2019-2020学年高中物理 第四单元 牛顿运动定律课堂同步训练卷（二）（含解析）新人教版必修1

此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 第四单元训练卷物 理 （二）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2b铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题(本大题共10小题；每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1有关超重和失重，以下说法中正确的是()a物体处于超重状态时，所受重力增大，处于失重状态时，所受重力减小b竖直上抛的木箱中的物体处于完全失重状态c在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机必定处于下降过程d站在月球表面的人处于失重状态【答案】b【解析】无论是处于超重或失重状态时，物体人的重力并没变，只是对支持物的压力变了，所以a错误；斜上抛的木箱只受到重力的作用，加速度为重力加速度，此时处于完全失重状态，所以b正确；物体处于失重状态，此时有向下的加速度，但是物体可以向上做减速运动，也可以向下做加速运动，所以c错误；在月球表面行走的人，要受到月球对人的引力的作用，人要受到重力的作用，但是比人在地球上受到的重力要小，并不是处于失重状态，所以d错误。2如图所示，光滑水平面上放置质量分别m、2m、3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为t。现用水平拉力f拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是()a质量为2m的木块受到四个力的作用b当f逐渐增大到t时，轻绳刚好被拉断c当f逐渐增大到1.5t时，轻绳还不会被拉断d轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为0.5t【答案】c【解析】质量为2m的木块受到重力、质量为m的木块的压力、m对其向后的静摩擦力、轻绳的拉力和地面的支持力五个力的作用，故a错误；对三个木块整体，由牛顿第二定律可得：aft6m，隔离后面的组合体，由牛顿第二定律可得：轻绳中拉力为f3ma12ft，由此可知，当f逐渐增大到ft时，轻绳中拉力等于12ftft，即小于轻绳能承受的最大拉力为ft，轻绳还没有被拉断，故b错误；由上式得：当f逐渐增大到2ft时，a2ft6mft3m，轻绳中拉力f3maft，轻绳刚好被拉断，故c正确；轻绳刚要被拉断时，轻绳的拉力刚好为ft，后面两个木块的加速度aft3m，对质量为m木块研究，由牛顿第二定律得：摩擦力为fmaft3，故d错误。3某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中a为无人时踏板静止点，b为人站在踏板上静止时的平衡点，c为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是()a人和踏板由c到b的过程中，人向上做匀加速运动b人和踏板由c到a的过程中，人处于超重状态c人和踏板由c到a的过程中，先超重后失重d人在c点具有最大速度【答案】c【解析】人由c到b的过程中，重力不变，弹力一直减小，合力先减小，所以加速度减小，故a错误；人和踏板由c到b的过程中，弹力大于重力，加速度向上，人处于超重状态，从b到a的过程中，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，故b错误，c正确；人在c点的速度为零，故d错误。4为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是()a顾客始终受到三个力的作用b顾客始终处于超重状态c顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下d顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下【答案】c【解析】以人为研究对象，加速过程中，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下沿电梯加速上升，匀速运动时，人受到重力和支持力作用，故a错误；在慢慢加速的过程中，受力如图，物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，处于超重状态；由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下，在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下，故bd错误，c正确。5如图所示，a、b两球质量相等，光滑斜面的倾角为，图甲中，a、b两球用轻弹簧相连，图乙中a、b两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板c与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有()a两图中两球加速度均为gsin b两图中a球的加速度均为0c图乙中轻杆的作用力一定不为0d图甲中b球的加速度是图乙中b球的加速度的2倍【答案】d【解析】撤去挡板前，对整体分析，挡板对b球的弹力大小为2mgsin，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中a球所受合力为零，加速度为零，b球所受合力为2mgsin，加速度为2gsin；图乙中杆的弹力突变为零，a、b球所受合力均为mgsin，加速度均为gsin，故d正确。6三个相同的轻弹簧a、b、c连接成如图所示的形式，其中a、b两弹簧间的夹角为120，且a、b对结点处质量为m的小球的拉力均为f(f0)。在p点剪断弹簧c的瞬间，小球的加速度可能是()a大小为g，方向竖直向下b大小为，方向竖直向上c大小为，方向竖直向下d大小为，方向竖直向下【答案】d【解析】剪断c前：由于a、b两弹力的夹角为120，a、b对结点处质量为m的小球的拉力均为f，所以合力大小f，方向竖直向上；剪断弹簧c的瞬间，a、b的弹力没有变化，则对小球根据牛顿第二定律有：mamg-f，解得：amg-fm，方向竖直向下，故选d。7如图所示，在水平向右做匀加速直线运动的平板车上有一圆柱体，其质量为m且与竖直挡板及斜面间均无摩擦。当车的加速度a突然增大时，斜面对圆柱体的弹力f1和挡板对圆柱体的弹力f2的变化情况是(斜面倾角为)()af1增大，f2不变 bf1增大，f2增大cf1不变，f2增大 df1不变，f2减小【答案】c【解析】圆柱体的受力如图，可知小车的加速度沿水平方向，则圆柱体的加速度沿水平方向，根当平板车的加速度增大，因为圆柱体在竖直方向上合力为零，则斜面对圆柱体的弹力在竖直方向上的分力等于重力，则弹力不变，挡板对圆柱体的弹力增大，故选项c正确。8如图所示，用质量不计的轻绳l1和l2将m、n两重物悬挂起来，则下列说法正确的是()al1对m的拉力和l2对m的拉力是一对平衡力bl2对m的拉力和l2对n的拉力是一对作用力与反作用力cl1对m的拉力和m对l1的拉力是一对平衡力dl2对n的拉力和n对l2的拉力是一对作用力和反作用力【答案】d【解析】对m受力分析，它受到重力、l1的拉力、l2的拉力作用因此，l1对m的拉力和l2对m的拉力并不是一对平衡力，a错；作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体之间，而b选项中有三个物体：m、n、l2，b错误；平衡力必须作用在同一个物体上，l1对m的拉力和m对l1的拉力分别作用在m和l1上，显然不是平衡力，c错误；d项中的一对力是作用力和反作用力，d正确。9如图所示，三个物体质量分别为m11.0 kg、m22.0 kg、m33.0 kg，已知斜面上表面光滑，斜面倾角30，m1和m2之间的动摩擦因数0.8。不计绳和滑轮的质量和摩擦。初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将(g10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()a和m1一起沿斜面下滑b和m1一起沿斜面上滑c相对于m1下滑d相对于m1上滑【答案】c【解析】假设m1和m2之间保持相对静止，对整体分析，整体的加速度am3g-m1+m2gsin30m1+m2+m3310-1+210121+2+32.5m/s2。隔离对m2分析，根据牛顿第二定律得，f-m2gsin30m2a；解得fm2gsin30+m2a2.0（100.5+2.5）n15n；最大静摩擦力fmm2gcos300.821032n83n，可知ffm，知道m2随m1一起做加速运动需要的摩擦力大于二者之间的最大静摩擦力，所以假设不正确，m2相对于m1下滑。故c正确，abd错误。故选c。10“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊时的位置，人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法错误的是()a在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态b在ab段绳的拉力小于人的重力，处于失重状态c在bc段绳的拉力大于人的重力，处于超重状态d在c点，速度为零，处于平衡状态【答案】d【解析】a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故a正确。b是人静止悬吊着时的平衡位置，在ab段人向下做加速度减小的加速运动，则绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态，故b正确。在bc段绳的拉力大于人的重力，人向下做加速度增加的减速运动，加速度向上，则人处于超重状态，故c正确。c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受向上的合力不为零，有向上的加速度，故d不正确。二、多项选择题(本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)11有几个同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小同其质量m、速度v、作用力f和运动时间t的关系式分别如下，其中一定错误的是()ax bx cxft dx【答案】abc【解析】把各物理量的单位都用基本单位表示，v的单位为m/s，a的单位为m/s2，f的单位为kgm/s2；x的单位为m。由此可解出a、b、c、d的单位分别为s、m2/s、kgm/s、m，故a、b、c一定错误，d可能正确。12某同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的vt图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况（向上为正方向）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是()a05 s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态b510 s内，该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力c1020 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态d2025 s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态【答案】bd【解析】在05s内，从速度-时间图象可知，此时的加速度为正，说明电梯的加速度向上，此时人处于超重状态，故a错误；510s内，该同学做匀速运动，故其对电梯地板的压力等于他所受的重力，故b正确。在1020s内，电梯向上做匀减速运动，加速度向下，处于失重状态，故c错误；在2025s内，电梯向下做匀加速运动，加速度向下，故处于失重状态度，故d正确。13质量均为m的a、b两个小球之间连接一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上。a紧靠墙壁，如图所示，今用恒力f将b球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间()aa球的加速度为 ba球的加速度为零cb球的加速度为 db球的加速度为【答案】bd【解析】力f撤去前弹簧的弹力大小为f，将力f撤去的瞬间，弹簧的弹力没有变化，则a的受力情况没有变化，合力为零，加速度为零；b的合力大小等于f，根据牛顿第二定律得，b球的加速度为afm，故选b、d。14如图所示，质量m8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力f，f8 n，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m2 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数0.2，小车足够长(取g10 m/s2)。则从小物块放上小车开始到两者相对静止的时间t和两者共同的速度v分别为()at0.75 s bt1 scv1.5 m/s dv2 m/s【答案】bd【解析】开始一段时间，物块相对小车滑动，两者间相互作用的滑动摩擦力的大小为ffmg4n物块在ff的作用下加速，加速度为amffm2m/s2小车在推力f和f的作用下加速，加速度为amf-ffm0.5m/s2初速度为01.5m/s，设经过时间t1，两者达到共同速度，则有：vamt1v0+amt1；代入数据可得：t11s，v2m/s，故选b、d。15如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60的光滑斜面oa，光滑挡板ob可绕转轴o在竖直平面内转动。现将一重力为g的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角60。下列说法正确的是()a若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为gb若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60，则球对斜面的压力逐渐增大 c若挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60，则球对挡板的压力逐渐减小d若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零【答案】ad【解析】保持挡板不动，车静止，对球受力分析如图，由平衡条件可得：fasin600fbsin600、facos600+fbcos600g，解得：fag，据牛顿第三定律可得：球对斜面的压力大小为g，故a项正确；挡板从图示位置沿顺时针方向缓慢转动60，画出转动过程中的受力示意图如图，则斜面对球的支持力fa减小，挡板对球的支持力fb先减小后增大。据牛顿第三定律可得：球对斜面的压力逐渐没有减小，球对挡板的压力先减小后增大，故bc两项均错误；挡板不动，小车水平向右做匀加速直线运动，对球受力分析如图，设小车的加速度为a，将力沿水平方向和竖直方向分解可得：fasin600-fbsin600ma、facos600+fbcos600mg，解得：fbmg-33a，当a3g时，挡板对球的支持力为零；据牛顿第三定律可得此时球对挡板的压力为零。故d项正确。三、计算题(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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)16(4分)如图为“研究木板与木块间动摩擦因数的大小”的实验装置图，将一木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计一端固定，另一端与木块水平相连。 (1)现要测量木块和木板之间的滑动摩擦力，要使弹簧测力计的示数即为木块和木板之间的滑动摩擦力的大小，要求木板的运动 。(填入选项前的字母)a必须是匀速直线运动b必须是加速直线运动c必须是减速直线运动d匀速直线运动、加速直线运动、减速直线运动均可(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中应测量的有 。(填入选项前的字母)a木板的长度l b弹簧测力计的拉力大小fc木板的重力g1 d木块的重力g2【答案】(1)d (2)bd 【解析】(1)木板受重力、木块对木板的压力、木块对木板的滑动摩擦力、桌面对木板的滑动摩擦力、桌面对木板的支持力和水平拉力，共6个力；本实验中，木板不论处于什么运动，木块总处于平衡状态，则弹簧的弹力等于木块的滑动摩擦力，故d正确，abc错误。(2)根据滑动摩擦力的表达式ffnmg，可得：fmg，所以需要测量的弹簧测力计的拉力大小f和木块的重力g2，故选bd。17(8分)一汽车行驶时遇到紧急情况，驾驶员迅速正确地使用制动器在最短距离内将车停住，称为紧急制动，设此过程中使汽车减速的阻力与汽车对地面的压力成正比，其比例系数只与路面有关。已知该车以72 km/h的速度在平直公路上行驶，紧急制动距离为25 m；若在相同的路面上，该车以相同的速率在坡度（斜坡的竖直高度和水平距离之比称为坡度）为1 : 10的斜坡上向下运动，则紧急制动距离将变为多少？（g10 m/s2，结果保留两位有效数字）【解析】以汽车初速度方向为正方向，设质量为m的汽车受到的阻力与其对路面压力之间的比例系数为，在平直公路上紧急制动的加速度为a1。根据牛顿第二定律-mgma1根据匀减变速直线运动规律a1-v022s1联立解得v022gs10.8设汽车沿坡角为的斜坡向下运动时，紧急制动的加速度为a2，制动距离为s2。根据牛顿第二定律mgsin-mgcosma2根据匀变速直线运动规律s2-v022a2由题意知tan0.1，则sin11010.1 cos101011联立解得s229m18(12分)如图所示，一质量m40 kg、长l2.5 m的平板车静止在光滑的水平地面上。一质量m10 kg可视为质点的滑块，以v05 m/s的初速度从左端滑上平板车，滑块与平板车间的动摩擦因数0.4，取g10 m/s2。(1)分别求出滑块在平板车上滑行时，滑块与平板车的加速度大小；(2)计算说明滑块能否从平板车的右端滑出。【解析】(1)根据牛顿第二定律得对滑块，有mgma1解得a1g4m/s2对平板车，有mgma2解得a21m/s2(2)设经过t时间滑块从平板车上滑出，滑块的位移为：x块v0t-12a1t2平板车的位移为：x车12a2t2而且有x块-x车l解得：t1s此时，v块v0-a1t5-41m/s，v车a2t111m/s所以，滑块到达小车的