秋高中物理第4章牛顿运动定律学业质量标准检测新人教版必修1

第四章牛顿运动定律学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每题4分，共40分，在每题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项切合题目要求，第7～10小题有多个选项切合题目要求，所有选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(江西省鹰潭市2017～2018学年高一上学期期末)高跷运动是一项新式运动，图甲为弹簧高跷。当人抓住扶手使劲蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，从而带动高跷跳跃，如图乙。则以下说法正确的选项是导学号1321411(A)A．人向上弹起过程中，先处于超重状态，后处于失重状态B．人向上弹起过程中，踏板对人的作使劲大于人对踏板的作使劲C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作使劲等于人的重力D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力分析：A项，人向上弹起过程中，人应当经历了先加快后减速的过程，因此先有向上的加快度，后有向下的加快度，故A项正确。B项，踏板对人的作使劲与人对踏板的作使劲是一对互相作使劲，依据牛顿第三定律，两者大小一直相等，故B项错误。C项，弹簧压缩到最低点时，人有竖直向上的加快度，依据牛顿第二定律，可知高跷对人的作使劲大于人的重力，故C项错误。D项，同理以高跷和人的系统为研究对象，弹簧压缩到最低点时，依据牛顿第二定律，地对高跷的压力大于人和高跷的总重力，再依据牛顿第三定律，可知高跷对地的压力大于人和高跷的总重力，故D项错误。2.如下图，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上涨时的加快度为0.5m/s2，当热气球上涨到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动。若走开地面后热气球所受浮力保持不变，上涨过程中热气球总质量不变，重力加快度g＝10m/s2。对于热气球，以下说法正确的是导学号1321411(A)A．所受浮力大小为4830NB．加快上涨过程中所受空气阻力保持不变C．从地面开始上涨10s后的速度大小为5m/sD．以5m/s匀速上涨时所受空气阻力大小为400N分析：由牛顿第二定律，所受浮力为F，则F－mg＝ma，F＝m(g＋a)＝460×(10＋0.5)N＝4830N，A正确；加快上涨过程中速度增大，受空气阻力增大，B错误；气球开始加快度为0.5m/s2，今后加快度将变化，没法确立10s时气球速度，C错误；匀速上涨时F－mg－f＝0，空气阻力f＝－＝(4830－460×10)N＝230N，D错误。Fmg3.(江西省南昌八一中学、洪都中学等六校2016～2017学年高一上学期期末)如下图，一串(3个)红灯笼在水平风力的吹动下发生倾斜，悬挂绳与竖直方向的夹角为30°，设每个红灯笼的质量均为m，绳索质量不计，则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为导学号1321411(D)23B．2mgA.mg343C．4mgD.3mg分析：以下边两个灯笼作为整体为研究对象，进行受力剖析，如图：竖直方向：Tcos30°＝2mg得：2mg43T＝cos30°＝3mg，应选D。4．(哈尔滨师大附中2016～2017学年高一上学期期末)如图1所示，在粗拙程度到处相同的水平川面上，物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动。运动的速度v与时间t2的关系如图2所示，由图象可知导学号1321411(C)A．在2s～4s内，力F＝0B．在4s～6s内，力＝0FC．在0～2s内，力F渐渐变小D．在0～2s内，力F渐渐增大分析：在2s～4s内，物体做匀速直线运动，拉力与滑动摩擦力均衡，不为零，故A错误；在4s～6s内，物体匀减速行进，拉力可能不为零，但必定小于摩擦力，故B错误；在0～2s内，加快度渐渐变小，依据牛顿第二定律，有：F－μmg＝ma故拉力F渐渐减小，故C正确，D错误，应选C。5．(山东省东营市2017～2018学年高一上学期检测)如下图，质量不等的木块A和B的质量分别为m和m，置于圆滑的水平面上。当水平力F作用于左端A上，两物体一同做12匀加快运动时，、B间作使劲大小为1。当水平力F作用于右端B上，两物体一同做匀加AF速运动时，A、B间作使劲大小为F，在两次作用过程中导学号1321411(D)2A．F1＋F2<FB．F1＋F2>F12FmC．F＝FD.12＝m1F2分析：对两种状况均进行整体剖析，整体的加快度都为a＝F，隔绝剖析，第一种1＋2mm状况，A对B的作使劲为F1＝m2a＝m2Fm1F，第二种状况，A对B的作使劲为F2＝m1a＝，1212则有在两次作用过程中，1＋2＝，F1m2＝，D正确。FFFFm216.如下图，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的圆滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处开释(初速为0)，用t1、t2、t3挨次表示各滑环抵达d所用的时间，则导学号1321411(D)3A．t1<t2<t3B．t1>t2>t3C．t3>t1>t2D．t1＝t2＝t3分析：小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加快度可以为是由重力沿斜面方向的分力产生的，设轨迹与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mgcosθ＝ma①设圆心为，半径为，由几何关系得，滑环由开始运动至d点的位移＝2cosθ②ORxR12由运动学公式得x＝2at③R由①②③联立解得t＝2g小圆环下滑的时间与细杆的倾斜状况没关，故t1＝t2＝t3。7．(湖南省湘潭一中、双峰一中、邵东一中2016～2017学年高一上学期联赛)以下是必修1课本中四幅插图，对于这四幅插图以下说法正确的选项是导学号1321411(BC)A．甲图中学生从起立到站直的过程中，体重计的示数先减小后增大B．乙图中赛车的质量较小，却安装着牵引力很大的发动机，目的是获取很大的加快度C．丙图中海豚的身体呈流线型，能够减小海豚运动中的阻力D．丁图中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做匀速直线运动分析：中学生从起立到站直经历了从超重到失重的过程，A错；由F＝ma可知B项正确；海豚的流线型身体是为了减小水的阻力，C对；运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做减速运动，D错。8.(山西大学附中2015～2016学年高一上学期期末)如下图，完整同样的磁铁A、B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动摩擦因数均为μ，小车静止时，A恰巧不下滑，现使小车加快运动，(不考虑A、B间互相作使劲)为保证A、B无滑动，则导学号1321411(AD)4A．速度可能向左，加快度可小于μgB．加快度必定向右，不可以超出(1＋μ)gC．加快度必定向左，不可以超出μgD．加快度必定向左，不可以超出(1＋μ)g分析：小车静止时，A恰巧不下滑，因此对A有：mg＝μF引，当小车加快运动时，为了保证A不下滑，应有F≥F引，加快时加快度必定向左。对B有μ(mg＋F引)＝ma，解得aNm＝(1＋μ)g，故A、D正确，B、C错误，应选AD。9．如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端搁置一物体(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快运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g＝10m/s2)，则正确的结论是导学号1321411(BC)A．物体与弹簧分别时，弹簧处于压缩状态B．物体的加快度大小为5m/s2C．物体的质量为2kgD．弹簧的劲度系数为7.5N/cm分析：以物体为研究对象，由牛顿第二定律并联合图象得10＋4k－mg＝ma30－mg＝ma又4k＝mg由以上三式解得m＝2kga＝5m/s2k＝5N/cm因此B、C正确，D错误。由题意知，物体与弹簧分别时，弹簧处于自然伸长状态，A错误。如下图，传递带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度开释一小木块，若木块与传递带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间可能是导学号1321411(ACD)5LvLA.v＋2μgB.v2L2LC.μgD.v分析：因木块运动到右端的过程不一样，对应的时间也不一样，若向来匀加快至右端，则L＝1μgt2，可得t＝2L，C正确；若向来加快到右端的速度恰巧与传递带速度v相等，2μg0＋v22则L＝2t，可得t＝v，D正确；若先匀加快到传递带速度v，再匀速到右端，则2μg＋vLvv(t－μg)＝L，可得t＝v＋2μg，A正确；木块不行能向来匀速至右端，B错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)11．(6分)(陕西西北大学附中2016～2017学年高一上学期期末)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，经过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加快度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平易倾斜的两种状况下分别做了实验，获取了两条a－F图线，如图(b)所示。导学号1321411(1)图线__①____是在轨道左边抬高成为斜面状况下获取的(选填“①”或“②”)；滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝__0.5____kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝__0.2____。分析：(1)由图象①可知，当F＝0时，a≠0，也就是说当绳索上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中均衡摩擦力过大，即倾角过大，因此图线①是在轨道左边抬高成为斜面状况下获取的。F依据F＝ma得a＝m因此滑块运动的加快度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数。1因此m＝k＝0.5kg6由图形b得，在水平轨道上F＝1N时，加快度a＝0，依据牛顿第二定律得F－μmg＝0解得μ＝0.2。12．(8分)(江西省鹰潭市2017～2018学年高一上学期期末)某同学欲运用牛顿第二定律丈量滑块的质量M，其实验装置如图甲所示，设计的实验步骤为：导学号1321411调整长木板倾角，当钩码的质量为m0时滑块恰巧沿木板向下做匀速运动；保持木板倾角不变，撤去钩码m0，将滑块移近打点计时器，而后开释滑块，滑块沿木板向下做匀加快直线运动，并打出点迹清楚的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频次为50Hz)。请回答以下问题：①打点计时器在打下D点时滑块的速度v＝__1.69____m/s；(结果保存3位有效数字)D②滑块做匀加快直线运动的加快度＝__3.88____m/s2；(结果保存3位有效数字)a③滑块质量＝__g0____(用字母、0和当地重力加快度g表示)。Mamam保持木板倾角不变，挂上质量为m(均小于m0)的钩码，滑块沿木板向下匀加快运动，测出滑块的加快度；多次改变钩码的质量，分别求出相应的加快度。若绳的拉力与所挂钩码的重力大小相等，作出a－mg图象如图丙所示，则由图丙可求得滑块的质量M＝__0.200____kg。(取g＝10m/s2，结果保存3位有效数字)分析：从图乙中可知xAB＝5.20cm，xBC＝5.84cm，xCD＝6.45cm，xDE＝7.07cm，xEF＝7.70cm。①相邻计数点间的时间间隔为T＝2×0.02＝0.04s，依据匀变速直线运动过程中xCE6.45＋7.07－2的中间时刻速度推论可得，vD＝2T＝2×0.04×10m/s＝1.69m/s。xEF＋xDE－xCD－xBC0.0770＋0.0707－0.0645－0.05842＝②依据逐差法可得a＝2＝4×0.042m/s4T3.88m/s2③滑块做匀速运动时受力均衡，由均衡条件得0＝sinθ－，撤去0时滑块做匀加mgMgfm速直线运动时，遇到的合外力F合＝sinθ－，由牛顿第二定律得F合＝，解得＝m0g。MgfMaMa7滑块做匀速运动时受力均衡，由均衡条件得Mgsinθ－f＝m0g，挂上质量为m的钩码时滑块沿木板向下做匀加快直线运动，遇到的合外力为′合＝sinθ－－，由牛顿第FMgfmg二定律得′合＝，解得＝m－m，由图丙所示图象可知＝1＝3.5－2.5＝5，解得＝FMaa0gkMgM0.20MM0.200kg。三、阐述、计算题(此题共4小题，共46分。解答应写出必需的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不可以得分，有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位)13．(10分)如下图，固定圆滑细杆与地面成必定倾角，在杆上套有一个圆滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如下图，取重力加快度g＝10m/s2。求：导学号1321411小环的质量m；细杆与地面间的倾角α。答案：(1)1kg(2)30°分析：由v－t图象可解得：av121－sinα＝＝m/s，前2s内，由牛顿第二定律得：t2Fmg＝ma2s后知足：F＝sinα代入数据解得：＝1kg，α＝30°。214．(11分)研究表示，一般人的刹车反响时间(图甲中“反响过程”所用时间)t0＝0.4s，但喝酒会致使反响时间延伸。在某次试验中，志愿者少许喝酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现状况到汽车停止，行驶距离L＝39m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。重力加快度的大小g取10m/s2。求：导学号1321411减速过程汽车加快度的大小及所用时间；喝酒使志愿者的反响时间比一般人增添了多少；8减速过程汽车对志愿者作使劲的大小与志愿者重力大小的比值。答案：(1)8m/s22.5s(2)0.3s(3)415分析：(1)设减速过程中汽车加快度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0＝20m/s，末速度v＝0，位移s＝25m，由运动学公式v2v0t0联立以上两式，代入数据得a＝8m/s2，t＝2.5s。(2)设志愿者反响时间为t′，反响时间的增添量为t，由运动学公式得L＝v0t′＋s，t＝t′－t0。联立以上两式，代入数据得t＝0.3s。(3)设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者作使劲的大小为F0，志愿者质量为m，由牛顿第二定律得F＝ma，由平行四边形定章得222F0＝F＋(mg)。F041联立以上各式，代入数据得＝。15．(12分)如下图，一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车抵达底端时进入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N，在水平川面上浮理油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104N，小轿车的质量为2t,小轿车与斜坡及水平川面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)。求：导学号1321411小轿车行驶至斜坡底端时的速度；为使小轿车在水平川面上行驶而不掉入池塘，在水平川面上加快的时间不可以超出多少？(轿车内行驶过程中不采纳刹车装置)答案：(1)10m/s(2)5s分析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得F1＋mgsin37°－μmgcos37°＝ma1代入数据得斜坡上小轿车的加快度a1＝3m/s22由v1＝2a1x1＝2a1h/sin37°得行驶至斜坡底端时的速度v1＝10m/s。在水平川面上加快时F2－μmg＝ma2代入数据得a2＝2m/s292封闭油门后