高考總復習物理（人教版）練習單元質(zhì)量檢測03

單元質(zhì)量檢測(三)牛頓運動定律教師用書獨具一、選擇題(每小題5分，共40分.1～5題為單選題，6～8題為多選題)1．(2018·太原模擬)伽利略的斜面實驗證明了()A．使物體運動必須有力的作用，沒有力的作用，物體將靜止B．使物體靜止必須有力的作用，沒有力的作用，物體將運動C．物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態(tài)D．物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或者靜止狀態(tài)解析：選D伽利略的斜面實驗證明了：運動不需要力來維持，物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，故D正確．2．(2018·銀川九中月考)以下說法正確的是()A．伽利略探究物體下落規(guī)律的過程使用的科學方法是：問題→猜想→實驗驗證→數(shù)學推理→合理外推→得出結(jié)論B．牛頓通過理想斜面實驗否定了“力是維持物體運動的原因”，用到的物理思想方法屬于理想實驗法C．探究共點力的合成的實驗中使用了控制變量法D．勻變速直線運動的位移公式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2是利用微元法推導出來的解析：選D伽利略探究物體下落規(guī)律的過程使用的科學方法是：問題→猜想→數(shù)學推理→實驗驗證→合理外推→得出結(jié)論，故A錯誤；伽利略通過理想斜面實驗否定了“力是維持物體運動的原因”，故B錯誤；探究共點力的合成的實驗中使用了等效替代法，故C錯誤；在推導勻變速直線運動的位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法，故D正確；故選D．3．(2018·淄博實驗中學診斷)下圖為建筑材料被吊車豎直向上提升過程的速度—時間圖像，則下列判斷正確的是()A．前5s的平均速度是0.5m/sB．0～10s的平均速度小于30～36s的平均速度C．30～36s鋼索拉力的功率不變D．前10s鋼索最容易發(fā)生斷裂解析：選D由速度時間圖可知，10s末的速度為1m/s，則5s末的速度為0.5m/s，根據(jù)平均速度的推論知，前5s內(nèi)的平均速度eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(0.5,2)＝0.25m/s，A錯誤；根據(jù)平均速度的推論eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(v＋v0,2)，知0～10s內(nèi)和30～36s內(nèi)平均速度相等，B錯誤；30～36s內(nèi)做勻減速運動，拉力不變，速度減小，根據(jù)P＝Fv，知拉力的功率減小，C錯誤；前10s內(nèi)加速度方向向上，拉力大于重力，可知前10s內(nèi)鋼索最容易發(fā)生斷裂，D正確，選D．4．如圖所示，一傾角為θ的光滑斜面向左做勻速直線運動，物塊相對于斜面靜止，則斜面的加速度為()A．gtanθ B．eq\f(g,tanθ)C．gsinθ D．gcosθ解析：選A物塊隨斜面體一起沿水平方向運動，則加速度一定在水平方向，對物塊進行受力分析圖：物塊受到重力和斜面垂直向上的支持力，兩者合力提供加速度，而加速度在水平方向，所以合力方向一定水平向左，根據(jù)三角形知識可知合力為：F＝mgtanθ根據(jù)牛頓第二定律：F＝mgtanθ＝ma，所以：a＝gtanθ，故A正確，BCD錯誤．5．(2018·重慶模擬)豎直正方形框內(nèi)有三條光滑軌道OB、OC和OD，三軌道交于O點，且與水平方向的夾角分別為30°、45°和60°.現(xiàn)將甲、乙、丙三個可視為質(zhì)點的小球同時從O點靜止釋放，分別沿OB、OC和OD運動到達斜面底端．則三小球到達斜面底端的先后次序是()A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲C．甲、丙同時到達，乙后到達 D．不能確定三者到達的順序解析：選B對乙丙：設(shè)斜面的傾角為θ，則下滑的加速度a＝gsinθ，下滑的位移x＝eq\f(l,sinθ)，根據(jù)x＝eq\f(1,2)at2得，t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2l,gsin2θ))，故傾角越大的下落時間越短，故乙和丙，丙先到達底端；對甲乙：運動到底端的時間t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2l,gsinθcosθ))＝eq\r(\f(4l,gsin2θ))，則甲乙兩物體中，乙時間短，先到達底端；三小球到達斜面底端的先后次序是丙、乙、甲；故選B．6．一質(zhì)量m＝2.0kg的小物塊以一定的初速度沖上一傾角為37°的足夠長的斜面，某同學利用傳感器測出了小物塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，并用計算機作出了小物塊上滑過程中的速度—時間圖線，如圖所示，則(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10A．小物塊沖上斜面過程中加速度的大小為8.0mB．小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25C．小物塊在斜面上滑行的最大位移為8D．小物塊在上滑過程中所受摩擦力大小為5N解析：選AB由小物塊上滑過程的速度—時間圖線，可知a＝eq\f(v1－v0,t)＝eq\f(0－8.0,1.0)m/s2＝－8.0m/s2，則小物塊沖上斜面過程中加速度的大小為8.0m/s2，A正確；對小物塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得，－mgsin37°－f＝ma，N－mgcos37°＝0，f＝μN，代入數(shù)據(jù)解得f＝4N，μ＝0.25，B正確，D錯誤；小物塊在斜面上滑行的最大位移x＝eq\f(8×1,2)m＝4m，C錯誤．7．春節(jié)期間，某同學網(wǎng)購了配件并自己組成了一架航模，進行了飛行試驗．他用遙控器控制航模在水平方向飛行，并在電腦上模擬出了航模的位移—時間圖象如圖所示，其中10s后的圖線與橫軸平行．由圖象可知()A．在0～10s內(nèi)，航模飛行的距離為8B．在0～10s內(nèi)，航模所受合力大小不變C．在0～10s內(nèi)，航模的速度先減小后增大D．10s后，航模保持靜止狀態(tài)解析：選AD0～10s內(nèi)，航模飛行的距離為8m，選項A正確；位移—時間圖象的斜率表示速度，故0～10s內(nèi)，航模的速度先增大后減小，選項C錯誤；108．(2018·四川宜賓診斷)如圖所示，表面粗糙質(zhì)量M＝2kg的木板，t＝0時在水平恒力F的作用下從靜止開始沿水平面向右做勻加速直線運動，加速度a＝2.5m/s2，t＝0.5s時，將一個質(zhì)量m＝1kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點)無初速度地放在木板最右端，鐵塊從木板上掉下時速度是木板速度的一半，已知鐵塊和木板之間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，木板和地面之間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.25，g取10m/sA．水平恒力F的大小為10NB．鐵塊放在木板上后，木板的加速度為2mC．鐵塊在木板上運動的時間為1sD．木板的長度為1.625解析：選AC開始時木板在水平方向受到拉力與摩擦力，由牛頓第二定律可得F＝Ma＋μ2Mg＝10N，故A正確；鐵塊放在木板上后，木板在水平方向受到拉力、水平面的摩擦力以及鐵塊對木板的摩擦力，由牛頓第二定律可得Ma′＝F－μ2(M＋m)g－μ1mg，代入數(shù)據(jù)解得a′＝0.75m/s2，故B錯誤；小鐵塊無初速度地放在木板最右端時木板的速度v＝at＝1.25m/s，鐵塊的加速度為a″＝μ1g＝1m/s2，設(shè)鐵塊從木板掉落時所用的時間為t′，則v＋a′t′＝2a″t′，代入數(shù)據(jù)解得t′＝1s，故C正確；這段時間內(nèi)鐵塊相對于木板滑動的距離為L＝vt′＋eq\f(1,2)a′t′2－eq\f(1,2)a″t′2，代入數(shù)據(jù)解得L＝1.125m二、實驗題(共2小題，共16分)9．(8分)(2015·全國卷Ⅱ)某學生用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離．(1)物塊下滑時的加速度a＝____________m/s2，打點C時物塊的速度v＝____________m/s；(2)已知重力加速度大小為g，求出動摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是____________(填正確答案標號)．A．物塊的質(zhì)量B．斜面的高度C．斜面的傾角解析：(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知：加速度a＝eq\f(xCD＋xDE－xAB＋xBC,4T2)＝3.25m/s；打點C時物塊的速度vC＝eq\f(xBD,2T)＝1.79m/s．(2)由牛頓第二定律得：加速度a＝gsinθ－μgcosθ，所以求出動摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是斜面的傾角．答案：(1)3.251.79(2)C10．(8分)(2018·成都高二二診)甲、乙兩同學均設(shè)計了測動摩擦因數(shù)的實驗．已知重力加速度為g．(1)甲同學設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示．其中A為置于水平面上的質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測力計，連接彈簧的細繩水平．實驗時用力向左拉動A，當C的示數(shù)穩(wěn)定后(B仍在A上)，讀出其示數(shù)F.則該設(shè)計能測出____________(填“A與B”或“A與地面”)之間的動摩擦因數(shù)，其表達式為μ＝____________．(2)乙同學的設(shè)計如圖乙所示．他在一端帶有定滑輪的長木板上固定A、B兩個光電門，與光電門相連的計時器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運動時間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示掛鉤處所受的拉力，長木板固定在水平面上，物塊與滑輪間的細繩水平．實驗時，多次改變砂桶中砂的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門A處由靜止開始運動，讀出多組測力計示數(shù)F及對應(yīng)的物塊在兩光電門之間的運動時間t；在坐標系中作出F-eq\f(1,t2)的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b.因乙同學不能測出物塊質(zhì)量，故該同學還應(yīng)該測出的物理量為____________(填所測物理量及符號)．根據(jù)所測物理量及圖線信息，可知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)表達式為μ＝____________．解析：(1)當C的示數(shù)穩(wěn)定時，B受到A的摩擦力與彈簧測力計C的拉力平衡，彈簧測力計的讀數(shù)F等于A對B的滑動摩擦力，F(xiàn)＝μmg，μ＝eq\f(F,mg)，測出的是A與B之間的動摩擦因數(shù)．(2)設(shè)兩光電門間的距離為x，滑塊在兩光電門之間運動時間為t，F(xiàn)－μmg＝ma，x＝eq\f(1,2)at2，整理得F＝μmg＋eq\f(2mx,t2)，在F-eq\f(1,t2)圖象中，斜率k＝2mx，縱截距b＝μmg，動摩擦因數(shù)表達式μ＝eq\f(2xb,kg)，需要測量出兩光電門間的距離x即可．答案：(1)A與Beq\f(F,mg)(2)光電門A、B之間的距離xeq\f(2xb,kg)三、計算題(共2題，共44分)11．(20分)(2018·南通模擬)傳送帶被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)．由于不同的物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)不同，物體在傳送帶上的運動情況也有所不同．如圖所示，一傾斜放置的傳送帶與水平面的夾角θ＝37°，在電動機的帶動下以v＝2m/s的速率順時針方向勻速運行．M、N為傳送帶的兩個端點，M、N兩點間的距離L＝7m．N端有一離傳送帶很近的擋板P可將傳送帶上的物塊擋住．在傳送帶上的O處先后由靜止釋放金屬塊A和木塊B，金屬塊與木塊質(zhì)量均為1kg，且均可視為質(zhì)點，O、M間距離L1＝3m．sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.傳送帶與輪子間無相對滑動，(1)金屬塊A由靜止釋放后沿傳送帶向上運動，經(jīng)過2s到達M端，求金屬塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ1；(2)木塊B由靜止釋放后沿傳送帶向下運動，并與擋板P發(fā)生碰撞．已知碰撞時間極短，木塊B與擋板P碰撞前、后速度大小不變，木塊B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.5.求與擋板P第一次碰撞后，木塊B所達到的最高位置與擋板P的距離．解析：(1)金屬塊A在傳送帶方向上受重力沿傳送帶向下的分力和摩擦力，由題意可知，μ1>tanθ，即A先做勻加速運動，并設(shè)其速度能達到傳送帶的速度v＝2m/s，然后做勻速運動，到達M金屬塊由O運動到M，有L′＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＋vt2，且t1＋t2＝t，v＝at1，根據(jù)牛頓第二定律有μ1mgcos37°－mgsin37°＝ma，解得t1＝1s＜t＝2s，符合題設(shè)要求，加速度a＝eq\f(v,t1)＝2m/s2．解得金屬塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ1＝1．(2)由靜止釋放后，木塊B沿傳送帶向下做勻加速運動，設(shè)其加速度大小為a1，運動距離LON＝4m，B第一次與P碰撞前的速度大小為v1，則有a1＝gsinθ－μ2gcosθ＝2v1＝eq\r(2a1LON)＝4m/s，由μ2＜tanθ可知，與擋板P第一次碰撞后，木塊B以速度大小v1被反彈，先沿傳送帶向上以加速度大小a2做勻減速運動直到速度為v，此過程運動距離為s1；之后以加速度大小a1繼續(xù)做勻減速運動直到速度為0，此時上升到最高點，此過程運動距離為s2．a(chǎn)2＝gsinθ＋μgcosθ＝10m/s2，s1＝eq\f(v\o\al(2,1)－v2,2a2)＝0.6m，s2＝eq\f(v2,2a1)＝1m，因此與擋板P第一次碰撞后，木塊B所到達的最高位置與擋板P的距離為s＝s1＋s2＝1.6答案：(1)1(2)1.612．(24分)如圖所示，木板B靜止在光滑水平面上，某時刻大小可忽略的物體A以v0＝4m/s的初速度滑上木板B的上表面．已知A的質(zhì)量m1＝1kg，B的質(zhì)量為m2＝0.5kg，A與B之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2.g取10m