新教材粵教版物理章末測(cè)評(píng)第4章牛頓運(yùn)動(dòng)定律

章末綜合測(cè)評(píng)(四)牛頓運(yùn)動(dòng)定律(分值：100分)一、單選題1．(4分)某時(shí)刻，物體甲受到的合力是10N，加速度為2m/s2，速度是10m/s；物體乙受到的合力是8N，加速度也是2m/s2，但速度是20m/s，則()A．甲比乙的慣性小 B．甲比乙的慣性大C．甲和乙的慣性一樣大 D．無(wú)法判定哪個(gè)物體慣性大B[由牛頓第二定律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，物體的慣性只與其質(zhì)量有關(guān)，與速度無(wú)關(guān)，m甲>m乙，所以B正確．]2．(4分)已知物理量λ的單位為“m”、物理量v的單位為“m/s”、物理量f的單位為“s－1”，A．v＝eq\f(λ,f) B．v＝λfC．f＝vλ D．λ＝vfB[eq\f(λ,f)的單位是eq\f(m,s－1)＝m·s，與v的單位“m/s”不相同，選項(xiàng)A錯(cuò)；λf的單位是m·s－1，與v的單位“m/s”相同，選項(xiàng)B正確；vλ的單位是m·s－1·m＝m2·s－1，與f的單位“s－1”不相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；vf的單位是m·s－1·s－1＝m·s－2，與λ的單位“m”不相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]3．(4分)如圖所示，一輛汽車在平直公路上向左行駛，一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為R的球，用一輕繩懸掛在車廂豎直的光滑的后壁上．汽車以加速度a加速前進(jìn)．繩子對(duì)球的拉力設(shè)為T，車廂后壁對(duì)球的水平彈力為N．則當(dāng)汽車的加速度a增大時(shí)()A．T不變，N增大 B．T增大，N增大C．T減小，N減小 D．T減小，N變大A[設(shè)繩子與后壁的夾角為θ，則豎直方向上：Tcosθ＝mg，則T＝eq\f(mg,cosθ)，故T不變；水平方向上：N－Tsinθ＝ma，由于a增大，故N增大，所以A正確．]4．(4分)如圖所示，彈簧的一端固定在天花板上，另一端連一質(zhì)量m＝2kg的秤盤，盤內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量M＝1kg的物體，秤盤在豎直向下的拉力F作用下保持靜止，F(xiàn)＝30N，在突然撤去外力F的瞬間，物體對(duì)秤盤壓力的大小為(g取10m/s2)()A．10N B．15NC．20N D．40NC[在突然撤去外力F的瞬間，物體和秤盤所受向上的合外力為30N，由牛頓第二定律可知，向上的加速度為10m/s2．根據(jù)題意，秤盤在豎直向下的拉力F作用下保持靜止，故彈簧對(duì)秤盤向上的拉力為60N．突然撤去外力F的瞬間，對(duì)秤盤，由牛頓第二定律得60N－mg－FN＝ma，解得物體對(duì)秤盤壓力的大小FN＝20N，選項(xiàng)C正確．]5．(4分)如圖所示，木塊A質(zhì)量為1kg，木塊B的質(zhì)量為2kg，疊放在水平地面上，A、B間的最大靜摩擦力為1N，B，今用水平力F作用于B，則保持A、B相對(duì)靜止的條件是F不超過(guò)(g取10m/s2)()A．1N B．3NC．4N D．6ND[因?yàn)锳、B間的最大靜摩擦力為1N，故物體A的最大加速度為a＝eq\f(Ff,m)＝eq\f(1N,1kg)＝1m/s2；再對(duì)B分析可得，要保持A、B相對(duì)靜止，則A、B的加速度最大也是a，即F－μ(mA＋mB)g－1N＝mBa，解得F＝6N，選項(xiàng)D正確．]6．(4分)放在水平面上的物塊，受水平推力F的作用，力F的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，6s前、后的路面不同，重力加速度g取10m/s2，則以下判斷正確的是()A．物塊的質(zhì)量為2kg，B．物塊的質(zhì)量為2kg，C．物塊的質(zhì)量為1kg，D．物塊的質(zhì)量為1kg，動(dòng)摩擦因數(shù)前、后不一樣，D[根據(jù)0～3s內(nèi)的v-t、F-t圖像可知，物塊在該時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平推力等于摩擦力，即滑動(dòng)摩擦力μmg＝4N；根據(jù)3～6s內(nèi)的v-t圖像可得加速度的大小為2m/s2，由牛頓第二定律得μmg－2＝m×2，解得μ＝0.4，m＝1kg；由6s后的v-t圖像可得物塊的加速度大小為1m/s2，由牛頓第二定律得6－μ′mg＝m×1，解得μ′＝0.5，選項(xiàng)D正確．]7．(4分)質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B用輕彈簧相連，設(shè)兩物塊與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同．當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊在粗糙的水平面上共同向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x1，如圖甲所示；當(dāng)用同樣大小的力F豎直共同加速提升兩物塊時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，如圖乙所示；當(dāng)用同樣大小的力F沿固定斜面向上拉兩物塊使之共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x3，如圖丙所示，則x1∶x2∶x3A．1∶1∶1 B．1∶2∶3C．1∶2∶1 D．無(wú)法確定A[當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊在粗糙的水平面上共同向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)A、B整體，由牛頓第二定律可得F－3μmg＝3ma，再用隔離法對(duì)A分析，由牛頓第二定律可得kx1＝eq\f(1,3)F；根據(jù)上述方法同理可求得沿豎直方向、沿斜面方向運(yùn)動(dòng)時(shí)：kx2＝kx3＝eq\f(1,3)F，所以A正確．]8．(4分)靜止于粗糙水平面上的物體，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小隨時(shí)間變化的圖像如圖甲所示．在拉力F從0逐漸增大的過(guò)程中，物體的加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，g取10m/s2．則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．物體與水平面間的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變B．C．物體的質(zhì)量為6kgD．4s末物體的速度為4m/sC[將圖甲、乙對(duì)照可以看出，在0～2s時(shí)間內(nèi)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，t＝2s時(shí)物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)前瞬間靜摩擦力等于拉力，為6N．2s時(shí)拉力F1＝6N，加速度a1＝1m/s2，利用牛頓第二定律有F1－f＝ma1,4s時(shí)拉力F2＝12N，加速度a2＝3m/s，利用牛頓第二定律有F2－f＝ma2，聯(lián)立解得物體的質(zhì)量m＝3kg，滑動(dòng)摩擦力f＝3N，小于最大靜摩擦力，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤．由滑動(dòng)摩擦力公式f＝μmg，可得物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，選項(xiàng)B正確．物體從2s時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，根據(jù)加速度—時(shí)間圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示速度變化量可知，4s末物體的速度為v＝eq\f(1＋3,2)×2m/s＝4m/s，選項(xiàng)D正確．]二、實(shí)驗(yàn)題9．(6分)在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某小組設(shè)計(jì)雙車位移比較法來(lái)探究加速度與力的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將軌道分上、下雙層排列，兩小車后的剎車線穿過(guò)尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行控制(未畫出剎車系統(tǒng))．通過(guò)改變砝碼盤中的砝碼來(lái)改變拉力大?。ㄟ^(guò)比較兩小車的位移來(lái)比較兩小車的加速度大小，是因?yàn)槲灰婆c加速度的關(guān)系式為_(kāi)_________．已知兩車質(zhì)量均為200g，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)小車?yán)/N位移s/cm拉力比F甲/F乙位移比s甲/s乙1甲乙2甲乙3甲乙分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：______________________________________．該裝置中的剎車系統(tǒng)的作用是____________________________________．為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，你認(rèn)為還可以進(jìn)行哪些方面的改進(jìn)？(提出一種方案即可)．[答案]s＝eq\f(1,2)at2在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時(shí)，由于s∝F，說(shuō)明a∝F控制兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止調(diào)整兩木板，平衡摩擦力(或使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量等)．三、計(jì)算題10．(10分)如圖所示是公路上的“避險(xiǎn)車道”，車道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險(xiǎn)．某次汽車避險(xiǎn)過(guò)程可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型．汽車在公路上行駛到A點(diǎn)時(shí)的速度v1＝54km/h，，汽車行駛到“避險(xiǎn)車道”底端B時(shí)的速度v2＝72km/h．已知避險(xiǎn)車道BC與水平面的傾角為30°，汽車行駛在避險(xiǎn)車道上受到的阻力是車重的0.3倍．(g取10m/s2)求：(1)汽車在公路AB段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；(2)汽車在避險(xiǎn)車道上運(yùn)動(dòng)的最大位移s．[解析](1)汽車在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)a1＝eq\f(F合,m)＝eq\mg,m)＝0.5m/s2，t＝eq\f(v2－v1,a1)＝eq\f(20－15,0.5)s＝10s．(2)汽車在避險(xiǎn)車道上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)mgsin30°＋F阻＝ma2，s＝eq\f(0－v\o\al(2,2),－2a2)，代入數(shù)據(jù)解得s＝25m．[答案](1)10s(2)25m四、多選題11．(4分)(多選)如圖所示，質(zhì)量為m2的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車廂底板上，并用豎直細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪連接質(zhì)量為m1的物體1，與物體1相連接的繩與豎直方向成θ角，則()A．車廂的加速度為gsinθ B．繩對(duì)物體1的拉力為eq\f(m1g,cosθ)C．底板對(duì)物體2的支持力為(m2－m1)g D．物體2所受底板的摩擦力為m2gtanθBD[物體1的合力F＝m1gtanθ，故車及物體的共同加速度a＝eq\f(F,m1)＝gtanθ，A錯(cuò)；繩對(duì)物體的拉力T＝eq\f(m1g,cosθ)，B對(duì)；底板對(duì)物體2的支持力FN＝m2g－T＝m2g－eq\f(m1g,cosθ)，C錯(cuò)；物體2受到的摩擦力f＝m2a＝m2gtanθ，D對(duì)．]12．(4分)(多選)某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490N．他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重，t0至t3時(shí)間段內(nèi)彈簧秤的示數(shù)如圖所示，電梯運(yùn)行的v-t圖像可能是(取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?()AD[由圖像看出t0～t1時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)小于體重，表明人處于失重狀態(tài)，電梯有向下加速度，可能向下做勻加速或向上做勻減速運(yùn)動(dòng)；t1～t2時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)等于體重，表明人處于平衡狀態(tài)，電梯加速度為零，電梯可能勻速，也可能靜止；t2～t3時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)大于體重，表明人處于超重狀態(tài)，電梯有向上的加速度，電梯可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng)或向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．故選A、D．]13．(4分)(多選)如圖所示，傳送帶的水平部分長(zhǎng)為L(zhǎng)，傳動(dòng)速率為v，在其左端無(wú)初速度釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則木塊從左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間可能是()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[因木塊運(yùn)動(dòng)到右端的過(guò)程不同，對(duì)應(yīng)的時(shí)間也不同，若一直勻加速至右端，則L＝eq\f(1,2)μgt2，可得t＝eq\r(\f(2L,μg))，C正確；若一直加速到右端時(shí)的速度恰好與傳送帶速度v相等，則L＝eq\f(0＋v,2)t，可得t＝eq\f(2L,v)，D正確；若先勻加速到傳送帶速度v，再勻速到右端，則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正確；木塊不可能一直勻速至右端，B錯(cuò)誤．]14．(4分)(多選)用遙控直升機(jī)下輕繩懸掛質(zhì)量為m的攝像機(jī)可以拍攝學(xué)生在操場(chǎng)上的跑操情況．開(kāi)始時(shí)遙控直升機(jī)懸停在C點(diǎn)正上方．若遙控直升機(jī)從C點(diǎn)正上方運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)正上方經(jīng)歷的時(shí)間為t，已知CD之間距離為L(zhǎng)，直升機(jī)的質(zhì)量為M，直升機(jī)的運(yùn)動(dòng)視作水平方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)．在拍攝過(guò)程中懸掛攝影機(jī)的輕繩與豎直方向的夾角始終為β，假設(shè)空氣對(duì)攝像機(jī)的作用力始終水平．則()A．輕繩中的拉力FT＝eq\f(mg,cosβ)B．遙控直升機(jī)加速度a＝gtanβC．直升機(jī)所受的合外力為F合＝eq\f(2mL,t2)D．這段時(shí)間內(nèi)空氣對(duì)攝像機(jī)作用力的大小為F＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gtanβ－\f(2L,t2)))AD[對(duì)攝像機(jī)受力分析，攝像機(jī)受到輕繩拉力FT、重力mg和風(fēng)力F，由FTcosβ＝mg，解得輕繩中的拉力FT＝eq\f(mg,cosβ)，選項(xiàng)A正確；由L＝eq\f(1,2)at2，解得遙控直升機(jī)加速度a＝eq\f(2L,t2)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；直升機(jī)所受的合外力為F合＝Ma＝eq\f(2ML,t2)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；攝像機(jī)受到的風(fēng)力為F，繩子拉力為FT，重力為mg．則FTsinβ－F＝ma，F(xiàn)Tcosβ＝mg，解得F＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gtanβ－\f(2L,t2)))，選項(xiàng)D正確．]五、實(shí)驗(yàn)題15．(6分)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)小剛同學(xué)將長(zhǎng)木板放在水平桌面上，并利用安裝在小車上的拉力傳感器測(cè)出細(xì)線的拉力，保持小車的質(zhì)量不變，通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)，得到多組數(shù)據(jù)，從而確定小車加速度a與細(xì)線拉力F的關(guān)系．圖甲(1)圖乙中符合小剛的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是________．圖乙(2)小麗同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，拉力傳感器出現(xiàn)了故障．為此，小麗同學(xué)移走拉力傳感器，保持小車的質(zhì)量不變，并改進(jìn)了小剛實(shí)驗(yàn)操作中的不足之處．用所掛鉤碼的重力表示細(xì)線的拉力F，則小麗同學(xué)得到的圖像可能是乙圖中的________；小森同學(xué)為得到類似乙圖中的A圖，在教師的指導(dǎo)下，在小麗實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下改進(jìn)：稱出小車質(zhì)量M、所有鉤碼的總質(zhì)量m，先掛上所有鉤碼，實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將鉤碼摘下，并把每次摘下的鉤碼都放在小車上，多次實(shí)驗(yàn)，仍用F表示所掛鉤碼的重力，畫出a-F圖，則圖線的斜率k＝________(用題中給出的字母表示)．[解析](1)如果用傳感器測(cè)量拉力的大小，則該力就是小車受到的力，而圖中小車還受到摩擦力，故圖像為B．(2)如果不用傳感器測(cè)量力的大小，并改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)操作中的不足之處，說(shuō)明平衡了摩擦力，則圖像就過(guò)原點(diǎn)了，但是當(dāng)鉤碼的重力增大時(shí)，小車的加速度就不再與鉤碼的重力成正比了，加速度增加就變得慢一些，故圖像要向力的方向偏折，選項(xiàng)C可能是正確的；圖A表示a與F成正比，因?yàn)镕＝m′g＝(m＋M)a，故圖線的斜率為k＝eq\f(a,F)＝eq\f(1,m＋M)．[答案](1)B(2)Ceq\f(1,M＋m)六、計(jì)算題16．(10分)一物體沿斜面向上以12m/s的初速度開(kāi)始滑動(dòng)，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動(dòng)的v-t圖像如圖所示，求斜面的傾角以及物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)(g取10m/s2)．[解析]由圖像可知上滑過(guò)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．下滑過(guò)程的加速度的大小a下＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(12,3)m/s2＝4m/s2．上滑過(guò)程和下滑過(guò)程對(duì)物體受力分析如圖所示上滑過(guò)程a上＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)＝gsinθ＋μgcosθ，同理下滑過(guò)程a下＝gsinθ－μgcosθ，解得θ＝30°，μ＝eq\f(\r(3),15)．[答案]30°eq\f(\r(3),15)17．(10分)如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上端固定一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，彈簧下端連有一質(zhì)量為m的小球，小球被一垂直于斜面的擋板A擋住，此時(shí)彈簧沒(méi)有形變．若手持擋板A以加速度a(a<gsinθ)沿斜面勻加速下滑，求：(1)從擋板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間；(2)從擋板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小球的速度達(dá)到最大，小球經(jīng)過(guò)的最小路程．[解析](1)當(dāng)小球與擋板分離時(shí)，擋板對(duì)小球的作用力恰好為零，對(duì)小球由牛頓第二定律得mgsinθ－ks＝ma，解得小球做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為s＝eq\f(mgsinθ－a,k)，由s＝eq\f(1,2)at2得從擋板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間為t＝eq\r(\f(2s,a))＝eq\r(\f(2mgsinθ－a,ka))．(2)小球的速度達(dá)到最大時(shí)，其加速度為零，則有kx′＝mgsinθ，得小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度達(dá)到最大，經(jīng)過(guò)的最小路程為x′＝eq\f(mgsinθ,k)．[答案](1)eq\r(\f(2mgsinθ－a,ka))(2)eq\f(mgsinθ