第四章 牛顿运动定律 章末测试（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章 牛顿运动定律 章末测试（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 424.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-07 07:21:10 | ||
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文档简介
《牛顿运动定律》章末复习
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的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，有选错或不答的得0分)
1．(2011年冀州高一检测)在近代社会，各国之间的经济贸易、政治往来以及科学文化的沟通非常频繁，对度量衡单位统一的呼声越来越高，于是出现了国际单位制．在下列所给单位中，用国际单位制中基本单位表示加速度的单位的是( )
A．cm/s2 B．m/s2
C．N/kg D．N/m
2．(2011年运城高一检测)下列有关惯性大小的叙述中，正确的是( )
A．物体跟接触面间的摩擦力越大，其惯性就越大
B．物体所受的合力越大，其惯性就越大
C．物体的质量越大，其惯性就越大
D．物体的速度越大，其惯性就越大
3．(2011年石家庄高一检测)下列说法中正确的是( )
A．放在水平桌面上静止的物体，其重力与对桌面的压力大小相等，是一对平衡力
B．人向前走，是因为地面对人脚的作用力大于脚对地面的作用力
C．鸡蛋掉在地上破了，而地面未损坏，说明地面对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对地面的作用力
D．跳高运动员能从地面上跳起，是由于起跳过程中地面给运动员的支持力大于运动员所受的重力
4．如图4－7所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在篮中的轻弹簧托住，当悬挂的细绳烧断的瞬间，吊篮P与Q的加速度大小是( )
图4－7
A．aP＝aQ＝g B．aP＝2g aQ＝g
C．aP＝2g aQ＝0 D．aP＝g aQ＝2g
5．如图4－8所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为( )
图4－8
A．(M＋m)g
B．(M＋m)g－F
C．(M＋m)g＋Fsinθ
D．(M＋m)g－Fsinθ
6．(2011年哈尔滨质检)如图4－9所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为( )
图4－9
A．g B.g
C．0 D.g
7. 如图4－10所示，A为电磁铁，C为胶木托盘，C上放一质量为M的铁片B，A和C(包括支架)的总质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小( )
图4－10
A．F＝mg
B．mg＜F＜(M＋m)g
C．F＝(M＋m)g
D．F＞(M＋m)g
8．(2011年东北师大附中高一检测)如图4－11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4－11
A．g B．2g
C.g D.g
9．如图4－12所示，两个质量相同的物体A、B紧靠在光滑的水平面上，它们分别受到F1和F2两力的作用．已知F1>F2，则A、B之间的相互作用力的大小为( )
图4－12
A．F1 B．F2
C．(F1＋F2)/2 D．(F1－F2)/2
10．(2011年广州高一检测)将物体竖直上抛，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图4－13所示，则物体所受的重力和空气阻力之比为( )
图4－13
A．1∶10 B．10∶1
C．9∶1 D．8∶1
二、实验题(本题共2小题，每小题8分，共16分．按题目要求作答)
11．在“研究牛顿第二定律”的实验中，某同学选用的实验装置如图4－14所示：
图4－14
(1)在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板，将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是____________________________________．
(2)请指出这个同学实验装置中的三处错误：
A．_____________________________________________________________.
B．_____________________________________________________________.
C．______________________________________________________________.
12．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图4－15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后拖动的纸带打上的点计算出．
图4－15
(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，应该做a与________的图象．
图4－16
(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－图线如图4－16所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？_____________________________________________________________________
三、计算题(本题共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(8分)一个氢气球，质量为200 kg，系一根绳子使它静止不动，且绳子竖直，如图4－17所示．当割断绳子后，气球以2 m/s2的加速度匀加速上升，求割断绳子前绳子的拉力为多大？
图4－17
14．(10分)用力F提拉用细绳连在一起的A、B两物体，以5 m/s2的加速度匀加速竖直上升如图4－18所示，已知A、B的质量分别为1 kg和2 kg，绳子所能承受的最大拉力是35 N，(g＝10 m/s2)求：
图4－18
(1)力F的大小是多少？
(2)为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度为多少？
15．(12分)如图4－19所示，一质量为5 kg的滑块在F＝15 N的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速直线运动．若滑块与水平地面间的动摩擦因数是0.2，g取10 m/s2，问：
图4－19
(1)滑块运动的加速度大小；
(2)如果力F作用8 s后撤去，则撤去F后滑块还能滑行的距离．
16．(14分)如图4－20所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为μ，对物体施加一个与水平方向成θ角的力F，试求：
图4－20
(1)物体在水平面上运动时力F的值的范围．
(2)力F取什么值，物体在水平面上运动的加速度最大？
(3)物体在水平面上运动所获得的最大加速度的数值．
参考答案
一、选择题
1.答案：B
2.解析：选C.惯性大小只与质量有关，与物体的受力情况、速度大小无关，故C正确．
3.答案：D
4.解析：选C.绳断瞬间，弹簧弹力未变，Q受力未变，故a＝0，故只有C对．
5.解析：选D.匀速上滑的小物块和静止的楔形物块都处于平衡状态，可将二者看作一个处于平衡状态的整体．由竖直方向上受力平衡可得(M＋m)g＝FN＋F·sinθ，因此，地面对楔形物块的支持力FN＝(M＋m)g－Fsinθ，D选项正确．
6.解析：选D.以整体为研究对象，所受合外力为(M＋m)g，根据牛顿第二定律：(M＋m)g＝Ma′＋ma，因M始终没有运动，所以a′＝0，故a＝g，所以D对．
7.解析：选D.当电磁铁A没有通电时，整个装置处于静止状态，轻绳对装置向上的拉力等于(M＋m)g.当电磁铁A通电后，由于磁铁的吸引作用，使铁片B加速上升．对B而言，设A对B的引力为FT，由牛顿第二定律可知FT＞Mg.由牛顿第三定律可知B对A向下的引力FT′＝FT＞Mg.取A和C的整体为研究对象，由平衡条件可得F＝mg＋FT′，故F＞(M＋m)g.正确选项为D.
8.解析：选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＝＝g，A对．
9.解析：选C.本题中对整体而言，有a＝，隔离A物体分析可得a＝，F即A、B两物体间作用力的大小．由以上两式可得F＝，即C正确．
10.解析：选B.上升、下降过程中加速度大小分别为：
a上＝11 m/s2，a下＝9 m/s2，
由牛顿第二定律得：代入数据解得：
mg/Ff＝10∶1，B正确．
二、实验题
11.答案：(1)平衡摩擦力或重力沿木板向下的分力与摩擦力平衡
(2)A.小车没有紧靠打点计时器，拉小车的细线与木板不平行
B．滑轮没有伸出桌边沿，致使悬线碰桌边沿
C．打点计时器工作电源错接为直流电源
12.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∝，所以a－图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与的图象．
(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)．
答案：见解析
三、计算题
13.解析：以气球为研究对象，绳断前，气球静止，故所受重力G、空气浮力F1、绳的拉力F2三力平衡：
即G＋F2＝F1①
绳断后，气球在空气浮力F1和重力G的作用下匀加速上升，由牛顿第二定律得：
F1－G＝ma②
已知a＝2 m/s2
所以F1＝G＋ma＝2400 N，
F2＝F1－G＝400 N.
答案：400 N
14.解析：(1)整体法求F
由牛顿第二定律得：
F－(mA＋mB)g ＝(mA＋mB)a
∴F＝(mA＋mB)(g＋a)＝(1＋2)×(10＋5) N＝45 N.
(2)绳恰好不被拉断时，绳对B的拉力为F′＝35 N，此时加速度最大
对B由牛顿第二定律得：
F′－mBg＝mam
∴am＝＝ m/s2＝7.5 m/s2.
答案：(1)45 N (2)7.5 m/s2
15.解析：(1)根据牛顿第二定律，F－Ff＝ma1
得a1＝＝
＝ m/s2＝1 m/s2.
(2)撤去F后，滑块在摩擦力作用下做匀减速直线运动．
撤去F后，a2＝＝＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2
撤去F时刻，v＝a1t＝1×8 m/s＝8 m/s
由v2－v＝2ax，可得
x2＝＝ m＝16 m.
答案：(1)1 m/s2 (2)16 m
16.解析：物体在水平面上运动，F的值中隐蔽着临界问题，用极限法将物理现象推向极端，当F有最小值时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，此时物体的受力如图甲所示，由图得：F1cosθ＝μFN，F1sinθ＋FN＝mg.
解得：F1＝
甲 乙
当F有最大值时物体即将离开地面，此时地面对物体的支持力为零，物体的受力如图乙所示，由图得：
F2cosθ＝mamax，F2sinθ＝mg
解得：F2＝，amax＝gcotθ
则物体在水平面上运动时F的值应满足
≤F≤.
答案：(1)≤F≤ (2) (3)gcotθ
1 / 10
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的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，有选错或不答的得0分)
1．(2011年冀州高一检测)在近代社会，各国之间的经济贸易、政治往来以及科学文化的沟通非常频繁，对度量衡单位统一的呼声越来越高，于是出现了国际单位制．在下列所给单位中，用国际单位制中基本单位表示加速度的单位的是( )
A．cm/s2 B．m/s2
C．N/kg D．N/m
2．(2011年运城高一检测)下列有关惯性大小的叙述中，正确的是( )
A．物体跟接触面间的摩擦力越大，其惯性就越大
B．物体所受的合力越大，其惯性就越大
C．物体的质量越大，其惯性就越大
D．物体的速度越大，其惯性就越大
3．(2011年石家庄高一检测)下列说法中正确的是( )
A．放在水平桌面上静止的物体，其重力与对桌面的压力大小相等，是一对平衡力
B．人向前走，是因为地面对人脚的作用力大于脚对地面的作用力
C．鸡蛋掉在地上破了，而地面未损坏，说明地面对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对地面的作用力
D．跳高运动员能从地面上跳起，是由于起跳过程中地面给运动员的支持力大于运动员所受的重力
4．如图4－7所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在篮中的轻弹簧托住，当悬挂的细绳烧断的瞬间，吊篮P与Q的加速度大小是( )
图4－7
A．aP＝aQ＝g B．aP＝2g aQ＝g
C．aP＝2g aQ＝0 D．aP＝g aQ＝2g
5．如图4－8所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为( )
图4－8
A．(M＋m)g
B．(M＋m)g－F
C．(M＋m)g＋Fsinθ
D．(M＋m)g－Fsinθ
6．(2011年哈尔滨质检)如图4－9所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为( )
图4－9
A．g B.g
C．0 D.g
7. 如图4－10所示，A为电磁铁，C为胶木托盘，C上放一质量为M的铁片B，A和C(包括支架)的总质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小( )
图4－10
A．F＝mg
B．mg＜F＜(M＋m)g
C．F＝(M＋m)g
D．F＞(M＋m)g
8．(2011年东北师大附中高一检测)如图4－11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4－11
A．g B．2g
C.g D.g
9．如图4－12所示，两个质量相同的物体A、B紧靠在光滑的水平面上，它们分别受到F1和F2两力的作用．已知F1>F2，则A、B之间的相互作用力的大小为( )
图4－12
A．F1 B．F2
C．(F1＋F2)/2 D．(F1－F2)/2
10．(2011年广州高一检测)将物体竖直上抛，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图4－13所示，则物体所受的重力和空气阻力之比为( )
图4－13
A．1∶10 B．10∶1
C．9∶1 D．8∶1
二、实验题(本题共2小题，每小题8分，共16分．按题目要求作答)
11．在“研究牛顿第二定律”的实验中，某同学选用的实验装置如图4－14所示：
图4－14
(1)在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板，将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是____________________________________．
(2)请指出这个同学实验装置中的三处错误：
A．_____________________________________________________________.
B．_____________________________________________________________.
C．______________________________________________________________.
12．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图4－15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后拖动的纸带打上的点计算出．
图4－15
(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，应该做a与________的图象．
图4－16
(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－图线如图4－16所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？_____________________________________________________________________
三、计算题(本题共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(8分)一个氢气球，质量为200 kg，系一根绳子使它静止不动，且绳子竖直，如图4－17所示．当割断绳子后，气球以2 m/s2的加速度匀加速上升，求割断绳子前绳子的拉力为多大？
图4－17
14．(10分)用力F提拉用细绳连在一起的A、B两物体，以5 m/s2的加速度匀加速竖直上升如图4－18所示，已知A、B的质量分别为1 kg和2 kg，绳子所能承受的最大拉力是35 N，(g＝10 m/s2)求：
图4－18
(1)力F的大小是多少？
(2)为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度为多少？
15．(12分)如图4－19所示，一质量为5 kg的滑块在F＝15 N的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速直线运动．若滑块与水平地面间的动摩擦因数是0.2，g取10 m/s2，问：
图4－19
(1)滑块运动的加速度大小；
(2)如果力F作用8 s后撤去，则撤去F后滑块还能滑行的距离．
16．(14分)如图4－20所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为μ，对物体施加一个与水平方向成θ角的力F，试求：
图4－20
(1)物体在水平面上运动时力F的值的范围．
(2)力F取什么值，物体在水平面上运动的加速度最大？
(3)物体在水平面上运动所获得的最大加速度的数值．
参考答案
一、选择题
1.答案：B
2.解析：选C.惯性大小只与质量有关，与物体的受力情况、速度大小无关，故C正确．
3.答案：D
4.解析：选C.绳断瞬间，弹簧弹力未变，Q受力未变，故a＝0，故只有C对．
5.解析：选D.匀速上滑的小物块和静止的楔形物块都处于平衡状态，可将二者看作一个处于平衡状态的整体．由竖直方向上受力平衡可得(M＋m)g＝FN＋F·sinθ，因此，地面对楔形物块的支持力FN＝(M＋m)g－Fsinθ，D选项正确．
6.解析：选D.以整体为研究对象，所受合外力为(M＋m)g，根据牛顿第二定律：(M＋m)g＝Ma′＋ma，因M始终没有运动，所以a′＝0，故a＝g，所以D对．
7.解析：选D.当电磁铁A没有通电时，整个装置处于静止状态，轻绳对装置向上的拉力等于(M＋m)g.当电磁铁A通电后，由于磁铁的吸引作用，使铁片B加速上升．对B而言，设A对B的引力为FT，由牛顿第二定律可知FT＞Mg.由牛顿第三定律可知B对A向下的引力FT′＝FT＞Mg.取A和C的整体为研究对象，由平衡条件可得F＝mg＋FT′，故F＞(M＋m)g.正确选项为D.
8.解析：选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＝＝g，A对．
9.解析：选C.本题中对整体而言，有a＝，隔离A物体分析可得a＝，F即A、B两物体间作用力的大小．由以上两式可得F＝，即C正确．
10.解析：选B.上升、下降过程中加速度大小分别为：
a上＝11 m/s2，a下＝9 m/s2，
由牛顿第二定律得：代入数据解得：
mg/Ff＝10∶1，B正确．
二、实验题
11.答案：(1)平衡摩擦力或重力沿木板向下的分力与摩擦力平衡
(2)A.小车没有紧靠打点计时器，拉小车的细线与木板不平行
B．滑轮没有伸出桌边沿，致使悬线碰桌边沿
C．打点计时器工作电源错接为直流电源
12.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∝，所以a－图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与的图象．
(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)．
答案：见解析
三、计算题
13.解析：以气球为研究对象，绳断前，气球静止，故所受重力G、空气浮力F1、绳的拉力F2三力平衡：
即G＋F2＝F1①
绳断后，气球在空气浮力F1和重力G的作用下匀加速上升，由牛顿第二定律得：
F1－G＝ma②
已知a＝2 m/s2
所以F1＝G＋ma＝2400 N，
F2＝F1－G＝400 N.
答案：400 N
14.解析：(1)整体法求F
由牛顿第二定律得：
F－(mA＋mB)g ＝(mA＋mB)a
∴F＝(mA＋mB)(g＋a)＝(1＋2)×(10＋5) N＝45 N.
(2)绳恰好不被拉断时，绳对B的拉力为F′＝35 N，此时加速度最大
对B由牛顿第二定律得：
F′－mBg＝mam
∴am＝＝ m/s2＝7.5 m/s2.
答案：(1)45 N (2)7.5 m/s2
15.解析：(1)根据牛顿第二定律，F－Ff＝ma1
得a1＝＝
＝ m/s2＝1 m/s2.
(2)撤去F后，滑块在摩擦力作用下做匀减速直线运动．
撤去F后，a2＝＝＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2
撤去F时刻，v＝a1t＝1×8 m/s＝8 m/s
由v2－v＝2ax，可得
x2＝＝ m＝16 m.
答案：(1)1 m/s2 (2)16 m
16.解析：物体在水平面上运动，F的值中隐蔽着临界问题，用极限法将物理现象推向极端，当F有最小值时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，此时物体的受力如图甲所示，由图得：F1cosθ＝μFN，F1sinθ＋FN＝mg.
解得：F1＝
甲 乙
当F有最大值时物体即将离开地面，此时地面对物体的支持力为零，物体的受力如图乙所示，由图得：
F2cosθ＝mamax，F2sinθ＝mg
解得：F2＝，amax＝gcotθ
则物体在水平面上运动时F的值应满足
≤F≤.
答案：(1)≤F≤ (2) (3)gcotθ
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