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2017-2018学年高中物理教科版必修1:阶段验收评估(三) 牛顿运动定律

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                   阶段验收评估(三)  牛顿运动定律

                           (时间:50   分钟 满分:100      分)

    一、选择题(本题共        8 小题,每小题     6 分,共   48 分。第   1~5 小题只有一个选项正确,
第  6~8 小题有多个选项正确,全选对得              6 分,选不全得     3 分,错选不得分)
    1.关于物体的惯性,下列说法中正确的是(  )
    A.把手中的球由静止释放后,球能加速下落,说明力是改变物体惯性的原因
    B.短跑运动员在比赛中做最后冲刺时,速度很大,很难停下来,说明速度越大,物
体的惯性也越大

    C.战斗机在空中作战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性
    D.公交汽车在启动时,乘客都要向前倾,这是乘客具有惯性的缘故
    解析:选    C 因为惯性是物体本身的一种属性,只与质量有关,与其他因素无关,故
A、B  均错误。战斗机在空中作战时甩掉副油箱是为了减小质量,使惯性减小,运动状态
容易改变,故      C 正确。公交汽车在启动时,人由于惯性应该向后倾,故                       D 错误。

    2.物体静止在斜面上,如图          1 所示,下列说法正确的是(  )


                                       图 1
    A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
    B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
    C.物体对斜面的压力等于物体所受的重力
    D.物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
    解析:选    B 作用力与反作用力作用在不同的物体上,平衡力作用在同一物体上,选
项  A 错误,B   正确;物体对斜面的压力等于物体重力沿垂直于斜面的分力,选项                            C 错误;
物体的分力和合力应是针对同一物体,效果相同,故选项                        D 错误。

    3.如图  2 所示,质量为     M  的木箱置于水平地面上,在其内部顶壁固定一轻质弹簧,弹
簧下与质量为      m 的小球连接。当小球上下振动的过程中,木箱对地面压力刚好等于                            mg,
求此时小球的加速度(  )


                                       图 2
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      M+m                            M+m
    A.  m  g,方向向上                  B.  m  g,方向向下
      Mg                             Mg
    C. m ,方向向下                     D. m ,方向向上
    解析:选    C 设木箱对地面压力刚好等于             mg 时,弹簧的弹力为        F,对木箱有      N=
                                        Mg
Mg+F=mg,对小球:mg-F=ma,解得               a= m ,方向向下,选项        C 正确。
    4.如图   3 所示,在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆,A、B、C                      为圆锥底部同一圆
周上的三个点,杆        aA、bB、cC   与水平底面的夹角分别为           60°、45°、30°。每根杆上都套着

一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从                 a、b、c  处由静止释放(忽略阻力),用           t1、t2、

t3 依次表示各滑环分别到达          A、B、C   所用的时间,则(  )


                                       图 3

    A.t1>t2>t3                       B.t1<t2<t3

    C.t1=t2=t3                       D.t1=t3>t2
                                                               R   1
    解析:选    D 小滑环沿杆下滑的加速度            a=gsin            θ,根据cos θ=2at2  得,t= 
    2R           4R
 gsin θcos θ    gsin 2θ
         =           ,当  θ=60°和  30°时,时间相等,当        θ=45°时,时间最短,故         t1=

t3>t2,故  D 正确,A、B、C      错误。

    5.(2015·重庆高考)若货物随升降机运动的              v ­t 图像如图   4 所示(竖直向上为正),则货
物受到升降机的支持力          F 与时间   t 关系的图像可能是(  )


                                       图 4
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    解析:选    B 根据    v    ­t 图像可知电梯的运动情况:加速下降→匀速下降→减速下降
→加速上升→匀速上升→减速上升,根据牛顿第二定律                       F-mg=ma    可判断支持力      F 的变
化情况:失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重,故选项                            B 正确。

    6.两个完全相同的力分别作用在质量为                 m1、m2 的两个物体上,使它们由静止开始运

动,各经    t1、t2 时间后,两物体速度相同,则两物体通过的位移比是(  )

    A.m1∶m2                          B.m2∶m1

                                          2  2
    C.t1∶t2                          D.t1 ∶t2

    解析:选    AC 根据牛顿第二定律及运动学公式知,速度相同时,a1t1=a2t2。
                    F       F

    物体加速度为      a1=m1,a2=m2。
                    1         1

                        2        2
    物体的位移为      x1=2a1t1 ,x2=2a2t2 。
            x1  t1 m1
    整理得,x2=t2=m2。故答案为           A、C。
    7.如图  5 所示,吊篮     A、物体   B、物体    C 的质量分别为      m、3m、2m。B     和 C 分别固定
在弹簧两端,弹簧的质量不计。B              和  C 在吊篮的水平底板上处于静止状态。将悬挂吊篮的
细线剪断的瞬间(  )


                                       图 5
    A.吊篮    A 的加速度大小为       2g
    B.物体    B 的加速度大小为       g
    C.物体    C 的加速度大小为       2g
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    D.A、B、C     的加速度大小都等于         g
    解析:选    AC 弹簧开始的弹力         F=3mg,剪断细线的瞬间,弹力不变,将                C 和 A 看成
                                  F+m+2mg

一个整体,根据牛顿第二定律得,aAC=                    3m     =2g,即    A、C  的加速度均为      2g。
故  D 错误,A、C     正确。剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,B                 的合力仍然为零,则         B 的加
速度为   0,故   B 错误。

    8.如图  6 所示,小车的质量为        M,人的质量为       m,人用恒力      F 拉绳,若人与车保持相
对静止,且水平地面光滑,不计滑轮与绳的质量,则车对人的摩擦力可能是(  )


                                       图 6
                                     m-M
    A.0                            B.m+MF,方向向右
      m-M                            M-m
    C.m+MF,方向向左                    D.m+MF,方向向右
                                   2F
    解析:选    ACD 整体的加速度        a=M+m,方向水平向左。隔离对人分析,人在水平方
向上受拉力、摩擦力,根据牛顿第二定律有:设摩擦力方向水平向右。F-f=ma,解得
          M-m
f=F-ma=M+mF;若        M=m,摩擦力为零;若          M>m,摩擦力方向向右,大小为
M-m                                    m-M
M+mF;若     M<m,摩擦力方向向左,大小为M+mF,故                  A、C、D   正确。
    二、实验题(本题共        2 小题,共   18 分)
    9.(8 分)如图   7 为“用   DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”
的实验装置。

    (1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持小车________不变,用钩码所受的重力作
为________,用   DIS 测小车的加速度。


                                       图 7
    (2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出
a­F 关系图线(如图     8 所示)。此图线的       AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是(  )
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                                       图 8
    A.小车与轨道之间存在摩擦
    B.导轨保持了水平状态
    C.所挂钩码的总质量太大
    D.所用小车的质量太大
    解析:(1)探究加速度与力的关系,应保持小车的质量不变,用钩码所受的重力作为小
车所受的合力。
    (2)钩码质量较小时,可以认为小车受到的合力等于钩码的重力,如果钩码的质量太大,
则小车受到的合力小于钩码的重力,实验误差较大,a­F                      图像偏离直线,选项         C 正确。

    答案:(1)质量 合外力 (2)C
    10.(10 分)如图   9 为探究物体的加速度、作用力和质量三个物理量的关系的实验装置
示意图。砂和砂桶的总质量为             m,小车和砝码的总质量为           M。实验中用砂和砂桶总重力的
大小作为细线对小车拉力的大小。


                                       图 9
    (1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮
的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是________。
    A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,
调节   m 的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动。从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
    B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去
砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

    C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断
小车是否做匀速运动

    (2)实验中要进行质量       m 和  M 的选取,以下最合理的一组是________。
    A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
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    B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
    C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
    D.M=400 g、m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
    (3)如图  10 是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G                   为 7 个相邻的计数点,

相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为                                  xAB=4.22 

cm、xBC=4.65  cm、xCD=5.08   cm、xDE=5.49  cm、xEF=5.91  cm、xFG=6.34   cm。已知打
点计时器的工作频率为          50 Hz,则小车的加速度        a=________  m/s2(结果保留两位有效数字)
。


                                      图  10
    解析:要使砂和砂桶的重力            mg 近似等于小车所受的合外力,首先要平衡摩擦力,然
后还要满足     m≪M。而平衡摩擦力时不需挂砂桶,但要带纸带,故(1)选                       B,(2)选  C。用逐
       xDE+xEF+xFG-xAB-xBC-xCD
差法   a=              9T2             ,求得   a=0.42 m/s2。
    答案:(1)B (2)C (3)0.42
    三、计算题(本题共        2 小题,共   34 分)
    11.(16 分)我国歼­15    舰载战斗机的质量        m=2.0×104  kg,降落时在水平甲板上受阻拦

索的拦阻,速度从        v=80  m/s 减小到零所用时间       t=2.5 s,若将上述运动视为匀减速直线运
动,求该战斗机在此过程中:


                                      图  11
    (1)加速度的大小     a;
    (2)滑行的距离     x;
    (3)所受合力的大小      F。
    解析:(1)根据加速度的定义式得:
       Δv  0-80
    a=Δt=   2.5  m/s2=-32 m/s2。

                            2    2
    (2)根据速度位移公式       2ax=v  -v0  得:
       v2-v02  0-6 400
    x=   2a  =   -64   m=100 m。
    (3)根据牛顿第二定律得:
    F=ma=20 000×32 N=6.4×105 N。
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    答案:(1)32 m/s2 (2)100 m (3)6.4×105 N
    12.  (18 分)如图  12 所示,物体    A、B  用一根轻绳连接放在粗糙水平面上,绳与水平方
向的夹角    α=37°(α 始终保持不变)。某时刻          A、B  在水平外力     F 的作用下,由静止开始做
匀加速直线运动,2         s 内 A、B  前进的距离为      12 m。已知    A 的质量为    m=1  kg,它与水平
面间的动摩擦因数为         μ=0.5,重力加速度       g=10 m/s2。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:


                                      图  12
    (1)A、B 共同运动的加速度大小和绳的拉力大小;
    (2)2 s 末将绳剪断,物块      A 还能滑行多远。
                                                           1
    解析:(1)设    A、B  共同运动的加速度为         a,由运动学公式有:x=2at2,代入数据得:
a=6 m/s2


    对 A 受力分析如图所示,由牛顿第二定律得:
    Tcos α-f=ma
    N+Tsin α=mg
    又 f=μN
    联立以上方程并代入数据得:T=10 N。

    (2)设 2 s 末 A 的速度为   v1,由运动学公式有:v1=at
    剪断细绳后,A       物块由牛顿第二定律得:-μmg=ma′
    A 物块做匀减速直线运动直到停止,设               A 物块滑行的距离为        x′,由运动学公式有:

              2
2a′x′=0-v1
    联立以上方程并代入数据得:x′=14.4 m。

    答案:(1)6 m/s2 10 N (2)14.4 m
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