《牛顿运动定律》章末测试.docx

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《牛顿运动定律》章末测试

《牛顿运动定律》章末测试

说明：

本测试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，考试时间90分钟，满分100分．

第Ⅰ卷（选择题）

一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分.每小题至少有一个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）

1.下列说法中，正确的是（　　）

A.高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客都具有惯性

B.短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大惯性越大

C.把手中的球由静止释放后，球能竖直加速下落，说明力是改变物体惯性的原因

D.抛出去的标枪、手榴弹……都是靠惯性向远处运动的

解析　质量是物体惯性大小的唯一量度．

答案　AD

2.放在光滑水平面上的物体受三个平行于水平面的共点力作用而处于静止状态，已知F2垂直于F3，若三个力中去掉F1，物体产生的加速度为2.5m/s2；若去掉F2，物体产生的加速度为1.5m/s2；若去掉F3，则物体产生的加速度大小为（　　）

A.1.0m/s2　　　　　　B.2.0m/s2

C.1.5m/s2D.4.0m/s2

解析　由题意可知画出受力图如下图所示．

F1＝ma1

F2＝ma2

F3＝

＝2m

故B选项正确．

答案　B

3.

如图所示，A，B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）．下列说法正确的是（　　）

A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零

B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力

解析　无论物体在上升过程中还是下降过程中，两物体组成的系统都只受重力作用，系统处于完全失重状态，所以在整个过程中，A对B的压力始终为零，故选项A正确．

答案　A

4.甲乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，它们的v－t图像如图所示．两图像在t＝t1时相交于P点，P在横轴上的投影为Q，△OPQ的面积为S.在t＝0时刻，乙车在甲车前面，相距为d.已知此后两车相遇两次，且第一次相遇的时刻为t′，则下面四组t′和d的组合可能是（　　）

A.t′＝t1，d＝S

B.t′＝

t1，d＝

S

C.t′＝

t1，d＝

S

D.t′＝

t1，d＝

S

解析　由题意可知两车相遇两次，第一次甲车追上乙车两车相遇，然后乙车再追上甲车再次相遇，由图像可知

若t′＝

，图像中阴影部分面积相等，则t′乙车发生位移x1，甲车发生位移x2，则有x1＋d＝x2

x1＝

　x2＝S

则d＝

S

故D选项正确．

答案　D

5.如下图所示，一个重力G＝4N的物块放在倾角为30°的光滑斜面上，斜面放在台秤上，当烧断细线后，物块正在下滑的过程中与稳定时比较，台秤示数（　　）

A.减小2NB.减小1N

C.增大2ND.增大1N

解析　烧断细线后，对整体由牛顿第二定律

（M＋m）g－FN＝ma1＋mgsinθ

a1＝0

未烧断时

F′N－（M＋m）g＝0

F′N－FN＝1N

故B选项正确．

答案　B

6.质量不等的两物块A和B，其质量分别为mA和mB，置于光滑水平面上，如上图所示，当水平恒力F作用于左端A上，两物块一起以a1匀加速运动时，A、B间的作用力大小为FN1，当水平恒力F作用于右端B上，如下图所示，两物块一起以加速度a2匀加速运动时，A、B间的作用力大小为FN2，则（　　）

A.a1＝a2B.FN1＋FN2＜F

C.FN1＋FN2＝FD.FN1FN2＝mBmA

解析　以整体为研究对象可知a1＝a2，F作用在A时，有

＝

F作用在B时有

＝

故FN1＋FN2＝F

FN1:

FN2＝mB:

mA.

答案　ACD

7.如下图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v2′，则下列说法正确的是（　　）

A.若v1＜v2，则v2′＝v1

B.若v1＞v2，则v2′＝v2

C.不管v2多大，总有v2′＝v2

D.只有v1＝v2时，才有v2′＝v1

解析　若v1v2，则向左减速到零再反向加速至v2，故A、B选项正确．

答案　AB

8.

质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则（　　）

A.升降机加速度方向竖直向下

B.台秤示数减少ma

C.升降机一定向上运动

D.升降机一定做加速运动

解析　失重状态下物体的加速度一定向下，由牛顿第二定律得mg－FN＝ma

ma为台秤示数的减少量，故A、B选项正确．

答案　AB

9.一个人站在吊台上，利用如右图所示的定滑轮装置拉绳，把吊台和自己提升起来，人的质量为55kg，吊台的质量为15kg，起动吊台向上的加速度是0.2m/s2，这时人对吊台的压力为（g取9.8m/s2）（　　）

A.700NB.350N

C.200ND.275N

解析　对整体由牛顿第二定律

2F－（Mg＋mg）＝（M＋m）a①

以人为研究对象

F＋FN－Mg＝Ma②

联立①②解得FN＝200N

由牛顿第三定律可知人对吊台的压力大小为200N.

答案　C

10.两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4s时间内的v－t图像如图所示．若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（　　）

A.

和0.30sB.3和0.30s

C.

和0.28sD.3和0.28s

解析　由题意可知，甲物体的加速度大小a甲与乙物体加速度大小之比

＝

，由于仅在两物体间存在相互作用，即甲、乙两物体所受合外力大小相等，故两物体的质量之比

＝

.由题中v－t图像可得，a乙＝

m/s2＝10m/s2，则a乙＝

，得t1＝

s＝0.3s，故选项B正确．

答案　B

第Ⅱ卷（非选择题）

二、实验题（本题包括2小题，共14分）

11.（8分）用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：

A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；

B.按图装好实验器材；

C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；

D.将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；

E.保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；

F.分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；

G.作a－M关系图像，并由图像确定a－M关系．

（1）该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验之后．

（2）在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________．

（3）在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．

解析　本题主要考查对实验原理和实验步骤的理解和分析，实验中把小桶及桶中砂子的重力看做与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力．电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6V以下交流电压的学生电源上．作a－M关系图像，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改为a－

关系图像．

答案　

（1）平衡摩擦力　B

（2）D　6V电压的蓄电池　6V以下交流电压的学生电源

（3）G　a－M　a－

12.（6分）在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学做出的a－

的关系图像，如下图所示，从图像中可以看出，作用在物体上的恒力F＝________N．当物体的质量为2.5kg时，它的加速度为________m/s2

解析　F＝Ma＝

×2N＝5N.

当M＝2.5kg时，a′＝

＝

m/s2＝2m/s2.

答案　5　2

三、计算题（本题包括3小题，共36分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

13.（10分）如图所示，A、B两物体用最大张力为100N的轻绳相连，mA＝4kg，mB＝8kg，在拉力F的作用下向上加速运动，为使轻绳不被拉断，F的最大值是多少？

（g＝10m/s2）

解析　当轻绳的拉力FT＝100N时，对应轻绳不被拉断的物体B的最大加速度，也对应F的最大值，先以B为研究对象，受力分析如图所示．

由牛顿第二定律得

FT－mBg＝mBa.①

再以A、B整体为研究对象

由牛顿第二定律得

F－（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a②

联立①②解得F＝150N.

答案　150N

14.（12分）两个完全相同的物块A、B，质量均为m＝0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动．图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F作用和B物块不受拉力作用的v－t图像，求：

（1）物块A所受拉力F的大小；

（2）8s末物块A、B之间的距离x.

解析　

（1）设A、B两物块的加速度分别为a1、a2，

由v－t图像可得

a1＝

＝

m/s2＝0.75m/s2①

a2＝

＝

m/s2＝－1.5m/s2②

负号表示加速度方向与初速度方向相反．

对A、B两物块分别由牛顿第二定律得

F－Ff＝ma1③

Ff＝ma2④

由①②③④式可得F＝1.8N.

（2）设A、B两物块8s内的位移分别为x1、x2由图像得x1＝

×（6＋12）×8m＝72m，x2＝

×6×4m＝12m，所以x＝x1－x2＝60m.

答案　

（1）1.8N

（2）60m

15.（14分）如图所示，质量为10kg的物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°.力F作用2s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25s后，速度减为零．求：

物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x.（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）

解析　物体在斜面上的运动，其物理情景（如图所示）与上述分析的情景完全相似．由受力分析可知物体在BC段的加速度大小为a2，在AB段的加速度大小a1，根据推论3联立方程可求出物体与斜面间的动摩擦因数μ.由运动学规律可得B点的速度vB，根据推论1，可求出物体的总位移s.

物体在AB段和BC段受力分析如图所示，设AB段加速度为a1，BC段的加速度大小为a2，将物体的重力mg正交分解后，由牛顿运动定律，得

FN＝Fsinθ＋mgcosθ，

Fcosθ－μFN－mgsinθ＝ma1，

F′N＝mgcosθ，mgsinθ＋μF′N＝ma2，

由vB＝a1t1＝a2t2，

代入数据得μ＝0.25，a1＝5m/s2

a2＝8m/s2，vB＝10m/s.

由运动学规律知x＝

vB（t1＋t2）＝16.25m.

答案　0.25　16.25m