2012高三物理一轮复习 牛顿运动定律单元评估课时练习

用心 爱心 专心 1 单元评估单元评估 一 选择题 1 2010 年北京西城区抽检 17 世纪 意大利物理学家伽利略根据实验指出 在水平面 上运动的物体之所以会停下来 是因为受到摩擦阻力的缘故 设想若没有摩擦 一旦物体具 有某一速度 物体将保持这一速度继续运动下去 伽利略设想了一个实验 伽利略斜面 实验 关于该实验 你认为下列陈述正确的是 A 该实验是伽利略设想的 是在思维中进行的 无真实的实验基础 结果是荒谬的 B 该实验是以可靠的事实为基础 经过抽象思维 抓住主要因素 忽略次要因素 从 而更深刻地反映自然规律 C 该实验证实了亚里士多德 力是维持物体运动的原因 的结论 D 该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据 解析 伽利略根据运动的物体受到的摩擦越小 运动得越远 设想了没有摩擦的理想 实验 理想实验立足于可靠的事实 抓住了主要因素 更深刻地反映自然规律 推得的结果 是正确的 所以 A 错误 B 正确 伽利略斜面实验 否定了亚里士多德 力是维持物体运动 的原因 的结论 为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据 C 错误 D 正确 答案 BD 2 如图所示 ad bd cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆 a b c d 位于同一圆周 上 a 点为圆周的最高点 d 点为最低点 每根杆上都套着一个小滑环 图中未画出 三个滑 环分别从 a b c 处释放 初速度为 0 用 t1 t2 t3依次表示各滑环到达 d 点所用的时间 则 A t1 t2 t3 B t1 t2 t3 C t3 t1 t2 D t1 t2 t3 解析 设 P 为圆上的任一点 adP s Pd 2Rcos 由 s at2 且 a gcos 1 2 则 t 2 显然 t 与 无关 故 D 项正确 R g 答案 D 3 竖直向上射出的子弹 到达最高点后又竖直落下 如果子弹所受的空气阻力与子弹 的速率大小成正比 则 A 子弹刚射出时的加速度值最大 B 子弹在最高点时的加速度值最大 C 子弹落地时的加速度值最小 D 子弹在最高点时的加速度值最小 解析 子弹上升过程中加速度为 a g 随着速度的减小 加速度减小 mg kv m kv m 在上升过程中最高点加速度最小 子弹下降过程中加速度为 a g 随着速度 mg kv m kv m 的增加加速度减小 在最低点最小 综上所述 A C 正确 答案 AC 4 几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小 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 之后从 10 层直接再回到 1 层 并 用心 爱心 专心 2 用照相机进行了相关记录 如下图所示 他们根据记录 进行了以下推断分析 其中正确的 是 A 根据图 2 和图 3 可估测出电梯向上起动时的加速度 B 根据图 1 和图 2 可估测出电梯向上制动时的加速度 C 根据图 1 和图 5 可估测出电梯向下制动时的加速度 D 根据图 4 和图 5 可估测出电梯向下起动时的加速度 解析 由题图可知 图 1 是电梯没动 可知人所受重力并能计算出人的质量 图 2 是电梯向上加速起动 图 3 是电梯向上减速制动 图 4 是电梯向下加速起动 图 5 是向下减 速制动 由此结合牛顿第二定律 F ma 由图 1 2 可以计算向上起动的加速度 由图 1 3 可以计算向上制动的加速度 由图 1 4 可以计算向下起动的加速度 由图 1 5 可以计算向 下制动的加速度 故选项 C 正确 其余错误 答案 C 5 如下图所示 在光滑的水平面上 A B 两物体的质量 mA 2mB A 物与轻质弹簧相 连 弹簧的另一端固定在竖直墙上 开始时 弹簧处于自由状态 当物体 B 沿水平向左运动 使弹簧压缩到最短时 A B 两物体间作用力为 F 则弹簧给 A 物体的作用力的大小为 A F B 2F C 3F D 4F 解析 对 B 由牛顿第二定律得 F mBa 对 A B 整体由牛顿第二定律得 F弹 mA mB a mA 2mB 由 得 F弹 3F 所以选项 C 正确 答案 C 6 如图是一种升降电梯的示意图 A 为载人箱 B 为平衡重物 它们的质量均为 M 上 下均由跨过滑轮的钢索系住 在电动机的牵引下使电梯上下运动 如果电梯中人的总质量为 m 匀速上升的速度为 v 电梯即将到顶层前关闭电动机 依靠惯性上升 h 高度后停止 在不 计空气和摩擦阻力的情况下 h 为 A B v2 2g M m v2 2mg C D M m v2 mg 2M m v2 2mg 用心 爱心 专心 3 解析 关闭电动机后 载人箱 A 受到 B 对 A 的向上的拉力为 Mg A 及人的总重力 为 M m g 载人箱 A 加速度大小为 a g 由 2ah v2得 M m g Mg M m m M m h 选项 B 正确 M m v2 2mg 答案 B 7 如下图所示 一个箱子中放有一物体 已知物体与箱子的上 下底面刚好接触 静 止时物体对下底面的压力等于物体的重力 现将箱子以初速度 v0竖直向上抛出 已知箱子所 受空气阻力与箱子运动的速度成正比 且运动过程中始终保持图示姿态 在箱子上升和下落 过程中 下列说法正确的是 A 上升过程中 物体对箱子的下底面有压力 且压力越来越大 B 上升过程中 物体对箱子的上底面有压力 且压力越来越小 C 下降过程中 物体对箱子的下底面有压力 且压力越来越大 D 下降过程中 物体对箱子的上底面有压力 且压力越来越小 解析 在上升过程中 加速度为 a1 方向向下 因为 v 越来越小 m M g kv m M 所以加速度越来越小 对物体进行受力分析可知 箱子的上底面对物体有向下的弹力 且越 来越小 所以 B 正确 在下降过程中 加速度为 a2 方向向下 因为 v 越来 m M g kv m M 越大 所以加速度越来越小 对物体进行受力分析可知 箱子的下底面对物体有向上的弹力 且越来越大 所以 C 正确 答案 BC 8 一个研究性学习小组设计了一个竖直加速度器 如下图所示 把轻弹簧上端用胶带 固定在一块纸板上 让其自然下垂 在弹簧末端处的纸板上刻上水平线 A 现把垫圈用胶带固 定在弹簧的下端 在垫圈自由垂下处刻上水平线 B 在 B 的下方刻一水平线 C 使 AB 间距 等于 BC 间距 假定当地重力加速度 g 10 m s2 当加速度器在竖直方向运动时 若弹簧末 端的垫圈 A 在 A 处 则表示此时的加速度为零 B 在 A 处 则表示此时的加速度大小为 g 且方向向下 C 在 C 处 则质量为 50 g 的垫圈对弹簧的拉力为 1 N D 在 BC 之间某处 则此时加速度器一定是在加速上升 解析 设 AB BC x 由题意知 mg kx 在 A 处 mg maA aA g 方向竖直向 下 B 正确 在 C 处 2kx mg maC aC g 方向竖直向上 此时弹力 F 2kx 2mg 1 N C 正确 在 BC 之间弹力 F 大于 mg 加速度方向竖直向上 但加速度器不一定在加速上 升 也可能减速下降 故 D 错误 答案 BC 用心 爱心 专心 4 9 2009 年北京卷 如图所示 将质量为 m 的滑块放在倾角为 的固定斜面上 滑块与 斜面之间的动摩擦因数为 若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等 重力 加速度为 g 则 A 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑 B 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑 C 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 2mgsin D 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是 mgsin 解析 对放在斜面上的滑块受力分析 当 mgsin mgcos 即 tan 时 滑块 受力平衡 若先前静止 则滑块静止 若有向下的初速度 则做匀速运动 A 中 tan 滑块静止在斜面上不会下滑 B 中 滑块要加速下滑 C 中 拉力沿斜面向上 滑动摩擦力 向下 则拉力的大小为 2mgsin D 中 滑块沿斜面向下匀速滑动 不需要外力作用 答案 C 10 物体 A B 都静止在同一水平面上 它们的质量分别是 mA和 mB 与水平面之间的 动摩擦因数分别为 A和 B 用平行于水平面的力 F 分别拉物体 A B 得到加速度 a 和拉力 F 的关系图象分别如图中 A B 所示 已知 tan 26 34 0 5 利用图象可求出 A B 两物体与 水平面之间的动摩擦因数 A和 B的数值分别为 A A B B A 0 2 B 0 1 1 15 1 30 C A 0 1 B 0 05 D A 0 1 B 0 2 解析 由于两图线与横轴交于同一点 横轴截距 即 F 2 N 可知物体 A B 与水 平面的摩擦力均为 2 N 即 FfA FfB 2 N BmBg 2 N 由牛顿第二定律 FA Ff mAaA FB Ff mBaB 将 FA 6 N aA 2 0 m s2 FB 6 N aB 1 0 m s2代入解得 mA 2kg mB 4 kg 又 AmAg 2 N BmBg 2 N 解得 A 0 1 B 0 05 所以 C 正确 答案 C 二 非选择题 11 民用航空客机的机舱 除了有正常的舱门和舷梯连接 供旅客上下飞机外 一般还 配有紧急出口 发生意外情况的飞机在着陆后 打开紧急出口的舱门 会自动生成一个气囊 由斜面部分 AC 和水平部分 CD 构成 机舱中的人可沿该气囊滑行到地面上来 如下图所 示 某机舱离气囊底端的竖直 AB 3 0 m 气囊构成的斜面长 AC 5 0 m AC 与地面之间的 夹角为 一个质量 m 60 kg 的人从气囊上由静止开始滑下 最后滑到水平部分上的 E 点静 止 已知人与气囊之间的动摩擦因数为 0 55 不计空气阻力 g 10 m s2 求人从 A 点开始到 滑到 E 点所用的时间 解析 人的受力如图所示 由牛顿运动定律得 mgsin FN ma 用心 爱心 专心 5 FN mgcos 0 则 a gsin gcos 1 6 m s2 设人在斜面部分滑下所用的时间为 t1 s at t1 2 5 s 1 2 2 1 设人滑到斜面底端 C 时的速度为 vC vC at1 4 m s 由牛顿运动定律得 mg ma 由 0 vC a t2 解得 t2 0 73 s 故人从开始到滑到 E 点所用的时间 t t1 t2 3 23 s 答案 3 23 s 12 在香港海洋公园的游乐场中有一台大型游戏机叫 跳楼机 参加游戏的游客被安 全带固定在座椅上 由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面为 H1 40 m 高处 然 后由静止释放 座椅沿轨道自由下落一段时间后 开始受到压缩空气提供的恒定阻力而做 匀减速直线运动 下落到离地面为 H2 4 m 高处时速度恰好为零 整个过程经历时间为 t 6 s 然后座椅再缓慢下落将游客送回地面 求在匀减速阶段 座椅对游客的作用力大小是游客 体重的多少倍 取 g 10 m s2 解析 游客被提升到 40 m 高处后 先做自由落体运动 再做匀减速运动 画出运动过程情景图 如图所示 对本题求解有用的过程是 A C 阶段 设自由下落所用的时间为 t1 做匀减速运动所用的时间为 t2 加速度大小为 a 由题意知 t1 t2 6 s gt at 40 4 1 2 2 1 1 2 2 2 gt1 at2 联立 式得 a g 1 4 在 B C 阶段 对游客受力分析如图所示 由牛顿第二定律 有 F mg ma 故 F 1 25mg 即在匀减速阶段 座椅对游客的作用力大小是游客体重的 1 25 倍 答案 1 25 倍 13 如图所示 一质量为 M 5 kg 的斜面体放在水平地面上 斜面体与地面的动摩擦因 数为 1 0 5 斜面高度为 h 0 45 m 斜面体与小物块的动摩擦因数为 2 0 8 小物块的质 量为 m 1 kg 起初小物块在斜面的竖直面上的最高点 现在从静止开始在 M 上作用一水平 恒力 并且同时释放 m 取 g 10 m s2 设小物块与斜面间最大静摩擦力等于它们之间的滑 动摩擦力 小物块可视为质点 问 用心 爱心 专心 6 1 要使 M m 保持相对静止一起向右做匀加速运动 加速度至少多大 2 此过程中水平恒力至少为多少 3 当 1 问中水平恒力作用 0 4 s 时 撤去 F 求 m 落地时 M 相对于出发点的位移为多少 解析 1 以 m 为研究对象 竖直方向有 mg Ffm 0 水平方向有 FN ma 又 Ffm 2FN 得 a 12 5 m s2 2 以小物块和斜面体为整体作为研究对象 由牛顿第二定律得 F 1 M m g M m a 水平恒力至少为 F 105 N 3 撤去 F 后小物块做平抛运动 下落的时间为 t2 0 3 s 2h g F 作用阶段 斜面体的位移为 s1 a1t 1 m 1 22 1 0 4 s 末的速度为 v1 a1t1 5 m s 撤去 F 后 对斜面体应用牛顿第二定律得 1Mg Ma2 解得 a2 5 m s2 斜面体速度减为 0 所用的时间为 t 1 s t2 0 3 s v1 a2 在 t2时间内斜面体的位移为 s2 v1t2 a2t 1 275 m 1 22 2 m 落地时 M 相对于出发点的位移为 s s1 s2 2 275 m 答案 1 12 5 m s2 2 105 N 3 2 275 m 14 表演 顶杆 杂技时 一人站在地上 称为 底人 肩上扛一长为 6 m 质量 5 kg 的竹竿 一质量