2020-2021學(xué)年高中物理新教材魯科版必修第一冊(cè)章末綜合測(cè)評(píng)5　牛頓運(yùn)動(dòng)定律 Word版含解析

1、章末綜合測(cè)評(píng)(五)牛頓運(yùn)動(dòng)定律(時(shí)間：90分鐘分值：100分)1(4分)如圖所示，一人站在電梯中的體重計(jì)上隨電梯一起運(yùn)動(dòng)用w表示電梯勻速上升時(shí)體重計(jì)的示數(shù)，w1和w2分別表示電梯以大小為a的加速度加速上升和減速上升時(shí)體重計(jì)的示數(shù)，則()aw2<w<w1bw1<w<w2cw<w1w2dw>w1w2a當(dāng)電梯勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，wfnmg；當(dāng)電梯以大小為a的加速度加速上升時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律fn1mgma，得fn1m(ga)，w1fn1m(ga)，當(dāng)電梯以大小為a的加速度減速上升時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律mgfn2ma，得fn2m(ga)，w2fn2m(ga)，故w2<w

2、<w1，即a正確，b、c、d錯(cuò)誤2(4分)如圖甲所示，地面上有一質(zhì)量為m的重物，用力f向上提它，由力f變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，則下列說法中不正確的是()甲乙a當(dāng)f小于圖中a點(diǎn)值時(shí)，物體的重力mgf，物體不動(dòng)b圖中a點(diǎn)值即為物體的重力值c物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度和力f成正比d圖線延長(zhǎng)和縱軸的交點(diǎn)b的數(shù)值等于該地的重力加速度c當(dāng)0fmg時(shí)，物體靜止，選項(xiàng)a正確；當(dāng)fmg時(shí)，即能將物體提離地面，此時(shí)fmgma，ag，a點(diǎn)表示的意義為fmg，選項(xiàng)b正確；由圖像知，a與f是線性關(guān)系，不是正比關(guān)系，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由ag關(guān)系式可知，f0時(shí)ag，選項(xiàng)d正確3(4分)如圖所示，桌面上有一光

3、滑的木塊，木塊上有一小球，快速向右推動(dòng)木塊，小球的位置可能在桌面上的哪點(diǎn)()aa點(diǎn)bb點(diǎn)co點(diǎn)d無法確定c小球具有慣性，要保持原來的狀態(tài)，在水平方向上不受摩擦力的作用，在重力的作用下，落在o點(diǎn)，故選c.4(4分)雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時(shí)空氣對(duì)其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如圖所示的圖像可以正確反映出雨滴下落運(yùn)動(dòng)情況的是()abcdc對(duì)雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mgffma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在v­t圖像中其斜率變小，故選項(xiàng)c正確5(4分)如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊a和b之間用輕彈簧相連，在拉力f作用下，以

4、加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻突然撤去拉力f，此時(shí)a和b的瞬時(shí)加速度分別為a1和a2，則()aa1a20ba1a，a20ca1a，a2ada1a，a2ad兩物體在光滑的水平面上一起以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力f彈m1a，在力f撤去的瞬間，彈簧的彈力來不及改變，大小仍為m1a，因此對(duì)a此時(shí)，加速度仍為a，對(duì)b物體，取向右為正方向，m1am2a2，a2a，所以d項(xiàng)正確6(4分)在水平地面上運(yùn)動(dòng)的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車廂通過一根輕質(zhì)彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m2的小球某段時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向的夾角為，在這段時(shí)間內(nèi)木塊與車廂保

5、持相對(duì)靜止，如圖所示不計(jì)木塊與車廂底部的摩擦力，則在這段時(shí)間內(nèi)彈簧的形變?yōu)?)a壓縮量為tan b伸長(zhǎng)量為tan c壓縮量為d伸長(zhǎng)量為b設(shè)小車的加速度為a，分析m2的受力情況可得m2gtan m2a，得agtan ，再對(duì)m1應(yīng)用牛頓第二定律，得kxm1a，得xtan ，因a的方向向左，故彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，b正確7(4分)沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力f的作用，其下滑的速度時(shí)間圖線如圖所示已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)，在05 s、510 s、1015 s內(nèi)f的大小分別為f1、f2和f3，則()af1f2bf2f3cf1f3df1f3a對(duì)物體的受力分析如圖所示根據(jù)v­

6、;t圖像可以知道，在05 s內(nèi)加速度為a10.2 m/s2，方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律：mgsin ff1ma1，則f1mgsin f0.2m；在510 s內(nèi)，加速度a20，根據(jù)牛頓第二定律：mgsin ff2ma2，則f2mgsin f；在1015 s內(nèi)加速度為a30.2 m/s2，方向沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律：ff3mgsin ma3，則：f3mgsin f0.2m.故可以得到：f3f2f1，故選項(xiàng)a正確8(6分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，保持小車的質(zhì)量不變，改變小車所受的作用力，測(cè)得的數(shù)據(jù)見下表組別12345f/n1.02.03.04.05.0a/(m·

7、;s2)0.400.831.181.582.00(1)如圖所示的坐標(biāo)紙上已描出了部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上描出第2、4組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出a­f圖像(2)由所作圖線可以得到結(jié)論：在質(zhì)量一定的情況下，加速度a與作用力f成_比(3)當(dāng)研究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持_不變，改變小車的質(zhì)量來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析(1)如圖所示，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，連線時(shí)注意舍棄誤差較大的點(diǎn)，不在圖線上的點(diǎn)要均勻分布在圖線兩側(cè)(2)由(1)所作圖線是一條過原點(diǎn)的傾斜直線，所以可以判斷加速度a和作用力f成正比(3)本實(shí)驗(yàn)過程采用了控制變量法的思想，在研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保持物體所受的作用力不

8、變答案(1)見解析(2)正(3)小車所受作用力9(10分)某飛機(jī)場(chǎng)利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運(yùn)送到飛機(jī)上，傳送帶與地面的夾角30°，傳送帶兩端a、b的距離l10 m，傳送帶以v5 m/s的恒定速度勻速向上運(yùn)動(dòng)在傳送帶底端a輕放上一質(zhì)量m5 kg的貨物，貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù).求貨物從a端運(yùn)送到b端所需的時(shí)間(g取10 m/s2)解析以貨物為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得mgcos 30°mgsin 30°ma解得a2.5 m/s2貨物勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t12 s貨物勻加速運(yùn)動(dòng)位移x1at5 m然后貨物做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移x2lx15 m勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t21 s貨

9、物從a到b所需的時(shí)間tt1t23 s.答案3 s10(10分)如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過定滑輪分別與物塊a、b相連，細(xì)繩處于伸直狀態(tài)，物塊a和b的質(zhì)量分別為ma8 kg和mb2 kg，物塊a與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，物塊b距地面的高度h0.15 m，桌面上部分的繩足夠長(zhǎng)現(xiàn)將物塊b從h高處由靜止釋放，直至a停止運(yùn)動(dòng)求a在水平桌面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(g取10 m/s2)解析b落地前，以b為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得mbgtmba1，同理，以a為研究對(duì)象，tfmaa1，namag0，且fna解得a11.2 m/s2b落地前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移ha1t，

10、解得t10.5 s勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度va1t10.6 m/sb落地后，a在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，由fmaa2得a2g1 m/s2a做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t20.6 sa在水平桌面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tt1t21.1 s.答案1.1 s11(4分)(多選)“天宮二號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，里面所有物體都處于完全失重狀態(tài)，則在其中可以完成下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)()a水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度b做托里拆利實(shí)驗(yàn)c驗(yàn)證阿基米德原理d用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)驗(yàn)證牛頓第三定律ad物體處于完全失重狀態(tài)，與重力有關(guān)的一切物理現(xiàn)象都消失了托里拆利實(shí)驗(yàn)用到了水銀的壓強(qiáng)，由于pgh與重力加速度g有關(guān)，故該實(shí)驗(yàn)不能完成；阿基米德原理中的浮力fgv排也與重力加速

11、度g有關(guān)，故該實(shí)驗(yàn)也不能完成；水銀溫度計(jì)測(cè)溫度利用了液體的熱脹冷縮原理，彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力與重力無關(guān)故能完成的實(shí)驗(yàn)是a、d.12(4分)(多選)如圖所示，a、b兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上a、b間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，b與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.現(xiàn)對(duì)a施加一水平拉力f，則()a當(dāng)f2mg時(shí)，a、b都相對(duì)地面靜止b當(dāng)fmg時(shí)，a的加速度為gc當(dāng)f3mg時(shí)，a相對(duì)b滑動(dòng)d無論f為何值，b的加速度不會(huì)超過gbcd由題意可知a、b間的最大靜摩擦力ff1·2mg，b與地面間的最大靜摩擦力ff2·3mg，所以當(dāng)f逐漸增大至?xí)r，b與地

12、面間先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；f繼續(xù)增大，a、b間摩擦力也逐漸增大，當(dāng)a、b間摩擦力增大至2mg時(shí)，a、b恰要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)對(duì)b：ff1ff2ma，可以解得ag；對(duì)a：fff12ma，解得f3mg，c項(xiàng)正確；f繼續(xù)增大，b受到兩個(gè)不變的滑動(dòng)摩擦力，加速度始終為g，d項(xiàng)正確；當(dāng)fmg，a、b正在一起勻加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)整體：fff23ma，解得ag，b正確13(4分)(多選)如圖所示，在建筑工地上一建筑工人兩手對(duì)稱用水平力將兩長(zhǎng)方形水泥制品p和q夾緊，并以加速度a豎直向上搬起，p和q的質(zhì)量分別為2m和3m，水平力為f，p和q間動(dòng)摩擦因數(shù)為，兩手與p和q間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，在此過程中()ap受到q的

13、摩擦力方向一定豎直向下bp受到q的摩擦力大小為2fcp受到q的摩擦力大小為0.5m(ga)dp受到q的摩擦力大小為1.5m(ga)ac設(shè)每只手與水泥制品的摩擦力大小均為f1，設(shè)p受到q的摩擦力大小為f2、方向豎直向上對(duì)p、q整體及p分別應(yīng)用牛頓第二定律有2f15mg5ma，f1f22mg2ma，聯(lián)立解得f20.5m(ga)，負(fù)號(hào)說明p受到q的摩擦力方向向下，a、c正確14(4分)(多選)如圖所示，在光滑水平地面上，水平外力f拉動(dòng)小車和木塊一起做無相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)小車質(zhì)量為m，木塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，木塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則在這個(gè)過程中，木塊受到的摩擦力大小是()amg bc(m

14、m)gdmabd木塊與小車無相對(duì)滑動(dòng)，故a相同，對(duì)木塊、小車整體f(mm)a，故a.木塊與整體加速度相同也為a，對(duì)木塊由牛頓第二定律得：fma，即f，故b、d正確15(4分)(多選)放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力f的作用，f的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示取重力加速度g10 m/s2.由此兩圖像可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為()am0.5 kgbm1.5 kgc0.4d0.2ac由f­t圖和v­t圖可得，物塊在2 s到4 s內(nèi)所受外力f13 n，物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，a m/s22 m/s2，f1fma，

15、即310m2m物塊在4 s到6 s所受外力f22 n，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則f2f，f2mg，即10m2.由解得m0.5 kg，0.4，故選項(xiàng)a、c正確16(6分)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(1)(多選)下列做法正確的是_(填字母代號(hào))a調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行b在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上c實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源d通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度(2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼

16、的總質(zhì)量_(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量(3)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力f的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為甲、乙，由圖可知，m甲_m乙，甲_乙(均選填“大于”“小于”或“等于”)解析(1)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，牽引木塊的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行；平衡摩擦力時(shí)應(yīng)不掛砝碼桶；對(duì)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，應(yīng)先接通電源，再放開木塊；平衡摩擦力后，改變木塊上砝碼的質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力選項(xiàng)a、d正確，選項(xiàng)b

17、、c錯(cuò)誤(2)設(shè)木塊的質(zhì)量為m，砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，有a，牽引小車的拉力fma.要使fmg，則mmm，即要求mm.(3)對(duì)于木塊，根據(jù)牛頓第二定律，得ag，故a­f圖像的斜率反映了木塊質(zhì)量的倒數(shù)有，所以m甲m乙當(dāng)f0時(shí)，ag，即a­f圖像在a軸上的截距為g，所以甲g乙g，即甲乙答案(1)ad(2)遠(yuǎn)小于(3)小于大于17(10分)美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)五名學(xué)習(xí)航空航天工程的大學(xué)生搭乘nasa的飛艇參加了“微重力學(xué)生飛行機(jī)會(huì)計(jì)劃”，飛行員將飛艇開到6 000 m的高空后，讓其由靜止開始下落，以模擬一種微重力的環(huán)境，下落過程中飛艇所受空氣阻力僅為其重力的0.

18、04倍，這樣持續(xù)25 s之久，大學(xué)生們就可以進(jìn)行微重力影響的實(shí)驗(yàn).25 s之后，飛艇向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，若要求飛艇在離地面高度500 m時(shí)速度要減小為零，重力加速度g取10 m/s2，試計(jì)算：(1)飛艇在25 s內(nèi)所下落的高度；(2)飛艇做勻減速運(yùn)動(dòng)的過程中，飛艇的加速度大小解析(1)設(shè)飛艇在25 s內(nèi)下落的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律可得：mgfma1解得：a1 m/s29.6 m/s2所以飛艇在25 s內(nèi)下落的高度為h1a1t23 000 m.(2)25 s后，飛艇將做勻減速運(yùn)動(dòng)，開始減速時(shí)飛艇的速度va1t9.6×25 m/s240 m/s減速運(yùn)動(dòng)下落的高度h26 000 m3 000 m500 m2 500 m減速運(yùn)動(dòng)時(shí)飛艇的加速度大小a211.52 m/s2.答案(1)3 000 m(2)11.52 m/s218(10分)一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊，在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖甲所示t0時(shí)刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t1 s時(shí)木板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短)碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過程中