高中物理人教版必修一章末检测 牛顿运动定律 Word版含解析

章末检测
一、选择题
1.关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法正确的是(　　)
A.由实验观察直接得出了自由落体运动的速度随时间均匀变化
B.让铜球沿斜面滚下,冲淡重力,使得速度测量变得容易
C.创造了实验和逻辑推理相结合的科学方法
D.利用斜面实验主要是为了便于测量小球运动的位移
/答案　C　伽利略设计该实验的思路是用斜面代替自由落体运动,便于测出运动时间,并合理外推得到自由落体运动规律,即C正确。
2.关于物体的惯性,下列说法中正确的是(　　)
A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体的速度越大,惯性也越大
B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大
C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小
D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性
/答案　C　一切物体都具有惯性,惯性大小只与物体的质量有关。惯性是物体本身的一种属性,与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关,故A、D选项错误;静止的火车启动时,速度变化缓慢,是因为火车的质量大,惯性大,而不是因为静止的物体惯性大,B选项错误。乒乓球可以快速抽杀,是因为其质量小,惯性小,在相同的力的作用下,运动状态容易改变,故C选项正确。
3.在商场中,为了节约能源,无人时,自动扶梯以较小的速度运行,当有顾客站到扶梯上时,扶梯先加速,后匀速将顾客从一楼运送到二楼。速度方向如图所示。若顾客与扶梯保持相对静止,下列说法正确的是(　　)
/
A.在加速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力
B.在匀速阶段,顾客所受支持力大于顾客的重力
C.在加速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同
D.在匀速阶段,顾客所受摩擦力与速度方向相同
/答案　A　当扶梯匀速运动时,顾客所受支持力等于顾客的重力,顾客不受摩擦力,所以B、D选项错误。当扶梯加速运动时,有斜向上的加速度,合力方向斜向上。顾客所受支持力大于顾客的重力,顾客受到水平向左的静摩擦力。所以A选项正确,C选项错误。
4.如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(取g=10 m/s2)(　　)
/
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.0 N B.8 N C.10 N D.50 N
/答案　B　细线剪断瞬间,弹簧弹力不变,A和B整体受到的合外力等于物体B的重力,因此整体的加速度为a=
??
??
g
??
??
+
??
??
=
1
5
g,对物体B:mBg-FN=mBa,FN=mB(g-a)=
4
5
mBg=8 N,由牛顿第三定律知B正确。
5.如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间不可能是(　　)
/
A.
??
??
+
??
2????
　　　B.
??
??
　　　C.
2??
????
　　　D.
2??
??
/答案　B　当小木块刚放到传送带上时,由牛顿第二定律有μmg=ma,得a=μg
设小木块加速到v时运动的距离为L0,由v2=2aL0,得L0=
??
2
2????
(1)当L≤L0时,小木块一直加速,v≥at得t≤
??
????
或由L=
1
2
at2得t=
2??
????
或由L≤
1
2
vt得t≥
2??
??
,
故C、D可能。
(2)当L>L0时,小木块先加速后匀速,加速阶段有v=at1,得t1=
??
????
匀速阶段有L-L0=vt2,得t2=
??
??
-
??
2????
由t=t1+t2得t=
??
??
+
??
2????
,故A可能。
6.(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两个物体放在斜面上,中间用一个轻杆相连,A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,它们在斜面上加速下滑,关于杆的受力情况。下列分析正确的是(　　)
/
A.若μ1>μ2,m1=m2,则杆受到压力
B.若μ1=μ2,m1>m2,则杆受到拉力
C.若μ1<μ2,m1D.若μ1=μ2,m1≠m2,则杆无作用力
/答案　ACD　假设杆不受力,则aA=g sin α-μ1g cos α,aB=g sin α-μ2g cos α,若μ1>μ2,m1=m2,则aAm2,aA=aB,所以杆不受力,B项错误;若μ1<μ2,m1aB,两物体有远离的趋势,所以杆受到拉力作用,C正确;若μ1=μ2,m1≠m2,aA=aB,所以杆不受力,D项正确。
7.如图所示,水平地面上有两块完全相同的木块A、B,水平推力F作用在A上,用FAB代表A、B间的相互作用力,下列说法中正确的是(　　)
/
A.若地面光滑,则FAB=F
B.若地面光滑,则FAB=
??
2
C.若地面粗糙,且A、B被推动,则FAB=
??
2
D.若地面粗糙,且A、B被推动,则FAB可能为F
/答案　B　若地面光滑,整体法求加速度a=
??
2??
,隔离法对B有FAB=ma=
??
2
;若地面粗糙,设每个木块与地面间的摩擦力为f,则a=
??-2??
2??
,对B,FAB=ma=
??
2
-f<
??
2
,故选项B正确。
二、非选择题
8.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了如图乙所示的a-F图像。
//
(1)图线不过坐标原点的原因是　;?
(2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量　　　(填“是”或“否”);?
(3)由图像求出小车和传感器的总质量为　　　kg。?
/答案　(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　(2)否　(3)1
/解析　(1)a-F图线与横轴交点为(0.1,0),说明施加外力在0.1 N之内小车和传感器没有加速度,则知此原因是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,因此不需要保证砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量。
(3)a-F图线的斜率k=
1
??
,再由图乙求出斜率,则可求出小车和传感器的总质量。
9.如图所示,质量M=8 kg的小车放在光滑水平面上,在小车左端施加一水平恒力F=8 N,当小车向右运动速度达到v0=3 m/s时,在小车的右端轻轻放一个大小不计、质量m=2 kg的小物块。小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长。g取10 m/s2,则:
/
(1)放上小物块后,小物块及小车的加速度各为多大;
(2)经多长时间两者达到相同的速度;
(3)从小物块放上小车开始,经过t=3 s小物块通过的位移大小为多少?
/答案　(1)2 m/s2　0.5 m/s2　(2)2 s
(3)8.4 m
/解析　(1)小物块的加速度am=μg=2 m/s2
小车的加速度aM=
??-??????
??
=0.5 m/s2
(2)由amt=v0+aMt,得t=2 s,v同=2×2 m/s=4 m/s
(3)在开始2 s内,小物块通过的位移x1=
1
2
amt2=4 m
在接下来的1 s内小物块与小车相对静止,一起做匀加速运动,加速度a=
??
??+??
=0.8 m/s2
小物块的位移x2=v同t'+
1
2
at'2=4.4 m
通过的总位移x=x1+x2=8.4 m。
10.如图所示,一质量为mB=2 kg的木板B静止在光滑的水平面上,其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端(斜面底端与木板B右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接),轨道与水平面的夹角θ=37°。一质量为mA=2 kg的物块A由斜面轨道上距轨道底端x0=8 m处静止释放,物块A刚好没有从木板B的左端滑出。已知物块A与斜面轨道间的动摩擦因数为μ1=0.25,与木板B上表面间的动摩擦因数为μ2=0.2,sin θ=0.6,cos θ=0.8,g取10 m/s2,物体A可看做质点。请问:
(1)物块A刚滑上木板B时的速度为多大?
(2)物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了多长时间?木板B有多长?
/
/答案　(1)8 m/s　(2)2 s　8 m
/解析　(1)设物块A从斜面滑下时的加速度大小为a1,则
mAg sin θ-μ1mAg cos θ=mAa1
解得a1=4 m/s2
物块A刚滑到木板B上时的速度大小为v1=
2
??
1
??
0
=
2×4×8
m/s=8 m/s
(2)物块A在木板B上滑动时,它们在水平方向上的受力大小相等,质量也相等,故它们的加速度大小相等,数值为a2=
??
2
??
??
g
??
??
=μ2g=2 m/s2
设木板B的长度为L,二者最终的共同速度为v2,对物块A有v2=v1-a2t2
xA=v1t2-
1
2
a2
??
2
2
对木板B有v2=a2t2
xB=
1
2
a2
??
2
2
位移关系xA-xB=L
联立解得相对滑行的时间和木板B的长度分别为:t2=2 s,L=8 m