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1、牛顿运动定律综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第17小题只有一个选项正确,第812小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列有关行车安全的说法正确的是(C)A.系好安全带可以减小人的惯性B.同一辆车,速度越大停下来需要的时间越长,说明速度大的车惯性大C.系好安全带可以减轻因人的惯性而造成的伤害D.系好安全带可以减轻因车的惯性而造成的伤害解析:惯性大小唯一的量度是质量,所以A,B错误;系好安全带可减轻因人的惯性而造成的伤害,C正确,D错误.2.如图所示,两个质量分别为m
2、1=2 kg,m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用水平的轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F1=30 N,F2=20 N的水平拉力分别作用在m1,m2上,则(D)A.弹簧测力计的示数是25 NB.弹簧测力计的示数是50 NC.在突然撤去F2的瞬间,m1的加速度大小为5 m/s2D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为13 m/s23.竖直升降的电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧,弹簧上方有一个质量为m的物体.当电梯静止时弹簧被压缩了x;当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试判断电梯运动的可能情况是(D)A.以大小为2g的加速度加速上升B.以大小为2g的加速度减速上升C.以大小为g的加速
3、度加速下降D.以大小为g的加速度减速下降解析:因为电梯静止时,弹簧被压缩了x,由此可知mg=kx.当电梯运动时,弹簧又被压缩了x,弹簧的弹力变大,物体所受合力方向向上,大小是mg,处于超重状态.由牛顿第二定律可得mg=ma,即加速度大小a=g,方向是向上的,此时物体可能是做向上的匀加速运动,也可能是做向下的匀减速运动,D正确.4.如图所示,在建筑工地,工人用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起,其中A的质量为m,B的质量为3m,水平作用力为F,A,B之间的动摩擦因数为,在此过程中,A,B间的摩擦力为(D)A.F B.2FC.m(g+a) D.m(g+a)解析:由
4、于A,B相对静止,故A,B之间的摩擦力为静摩擦力,A,B错误.设工人一只手对A,B在竖直方向上的摩擦力为Ff,以A,B整体为研究对象可知在竖直方向上有2Ff-(m+3m)g=(m+3m)a,设B对A的摩擦力方向向下,大小为Ff,对A由牛顿第二定律有Ff-Ff-mg=ma,解得Ff=m(g+a),C错误,D正确.5.以初速度v竖直向上抛出一小球,小球所受空气阻力与速度的大小成正比,下列图像中,能正确反映小球从抛出到落回原处的速度随时间变化情况的是(D)解析:设小球所受的阻力f=kv,小球的质量为m,则在小球上升的过程中有mg+f=ma,得a=g+,由于上升过程中小球的速度越来越小,小球的加速度a
5、也越来越小,故vt图像的斜率的绝对值越来越小,A,B错误;在下落过程中有a=g-,下落过程中小球的速度越来越大,故小球的加速度越来越小,则v-t图像的斜率的绝对值越来越小,C错误,D正确.6.如图所示,木块A,B静止叠放在光滑水平面上,A的质量为m,B的质量为2m.现施加水平力F拉B,A,B刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动.若改为水平力F拉A,使A,B也保持相对静止,一起沿水平面运动,则F不得超过(B)A.2F B.C.3F D.解析:水平力F拉B时,A,B刚好不发生相对滑动,这实际上是将要滑动,但尚未滑动的一种临界状态,从而可知此时A,B间的摩擦力即为最大静摩擦力.对A,B整体:F=(m
6、+2m)a.再将A隔离可得A,B间最大静摩擦力为Ffm=ma,解以上两式得Ffm=.若将F作用在A上,隔离B可得B能与A一起运动,而A,B不发生相对滑动的最大加速度a=,对A,B整体:F=(m+2m)a,由以上几式解得F=.7.如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(A)解析:开始阶段两物体一起做匀加速运动,有F=(m1+m2)a,即a=,两物体加速度相同且与时间成正比.当
7、两物体间的摩擦力达到m2g后,两者发生相对滑动.对m2有F-f=m2a2,在相对滑动之前f逐渐增大,相对滑动后f=m2g不再变化,a2=-g,故其图像斜率增大;而对m1,在发生相对滑动后,有m2g=m1a1,故a1=为定值.故A选项正确.8.如图(甲)所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图(乙)所示,设物块与地面的最大静摩擦力Ffm与滑动摩擦力大小相等,则(BC)A.0t1时间内物块A的加速度逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t3时刻物块A的速度最大D.t2t4时间内物块A一直做减速运动解析:0t1时间内物块A受到的静摩擦力逐渐增大,物块处于静止
8、状态,选项A错误.t2时刻物块A受到的拉力F最大,物块A的加速度最大,选项B正确.t3时刻物块A受到的拉力减小到等于滑动摩擦力,加速度减小到零,物块A的速度最大,选项C正确.t2t3时间内物块A做加速度逐渐减小的加速运动,t3t4时间内物块A一直做减速运动,选项D错误.9.如图(甲)所示,倾角为的粗糙斜面体固定在水平面上,初速度为v0=10 m/s、质量为m=1 kg的小木块沿斜面上滑,若从此时开始计时,整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图像如图(乙)所示,取g=10 m/s2,则下列说法正确的是(BCD)A.05 s内小木块做匀减速运动B.在t=1 s时刻,摩擦力反向C.斜面倾角=3
9、7D.小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5解析:由匀变速直线运动的速度位移公式得v2-=2ax,由题图(乙)可得a=-10 m/s2,故减速运动时间t=1 s,故A错误;由题图(乙)可知,在 01 s 内小木块向上做匀减速运动,1 s后小木块反向做匀加速运动,t=1 s时摩擦力反向,故B正确;由题图(乙)可知,小木块反向加速运动时的加速度a= m/s2=2 m/s2,由牛顿第二定律得mgsin +mgcos =m|a|,mgsin -mgcos =ma,代入数据解得=0.5,=37,故C,D正确.10.如图所示,水平传送带A,B两端相距s=3.5 m,工件与传送带间的动摩擦因数=0.1,工件滑上
10、传送带A端的瞬时速度vA=4 m/s,到达B端的瞬时速度设为vB.g取10 m/s2,下列说法中正确的是(ABC)A.若传送带不动,vB=3 m/sB.若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动,vB=3 m/sC.若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,vB=3 m/sD.若传送带以速度v=4 m/s顺时针匀速转动,vB=3 m/s解析:若传送带不动,由匀变速直线运动规律可知-=-2as,a=g,代入数据解得vB=3 m/s,当满足选项B,C中的条件时,工件的运动情况跟传送带不动时的一样,同理可得,工件到达B端的瞬时速度仍为3 m/s,故选项A,B,C正确;若传送带以速度v=4 m/s顺
11、时针匀速转动,则工件滑上A端后做匀速运动,到B端的速度仍为4 m/s,故选项D错误.11.如图(甲)所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系,将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角,实验测得x与斜面倾角的关系如图(乙)所示,g取10 m/s2,根据图像可求出(BC)A.物体的初速率v0=3 m/sB.物体与斜面间的动摩擦因数=0.75C.取不同的倾角,物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin=1.44 mD.当=45时,物体达到最大位移后将停在斜面上解析:当斜面倾角=90时,物体对斜面无压力,也无摩擦力,物体做竖直上抛运动,根据
12、匀变速直线运动规律有02-=-2gx,根据题图(乙)可得此时x=1.80 m,解得初速率v0=6 m/s,选项A错.当斜面倾角=0时即为水平,物体在运动方向上只受到摩擦力作用,则有mgx=m,根据题图(乙)知此时x=2.40 m,解得=0.75,选项B对.物体沿斜面上滑,由牛顿第二定律可知加速度a=gsin +gcos =g(sin +cos ).=2ax=2g(sin +cos )x,得当sin +cos 最大时,即tan =,=53时,x取最小值xmin,解得xmin=1.44 m,C项正确.当=45时,因mgsin 45mgcos 45,则物体达到最大位移后将返回,D项错误.12.如图(
13、甲)所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图像(以地面为参考系)如图(乙)所示.已知|v2|v1|,则(BD)A.t2时刻,小物块离A处的距离达到最大B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.0t2时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用解析:0t1时间内,小物块受到向右的滑动摩擦力作用而做匀减速运动,速度减为零时并未从左端滑下,说明传送带足够长,其向左运动的位移大小x1=;t1t2时间内:小物
14、块受到的滑动摩擦力仍然向右,因此反向做匀加速运动,加速到与传送带速度v1相等,其位移大小x2=x1,此后物块做匀速运动.0t2时间内,小物块始终相对于传送带向左运动,故t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大.二、非选择题(共52分)13.(6分)在“探究小车加速度a与其质量m的关系”的实验中:(1)备有器材:A.带有定滑轮的长木板;B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带;C.细绳、小车、砝码;D.装有沙的沙桶;E.薄木板;F.毫米刻度尺;还缺少的一件器材是.(2)实验得到如图(甲)所示的一条纸带,相邻两个计数点的时间间隔为T;B,C两点的间距x2和D,E两点的间距x4已量出,利用这两段间
15、距计算小车加速度的表达式为.(3)某同学根据实验数据画出的a-图线如图(乙)所示,从图线可得沙和沙桶的总质量为kg.(g取 10 m/s2)(4)另一位同学根据实验数据画出的a-图像如图(丙)所示,则造成这一结果的原因是.解析:(1)本题要测量小车的质量,所以还缺少的一件器材是天平;(2)根据逐差法得:x4-x2=2aT2,解得a=.(3)根据牛顿第二定律可知,a=,则F即为a-图像的斜率,所以沙和沙桶的总重力mg=F= N=0.2 N,解得m=0.02 kg.(4)从题图(丙)中发现直线没过原点,当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,则该同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤.所以原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够.答案:(1)天平(2)a=(3)0.02(4)没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够评分标准:(1)(2)每空1分,(3)(4)每空2分.14.(8分)用图(甲)所示的实验装置验证牛顿第二定律.(1)某同学通过实验得到如图(乙)所示的a
