2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章牛頓運(yùn)動(dòng)定律測(cè)評(píng)含解析魯科版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE1第5章測(cè)評(píng)(時(shí)間:60分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每個(gè)小題中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)1.下列說法中正確的是()A.人走路時(shí),地對(duì)腳的向上的作用力大于腳蹬地的向下的作用力B.拔河時(shí),勝方對(duì)繩子的作用力大于敗方對(duì)繩子的作用力C.物體A靜止在物體B上,若A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的10倍,則A作用于B的力是B作用于A的力的10倍D.以蛋擊石,石沒損傷而蛋破,但蛋對(duì)石塊作用力與石塊對(duì)蛋的作用力大小相等解析依據(jù)牛頓第三定律可知,兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,拔河時(shí),勝方對(duì)繩子的作用力等于敗方對(duì)繩子的作用力,但大于地面對(duì)敗方的最大靜摩擦力;以蛋擊石,石沒損傷而蛋破的緣由是石的承受力較大,但二者之間的作用力大小相等,選項(xiàng)D正確。答案D2.如圖所示,在一輛表面光滑且足夠長(zhǎng)的小車上,有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m2),兩個(gè)小球隨小車一起勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),若不考慮其他阻力,則兩個(gè)小球()A.肯定相碰 B.肯定不相碰C.不肯定相碰 D.無法確定解析小車表面光滑,因此小球在水平方向上沒有受到外力的作用。原來兩個(gè)小球與小車具有相同的速度,當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),由于慣性,兩個(gè)小球的速度不變,所以不會(huì)相碰。答案B3.如圖所示,小明在做雙腳跳臺(tái)階的健身運(yùn)動(dòng),若忽視空氣阻力,則下列說法正確的是()A.小明在下降過程中處于失重狀態(tài)B.小明起跳以后在上升過程處于超重狀態(tài)C.小明落地時(shí)地面對(duì)他的支持力小于他的重力D.起跳過程地面對(duì)小明的作用力就是他對(duì)地面的作用力解析超重還是失重要看加速度方向,若加速度方向向上即為超重,若加速度方向向下即為失重。小明在下降過程中因加速度向下,故失重,A正確;起跳以后的上升過程中加速度也向下,也是失重,B錯(cuò)誤;小明落地時(shí)因減速下降,加速度向上,所以是超重,地面對(duì)他的支持力大于他的重力,C錯(cuò)誤;起跳過程中地面對(duì)小明的作用力與他對(duì)地面的作用力是一對(duì)作用力與反作用力,不是同一個(gè)力,D錯(cuò)誤。答案A4.物理公式不僅反映了物理量之間的數(shù)量關(guān)系,同時(shí)也反映了物理量之間的單位換算關(guān)系。在物理學(xué)中,把作用于物體的力F與作用時(shí)間t的乘積定義為沖量I,即I=Ft,用國(guó)際單位制中的基本單位表示沖量的單位的是()A.N·m/s B.N·mC.kg·m/s D.kg·m/s2解析依據(jù)牛頓其次定律可知F=ma,即1N=1kg·m/s2則I=Ft的單位為1N·s=1kg·m/s2·s=1kg·m/s,故選項(xiàng)C正確。答案C5.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊甲置于豎直放置在水平面上的輕彈簧上處于靜止?fàn)顟B(tài)。若突然將質(zhì)量為2m的物塊乙無初速地放在物塊甲上,則在物塊乙放在物塊甲上瞬間,物塊甲、乙的加速度分別為a甲、a乙,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,以下說法正確的是()A.a甲=0,a乙=g B.a甲=g,a乙=0C.a甲=a乙=g D.a甲=a乙=g解析只有物塊甲時(shí),由平衡條件得:kx-mg=0①放上乙的瞬間,甲、乙具有相同的加速度,對(duì)甲、乙整體由牛頓其次定律得3mg-kx=3ma②聯(lián)立①②式解得a甲=a乙=a=g。D項(xiàng)正確。答案D6.如圖所示,A、B兩物體之間用輕質(zhì)彈簧連接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1;若將A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2;若A、B與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則下列關(guān)系式正確的是()A.L2<L1B.L2>L1C.L2=L1D.由于A、B質(zhì)量關(guān)系未知,故無法確定L1、L2的關(guān)系解析A、B在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),利用整體法和隔離法進(jìn)行探討,對(duì)A、B整體,依據(jù)牛頓其次定律有:a=-μg;對(duì)物體B,依據(jù)牛頓其次定律得:kx-μmBg=mBa,解得:x=,即彈簧的伸長(zhǎng)量與動(dòng)摩擦因數(shù)無關(guān),所以L2=L1,即選項(xiàng)C正確。答案C7.(2024全國(guó)Ⅰ,15)如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧復(fù)原原長(zhǎng)前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是()解析選物塊P為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析,依據(jù)牛頓其次定律F+FN-mg=ma,系統(tǒng)原來處于靜止?fàn)顟B(tài),則F0=ma,F由起先隨x增加,FN變小,F變大,選項(xiàng)A正確。答案A8.如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)的三根同種材料制成的固定粗糙細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,a點(diǎn)為圓周上最高點(diǎn),d點(diǎn)為圓周上最低點(diǎn)。每根桿上都套有一個(gè)小圓環(huán),三個(gè)同樣的圓環(huán)分別從a、b、c處由靜止釋放均沿桿下滑,用t1、t2、t3依次表示各環(huán)到達(dá)d點(diǎn)所用的時(shí)間,則()A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3C.t3>t1>t2 D.t1=t2=t3解析設(shè)細(xì)桿與豎直方向的夾角為θ,依據(jù)牛頓其次定律可知加速度a=gcosθ-μgsinθ,而位移s=2Rcosθ,依據(jù)s=at2得:t=,即有t1<t2<t3,所以A項(xiàng)正確。答案A二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.如圖所示,質(zhì)量為m1=2kg的物體A經(jīng)跨過定滑輪的輕繩與質(zhì)量為M=5kg的箱子B相連,箱子底板上放一質(zhì)量為m2=1kg的物體C,不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和一切阻力,在箱子加速下落的過程中,g取10m/s2,下列說法正確的是()A.物體A處于失重狀態(tài),加速度大小為10m/s2B.物體A處于超重狀態(tài),加速度大小為5m/s2C.物體C處于失重狀態(tài),對(duì)箱子的壓力大小為5ND.輕繩對(duì)定滑輪的作用力大小為60N解析取A、B、C為整體,由牛頓其次定律得(M+m2)g-m1g=(M+m1+m2)a,代入數(shù)據(jù)得a=5m/s2,A錯(cuò),B正確;隔離C有m2g-FN=m2a,即FN=5N,由牛頓第三定律可知,物體C對(duì)箱子的壓力為5N,C正確;隔離A有FT-m1g=m1a得FT=30N,所以輕繩對(duì)定滑輪的作用力大小為2FT=60N,D正確。答案BCD10.將物體豎直向上拋出,假設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力不變,其速度—時(shí)間圖像如圖所示,則()A.上升、下降過程中加速度大小之比為11∶9B.上升、下降過程中加速度大小之比為10∶1C.物體所受的重力和空氣阻力之比為9∶1D.物體所受的重力和空氣阻力之比為10∶1解析上升、下降過程中加速度大小分別為a上=11m/s2,a下=9m/s2,由牛頓其次定律得mg+F阻=ma上,mg-F阻=ma下,聯(lián)立解得mg∶F阻=10∶1,A、D正確。答案AD11.如圖所示,一輛有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài),若忽視小球與小車間的摩擦力,則在這段時(shí)間內(nèi)小車可能是()A.向右做加速運(yùn)動(dòng) B.向右做減速運(yùn)動(dòng)C.向左做加速運(yùn)動(dòng) D.向左做減速運(yùn)動(dòng)解析小球水平方向受到向右的彈簧彈力F,由牛頓其次定律可知,小球必定具有向右的加速度,小球與小車相對(duì)靜止,故小車可能向右做加速運(yùn)動(dòng)或向左做減速運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)A、D正確。答案AD12.如圖甲,一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量,則可求出()A.斜面的傾角B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)D.物塊沿斜面對(duì)上滑行的最大高度解析由題圖乙可以求出物塊上升過程中的加速度大小為a1=,下降過程中的加速度大小為a2=。物塊在上升和下降過程中,由牛頓其次定律得mgsinθ+f=ma1,mgsinθ-f=ma2,由以上各式可求得sinθ=,滑動(dòng)摩擦力f=,而f=μFN=μmgcosθ,由以上分析可知,選項(xiàng)A、C正確。由v-t圖像中橫軸上方的面積可求出物塊沿斜面上滑的最大距離,可以求出物塊沿斜面對(duì)上滑行的最大高度,選項(xiàng)D正確。答案ACD三、非選擇題(本題共6小題,共60分。按題目要求作答,計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13.(6分)為了探究加速度與力的關(guān)系,運(yùn)用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行試驗(yàn)。其中G1、G2為兩個(gè)光電門,它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連,當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時(shí),光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄?；衅鬟B同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為m0,擋光片寬度為D,光電門間距離為s,牽引砝碼的質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}:(1)試驗(yàn)起先應(yīng)先調(diào)整氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘,使氣墊導(dǎo)軌水平,在不增加其他儀器的狀況下,如何判定調(diào)整是否到位?

。

(2)若取m0=0.4kg,變更m的值,進(jìn)行多次試驗(yàn),以下m的取值不合適的一個(gè)是。

A.m1=5g B.m2=15gC.m3=40g D.m4=400g(3)在此試驗(yàn)中,須要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度,其中求得的加速度的表達(dá)式為。(用Δt1、Δt2、D、s表示)

解析(1)取下牽引砝碼,滑行器放在隨意位置都不動(dòng),或取下牽引砝碼,輕推滑行器,數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門的光束被遮擋的時(shí)間Δt都相等。(2)本試驗(yàn)只有在滿意m?m0的條件下,才可以用牽引砝碼的重力近似等于對(duì)滑行器的拉力,所以D是不合適的。(3)由于擋光片通過光電門的時(shí)間很短,所以可以認(rèn)為擋光片通過光電門這段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度,即有v1=,v2=,再依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程=2as得:a=。答案(1)見解析(2)D(3)a=14.(8分)(2024全國(guó)Ⅱ,22)如圖甲,某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的試驗(yàn)。所用器材有:鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50Hz的溝通電源、紙帶等。回答下列問題:甲(1)鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。

(2)某次試驗(yàn)時(shí),調(diào)整木板與水平面的夾角使θ=30°。接通電源,開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,釋放鐵塊,鐵塊從靜止起先沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清楚的一條紙帶,如圖乙所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。重力加速度取9.80m/s2?？梢杂?jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(結(jié)果保留2位小數(shù))。

乙解析(1)對(duì)鐵塊受力分析得mgsinθ-μmgcosθ=ma所以μ=。(2)依據(jù)逐差法求加速度a=m/s2=m/s2=1.97m/s2,μ=≈0.35。答案(1)(2)0.3515.(8分)一物體放在傾角為θ的斜面上,如圖所示,向下輕輕一推,物體剛好能勻速下滑。若給此物體一個(gè)沿斜面對(duì)上的初速度v0,則它能上滑的最大位移是多少?解析物體沿斜面勻速下滑時(shí),所受合力為零,由平衡條件得:f=mgsinθ,當(dāng)物體沿斜面對(duì)上滑動(dòng)時(shí),依據(jù)牛頓其次定律有:mgsinθ+f=ma解得:a=2gsinθ,方向沿斜面對(duì)下。依據(jù)=2as得,上滑的最大距離s=答案16.(8分)如圖所示,水平傳送帶以2m/s的速度運(yùn)動(dòng),傳送帶長(zhǎng)AB=20m,今在其左端將一工件輕輕放在上面,工件被帶動(dòng)傳送到右端,已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,試求:(g取10m/s2)(1)工件起先時(shí)的加速度a。(2)工件加速到2m/s時(shí),工件運(yùn)動(dòng)的位移大小。(3)工件由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間。解析(1)工件被放在傳送帶上時(shí)初速度為零,相對(duì)于傳送帶向左運(yùn)動(dòng),受滑動(dòng)摩擦力向右,大小為Ff=μmg,工件加速度a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2,方向水平向右。(2)工件加速到2m/s所需時(shí)間t0=s=2s在t0時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移s0=×1×22m=2m。(3)由于s0<20m,故工件達(dá)到與傳送帶同樣的速度后與傳送帶相對(duì)靜止,一起運(yùn)動(dòng)至B端。工件做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1=s=9s所以工件由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間為t=t0+t1=11s。答案(1)1m/s2,方向水平向右(2)2m(3)11s17.(14分)如圖所示,質(zhì)量為m0=1kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上,現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.5kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v0=3m/s的初速度從左端沿木板上表面沖上木板,帶動(dòng)木板一起向前滑動(dòng)。已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度g取10m/s2。求:(1)滑塊在木板上滑動(dòng)過程中,長(zhǎng)木板受到的摩擦力大小和方向。(2)滑塊在木板上滑動(dòng)過程中,滑塊相對(duì)于地面的加速度大小a。(3)若長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng),滑塊與長(zhǎng)木板達(dá)到的共同速度大小v。解析(1)滑塊所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力f=μmg=0.5N,方向水平向左依據(jù)牛頓第三定律,滑塊對(duì)木板的摩擦力為0.5N,方向水平向右。(2)由牛頓其次定律得:μmg=ma得出a=μg=1m/s2。(3)對(duì)木板,由牛頓其次定律μmg=m0a'可得a'==0.5m/s2設(shè)經(jīng)過時(shí)間t,滑塊和長(zhǎng)木板達(dá)到共同速度v,則滿意:對(duì)滑塊:v=v0-at;對(duì)長(zhǎng)木板:v=a't由以上兩式得:滑塊和長(zhǎng)木板達(dá)到的共同速度v=1m/s。答案(1)0.5N方向水平向右(2)1m/s2(3)1m/s18.(16分)一質(zhì)量為m=0.4kg的電動(dòng)遙控玩具車在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng),如圖所示為其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的一部分,已知0.4s以前車做勻變速運(yùn)動(dòng),之后做變加速運(yùn)動(dòng)直到速度最大,2s時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),玩具車起先做勻減速運(yùn)動(dòng)最終停止,小汽車全過程中所受阻力可視為恒定。(1)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。(2)求勻加速階段小汽車的驅(qū)動(dòng)力大小。(3)估算全過程小汽車行駛的距離。解析(1)設(shè)2s后小汽車加速度大