2019版高中物理 第四章 牛顿运动定律检测（B）新人教版必修1.doc

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1、1第四章检测第四章检测( (B B) )(时间:90 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,16 题只有一个选项符合题目要求,710 题有多个选项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分)1 1伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为 1、2、3。根据三次实验

2、结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小解析:当斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿斜面上升的最高位置依次升高。对比三次实验结果,根据把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法可知,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,小球能够上升到与O点等高的位置,故最直接的结论是选项 A;B、C、D 中的结论从题目中不可以直接得出,故排除。答案:A2 2 如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等

3、高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将 两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小解析:因木板均处于静止状态,所以两次所受合力F1均为零,即合力F1不变。设绳与竖直方向成角,由平衡条件得 2F2cos =mg,解得F2,角会变大,所以F2变= 2,可知两绳各剪去一段后大。选项 A 正确。答案:A23 3 如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界 线者为赢。若绳子质量不计,冰面

4、可看成是光滑的,则下列说法正确的是( )A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C.若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D.若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利解析:甲对绳的拉力和绳对甲的拉力是作用力和反作用力,选项 A 错误;甲对绳的拉力和乙对绳的拉力是一对平衡力,选项 B 错误;由于不计冰面的摩擦力,甲、乙两人在大小相同的拉力F作用下做初速度为零的匀加速运动,由xatm甲m乙,则t甲t乙,即乙先到达中间分=1 22和 = 得=2 ,若界线,故甲赢得胜利,选项 C 正确;同理,若乙收绳的速度比甲快,同样是乙先到达中间分

5、界线,甲能赢得比赛的胜利,选项 D 错误。答案:C4 4不可伸长的轻绳跨过质量不计的滑轮,绳的一端系一质量m0=15 kg 的重物,重物静止于地面上。有一质量m=10 kg 的猴子从绳的另一端沿绳上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度为(g取 10 m/s2)( )A.25 m/s2B.5 m/s2C.10 m/s2D.15 m/s2解析:以猴子为研究对象,其受向上的拉力F和重力mg,由牛顿第二定律可知,F-mg=ma,而F=F,故有F-mg=ma,所以最大加速度为a=5 m/s2。答案:B5 5 如图所示,质量分别为m和 2m的两个小球置于光滑水平面上

6、,且固定在一轻质弹簧的两端,已 知弹簧的原长为l,劲度系数为k。现沿弹簧轴线方向在质量为 2m的小球上施加一水平拉力F,使两球一起做匀加速运动,则此时两球间的距离为( )A. 3. 2. + 3. + 23解析:先以两个小球和弹簧组成的整体为研究对象,由于水平面光滑,故由牛顿第二定律F合=3ma可得am的小球为研究对象,在水平方向上只受到弹簧弹力的作用,故F弹=kx=ma= 3;再以质量为xlC 正确,A、B、D 错误。= 3,故弹簧的形变量 = 3,所以此时两球间的距离为 + 3,故选项答案:C6 6 如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点,现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜 面上

7、无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是( )A.FN保持不变,FT不断增大B.FN不断增大,FT不断减小C.FN保持不变,FT先增大后减小D.FN不断增大,FT先减小后增大解析:力F推动斜面的过程中,小球始终处于动态平衡状态,由力的平衡条件知,支持力与绳的拉力的合力与小球所受重力始终等大反向,根据平行四边形定则作出三力关系图如图所示,当小球升到接近斜面顶端的过程中,细绳的拉力由开始方向向水平方向变化,由图可判断,FN不断增大,FT先减小后增大,选项 A、B、C 错误,D 正确。答案:D7 7 如

8、图所示,一物块在光滑的水平面上受一恒力F的作用而运动,其正前方固定一个足够长的轻 质弹簧,当物块与弹簧接触后,则( )A.物块立即做减速运动B.物块在开始的一段时间内仍做加速运动C.当弹簧的弹力等于恒力F时,物块静止D.当弹簧处于最大压缩量时,物块的加速度最大解析:物块与弹簧接触后,物块水平方向上受到向左的推力F和向右的弹力kx作用,当Fkx时,物块向左做加速度减小的加速运动;当F=kx时,物块向左的速度达到最大;F5 4 由牛顿运动定律得Fcos -FN=maFsin =FN+mg由此得FN=9 N。=( - ) - =0.1 (4.4 - 0.8 10)0.6 - 0.8 0.8答案:1

9、N 或 9 N1616(12 分)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右 端与墙壁的距离为 4.5 m,如图甲所示。t=0 时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后 1 s 时间内小物块的v-t图线如图乙所示。木板的质量是小物块质量的 15 倍,重力加速度大小g取 10 m/s2。求:10(1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离。解析:(1)规定向右

10、为正方向。木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a1,小物块和木板的质量分别为m和m0。由牛顿第二定律有-1(m+m0)g=(m+m0)a1由题图可知,木板与墙壁碰前瞬间的速度v1=4 m/s,由运动学公式得v1=v0+a1t1x0=v0t1+1 2112 式中,t1=1 s,x0=4.5 m 是木板碰前的位移,v0是小物块和木板开始运动时的速度。联立式和题给条件得1=0.1在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v1的初速度向右做匀变速运动。设小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有-2mg=ma2由图可得a2=2- 1 2- 1式中,t2=2

11、 s,v2=0,联立式和题给条件得2=0.4。(2)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间 t,木板和小物块刚好具有共同速度v3。由牛顿第二定律及运动学公式得2mg+1(m0+m)g=m0a3v3=-v1+a3tv3=v1+a2t碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为x1=t- 1+ 3 2小物块运动的位移为x2=t1+ 32小物块相对木板的位移为x=x2-x1联立式,并代入数值得x=6.0 m11因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为 6.0 m。(3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为x3。由牛顿第二定律及运动学公式得1(m+m0)g=(m+m0)a40-=2a4x332碰后木板运动的位移为x=x1+x3联立式,并代入数值得x=-6.5 m木板右端离墙壁的最终距离为 6.5 m。答案:(1)0.1 0.4 (2)6.0 m (3)6.5 m