人教版高中物理必修1第四章 牛顿运动定律5 牛顿第三定律 习题(2).docx

2018-2019年高中物理知识点牛顿运动定律牛顿第三定律单元测试试卷【4】含答案考点及解析班级:_ 姓名：_ 分数：_题号一二三四五六总分得分注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上评卷人得分一、选择题1.如图所示，上表面粗糙的半圆柱体放在水平面上，小物块从半圆柱体上的A 点，在外力F作用下沿圆弧向下滑到B点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态，小物块运动的速率不变，则A半圆柱体对小物块的支持力逐渐变大。B半圆柱体对小物块的摩擦力变大。C外力F变大。D小物块所受的合外力变小。【答案】C【解析】考查物体的平衡问题及动态分析。缓慢下滑即平衡，F始终沿圆弧的切线方向即始终垂直于圆柱面支持力的方向，因此总有，下滑过程中增大，因此增大，减小，AB错；对半圆柱体，地面对半圆柱体的摩擦力，从0到90变化，因此摩擦力先增大后减小，C正确；地面对半圆柱体的支持力只减小，D错。难度中等。2.如图所示，一轻绳通过一光滑定滑轮，两端各系一质量分别为m1和m2的物体，m1放在地面上，当m2的质量发生变化时，m1的加速度a的大小与m2的关系大体如图中的【答案】D【解析】略3.如图所示，一个楔形物体固定在水平面上，物体沿其光滑表面自由下滑，则物体（）A受到两个力作用：重力、物体对斜面的压力B受到两个力作用：重力、斜面对物体的支持力C受到三个力作用：重力、下滑力、斜面对物体的支持力D受到三个力作用：重力、下滑力、物体对斜面的压力【答案】B【解析】试题分析：物块沿着斜面自由下滑，斜面光滑，故无摩擦力；物体仅受重力和斜面的弹力作用，故A错误，B正确；所谓“下滑力”仅是重力产生的一个作用效果，并且这种提法本身不科学，结合A分析知，C错误；物体对斜面的压力不是物体受到的力，故D错误。考点：受力分析【名师点睛】斜面光滑，故无摩擦力；物体仅受重力和斜面的弹力作用；受力分析时只分析物体的受力，不分析施加的力，只分析实际的力，不分析分力。4.2011年3月11日13时45分，日本发生9级地震并引发海啸，造成了福山核电站核泄露。日本自卫队16日出动美制CH-47D大型运输直升机提取海水为福岛第一核电站三号反应堆“泼水降温”。已知每架直升机每次从海中提取的水量为7.5吨,提水后，设直升机从悬停状态竖直向上匀加速，经过5秒钟直升机拖着水桶上升的速度达到4m/s。（1）求此时直升机向上运动的距离是多少（2）直升机向上运动时绳索对水桶的拉力是多大【答案】（1）10m（2）8100N【解析】试题分析：（1）直升机向上运动的距离（2）运动过程中的加速度为根据牛顿第二定律所以考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力5.如图所示，平直公路上行驶着的小车内，线吊着的小球与车保持相对静止，吊线与竖直线夹角恒为，由此可知（）A小车的加速度恒定B小车一定向左运动C小车的加速度方向向右D小车一定做匀加速直线运动【答案】A【解析】试题分析：小球相对车厢处于静止状态，球与车厢的加速度相同，根据悬绳偏转方向可知拉力与重力的合力应水平向左，则车厢加速度一定是水平向左由牛顿第二定律得：mgtan=ma，解得a=gtan，即加速度的大小和方向都不变故A正确，C错误；通过受力分析，只能得出小车与小球的加速度的方向向左，小车可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动故BD错误故选A。考点：牛顿第二定律6.某时刻，质量为2kg的物体甲受到的合力大小是6N，速度大小是10m/s；质量为3kg的物体乙受到的合力大小是5N，速度大小是10m/s，则A甲比乙的惯性小B甲比乙的惯性大C甲和乙的惯性一样大D无法判定哪个物体惯性大【答案】A【解析】试题分析：恒量惯性大小的唯一标准就是质量，质量越大，惯性越大，故乙的惯性比甲的大，A正确；考点：考查了惯性【名师点睛】惯性是指物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，质量是物体惯性大小的唯一的量度7.物体运动状态发生改变时，则（）A加速度一定发生了改变B所受的外力一定变化C速度一定发生了变化D一定从静止变为运动【答案】C【解析】物体运动状态发生改变时，则物体的速度一定发生了变化，但是加速度和合外力不一定变化，选项C正确，AB错误；物体也可能由运动变静止，选项D错误；故选C.8.下列关于牛顿运动定律的说法中，正确的是()A惯性就是物体保持静止状态的性质B一对作用力和反作用力的作用效果总相同C物体运动状态改变的难易程度就是加速度D力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的【答案】D【解析】惯性就是物体保持静止或者匀速直线运动状态的性质，故A错误；作用力和反作用力作用在两个物体上，效果不相同，故B错误；物体运动状态改变的难易程度取决于物体惯性大小，故C错误；力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的，故D正确。所以D正确，ABC错误。9.如图所示，正方体金属盒内有一小球，盒子六面均与小球相切，将金属盒竖直向上抛出，下列说法正确的是A若不考虑空气阻力，则小球在上升过程中处于超重状态，在下降过程中处于失重状态B若不考虑空气阻力，则小球在上升过程中处于失重状态，在下降过程中处于超重状态C若盒子运动过程中受空气阻力不能忽略.在上升过程中盒子顶部对小球有向下的作用力D若盒子运动过程中受空气阻力不能忽略.在下降过程中盒子对小球无作用力【答案】C【解析】试题分析：空气阻力可忽略时，先用整体法分析加速度，再对小球分析受力；若空气阻力不能忽略，则根据牛顿第二定律先对整体分析，再对小球受力分析，即可明确盒子对小球的作用力的性质若空气阻力可忽略时，在整个过程中，整体的加速度一直竖直向下，大小为g，故小球一直处于完全失重状态，AB错误；若盒子运动过程中受空气阻力不能忽略，则整体的加速度大于重力加速度，再对小球分析可知，小球的加速度和盒子的加速度相同，所以加速度方向竖直向下，大于g，故小球受到的合力竖直向下并且大于重力，因此盒子顶部对小球有向下的作用力，C正确；若盒子运动过程中受空气阻力不能忽略，在下降过程中加速度小于重力加速度，则对小球分析可知，小球受到合力小于重力，故盒子底部对小球有向上的支持力，故D错误10.最先得出“物体的运动不需要力来维持”的学者是A亚里士多德B伽利略C牛顿D爱因斯坦【答案】B【解析】最先得出“物体的运动不需要力来维持”的学者是伽利略,故选B.评卷人得分二、实验题11.在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，某同学用两个力传感器进行实验。将两个传感器按图1方式对拉，在计算机屏上显示如图2所示，纵坐标代表的物理量是作用力，则横坐标代表的物理量是_（填“位移”或“时间”）。【答案】时间【解析】由图2知作用力与反作用力总是大小相等方向相反，同时产生同时消失，所以纵坐标代表的物理量是作用力，则横坐标代表的物理量是时间评卷人得分三、填空题12.关于验证力的平行四边形定则实验说法正确的是（）A拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板B两分力F1、F2的夹角应取90，以方便计算合力的大小C两次拉橡皮条将橡皮条拉伸相同长度即可D实验中必须记录弹簧测力计的拉力的方向13.某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图（所用交变电流的频率为50Hz）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2（保留三位有效数字）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如表：请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是【答案】12.AD13.0.510【解析】12.A、作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行，B、用两个弹簧测力计拉橡皮条时，夹角适当，便于作图即可，并非要求一定为90，C、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同，D、实验中必须记录弹簧测力计的拉力的方向13.相邻计数点之间还有4个点未画出，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s利用匀变速直线运动的两个推论得出：a=0.510m/s2图略，a=0.163，从上图中发现直线没过原点，当F0时，a=0也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢该同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤所以原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够点评：实验问题需要结合物理规律去解决对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚14.如图，在光滑水平地面上有用轻弹簧连接的AB两物体，将一水平向左的恒力F施加于A上，使A、B一起运动，已知A的质量为m，B的质量为2m，则弹簧弹力的大小为_；若突然撤去F，则在撤去的瞬间A的加速度大小为_。【答案】； 。【解析】把AB看成一个整体，可求得整体加速度 ;对于A物体：可得：撤去F后：以A为研究对象：可得：15.在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系（F - t）图像，如图所示，则电梯在启动阶段经历了_s加速上升过程;电梯的最大加速度是_ m/s2（保留两位有效数字，取g = 10 m/s2）【答案】4.0（3分）； 6.7（3分）【解析】（1）电梯加速上升时，重物对台秤的压力大于重力由图象可知：电梯在启动阶段经历了4.0s加速上升过程（2）由图可知：4-18s内电梯做匀速直线运动，N=G=30N，则重物的质量为=3kg当压力N=50N时，重物的合力最大，加速度最大由牛顿第二定律得 N-mg=ma代入解得最大加速度为a=6.7m/s2故答案为：4s，电梯的最大加速度是6.7m/s216.牛顿力学认为，无论静止还是运动，一只钟“滴答”一次的时间间隔、一把尺的长度(即空间间隔)以及一个物体的质量，总是不变的；而在爱因斯坦的相对论中，与静止时相比，运动的钟变慢、运动的尺_、运动物体的质量_。因此说，时间、空间和质量(即惯性)这三个基本的物理量，在牛顿力学中都是“绝对的”，但是在相对论中则都是“相对的”。【答案】缩短、变大【解析】爱因斯坦的狭义相对论“尺缩钟慢效应”，。17.汽车从静止开始以2m/s2的加速度做直线运动，则汽车第5s内的平均速度为m/s【答案】9【解析】解：汽车在第5s内的位移=，则汽车在第5s内的平均速度故答案为：9【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式以及平均速度的定义式，并能灵活运用，本题也可以结合速度时间公式求出第5s内的初末速度，结合平均速度的推论进行求解评卷人得分四、计算题18.（8分）如图所示，质量m=0.05kg的小球用一根长度L=0.8m的细绳悬挂在天花板的O点，悬线竖直时小球位于C点。若保持细线张紧，将小球拉到位置A，然后将小球由静止释放。已知OA与竖直方向的夹角=37，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。（已知sin37=0.6，cos37=0.8）。求：（1）小球经过C点时的动能；（2）小球运动到C点时受到细绳的拉力大小；（3）若在O和C之间某位置D有一水平钉子，使得细绳恰好能拉着小球绕D点做圆周运动。求D点与天花板的距离。【答案】（1）0.08J；（2）0.7N；（3）0.736m。【解析】试题解析：（1）小球由A点到C点，利用机械能守恒可得：mg(LLcos)=mv2，故小球经过C点时的动能Ek= mg(LLcos)=0.05100.8（10.8）=0.08J；（2）在C点时，应用牛顿第二定律得：Fmg=m，故小球运动到C点时受到细绳的拉力大小F=0.7N；（3）设D点与天花板的距离为R，小球做圆周运动到最上端的速度为v，则根据机械能守恒定律得：mg(LLcos)= mg2(LR)+ mv2，再根据牛顿第二定律得：mg=m，联立以上两式，解之得R=0.92L=0.736m.考点：机械能守恒，圆周运动，牛顿第二定律。19.（9分）如图所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的vt图象分别如图中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的坐标为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0)根据vt图象，求：（1）物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小为a2，达相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小为a3；（2）物块质量m与长木板质量M之比；（3）物块相对长木板滑行的距离s.【答案】（1）0.5 m/s2（2）（3）20 m【解析】（1）由vt图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1m/s21.5 m/s2，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2m/s21 m/s2，达到同速后一起匀减速运动的加速度大小a3m/s20.5 m/s2.（2）对m冲上木板减速阶段：1mgma1对M向前加速阶段：1mg2(mM)Ma2物块和木板达到共同速度后向前减速阶段：2(mM)g(Mm)a3以上三式联立可得：（3）由vt图可以看出，物块相对于长木板滑行的距离s对应图中abc的面积，故s104m20 m20.如图所示，在竖直平面内有两个等量的异种点电荷，其电荷量分别为+Q、Q，固定在同一个水平直线上相距为l的A、B两点在AB连线的垂直平分线有固定光滑竖直绝缘杆，在C点有一个质量为m、电荷量为q小环（可视为点电荷）静止释放已知ABC构成正三角形，求：（1）在C点杆对小环的作用力大小；（2）小环滑到D点的速度大小【答案】（1）在C点杆对小环的作用力大小；（2）小环滑到D点的速度大小【解析】解：（1）在C点：根据库仑定律：A对小环B对小环AB对小环合力杆对小环的作用力（2）小环从C到D，电场力不做功，根据动能定理解得：h=lsin60小环滑到D点的速度大小v=答：（1）在C点杆对小环的作用力大小；（2）小环滑到D点的速度大小【点评】考查库仑定律与动能定理的应用，掌握力的合成法则的内容，注意正确的运算21.两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m=510-6kg的带电微粒以v0=2m/s的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B 间距为d=4cm，板长L= 10cm（g取10m/s2）（1）当A、B间电压UAB=10103V时，微粒恰好不发生偏转，求该微粒的电性和电荷量；（2）若令B板接地，要使该微粒刚好能从B板右端穿过电场，求A板的电势。【答案