高中物理 第四章牛顿运动定律限时检测A 新人教版必修1

第四章限时检测A本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．人在沼泽地赤脚行走时容易下陷，但是如果人脚着滑雪板在上面行走却不容易下陷，下列说法中正确的是()A．赤脚时，人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力B．赤脚时，人对沼泽面的压力等于沼泽面对人的支持力C．着滑雪板，人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力D．着滑雪板，人对沼泽面的压力等于沼泽面对人的支持力答案：BD解析：不管人是赤脚还是着滑雪板，人对沼泽面的压力和沼泽面对人的支持力是一对作用力与反作用力，始终等大反向，故B、D正确．2．姚明成为了NBA一流中锋，给中国人争得了荣誉和尊敬，让很多的中国人热爱上篮球这项运动．如图所示姚明正在扣篮，其跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)()A．两过程中姚明都处在超重状态B．两过程中姚明都处在失重状态C．前过程为超重，后过程不超重也不失重D．前过程为超重，后过程为完全失重答案：D3．如右图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线C．无规则曲线 D．抛物线答案：B解析：本题考查力和物体运动状态变化的关系．力是改变物体运动状态的原因，物体不受力将保持原来的静止或匀速直线运动状态．由于劈形物体A各面均光滑，所以小球B在水平方向上不受力作用，故小球B在水平方向上将保持“静止”状态；小球B由于在竖直方向上受到重力和物体A的支持力作用．运动状态改变做竖直方向的运动．故答案应选B.4．月球表面的自由落体加速度是地球表面自由落体加速度的eq\f(1,6)，将一物体在地球表面上放在水中，恰好有一半浸在水中．若将该物体在月球表面放在水中，则该物体将()A．下沉B．漂浮，但浸没在水中的体积为该物体体积的1/30C．漂浮，浸没在水中的体积仍为该物体体积的一半D．悬浮在水中答案：C解析：设物体浸没在水中的体积为V，物体的质量为m.根据漂浮条件Vρ水g＝mg得：V＝eq\f(m,ρ水)，由上式看出，物体浸在水中的体积与自由落体加速度无关，故选项C正确．5．(沈阳二中08－09学年高一上学期期末)利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值．图中是用此方法获得的弹性绳中拉力F随时间t变化的图线．实验时把小球系在绳的一端，然后将球举高到绳子的悬点O处，然后释放小球．让其自由下落，从小球下落开始计时，根据此图线所提供的信息，以下判断正确的是()A．t2时刻小球的速度最大B．t1－t2时间内小球速度先增大后减小C．t3时刻小球的速度最小D．t1和t3时刻小球的速度方向相同答案：B6．(四川南充市09－10学年高一上学期期末)如图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转动，使风总从图示方向吹向小球P.P是质量为m的金属球，固定在一细长刚性金属丝下端，能绕O点在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力大小有关，下列关于风力F与θ的关系式正确的是()A．F＝mgsinθ B．F＝mgcosθC．F＝mgtanθ D．F＝mg/cosθ答案：C解析：如图所示，对金属球受力分析，列平衡方程得：FTcosθ＝mg，FTsinθ＝F解得F＝mgtanθ，故选项C正确．7．(哈尔滨师大附中08－09学年高一上学期期末)如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则()A．物块M受摩擦力增大B．物块M对车厢壁的压力增大C．物块M仍能相对于车厢静止D．物块M沿车厢向上运动答案：BC8．静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则下列说法正确的是()A．物体在2s内的位移为零B．4s末物体将回到出发点C．2s末物体的速度为零D．物体一直在朝同一方向运动答案：CD解析：设物体的质量为m，则第1s内物体的加速度a1＝eq\f(F1,m)＝eq\f(2,m)，第2s内物体加速度a2＝eq\f(F2,m)＝eq\f(－2,m)，故第1s与第2s物体的加速度大小相等，方向相反，第2s末物体的速度由a1t＋a2t＝v2知v2＝0，即2s末物体的速度为零，前2s内物体的运动性质为先做匀加速直线运动，1s末到2s末物体做匀减速直线运动，2s末物体静止，以后物体重复前2s的运动，故本题答案为C、D.9．(·山东模拟)一氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力F作用下做匀速直线运动，不计空气阻力和风力的影响，而重物匀速运动的方向如图中箭头所示的虚线方向，图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是()答案：A解析：重物只在重力和绳子的拉力F作用下做匀速直线运动，那么这两个力的合力为0，即绳子的拉力方向是竖直向上，A正确．10．如图(a)所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化图象如图(b)所示．根据图(b)中所标出的数据可计算出()A．物体的质量B．物体与水平面间的滑动摩擦力C．物体与水平面间的最大静摩擦力D．在F为14N时，物体的速度大小答案：ABC第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共16分．把答案直接填在横线上)11．(4分)对“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题，亚里士多德和伽利略存在着不同的观点．请完成下表：亚里士多德的观点伽利略的观点落体运动快慢重的物体下落快，轻的物体下落慢力与物体运动关系维持物体运动不需要力答案：物体下落快慢与物体轻重无关；维持物体运动需要力．12．(6分)(山东潍坊09－10学年高一上学期期末)探究作用力与反作用力关系的实验装置如图甲所示，其中A、B是两个力传感器，B固定在木块C上．(1)固定木块，用A拉B，传感器显示两钩子受力随时间变化的图象如图乙所示．根据图象得出的结论是①________________②________________③________________(2)放开木块，用A拉B向右运动，上述结论是否仍成立？________答案：(1)①作用力与反作用力大小相等②作用力与反作用力方向相反③作用力与反作用力同时产生同时消失(2)成立13．(6分)(南京市08－09学年高一上学期期末)某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”的实验．图示为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，在实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．小车运动加速度a可用纸带上的点求得．(1)关于该实验，下列说法中正确的是()A．打点计时器电源插头接低压直流电源B．为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，可以把木板D的右端适当垫高C．若通过作v－t图象求a，则可以更好地减小误差D．本实验采用了控制变量的方法进行探究(2)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表：次数12345小车加速度a/m/s－21.251.000.800.500.40小车质量m/kg0.4000.5000.6251.0001.250小车质量的倒数eq\f(1,m)kg－12.52.01.61.00.8根据上表数据，为进一步直观反映F不变时a与m的关系，可在坐标系中选择物理量______和________为坐标轴建立坐标系并作出图线(选填表格中的物理量名称)．该小车受到的拉力F为________N.答案：(1)BCD(2)小车加速度(a)、小车质量的倒数(eq\f(1,m))0.5三、论述、计算题(本题共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)人们受飞鸟在空中飞翔的启发发明了飞机，飞鸟扇动翅膀获得向上的举力表示为F＝kSv2，式中S为翅膀的面积，v为飞鸟的飞行速度，k为比例常量，一个质量为0.1kg，翅膀面积为S的燕子，其最小的飞行速度为10m/s，假设飞机飞行时获得向上的举力与飞鸟飞行时获得的举力有同样的规律，一架质量为3600kg的飞机，机翼的面积为燕子翅膀面积的1000倍，那么此飞机起飞离地时的最小速度为多大？答案：60m/s解析：对于飞鸟来说，由平衡条件可知：飞鸟获得向上举力应等于自身的重力，即F＝kSv2＝mg①同理，对于飞机来说，设起飞时的最小速度为v′，则：F′＝kS′v′2＝Mg②联立①②得：eq\f(Sv2,S′v′2)＝eq\f(m,M)，代入数据可求得v′＝60m/s.15．(11分)如图所示，两个完全相同的球，重力大小为G，两球与水平地面间的摩擦因数都为μ，一根轻绳两端固定在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为α.问当F至少为多大时，两球将会发生滑动．答案：eq\f(2μG,tan\f(α,2)＋μ)解析：该题应采用整体和隔离相结合的方法．设绳子拉力为T，选其中某一个球为研究对象，球发生滑动的临界条件是：Tsineq\f(α,2)＝μN ①又因为Tcoseq\f(α,2)＝eq\f(F,2) ②取整体为研究对象，由平衡条件得：F＋2N＝2G 由式①、式②、式③联立解得：F＝eq\f(2μG,tg\f(α,2)＋μ)16．(11分)(山东聊城一中09－10学年高一上学期期末)如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0N，玩具的质量m＝0.5kg，经过时间t＝2.0s，玩具移动了距离x＝4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下．(1)全过程玩具的最大速度是多大？(2)松开手后玩具还能运动多远？(取g＝10m/s2.sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)答案：(1)4.8m/s(2)1.7m解析：(1)由牛顿第二定律得：F·cos53°－μ(mg－F·sin53°)＝ma①根据运动学公式知x＝eq\f(1,2)at2②vm＝at③由①②③解得μ＝0.67vm＝4.8m/s(2)松手后玩具滑行的加速度a1＝μg＝6.7m/s2滑行距离S＝eq\f(v\o\al(2,m),2a1)＝1.7m.17．(12分)如图所示，一个滑雪运动员，滑板和人总质量为m＝75kg，以初速度v0＝8m/s沿倾角为θ＝37°的斜坡向上自由滑行，已知滑板与斜坡间动摩擦因数μ＝0.25，假设斜坡足够长．不计空气阻力．试求：(1)运动员沿斜坡上滑的最大距离．(2)若运动员滑至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小．答案：(1)4m(2)5.7m/s解析：(1)上滑过程中，对人进行受力分析，滑雪者受重力mg、弹力FN、摩擦力f，并设滑雪者加速度为a1根据牛顿第二定律有：mgsinθ＋f＝ma1，a1方向沿斜面向下①由平衡关系有：FN＝mgcosθ②根据动摩擦定律有：f＝μFN③由上列各式解得：a1＝g(sinθ＋μcosθ)＝8m/s2④滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动，减速到为零时的位移x＝eq\f(