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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 答案 质量是物体惯性大小的唯一量度. 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 C. 1.5m/s2 解析 ) B. 2.0m/s2 D. 4.0m/s2

由题意可知画出受力图如下图所示.

F1=ma1 F2=ma2
2 F3= F2-F2=2m 1

故 B 选项正确. 答案 3. B

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 1 1 B. t′= t1,d= S 2 4 1 1 C. t′= t1,d= S 2 2 1 3 D. t′= t1,d= S 2 4 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

t1 若 t′= ,图像中阴影部分面积相等,则 t′乙车发生位移 x1, 2 甲车发生位移 x2,则有 x1+d=x2 x1= S 4 x2=S

3 则 d= S 4 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 2N C. 增大 2N 解析

B. 减小 1N D. 增大 1N

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=a2 C. FN1+FN2=F 解析

B. FN1+FN2<F D. FN1? F =mB? m N2 A

以整体为研究对象可知 a1=a2,F 作用在 A 时,有

F FN1 = mA+mB mB F 作用在 B 时有 F FN2 = mA+mB mA

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 v1<v2,物体在传送带上减速至零,然后反向加速达到

与传递带速度相等,即 v′2=v1,若 v1>v2,则向左减速到零再反向 加速至 v2,故 A、B 选项正确. 答案 8. AB

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 55 kg,吊台的质量为 15 kg,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. 700N B. 350N C. 200N D. 275N 解析 对整体由牛顿第二定律 ①

2F-(Mg+mg)=(M+m)a

以人为研究对象 F+FN-Mg=Ma 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 ②

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( )

1 A. 和 0.30s 3 1 C. 和 0.28s 3 解析 小之比

B. 3 和 0.30s D. 3 和 0.28s

由题意可知,甲物体的加速度大小 a 甲与乙物体加速度大

a甲 1 = ,由于仅在两物体间存在相互作用,即甲、乙两物体所 a乙 3 m甲 3 = .由题中 v-t 图像可 m乙 1

受合外力大小相等,故两物体的质量之比 得,a 乙=

4-1 4-1 4 m/s2=10 m/s2,则 a 乙= ,得 t1= s=0.3s,故 0.4 t1 10

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 1 直”,改为 a- 关系图像. M 答案 (1)平衡摩擦力 B 6V 以下交流电压的学生电源

(2)D 6V 电压的蓄电池 (3)G a-M a- 1 M

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 1 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 M 的恒力 F=________N.当物体的质量为 2.5 kg 时,它的加速度为 ________m/s2

解析

1 F=Ma= ×2N=5N. 0.4

F 5 当 M=2.5 kg 时,a′= = m/s2=2m/s2. M 2.5 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=4 kg,mB=8 kg,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. 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)a 联立①②解得 F=150N. 答案 150N ② ①

14. (12 分)两个完全相同的物块 A、B,质量均为 m=0.8 kg,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= a2= Δv1 12-6 2 = m/s =0.75m/s2 Δt1 8-0 Δv2 0-6 2 = m/s =-1.5m/s2 Δt2 4-0 ① ②

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=ma1 Ff=ma2 由①②③④式可得 F=1.8N. 1 (2)设 A、B 两物块 8s 内的位移分别为 x1、x2 由图像得 x1= ×(6 2 1 +12)×8m=72m,x2= ×6×4m=12m,所以 x=x1-x2=60m. 2 答案 (2)60m 15. (14 分)如图所示,质量为 10 kg 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° F 作用 2s 后撤去, .力 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) (1)1.8N ③ ④

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, AB 段加速度为 a1, 设 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.

1 由运动学规律知 x= vB(t1+t2)=16.25m. 2 答案 0.25 16.25m


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