高中物理人教版第四章牛顿运动定律 第四章过关检测

第四章过关检测(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于物体的惯性,以下说法中正确的是()A.物体的运动速度越大,物体越难停下来,说明运动速度大的物体惯性大B.汽车突然减速时,车上的人向前倾,拐弯时人会往外甩,而汽车匀速前进时,车上的人感觉平稳,说明突然减速和转弯时有惯性,匀速运动时没有惯性C.在同样大小的力作用下,运动状态越难改变的物体,其惯性一定越大D.在长直水平轨道上匀速运动的火车车厢内有一人向上跳起后,发现落回原处,这是因为人跳起后,车继续向前运动,人落下后必定向后偏些,但因时间太短,偏后距离太小,不明显而已解析:物体的惯性大小由质量唯一确定,与物体的速度无关,选项A错误;一切物体均有惯性,不论物体处于加速、减速还是匀速状态,选项B错误;同样大小的力作用于物体,状态越难改变,说明物体保持原来状态的本领越大,惯性也越大,所以选项C正确;人向上跳起后,人在水平方向不受外力作用,由于惯性,人在水平方向的速度不变,与车速相同,因此仍落在车上原处,选项D错误。答案:C2.关于反作用力在日常生活和生产技术中的应用,下列说法中错误的是()A.在平静的水面上,静止着一只小船,船上有一人,人从静止开始从小船的一端走向另一端时,船向相反方向运动B.汽车行驶时,通过排气筒向后排出燃气,从而获得向前的反作用力即动力C.农田灌溉用自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管会自动转向D.软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔,然后用力把水挤出体外,乌贼就会向相反方向游去解析:人从一小船的一端走向另一端时,要受到船给人的摩擦力,方向与人行走的方向相同。根据牛顿第三定律可知,人对小船也有一个摩擦力,其方向与人行走的方向相反,因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态,而向人行走的相反方向运动,所以A项正确;汽车行驶时,通过排气筒向后排出燃气,虽然燃气对排气筒有反作用力,但毕竟很小,并不是汽车动力的来源,因此B项错误;农业灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转,大大增加了喷水的面积,C项正确;乌贼通过身体侧面的孔和前面的特别漏斗把水吸入鳃腔,然后用力把水从小孔压出体外,根据牛顿第三定律可知,乌贼就获得了方向相反的反作用力,从而向排水的相反方向游去,D项正确。答案:B3.如图所示,质量为m0的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ。斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑。在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止。地面对楔形物块的支持力为()A.(m0+m)g B.(m0+m)g-FC.(m0+m)g+Fsinθ D.(m0+m)g-Fsinθ解析:匀速上滑的小物块和静止的楔形物块都处于平衡状态,可将二者看作一个处于平衡状态的整体。由竖直方向上受力平衡可得(m0+m)g=FN+Fsinθ,则地面对楔形物块的支持力FN=(m0+m)g-Fsinθ,选项D正确。答案:D4.如图所示,质量分别为m0和m的物块由相同的材料制成,且m0>m,将它们用通过轻而光滑的定滑轮的细线连接。如果按图甲装置在水平桌面上,两物块刚好做匀速运动。如果互换两物块按图乙装置在同一水平桌面上,它们的共同加速度大小为() D.上述均不对解析:对题图甲,由牛顿第二定律可得mg-μm0g=0,则μ=对题图乙,由牛顿第二定律可得m0g-μmg=(m0+m)a,解得a=g,选项C正确。答案:C5.如图所示,横截面为直角三角形的斜劈A放在粗糙的水平地面上,在劈与竖直墙壁之间放置一光滑球B,系统处于静止状态。在球B上施一通过球心的力F,系统仍保持静止,下列说法正确的是()所受合外力增大对竖直墙壁的压力增大C.地面对A的摩擦力减小对地面的摩擦力将小于B对墙壁的压力解析:对B球进行受力分析,其受重力、力F、斜劈A的支持力和墙壁对B的弹力,这四个力平衡,斜劈A的支持力和墙壁对B的弹力比施加力F前大,所以B项正确;由于B球是静止的,所以B球所受合力为零,A项错误;运用整体法分析,地面对A的摩擦力和墙壁对B的弹力平衡,所以地面对A的摩擦力增大,C、D错误。答案:B6.为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是()A.顾客加速时受到三个力的作用B.顾客始终处于超重状态C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下D.顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下解析:加速时顾客受到三个力作用:重力、支持力、摩擦力,匀速时受两个力:重力、支持力,选项A正确,选项B错误;如图所示,加速时,摩擦力方向向右,与支持力及重力的合力,即扶梯对顾客的作用力向右上方,根据牛顿第三定律,顾客对扶梯的作用力方向向左下方;匀速时,顾客不受摩擦力作用,支持力等于重力,即顾客对扶梯的压力方向竖直向下,选项C正确,选项D错误。答案:AC7.城市路灯、无轨电车的供电线路等,经常采用三角形的结构悬挂,如图所示为这类结构的一种简化模型。图中硬杆BO可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索AO和杆BO的重力均忽略不计。已知BO始终水平,AO与BO的夹角为θ,所悬挂物体的质量为m,则以下说法中正确的是()A.钢索AO对O点的拉力为B.杆BO对O点的支持力为mgtanθ点距B点的距离越近,杆BO对O点的支持力越大D.无论增大还是减小A、B两点间的距离,AO对O点的拉力与杆BO对O点的支持力的合力始终保持不变解析:以O点为研究对象,进行受力分析,设钢索AO对O点的拉力为F,则sinθ=,故F=,选项A正确;设杆BO对O点的支持力为F',则tanθ=,故F'=,选项B错误;A点对B点的距离越近,角θ越小,根据F'=知F'越大,选项C正确;AO对O点的拉力与杆BO对O点的支持力的合力与重力mg大小相等、方向相反,选项D正确。答案:ACD8.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系如图甲所示;物块的运动速度v与时间t的关系如图乙所示,6s后的速度—时间图象没有画出,g取10m/s2。下列说法正确的是()A.滑动时物块受到的摩擦力大小是3NB.物块的质量为kgC.物块在6~9s内的加速度大小是2m/s2D.物块与地面间的动摩擦因数是解析:0~3s匀加速运动,加速度a=2m/s2,3~6s内匀速运动,故滑动摩擦力Ff=6N。又0~3s外力F=9N,F-Ff=ma,故m=kg。Ff=μmg,μ=。6~9s内F'-Ff=ma',a'=-2m/s2,故本题答案是C、D。答案:CD二、填空题(每小题10分,共20分。把答案填在相应的横线上)9.如图所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距4m的两杆的顶端A、B,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,绳中的张力F=。

解析:由于物体是被光滑轻质挂钩挂在绳子上,且同一根绳中张力处处相等,又因为绳的长度和A、B之间的水平距离不变,故两段绳子与水平方向的夹角相等,且cosθ=。对挂钩与绳子的接触点做受力分析如图所示,可见2Fsinθ=mg故F=N=10N。答案:10N10.如果要较准确地“探究加速度与力、质量的关系”,则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况。某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有四个打点计时器打下的点未画出),打点计时器接的是50Hz的低压交流电源。他将一把毫米刻度尺放在纸上,其零刻度和计数点O对齐。(1)由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的速度,其中打E点的速度vE=m/s。(保留三位有效数字)

(2)如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为m/s、m/s、m/s、m/s。试根据以上数据和你求得的E点速度,在所给的坐标纸中作出v-t图象。要求标明坐标及其单位,坐标的标度值(即以多少小格为一个单位)大小要取得合适,使作图和读数方便,并尽量充分利用坐标纸。从图象中求得物体的加速度a=m/s2。(保留两位有效数字)

解析:(1)在打E点时小车的速度为vE=×10-2m/s≈m/s。(2)作出v-t图象如图所示。由图象可知,小车的加速度a=m/s2≈m/s2。答案:(1)(2)见解析图三、计算题(每小题16分,共32分)11.如图甲所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动。过a点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图象如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;(2)10s末物体离a点的距离。解析:(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1,则由v-t图象得a1=2m/s2①根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1②设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v-t图象得a2=1m/s2③根据牛顿第二定律,有F-μmg=ma2④联立①②③④式得F=3N,μ=。(2)设10s末物体离a点的距离为d,由v-t图象与横轴所围的面积的物理意义得d=-2m,负号表示物体在a点左侧。答案:(1)3N(2)2m12.如图所示,一物块P质量m=2kg,由平面上A点开始以速度v0=4m/s向A点右侧运动,物块与平面之间的动摩擦因数μ1=,运动x1=3m后滑上传送带BC。已知传送带足够长且物块与传送带之间的动摩擦因数μ2=,传送带以恒定速率v2=1m/s逆时针转动。(g取10m/s2)求:(1)物块向右运动距A点的最大距离;(2)物块最后停下来时距A点的距离。解析:(1)取水平向右为正方向,由题意得由A到B:-μ1mg=ma1解得a1=-μ1g=-2m/s2