人教版物理必修一试题第四章牛顿运动定律单元测试()

人教版物理必修一试题第四章牛顿运动定律单元测试()
人教版物理必修一试题第四章牛顿运动定律单元测试()

第四章牛顿运动定律单元测试(人教版必修1)

(时间:90分钟满分:100分)

一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分)

1.下列关于惯性的说法中正确的是( )

A.物体做加速直线运动时惯性越来越大

B.在相同的合外力作用下,惯性小的物体的加速度小

C.自由下落的物体处于完全失重的状态,此时物体的惯性消失了

D.战斗机抛弃副油箱后,惯性减小了

2.物体受到下列几组共点力的作用,其中一定能使物体产生加速度的共点力的是( ) A.1N,3N,5NB.2N,4N,6N

C.3N,4N,5ND.4N,6N,8N

3.在滑冰场上,质量相同的甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动,已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由于( )

A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力

B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间

C.在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度

D.在分开后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小

4.一个物体保持静止或匀速直线运动状态不变,这是因为( )

A.物体一定没有受到任何力

B.物体一定受一对平衡力的作用

C.物体所受合外力一定为零

D.物体可能受一对平衡力的作用

图1

5.如图1所示,位于水平面上质量为M的小木块,在大小为F、方向与水平地面成α角的拉力作用下,沿水平地面做匀加速运动,加速度为a.若木块与地面之间的动摩擦因数为μ,则木块受到的合力是( )

A.F cosα

B.Ma

C.F cosα-μMg

D.F cosα-μ(Mg-F sinα)

6.如图2所示,整个装置处于静止状态,两物体质量M >m .则物体M 受力的个数为( )

图2

A .2个

B .3个

C .4个

D .5个

7.如图3所示,细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 的小球.当细线对小球的拉力刚好等于零时,水平向右的加速度a 的大小为(g 为重力加速度)( )

图3

A .g

B .2g C.2g D.

22

g

图4

8.如图4所示,质量为m 的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ,设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2,以下结果正确的是( ) A .F 1=mg sin θ B .F 1=mg

sin θ

C .F 2=mg cos θ

D .F 2=mg

cos θ

9.如图5所示,质量为m 的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P 、Q 两点.球静止时,Ⅰ中拉力大小为F T1,Ⅱ中拉力大小为F T2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间,球的加速度a 应是( )

图5

A .若断Ⅰ,则a =g ,方向水平向右

B .若断Ⅱ,则a =

F T2

m ,方向水平向左 C .若断Ⅰ,则a =F T2

m

,方向沿Ⅰ的延长线

D .若断Ⅱ,则a =g ,方向竖直向上

图6

10.如图6所示,将质量为m 的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,则( )

A .将滑块由静止释放,如果μ>tan θ,滑块将下滑

B .给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ

C .用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tan θ,拉力大小应是2mg sin θ 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11.(6分)一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图7所示,图8是打出的纸带的一段.

图7

图8

(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz ,利用图8给出的数据可求出小车下滑的加速度a =______.

(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有________,用测得的量及加速度a 表示阻力的计算式为F f =________________.

12.(8分)在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图9所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M 表示,盘及盘中砝码的质量用m 表示,小车的加速度可由小车拖动的纸带上打出的点计算出.

图9

(1)当M 与m 的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地观测加速度a 与质量M 的关系,应该作a 与__________的图象.

(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a -1

M

图线如图10所示,两个同学做

实验时的哪一个物理量取值不同?

图10

三、计算题(本题共4个小题,满分46分)

图11

13.(10分)一物体受到竖直向上的拉力F的作用,如图11所示.当拉力F=42N时,物体向上的加速度a=4.0m/s2,不计空气阻力,g取10m/s2.

则:(1)物体的质量m为多大?

(2)物体由静止开始向上运动2s内的位移和2s末的速度分别为多少?

14.(10分)已知一质量m=1kg的物体在倾角α=37°的斜面上恰能匀速下滑,当对该物体施加一个沿斜面向上的推力F时,物体恰能匀速上滑.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ是多大?

(2)求推力F的大小.

15.(13分)一辆摩托车能达到的最大速度为30m/s ,要想在3min 内由静止起沿一条平直公路追上在前面100m 处正以20m/s 的速度匀速行驶的汽车,则摩托车必须以多大的加速度起动?

甲同学的解法是:设摩托车恰好在3min 时追上汽车,则12

at 2

=vt +x 0,代入数据得a =

0.3m/s 2

.

乙同学的解法是:设摩托车追上汽车时,摩托车的速度恰好是30m/s ,则v 2

m =2ax =2a (vt +x 0),代入数据得a =0.1m/s 2.

你认为他们的解法正确吗?若错误请说明理由,并写出正确的解法.

16.(13分)将质量为2kg 的小球,以30m/s 的速度竖直上抛,经过2.5s 到达最高点(g =

10m/s 2

),求:

(1)小球在上升过程中受到空气的平均阻力; (2)小球上升的最大高度;

(3)若小球在空气中所受的阻力大小不变,小球落回到抛出点的速度.

第四章 章末检测

1.D 2.A

3.D [在互推过程中,甲推乙的力F 甲与乙推甲的力F 乙互为作用力与反作用力,则F 甲=F 乙,A 错;F 甲与F 乙同时产生、同时消失,则t 甲=t 乙,B 错;因m 甲=m 乙,所以相互推时v

F 甲m 甲t 甲=F 甲m 乙t 乙=v 乙,C 错;但二人滑行位移x 甲>x 乙,由v 2=2ax 可知a 甲a 乙=x 乙

x 甲

,所以a 甲

,D 对.]

4.CD 5.BD 6.C

7.A [细线对小球的拉力刚好等于零,说明小球只受重力和斜面的支持力两个力,且随A

一起向右以a 做加速运动,小球受力如图所示,故小球的合力F =mg .加速度a =F

m

=g ,A 对.]

8.D [杆O 点的受力如图所示,由共点力平衡条件可知F 2cos θ=mg ,F 2sin θ=F 1,所以

F 2=

mg

cos θ

,F 1=mg tan θ,故选D.]

9.B

10.C [假设物体沿斜面匀速下滑,由平衡条件可知:mg sin θ=μmg cos θ,μ=tan θ.所以,若由静止释放,如果μ>tan θ,滑块将静止,A 错误;若给滑块沿斜面向下的初速度;如果μ

11.(1)4.02m/s 2

(2)小车质量m ,斜面上任意两点间的距离L 及该两点间高度差h mg h L

ma

解析 (1)T =1

f

=0.02s ,设x 1=5.12cm ,x 2=5.74cm ,x 3=6.41cm ,x 4=7.05cm ,x 5=7.68cm ,

x 6=8.33cm ,x 7=8.95cm ,x 8=9.61cm ,x 9=10.26cm ,则小车的加速度为 a =(x 6+x 7+x 8+x 9)-(x 2+x 3+x 4+x 5)16×(2T )

2

=4.02m/s 2 (2)设小车的质量为m ,斜面上任意两点间距离L 及两点间的高度差h ,则F f =mg h L

-ma . 12.(1)M ?m (2)1

M

(3)拉力F

解析 (1)只有M 与m 满足M ?m 才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力.

(2)由于a ∝1M ,所以a -1M 图象应是一条过原点的直线,所以处理数据时,常作出a 与1

M

的图

象.

(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时,由图象知乙的加速度大,故乙的拉力F 大(或乙中盘及盘中砝码的质量大). 13.(1)3kg (2)8m 8m/s

解析 (1)物体在拉力F 作用下,受力分析如图所示,对物体由牛顿第二定律得F -mg =ma

所以m =

F

g +a

42

10+4

kg =3kg (2)物体由静止向上运动的位移x =12at 2=12

×4×22

m =8m

2s 末的速度为v =at =4×2m/s =8m/s 14.(1)0.75 (2)12N

解析 (1)当物体沿斜面匀速下滑时,对物体进行受力分析如图甲所示,由力的平衡条件可知:

mg sin α=F f

其中F f =μmg cos α 解得:μ=0.75

(2)当物体沿斜面匀速上滑时,对物体进行受力分析如图乙所示,由力的平衡条件可知:mg sin α+μmg cos α=F 解得F =12N

15.0.26m/s 2

解析 甲错,因为v m =at =0.3×180m/s =54m/s>30m/s

乙错,因为t =v m a =30

0.1

s =300s>180s

正确解法:v m =at 1,12at 2

1+v m (t -t 1)=100+vt

解得a ≈0.26m/s 2

16.(1)4N 方向竖直向下 (2)37.5m (3)24.5m/s 方向竖直向下

解析 (1)以初速度方向为正方向,由速度公式v =v 0+a 1t 得,小球上升时的加速度a 1=

-v 0

t

=-12m/s 2

.对小球受力分析如图甲,假设小球所受阻力F 方向向上 根据牛顿第二定律知ma 1=-mg +F 所以阻力F =ma 1+mg =-4N 负号表示阻力方向向下.

(2)根据推论公式-v 2

0=2a 1h

上升的最大高度h =-v 20

2a 1=-302

2×(-12)

m =37.5m

(3)小球下落时的受力分析如图乙,所受阻力F 方向向下,则合力大小 F 合=mg +F

根据牛顿第二定律,小球下落时的加速度大小a 2=

F 合m

=8m/s 2

. 根据公式v 2

=2a 2h ,小球落回到抛出点的速度大小 v =2a 2h =2×8×37.5m/s ≈24.5m/s

速度方向竖直向下.

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