牛顿运动定律

1、第四章水平测试卷本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。第I卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选 项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部 选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）I. 牛顿第一定律是建立在理想斜面实验基础上，经抽象分析推理得出的结论, 它不是实验定律。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点山 静止释放后沿斜面向下运动，并沿水平面滑动。水平面上先后铺垫三种粗糙程度 逐渐降低的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、

2、3。根据三次 实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（）A. 如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态B. 如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变C. 如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去D. 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小答案C解析 根据实验结果，水平面的粗糙程度越低，小球滑得越远，由此得出结 论，如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去，故C正确。2. 下列说法正确的是（）A. 物体受到力的作用时，力克服了物体的惯性，使其产生了加速度B. 人走在松软土地上下陷时具有向下的加速度，说明人对地面的压力大于 地面对人的支持力C. 物理公式既能确定物理量之间

3、的数量关系，乂能确定物理量间的单位关 系D. 对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用的瞬间，加 速度为零答案C解析 惯性是物体的固有属性，力能使物体产生加速度，但不能说力克服了 物体的惯性，A错误；根据牛顿第三定律，两个物体间的作用力与反作用力总是 等大反向的，B错误；物理公式不仅能确定物理量之间的数量关系，也能确定单 位关系，C正确；根据牛顿第二定律可知，合外力与加速度是瞬时对应关系，D 错误。3. 关于单位制，下列说法中正确的是（）A. 在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基 本单位B. 牛、千克米每秒都属于力的单位C. 在厘米、克、秒制中，重力加速度

4、g的值等于9.8 cm/s2D. 在力学计算中，所有涉及的物理量的单位都应取国际单位答案D解析 力学单位制中，质量、长度、时间的单位被选为基本单位，故A错误； 根据F = maN=lkgm/s2,故B错误；在厘米、克、秒制中，g值不变，g = 9.8 m/s2 = 980 cm/s2，故C错误；在力学计算中，没有特殊说明，所有物理量的单位 都应取国际单位，故D正确。4. 质点山静止开始做直线运动，所受合外力大小随时间变化的图像如图所示, 则有关该质点的运动，以下说法中不正确的是（）A. 质点在02 s内做匀加速运动B. 质点在02 s内速度不变C. 质点在24 s内加速度大小越来越小D. 质点

5、在24 s内速度大小越来越大答案B解析02 s内F恒定，根据F = ma加速度恒定，质点做勻加速直线运动， 故A正确，B错误；24s内F不断减小，所以加速度不断减小，但方向仍与速 度同向，质点仍做加速运动，速度越来越大，故C、D正确。5. 如图所示，质量分别为M和加的物块山相同的材料制成，且M7,将它 们用通过轻而光滑的定滑轮的细线连接，按图中装置在水平桌面上，两物块刚好做匀速运动。如果互换两物块位置，按图乙装置在同一水平桌面上，它们的共同 加速度大小为()甲乙Mni B.m 6D.上述均不对MC M g 答案C解析 对题图甲由牛顿第二定律可得mg - Ti=O , TfiMg = 0 ,则“

6、二齐M - m对题图乙由牛顿第二定律可得Mg - 7? = Ma , Ti -= ma ,解得a =歹, C正确。6. 在以加速度"匀加速上升的电梯中，有一个质量为加的人，下述说法中 正确的是()A. 此人对地球的吸引力为m(g+a)B. 此人对电梯的压力为ni(g-a)C. 此人受到的重力为m(g+a)D. 此人的视重为m(g+a)答案D解析 人随电梯加速上升，故处于超重状态。根据超重定义可知，此人的视 重(即人对电梯的压力大小)应为mg + ma , D正确，B错误；人对地球的吸引力与 人受到的重力是作用力和反作用力的关系，大小均为mg ,运动状态的变化个影响 人对地球的吸引力及

7、人受到的重力，故A、C错误。7. 如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为0,以速度血逆时针匀速 转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为加的小木块，小木块与传送带间的动 摩擦因数则下列选项图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的 是()答案D解析 小木块刚放上传送带时，传送带的速度大于小木块的速度，传送带给 小木块一沿传送带向下的滑动摩擦力，小木块由静止加速下滑，由牛顿第二定律 得mgsinO + 7gcos0 = ma ,则a - g(sin0 + cos0)；当小木块加速至与传送带的速 度相等时，由于“vtanO小木块所受的重力沿传送带向下的分力大于滑动摩擦力， 小木块将继续加速，得

8、ct2 = g(sin0cos0),故选Do8. 如图所示，质量为加的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角为30。的光滑 木板托住，小球恰好处于静止状态。当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的 加速度大小为()A. 0B.爭gC. gD.半g答案B解析 未撤离木板时，小球处于静止状态，对小球受力分析可知，小球受重 力G、弹簧的拉力F和木板的弹力用的作用木板对小球的弹力大小为鴛二羊 mgo在撤离木板的瞬间，弹簧的弹力大小和方向均没有发生变化，而小球的重力 是恒力，故此时小球受到重力G、弹簧的拉力F的作用，该合力与未撤离木板时 木板对小球的弹力大小相等，方向相反，故由牛顿第二定律可知，此时小球的加 速度

9、大小为芈g , B正确。9. 如图所示，物体在一外力作用下沿光滑水平面向右运动，它的正前方有一 根劲度系数足够大的弹簧，当物体接触弹簧后，下列说法中正确的是()A. 物体立即做减速运动B. 物体仍一直做加速运动C. 在一段时间内继续做加速运动，速度继续增大D. 当弹簧处于最大压缩量时，物体的加速度不为零答案CD解析 当物体接触弹簧后，弹簧的弹力逐渐增大，开始阶段，弹力小于水平 恒力F ,合力方向向右，与速度方向相同，物体做加速运动，后来弹簧的弹力大 于F,合力向左，与速度方向相反，物体开始做减速运动，所以物体接触弹簧后 先加速后减速,A. B错误，C正确；当弹簧处于最大压缩量时,弹力大于F ,

10、物 体的加速度向左,不为零,D正确。10. 如图所示，在光滑水平面上有一个静止的小车，质量为小车上静止 地放置着一个木块，质量为加，木块和小车间的动摩擦因数为“=0.3,用水平恒 力F拉动小车,g取lOm/s?。下列关于木块的加速度和小车的加速度化，可能 正确的有（）A. ai=2 m/s2, a： = 2 m/s2B a i = 2 m/s2, “2 = 3 m/s2C.gi =3 m/s2,6/2=4 ni/s2D a i = 3 m/s，答案AC解析 对上面的木块受力分析,在水平方向只可能受摩擦力,且, 因此木块的加速度最大为am = = 3 m/s2o若小车与木块一起运动，相对静止,则

11、二者加速度相等,且小于如,即</i=«2 = 2ni/s2<m ,所以是可能的,A正 确；若木块与小车发生相对滑动，则木块的加速度一定是3 m/s2 ,由于拉力作用 在小车上，故小车的加速度要大于木块的加速度，所以C正确，B、D错误。II. 如图所示，一个质量为50 kg的沙发静止在水平地面上，甲、乙两人同时从背面和侧面分别用Fi = 120N、F2=160 N的力推沙发，门与鬥相互垂直， 且平行于地面。沙发与地面间的动摩擦因数"=0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是()A. 沙发会被推动B. 沙发将沿着尺的方向移

12、动，加速度为0.6 nVs2C. 由于尺小于滑动摩擦力，沙发将沿着尺的方向移动，加速度为0.2 m/s2D. 沙发的加速度大小为1 m/s2答案AD解析 由二力合成可知，两个力的合力大小为F二寸幷+ F2200N ,方向在 水平面内，设F与Fi的夹角为6贝'J sin = y = 0.8 ,0卩0=53。；而皿=込=卩帼 =0.3X500 N= 150 N<F ,则沙发要做匀加速直线运动，A正确；由牛顿第二定律 有= ,代入数据得= 1 m/s2 ,方向沿水平面介于Fi、鬥之间，且与Fi 夹角为53°，故B、C错误，D正确。12. 如图所示，弹簧下端悬一滑轮，跨过滑轮的

13、细线两端系有A、B两重物， 加B=2kg,不计细线、滑轮的质量及摩擦，则A、B两重物在运动过程中，弹簧 的弹力可能为(g= 10 ni/s2)()B%aA. 40 NB. 60 NC. 80 ND. 100N答案AB解析 当/hb > niA B寸，B向下做加速运动，处于失重状态，细线的拉力T<iHBg ,弹簧的弹力为F=2r<2wB = 40 No当加B = 日寸，弹簧的弹力为F = 2T = 40 No当加b v?a时,B向上做加速运动，处于超重状态，细线的拉力 T>mBS ,两物体的加速度大小avg ,所以根据牛顿第二定律得知：细线的拉力T v2?Bg ,弹簧的弹

14、力为F=2TV4加Bg = 80N。故A、B正确，C、D错误。第II卷（非选择题，共52分）二、实验题（本题共2小题，共12分）13. （4分）如图所示为探究小车加速度与所受合力关系的实验示意图局部。该 实验中，两小车各自受到向左的恒定拉力，通过控制铁夹子同时释放让两小车同 时山静止开始运动，然后通过铁夹子同时夹住小车后面的细线使小车同时突然停 止运动从而使小车近似做了一段匀加速直线运动，进而比较两小车的加速度。关 于此实验中两小车加速度的判断，下列说法正确的是OA. 两小车的加速度之比等于位移之比B. 两小车的加速度之比等于位移的反比C. 两小车的加速度之比等于位移平方之比D. 两小车的加速

15、度之比等于位移平方的反比 答案A解析 两个小车运动的时间相等，由位移公式知x = at2 ,所以位移和加速度 应该成正比的关系，A正确。14. （8分）某同学设计了如图中所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的 关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直 到小车刚开始运动为止，记下传感器的示数Fo。再将小车放回原处并按住，继续 向小桶中加入细砂，记下传感器的示数尺。释放小车，记录小车运动时传感器的 示数甩（1）下列实验要求不必要的是。A. 应使小车鼎近打点计时器B. 用天平测出细砂和小桶的总质量C. 先接通电源，再释放小车D. 应使小车和力传感器的总质量远大于细砂和

16、小桶总质量（2）接通频率为50 Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加 速度"=m/sp保留两位有效数字）。（3）同一次实验中，Fi鬥（填“=”或“>”）。（4）改变小桶中砂的重力，多次重复实验获得多组数据，描绘小车加速度"与F的关系如图丙。不计纸带与计时器间的摩擦。图像中F是实验中测得的A. FiB. FiC. FFqD. FiFq答案（1）BD （2）0.16 （4）D解析（1）小车靠近打点计时器测量数据才可能多且精确，故A不符合题意; 实验中不需要用天平测出细砂和小桶的总质量 传

17、感器可以直接测出拉力的大小， 故B符合题意；应先接通电源再释放小车，这样才能保证纸带的大部分都能打上 点，才能充分利用整个纸带，故C不符合题意；本题拉力可以由力的传感器测出， 不需要使小桶和细砂的总质量远小于车和力传感器的总质量，故D符合题意；（2）每5个点取一个计数点，相邻两个计数点的时间间隔：7'=0.02X5s = 0.1 s ,x = 3.52 cm = 0.0352 m ,X2 = 3.68 cm = 0.0368 m 山=3.84 cm = 0.0384 m ,%4 = 4.00 cm = 0.0400 in o由勻变速直线运动的推论Av = aT= 0.16 m/s_o

18、对小桶（包括细砂）受力分析，设小桶（包括细砂）重力为mg ,小车释放前力 传感器的示数Fi ,所以Fx = mg ,小车在加速运动时力传感器的示数Fi ,根据牛 顿第二定律得：mgF2 = ma，即尺F2 = /k/>0 ,所以尺> F2o F为小车受到的合力，由题意知，当小车刚开始运动时，传感器示数为凡， 则F阻二斤），小车加速运动时，合力F=Fi尸阻=尸2凡，故D正确。三、计算题（本题共4小题，共40分。要有必要的文字说明和解题步骤，有 数值计算的要注明单位）15. （8分）如图甲所示"=0时，水平地面上质量m= 1 kg的物体在水平向左、 大小恒为10 N的力T的作

19、用下由静止开始运动，同时施加一水平向右的拉力F, 拉力F随时间变化的关系图像如图乙所示，物体与地面间动摩擦因数“=0.5, （g =10 m/s2）求： ,代入数据得a = （X4 + X3）（X2+X1）°A7X6 ：4 - 2 4 6 8 101214 厶 甲乙(1) 2s末物体的速度大小；前2 s内物体的位移；(3)/为多少时物体的速度刚减为0?答案(1)6 m/s (2)6 m (3)8 s解析(1)由牛顿第二定律得前2 s的加速度：TF“?g=3 m/s物体和传送带间的动摩擦因数； 若要使物体以最短时间到达B端，则传送带的速度至少应调为多大？(g =10 m/s2)答案(1

20、)0.05书 ni/s解析先判断物体在传送带上的运动情况。 ,由速度公式得2 s末物体的速度：0 = at = 6 m/so(2) 由位移公式得前2 s内物体的位移：1 ? /x paifr = 6 mo(3) 2 s后，由牛顿第二定律得：TF艸g 1 m/s2 ,由速度公式得:0 = ui + aiti ,则/ = Zi + h = 8 s ,即当/ = 8s时，物体速度刚减为0。16. (8分)水平传送带以0=1.5 m/s速度匀速运动，传送带AB两端距离为6.75m,将一物体轻放在传送带的4端，它运动到传送带另一端B所需时间为6 s,求：由题设可得：该物体在传送带上运动的平均速度:v =

21、 y = 125 m/s ,假设物体在传送带上一直做匀加速直线运动,则该过程中物体的平均速度0 + D_= 0.75 m/s< V故物体在传送带上先做匀加速直线运动,与传送带速度相同后随传送带一起 匀速运动至B端,故物体的最大速度如=%(1)对物体,由牛顿第二定律:finig = ma ,则,设经过h时间后速度为0,则由以上各式解得： =005。(2)由题可知，只有当物体在传送带上一直做匀加速运动时，物体全程的平均速度最大,用时最短,故物体从A端一直匀加速运动至B端时的末速度大小即为 传送带所需达到的最小速度。物体做匀加速运动的加速度为：« = /g = 0.5 m/s2 ,

22、物体从A端一直做匀加速直线运动到3端时，有:V9 2 = lax ,解得：0二洋m/s , 故传送带速度大小至少应调为芈m/s。17. (12分)如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动。某人坐在滑板上从斜 坡的高处A点山静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段 距离到C点停下来。若人和滑板的总质量加=60.0 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑 道间的动摩擦因数均为“=0.5,斜坡的倾角0=37°(sin37°=O.6, cos37°=0.8), 斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速 度取 =10 m/s2o 求：3TB

23、C(1) 人从斜坡上滑下的加速度为多大？(2) 若由于场地的限制，水平滑道BC的最大长度L=20.0 m,则斜坡上A、B 两点间的距离应不超过多少？答案(1)2.0 m/s2 (2)50.0 m解析(1)人和滑板在斜坡上的受力如图甲所示，建立直角坐标系。设人和滑板在斜坡上滑下的加速度为5, 由牛顿第二定律得?gsin0 Ff = mai ,Fn -加gcos0 = O ,其中 Ft = uFn、 联立解得人和滑板滑下的加速度为 a = g(sin0 /zcosG) = 2.0 m/s2。(2)人和滑板在水平滑道上受力如图乙所示。由牛顿第二定律得/V =,Fn 1 - mg = 0 ,又 Ff，=/NZ,联立解得人和滑板在水平滑道上运动的加速度大小为= “g = 0.