【同步】高中物理粤教2019版必修一章末综合测评4牛顿运动定律

传播先进教育理念 提供科学教学方法地址：北京市东城区龙潭路3号 电话：400-688-1789章末综合测评(四)牛顿运动定律一、单选题1．某时刻，物体甲受到的合力是10N，加速度为2m/s2，速度是10m/s；物体乙受到的合力是8N，加速度也是2m/s2，但速度是20m/s，则()A．甲比乙的惯性小B．甲比乙的惯性大C．甲和乙的惯性一样大D．无法判定哪个物体惯性大B[由牛顿第二定律F＝ma得m甲＝eq\f(F甲,a甲)＝eq\f(10,2)kg＝5kg，m乙＝eq\f(F乙,a乙)＝eq\f(8,2)kg＝4kg，物体的惯性只与其质量有关，与速度无关，m甲>m乙，所以B正确．]2．已知物理量λ的单位为“m”、物理量v的单位为“m/s”、物理量f的单位为“s－1”，则由这三个物理量组成的关系式正确的是()A．v＝eq\f(λ,f) B．v＝λfC．f＝vλ D．λ＝vfB[eq\f(λ,f)的单位是eq\f(m,s－1)＝m·s，与v的单位“m/s”不相同，选项A错；λf的单位是m·s－1，与v的单位“m/s”相同，选项B正确；vλ的单位是m·s－1·m＝m2·s－1，与f的单位“s－1”不相同，选项C错误；vf的单位是m·s－1·s－1＝m·s－2，与λ的单位“m”不相同，选项D错误．]3．如图所示，一辆汽车在平直公路上向左行驶，一个质量为m、半径为R的球，用一轻绳悬挂在车厢竖直的光滑的后壁上．汽车以加速度a加速前进．绳子对球的拉力设为T，车厢后壁对球的水平弹力为N．则当汽车的加速度a增大时()A．T不变，N增大 B．T增大，N增大C．T减小，N减小 D．T减小，N变大A[设绳子与后壁的夹角为θ，则竖直方向上：Tcosθ＝mg，则T＝eq\f(mg,cosθ)，故T不变；水平方向上：N－Tsinθ＝ma，由于a增大，故N增大，所以A正确．]4．如图所示，弹簧的一端固定在天花板上，另一端连一质量m＝2kg的秤盘，盘内放一个质量M＝1kg的物体，秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止，F＝30N，在突然撤去外力F的瞬间，物体对秤盘压力的大小为(g取10m/s2)()A．10N B．15NC．20N D．40NC[在突然撤去外力F的瞬间，物体和秤盘所受向上的合外力为30N，由牛顿第二定律可知，向上的加速度为10m/s2．根据题意，秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止，故弹簧对秤盘向上的拉力为60N．突然撤去外力F的瞬间，对秤盘，由牛顿第二定律得60N－mg－FN＝ma，解得物体对秤盘压力的大小FN＝20N，选项C正确．]5．如图所示，木块A质量为1kg，木块B的质量为2kg，叠放在水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为1N，B与地面间的动摩擦因数为0.1，今用水平力F作用于B，则保持A、B相对静止的条件是F不超过(g取10m/s2)()A．1N B．3NC．4N D．6ND[因为A、B间的最大静摩擦力为1N，故物体A的最大加速度为a＝eq\f(Ff,m)＝eq\f(1N,1kg)＝1m/s2；再对B分析可得，要保持A、B相对静止，则A、B的加速度最大也是a，即F－μ(mA＋mB)g－1N＝mBa，解得F＝6N，选项D正确．]6．放在水平面上的物块，受水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示，6s前、后的路面不同，重力加速度g取10m/s2，则以下判断正确的是()A．物块的质量为2kg，动摩擦因数为0.2B．物块的质量为2kg，动摩擦因数为0.4C．物块的质量为1kg，动摩擦因数为0.5D．物块的质量为1kg，动摩擦因数前、后不一样，6s前为0.4,6s后为0.5D[根据0～3s内的v­t、F­t图像可知，物块在该时间内做匀速直线运动，水平推力等于摩擦力，即滑动摩擦力μmg＝4N；根据3～6s内的v­t图像可得加速度的大小为2m/s2，由牛顿第二定律得μmg－2＝m×2，解得μ＝0.4，m＝1kg；由6s后的v­t图像可得物块的加速度大小为1m/s2，由牛顿第二定律得6－μ′mg＝m×1，解得μ′＝0.5，选项D正确．]7．质量分别为m和2m的物块A、B用轻弹簧相连，设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同．当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1，如图甲所示；当用同样大小的力F竖直共同加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，如图乙所示；当用同样大小的力F沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为x3，如图丙所示，则x1∶x2∶x3＝()A．1∶1∶1 B．1∶2∶3C．1∶2∶1 D．无法确定A[当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，对A、B整体，由牛顿第二定律可得F－3μmg＝3ma，再用隔离法对A分析，由牛顿第二定律可得kx1＝eq\f(1,3)F；根据上述方法同理可求得沿竖直方向、沿斜面方向运动时：kx2＝kx3＝eq\f(1,3)F，所以A正确．]二、多选题8．如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角，则()A．车厢的加速度为gsinθB．绳对物体1的拉力为eq\f(m1g,cosθ)C．底板对物体2的支持力为(m2－m1)gD．物体2所受底板的摩擦力为m2gtanθBD[物体1的合力F＝m1gtanθ，故车及物体的共同加速度a＝eq\f(F,m1)＝gtanθ，A错；绳对物体的拉力T＝eq\f(m1g,cosθ)，B对；底板对物体2的支持力FN＝m2g－T＝m2g－eq\f(m1g,cosθ)，C错；物体2受到的摩擦力f＝m2a＝m2gtanθ，D对．]9．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v­t图像可能是(取电梯向上运动的方向为正)()AD[由图像看出t0～t1时间内弹簧秤示数小于体重，表明人处于失重状态，电梯有向下加速度，可能向下做匀加速或向上做匀减速运动；t1～t2时间内弹簧秤示数等于体重，表明人处于平衡状态，电梯加速度为零，电梯可能匀速，也可能静止；t2～t3时间内弹簧秤示数大于体重，表明人处于超重状态，电梯有向上的加速度，电梯可能向下做匀减速运动或向上做匀加速运动．故选A、D．]10．如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间可能是()A．eq\f(L,v)＋eq\f(v,2μg) B．eq\f(L,v)C．eq\r(\f(2L,μg)) D．eq\f(2L,v)ACD[因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则L＝eq\f(1,2)μgt2，可得t＝eq\r(\f(2L,μg))，C正确；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则L＝eq\f(0＋v,2)t，可得t＝eq\f(2L,v)，D正确；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则eq\f(v2,2μg)＋veq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t－\f(v,μg)))＝L，可得t＝eq\f(L,v)＋eq\f(v,2μg)，A正确；木块不可能一直匀速至右端，B错误．]三、实验题11．在探究“加速度与力、质量的关系”实验时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系．实验装置如图所示，将轨道分上、下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制(未画出刹车系统)．通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小．通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为__________．已知两车质量均为200g，实验数据如表中所示：实验次数小车拉力F/N位移s/cm拉力比F甲/F乙位移比s甲/s乙1甲00.51乙0.243.52甲0.229.00.670.67乙0.343.03甲0.341.00.750.74乙0.455.4分析表中数据可得到结论：_____________________________________________________________________________________________________．该装置中的刹车系统的作用是___________________________________________________________________________________________________．为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？(提出一种方案即可)．[答案]s＝eq\f(1,2)at2在实验误差范围内当小车质量保持不变时，由于s∝F，说明a∝F控制两车同时运动和同时停止调整两木板，平衡摩擦力(或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等)．12．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，实验时小刚同学将长木板放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小车的质量不变，通过改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度a与细线拉力F的关系．甲(1)图乙中符合小刚的实验结果的是________．乙(2)小丽同学做该实验时，拉力传感器出现了故障．为此，小丽同学移走拉力传感器，保持小车的质量不变，并改进了小刚实验操作中的不足之处．用所挂钩码的重力表示细线的拉力F，则小丽同学得到的图像可能是乙图中的________；小森同学为得到类似乙图中的A图，在教师的指导下，在小丽实验的基础上进行如下改进：称出小车质量M、所有钩码的总质量m，先挂上所有钩码，实验时依次将钩码摘下，并把每次摘下的钩码都放在小车上，多次实验，仍用F表示所挂钩码的重力，画出a­F图，则图线的斜率k＝________(用题中给出的字母表示)．[解析](1)如果用传感器测量拉力的大小，则该力就是小车受到的力，而图中小车还受到摩擦力，故图像为B．(2)如果不用传感器测量力的大小，并改进了实验操作中的不足之处，说明平衡了摩擦力，则图像就过原点了，但是当钩码的重力增大时，小车的加速度就不再与钩码的重力成正比了，加速度增加就变得慢一些，故图像要向力的方向偏折，选项C可能是正确的；图A表示a与F成正比，因为F＝m′g＝(m＋M)a，故图线的斜率为k＝eq\f(a,F)＝eq\f(1,m＋M)．[答案](1)B(2)Ceq\f(1,M＋m)四、计算题13．一物体沿斜面向上以12m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v­t图像如图所示，求斜面的倾角以及物体与斜面间的动摩擦因数(g取10m/s2)．[解析]由图像可知上滑过程的加速度的大小a上＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(Δv,Δt)))＝eq\f(12,2)m/s2＝6m/s2下滑过程的加速度的大小a下＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(12,3)m/s2＝4m/s2上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图所示上滑过程a上＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)＝gsinθ＋μgcosθ同理下滑过程a下＝gsinθ－μgcosθ解得θ＝30°，μ＝eq\f(\r(3),15)．[答案]30°eq\f(\r(3),15)14．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上端固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端连有一质量为m的小球，小球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．若手持挡板A以加速度a(a<gsinθ)沿斜面匀加速下滑，求：(1)从挡板开始运动到小球与挡板分离所经历的时间；(2)从挡板开始运动到小球的速度达到最大，小球经过的最小路程．[解析](1)当小球与挡板分离时，挡板对小球的作用力恰好为零，对小球由牛顿第二定律得mgsinθ－ks＝ma解得小球做匀加速运动的位移为s＝eq\f(mgsinθ－a,k)由s＝eq\f(1,2)at2得从挡板开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为t＝eq\r(\f(2s,a))＝eq\r(\f(2mgsinθ－a,ka))．(2)小球的速度达到最大时，其加速度为零，则有kx′＝mgsinθ得小球从开始运动到速度达到最大，经过的最小路程为x′＝eq\f(mgsinθ,k)．[答案](1)eq\r(\f(2mgsinθ－a,ka))(2)eq\f(mgsinθ,k)15．如图所示，A、B为水平传送带的两端，质量为m＝4kg的物体，静止放在传送带的A端，并在与水平方向成37°角的F＝20N的力作用下，沿传送带向B端运动，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，则：(1)当传送带静止时，物体从A