秋高中物理第4章牛頓運動定律學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測新人教版必修1

第四章牛頓運動定律學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每題4分，共40分，在每題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項切合題目要求，第7～10小題有多個選項切合題目要求，所有選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(江西省鷹潭市2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期末)高蹺運動是一項新式運動，圖甲為彈簧高蹺。當(dāng)人抓住扶手使勁蹬踏板壓縮彈簧后，人就向上彈起，從而帶動高蹺跳躍，如圖乙。則以下說法正確的選項是導(dǎo)學(xué)號1321411(A)A．人向上彈起過程中，先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)B．人向上彈起過程中，踏板對人的作使勁大于人對踏板的作使勁C．彈簧壓縮到最低點時，高蹺對人的作使勁等于人的重力D．彈簧壓縮到最低點時，高蹺對地的壓力等于人和高蹺的總重力分析：A項，人向上彈起過程中，人應(yīng)當(dāng)經(jīng)歷了先加快后減速的過程，因此先有向上的加快度，后有向下的加快度，故A項正確。B項，踏板對人的作使勁與人對踏板的作使勁是一對互相作使勁，依據(jù)牛頓第三定律，兩者大小一直相等，故B項錯誤。C項，彈簧壓縮到最低點時，人有豎直向上的加快度，依據(jù)牛頓第二定律，可知高蹺對人的作使勁大于人的重力，故C項錯誤。D項，同理以高蹺和人的系統(tǒng)為研究對象，彈簧壓縮到最低點時，依據(jù)牛頓第二定律，地對高蹺的壓力大于人和高蹺的總重力，再依據(jù)牛頓第三定律，可知高蹺對地的壓力大于人和高蹺的總重力，故D項錯誤。2.如下圖，總質(zhì)量為460kg的熱氣球，從地面剛開始豎直上漲時的加快度為0.5m/s2，當(dāng)熱氣球上漲到180m時，以5m/s的速度向上勻速運動。若走開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上漲過程中熱氣球總質(zhì)量不變，重力加快度g＝10m/s2。對于熱氣球，以下說法正確的是導(dǎo)學(xué)號1321411(A)A．所受浮力大小為4830NB．加快上漲過程中所受空氣阻力保持不變C．從地面開始上漲10s后的速度大小為5m/sD．以5m/s勻速上漲時所受空氣阻力大小為400N分析：由牛頓第二定律，所受浮力為F，則F－mg＝ma，F(xiàn)＝m(g＋a)＝460×(10＋0.5)N＝4830N，A正確；加快上漲過程中速度增大，受空氣阻力增大，B錯誤；氣球開始加快度為0.5m/s2，今后加快度將變化，沒法確立10s時氣球速度，C錯誤；勻速上漲時F－mg－f＝0，空氣阻力f＝－＝(4830－460×10)N＝230N，D錯誤。Fmg3.(江西省南昌八一中學(xué)、洪都中學(xué)等六校2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如下圖，一串(3個)紅燈籠在水平風(fēng)力的吹動下發(fā)生傾斜，懸掛繩與豎直方向的夾角為30°，設(shè)每個紅燈籠的質(zhì)量均為m，繩索質(zhì)量不計，則自上往下數(shù)第一個紅燈籠對第二個紅燈籠的拉力大小為導(dǎo)學(xué)號1321411(D)23B．2mgA.mg343C．4mgD.3mg分析：以下邊兩個燈籠作為整體為研究對象，進行受力剖析，如圖：豎直方向：Tcos30°＝2mg得：2mg43T＝cos30°＝3mg，應(yīng)選D。4．(哈爾濱師大附中2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖1所示，在粗拙程度到處相同的水平川面上，物塊在水平向右的力F作用下由靜止開始運動。運動的速度v與時間t2的關(guān)系如圖2所示，由圖象可知導(dǎo)學(xué)號1321411(C)A．在2s～4s內(nèi)，力F＝0B．在4s～6s內(nèi)，力＝0FC．在0～2s內(nèi)，力F漸漸變小D．在0～2s內(nèi)，力F漸漸增大分析：在2s～4s內(nèi)，物體做勻速直線運動，拉力與滑動摩擦力均衡，不為零，故A錯誤；在4s～6s內(nèi)，物體勻減速行進，拉力可能不為零，但必定小于摩擦力，故B錯誤；在0～2s內(nèi)，加快度漸漸變小，依據(jù)牛頓第二定律，有：F－μmg＝ma故拉力F漸漸減小，故C正確，D錯誤，應(yīng)選C。5．(山東省東營市2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期檢測)如下圖，質(zhì)量不等的木塊A和B的質(zhì)量分別為m和m，置于圓滑的水平面上。當(dāng)水平力F作用于左端A上，兩物體一同做12勻加快運動時，、B間作使勁大小為1。當(dāng)水平力F作用于右端B上，兩物體一同做勻加AF速運動時，A、B間作使勁大小為F，在兩次作用過程中導(dǎo)學(xué)號1321411(D)2A．F1＋F2<FB．F1＋F2>F12FmC．F＝FD.12＝m1F2分析：對兩種狀況均進行整體剖析，整體的加快度都為a＝F，隔絕剖析，第一種1＋2mm狀況，A對B的作使勁為F1＝m2a＝m2Fm1F，第二種狀況，A對B的作使勁為F2＝m1a＝，1212則有在兩次作用過程中，1＋2＝，F(xiàn)1m2＝，D正確。FFFFm216.如下圖，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的圓滑細(xì)桿，每根桿上套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)分別從a、b、c處開釋(初速為0)，用t1、t2、t3挨次表示各滑環(huán)抵達(dá)d所用的時間，則導(dǎo)學(xué)號1321411(D)3A．t1<t2<t3B．t1>t2>t3C．t3>t1>t2D．t1＝t2＝t3分析：小滑環(huán)下滑過程中受重力和桿的彈力作用，下滑的加快度可以為是由重力沿斜面方向的分力產(chǎn)生的，設(shè)軌跡與豎直方向夾角為θ，由牛頓第二定律知mgcosθ＝ma①設(shè)圓心為，半徑為，由幾何關(guān)系得，滑環(huán)由開始運動至d點的位移＝2cosθ②ORxR12由運動學(xué)公式得x＝2at③R由①②③聯(lián)立解得t＝2g小圓環(huán)下滑的時間與細(xì)桿的傾斜狀況沒關(guān)，故t1＝t2＝t3。7．(湖南省湘潭一中、雙峰一中、邵東一中2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期聯(lián)賽)以下是必修1課本中四幅插圖，對于這四幅插圖以下說法正確的選項是導(dǎo)學(xué)號1321411(BC)A．甲圖中學(xué)生從起立到站直的過程中，體重計的示數(shù)先減小后增大B．乙圖中賽車的質(zhì)量較小，卻安裝著牽引力很大的發(fā)動機，目的是獲取很大的加快度C．丙圖中海豚的身體呈流線型，能夠減小海豚運動中的阻力D．丁圖中運動員推開冰壺后，冰壺在冰面做勻速直線運動分析：中學(xué)生從起立到站直經(jīng)歷了從超重到失重的過程，A錯；由F＝ma可知B項正確；海豚的流線型身體是為了減小水的阻力，C對；運動員推開冰壺后，冰壺在冰面做減速運動，D錯。8.(山西大學(xué)附中2015～2016學(xué)年高一上學(xué)期期末)如下圖，完整同樣的磁鐵A、B分別位于鐵質(zhì)車廂豎直面和水平面上，A、B與車廂間的動摩擦因數(shù)均為μ，小車靜止時，A恰巧不下滑，現(xiàn)使小車加快運動，(不考慮A、B間互相作使勁)為保證A、B無滑動，則導(dǎo)學(xué)號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：小車靜止時，A恰巧不下滑，因此對A有：mg＝μF引，當(dāng)小車加快運動時，為了保證A不下滑，應(yīng)有F≥F引，加快時加快度必定向左。對B有μ(mg＋F引)＝ma，解得aNm＝(1＋μ)g，故A、D正確，B、C錯誤，應(yīng)選AD。9．如圖a所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端擱置一物體(物體與彈簧不連接)，初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加快運動，拉力F與物體位移x的關(guān)系如圖b所示(g＝10m/s2)，則正確的結(jié)論是導(dǎo)學(xué)號1321411(BC)A．物體與彈簧分別時，彈簧處于壓縮狀態(tài)B．物體的加快度大小為5m/s2C．物體的質(zhì)量為2kgD．彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cm分析：以物體為研究對象，由牛頓第二定律并聯(lián)合圖象得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正確，D錯誤。由題意知，物體與彈簧分別時，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，A錯誤。如下圖，傳遞帶的水平部分長為L，傳動速率為v，在其左端無初速度開釋一小木塊，若木塊與傳遞帶間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左端運動到右端的時間可能是導(dǎo)學(xué)號1321411(ACD)5LvLA.v＋2μgB.v2L2LC.μgD.v分析：因木塊運動到右端的過程不一樣，對應(yīng)的時間也不一樣，若向來勻加快至右端，則L＝1μgt2，可得t＝2L，C正確；若向來加快到右端的速度恰巧與傳遞帶速度v相等，2μg0＋v22則L＝2t，可得t＝v，D正確；若先勻加快到傳遞帶速度v，再勻速到右端，則2μg＋vLvv(t－μg)＝L，可得t＝v＋2μg，A正確；木塊不行能向來勻速至右端，B錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上)11．(6分)(陜西西北大學(xué)附中2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期末)某實驗小組設(shè)計了如圖(a)所示的實驗裝置，經(jīng)過改變重物的質(zhì)量，利用計算機可得滑塊運動的加快度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們在軌道水平易傾斜的兩種狀況下分別做了實驗，獲取了兩條a－F圖線，如圖(b)所示。導(dǎo)學(xué)號1321411(1)圖線__①____是在軌道左邊抬高成為斜面狀況下獲取的(選填“①”或“②”)；滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m＝__0.5____kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝__0.2____。分析：(1)由圖象①可知，當(dāng)F＝0時，a≠0，也就是說當(dāng)繩索上沒有拉力時小車就有加速度，該同學(xué)實驗操作中均衡摩擦力過大，即傾角過大，因此圖線①是在軌道左邊抬高成為斜面狀況下獲取的。F依據(jù)F＝ma得a＝m因此滑塊運動的加快度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)。1因此m＝k＝0.5kg6由圖形b得，在水平軌道上F＝1N時，加快度a＝0，依據(jù)牛頓第二定律得F－μmg＝0解得μ＝0.2。12．(8分)(江西省鷹潭市2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期末)某同學(xué)欲運用牛頓第二定律丈量滑塊的質(zhì)量M，其實驗裝置如圖甲所示，設(shè)計的實驗步驟為：導(dǎo)學(xué)號1321411調(diào)整長木板傾角，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為m0時滑塊恰巧沿木板向下做勻速運動；保持木板傾角不變，撤去鉤碼m0，將滑塊移近打點計時器，而后開釋滑塊，滑塊沿木板向下做勻加快直線運動，并打出點跡清楚的紙帶如圖乙所示(打點計時器的工作頻次為50Hz)。請回答以下問題：①打點計時器在打下D點時滑塊的速度v＝__1.69____m/s；(結(jié)果保存3位有效數(shù)字)D②滑塊做勻加快直線運動的加快度＝__3.88____m/s2；(結(jié)果保存3位有效數(shù)字)a③滑塊質(zhì)量＝__g0____(用字母、0和當(dāng)?shù)刂亓涌於萭表示)。Mamam保持木板傾角不變，掛上質(zhì)量為m(均小于m0)的鉤碼，滑塊沿木板向下勻加快運動，測出滑塊的加快度；多次改變鉤碼的質(zhì)量，分別求出相應(yīng)的加快度。若繩的拉力與所掛鉤碼的重力大小相等，作出a－mg圖象如圖丙所示，則由圖丙可求得滑塊的質(zhì)量M＝__0.200____kg。(取g＝10m/s2，結(jié)果保存3位有效數(shù)字)分析：從圖乙中可知xAB＝5.20cm，xBC＝5.84cm，xCD＝6.45cm，xDE＝7.07cm，xEF＝7.70cm。①相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T＝2×0.02＝0.04s，依據(jù)勻變速直線運動過程中xCE6.45＋7.07－2的中間時刻速度推論可得，vD＝2T＝2×0.04×10m/s＝1.69m/s。xEF＋xDE－xCD－xBC0.0770＋0.0707－0.0645－0.05842＝②依據(jù)逐差法可得a＝2＝4×0.042m/s4T3.88m/s2③滑塊做勻速運動時受力均衡，由均衡條件得0＝sinθ－，撤去0時滑塊做勻加mgMgfm速直線運動時，遇到的合外力F合＝sinθ－，由牛頓第二定律得F合＝，解得＝m0g。MgfMaMa7滑塊做勻速運動時受力均衡，由均衡條件得Mgsinθ－f＝m0g，掛上質(zhì)量為m的鉤碼時滑塊沿木板向下做勻加快直線運動，遇到的合外力為′合＝sinθ－－，由牛頓第FMgfmg二定律得′合＝，解得＝m－m，由圖丙所示圖象可知＝1＝3.5－2.5＝5，解得＝FMaa0gkMgM0.20MM0.200kg。三、闡述、計算題(此題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必需的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不可以得分，有數(shù)值計算的題，答案中一定明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)如下圖，固定圓滑細(xì)桿與地面成必定傾角，在桿上套有一個圓滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運動，推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如下圖，取重力加快度g＝10m/s2。求：導(dǎo)學(xué)號1321411小環(huán)的質(zhì)量m；細(xì)桿與地面間的傾角α。答案：(1)1kg(2)30°分析：由v－t圖象可解得：av121－sinα＝＝m/s，前2s內(nèi)，由牛頓第二定律得：t2Fmg＝ma2s后知足：F＝sinα代入數(shù)據(jù)解得：＝1kg，α＝30°。214．(11分)研究表示，一般人的剎車反響時間(圖甲中“反響過程”所用時間)t0＝0.4s，但喝酒會致使反響時間延伸。在某次試驗中，志愿者少許喝酒后駕車以v0＝72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)狀況到汽車停止，行駛距離L＝39m，減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動。重力加快度的大小g取10m/s2。求：導(dǎo)學(xué)號1321411減速過程汽車加快度的大小及所用時間；喝酒使志愿者的反響時間比一般人增添了多少；8減速過程汽車對志愿者作使勁的大小與志愿者重力大小的比值。答案：(1)8m/s22.5s(2)0.3s(3)415分析：(1)設(shè)減速過程中汽車加快度的大小為a，所用時間為t，由題可得初速度v0＝20m/s，末速度v＝0，位移s＝25m，由運動學(xué)公式v2v0t0聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得a＝8m/s2，t＝2.5s。(2)設(shè)志愿者反響時間為t′，反響時間的增添量為t，由運動學(xué)公式得L＝v0t′＋s，t＝t′－t0。聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)得t＝0.3s。(3)設(shè)志愿者所受合外力的大小為F，汽車對志愿者作使勁的大小為F0，志愿者質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得F＝ma，由平行四邊形定章得222F0＝F＋(mg)。F041聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得＝。15．(12分)如下圖，一小轎車從高為10m、傾角為37°的斜坡頂端從靜止開始向下行駛，當(dāng)小轎車抵達(dá)底端時進入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，發(fā)動機在斜坡上產(chǎn)生的牽引力為2×103N，在水平川面上浮理油門后，發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力為1.4×104N，小轎車的質(zhì)量為2t,小轎車與斜坡及水平川面間的動摩擦因數(shù)均為0.5(g取10m/s2)。求：導(dǎo)學(xué)號1321411小轎車行駛至斜坡底端時的速度；為使小轎車在水平川面上行駛而不掉入池塘，在水平川面上加快的時間不可以超出多少？(轎車內(nèi)行駛過程中不采納剎車裝置)答案：(1)10m/s(2)5s分析：(1)小轎車在斜坡上行駛時，由牛頓第二定律得F1＋mgsin37°－μmgcos37°＝ma1代入數(shù)據(jù)得斜坡上小轎車的加快度a1＝3m/s22由v1＝2a1x1＝2a1h/sin37°得行駛至斜坡底端時的速度v1＝10m/s。在水平川面上加快時F2－μmg＝ma2代入數(shù)據(jù)得a2＝2m/s292封閉油門后