第五章 牛顿运动定律 核心素养提高卷（word版含答案）

第5章 牛顿运动定律 核心素养提高卷
一、单选题。本大题共8小题，每小题5分，共40分，每小题只有一个选项符合题意。
1．如图所示，质量为的木块在质量为的长木板上向左滑行，木块同时受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数为，则
A．木块受到木板的摩擦力的大小等于F
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
C．木板受到地面的摩擦力的大小一定是，方向向右
D．只要F足够大，木板就可能运动
2．如图所示，质量均为m的小物块A、B，在水平恒力F的作用下沿倾角为37°固定的光滑斜面加速向上运动．A、B之间用与斜面平行的形变可忽略不计的轻绳相连，此时轻绳张力为FT=0.8mg，下列说法错误的是（已知sin37°=0.6）
A．小物块A的加速度大小为0.2g
B．F的大小为2mg
C．撤掉F的瞬间，小物块A的加速度方向仍不变
D．撤掉F的瞬间，绳子上的拉力为0
3．如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动，一根水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下.若保持两木棍倾角不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两木棍上部，则水泥圆筒在两木棍上将（ ）
A．仍匀速滑下 B．匀加速滑下 C．可能静止 D．一定静止
4．如图所示水平面上，质量为10 kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的另一端固定在小车上，小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N时，物块处于静止状态，若小车以加速度a=1 m/s2沿水平地面向右加速运动时（ ）
A．物块A相对小车向左运动
B．物块A受到的摩擦力将减小
C．物块A受到的摩擦力大小不变
D．物块A受到的弹力将增大
5．如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为μ，物体B与斜面间无摩擦．在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动．已知斜面的倾角为θ，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为(　　)
A．a＝gsin θ，F＝(M＋m)g(μ＋sin θ)
B．a＝gcos θ，F＝(M＋m)gcos θ
C．a＝gtan θ，F＝(M＋m)g(μ＋tan θ)
D．a＝gcot θ，F＝μ(M＋m)g
6．如图所示,质量分别为m0和m的物块由相同的材料制成,且m0>m,将它们用通过轻而光滑的定滑轮的细线连接．如果按图甲装置在水平桌面上,两物块刚好做匀速运动．如果互换两物块按图乙装置在同一水平桌面上,它们的共同加速度大小为(　　)
A．g B．g C．g D．上述均不对
7．如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一物块，物块与平板车的动摩擦因数为0.2，t=0时，车开始沿水平面做直线运动，其v–t图象如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，若平板车足够长，关于物块的运动，以下描述正确的是（　）
A．0~6 s加速，加速度大小为2 m/s2，6~12 s减速，加速度大小为2 m/s2
B．0~8 s加速，加速度大小为2 m/s2，8~12 s减速，加速度大小为4 m/s2
C．0~8 s加速，加速度大小为2 m/s2，8~16 s减速，加速度大小为2 m/s2
D．0~12 s加速，加速度大小为1.5 m/s2，12~16 s减速，加速度大小为4 m/s2
8．如图所示，物块 A，B，C 质量分别是为 m，2m，3m．A 与天花板间，B 与 C 之间用轻弹簧相连．当系统平衡后，突然把 AB 间绳子烧断，在绳断瞬间 A，B，C 的加速度（以向下为正方向）分别为( )
A．g，g，g
B．-5g，2.5g，0
C．-5g，2g，0
D．-g，2g，3g
二、多选题。本大题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有两项或以上符合题意。
9．力F作用在原来静止的质量为m的物体上经过时间t，物体的位移为x，则（　）
A．相同的力在相同时间内使质量为nm的物体移动x/n的距离
B．相同的力在nt时间内使质量为nm的物体移动nx的距离
C．nF的力在时间nt内使质量为nm的物体移动nx的距离
D．nF的力在时间t内使质量为nm的物体移动x的距离
10．如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动，当其速度达到v后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是（重力加速度为g）（　　）
A．μ与a之间一定满足关系
B．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为
C．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为
D．黑色痕迹的长度为
11．从距离水平地面足够高处的同一高度，同时由静止释放质量为m1、m2的甲、乙两球，两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即f=kv（k为正的常量）的v-t图象如图所示．落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2．则下列判断正确的是（ ）
A．
B．0到t0时间内两球下落的高度相等
C．甲球比乙球先落地
D．释放瞬间甲球加速度较大
12．如图所示，带支架的动力平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对小车静止在右端，B与小车平板间的动摩擦因数为，若某时刻观察到细线偏离竖直方向角，则该时刻（ ）
A．小车对物块B的摩擦力可能为零
B．物块B相对小车一定有向左滑的趋势
C．小车的加速度大小一定为
D．小车对物块B的摩擦力的大小可能为
三、解答题。本大题共4小题，共40分，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
13．在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案，操作如下：
(1)平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应______（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹______为止。
(2)已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m______M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。
(3)图丙为小车质量定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=______kg。（g取10m/s2）
14．如图1所示，有一质量的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的图线如图2所示，末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力，求物件：
(1)做匀减速运动的加速度大小和方向；
(2)匀速运动的速度大小；
(3)总位移的大小。
15．如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B。它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡。系统处于静止态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d，已知重力加速度为g。
16．如图所示，两木块A、B质量均为m，用劲度系数为k、原长为L的轻弹簧连在一起，放在倾角为的传送带上，两木块与传送带间的动摩擦因数均为，与传送带平行的细线拉住木块A，传送带按图示方向匀速转动，两木块处于静止状态．求：
（1）A、B两木块之间的距离；
（2）剪断细线瞬间，A、B两木块加速度分别为多大．
参考答案
1．C
【解析】对木板：水平方向受到木块向左的滑动摩擦力和地面的向右的静摩擦力，，由平衡条件得，故A错误，C正确；由于木板相对于地面是否刚滑动不清楚，地面的静摩擦力不一定达到最大，则木板受到地面的摩擦力的大小不一定是，故B错误；由题分析可知，木块对木板的摩擦力不大于地面对木板的最大静摩擦力，当F改变时，不变，则木板不可能运动，故D错误，故选C．
2．C
【解析】通过隔离法分析求出A的加速度大小，对整体分析，根据牛顿第二定律求出F的大小．
以A为研究对象，根据牛顿第二运动定律可得：，解得，小车A、B的加速度均为0.2g，选项A正确；以A、B整体为研究对象：，解得，选项B正确；撤掉F的瞬间，绳子上的拉力立刻消失了，小物块A的加速度方向变为向下，选项C错误D正确．
3．B
【解析】水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中，受到重力、两棍的支持力和摩擦力，根据平衡条件得知：mgsinθ-2f1=0；将两棍间的距离稍减小后，两棍支持力的合力不变，夹角减小，每根木棍对圆筒的支持力减小，滑动摩擦力减小，根据牛顿第二定律，有：mgsinθ-2f2=ma，由于摩擦力变小，故加速度变大；可知圆筒将匀加速滑动；故选B．
4．C
【解析】
A、物体开始时受弹力F=5N，而处于静止状态，说明受到的静摩擦力为5N，则物体的最大静摩擦力Fm≥5N．当物体相对于小车向左恰好发生滑动时，加速度为，所以当小车的加速度为a=1m/s2时，物块A相对小车仍静止．故A错误．B、C、根据牛顿第二定律得：小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时，弹力水平向右，大小仍为5N，摩擦力水平向右大小仍为5N． 故B错误，C正确．D、物体A相对于小车静止，弹力不变．故D错误．故选C．
5．C
【解析】对B进行受力分析，根据牛顿第二定律得：；对AB整体进行受力分析得：F-μ（M+m）g=（M+m）a；解得：F=（M+m）g（μ+tanθ），故C正确，ABD错误．故选C．
6．C
【解析】对题图甲，由牛顿第二定律可得：mg-μm0g=0，则μ=
对题图乙,由牛顿第二定律可得：m0g-μmg=(m0+m)a
解得：a=g，选项C正确.
7．C
【解析】速度与时间图象的斜率表示加速度，根据图像可得0~6 s车加速运动，加速度为，6s以后做匀减速直线运动，加速度为，车上的物块开始时做加速运动，加速度由牛顿第二定律可得
6s时车的速度为，物块的速度为
此时车的速度大于物块的速度，物块继续加速，设还需要时间物块跟车共速，则有
代值可得
即在0~8s内物块加速，之后开始做减速运动，减速的加速度为
减速的时间为
物块减速运动的时间为8s，所以物块在0~8 s加速，加速度大小为2 m/s2，8~16 s减速，加速度大小为2 m/s2故C正确，ABD错误。
故选C。
8．B
【解析】AB间绳烧断前，由平衡条件得知，下面弹簧的弹力大小为F1=mCg=3mg，上面弹簧的弹力大小为F2=（mA+mB+mC）g=6mg，AB间绳的拉力大小为T=（mB+mC）g=5mg．
AB间绳烧断前，两根弹簧的弹力都没有变化，则
对A：此瞬间A所受的合力大小与原来绳子的拉力T大小相等，方向相反，即方向向上，则-5mg=maA，得aA=-5g．
对B：此瞬间B所受的合力大小与原来绳子的拉力T大小相等，方向相反，即方向向下，则5mg=2maB，得aB=2．5g．
对C：由于弹簧的弹力没有变化，则C的受力情况没有变化，所以aC=0．
故选B．
9．ABD
【解析】由牛顿第二定律有：F=ma
由运动学有：x=at2，v=at
解得：x=
A. m变成nm，则位移为x/n，故A正确；
B. 相同力，nt时间内使nm的物体的位移为nx，故B正确；
C. nF的力，在nt时间内使nm的物体的位移为n2x，故C错误；
D. nF的力，在t时间内使nm的物体的位移为x，故D正确．
10．CD
【解析】A．要发生相对滑动，传送带的加速度需大于煤块的加速度，即
则有
故A错误；
BC．当煤块的速度达到时，经历的时间
经过的位移
故B错误，C正确；
D．此时传送带的位移
则黑色痕迹的长度
故D正确。
故选CD。
11．AC
【解析】两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时 kv=mg，因此最大速度与其质量成正比，即vm∝m，则 ，故A正确；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度不相等；故B错误．
两球从同一点落下，由图像可知因v1>v2可知，甲球先落地，选项C正确；释放瞬间v=0，因此空气阻力 f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度 g，故D错误；故选AC.
12．BCD
【解析】ABC．细线偏离竖直方向角，可知小球A的加速度水平向右，据牛顿第二定律可得
解得
整体具有相同的加速度，故物块B受到的静摩擦力水平向右，不为零，物块B的运动趋势方向与所受静摩擦力方向相反，故物块B相对小车一定有向左滑的趋势，A错误，BC正确；
D．对物块B由牛顿第二定律可得
故小车对物块B的摩擦力的大小为，D正确。
故选BCD。
13．增大 间距相等 远小于 0.08
【解析】(1)[1][2]由打出的纸带乙可知，小车做减速运动，则平衡摩擦力不够，则应增大木板的倾角，反复调节，直到小车做匀速运动，即直到纸带上打出的点迹间距相等为止。
(2)[3]设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有
解得
以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有
必有
故有
即小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，即m远小于M；
(3)[4]根据
变式为
由题意知
所以
由图象可知
所以
14．(1)，竖直向下；(2)1m/s；(3)40m
【解析】(1)由图2可知0~26s内物体匀速运动，26s~34s物体减速运动，在减速运动过程根据牛顿第二定律有
根据图2得此时FT=1975N，则有
方向竖直向下。
(2)结合图2根据运动学公式有
(3)根据图像可知匀速上升的位移
匀减速上升的位移
匀加速上升的位移为总位移的，则匀速上升和减速上升的位移为总位移的，则有
所以总位移为
h=40m
15．，
【解析】假设表示未加时弹簧的压缩量，由胡克定律和共点力平衡条件可知
假设表示刚要离开时弹簧的伸长量，由胡克定律和牛顿定律可知
联立方程可得
由题意
解得
16．（1）（2）aA= aB=0
【解析】（1）隔离B木块分析，由平衡条件可得
由胡克定律
两木块间的距离为
（2）剪断细线瞬间弹簧弹力不变，对物块B由牛顿第二运动定律有
解得
对于物块A有
解得