2020年高中物理章末质量检测卷(四)牛顿运动定律新人教版必修13112.pdf

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1、章末质量检测卷(四)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(共 15 小题，每小题 3 分，共 45 分.18 题为单选题，915 题为多选题)1关于力、运动状态及惯性，下列说法正确的是()A牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 B一个运动的物体，如果不再受力，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去 D车速越大，刹车后滑行的距离越长，所以惯性越大 解析：选 C 伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故 A 错误；一个运动的物体，它总会逐渐停下来，

2、是因为物体受到了摩擦力，如果不受力，物体会永远运动下去，故 B错误；伽利略根据理想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去，故 C 正确；惯性只与质量有关，与速度无关，故 D 错误 2物体在共点力作用下，下列说法中正确的是()A物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态 B物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 C物体所受合力为零，就一定处于平衡状态 D物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态 解析：选 C 处于平衡状态的物体，从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零某一时刻速度为零的物体，受力不一

3、定为零，故不一定处于平衡状态，A 错；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，例如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，B 错；C 选项符合平衡条件的判断，正确；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，D 错 3关于惯性和牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A静止的物体可能没有惯性 B速度越大的物体惯性越大 C同一物体在地球上和月球上惯性不同 D伽利略的斜槽实验以可靠的事实为基础并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起 解析：选 D 惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故 A 错误；质量是惯性大小的唯一量度，与速度、环境等因素无关，故 B、C 错误；伽

4、利略的斜槽实验以可靠的事实为基础并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起，故 D 正确 4某跳水运动员在 3 m 长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是()A人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动 B人和踏板由C到A的过程中，人处于超重状态 C人和踏板由C到A的过程中，先超重后失重 D人在C点具有最大速度 解析：选 C 在B点，重力等于弹力，在C点速度为零，弹力大于重力，所以从C到B过程中合力向上，做加速运动，但是由于从C到B过程中踏板的形变量在

5、减小，弹力在减小，所以合力在减小，故做加速度减小的加速运动，加速度向上，处于超重状态，从B到A过程中重力大于弹力，所以合力向下，加速度向下，速度向上，所以做减速运动，处于失重状态，故 C 正确 5.(2019辽宁省沈阳市高一检测)如图，两个小球A、B中间用轻弹簧相连后，用细线悬于天花板下，系统处于静止状态下面所列出的四组力中，属于一对平衡力的是()A细线对A球的拉力和弹簧对A球的拉力 B弹簧对B球的拉力和B球所受的重力 CB球对弹簧的拉力和弹簧对B球的拉力 D弹簧对A球的拉力和弹簧对B球的拉力 解析：选 B 由于小球有重力，绳对A的拉力大于弹簧对A的拉力，所以绳对A的拉力和弹簧对A的拉力不是一

6、对平衡力，故 A 错误；B受到重力和弹簧对B的拉力，B处于静止状态，则B的重力和弹簧对B的拉力是一对平衡力，故 B 正确；弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力，不是一对平衡力，故 C 错误；弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力大小相等，但这两个力不是作用在同一物体上，不是一对平衡力，故 D 错误 6 如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度为a1和a2，则()Aa1a20 Ba1a，a20 Ca1m1m1m2a，a2m2m1m2a Da1a，a2m1m2a 解析

7、：选 D 两木块在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时，弹簧的弹力F弹m1a，在力F撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m1a，因此对A来讲，加速度此时仍为a，对B：取向右为正方向，m1am2a2，a2m1m2a，所以 D 正确 7.质量为 2 kg 的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的vt图象如图所示取g10 m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数和水平推力F的大小分别为()A0.2,6 N B0.1,6 N C0.2,8 N D0.1,8 N 解析：选 A 在 610 s 内物体水平方向只受滑动摩擦力作用，加速度ag，vt图象的斜率表示加速

8、度，a08106 m/s22 m/s2，解得0.2.在 06 s 内，Fmgma，而a826 m/s21 m/s2，解得F6 N，选项 A 正确 8.如图所示，放在光滑水平面上的物体A和B，质量分别为 2m和m，第一次水平恒力F1作用在A上，第二次水平恒力F2作用在B上 已知两次水平恒力作用时，A、B间的作用力大小相等则()AF1F2 BF1F2 CF1F2 DF12F2 解析：选 C 设A、B间作用力大小为FN，则水平恒力作用在A上时，隔离B受力分析有FNmaB，水平恒力作用在B上时，隔离A受力分析有：FN2maAF1(2mm)aB，F2(2mm)aA，解得F13FN，F232FN，所以F1

9、2F2，即F1F2.9.如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是()Aa物体对水平挡板的压力大小不可能为 2mg Ba物体所受摩擦力的大小为F Cb物体所受摩擦力的大小为F D弹簧对b物体的弹力大小一定大于mg 解析：选 ACD 在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，则物体b受到接触面的静摩擦力，即b物体所受摩擦力的大小为F，有摩擦力则它们之间一定存在弹力，则弹簧的弹力大于物体b的重力，由整体法可知，a物体对水平面的压力大小大于 2mg，

10、故A、C、D 正确；根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对运动的趋势，则没有摩擦力，故 B 错误 10.如图所示，AB为天花板，BC为竖直墙，用两轻绳OD、OE系一质量为m的小球，使之静止于O点现保持小球位置不变，将水平绳OE的E端沿BC上移到B点的过程中，对两绳上的张力FTD、FTE的变化情况判断正确的是()AFTD不断增大 BFTD不断减小 CFTE先增大后减小 DFTE先减小后增大 解析：选 BD 由于小球重力G不变，可知绳OD和OE的拉力的合力不变，而OD绳固定不动，即OD绳的拉力方向不变，OE绳移动时，由图可知FTD不断减小，FTE先减小后增大，故选 BD.11.如图所示，质量为M

11、、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成角则下列说法正确的是()A小铁球受到的合外力方向水平向左 BF(Mm)gtan C系统的加速度为agtan DFMgtan 解析：选 BC 隔离小铁球受力分析得F合mgtan ma且合外力水平向右，故小铁球加速度为gtan，因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为gtan，A 错误，C正确；整体受力分析得F(Mm)a(Mm)gtan，B 正确，D 错误 12.一质量为m1 kg 的物体在水平恒力F作用下水平运动，1 s末撤

12、去恒力F，其vt 图象如图所示，则恒力F和物体所受阻力Ff的大小是()AF8 N BF9 N CFf2 N DFf3 N 解析：选 BD 撤去恒力F后，物体在阻力作用下运动，由vt图象可知，13 s 物体的加速度为 3 m/s2，由牛顿第二定律Ffma可知，阻力Ff3 N；由图象可知在 01 s 其加速度为 6 m/s2，由牛顿第二定律FFfma，可求得F9 N，B、D 正确 13.如图所示，一小球自空中自由落下，在与正下方的直立轻质弹簧接触直至速度为零的过程中，关于小球的运动状态，下列几种描述中正确的是()A接触后，小球做减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零 B接触后，

13、小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零 C接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处 D接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方 解析：选 BD 从小球下落到与弹簧接触开始，一直到把弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力与小球重力相等的位置是转折点，之前重力大于弹力，之后重力小于弹力，而随着小球向下运动，弹力越来越大，重力恒定，所以之前重力与弹力的合力越来越小，之后重力与弹力的合力越来越大，且反向(竖直向上)由牛顿第二定律知，加速度的变化趋势和合力的变化趋势一样，而在此过程中速度方向一直向下 14.如图所示，小车向右做匀加速直线运

14、动的加速度大小为a，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，M通过细线悬吊着小铁球m，M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为.若小车的加速度逐渐增大到 3a时，M、m仍与小车保持相对静止，则()A细线与竖直方向的夹角增加到原来的 3 倍 B细线与竖直方向夹角的正切值增加到原来的 3 倍 C细线的拉力增加到原来的 3 倍 DM受到的摩擦力增加到原来的 3 倍 解析：选 BD 对小球，由牛顿第二定律可得：mgtan ma，故当小车的加速度逐渐增大到 3a时，tan 的值变为原来的 3 倍，选项 A 错误，选项 B 正确；细线的拉力Fmgcos，因 tan 变为原来的 3 倍，则细线的拉

15、力不是增加到原来的 3 倍，选项 C 错误；对M，m整体，f(Mm)a，则若小车的加速度逐渐增大到 3a时，M受到的摩擦力增加到原来的 3倍，选项 D 正确 15 某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示，他使木块以初速度v04 m/s 沿倾角30的固定斜面上滑，紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示，g取 10 m/s2，则下列计算结果正确的是()A上滑过程中的加速度的大小为 8 m/s2 B木块与斜面间的动摩擦因数35 C木块回到出发点时的速度大小v2 m/s D木块在t2 s

16、时返回出发点 解析：选 ABC 由题图乙可知，木块经 0.5 s 滑至最高点，加速度大小a1vt40.5 m/s28 m/s2，选项A正确；上滑过程中，由牛顿第二定律，加速度a1mgsin mgcos m，解得35，选项 B 正确；上滑的位移xv202a11 m；下滑过程中，加速度a2mgsin mgcos m2 m/s2，木块回到出发点时的速度大小v 2a2x2 m/s，下滑的时间t2va21 s，回到出发点的总时间tt1t21.5 s，选项 C 正确，选项 D 错误 二、非选择题(共 5 小题，共 55 分)16(7 分)在“探究加速度与力、质量的关系”时采用如图所示的实验装置，小车及车中

17、砝码质量为M，砂桶及砂的质量为m.(1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳的张力大小FT_，当M与m的大小满足_时，才可认为绳子对小车的拉力大小等于砂和砂桶的重力(2)某同学在保持砂和砂桶质量m一定的条件下，探究小车加速度a与质量M的关系，其具体操作步骤如下，则做法合理的有()A平衡摩擦力时，砂桶应用细线通过定滑轮系在小车上且小车后面的纸带也必须连好 B每次改变小车质量M时，都需要重新平衡摩擦力 C实验时，先接通计时器的电源，再放开小车 D用天平测出m及M，直接用公式amgM求出小车运动的加速度 解析：(1)由牛顿第二定律知：对小车有FTMa；对砂和砂桶有mgFTma；所以FTM

18、mgMmmg1mM；可见当Mm时，FTmg.(2)平衡摩擦力时，不系砂桶，只让小车拖着后面的纸带在倾斜木板上做匀速运动，选项 A 错误；平衡摩擦力时mgsin mgcos，即 sin cos，与质量无关，则每次改变小车质量M时，不需要重新平衡摩擦力，选项 B 错误；实验时，先接通计时器的电源，再放开小车，选项 C 正确；小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式amgM求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系选项 D 错误故选 C 答案：(1)MmgMm Mm(2)C 17(8 分)在用 DIS 研究小

19、车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图 a 所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，实验中力传感器的拉力为F，保持小车包括位移传感器(发射器)的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图 b 所示 (1)小车与轨道间的滑动摩擦力Ff_N.(2)从图象中分析，小车包括位移传感器(发射器)的质量为_kg.(3)该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角调整到 tan _.解析：(1)根据图象可知，当F0.67 N 时，小车开始有加速度，

20、则Ff0.67 N.(2)根据牛顿第二定律aFFfM1MFFfM，则aF图象的斜率表示小车包括位移传感器(发射器)质量的倒数，则M1k4.02.05.02.0 kg23 kg0.67 kg.(3)为得到a与F成正比的关系，则应该平衡摩擦力，则有：Mgsin Mgcos 解得 tan，根据FfMg得0.6723100.1 所以 tan 0.1.答案：(1)0.67(2)0.67(3)0.1 18.(12 分)两个完全相同的物体a、b质量均为m0.80 kg，在同一水平面上，以相同的初速度开始运动开始运动后，a不受拉力，b受到水平恒力F作用 图中的两条直线分别表示a、b的vt图象 求：(1)运动过

21、程a、b加速度各多大？(2)a、b与水平面间的动摩擦因数多大？(3)b所受水平恒力F的大小 解析：(1)设a、b 两物块的加速度分别为a1、a2，由vt图可得a的加速度为：a1v1t10640 m/s21.5 m/s2，即加速度大小为 1.5 m/s2，方向与初速度方向相反；由vt图可得b的加速度为：a2v2t212680 m/s20.75 m/s2，方向与初速度方向相同(2)对a由牛顿第二定律得：mgma1，解得0.15.(3)对b由牛顿第二定律得：FfFmgma2，解得F1.8 N.答案：(1)1.5 m/s2,0.75 m/s2 (2)0.15(3)1.8 N 19(12 分)某同学设计

22、了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图 1 所示，将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下，已知电动扶梯与水平方向夹角为 37，重力加速度g取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图 2 所示 (1)画出加速过程中实验员的受力示意图；(2)求该次测量中实验员的质量m；(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2.解析：(1)对实验员受力分析，画出示意图如图(

23、2)36 s 电梯匀速运动，实验员受力平衡 Fmg600 N，得m60 kg.(3)加速阶段，对竖直方向，根据牛顿第二定律：Fmgma1sin 37，得a10.56 m/s2.同理减速时，根据牛顿第二定律 mgFma2sin 37.a20.42 m/s2.答案：(1)图见解析(2)60 kg(3)0.56 m/s2 0.42 m/s2 20.(16 分)如图所示，在倾角37的足够长的固定的斜面底端有一质量m1.0 kg 的物体物体与斜面间动摩擦因数0.25，现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动拉力F10 N，方向平行斜面向上经时间t4.0 s 绳子突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小；(2

24、)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间(已知 sin 370.60，cos 370.80，取g10 m/s2)解析：(1)物体向上运动过程中，受拉力F、斜面支持力FN、重力mg和摩擦力Ff，如图所示，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：Fmgsin Ffma1，又FfFN，FNmgcos，解得a12.0 m/s2.t4.0 s 时物体的速度大小v1a1t8.0 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移为x112a1t216 m，绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力如图所示，则根据牛顿第二定律有：mgsin Ffma2，解得a28.0 m/s2.物体匀减速运动的时间t2v1a21.0 s，物体匀减速运动的位移为x212v1t24.0 m.此后物体沿斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，受力如图所示 根据牛顿第二定律可得mgsin Ffma3，得a34.0 m/s2.设物体由最高点下滑到斜面底端的时间为t3，根据运动学公式可得x1x212a3t23，t3 10 s，所以物体返回斜面底端的时间为 tt2t3(1 10)s.答案：(1)8.0 m/s(2)(1 10)s