2020高中物理 章末综合检测（五）牛顿运动定律（含解析）鲁科版第一册

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE16-学必求其心得，业必贵于专精章末综合检测（五）牛顿运动定律A级—学考达标1．下列说法正确的是()A．物体越重，重力加速度越大,下落的越快B．亚里士多德研究自然规律的方法是实验的方法C．伽利略研究自然规律的方法是猜想和假设、数学推理和科学实验相结合的方法D．理想斜面实验是通过“合理外推”得出自由落体运动的规律的，并通过实验直接验证自由落体运动的规律解析:选C物体下落的快慢与物体的质量无关，不管轻重的物体,自由下落时，下落一样快，故A错误；亚里士多德的研究方法主要应用了观察的方法和生活经验，提出的观点为：重的物体比轻的物体下落的快,故B错误;伽利略在研究自由落体运动时,通过猜想、数学推理，做小球沿斜面运动的实验，测出小球不同位移与所用时间均满足s∝t2，并将此实验结果合理外推，从而验证了他的猜想,故C正确；伽利略根据斜面上的实验结果进行合理的外推，得到自由落体的运动规律，并没有直接验证自由落体运动的规律，故D错误。2．下列说法正确的是(）A．牛顿第一定律可以通过实验进行验证B．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度越大时其惯性也越大C．牛顿第二定律公式F＝kma中，比例系数k的数值由质量、加速度和力三者的单位决定的D．牛顿第三定律说明物体间的作用力是可以相互传递的解析：选C牛顿第一定律不是实验定律，是以实验为基础推理得到的，故A错误。物体的运动不需要力来维持，物体的惯性大小只与质量有关，与物体运动的速度无关，选项B错误。在牛顿第二定律的表达式F＝kma中,只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，比例系数k才为1，故C正确。牛顿第三定律说明物体间的作用力是相互的,但并不是可以相互传递的，选项D错误。3。如图所示,物体处于静止状态，下列说法正确的是（)A．绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是一对作用力与反作用力B．物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力C．物体的重力和绳对物体的拉力是一对作用力与反作用力D．物体的重力的反作用力作用在绳上解析：选A绳对物体的拉力和物体对绳的拉力作用在相互作用的两个物体上，且大小相等、方向相反,符合作用力与反作用力的条件,故选项A正确；物体的重力作用在物体上，物体对绳的拉力作用在绳上,作用对象不同，不是一对平衡力，故选项B错误；物体的重力与绳对物体的拉力是一对平衡力，故选项C错误；物体的重力的反作用力作用在地球上,而非作用在绳上，故选项D错误.4。如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住。当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间,吊篮P与Q的加速度大小可能是()A．aP＝aQ＝gB．aP＝2g，aQ＝C．aP＝2g,aQD．aP＝g,aQ＝2解析：选C细绳烧断瞬间，弹簧弹力未变，Q受力未变，故aQ＝0,吊篮受自身重力和弹簧弹力，aP＝2g5．图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像,g取10m/s2，下列判断正确的是（）A．前10s的钢索的拉力恒为1500NB．46s末塔吊吊起的建筑材料离地面的距离为22mC．0～10s内材料处于失重状态D．在30~36s内钢索最容易发生断裂解析：选B由题图乙可知前10s内建筑材料的加速度a＝0。1m/s2,由F－mg＝ma可解得钢索的拉力为1515N，选项A错误。由图像面积可得整个过程上升高度是28m,下降的高度为6m，46s末塔吊吊起的建筑材料离地面的距离为22m，选项B正确。0~10s内加速度向上，材料处于超重状态，F〉mg，钢索最容易发生断裂，选项C错误.30～36s内加速度向下，材料处于失重状态,F〈mg，在30～36s内钢索最不容易发生断裂,选项D错误。6．如图所示，A、B两物体用细绳连接后放在斜面上，如果两物体与斜面间的动摩擦因数都为μ，则下滑的过程中()A．两物体的加速度a＝gsinαB．两物体的加速度a>gsinαC．细绳中的张力FT＝0D．细绳中的张力FT＝mAg(sinα－cosα）解析：选C对A、B组成的系统整体运用牛顿第二定律有(mA＋mB)gsinα－μ(mA＋mB)gcosα＝(mA＋mB）a，得a＝(sinα－μcosα）g＜gsinα，A、B错误;对A进行隔离,运用牛顿第二定律有mAgsinα－μmAgcosα－FT＝mAa，得FT＝0，C正确，D错误。7．在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢以大小为eq\f（2,3)a的加速度向西行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A．8 B．13C．15 D。18解析:选C设这列车厢的节数为n，P、Q挂钩西边有k节车厢，每节车厢的质量为m，由牛顿第二定律可知：eq\f(F,km）＝eq\f（3,2）eq\f(F，n－km)，解得：k＝eq\f（2,5)n，k是正整数，n只能是5的倍数,故C正确，A、B、D错误。8．在“探究加速度与力、质量的关系"的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上的点计算出.（1）当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与________的图像。（3）如图（a）所示为甲同学根据测量数据做出的a。F图线，此图线说明实验存在的问题是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)乙、丙两同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a。F图线如图(b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同_______________________________________。解析：(1)只有M与m满足M≫m时,才可认为绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力.（2）由于a∝eq\f（1,M)，所以a。eq\f(1,M）图像应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与eq\f（1,M)的图像。(3)当力不为零时加速度却为零，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。(4）小车及车上的砝码的总质量不同时，a.F图像的斜率也就不同。答案:(1）M≫m(2)eq\f(1,M)(3)没有平衡摩擦力（或平衡摩擦力不够）（4）小车及车中砝码的总质量9．在某一旅游景区，有一山坡滑雪运动项目。某段斜坡可看成倾角θ＝30°的斜面,一名滑雪者总质量m＝80kg，他在这段斜坡上从静止开始匀加速下滑50m时，其速度增大到20m/s，(不计空气阻力,取g＝10m/s2)问：(1)滑雪者在下滑过程中受到的摩擦力f为多大？(2)滑板与雪地之间的动摩擦因数μ为多大？解析：(1）以滑雪者为研究对象，其受力情况如图所示，受到重力G＝mg，斜坡的支持力N和摩擦力f.将重力G沿斜面和垂直斜面方向分解为G1和G2.由几何知识得：G1＝mgsinθ,G2＝mgcosθ,设下滑的加速度为a，由公式vt2－v02＝2ax可得：a＝eq\f（vt2－v02,2x)＝eq\f（202－0，2×50)m/s2＝4m/s2由牛顿第二定律得：F合＝ma＝80×4N＝320N由受力分析图可知：F合＝G1－f＝mgsinθ－f联立解得：f＝80N。（2)斜面的支持力N＝G2＝mgcosθ滑动摩擦力f＝μN两式联立解得：μ＝eq\f(\r（3）,15）(或0.12)。答案：(1）80N(2)eq\f(\r（3),15)（或0。12)B级-选考提能10．下列说法正确的是(）A．同一物体所受合外力越大，速度改变越快，所以合外力越大物体惯性越小B．一辆正在不断漏油的油罐车，其惯性将越来越小C．投篮球时，人先给球一个作用力,球后给人一个反作用力D．甲、乙两队拔河比赛，甲队赢的原因是甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力解析:选B物体的惯性只与物体的质量有关，与物体所受外力的大小无关，选项A错误；一辆正在不断漏油的油罐车，其质量逐渐减小,则惯性将越来越小，选项B正确;投篮球时，人给球作用力与球给人反作用力是同时进行的，选项C错误；甲、乙两队拔河比赛，甲队对乙队的拉力与乙队对甲队的拉力是一对作用和反作用力，总是大小相等的关系,选项D错误。11．如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面体，弹簧的另一端固定在墙上,一玩具遥控小车放在斜面上，小车在遥控下运动，稳定时发现弹簧处于压缩状态。下列判断正确的是（)A．小车一定匀速运动B．小车一定匀加速向下运动C．斜面体对小车的摩擦力一定沿斜面向上D．地面对斜面体的支持力一定小于斜面体和小车的总重力解析：选D因弹簧处于压缩状态，则小车和斜面体整体在水平方向受到的合外力向左，则小车一定有向左的加速度的分量，即小车的加速度一定沿斜面向下，即小车可能匀加速向下运动,也可能匀减速向上运动，选项A、B错误；若小车匀加速向下运动，则斜面体对小车的摩擦力可能沿斜面向上，也可能不受摩擦力；若小车匀减速向上运动，则斜面体对小车的摩擦力可能沿斜面向下,也可能不受摩擦力，选项C错误；对小车和斜面体整体在竖直方向上受力分析，因小车加速度沿斜面向下，有竖直向下的分量，可知小车失重，即地面对斜面体的支持力一定小于斜面体和小车的总重力，选项D正确。12．物体质量为m,放在倾角为30°的粗糙斜面上,放手后，物体下滑的加速度大小为a。若用平行于斜面向上的力F作用在物体上,使它沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动,则力F的大小为（)A．mg B．eq\f(1，2)mgC。eq\f(3，2）mg D。eq\f(2，3）mg解析：选A物体下滑时，mgsinθ－f＝ma。物体在平行于斜面向上的力F作用下沿斜面向上做匀加速运动时，F－mgsinθ－f＝ma，联立解得F＝2mgsinθ＝mg，A正确。13。一间新房要盖屋顶,如图所示，为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋顶，则所盖屋顶的顶角应为（设雨滴沿屋顶下淌时，可看成在光滑的斜坡上下滑)（)A．60° B．90°C．120° D.150°解析:选B由题意知，雨滴沿屋顶的运动过程中受重力和支持力作用，设其运动的加速度为a，屋顶的顶角为2α，则由牛顿第二定律得a＝gcosα.又因屋檐的前后间距已定，设为2b，则雨滴下滑经过的屋顶面长度s＝eq\f（b,sinα)，由s＝eq\f（1,2）at2得t＝eq\r(\f(4b,gsin2α)），则当α＝45°时，对应的时间t最小，所以屋顶的顶角应取90°,B正确.14．如图所示,传送带保持1m/s的速度顺时针转动。现将一质量m＝0.5kg的物体轻轻地放在传送带的a点上，设物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0。1,a、b间的距离L＝2。5m,则物体从a点运动到b点所经历的时间为(g取10m/s2)（)A。eq\r(5)s B．(eq\r（6)－1）sC．3s D。2。5s解析:选C物体在传送带上运动的加速度为a＝μg＝1m/s2，加速到与传送带共速的时间为t1＝eq\f(v,a)＝1s，加速的距离为x＝eq\f(v，2)t1＝0.5m，以后物体随传送带匀速运动的时间为t2＝eq\f（L－x,v）＝2s，则物体从a点运动到b点所经历的时间为3s,选项C正确.15．为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门间的距离为s，牵引砝码的质量为m。回答下列问题：(1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平。在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位：______________________________________________。（2)若取M＝0。4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________；A．m1＝5g B．m2＝15gC．m3＝40g D.m4＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得加速度的表达式为__________________。（用Δt1、Δt2、D、s表示)解析:(1）如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，滑行器应能在任意位置静止不动，或推动滑行器后能使滑行器匀速运动.（2)应满足M≫m,故m4＝400g不合适，应选D。（3）由v1＝eq\f（D，Δt1）,v2＝eq\f(D，Δt2)，v22－v12＝2as可得a＝eq\f（\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt2）)）2－\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f（D，Δt1）))2,2s）。答案：见解析16。（2018·浙江6月学考)某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征，使用质量m＝0。05kg的流线型人形模型进行模拟实验。实验时让模型从h＝0.8m高处自由下落进入水中.假设模型入水后受到大小恒为Ff＝0.3N的阻力和F＝1。0N的恒定浮力，模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时的阻力，取g＝10m/s2，试求模型：(1）落到水面时速度v的大小;(2)在水中能到达的最大深度H;(3）从开始下落到返回水面所需时间t