教科版高中物理必修1第七单元牛顿运动定律的综合应用测试卷含答案

1、第七单元牛顿运动定律的综合应用（时间：90分钟，满分：100分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题5分，共35分.在每小题给出的四个选项中，只有 个选项正确.）1.如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动.下列各种情况中，体重计的示数最大的是（）A.电梯匀减速上升，加速度的大小为B.电梯匀加速上升，加速度的大小为 C.电梯匀减速下降，加速度的大小为 D.电梯匀加速下降，加速度的大小为 2.21.0 m/s21.0 m/s20.5 m/s20.5 m/s如图所示，aa'、bb'、cc'是三条光滑斜槽，它们各自的两端分别位于半径为R和r的两个相切的竖直圆上，并且

2、斜槽都通过切点P.有一个小球由静止分别从 a滑到a'、从b滑到b'、从c滑至Uc',所用的时间分别为 t1、t2、t3,则（ ）A . t1<t2Vt3B . t1 >t2>t3C. t3<t1<t2D . t = t2 = t 33. “儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳.质量为m的小明如图静止悬挂时，两橡皮绳的力大小均恰为mg,若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时 （）A,加速度a = g,沿未断裂橡皮绳的方向斜向上 B,加速度a = g,沿原断裂橡皮绳的方向斜向下 C.加速度a = g,方向竖直向上 D.加速度a

3、 = g,方向竖直向下4.如图所示，台秤上放置盛水的杯，杯底用细线系一木质小球，若细线突然断裂，则在小木球 上浮到水面的过程中，台秤的示数将（）B.变大A.变小C .不变D.无法判断5.三个质量相同的物块A、B、C,用两个轻弹簧和一根轻线相连，处于静止状态，如图所示，已知斜面光滑且倾角为0=30。，在将B、C间细线剪断的瞬间，A、B、C的加速度大小分别为（重力加速度为 g）（）A. g, 2g, 2gB. 0, 2g, gC. g, 2g, 0D. 0, g, g6.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率V1运行.初速度大小为 V2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若

4、从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的 Vt图像（以地面为参考系）如图乙所示.已知 V2> 丫1,则（）(QA. t2时刻，小物块离 A处的距离达到最大B. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C. 0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D. 0t3时间内，小物块受到大小不变的摩擦力作用7.美国宇航局计划 2025年前载人登陆小行星，图为畅想登陆小行星的宇航员.为训练宇航员能 在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境.在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力 作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态.现要求一架飞机在速度大小为vi= 50

5、0 m/s时进入失重状态试验，在速度大小为V2= 1 000 m/s时退出失重状态试验.重力加速度g=10 m/s2则下列说法错误的是 （）A.可以是飞机模拟斜抛运动B.可以是飞机模拟向下的减速运动C,如果是竖直上抛运动，可计算时间是 150 sD.如果是竖直下抛运动，可计算时间是 50 s二、多项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分.在每小题给出的四个选项中，有多个 选项符合题意.）8.如图所示，滑块 A在倾角为30°的斜面上，沿斜面下滑的加速度a为2.0 m/s2若在A上放一重量为10 N的物体B, A、B一起以加速度a1沿斜面下滑；若在 A上加竖直向下大小为 10 N的恒

6、 力F , A沿斜面下滑的加速度为 a2.则（）A. ai>2 m/s2B. ai = 2 m/s2C. a2=2 m/s2D. a2>2 m/s29.如图所示，质量为 M = 4.0 kg的小车位于光滑的水平地面上，长为 L=0.50 m的细绳的两端分 别系于小车上的 A、B两点，A、B两点间的水平距离为Xo= 0.40 m, A、B两点间的竖直距离为y°=0.10 m ,绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个质量为m= 1.2 kg的物体，取g= 10 m/s2.则下列说法正确的是（）A.当小车静止且物体处于平衡状态时，绳中的张力T= 12 NB .当小车静止且物体处

7、于平衡状态时，绳中的张力T= 10 NC.为了使物体处在 A点的正下方并使其与小车相对静止，需在车上施加一个水平向左的外 力 F = 52 ND.为了使物体处在 A点的正下方并使其与小车相对静止，需在车上施加一个水平向左的外 力 F = 40 N10.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示（g= 10 m/s2）,则正确的结论是（）A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为5 N/cm2C.物体的质量为 3 kgD.物

8、体的加速度大小为5 m/s11.如图所示，质量为 m1的木块和质量为 m2的长木板叠放在水平地面上.现对木块施加一水平 向右的拉力 F,木块在长木板上滑行，而长木板保持静止状态.已知木块与长木板间的动摩擦因数为 四，长木板与地面间的动摩擦因数为22,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则下列说法错误的是()A . P，1>2B . P，1< P，2C.若改变F的大小，当F> i4mi + m2)g时，长木板将开始运动D.若将F作用于长木板，当F>( pi+ J2)(mi + m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动12.如图所示，一光滑斜面固定在水平面上，斜面上放置一质量不计

9、的柔软薄纸带.现将质量为M = 2 kg的A物体和质量为 m= 1 kg的B物体轻放在纸带上.两物体可视为质点，物体初始位置 数据如图，A、B与纸带间的动摩擦因数分别为5=0.5、出= 0.75.(sin 37 ° =0.6, cos 37° =0.8,g 取 10 m/s2/ij()A . A物体离开纸带前匀加速下滑，B物体静止不动B. A物体离开纸带后匀速下滑，B物体匀加速下滑C.两物体同时由静止释放后，A物体滑离纸带需要的时间是0.8 sD.两物体同时由静止释放后， B物体经1.8 s到达水平面上题号123456789101112答案三、实验题(本大题共1小题，共8分

10、，按题目要求解答)13.(1)如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若两个相同的小车1、2所受拉力分别为Fi、F2,车中所放祛码的质量分别为me m2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x”X2,则在实验误差允许的范围内，有 .A ,当 m=m2、Fi = 2F2 时，x1 = 2x2B ,当 m=m2、Fi = 2F2 时，x?=2xiC.当 m1 = 2m)2、Fi=F2 时，Xi = 2x2D .当 m1=2m2、F1=F2 时，x2 = 2x1(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，以下说法正确的是 .A.平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上B .实验中应始终保持小车

11、和祛码的总质量远远大于小盘和祛码的总质量C.实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内祛码的总质量，描出相应的 点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力四、计算题(本大题共3小题，共32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)14. (10分)一足够长水平浅色传送带以Vo匀速运动，现将一可视为质点的煤块轻放在其上方，已知煤块与传送带间的动摩擦因数为"经过一定时间后达到共同速度.令传送带突然停下，g.求:以后不再运动，

12、到最后煤块也停下.已知重力加速度为(1)煤块第一次达到与传送带相对静止所用的时间;(2)煤块在传送带上划出的痕迹长度.15.(10分)质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图像如3图所示.球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞刖的4.设球受到的空气阻力大小恒为f,取 g = 10 m/s2,求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小.(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.16.(12分)如图甲所示，用同种材料制成倾角为 0= 30°的斜面和长水平面，斜面长 3.0 m且固定，斜面与水平面之间由一段很小的弧形平滑连接.一小物块从斜面顶端以初速度V

13、0沿斜面向下滑动，若初始速度 V0=2.0 m/s,小物块运动2.0 s后停止在斜面上.减小初始速度 V。，多次进行实验，记录下小物块从开始运动到最终停在斜面上的时间t,作出相应的V0t图像如图乙所示.(已知 g= 10 m/s2)求：(1)小物块在斜面上下滑的加速度大小和方向；(2)小物块与该种材料间的动摩擦因数心的值；(3)某同学认为，若小物块初始速度vo=3 m/s,则根据v0 t图像可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3 s,以上说法是否正确？若正确，请给出推导过程；若不正确，请说明理由，并解出正确的结果.参考答案与解析1 .解析：选B.当电梯匀减速上升或匀加速下降时，电梯处于失

14、重状态.设人受到体重计的 支持力为N,体重计示数大小即为人体对体重计的压力N'由牛顿第二、第三定律可得：mg-N =ma? N = N = m(g a)；当电梯匀加速上升或匀减速下降时，电梯处于超重状态，设人受到体重计 的支持力为 Ni,人对体重计的压力为NJ ,由牛顿第二、第三定律可得：Ni-mg= ma? N=Ni' =m(g+a),代入具体数据可得 B正确.2 .解析：选D.设cc与水平方向的夹角为8,则cc的长度为x= 2(R+r)sin 0 ,在斜槽上的加速度为a=gsin 0 ,由x=1at2可彳导t=2A R±JL,由此可得下滑时间均相同，选项 D正确.

15、 2g3 .解析：选B.两橡皮绳的拉力大小均恰为 mg,可知两橡皮绳夹角为 120° ,小明左侧橡皮 绳在腰间断裂时，弹性极好的橡皮绳的弹力不能发生突变，对小明进行受力分析可知B正确，A、C、D错误.4 .解析：选A.将容器和木球视为整体，整体受台秤竖直向上的支持力和竖直向下的重 力.当细线被剪断后，其实际效果是：在木球向上加速运动的同时，木球上方与木球等体积的水 球，将以同样大小的加速度向下加速流动，从而填补了木球占据的空间，由于p水p木，水球的质量大于木球的质量，故木球和水组成系统的重心有向下的加速度，整个系统将处于失重状态，故 台秤的示数将变小.故选A.5 .解析：选D.由图可

16、知，把 AB看做整体，则细绳的拉力为 T=2mgsin 0 ,当剪断细绳的瞬 时，弹簧的弹力不能突变，则 A的加速度仍然为 0; B所受的合外力等于 2mgsin 0 ,则加速度 为：aB= 2mgsm 30_=g,同理，c所受的合外力也等于2mgsin 0 ,则加速度为：aC = 2mgsin 30° 上小小一 =g,故选 D. m6 .解析：选B.小物块对地速度为零时，即t1时刻，向左离开 A处最远.t2时刻，小物块相对传送带静止，此时不再相对传送带滑动，所以从开始到此刻，它相对传送带滑动的距离最大.0t2时间内，小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向始终向右，大小不变.t2时刻以

17、后相对传送带静止，故不再受摩擦力作用，故选B.7 .解析：选B.当飞机的加速度大小等于重力加速度g,加速度的方向竖直向下时，座舱内的试验者便处于完全失重状态.这种运动可以是飞机模拟无阻力下的竖直下抛运动或竖直上抛运动，也可以是斜抛运动，所以 A正确，B错误；如果是竖直上抛运动，可计算时间是(+(2= 150s,如果是竖直下抛运动可计算时间是=50 s,因此选项 C、D正确.g8 .解析： 选 BD.依题意有 mAgsin 0 gAgcos 0 =mAa, (mA+mB)gsin 0 MmA+mB)gcos 0 =(mA+mB)ai, (mAg + F)sin 0 MmAg + F)cos 0

18、=mAa2,从以上各式可解得： a = 2 m/s2, a2>2 m/s2,即B、D选项正确.9 .解析：选BC.当小车静止物体处于平衡状态时，设绳与水平方向的夹角为8,则根据平衡 条件得2Tsin 0 = mg,而由几何关系得 cos 0 =-,解得T= 10 N,所以选项B正确，A错误；为5了使物体处在 A点的正下方并使其与小车相对静止，此时左侧细绳刚好处于水平位置，因为物体在竖直方向处于平衡状态，所以有细绳的拉力Ti=mg,水平方向的加速度 a=g,对于小车和物体整体根据牛顿第二定律可得：F = (M + m)a = 52 N ,所以选项 C正确，D错误.10 .解析：选BD.设静

19、止时弹簧的压缩量为 xo,则kxo=mg,施加拉力F后，设上移的位移为X,则此时弹簧的压缩量为(X0 X),由牛顿第二定律可得：F + k(X0- x) - mg = ma得出F = ma +一一30 10kx,对应题图乙可得：ma = 10 N, k= -4N/cm = 5 N/cm ,物体与弹簧分离时，弹簧应处于自然状态，故X0= 4 cm ,故可计算得出： m= 2 kg, a= 5 m/s2,因此只有 BD正确.11 .解析：选ABC.对质量为m2的长木板水平方向进行受力分析不能得到内和力的大小关系，选项A、B错误；因为Mmg<心2(m1+m2)g,长木板不会滑动，选项 C错误；

20、将F作用于长木 板，若长木板即将开始滑动，对质量为m1的木块有心1mg = m1a1,对质量为 m2的长木板有 F-四 mg心 2(m1+m2)g= m2a2,且 a2>a1，联立解得 F>(出+ a2) (m1 + m2)g,选项 D 正确.a1= gsin 53° a Agcos 53° = 5A物体滑离纸带需要的时间t11.0 s到达水平面上，所以 ACD12 .解析：选ACD.因为jA<tan 53 0 ,所以A物体先以加速度 m/s2,此时B处于静止状态，然后 A物体离开纸带后匀加速下滑，-2X1.6_=AJ-5 s= 0.8 s，经过0.8 s

21、后B物体开始匀加速下滑，经过正确，B错误.13 .解析：(1)题中m1和m2是车中祛码的质量，绝不能认为是小车的质量.本题中只说明了两小车是相同的，并没有告诉小车的质量是多少.当m1 = m2时，两车加祛码质量仍相等，若 F1一.1 ，= 2F2,则a1 = 2a2,由X=：at2得x1=2x2, A正确B错误.当m12m2时，无法定量确定两小车加 祛码后的质量关系，两小车的加速度的定量关系也就不明确，所以无法判定两小车位移的定量关 系，C、D错误.(2)平衡摩擦力时，小盘不能用细线系在小车上，纸带必须连好，故A错，D对；小车和祛码的总质量应远远大于小盘和祛码的总质量，故B对；若横坐标表示小车

22、和车内祛码的总质量，则a-M图像是曲线，不是直线，故 C错.答案：(1)A(2)BD14 .解析：(1)煤块的加速度a=a41分)达到V。所用时间t=v°=；.(1分)在煤块与传送带达到共同速度的过程中，传送带运动的距离xi=v0t=2'（1分）a g煤块运动的距离 X2 = ；at2= v0（1分）2 2国 '2此过程中划出的痕迹长度为Ax1 = x1_x2= V0（2分）2agx3 =传送带突然停下后，煤块做匀减速运动，直至停下，这一过程煤块向前运动的距离为2断（2分）2 11g考虑重叠部分，最终划出的痕迹长度为2V0x=-.2ag（2分）答案：15.解析:（1）由v t图像可知，弹性球第一次下落过程中的加速度