高中物理 第4章 牛頓運動定律限時檢測 新人教版必修1

第四章限時檢測本卷分第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，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(天津市塘沽一中、漢沽一中、大港一中～學(xué)年高一上學(xué)期期末)下列說法不正確的是()A．伽利略認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的，力是維持物體運動的原因B．亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運動的原因C．牛頓認(rèn)為力的真正的效應(yīng)總是改變物體的速度，即產(chǎn)生加速度D．伽利略根據(jù)理想實驗推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下去答案：A解析：亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運動的原因，伽利略認(rèn)為力不是維持物體運動的原因，A錯誤，B正確；牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度，即產(chǎn)生加速度，C正確，伽利略根據(jù)理想實驗推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下去，D正確。2．(長安一中～學(xué)年高一上學(xué)期期末)年9月22日消息，據(jù)美國太空網(wǎng)報道，美國“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機當(dāng)?shù)貢r間9月21日返回位于佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心，結(jié)束了為期兩天的“回家之旅”?！鞍l(fā)現(xiàn)”號航天飛機是被一架改裝的波音747客機“背”回肯尼迪航天中心，如圖所示的三幅圖分別是波音747客機“背”著航天飛機在跑道上靜止、在跑道上勻速行駛和在天空中勻速飛行。以下說法正確的是()A．波音747客機“背”著航天飛機在跑道上靜止時，客機對航天飛機的支持力最大B．波音747客機“背”著航天飛機在跑道上勻速行駛時，客機對航天飛機的支持力最大C．波音747客機“背”著航天飛機在天空中勻速飛行時，客機對航天飛機的支持力最大D．三種情況客機對航天飛機的支持力一樣大答案：D解析：三種情況下，航天飛機都處于平衡狀態(tài)，客機給航天飛機的支持力都等于航天飛機的重力，所以三種情況客機對航天飛機的支持力一樣大。D正確。3．幾位同學(xué)為了探究電梯啟動和制動時的運動狀態(tài)變化情況，他們將體重計放在電梯中，一位同學(xué)站在體重計上，然后乘坐電梯從1層直接到10層，之后又從10層直接回到1層。用照相機進行了相關(guān)記錄，如圖所示。圖1為電梯靜止時體重計的照片，圖2、圖3、圖4和圖5分別為電梯運動過程中體重計的照片。根據(jù)照片推斷正確的是()A．根據(jù)圖2推斷電梯一定處于加速上升過程，電梯內(nèi)同學(xué)可能處于超重狀態(tài)B．根據(jù)圖3推斷電梯一定處于減速下降過程，電梯內(nèi)同學(xué)可能處于失重狀態(tài)C．根據(jù)圖4推斷電梯可能處于減速上升過程，電梯內(nèi)同學(xué)一定處于失重狀態(tài)D．根據(jù)圖5推斷電梯可能處于加速下降過程，電梯內(nèi)同學(xué)一定處于超重狀態(tài)答案：C解析：由圖可知，圖2、圖5示數(shù)大于重力為超重，電梯可能加速上升或減速下降，圖3、圖4示數(shù)小于重力，失重可能向下加速，也可能向上減速，C正確。4．(湖南師大附中～學(xué)年高一上學(xué)期期末)一條不可伸長的輕繩跨過質(zhì)量可忽略不計的光滑定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量m＝15kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m′＝10kg的猴子，從繩子的另一端沿繩向上爬，如圖所示，在重物不離地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度(g＝10m/s2)()A．25m/s2 B．5m/s2C．10m/s2 D．15m/s2答案：B解析：由題意知，繩子提供的最大拉力為150N則：am＝eq\f(FM－m′g,m′)＝5m/s25．質(zhì)量為m的金屬盒獲得大小為v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距離，如果在盒中填滿油泥，使它的總質(zhì)量變?yōu)?m，再使其以v0A．eq\f(s,2) B．2sC.eq\f(s,4) D．s答案：D解析：設(shè)金屬盒與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，未裝油泥有－μmg＝ma①－veq\o\al(2,0)＝2as②裝滿油泥后有：－μ2mg＝2m·a′－veq\o\al(2,0)＝2a′·s′④解①②③④可得：s′＝s6．(河北冀州中學(xué)～高一上學(xué)期期中)如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行。初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v－t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示。已知v2＞v1，則()A．t2時刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大B．t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大C．0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用答案：B解析：該題考查傳送帶問題，主要問題是利用隔離法分析，由v—t圖象可知，物體先向左減速到零，然后再向右加速到v1，以后與傳送帶一起做勻速運動，由于v2>v1，所以相對地面來說，向左減速的位移大于向右加速運動的位移。t1時刻，小物塊離A點的距離最大，A錯，t2時刻二者相對位移最大，B正確。0～t2時間內(nèi)，加速度不變，摩擦力不變，C錯。t2～t3時間內(nèi)物體不受摩擦力的作用，D不正確。7．年12月2日“嫦娥三號”月球探測器成功發(fā)射，關(guān)于飛船與火箭上天的情形，下列敘述中正確的是()A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用，從而讓火箭獲得了向前的推力B．火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力C．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力D．飛船進入運行軌道之后，與地球之間仍然存在一對作用力與反作用力答案：AD解析：火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體?；鸺蛳聡姎鈺r，噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力。此動力并不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān)。因而B、C選項錯誤，A選項正確?；鸺\載飛船進入軌道之后，飛船與地球之間依然存在相互吸引力，即地球吸引飛船，飛船吸引地球，這就是一對作用力和反作用力，故D選項正確。8．如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P的斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體P此刻所受的外力個數(shù)有可能為()A．2個 B．3個C．4個 D．5個答案：AC解析：若斜面體P受到的彈簧彈力F等于其重力mg，則MN對P沒有力的作用，如圖(a)所示，P受到2個力，A對；若彈簧彈力大于P的重力，則MN對P有壓力FN，只有壓力FN則P不能平衡，一定存在向右或有向右分量的力，只能是MN對P的摩擦力Ff，因此P此時受到4個力，如圖(b)所示，C對。9．如圖所示，清洗樓房光滑玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中，工人及其裝備的總重量為G，且視為質(zhì)點。懸繩與豎直墻壁的夾角為α，懸繩對工人的拉力大小為F1，墻壁對工人的彈力大小為F2，則()A．F1＝eq\f(G,sinα)B．F2＝GtanαC．若工人緩慢下移，增加懸繩的長度，但F1與F2的合力不變D．若工人緩慢下移，增加懸繩的長度，則F1減小，F(xiàn)2增大答案：BC解析：作出人的受力圖如圖所示可得F1＝eq\f(G,cosα)F2＝Gtanα當(dāng)增加懸繩長度，α減小F1與F2均減小F1與F2的合力始終等于重力，綜上所述B、C正確。10．(長安一中～學(xué)年高一上學(xué)期期末)如圖a所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體(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速運動，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()A．物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)B．物體的加速度大小為5m/s2C．物體的質(zhì)量為2kgD．彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cm答案：BC解析：以物體為研究對象，由牛頓第二定律并結(jié)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所以B、C正確，D錯誤。由題意知，物體與彈簧分離時，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，A錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。把答案直接填在橫線上)11．(日照市～學(xué)年高一上學(xué)期期末)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗操作中：(1)下列說法符合實際的是________。A．通過同時改變小車的質(zhì)量及受到的拉力的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者間的關(guān)系B．通過保持小車質(zhì)量的不變，只改變小車受的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的聯(lián)系C．通過保持小車受的拉力不變，只改變小車的質(zhì)量的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者間的關(guān)系D．先不改變小車的質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系，再不改變小車受的拉力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者間的關(guān)系(2)在該實驗中，所用電源的頻率為50Hz，取下一段如圖所示的紙帶研究，取0、1、2、3、4點為計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，則①該打點計時器使用的是________(填“交流”或“直流”)電源；它每隔________s打一次點；②計算此紙帶的加速度大小a＝________m/s2；③打下“2”計數(shù)點時物體的瞬時速度為v2＝________m/s。答案：(1)D(2)①交流0.02②3③0.75解析：(1)探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗中用到的方法為控制變量法，D正確。(2)①打點計時器使用交流電源，因頻率為50Hz，則周期為0.02s，②據(jù)Δx＝aT2，a＝eq\f(Δx,T2)＝3m/s2；③v2＝eq\f(x13,2T)＝eq\f(15×10－2,0.2)m/s＝0.75m/s。12．(石家莊市～學(xué)年高一上學(xué)期期末)圖甲為“研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。在實驗操作中，將砝碼盤和砝碼所受的重力看作小車所受合外力。在保持小車總質(zhì)量不變的情況下，改變所加砝碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，得到加速度隨力的變化規(guī)律如圖乙所示。(1)分析發(fā)現(xiàn)圖線在水平軸上有明顯的截距(OA不為零)，這是因為__________________________________________________________________________________________。(2)在圖乙的a－F圖線中，AB段基本是一條直線，由此得到：在小車總質(zhì)量一定的條件下，加速度與小車受到的合外力的關(guān)系是___________________________________，而BC段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是________________________________________________________________________。答案：(1)小車與軌道之間存在摩擦。(2)小車的加速度與所受的合外力成正比；砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量過大。解析：(1)由a－F圖象在水平軸上有截距，表示力達(dá)到一定值之后才產(chǎn)生加速度可知小車一定與軌道間有摩擦力。(2)因a－F圖線中AB基本為一條直線，由此可知在小車總質(zhì)量一定時，加速度與所受合外力成正比關(guān)系，而BC段偏向F軸，是由于不再滿足砝碼和砝碼盤質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量M，即砝碼盤和砝碼總質(zhì)量過大。13．如圖(a)為某同學(xué)設(shè)計的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板。在實驗中細(xì)繩對小車?yán)等于砝碼和小桶的總重力，小車運動加速度a可用紙帶上的點求得。(1)關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是________。A．用砝碼和小桶的總重力來表示F，會產(chǎn)生偶然誤差B．為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高C．電火花計時器使用交流電源D．木板D的左端被墊高后，圖中細(xì)線應(yīng)保持水平(2)圖(b)是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)完成表格中空白處。計數(shù)點123456瞬時速度/(m·s－1)0.1650.2150.3140.3640.413由紙帶求出小車的加速度a＝________m/s2。(加速度a保留2位有效數(shù)字)(3)在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別測得小車的加速度a與對應(yīng)的質(zhì)量m數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)12345小車的加速度a/(m·s－2)1.251.000.800.500.40小車的質(zhì)量m/kg0.4000.5000.6251.0001.250小車質(zhì)量的倒數(shù)m－1/kg－12.502.001.601.000.80利用上表數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙中選擇合適物理量為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系，作出直觀反映a與m關(guān)系的圖象。(4)上題中該小車受到的拉力F為________N。答案：(1)BC(2)0.2640.50m/s2(3)如圖(4)0.5解析：(1)用砝碼和小桶總重力表示F，為系統(tǒng)誤差，A錯；實驗中平衡摩擦力方未能為把木板一端墊高使重力向下分力平衡摩擦力，B對；電火花計時器使用220V交流電源，C對；細(xì)線應(yīng)與木板平行而不是水平，D錯。(2)v3＝eq\f(2.40＋2.88×10－2,0.2)m/s＝0.264m/s，加速度a＝eq\f(x6＋x5＋x4－x3－x2－x1,9T2)＝0.50m/s2(3)見答案(4)由a－eq\f(1,m)圖象斜率可求F＝0.5N。三、論述、計算題(本題共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(9分)如圖所示，一位重600N的演員，懸掛在繩上。若AO繩與水平方向的夾角為37°，BO繩水平，則AO、BO兩繩受到的力各為多大？若B點位置向上移，AO、BO的拉力如何變化？答案：1000N800NAO繩的拉力減小，BO繩上拉力先減小后增大解析：把人的拉力F沿AO方向和BO方向分解成兩個分力。如圖甲所示，由畫出的平行四邊形可知：AO繩上受到的拉力F1＝eq\f(G,sinθ)＝eq\f(600,sin37°)N＝1000NBO繩上受到的拉力F2＝Gcotθ＝600cot37°N＝800N。若B點上移，人的拉力大小和方向一定不變，利用力的分解方法作出力的平行四邊形，可判斷出AO繩上的拉力一直在減小、BO繩上的拉力先減小后增大如圖乙所示。15．(10分)如圖甲所示，水平傳送帶順時針方向勻速運動。從傳送帶左端P先后由靜止輕輕放上三個物體A、B、C，物體A經(jīng)tA＝9.5s到達(dá)傳送帶另一端Q，物體B經(jīng)tB＝10s到達(dá)傳送帶另一端Q，若釋放物體時刻作為t＝0時刻，分別作出三物體的速度圖象如圖乙、丙、丁所示，求：(1)傳送帶的速度v0＝？(2)傳送帶的長度l＝？(3)物體A、B、C與傳送帶間的摩擦因數(shù)各是多大？(4)物體C從傳送帶左端P到右端Q所用的時間tc＝？答案：(1)4m/s(2)36m(3)0.4；0.2；0.0125(4)24s解析：(1)傳送帶速度為：v0＝4m/s(2)以B的圖象為例，l＝eq\f(v0,2)t1＋v0t2即：l＝36m(3)μmg＝maa＝μgA：a1＝4m/s2μ1＝0.4B：a2＝2m/s2μ2＝0.2C：l＝eq\f(vc,2)tc得：tc＝24sa3＝eq\f(vc,tc)＝eq\f(1,8)μ3＝eq\f(1,80)＝0.0125(4)tc＝24s16．(11分)如圖所示，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)小轎車到達(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，在水平地面上調(diào)節(jié)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地面間的動摩擦因數(shù)均為0.5(g取10m/s2)。求：(1)小轎車行駛至斜坡底端時的速度；(2)為使小轎車在水平地面上行駛而不掉入池塘，在水平地面上加速的時間不能超過多少？(轎車在行駛過程中不采用剎車裝置)答案：(1)10m/s(2)5s解析：(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速度a1＝3m/s2由veq\o\al(2,1)＝2a1x1＝2a1h/sin37°得行駛至斜坡底端時的速度v1＝10m/s。(2)在水平地面上加速時F2－μmg＝ma2代入數(shù)據(jù)得a2＝2m/s2