2024-2025學(xué)年高中物理第3章牛頓運(yùn)動定律章末測評含解析教科版必修1

PAGE8-章末綜合測評(三)牛頓運(yùn)動定律(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求，第7～10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．在物理學(xué)史上，正確相識運(yùn)動和力的關(guān)系且推翻“力是維持物體運(yùn)動的緣由”這個觀點(diǎn)的物理學(xué)家及建立慣性定律的物理學(xué)家分別是()A．亞里士多德、伽利略B．伽利略、牛頓C．伽利略、愛因斯坦D．亞里士多德、牛頓B[伽利略正確相識了運(yùn)動和力的關(guān)系并推翻了亞里士多德關(guān)于“力是維持物體運(yùn)動的緣由”的觀點(diǎn)；牛頓提出了慣性定律，故選項(xiàng)B正確．]2．如圖所示，在光滑的水平桌面上有一物體A，通過繩子與物體B相連，假設(shè)繩子的質(zhì)量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽視不計，繩子不行伸長．假如mB＝3mA，則繩子對物體A的拉力大小為()A．mBg B.eq\f(3,4)mAgC．3mAg D.eq\f(3,4)mBgB[對A、B整體進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓其次定律可得mBg＝(mA＋mB)a，對物體A，設(shè)繩的拉力為F，由牛頓其次定律得F＝mAa，解得F＝eq\f(3,4)mAg，故B正確．]3．如圖所示，有一箱裝得很滿的土豆，以肯定的初速度在動摩擦因數(shù)為μ的水平地面上做勻減速運(yùn)動，不計其他外力及空氣阻力，則其中一個質(zhì)量為m的土豆A受其他土豆對它的總作用力大小應(yīng)是()A．mg B．μmgC．mgeq\r(μ2＋1) D．mgeq\r(1－μ2)C[土豆A受四周土豆的力的作用無法一一分析．對整體由牛頓其次定律得：μMg＝Ma，解得a＝μg.(方向水平向左)對土豆A受力分析如圖所示，所以F其他＝eq\r(mg2＋ma2)＝mgeq\r(μ2＋1)，C選項(xiàng)正確．]4．如圖所示，x、y、z為三個物塊，K為輕質(zhì)彈簧，L為輕線，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)若將L突然剪斷，用ax、ay分別表示剛剪斷時x、y的加速度，則有()A．a(chǎn)x＝0、ay＝0 B．a(chǎn)x＝0、ay≠0C．a(chǎn)x≠0、ay≠0 D．a(chǎn)x≠0、ay＝0B[將L突然剪斷后瞬間，線的拉力馬上就沒有了，所以y原來受到的線的拉力沒有了，而上面受到的彈簧的拉力不變，所以y就有了合力，產(chǎn)生了加速度，所以ay≠0，對于物體x，由于上下的彈簧的拉力都沒發(fā)生變更，x的受力不變，加速度為0，故B選項(xiàng)正確．]5．放在固定粗糙斜面上的滑塊A以加速度a1沿斜面勻加速下滑，如圖甲．在滑塊A上放一物體B，物體B始終與A保持相對靜止，以加速度a2沿斜面勻加速下滑，如圖乙．在滑塊A上施加一豎直向下的恒力F，滑塊A以加速度a3沿斜面勻加速下滑，如圖丙．則()甲乙丙A．a(chǎn)1＝a2＝a3 B．a(chǎn)1＝a2<a3C．a(chǎn)1<a2＝a3 D．a(chǎn)1<a2<a3B[對物體進(jìn)行受力分析：加速度方向：mgsinθ－μmgcosθ＝ma，所以a＝gsinθ－μgcosθ＝g(sinθ－μcosθ)可以看出a與質(zhì)量無關(guān)，a1＝a2，選項(xiàng)C、D錯誤；對于豎直向下的力F，(mg＋F)sinθ－μ(mg＋F)cosθ＝ma3，a3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g＋\f(F,m)))(sinθ－μcosθ)得a1＝a2<a3，選項(xiàng)B正確．]6．如圖所示，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為θ，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜面垂直，彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有()甲乙A．兩圖中兩球加速度均為gsinθB．兩圖中A球的加速度均為零C．圖乙中輕桿的作用力肯定不為零D．圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍D[撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為2mgsinθ，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中A球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為2mgsinθ，加速度為2gsinθ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱悖珹、B球所受合力均為mgsinθ，加速度均為gsinθ，故圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍；故A、B、C錯誤，D正確．]7．為了讓乘客乘車更為舒適，探討人員設(shè)計了一種新型交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變更而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖所示．當(dāng)此車減速上坡時，乘客()A．處于失重狀態(tài)B．處于超重狀態(tài)C．受到水平向左的摩擦力作用D．所受力的合力沿斜面對上AC[當(dāng)此車減速上坡時，整體的加速度沿斜面對下，乘客具有向下的分加速度，所以依據(jù)牛頓運(yùn)動定律可知乘客處于失重狀態(tài)，故A正確，B錯誤；對乘客進(jìn)行受力分析，乘客受重力、支持力，由于乘客加速度沿斜面對下，而靜摩擦力必沿水平方向，由于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，故C正確．由于乘客加速度沿斜面對下，依據(jù)牛頓其次定律得所受力的合力沿斜面對下，故D錯誤．]8．如圖所示，一小球從空中自由落下，在與正下方的直立輕質(zhì)彈簧接觸直至速度為零的過程中，關(guān)于小球的運(yùn)動狀態(tài)，下列說法中正確的是()A．接觸后，小球做減速運(yùn)動，加速度的肯定值越來越大，速度越來越小，最終等于零B．接觸后，小球先做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動，其速度先增大后減小直到為零C．接觸后，速度為零的地方就是彈簧被壓縮最大之處，加速度為零的地方也是彈簧被壓縮最大之處D．接觸后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方BD[從小球下落到與彈簧接觸起先，始終到把彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧彈力與小球重力相等的位置是轉(zhuǎn)折點(diǎn)，之前重力大于彈力，之后重力小于彈力，而隨著小球向下運(yùn)動，彈力越來越大，重力恒定，所以之前重力與彈力的合力越來越小，之后重力與彈力的合力越來越大，且反向(豎直向上)．由牛頓其次定律知，加速度的變更趨勢和合力的變更趨勢一樣，而在此過程中速度方向始終向下．]9．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在水平向右的力F作用下在質(zhì)量為M的木板上滑行，木板長度為L，保持靜止．木塊與木板、木板與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，下列說法正確的是()A．木板受到地面的摩擦力大小是μmgB．木板受到地面的摩擦力大小是μ(m＋M)gC．當(dāng)F＞μ(m＋M)g時，木板便會起先運(yùn)動D．木塊滑過木板過程中，受到的摩擦力方向與F方向相反AD[由于木板保持靜止，木板水平方向上受到m施加的向右的滑動摩擦力和地面對左的靜摩擦力而平衡，所以木板受到地面的摩擦力大小是μmg，A正確，B錯誤；以M為探討對象，由于μmg＜μ(M＋m)g，故無論F多大，木板都不會運(yùn)動，C錯誤；木塊滑過木板過程中，所受摩擦力方向與F方向相反，D正確．]10．如圖所示為運(yùn)輸糧袋的傳送裝置，已知AB間長度為L，傳送帶與水平方向的夾角為θ，工作時運(yùn)行速度為v，糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，正常工作時工人在A點(diǎn)將糧袋放到運(yùn)行中的傳送帶上，關(guān)于糧袋從A到B的運(yùn)動(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，以下說法正確的是()A．糧袋到達(dá)B點(diǎn)的速度可能大于、等于或小于vB．糧袋起先運(yùn)動的加速度為g(sinθ－cosθ)，若L足夠大，則以后將以速度v做勻速運(yùn)動C．若μ<tanθ，則糧袋從A到B始終做加速運(yùn)動D．不論μ大小如何，糧袋從A到B始終做勻加速運(yùn)動，且a>gsinθAC[糧袋在傳送帶上可能始終做勻加速運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時的速度小于v；可能先勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度與傳送帶相同后，做勻速運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時速度與v相同；也可能先做加速度較大的勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時的速度大于v；故A正確．糧袋起先時受到沿斜面對下的滑動摩擦力，大小為μmgcosθ，依據(jù)牛頓其次定律得，加速度a＝g(sinθ＋μcosθ)，故B錯誤．若μ<tanθ，則重力的下滑分力大于滑動摩擦力，故a的方向始終向下，糧袋從A到B始終是做加速運(yùn)動，可能是始終以g(sinθ＋μcosθ)的加速度勻加速；也可能先以g(sinθ＋μcosθ)的加速度勻加速，后以g(sinθ－μcosθ)勻加速，故C正確．由以上分析可知，糧袋從A到B不肯定始終做勻加速運(yùn)動，故D錯誤．]二、非選擇題(本題共6小題，共60分)11．(6分)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們要探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，他們在試驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．試驗(yàn)時，調(diào)整軌道的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力(圖中未畫出)．(1)該試驗(yàn)中小車所受的合力________(選填“等于”或“不等于”)力傳感器的示數(shù)，該試驗(yàn)是否須要滿意砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？________(選填“須要”或“不須要”)．(2)試驗(yàn)獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，擋光板的寬度l，光電門1和光電門2的中心距離為x.某次試驗(yàn)過程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后，砝碼盤才落地)，已知重力加速度為g，則該試驗(yàn)要驗(yàn)證的關(guān)系式是______________．[解析](1)由于力傳感器顯示拉力的大小，而拉力的大小就是小車所受的合力，故不須要讓砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．(2)由于擋光板的寬度l很小，故小車在光電門1處的速度v1＝eq\f(l,t1)，在光電門2處的速度為v2＝eq\f(l,t2)，由veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2ax，得a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2x)＝eq\f(1,2x)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l2,t\o\al(2,2))－\f(l2,t\o\al(2,1)))).故驗(yàn)證的關(guān)系式為F＝Ma＝eq\f(M,2x)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l2,t\o\al(2,2))－\f(l2,t\o\al(2,1))))＝eq\f(Ml2,2x)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t\o\al(2,2))－\f(1,t\o\al(2,1)))).[答案](1)等于不須要(2)F＝eq\f(Ml2,2x)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t\o\al(2,2))－\f(1,t\o\al(2,1))))12．(8分)如圖所示為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)DIS干脆顯示物體加速度)探究加速度與力的關(guān)系”的試驗(yàn)裝置．(1)在該試驗(yàn)中必需采納限制變量法，應(yīng)保持________________不變，用鉤碼所受的重力大小作為________，用DIS測小車的加速度．(2)變更所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量．在某次試驗(yàn)中依據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線(如圖所示)．①分析此圖線OA段可得出的試驗(yàn)結(jié)論是________________．②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要緣由是________．(填選項(xiàng)前字母)A．小車與軌道之間存在摩擦B．軌道保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大[解析](1)先保持小車的總質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合外力，用DIS測加速度．(2)①OA段為直線，說明在質(zhì)量不變的條件下，加速度與合外力成正比．②設(shè)小車質(zhì)量為M，所掛鉤碼的質(zhì)量為m，由試驗(yàn)原理得mg＝F＝Ma，即a＝eq\f(mg,M)＝eq\f(F,M)，而事實(shí)上a′＝eq\f(mg,M＋m)，可見a′<a，AB段明顯偏離直線是由于沒有滿意M?m造成的，故A、B、D錯誤，C正確．[答案](1)小車總質(zhì)量小車所受的合外力(2)①在質(zhì)量不變時，加速度與合外力成正比②C13．(10分)我國殲-15艦載戰(zhàn)斗機(jī)的質(zhì)量m＝2.0×104kg，著陸時在水平甲板上受阻攔索的攔阻，速度從v＝80m/s減小到零所用時間t＝2.5s，若將上述運(yùn)動視為勻減速直線運(yùn)動，求該戰(zhàn)斗機(jī)在此過程中：(1)加速度的大小a；(2)滑行的距離x；(3)所受合力的大小F.[解析](1)依據(jù)加速度的定義式得a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(0－80,2.5)m/s2＝－32m/s2.(2)依據(jù)速度位移公式2ax＝v2－veq\o\al(2,0)得x＝eq\f(v2－v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(0－6400,－64)m＝100m.(3)依據(jù)牛頓其次定律得F＝ma＝20000×32N＝6.4×105N.[答案](1)32m/s2(2)100m(3)6.4×105N14．(12分)如圖所示，傳送帶與水平面的夾角為θ＝37°，以4m/s的速度向上運(yùn)行，在傳送帶的底端A處無初速度地放一個質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ＝0.8，A、B間(B為頂端)長度為25m．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.試回答下列問題：(1)說明物體的運(yùn)動性質(zhì)(相對地面)；(2)物體從A到B的時間為多少？[解析](1)起先時物體相對傳送帶向下滑動，滑動摩擦力方向沿斜面對上，依據(jù)牛頓其次定律得f－mgsin37°＝ma而f＝μmgcos37°解得a＝0.4m/s2設(shè)物體勻加速上升的位移為x，由v2＝2ax得x＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(42,2×0.4)m＝20mx<25m，故當(dāng)物體的速度達(dá)到4m/s后隨傳送帶向上做勻速直線運(yùn)動．(2)由(1)知v＝at1，t1＝eq\f(v,a)＝10s25－x＝v·t2，t2＝1.25s所以從A到B的總時間t＝t1＋t2＝11.25s.[答案](1)見解析(2)11.25s15．(12分)一個質(zhì)量為m的小球B，用兩根等長的細(xì)繩1、2分別固定在車廂的A、C兩點(diǎn)，如圖所示，已知兩繩拉直時，兩繩與車廂前壁的夾角均為45°.試求：(1)當(dāng)車以加速度a1＝eq\f(1,2)g向左做勻加速直線運(yùn)動時1、2兩繩的拉力的大?。?2)當(dāng)車以加速度a2＝2g向左做勻加速直線運(yùn)動時，1、2兩繩的拉力的大?。甗解析]設(shè)當(dāng)細(xì)繩2剛好拉直而無張力時，車的加速度為向左的a0，由牛頓其次定律得F1cos45°＝mg，F(xiàn)1sin45°＝ma0，可得a0＝g.(1)因a1＝eq\f(1,2)g<a0，故細(xì)繩2松弛，拉力為零，設(shè)此時細(xì)繩1與車廂前壁夾角為θ，有：F11cosθ＝mg，F(xiàn)11sinθ＝ma1，得F11＝eq\f(\r(5),2)mg.(2)因a2＝2g>a0，故細(xì)繩1、2均張緊，設(shè)拉力分別為F12、F22，由牛頓其次定律得eq\b\lc\{\rc\(