牛頓運動定律單元檢測

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1、牛頓運動定律單元檢測 本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共110分． 第Ⅰ卷　(選擇題，共50分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分．在第1、2、3、7、8、9小題給出的4個選項中，只有一個選項正確；在第4、5、6、10小題給出的四個選項中，有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．) 1.一質點受多個力的作用，處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)使其中一個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復到原來的大?。诖诉^程中，其它力保持不變，則質點的加速度大小a和速度大小v的變化情況是(　　) A．a(chǎn)和v都始終增大

2、 B．a(chǎn)和v都先增大后減小 C．a(chǎn)先增大后減小，v始終增大 D．a(chǎn)和v都先減小后增大 2. 為了節(jié)省能量，某商場安裝了智能化的電動扶梯．無人乘行時，扶梯運轉得很慢；有人站上扶梯時，它會先慢慢加速，再勻速運轉．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如圖所示．那么下列說法中正確的是(　　) A．顧客始終受到三個力的作用 B．顧客始終處于超重狀態(tài) C．顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下 D．顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下 3. 如圖所示，一木塊在光滑水平面上受到一個恒力F作用而運動，前方固定一個輕質彈簧，當木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的

3、是(　　) A．木塊將立即做勻減速直線運動 B．木塊將立即做變減速直線運動 C．在彈簧彈力大小等于恒力F時，木塊的速度最大 D．在彈簧處于最大壓縮量時，木塊的加速度為零 4.如圖所示，A、B、C三球的質量均為m，輕質彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連，A、B間固定一個輕桿，B、C間由一輕質細線連接．傾角為θ的光滑斜面固定在地面上，彈簧、輕桿與細線均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，細線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是(　　) A．B球的受力情況未變，加速度為零 B．A、B兩個小球的加速度均沿斜面向上，大小均為gsinθ C．A、B之間桿的拉力大小為mgsinθ D．C球的

4、加速度沿斜面向下，大小為gsinθ 5.在光滑的水平面上放置著質量為M的木板，在木板的左端有一質量為m的木塊，在木塊上施加一水平向右的恒力F，木塊與木板由靜止開始運動，經(jīng)過時間t分離．下列說法正確的是(　　) A．若僅增大木板的質量M，則時間t增大 B．若僅增大木塊的質量m，則時間t增大 C．若僅增大恒力F，則時間t增大 D．若僅增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，則時間t增大 6. 神舟飛船返回時，3噸重的返回艙下降到距地面10 km時，下降速度為200 m/s.再減速就靠降落傘了，先是拉出減速傘，16 s后返回艙的速度減至80 m/s，此時減速傘與返回艙分離．然后拉出主傘，主傘張

5、開后使返回艙的下降速度減至10 m/s，此時飛船距地面高度為1 m，接著艙內(nèi)4臺緩沖發(fā)動機同時點火，給飛船一個向上的反沖力，使飛船的落地速度減為零．將上述各過程視為勻變速直線運動，g＝10 m/s2.根據(jù)以上材料可得(　　) A. 減速傘工作期間返回艙處于失重狀態(tài) B. 主傘工作期間返回艙處于失重狀態(tài) C. 減速傘工作期間返回艙的平均加速度大小為7.5 m/s2 D. 每臺緩沖發(fā)動機的反沖推力約為返回艙重力的1.5倍 7.如圖甲所示，在粗糙的水平面上，質量分別為m和M(m∶M＝1∶2)的物塊A、B用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同．當用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右加

6、速運動時，彈簧的伸長量為x1.當用同樣大小的力F豎直加速提升兩物塊時(如圖乙所示)，彈簧的伸長量為x2，則x1∶x2等于 (　　) A. 1∶1　　　　　B. 1∶2 C. 2∶1 D. 2∶3 8. 在粗糙的水平面上，一質量為m的物體在水平恒力FT作用下做加速度為a的勻加速直線運動．如果在物體上再加上一個恒定的推力F，并保持其加速度不變，則所加的恒力F與水平方向夾角的正切值是 (　　) A. B. C. D. 9.如圖所示，物體A的質量為2m，物體B的質量為m，A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ

7、，B與地面間的摩擦不計，用水平力F向右推A使A、B一起加速運動，則B對A的作用力大小為(　　) A. B. C. D. 10. 一小滑塊從斜面上A點由靜止釋放，經(jīng)過時間4t0到達B處，在5t0時刻滑塊運動到水平面的C點停止，滑塊與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同．已知滑塊在運動過程中與接觸面間的摩擦力大小與時間的關系如圖所示，設滑塊運動到B點前后速率不變．以下說法中正確的是(　　) A．滑塊在斜面和水平面上的位移大小之比為16∶5 B．滑塊在斜面和水平面上的加速度大小之比為1∶4 C．斜面的傾角為45 D．滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)μ＝ 第Ⅱ卷　(非選擇題

8、，共60分) 二、實驗題(本題共2小題，共18分) 11. (9分)某同學用如圖所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關此實驗的問題： (1)該同學在實驗前準備了圖中所示的實驗裝置及下列輔助器材： A．交流電源、導線 B．天平(含配套砝碼) C．秒表 D．刻度尺 E．細線、砂和小砂桶 其中不必要的器材是________(填代號)． (2)打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況．其中一部分紙帶上的點跡情況如圖甲所示，已知打點計時器打點的時間間隔T＝0.02 s，測得A點到B、C點的距離分別為x1＝5.99 cm、x2＝13.59 cm，則在打

9、下點跡B時，小車運動的速度vB＝________ m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a＝________ m/s2.(結果保留三位有效數(shù)字) (3)在驗證“質量一定，加速度a與合外力F的關系”時，某學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a－F圖象，其中圖線不過原點的原因是________________________，圖線在末端彎曲的原因是____________________________________． 12. (9分)光滑斜面上小球和斜面一起在水平面上加速，當加速度的大小滿足一定條件時，小球和斜面可以保持相對靜止．為了研究此現(xiàn)象，某學習研究小組同學自制小車進行探究，圖甲為實

10、驗裝置：鉤碼、小車、小球、打點計時器等(交流電頻率為50 Hz)． (1)打點計時器如圖乙，則該打點計時器是________計時器，工作電壓為________伏． (2)側面為直角三角形的斜面小車底邊長L、高為h，如圖丙所示，請你用計算式表示小球和小車保持相對靜止時的加速度a＝________. (3)如圖是某同學實驗時測量的紙帶，則打下B點時小車的速度為________ m/s，小車的加速度為________ m/s2.(計算結果均保留兩位有效數(shù)字) 三、計算題(本題共4小題，共42分) 13. (8分)如圖所示，質量m＝40 kg的木塊靜止于水平面上，某時刻在大小為200 N

11、、方向與水平方向成θ＝37角斜向上的恒力F作用下做勻加速直線運動，2 s末撤去力F時木塊滑行的距離為x0＝5.2 m，(重力加速度g取10 m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8)求： (1)木塊與地面間的動摩擦因數(shù)； (2)撤去拉力后，木塊繼續(xù)滑行的距離． 14. (10分)雜技中的“頂竿”由兩個演員共同表演，站在地面上的演員肩部頂住一根長竹竿，另一演員爬至竹竿頂端完成各種動作后下滑．若竿上演員自竿頂由靜止開始下滑，滑到竿底時速度正好為零．已知竹竿底部與下面頂竿人肩部之間有一傳感器，傳感器顯示竿上演員自竿頂滑下過程中頂竿人肩部的受力情況如圖所示．竿上演員質量為m1＝40

12、kg，長竹竿質量m2＝10 kg，g＝10 m/s2. (1)求竿上的人下滑過程中的最大速度v1； (2)請估測竹竿的長度h. 15. (12分)如圖所示，一光滑的定滑輪兩邊用輕繩吊著A、B兩物塊，A、B的質量分別為mA、mB，mA＝1.5 mB，將A固定，B放在地面上，繩子剛好拉直，在它們的右側一個斜面體上，一物塊C剛好與A在同一高度，由靜止同時釋放A、C，結果B到最高點時，C剛好到達地面，已知開始時A離地面的高度為h，物塊B上升過程中沒有與天花板相碰，斜面傾斜角θ＝30.求： (1)物塊B上升的最大高度； (2)物塊C與斜面的動摩擦因數(shù)． 16. (12分)如圖甲所示，

13、一薄的長木板B置于光滑水平地面上，長度為L＝0.25 m、質量為M＝4 kg.另有一質量為m＝2 kg的小滑塊A置于木板的左端，二者均相對地面靜止．已知A與B之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．若A受到如圖乙所示的水平外力F作用，求： (1)0～2 s時間內(nèi)，B在水平地面上滑動的距離； (2)2～4 s時間內(nèi)，B在水平地面上滑動的距離． 牛頓運動定律單元檢測答案 一、選擇題 1.解析：質點在多個力作用下處于靜止狀態(tài)時，其中一個力必與其余各力的合力等值反向．當該力大小逐漸減小到零的過程中，質點所受合力從零開始逐漸增大，做加速度逐漸增大的加速運動；當該力再沿原

14、方向逐漸恢復到原來大小的過程中，質點所受合力方向仍不變，大小逐漸減小到零，質點沿原方向做加速度逐漸減小的加速運動，故C正確．答案：C 2. 解析：本題考查的是物體的受力分析，意在考查考生對牛頓第三定律、力的合成與受力分析等綜合知識點的理解能力．當扶梯勻速運轉時，顧客只受兩個力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對；由受力分析可知，加速時顧客對扶梯有水平向左的摩擦力，故此時顧客對扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時沒有摩擦力，此時方向豎直向下，故選C.答案：C 3. 解析：分析木塊受力，由牛頓第二定律得，F(xiàn)－kx＝ma，x為彈簧壓縮量，在x逐漸增大的過程中，加速度a向左且逐漸減小，木塊向左做

15、加速運動，當F－kx＝ma＝0時，木塊速度達到最大；以后加速度a方向向右，且隨x增加而增加，木塊做減速運動，當彈簧處于最大壓縮量時，加速度a最大，速度為零，故只有C項正確．答案：C 4.解析：細線被燒斷的瞬間，繩上的彈力突變?yōu)榱?，B、C兩球的受力均發(fā)生變化，C球只受重力和斜面的彈力作用，其合力沿斜面向下，大小為mgsinθ，根據(jù)牛頓第二定律可知，C球的加速度沿斜面向下，大小為gsinθ，所以A項錯誤，D項正確；細線被燒斷前，細繩對B球沿斜面向下的拉力大小為mgsinθ，燒斷瞬間，A、B兩小球組成系統(tǒng)的合力沿斜面向上，大小為mgsinθ，系統(tǒng)的加速度沿斜面向上，大小為a＝gsinθ，再隔離B球

16、，設A、B之間輕桿的拉力大小為F，則F－mgsinθ＝ma，可得F＝mgsinθ，所以C項正確，B項錯誤．答案：CD 5.解析：本題考查牛頓運動定律，意在考查考生應用隔離法分析長木板和木塊的受力和運動、應用牛頓運動定律和運動學公式計算時間的能力．對m，加速度a1＝＝－μg，對M，加速度a2＝，當兩者恰分離時，(a1－a2)t2＝L，時間t＝，由此，僅增大M或F，時間t減小，僅增大m或μ，時間t增大，選項BD正確．答案：BD 6. 解析：減速傘和主傘工作期間返回艙均減速下降，處于超重狀態(tài)，A、B項錯；減速傘工作期間，返回艙從200 m/s減速至80 m/s，由運動學公式得a1＝＝7.5 m/

17、s2，C項正確；緩沖發(fā)動機開動后，加速度大小為a3＝＝50 m/s2，由牛頓第二定律得4F－mg＝ma3，解得＝1.5，D項正確．答案：CD 7. 解析：水平放置時，F(xiàn)－μ(m＋M)g＝(M＋m)a1，kx1－μmg＝ma1，可得x1＝；豎直放置時：F－(m＋M)g＝(M＋m)a2，kx2－mg＝ma2，解得x2＝，故x1∶x2＝1∶1，A正確．答案：A 8. 解析：未加推力F時，由牛頓第二定律FT－μmg＝ma，解得μ＝；施加推力F后，要保持加速度不變，則增加的水平分力與增加的滑動摩擦力大小相等，即Fcosα＝μFsinα，解得tanα＝1/μ.故正確選項為C.答案：C 9. 解析：本

18、題考查牛頓運動定律的簡單應用．由整體法可得：F－2μmg＝3ma，隔離B可得：FAB＝ma，聯(lián)立可解得：FAB＝，由牛頓第三定律可知，選項B正確．答案：B 10. 解析：由題意可知，滑塊從A點勻加速運動至B點后勻減速運動至C點，根據(jù)運動規(guī)律得，x1＝t1，x2＝t2，由題圖可知t1∶t2＝4∶1，所以x1∶x2＝4∶1，A項錯誤；滑塊在斜面和水平面上滑動的過程中Δv相同，又a＝，所以a1∶a2＝t2∶t1＝1∶4，B項正確；對滑塊受力分析并結合圖乙可得，μmg＝μmgcosθ，則cosθ＝，θ＝37，C項錯誤；由牛頓第二定律及以上各式得，mgsinθ－μmgcosθ＝μmg，則μ＝，D項正確

19、．答案：BD 二、實驗題(本題共2小題，共18分) 11.解析：本題考查驗證牛頓第二定律的實驗，意在考查考生處理數(shù)據(jù)的能力． (1)利用紙帶上的打點間隔數(shù)可得出小車相應的運動時間，故秒表不必要．(2)vB＝AC＝＝0.680 m/s；a＝＝1.61 m/s2.(3)由a－F圖象可知，F(xiàn)＝0時，a＞0，說明重力沿斜面方向的分量大于摩擦力即平衡摩擦力過度了；F(即mg)越大，越不滿足“砂和小砂桶的總質量m遠小于小車和砝碼的總質量M”，小車受的合外力即繩的拉力不再近似等于砂和小砂桶的總重力mg，故a－F圖象不再是一條直線了． 答案：(1)C　(2)0.680　1.61　(3)平衡摩擦力過度

20、　砂和小砂桶的總質量m不遠小于小車和砝碼的總質量M 12.解析：本題考查探究小球和小車一起加速運動實驗，意在考查考生計算速度和加速度的能力及運用牛頓第二定律解決問題的能力． (1)由圖乙可知，該打點計時器為電火花計時器；工作電壓要求220 V. (2)以小球為研究對象，小球受到豎直向下的重力mg、垂直斜面向上的彈力FN，兩者合力方向為水平向左，由牛頓第二運動定律有關系：tan θ＝，得：F合＝mgtan θ＝mg＝ma，故小球和小車相對靜止時的加速度a＝g. (3)相鄰計數(shù)點間時間間隔t＝0.02 s，根據(jù)B點的瞬時速度為AC段的平均速度，得打下B點時小車的速度vB＝＝＝0.70 m

21、/s；同理得：vC＝＝＝0.80 m/s；故小車的加速度a＝＝ m/s2＝5.0 m/s2. 答案：(1)電火花　220　(2)hg/L　(3)0.70　5.0 三、計算題(本題共4小題，共42分) 13. 解析：(1)設木塊加速階段的加速度為a1 由勻變速直線運動規(guī)律得x0＝a1t 對木塊受力分析得 N＋Fsinθ＝mg Fcosθ－μN＝ma1 解得μ＝0.2 (2)2 s末木塊的速度v1＝a1t1 勻減速階段a2＝μg 木塊繼續(xù)滑行的距離x＝ 解得：x＝6.76 m. 答案：(1)0.2　(2)6.76 m 14.解析：(1)在演員

22、下滑的前4 s，頂竿人肩部對竿的支持力為F1＝460 N，竿和上面的演員總重力為500 N，人勻加速下滑，加速度為a1，a1＝＝1 m/s2 演員由靜止下滑，下滑4 s后達到最大速度v1 有v1＝a1t1＝4 m/s (2)在演員下滑的4 s到6 s，頂竿人肩部對竿的支持力為F2＝580 N，竿和上面的演員總重力為500 N，人勻減速下滑，加速度為a2，a2＝＝2 m/s2 在演員下滑的前4 s，可看成勻加速下滑，下滑距離為h1，h1＝t1＝8 m 在演員下滑的4 s到6 s，可看成勻減速下滑．下滑距離為h2，h2＝t1＝4 m 竹竿的長度h＝h1＋h2＝12 m. 答案：(1)

23、4 m/s　(2)12 m 15.解析：(1)對A、B整體研究，設A、B一起運動的加速度大小為a1，則(mA－mB)g＝(mA＋mB)a1 解得a1＝g 當A剛要落地時，設速度大小為v，則 v＝＝ 這個過程運動的時間t1＝＝ A落地后，B以速度v做豎直上拋運動，運動到最高點的時間 t2＝＝ 上升的高度h′＝＝h 因此B上升的最大高度為H＝h＋h＝h (2)設物塊C沿斜面下滑的加速度為a2，則 mgsin30－μmgcos30＝ma2 a2＝g－μg 物塊C在斜面上運動的長度x＝2h 由運動學公式x＝a2t2　　　t＝t1＋t2 解得μ＝ 答案：(1)h　(2)

24、 16. 解析：當A、B之間達到最大靜摩擦力時，由牛頓第二定律得，對B有μmg＝Ma0. 對AB有F0＝(M＋m)a0 解得a0＝0.5 m/s2，F(xiàn)0＝3 N (1)當F1＝2 N時，A、B相對靜止，一起向右運動，有F1＝(M＋m)a1 在t1＝2 s內(nèi)的位移為s1＝a1t 解得s1＝0.67 m. (2)在上一過程中，運動末速度為v1＝a1t1. 當F2＝4 N時，A運動的加速度為a2，有F2－μmg＝ma2 B的運動的加速度為a0＝0.5 m/s2 設A滑至木板右端時時間為t，則A、B的位移分別為： s2＝v1t＋a2t2，s3＝v1t＋a0t2 由幾何關系得L＝s2－s3 解得t＝1 s，故符合題意 此時，木板的速度為v2＝v1＋a0t 之后，木板勻速運動位移s4＝v2(2－t) 2～4 s時間內(nèi)，B在水平地面上滑動的距離s5＝s3＋s4 解得s5＝2.09 m. 答案：(1)0.67 m　(2)2.09 m 9