第4章 牛顿运动定律 测评（Word版，含解析）

第四章测评
(时间:75分钟　满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于惯性的说法正确的是(　　)
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B.汽车速度越大刹车后越难停下来,表明速度越大惯性越大
C.宇宙飞船中的物体处于完全失重状态,所以没有惯性
D.乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小
2.
如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是(　　)
A.在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零
B.上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
D.在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力
3.物理学中,把物体的质量m与速度v的乘积称为物体的动量,用字母p表示,即p=mv.关于动量的单位,下列各式错误的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　
A.kg·m/s B.N·s
C.N·m D.
4.物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是(　　)
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与反作用力
C.物体所受重力和斜面对物体的支持力是一对作用力与反作用力
D.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
5.
如图所示,两人分别用100 N 的力拉弹簧测力计的秤钩和拉环,则弹簧测力计的读数为(　　)
A.50 N B.0
C.100 N D.200 N
6.
如图所示,粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小,则在滑动过程中 (　　)
A.物体的加速度不断减小,速度不断增大
B.物体的加速度不断增大,速度不断减小
C.物体的加速度先增大后减小,速度先减小后增大
D.物体的加速度先减小后增大,速度先增大后减小
7.一个原来静止的物体质量是7 kg,在14 N的恒力作用下开始运动,则5 s末的速度及5 s内通过的路程为(　　)
A.8 m/s　25 m
B.2 m/s　25 m
C.10 m/s　25 m
D.10 m/s　12.5 m
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,质量分别为M和m的物体A、B用细线连接,悬挂在定滑轮上,定滑轮固定在天花板上,已知M>m,滑轮质量及摩擦均不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是(　　)
A.细线上的拉力一定大于mg
B.细线上的拉力一定小于Mg
C.细线上的拉力等于g
D.天花板对定滑轮的拉力等于(M+m)g
9.
如图所示,竖直放置在水平面上的轻弹簧上,放着质量为2 kg的物体A,处于静止状态.若将一个质量为3 kg的物体B轻放在A上,g取10 m/s2,在轻放瞬间(　　)
A.B的加速度为0
B.B对A的压力大小为30 N
C.B的加速度为6 m/s2
D.B对A的压力大小为12 N
10.倾角为30°的斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F作用,力F随时间t变化的图像及物体运动的v-t图像如图所示,由图像中的信息可知(g取10 m/s2)(　　)
A.物体的质量m= kg
B.物体的质量m= kg
C.物体与斜面间的动摩擦因数μ=
D.物体与斜面间的动摩擦因数μ=
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出如图所示的a-F图像.
(1)图线不过坐标原点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
(2)本实验　　　　(选填“需要”或“不需要”)细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量.
(3)由图像求出小车和传感器的总质量为　　　　　　　kg.
12.(6分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图,打点计时器每隔0.02 s打一个点.
(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为　　　　 m/s2.(保留两位有效数字)
(2)有一位同学通过实验测量作出了图丙中的A图线,另一位同学通过实验测量作出了图丙中的B图线.试分析:
①A图线上部弯曲的原因是
　.
②B图线在纵轴上有截距的原因是
　.
13.(12分)如图所示,水平面上放有质量均为m=1 kg的物块A和B(均视为质点),A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1,相距l=0.75 m.现给物块A一初速度使之向物块B运动,与此同时给物块B一个F=3 N水平向右的力使其由静止开始运动,经过一段时间A恰好能追上B.求:(g取10 m/s2)
(1)物块B运动的加速度大小;
(2)物块A的初速度大小.
14.(14分)在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图甲所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.用特殊的测力仪器测出拉力和摩擦力,并绘制出摩擦力f随拉力F变化的图像,如图乙所示.已知木块质量为2 kg,g取10 m/s2.
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数.
(2)若将实验中的长木板与水平方向成37°角放置,将木块置于其上,木块在平行于木板的恒力F作用下,从静止开始向上做匀变速直线运动,沿斜面向上运动4 m,速度达到4 m/s,求此拉力F的大小.
15.(16分)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示.g取10 m/s2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0~10 s内物体运动位移的大小.
参考答案：
一、单项选择题(本题共7小题,每题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于惯性的说法正确的是(　　)
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B.汽车速度越大刹车后越难停下来,表明速度越大惯性越大
C.宇宙飞船中的物体处于完全失重状态,所以没有惯性
D.乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小
解析惯性是物体的固有属性,与物体的运动状态无关,A错误;惯性的大小仅取决于物体的质量,与其速度的大小无关,B错误;处于完全失重状态的物体,失去的不是重力,更不是质量,而是物体对悬挂物或支持物的弹力为零,C错误;乒乓球可以被快速抽杀,是由于它的质量小,惯性小,D正确.
答案D
2.
如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是(　　)
A.在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零
B.上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
C.下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
D.在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力
解析A、B两物体抛出以后处于完全失重状态,无论是上升还是下降,A物体对B物体的压力一定为零,A选项正确.
答案A
3.物理学中,把物体的质量m与速度v的乘积称为物体的动量,用字母p表示,即p=mv.关于动量的单位,下列各式错误的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　
A.kg·m/s B.N·s
C.N·m D.
解析由p=mv知动量的单位为kg·m/s,A正确;1N·s=1kg·m/s2·s=1kg·m/s,B正确,C错误;由F=ma知质量m=,单位为,D正确.
答案C
4.物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是(　　)
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与反作用力
C.物体所受重力和斜面对物体的支持力是一对作用力与反作用力
D.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
解析物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力与反作用力,故A错误.物体和斜面间的摩擦力是一对作用力与反作用力,B正确.物体所受重力与物体受的支持力,受力物体均为物体本身,故C错误.重力可以分解为沿斜面的力和垂直斜面向下的力,故D错误.
答案B
5.
如图所示,两人分别用100 N 的力拉弹簧测力计的秤钩和拉环,则弹簧测力计的读数为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.50 N B.0
C.100 N D.200 N
解析
答案C
6.
如图所示,粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小,则在滑动过程中 (　　)
A.物体的加速度不断减小,速度不断增大
B.物体的加速度不断增大,速度不断减小
C.物体的加速度先增大后减小,速度先减小后增大
D.物体的加速度先减小后增大,速度先增大后减小
解析物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,开始时拉力F大于摩擦力,当F减小到等于滑动摩擦力之前,合力减小,加速度减小,由于加速度方向与速度方向相同,所以速度增大;之后F小于摩擦力,F减小,合力增大,加速度增大,由于加速度的方向与速度方向相反,所以速度减小.所以物体的加速度先减小后增大,速度先增大后减小,故D正确.
答案D
7.一个原来静止的物体质量是7 kg,在14 N的恒力作用下开始运动,则5 s末的速度及5 s内通过的路程为(　　)
A.8 m/s　25 m
B.2 m/s　25 m
C.10 m/s　25 m
D.10 m/s　12.5 m
解析物体受力情况已知,由静止开始运动,在恒力的作用下产生恒定的加速度,所以它做初速度为零的匀加速直线运动.已知物体的质量和所受的恒力,根据牛顿第二定律公式求出加速度,然后根据初速度为零的匀加速直线运动的公式,就可以求出5s末的速度和5s内通过的位移.a=m/s2=2m/s2,v=at=2×5m/s=10m/s,s=at2=×2×25m=25m.
答案C
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,质量分别为M和m的物体A、B用细线连接,悬挂在定滑轮上,定滑轮固定在天花板上,已知M>m,滑轮质量及摩擦均不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是(　　)
A.细线上的拉力一定大于mg
B.细线上的拉力一定小于Mg
C.细线上的拉力等于g
D.天花板对定滑轮的拉力等于(M+m)g
解析设两物体运动的加速度大小均为a,细线上的拉力为T,分别对物体A和B进行受力分析并结合牛顿第二定律有,对A,Mg-T=Ma,对B,T-mg=ma,整理可得T=Mg-Ma=mg+ma,T=g.对定滑轮进行受力分析可知,天花板对定滑轮的拉力等于2T.故选项A、B正确.
答案AB
9.
如图所示,竖直放置在水平面上的轻弹簧上,放着质量为2 kg的物体A,处于静止状态.若将一个质量为3 kg的物体B轻放在A上,g取10 m/s2,在轻放瞬间(　　)
A.B的加速度为0
B.B对A的压力大小为30 N
C.B的加速度为6 m/s2
D.B对A的压力大小为12 N
解析在B轻放在A上的瞬间,虽然速度为0,但因A、B整体的合外力不为0,故加速度不为0,所以选项A错误.在物体B轻放在A上之前,轻弹簧处于压缩状态,设其压缩量为x,对A有kx=mAg;B轻放在A上之后,对整体有(mA+mB)g-kx=(mA+mB)a,对B有mBg-FN=mBa,解得a=6m/s2,FN=12N,根据牛顿第三定律可知,B对A的压力大小为12N,选项B错误,C、D正确.
答案CD
10.倾角为30°的斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F作用,力F随时间t变化的图像及物体运动的v-t图像如图所示,由图像中的信息可知(g取10 m/s2)(　　)
A.物体的质量m= kg
B.物体的质量m= kg
C.物体与斜面间的动摩擦因数μ=
D.物体与斜面间的动摩擦因数μ=
解析设斜面的倾角为θ,物体在0~2s内做匀加速直线运动,由v-t图像的斜率得出加速度a1=m/s2=2m/s2,由F-t图像知在0~2s内F1=15N,由牛顿第二定律得F1+mgsinθ-f=ma1,2~6s内向下做匀减速直线运动,a2=m/s2=-1m/s2,F2=5N,由牛顿第二定律得F2+mgsinθ-f=ma2,解得m=kg,f=25N,故选项A正确,B错误;根据滑动摩擦力公式f=μmgcos30°,得μ=,故选项C错误,D正确.
答案AD
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出如图所示的a-F图像.
(1)图线不过坐标原点的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
(2)本实验　　　　(选填“需要”或“不需要”)细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量.
(3)由图像求出小车和传感器的总质量为　　　　　　　kg.
解析(1)a-F图像与横轴交点为(0.1,0),说明施加外力在0.1N之内时,小车和传感器没有加速度,说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
(2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力,因此不需要保证细沙和桶的质量远小于小车和传感器的总质量.
(3)a-F图像斜率为,由图知图像斜率k=1,则小车和传感器的总质量为1kg.
答案(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　(2)不需要　(3)1
12.(6分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图,打点计时器每隔0.02 s打一个点.
(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为　　　　 m/s2.(保留两位有效数字)
(2)有一位同学通过实验测量作出了图丙中的A图线,另一位同学通过实验测量作出了图丙中的B图线.试分析:
①A图线上部弯曲的原因是
　.
②B图线在纵轴上有截距的原因是
　.
解析(1)因为xCE-xAC=a(2T)2,所以a=m/s=3.2m/s2
(2)①随着钩码质量不断增大,将不再满足“钩码质量远小于小车质量”这一要求.
②平衡摩擦力时,长木板远离滑轮的一端垫得过高,导致形成斜面的倾角过大.
答案见解析
13.(12分)如图所示,水平面上放有质量均为m=1 kg的物块A和B(均视为质点),A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1,相距l=0.75 m.现给物块A一初速度使之向物块B运动,与此同时给物块B一个F=3 N水平向右的力使其由静止开始运动,经过一段时间A恰好能追上B.求:(g取10 m/s2)
(1)物块B运动的加速度大小;
(2)物块A的初速度大小.
解析(1)对B,由牛顿第二定律得F-μ2mg=maB
解得aB=2m/s2.
(2)设物块A经过t时间追上物块B,对物块A,由牛顿第二定律得μ1mg=maA
sA=v0t-aAt2
sB=aBt2
恰好追上的条件为v0-aAt=aBt
sA-sB=l
联立各式并代入数据解得t=0.5s
v0=3m/s.
答案(1)2 m/s2　(3)3 m/s
14.(14分)在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图甲所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.用特殊的测力仪器测出拉力和摩擦力,并绘制出摩擦力f随拉力F变化的图像,如图乙所示.已知木块质量为2 kg,g取10 m/s2.
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数.
(2)若将实验中的长木板与水平方向成37°角放置,将木块置于其上,木块在平行于木板的恒力F作用下,从静止开始向上做匀变速直线运动,沿斜面向上运动4 m,速度达到4 m/s,求此拉力F的大小.
解析(1)设木块与木板间的动摩擦因数为μ,由图乙知木块受到的滑动摩擦力f=μmg=4N
解得μ=0.2.
(2)设木块在斜面上的加速度为a,由v2=2as解得a=2m/s2
对木块受力分析,由牛顿第二定律得
F-mgsinθ-f'=ma
FN-mgcosθ=0
又f'=μFN,解得F=19.2N.
答案(1)0.2　(2)19.2 N
15.(16分)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示.g取10 m/s2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0~10 s内物体运动位移的大小.
解析(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2,初速度为v20,末速度为,加速度为a2,则
a2==-2m/s2
设物体所受的摩擦力为f,根据牛顿第二定律得-f=ma2
又f=μmg
解得μ==0.2.
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1,初速度为v10,末速度为,加速度为a1,则
a1==1m/s2
根据牛顿第二定律得F-f=ma1
联立解得F=μmg+ma1=6N.
(3)方法一　由匀变速直线运动位移公式得
s=s1+s2
=v10Δt1+a1Δ+v20Δt2+a2Δ
=46m
方法二　根据v-t图像围成的面积得
s=Δt1+v20Δt2=46m.
答案(1)0.2　(2)6 N　(3)46 m