高考物理大一轮复习第三章牛顿运动定律章末验收卷

第三章 45分钟章末检测卷满分100分一、选择题(1～5题只有一项符合题目要求，6～9题有多项符合题目要求，每小题6分，共54分) 1．关于力与运动，下列说法正确的是( ) A ．没有力的推动作用，小车就不能运动B ．物体只受一个力的作用，其运动状态一定改变C ．物体处于静止时才有惯性D ．汽车的速度越大则惯性越大解析：惯性是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，小车已经有了初速度的情况下，没有力的推动作用，小车仍然运动，故A 错误；力是改变物体运动状态的原因，物体只受一个力的作用，其运动状态一定改变，故B 正确；惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，故C 、D 错误．答案：B2．(2020·江西新余四中模拟)图示为索道输运货物的情景．已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢底板之间的动摩擦因数为0.30.当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平底板的正压力为其重力的1.15倍，那么这时重物对车厢底板的摩擦力大小为(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)( )A ．0.35mgB ．0.30mgC ．0.23mgD ．0.20mg解析：由于重物对车厢内水平底板的正压力为其重力的1.15倍，在竖直方向上，由牛顿第二定律得F N －mg ＝ma 竖直，解得a 竖直＝0.15g ，设水平方向上的加速度为a 水平，则a 竖直a 水平＝tan37°＝34，解得a 水平＝0.20g ，对重物受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律得F f ＝ma 水平＝0.20mg ，故D 正确．答案：D3．(2020·山东青岛模拟)如图所示，在竖直平面内有半径为R 和2R 的两个圆，两圆的最高点相切，切点为A ，B 和C 分别是小圆和大圆上的两个点，其中AB 长为2R ，AC 长为22R.现沿AB 和AC 建立两条光滑轨道，自A 处由静止释放小球，已知小球沿AB 轨道运动到B 点所用时间为t 1，沿AC 轨道运动到C 点所用时间为t 2，则t 1与t 2之比为( )A ．1： 2B ．1：2C ．1： 3D ．1：3解析：设AB 与竖直方向的夹角为θ，则AB ＝2Rcosθ＝2R ，所以θ＝45°，小球沿AB 下滑的加速度为a ＝gcosθ，解得小球在AB 运动的时间为t 1＝2AB a ＝4Rg ；同理知小球在AC 上运动的时间为t 2＝2AC a ＝8Rg ，则t 1与t 2之比为1：2，选项A 正确． 答案：A4．(2020·深圳模拟)在光滑斜面上有一质量为m 的小球，小球与平行于斜面的轻弹簧和与竖直方向成θ＝30°角轻绳的一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态，且斜面对小球的弹力恰好为零．则下列关于小球的加速度a 大小的说法，正确的是( )A ．剪断绳的瞬间，a ＝gB ．剪断绳的瞬间，a ＝32gC ．剪断弹簧B 端的瞬间，a ＝12gD ．剪断弹簧B 端的瞬间，a ＝32g解析：小球处于静止状态，且斜面对小球的弹力恰好为零；根据共点力平衡有：弹簧的弹力F ＝mgsin30°＝12mg ，剪断绳的瞬间，弹簧的弹力不变，则小球的加速度a ＝mgsin30°－Fm＝0，故A 、B 错误；剪断弹簧B 端的瞬间，根据牛顿第二定律得，a ＝mgsin30°m ＝12g ，故C 正确、D 错误．答案：C5．(2020·江西赣中南五校联考)如图所示，水平细杆上套一细环A ，环A 和球B 间用一轻质绳相连，质量分别为m A 、m B (m A >m B )，由于B 球受到水平风力作用，A 环与B 球一起向右匀速运动，已知绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是( )A ．风力增大时，轻质绳对B 球的拉力保持不变 B ．风力增大时，杆对A 环的支持力保持不变C ．B 球受到的风力F 为m A gtanθD ．A 环与水平细杆间的动摩擦因数为m Bm A ＋m B解析：以整体为研究对象，分析受力如图甲所示，根据平衡条件得，杆对环A 的支持力F N ＝(m A ＋m B )g ，所以杆对环A 的支持力保持不变，B 正确．以B 球为研究对象，分析受力如图乙所示，由平衡条件得，轻质绳对球B 的拉力F T ＝m B gcosθ，风力F ＝m B gtanθ，风力F 增大时，θ增大，cosθ减小，F T 增大，故A 、C错误．由图甲得到F f ＝F ，环A 与水平细杆间的动摩擦因数μ＝F f F N ＝m Bm A ＋m Btanθ，故D 错误．选B.答案：B6．(2020·广东广雅中学三诊)消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是( )A ．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B ．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力C ．消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力解析：绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；儿童从井内被加速向上提的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得绳子对儿童的拉力大于儿童的重力，故B正确；消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力，故C正确；消防员对绳子的拉力是作用在绳子上的力，而绳子对儿童的拉力是作用在儿童上的力，故二力不是平衡力，故D错误．答案：BC7．如图所示，水平传送带以恒定速度v向右运动．将质量为m的物体Q轻轻放在水平传送带的左端A处，经过t秒后，Q的速度也变为v，再经t秒物体Q到达传送带的右端B处，则( ) A．前t秒内物体做匀加速运动，后t秒内物体做匀减速运动B．后t秒内Q与传送带之间无摩擦力C．前t秒内Q的位移与后t秒内Q的位移大小之比为1：1D．Q由传送带左端运动到右端的平均速度为34v解析：前t秒内物体Q相对传送带向左滑动，物体Q受向右的滑动摩擦力，由牛顿第二定律F f＝ma可知，物体Q做匀加速运动，后t秒内物体Q相对传送带静止，做匀速运动，不受摩擦力作用，选项A错误、B正确；前t秒内Q的位移x1＝v2t，后t秒内Q的位移x2＝vt，故x1x2＝12，选项C错误；Q由传送带左端运动到右端的平均速度v＝x1＋x22t＝v2t＋vt2t＝34v，选项D正确．答案：BD8.(2020·汕头质检)建设房屋时，保持底边L不变，要设计好屋顶的倾角θ，以便下雨时落在房顶的雨滴能尽快地滑离屋顶，雨滴下滑时可视为小球做无初速无摩擦的运动．下列说法正确的是( ) A．倾角θ越大，雨滴下滑时的加速度越大B．倾角θ越大，雨滴对屋顶压力越大C．倾角θ越大，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大D．倾角θ越大，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的时间越短解析：设屋檐的底角为θ，底边为L，注意底边长度是不变的，屋顶的坡面长度为x，雨滴下滑时加速度为a，对雨滴做受力分析，只受重力mg和屋顶对雨滴的支持力F N，垂直于屋顶方向：mgcosθ＝F N，平行于屋顶方向：ma＝mgsinθ，雨滴的加速度为：a＝gsinθ，则倾角θ越大，雨滴下滑时的加速度越大，故A正确；雨滴对屋顶的压力：F′N＝F N＝mgcosθ，则倾角θ越大，雨滴对屋顶压力越小，故B错误；根据三角关系判断，屋顶坡面的长度x＝L2cosθ，由x＝12gsinθ·t2可得：t＝2Lgsin2θ，可见当θ＝45°时，用时最短，D错误；由v＝gsinθ·t可得：v＝gLtanθ，可见θ越大，雨滴从顶端O下滑至M时的速度越大，C正确．答案：AC9．如图所示，竖直平面内有一光滑直杆AB，杆与水平方向的夹角为θ(0°≤θ≤90°)，一质量为m 的小圆环套在直杆上．给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力F ，并从A 端由静止释放．改变直杆和水平方向的夹角θ，当直杆与水平方向的夹角为30°时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为g ，则( )A ．恒力F 一定沿与水平方向成30°角斜向右下的方向B ．恒力F 和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向成30°角斜向右下的方向C ．若恒力F 的方向水平向右，则恒力F 的大小为3mgD ．恒力F 的最小值为32mg解析：小圆环受到竖直向下的重力、光滑直杆AB 对小圆环的支持力和恒力F ，把光滑直杆AB 对小圆环的支持力正交分解，沿直杆方向无分力，由L ＝12at 2可知，要使小圆环在直杆上运动的时间最短，小圆环运动的加速度必须最大，由牛顿第二定律可知，当恒力和重力的合力沿光滑直杆方向时，加速度最大，所以选项A 错误、B 正确；若恒力F 的方向水平向右，由tan30°＝mgF ，解得F ＝3mg ，选项C 正确；当合力F 的方向垂直光滑直杆时，恒力F 最小，由sin60°＝F mg ，解得F 的最小值为F min ＝mgsin60°＝32mg ，选项D 正确．答案：BCD二、非选择题(共46分)10．(13分)如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图．图中A 为小车，质量为m 1，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B ，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，P 的质量为m 2，C 为弹簧测力计，实验时改变P 的质量，读出测力计不同读数F ，不计绳与滑轮的摩擦．(1)下列说法正确的是( )A ．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B ．实验时应先接通电源后释放小车C ．实验中m 2应远小于m 1D ．测力计的读数始终为m 2g2(2)如图为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是________ m/s 2(交流电的频率为50 Hz ，结果保留两位有效数字)．(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a －F 图象可能是图中的图线( )解析：(1)一端带有定滑轮的长木板必须稍微倾斜，以平衡摩擦力，选项A 错误．实验时应先接通电源后释放小车，选项B 正确．实验中m 2不必远小于m 1，选项C 错误．由于P 向下加速运动，测力计的读数始终小于m 2g2，选项D 错误．(2)由Δx＝aT 2解得小车的加速度的大小是0.50 m/s 2.(3)遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a －F 图象，应该是当F 从某一值开始增大，加速度a才开始增大，所以可能是图线C.答案：(1)B (2)0.50 (3)C11．(16分)如图甲所示，倾角θ＝37°的足够长粗糙斜面固定在水平面上，滑块A 、B 用细线跨过光滑定滑轮相连，A 与滑轮间的细线与斜面平行，B 距地面一定高度，A 可在细线牵引下沿斜面向上滑动．某时刻由静止释放A ，测得A 沿斜面向上运动的v －t 图象如图乙所示(B 落地后不反弹)．已知m A ＝2 kg ，m B＝4 kg ，重力加速度g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6、cos37°＝0.8.求：(1)A 与斜面间的动摩擦因数； (2)A 沿斜面向上滑动的最大位移．解析：(1)在0～0.5 s 内，根据题图乙，可得A 、B 整体的加速度a 1为a 1＝2 m/s 0.5 s＝4 m/s 2设细线张力大小为F T ，分别对A 、B ，由牛顿第二定律有F T －m A gsinθ－μm A gcosθ＝m A a 1 m B g －F T ＝m B a 1联立解得μ＝0.25(2)B 落地后，A 继续减速上升由牛顿第二定律有m A gsinθ＋μm A gcosθ＝m A a 2代入数据得a 2＝8 m/s 2故A 减速向上滑动的位移x 2＝ 2 m/s22a 2＝0.25 m0～0.5 s 内A 加速向上滑动的位移x 1＝ 2 m/s22a 1＝0.5 m所以，A 上滑的最大位移x ＝x 1＋x 2＝0.75 m 答案：(1)0.25 (2)0.7512．(17分)(2020·山东青岛一模)如图所示，倾角θ＝30°的足够长的光滑斜面底端A 固定有挡板P ，斜面上B 点与A 点的高度差为h.将质量为m 、长度为L 的木板置于斜面底端，质量也为m 的小物块静止在木板上某处，整个系统处于静止状态．已知木板与物块间的动摩擦因数μ＝32，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.(1)若给木板和物块一沿斜面向上的初速度v 0，木板上端恰能到达B 点，求v 0的大小； (2)若对木板施加一沿斜面向上的拉力F ，物块相对木板刚好静止，求拉力F 的大小． 解析：(1)由于μgcosθ>gsinθ，所以在运动过程中物块相对于木板静止，两者的加速度a ＝gsinθ，根据v 202a ＝h sinθ－L ，解得v 0＝2h －L g.(2)对木板与物块整体有F －2mgsinθ＝2ma 0， 对物块有μmgcosθ－mgsinθ＝ma 0，解得F ＝32mg.答案：(1)2h －L g (2)32mg高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

单元质检三牛顿运动定律(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.下列关于惯性的各种说法中,你认为正确的是( )A.材料不同的两个物体放在地面上,用一个相同的水平力分别推它们,则难以推动的物体惯性大B.在完全失重的情况下,物体的惯性将消失C.把手中的球由静止释放后,球能竖直加速下落,说明力是改变物体惯性的原因D.抛出去的标枪、手榴弹等是靠惯性向远处运动的2.(广东顺义高三一模)为检测某公路湿沥青混凝土路面与汽车轮胎的动摩擦因数μ,测试人员让汽车在该公路水平直道行驶,当汽车速度表显示40 km/h时紧急刹车(车轮抱死),车上人员用手机测得汽车滑行3.70 s后停下来,g取10 m/s2,则测得μ约为( )A.0.2B.0.3C.0.4D.0.53.如图,站在滑轮车上的甲、乙两人原来静止不动,甲、乙相互猛推一下后分别向相反方向运动,滑轮车与地面间的动摩擦因数相同。

甲在水平地面上滑行的距离比乙远,这是因为( )A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间C.在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度D.在分开后,甲的加速度大小小于乙的加速度大小4.如图所示,6月17日9时22分,我国神舟十二号载人飞船正式发射升空。

英雄出征,穿云破日!对于神舟十二号飞船在加速上升的过程中,下列说法正确的是( )A.飞船仅受到重力、升力的作用B.飞船的合力方向竖直向下C.飞船的重力与空气对飞船的作用力是一对平衡力D.在升力与空气阻力不变下,飞船的质量越大,其加速度值越小5.(北京延庆高三一模)如图所示,将一个质量为m=2 kg的小球与弹簧相连,弹簧的另一端与箱子顶端连接,小球的下端用细绳与箱子下面连接,整个装置放在升降机上。

当升降机以加速度a=0.5 m/s2加速上升时细绳的拉力恰好为F=5 N,若此时将细绳剪断,则剪断的瞬间小球的加速度大小为( )A.0.5 m/s2B.2 m/s2C.2.5 m/s2D.3 m/s2二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。

三牛顿运动定律(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，1～5题每小题只有一个选项正确，6～8小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分) 1．下列关于力学及其发展历史，正确的说法是( )A．牛顿根据伽利略等前辈的研究，用实验验证得出牛顿第一定律B．牛顿通过研究发现物体受到的外力总是迫使其改变运动状态，而不是维持其运动状态C．由牛顿第二定律得到m＝Fa，这说明物体的质量跟所受外力成正比，跟物体的加速度成反比D．牛顿等物理学家建立的经典力学体系不但适用于宏观、低速研究领域，也能充分研究微观、高速运动的物体解析：选 B.因为不受力作用的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，所以A项错．牛顿研究发现力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，所以B项正确；因为物体的质量由其所含物质的多少决定，与其他因素无关，所以C项错；牛顿等物理学家建立的经典力学体系只适用于宏观、低速研究领域，当研究微观、高速运动的物体时用爱因斯坦的相对论，所以D项错．2．如图，一人站在测力计上保持静止，下列说法中正确的是( )A．人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力B．人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力C．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力D．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力解析：选 C.人所受的重力和测力计对人的支持力，这两个力作用在同一个物体上，大小相等、方向相反，是一对平衡力；人对测力计的压力和人所受的重力同方向，不是平衡力，也不是相互作用力，选项A、B错误．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力，选项C正确，D错误．3．为了让乘客乘车更为舒适，某研究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示，当此车减速上坡时(仅考虑乘客与水平面之间的作用)，关于乘客下列说法正确的是( )A ．不受摩擦力的作用B ．受到水平向左的摩擦力作用C ．处于超重状态D ．所受合力竖直向上解析：选B.对乘客进行受力分析，乘客受重力、支持力，由于乘客加速度沿斜面向下，而静摩擦力必沿水平方向，乘客有水平向左的分加速度，所以受到向后(水平向左)的摩擦力作用，选项A 错误，B 正确；此车减速上坡，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，选项C 错误；由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受合力沿斜面向下，选项D 错误．4．在地面上以初速度v 0竖直向上抛出一小球，经过2t 0时间小球落回抛出点，其速率为v 1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比．则小球在空中运动时速率v 随时间t 的变化规律可能是( )解析：选A.因为空气阻力做负功，小球的机械能要减小，v 1＜v 0，在上升阶段，小球的速率减小，加速度a ＝mg ＋kv m 是减小的，v ­t 图象中图线越来越缓，在下降阶段，小球的速率增加，加速度a ＝mg －kv m是减小的，v ­t 图象中图线也越来越缓，选项A 正确． 5．如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一个质量为m 0的小桶(底面水平)，桶中放有一质量为m 的物体，当桶静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了L ，今向下拉桶使弹簧再伸长ΔL 后静止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度内，则下列说法中正确的是( )①刚松手瞬间桶对物体的支持力大小为⎝⎛⎭⎪⎫1＋ΔL L mg ②刚松手瞬间桶对物体的支持力大小为⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋ΔL L (m ＋m 0)g③刚松手瞬间物体的加速度为ΔL Lg ，方向向上 ④刚松手瞬间物体的加速度为ΔL L ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋m 0m g ，方向向上 A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④解析：选 A.本题的常规解法是先取桶与物体为整体，利用平衡条件、牛顿第二定律求解，这样做费时易错，若用假设法求解，则能迅速选出正确选项．假设没有向下拉弹簧，即ΔL ＝0，则由平衡条件知刚松手瞬间盘对物体的支持力大小仍为mg ，将ΔL ＝0分别代入①②，可得①对②错；又由牛顿第二定律知刚松手瞬间物体的加速度为a ＝F N －mg m ＝ΔL Lg ，方向向上，③对④错，A 正确． 6．在光滑水平面上，a 、b 两小球沿水平面相向运动．当小球间距小于或等于L 时，受到大小相等，方向相反的相互排斥恒力作用．小球间距大于L 时，相互排斥力为零．小球在相互作用区间运动时始终未接触，两小球运动时速度v 随时间t 的变化关系图象如图所示，由图可知( )A ．a 球质量大于b 球质量B ．在t 1时刻两小球间距最小C ．在0～t 2时间内两小球间距逐渐减小D ．在0～t 3时间内b 球所受排斥力方向始终与运动方向相反解析：选AC.两个小球受到的斥力大小相同，但是加速度大小不同，根据a ＝F m可知加速度小的小球质量大，所以a 球质量大于b 球质量，A 正确.0～t 1时间内，两小球相向运动，距离越来越小，t1～t2时间内两小球运动方向相同，但a小球速度大，两小球的距离继续减小，t2时刻两小球距离最小，B错误，C正确．t1～t3时间内b球所受排斥力方向始终与运动方向相同，D错误．7．如图所示，光滑的水平地面上有三块木块a、b、c，质量均为m，a、c之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F作用在b上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动．则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是( )A．无论粘在哪块木块上面，系统的加速度都不变B．若粘在a木块上面，绳的张力减小，a、b间摩擦力不变C．若粘在b木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小D．若粘在c木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力一定都增大解析：选CD.将a、b、c看做一个整体，对整体受分力析，整体受力不变，但整体的质量增大，根据牛顿第二定律得整体加速度减小，A错误；如果粘在a上，对c受力分析，绳的拉力就是c受到的合力，根据牛顿第二定律得c受到的拉力减小；对b受力分析，水平恒力F和a对b的摩擦力的合力即为b受到的合力，根据牛顿第二定律得b受到的合力减小，故a、b间摩擦力增大，B错误；如果粘在b上，对c受力分析，绳的拉力即为c受到的合力，根据牛顿第二定律得c受到的拉力减小，对a、c整体受力分析，b对a的摩擦力即为两者的合力，根据牛顿第二定律得a、c整体受到的合力减小，故b对a的摩擦力减小，C 正确；如果粘在c上，对b受力分析，水平恒力F减去a对b的摩擦力即为b受到的合力，根据牛顿第二定律得b受到的合力减小，故a、b间的摩擦力增大，对a受力分析．b对a 的摩擦力减去绳的拉力即为a受到的合力，根据牛顿第二定律得a受到的合力减小，说明绳的拉力增大，D正确．8．如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tan θ，则图中能客观地反映小木块的运动情况的是( )解析：选BD.小木块刚放上之后的一段时间内所受摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律可得：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，小木块与传送带同速后，因μ＜tan θ，小木块将继续向下加速运动，此时有：mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，有a 1＞a 2，故B 、D 正确，A 、C 错误．二、非选择题(共4小题，52分)9．(10分)在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如下图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用m 表示，盘及盘中重物的总质量用m 0表示，小车的加速度可由打点计时器打在纸带上的点计算出．(1)当m 与m 0的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中重物的重力．(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中重物的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地确定出加速度a 与质量m 的关系，应该作a 与__________的图象．(3)如图(a)为甲同学根据测量数据作出的a －F 图线，说明实验存在的问题是________________________________________________．(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a －F 图线如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？______________________解析：从实验原理入手，对照本实验的操作要求，弄清各图象的物理意义，讨论实验中处理数据的方法．(1)当m ≫m 0时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中重物的总重力．(2)因由实验画的a －m 图线是一条曲线，难以判定它所对应的函数式，从而难以确定a与m 的定量关系，所以在实验中应作a －1m图象而不是a －m 图象来分析实验结果． (3)图(a)为甲同学根据测量数据作出的a －F 图线，图线没有过原点，而是与F 轴交于一点，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a －F 图线，两图线的斜率不同，说明两个同学做实验时的小车及车中砝码的质量不同．答案：(1)m ≫m 0 (2)1m(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (4)小车及车中砝码的质量不同10．(12分)为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d ，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F 大小等于力传感器的示数．让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t ，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次．得到下列表格中5组数据.(1)若测得两光电门之间距离为d ＝0.5 m ，运动时间t ＝0.5 s ，则a ＝________ m/s 2；(2)依据表中数据在坐标纸上画出a ­F 图象．(3)由图象可得滑块质量m ＝________ kg ，滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________(g 取10 m/s 2)解析：(1)滑块在两个光电门之间从静止开始做匀加速直线运动，d ＝12at 2，代入距离和时间得加速度a ＝2d t 2＝2×0.50.52 m/s 2＝4.0 m/s 2. (2)描点作图，注意根据牛顿第二定律F －μmg ＝ma ，所以a ­F 是一条倾斜的直线．而且由于摩擦力，所以不过原点．(3)根据牛顿第二定律可得a ＝1m F －μg ，即a ­F 图象斜率表示1m ＝4－11.5－0.76，整理得m ＝0.25 kg ，当加速度等于0时，则有0＝1mF －μg ＝4×0.5－10μ，整理得μ＝0.2.答案：(1)4.0 (2)图象如下 (3)0.25 0.211．(15分) 如图是某同学的航模飞机，操作遥控器使飞机起飞时，飞机受到空气竖直向上的恒定推动力，大小是重力的43倍．一次试飞中，让飞机由静止从地面竖直上升，3 s 末关闭发动机．(忽略空气阻力，取重力加速度g ＝10 m/s 2)(1)此飞机最高可上升到距地面多高处？(2)关闭发动机多长时间后重新启动，才能使飞机恰好安全落地？解析：(1)飞机加速上升阶段，由牛顿第二定律可得：F －mg ＝ma 1解得：a 1＝13g 3 s 末的速度为v 1＝a 1t 1＝10 m/s上升的高度为h 1＝12a 1t 21＝15 m 减速上升阶段有a 2＝g上升的高度为h 2＝v 212g＝5 m 故总上升的高度为H ＝h 1＋h 2＝20 m(2)设飞机上升到最高点后经过时间Δt 启动发动机，再经Δt ′飞机安全落地，则由运动学公式可得：v ＝g Δt ＝13g Δt ′12g (Δt )2＋12×13g (Δt ′)2＝H 解得：Δt ＝1 s ，Δt ′＝3 s关闭发动机后上升的时间为t 2＝v 1g＝1 s故关闭发动机后经过t ＝Δt ＋t 2＝2 s ，重新启动发动机，飞机安全落地．答案：(1)20 m (2)2 s12．(15分)如图所示，薄板A 长L ＝5 m ，其质量M ＝5 kg ，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐．在A 上距右端s ＝3 m 处放一物体B (可看成质点)，其质量m ＝2 kg.已知A 、B 间动摩擦因数μ1＝0.1，A 与桌面间和B 与桌面间的动摩擦因数均为μ2＝0.2，原来系统静止．现在在板的右端施加一大小一定的水平力F 持续作用在A 上直到将A 从B 下抽出才撤去，且使B 最后停于桌的右边缘．求：(1)B 运动的时间；(2)力F 的大小．解析：(1)对于B ，在未离开A 时，其加速度为：a B 1＝μ1mg m＝1 m/s 2 设经过时间t 1后B 离开A ，离开A 后B 的加速度为：a B 2＝－μ2mg m＝－2 m/s 2 设物体B 离开A 时的速度为v B ，则v B ＝a B 1t 112a B 1t 21＋v 2B －2a B 2＝s ， 代入数据解得t 1＝2 s ，t 2＝v B －a B 2＝1 s ，所以B 运动的时间是：t ＝t 1＋t 2＝3 s. (2)设A 的加速度为a A ，则根据相对运动的位移关系得12a A t 21－12a B 1t 21＝L －s 解得：a A ＝2 m/s 2，由牛顿第二定律得 F －μ1mg －μ2(m ＋M )g ＝Ma A ，代入数据得：F ＝26 N.答案：(1)3 s (2)26 N。

高中物理第三章牛顿运动定律章末过关检测业（含解析）教科版必修1章末过关检测(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共8小题，1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题，每小题6分，共48分)1．关于力、运动状态及惯性，下列说法正确的是( )A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因B．一个运动的物体，如果不再受力，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C．伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去D．车速越大，刹车后滑行的距离越长，所以惯性越大解析：伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故A错误．一个运动的物体，它总会逐渐停下来，是因为物体受到了摩擦力，如果不受力，物体会永远运动下去，故B错误．伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去，故C正确．惯性只与质量有关，与速度无关，故D错误．答案：C2．如图所示，小明在做双脚跳台阶的健身运动，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )A．小明在下降过程中(未着地)处于失重状态B．小明起跳以后在上升过程中处于超重状态C．小明落地时地面对他的支持力小于他的重力D．起跳过程地面对小明的作用力就是他对地面的作用力解析：超重还是失重要看加速度方向，若加速度方向向上即为超重，若加速度方向向下即为失重．小明在下降过程中因加速度向下，故失重，A正确；起跳以后的上升过程中加速度也向下，也是失重，B错误；小明落地时因减速下降，加速度向上，所以是超重，地面对他的支持力大于他的重力，C错误；起跳过程中地面对小明的作用力与他对地面的作用力是一对作用力与反作用力，不是同一个力，D错误．答案：A3．如图所示，BC为固定在小车上的水平横杆，质量为M的物块穿在杆上，靠摩擦力保持相对静止，物块通过轻细线悬吊着一个质量为m的小铁球，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而物块、小铁球均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大，物块始终和小车保持相对静止，当加速度增大到2a时( )A．横杆对物块的摩擦力增大到原来的2倍B．横杆对物块的弹力变大C．细线与竖直方向的夹角增大到原来的2倍D．细线的拉力增大到原来的2倍解析：取物块和小铁球为一整体，进行受力分析，竖直方向上横杆对整体的支持力和整体所受的重力平衡，有N＝(M＋m)g，水平方向上，根据牛顿第二定律有f＝(M＋m)a，其中f表示横杆对物块的摩擦力，当加速度增大到2a后，横杆对物块的支持力保持不变，而横杆对物块的摩擦力增大到原来的2倍，选项A正确，B错误；隔离小铁球，以小铁球为研究对象，细线拉力的竖直分力与小铁球所受的重力平衡，细线拉力的水平力使小铁球产生加速度，当加速度增大到2a时，拉力的竖直分力不变，水平分力变为原来的2倍，故选项C、D错误．答案：A4．某人在地面上用体重计称得其体重为490 N．他将体重计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内体重计的示数如图所示，则电梯运行的v­t图像可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )解析：t0～t1时间段内，人失重，应向上减速或向下加速，B、C错；t1～t2时间段内，人匀速或静止；t 2～t 3时间段内，人超重，应向上加速或向下减速，A 对，D 错． 答案：A5．如图所示，质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB 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 ．0 B.233g C ．gD.33g 解析：未撤离木板时，小球受重力G 、弹簧的拉力F 和木板的弹力N 的作用处于静止状态，通过受力分析可知，木板对小球的弹力大小为233mg .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 ，合力与木板提供的弹力大小相等，方向相反，故可知加速度的大小为233g ，由此可知B 正确．答案：B6．如图所示，中国三一重工的一台62米长的泵车，参与某次消防救火冷却作业，对泵车在水平面路面上以加速度a 做匀加速运动的过程，下列分析正确的是( )A ．泵车受到的重力和泵车对地面的压力是一对平衡力B ．轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车对地面的摩擦力C ．开车时要求系安全带是为了减小司机的惯性D ．若泵车发动机的牵引力增为原来的2倍时，泵车的加速度将大于2a解析：泵车受到的重力和泵车对地面的压力的受力物体不同，不可能是一对平衡力，故A 错误；轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加摩擦力，故B 正确；惯性的量度是质量，系安全带不会改变司机的质量，故C 错误；牵引力增为原来的2倍，阻力不变，所以加速度大于2a ，故D 正确． 答案：BD7．如图所示，置于水平地面上的相同材料的质量分别为m 和m 0的两物体用细绳连接，在m 0上施加一水平恒力F ，使两物体做匀加速直线运动，对两物体间细绳上的拉力，下列说法正确的是( )A．地面光滑时，绳子拉力大小等于mFm0＋mB．地面不光滑时，绳子拉力大小等于mFm0＋mC．地面不光滑时，绳子拉力大于mF m0＋mD．地面不光滑时，绳子拉力小于mF m0＋m解析：地面光滑时，将两物体看成一个整体，则由牛顿第二定律可得：F＝(m＋m0)a，对m分析可得：T＝ma，联立解得：T＝mFm＋m0；当地面不光滑时，将两者看成一个整体，可得F－μ(m＋m0)g＝(m＋m0)a，对m分析可得：T－μmg＝ma，联立可得T＝mFm＋m0，故A、B正确．答案：AB8．如图所示为运送粮袋的传送装置，已知A、B间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋轻放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，以下说法正确的是( )A．粮袋到达B点的速度可能大于、可能相等或小于vB．粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动C．若μ＜tan θ，则粮袋从A到B一直做加速运动D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a＞g sin θ解析：粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v，故A正确．粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmg cos θ，根据牛顿第二定律得，加速度a＝g(sin θ＋μcos θ)，故B错误．若μ＜tan θ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下，粮袋从A到B一直是做加速运动，可能是一直以g(sin θ＋μcos θ)的加速度匀加速；也可能先以g(sin θ＋μcos θ)的加速度匀加速，后以g(sin θ－μcos θ)的加速度匀加速，故C正确．由以上分析可知，粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动，故D错误．答案：AC二、非选择题(本题共4小题，共52分)9．(12分)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线P 、Q ，并测出其间距d .开始时将木块置于P 处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F 0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F ，然后释放木块，并用秒表记下木块从P 运动到Q 处的时间t .(1)木块的加速度可以用d 和t 表示为a ＝________.(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a 与弹簧秤示数F 的关系．下图中能表示该同学实验结果的是________．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________． A ．可以改变滑动摩擦力的大小 B ．可以更方便地获取更多组实验数据 C ．可以更精确地测出摩擦力的大小 D ．可以获得更大的加速度以提高实验精度 解析：(1)由d ＝12at 2可得：a ＝2dt 2.(2)由牛顿第二定律可知F －F 0＝ma ，得a ＝1m F －F 0m，当F >F 0时，木块才产生加速度．随着继续向瓶中加水，矿泉水的质量不断增加，矿泉水瓶的质量不能远小于木块的质量，则图像出现弯曲，C 选项正确．(3)挂钩码的方法不能连续改变细绳拉力大小，因此不能准确测出摩擦力的大小，也不利于获得多组测量数据，故B 、C 正确． 答案：(1)2dt2 (2)C (3)BC10．(12分)如图所示，有一长度x ＝1 m 、质量M ＝10 kg 的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m ＝4 kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.25，要使物块在2 s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F 是多少？(g 取10 m/s 2)解析：小车和物块的运动情况如图所示，在物块运动到小车右端的过程中，小车发生的位移为x 1，物块发生的位移为x 2，取向右为正，以小车为研究对象，由牛顿第二定律得：μmg ＝Ma 1①由匀变速运动的公式得：x 1＝12a 1t 2②以物块为研究对象，由牛顿第二定律得：F －μmg ＝ma 2③由匀变速运动的公式得：x 2＝12a 2t 2④由题意得：x 2－x 1＝x ⑤由①②③④⑤代入数据得：F ＝16 N. 答案：16 N11．(14分)如图甲所示，质量m ＝1 kg 的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v 成正比，比例系数用k 表示，物体的加速度a 与风速v 的关系如图乙所示．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2.求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ； (2)比例系数k .解析：(1)当v ＝0时，有mg sin θ－μmg cos θ＝ma 0 由题图读出a 0＝4 m/s 2，代入上式解得μ＝g sin θ－a 0g cos θ＝0.25.(2)当v ＝5 m/s 时，加速度为零，有mg sin θ－μN －kv cos θ＝0又N ＝mg cos θ＋kv sin θ 联立以上两式，解得k ＝mg (sin θ－μcos θ)v (μsin θ＋cos θ)≈0.84 kg/s.答案：(1)0.25 (2)0.84 kg/s12．(14分)如图所示，一小轿车从高为10 m 、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在距斜坡底端115 m 的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N ，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104N ，小轿车的质量为2 t ，小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g 取10 m/s 2)．求：(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)解析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得F 1＋mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma 1 代入数据得斜坡上小轿车的加速度a 1＝3 m/s 2由v 21＝2a 1x 1＝2a 1h sin 37°得行驶至斜坡底端时的速度v 1＝10 m/s. (2)在水平地面上加速时F 2－μmg ＝ma 2 代入数据得a 2＝2 m/s 2关闭油门后减速μmg ＝ma 3，代入数据得a 3＝5 m/s 2关闭油门时轿车的速度为v 2，v 22－v 212a 2＋v 222a 3＝x 2 得v 2＝20 m/s ，t ＝v 2－v 1a 2＝5 s 即在水平地面上加速的时间不能超过5 s. 答案：(1)10 m/s (2)5 s。