《2019年高考物理总复习 第三章 牛顿运动定律综合检测 教科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理总复习 第三章 牛顿运动定律综合检测 教科版（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1牛顿运动定律牛顿运动定律综合检测综合检测(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;
2、系好安全带可减轻因人的惯性而造成的危 害,C 正确,D 错误. 2.如图所示,不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦,物体 A 的质量为 M,水平面光滑.当在绳的 B 端挂一质量为 m 的物体时,物体 A 的加速度为 a1,当在绳的 B 端施以 F=mg 的竖直向下的拉 力作用时,A 的加速度为 a2,则 a1与 a2的大小关系是( C )A.a1=a2B.a1a2 C.a12,m1=m2,则杆受到压力 B.若 1=2,m1m2,则杆受到拉力 C.若 1tan ,则 a20,其方向沿斜面向上,即 A,B 整体的加速度方向沿斜面向上,做匀减速直 线运动,故选项 D 正确. 二、非选择题(共 52 分)
3、13.(5 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-F 图像,造成这一结果的原因是:在平衡摩擦力时 木板与水平桌面间的倾角 (填“偏大”或“偏小”). (2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,实际小车在运动过程中所受的拉力 (填“大于” “小于”或“等于”)砝码和盘的总重力,为了便于探究、减小误差,应使小车质量 M 与砝码 和盘的总质量 m 满足 的条件. (3)某同学得到如图(丙)所示的纸带,已知打点计时器电源频率为 50 Hz,A,B,C,D,E,F,G 是 纸带上 7 个连续的点,由此可算出小车的加速度 a= m/s2(保留两位有效数字)
4、. 解析:(1)当拉力 F=0 时,小车具有加速度,说明平衡摩擦力时平衡过度,即木板与水平桌面间 的倾角偏大.(2)对整体分析,根据牛顿第二定律得,a=,则绳子的拉力 F=Ma=,所以实际小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力,当Mm,即砝码和盘的总质量小于小车和小车上砝码的总质量时,砝码和盘的总重力在数值上 近似等于小车运动时受到的拉力. (3)根据刻度尺的示数可知 x=3.90 cm-2.10 cm=1.80 cm,时间间隔为 T=0.06 s, 代入 x=aT2得加速度为 a=5.0 m/s2. 答案:(1)偏大(1 分) (2)小于(1 分) Mm(1 分)7(3)5.0(2
5、分) 14.(6 分)为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,采用如图所示装置,表面粗糙的木板固定 在水平桌面上,左端装有定滑轮;木板上有一滑块,一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接, 另一端与穿过打点计时器的纸带相连.实验中保持木板水平且细线平行于木板,在托盘中放 入适量砝码后,滑块做匀加速直线运动,纸带上打出一系列的点.利用纸带测得滑块加速度为 a,并已知重力加速度为 g.(1)若要测出动摩擦因数,还应测量的物理量有 (填入正确选项前的字母). A.木板的长度 L B.木板的质量 m1 C.滑块的质量 m2 D.托盘和砝码的总质量 m3 E.滑块运动的时间 t (2)滑块与木板间的动摩擦因数的表
6、达式:= (用题干中已知量和所测物理量的符 号表示). 解析:滑块、托盘和砝码一起在托盘和砝码的重力和桌面对滑块的摩擦力作用下运动,由牛顿第二定律有 m3g-m2g=(m2+m3)a,解得 =.由此可知,要测出动摩擦因数,还需要测量的物理量有托盘和砝码的总质量 m3,滑块的质量 m2,选项 C,D 正确.答案:(1)CD(3 分) (2)(3 分)15.(8 分)连续刹车时,刹车片和刹车盘产生大量热量,温度升高很快,刹车效率迅速降低,容 易造成刹车失灵.为了避免刹车失灵造成的危害,高速公路在一些连续下坡路段设置用沙石 铺成的紧急避险车道,如图所示.现将某次汽车避险过程简化如下:一辆货车在倾角为
7、 30 的长直下坡路上以 20 m/s 的速度匀速行驶,突然刹车失灵开始加速,此时货车所受阻力为车 重的 0.4 倍(发动机关闭),加速前进 15 s 后冲上了倾角为 53的避险车道,在避险车道上 运动 17.5 m 后停下.将货车的加速、减速过程视为匀变速直线运动,求货车:(sin 53=0.8,g 取 10 m/s2)(1)冲上避险车道时速度的大小; (2)在避险车道上所受摩擦阻力是车重的多少倍? 解析:(1)设货车加速阶段的加速度大小为 a1,冲上避险车道时速度 为 v1,8则有 mgsin 30-0.4mg=ma1, (2 分) v1=v0+a1t1, (1 分) 得 v1=35 m/
8、s. (1 分) (2)设货车在避险车道上的加速度大小为 a2,货车在避险车道上所受阻力为车重的 k 倍, 则有 mgsin 53+kmg=ma2, (2 分)=2a2x, (1 分)得 k=2.7. (1 分) 答案:(1)35 m/s (2)2.7 倍 16.(9 分)如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创造的一种著名力学实验装置,用来 研究匀变速直线运动的规律.绳子两端的物体下落(或上升)的加速度总是小于自由落体时的 加速度 g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间更长,这使得实验者有足够的时 间从容地观测、研究实验现象.已知物体 A,B 的质量相等均为 M,物体 C 的质量
9、为 m,轻绳与 轻滑轮间的摩擦不计,绳子不可伸长.如果m= M,求:(1)物体 B 从静止开始下落一段距离所用的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比 值; (2)系统由静止释放后,运动过程中物体 C 对物体 B 的拉力. 解析:(1)设物体的加速度大小为 a,绳子中的张力大小为 F.由牛顿第二定律,对物体 A 有 F- Mg=Ma, (1 分) 对物体 B,C 整体有(M+m)g-F=(M+m)a, (1 分)解得 a=g= . (1 分)物体 B 从静止开始下落一段距离 h 历时 t,则 h= at2, (1 分)自由落体相同距离历时 t0,则 h= g, (1 分)解得=3. (1
10、分)(2)设物体 B 对物体 C 的拉力为 T,由牛顿第二定律,对物体 C 有9mg-T=ma, (1 分)解得 T= mg. (1 分)由牛顿第三定律可知物体 C 对物体 B 的拉力的大小为 mg,方向竖直向下. (1 分)答案:(1)3 (2) mg,方向竖直向下17.(10 分)如图所示,两个质量都是 m 的滑块 A 和 B,紧挨着并排放在水平桌面上,A,B 间的 接触面垂直于纸面且与水平面成 角,所有接触面都光滑.现用一个水平推力 F 作用于滑块 A 上,使 A,B 一起向右做加速运动.(1)若 A,B 间不发生相对滑动,它们共同向右的最大加速度是多少? (2)若 A,B 间不发生相对
11、滑动,水平推力的大小应在什么范围内才行? 解析:(1)在水平推力 F 作用下,A,B 一起加速,对整体则有 F=2ma(1 分) 对滑块 A,受力如图(a)所示,地面对 A 的弹力 N 为零时,A 与 B 之间将要发生相对滑动,则 F- Tsin =ma, (1 分) mg-Tcos =0, (1 分)滑块 B 的受力如图(b)所示,则 Tsin =ma, (1 分) N=mg+Tcos , (1 分) 得 A,B 一起向右运动的最大加速度 a=gtan . (2 分) (2)A,B 不发生相对滑动的水平推力 F 的大小满足 F2mgtan , (2 分) 故 F 的取值范围为 0F2mgta
12、n . (1 分) 答案:(1)gtan (2)0F2mgtan 18.(14 分)如图所示,水平传送带以 v=12 m/s 的速度顺时针做匀速运动,其上表面的动摩擦 因数 1=0.1,把质量 m=20 kg 的行李包轻放上传送带,释放位置距传送带右端 4.5 m 处.平 板车的质量 M=30 kg,停在传送带的右端,水平地面光滑,行李包与平板车上表面间的动摩擦 因数 2=0.3,平板车长 10 m,行李包从传送带滑到平板车过程速度不变,行李包可视为质点. (g=10 m/s2)求:(1)行李包在平板车上相对于平板车滑行的时间是多少?10(2)若要想行李包不从平板车滑出,求行李包释放位置应满足
13、什么 条件? 解析:(1)若行李包放上传送带后一直做匀加速直线运动,则 a1=1g(1 分) v2=2a1x (1 分) 解得 v=3 m/s (1 分) 因 v=3 m/s12 m/s, 由此可知,行李包滑上平板车时速度为 3 m/s. 行李包滑上平板车后,行李包的加速度 a2=2g=3 m/s2 (1 分)平板车的加速度 a3=2 m/s2 (1 分)行李包减速,平板车加速, 经过时间 t 达共同速度 v-a2t=a3t (1 分) 解得 t=0.6 s (1 分)相对位移 x=vt- a2t2- a3t2=0.9 m10 m,说明相对滑动过程中行李包未离开平板车, 即时间为 0.6 s. (1 分) (2)当行李包刚好滑到平板车右端,设行李包刚滑上平板
