180 30 1 s 末下滑演员的速度达最大 vm at1 4 m s 2 由图象可知 1 s 末 3 s 末下滑演员做匀减速运动 末速度为零 则杆长为 L vm t1 t2 4 1 2 m 6 m 或 a m s2 2 m s2 1 2 1 2 F mg m 360 300