《新新练案系列》高中物理（教科版必修1）章末检测：第三章 牛顿运动定律（含答案）

第三章 章末检测
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟21世纪教育网
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，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，共40分）
1.（单选）下列说法中正确的是( )A.没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现B.物体受力越大，运动得越快，这是符合牛顿第二定律的C.物体所受合外力为零，则速度一定为零，物体所受合外力不为零，则速度也一定不为零D.物体所受的合外力最大时，速度也可以为零，物体所受的合外力最小时，速度也可以最大
2.（单选）下列关于惯性的说法中，正确的是（ ）A.运动速度大的物体比运动速度小的物体难以停 下来，所以运动速度大的物体具有较大的惯性?B.物体受到的推力越大，要它停下来就越困难，所 以物体受到的推力越大，则惯性越大
?C.物体的体积越大，惯性越大?
?D.物体含的物质越多，惯性越大
3.（单选）从正在加速上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是( )A.物体向下做自由落体运动B.物体向上运动，加速度向上C.物体向上运动，加速度向下D.物体向上还是向下运动，要看物体离开气球时的 速度
4. （多选）下列说法中正确的是( )A.甲物体受乙物体的作用，则乙物体一定同时受到 甲物体的作用B.甲物体对乙物体的作用一定是作用力，而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力C.若把甲、乙两物体看成质点，则甲、乙两物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上D.若甲物体对乙物体的作用力竖直向上，则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上
5. （单选）如图3-1所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明( )A.电梯一定是在上升B.电梯一定是在下降C.电梯的加速度方向一定是向下D.乘客一定处于超重状态
6. （多选）如图3-2甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度随外力F变化的图像如图乙所示，根据图乙中所标出的数据可计算出（g取10 m/s2）( )
图3-2
A.物体的质量为1 kgB.物体的质量为2 kgC.物体与水平面间的动摩擦因数为0.3D.物体与水平面间的动摩擦因数为0.5
7.（单选）如图3-3甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为和(∶＝1∶2)的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同.当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为1.当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示)，弹簧的伸长量为2，则x1∶x2等于( )
图3-3
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.2∶3
8. （单选）如图3-4所示，质量为m的球置于斜面上，被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住.现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是( )
图3-4
A.若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零 B.若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零 C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于 D.斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值
9. （多选）如图3-5所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的弹簧的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止.现突然发现物体被弹簧拉动，则判定升降机的运动状态可能是( )A.加速上升 B.加速下降C.减速上升 D.减速下降
10. （多选）（2013·浙江理综）如图3-6所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g=10 m/s2.关于热气球，下列说法正确的是（ ）??
?
图3-621世纪教育网
A.所受浮力大小为4 830 N??
? B.加速上升过程中所受空气阻力保持不变?[来源:21世纪教育网]
? C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s?
? D.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N
二、实验题（16分）
11. 如图3-7为“用位移传感器、数据采集器等仪器研究加速度和力的关系”的实验装置.
图3-7
(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持_________________不变，用钩码所受的重力作为___________________，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度.(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图3-8所示).
图3-8
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_______________________________________.②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是___________.A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大
三、计算题（本大题共4小题，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，共44分）
12. (10分)一个静止在倾角为30°的长斜面上的物体，被向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑.若给此物体一个??0＝8?m/s沿斜面向上的初速度，g取10 m/s2，则物体经过t＝1?s时间所通过的距离是多少？
13. (10分)如图3-9所示，在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变.若挡板A以加速度(＜gsin?θ)沿斜面向下匀加速运动，问：(1)小球向下运动多少距离时速度最大？(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？
[21世纪教育网
图3-9
14. (12分)如图3-10所示，一平板车以某一速度??0匀速行驶，某时刻一货箱（可视为质点）无初速度地放置于平板车上，货箱离车后端的距离为＝3?m，货箱放在车上的同时，平板车开始刹车，刹车过程可视为做a＝4?m/s2的匀减速直线运动.已知货箱与平板车之间的动摩擦因数为μ＝0.2，g取10?m/s2.为使货箱不从平板车上掉下来，平板车匀速行驶的速度??0应满足什么条件？
图3-10
15. (12分)(2013·江苏物理)如图3-11所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g．
(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小．
(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小．?(3)本实验中，m1=0.5 kg，m2=0.1 kg，μ=0.2，砝码与纸板左端的距离d=0.1 m，取g=10 m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002 m，人眼就能感知.为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大??
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第三章 章末检测 参考答案
一、选择题
1.D 解析：运动不需要力来维持，物体不受力时，可以做匀速直线运动，选项A错误；物体受力大，加速度大，速度变化快，但速度不一定大，选项B错误；力的大小与速度大小之间没有直接联系，选项C错误，选项D正确.
2.D 解析：比较惯性大小的方法是比较两物体的质量大小，即在相同的外力作用下，加速度大的质量小、惯性小；加速度小的质量大、惯性大；加速度相等的质量相等，惯性等大.例如，同一辆汽车，刹车时所受的阻力相同，加速度相同，单位时间内速度的改变量相同，行驶速度越大，停下来速度的改变量越大，时间越长，但惯性始终是相同的，所以惯性大小与速度无关，故A项错误.惯性大小与受力大小、体积大小无关，故B、C错误.物体含物质越多，质量越大，惯性越大，D正确.
3.C 解析：刚离开气球瞬间，物体由于惯性保持向上的速度，但是由于合外力向下，加速度方向向下，故选项C正确.
4.AC 解析：物体间的作用是相互的，甲物体受到乙物体的作用，乙物体必定同时受到甲物体的作用，且作用力与反作用力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，相互作用的两个力中，其中任何一个都可以叫做作用力，另一个叫做反作用力.综上所述，选项A、C正确，选项B、D错误.
5.D 解析：电梯静止时，弹簧的拉力和重力相等.现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态.乘客运动状态与小铁球相同，但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故只有选项D正确.
6.BC 解析：设物体质量为m，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，由题图乙可看出，当物体所受水平拉力F1＝7?N时，其加速度＝0.5?m/s2，由牛顿第二定律得当物体所受水平拉力F2＝14?N时，其加速度＝4?m/s2，由牛顿第二定律得，联立解得m＝2?kg，μ＝0.3，所以选项B、C正确.
7.A 解析：水平放置时，，，可得；竖直放置时，　　　　，，解得，故x1∶x2＝1∶1，选项A正确.
8.D 解析：球受力如图3-12所示．由牛顿第二定律得：，由此判断A、B错误；根据牛顿第二定律，、和三力的合力等于，选项C错误；根据，知选项D正确.
9.BC 解析：升降机匀速运动时，在水平方向，物体所受的静摩擦力与弹簧的弹力相平衡，若突然发现物体被弹簧拉动，说明最大静摩擦力已经小于弹力，即正压力突然变小，物体处于失重状态，它的加速度竖直向下，升降机可能是加速下降或减速上升，故选项B、C正确.
10.AD 解析：热气球刚开始上升时，速度为零，不受空气阻力，只受重力、浮力，由牛顿第二定律知Fmg=ma，得F=4 830 N，选项A正确；随着热气球速度逐渐变大，其所受空气阻力发生变化（变大），故热气球并非匀加速上升，其加速度逐渐减小，故上升10 s后速度要小于5 m/s，选项B、C错误；最终热气球匀速运动，此时热气球所受重力、浮力、空气阻力平衡，由F=mg+f得f=230 N，选项D正确.
二、实验题
11.(1)小车的总质量 小车所受的外力　　(2)①在质量不变的情况下，加速度与外力成正比　　②C
解析：(1)因为要研究加速度和力的关系，所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力.(2)由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：得，而实际上，可见AB段明显偏离直线是没有满足Mm造成的.21世纪教育网
三、计算题
12.3.2?m 解析：设物体的质量为，物体与斜面间的动摩擦因数为，由于物体在斜面上可匀速下滑，
所以 sin?θ＝cos?θ.设物体向上运动的加速度大小为a，则sin?θ＋cos?θ＝，代入数据解得＝10?m/s2设经过时间t0物体的速度减为零 0＝t0t0＝0.8?s＜1?s物体速度减为零后将静止在斜面上，所以通过的距离为＝＝3.2?m
13.(1)　　(2)
解析：(1)球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时小球所受合力为零.即，解得.(2)设球与挡板分离时位移为s，经历的时间为t，从开始运动到分离的过程中，小球受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力N，沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F.据牛顿第二定律有，.随着的增大，F增大，F1减小，保持不变，当小球与挡板分离时，增大到等于s，F1减小到零，则有：，又s＝t2联立解得mgsin?θ－?kat2＝ma，.
14. ??0≤6?m/s解析：货箱先相对平板车向左滑，当与平板车的速度相等后相对平板车向右滑.若货箱与平板车的速度相等时货箱未从平板车上掉下来，则以后货箱不会从平板车上掉下来.设经过时间t，货箱和平板车达到共同速度??，以货箱为研究对象，由牛顿第二定律得，货箱向右做匀加速运动的加速度 ①货箱向右运动的位移 ②又 ③平板车向右运动的位移 ④又 ⑤为使货箱不从平板车上掉下来，应满足＋l≥ ⑥联立①～⑥式解得：??0≤ 代入数据，得：??0≤6?m/s.
15. (1) μ(2m1+m2)g (2) F＞2μ(m1+m2)g (3) 22.4 N
解析：(1)砝码对纸板的摩擦力f1=μm1g，
桌面对纸板的摩擦力f2 =μ(m1+m2)g，f =f1+f2，解得f =μ(2m1+m2)g.
(2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则f1=m1a1，Ff1f2=m2a2?
发生相对运动a2＞a1，解得F＞2μ(m1+m2)g.?
(3)纸板抽出前，砝码运动的距离x1=a1?
纸板运动的距离d+x1=a2
纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离x2=a3，l=x1+x2?
由题意知a1=a3，a1t1=a3t2
解得F＝2μ[m1+(1+)m2]g?
代入数据得F=22.4 N.?