（通用版）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 單元質(zhì)檢三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 新人教版.docx

單元質(zhì)檢三牛頓運(yùn)動(dòng)定律(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第15題只有一項(xiàng)符合題目要求,第68題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.伽利略開(kāi)創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)研究和邏輯推理相結(jié)合探索自然規(guī)律的科學(xué)方法,利用這種方法伽利略發(fā)現(xiàn)的規(guī)律有()A.力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B.物體之間普遍存在相互吸引力C.重物比輕物下落得快D.物體間的相互作用力總是大小相等、方向相反答案A解析選項(xiàng)B和D內(nèi)容分別是牛頓發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律和牛頓第三定律,選項(xiàng)C內(nèi)容是在伽利略之前人們普遍存在的對(duì)自然的一種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),選項(xiàng)A內(nèi)容是伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理發(fā)現(xiàn)的。故A正確。2.如圖所示,在水平面上,有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B,兩物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,m1>m2,A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)。若用大小為F的水平力向右拉B,穩(wěn)定后B的加速度大小為a1,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1;如果改用大小為F的水平力向左拉A,穩(wěn)定后A的加速度大小為a2,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2。則以下關(guān)系式正確的是()A.a1=a2,F1>F2B.a1=a2,F1<F2C.a1=a2,F1=F2D.a1>a2,F1>F2答案A解析以整體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律得F-(m1+m2)g=(m1+m2)a1F-(m1+m2)g=(m1+m2)a2得到a1=a2當(dāng)F拉B時(shí),以A為研究對(duì)象,則有F1-m1g=m1a1得到F1=m1m1+m2F同理,當(dāng)F拉A時(shí),以B為研究對(duì)象得到F2=m2m1+m2F由于m1>m2,則F1>F2所以A正確,B、C、D錯(cuò)誤。3.在兩個(gè)足夠長(zhǎng)固定的相同斜面體上(其斜面光滑),分別有如圖所示的兩套裝置(斜面體B的上表面水平且光滑、長(zhǎng)方體D的上表面與斜面平行且光滑,P是固定在B、D上的小柱,完全相同的兩只彈簧一端固定在P上,另一端分別連在物塊A和C上。在A與B、C與D分別保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)沿斜面自由下滑的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.兩彈簧都處于拉伸狀態(tài)B.兩彈簧都處于壓縮狀態(tài)C.彈簧L1處于壓縮狀態(tài),彈簧L2處于原長(zhǎng)D.彈簧L1處于拉伸狀態(tài),彈簧L2處于壓縮狀態(tài)答案C解析A與B保持相對(duì)靜止,則二者沿斜面向下的加速度是相等的,設(shè)它們的總質(zhì)量為m0,則有m0a=m0gsin,所以a=gsin,同理,若以C、D為研究對(duì)象,則它們共同的加速度大小也是gsin。以物塊A為研究對(duì)象,水平方向的加速度ax=acos=gsincos,該加速度只能由水平方向的彈簧彈力產(chǎn)生,所以彈簧L1處于壓縮狀態(tài);以C為研究對(duì)象,當(dāng)C僅受到重力、斜面的支持力作用時(shí),產(chǎn)生的加速度為a=gsin,所以C不受彈簧的彈力作用,彈簧L2處于原長(zhǎng)。故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。4.如圖所示,物體A、B質(zhì)量分別為m1、m2,物塊C在水平推力F的作用下,三者相對(duì)靜止,一起向右以a=5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),不計(jì)各處摩擦,g取10 m/s2,則m1m2為()A.12B.13C.21D.31答案C解析設(shè)A、B間細(xì)繩的拉力大小為FT,則有FT=m2g,對(duì)A,根據(jù)牛頓第二定律得FT=m1a,解得m1m2=21,所以選項(xiàng)C正確。5.如圖所示,質(zhì)量為m0、傾角為的斜劈在水平面上以一定的初速度向右滑動(dòng)的過(guò)程中,質(zhì)量為m的光滑小球在斜面上恰好保持與斜劈相對(duì)靜止,已知斜劈與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)是,則下列說(shuō)法正確的是()A.小球與斜面間的壓力是mgcos B.小球與斜面的加速度大小是gtan C.地面對(duì)斜劈的支持力一定大于(m0+m)gD.地面與斜劈間的動(dòng)摩擦因數(shù)是g(1+sin cos )答案B解析光滑小球恰好保持與斜面相對(duì)靜止,則有重力與斜面彈力的合力水平向左,根據(jù)力的合成與分解,得小球F合=mgtan,易得加速度大小是gtan,B正確;彈力FN=mgcos,A錯(cuò)誤;由于在豎直方向上沒(méi)有加速度,所以整體在豎直方向上合力為零,有F支持=(m0+m)g,C錯(cuò)誤;整體是由于摩擦力導(dǎo)致的減速,=tan,D錯(cuò)誤。6.(2018安徽合肥五中月考)如圖甲所示,傾角為的足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速率v0沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行。t=0時(shí),將質(zhì)量m=1 kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶上,物體相對(duì)地面的v-t圖像如圖乙所示。設(shè)沿傳送帶向下為正方向,重力加速度g取10 m/s2,則()A.傳送帶的速率v0=10 m/sB.傳送帶的傾角=30C.物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5D.02.0 s內(nèi)物體在傳送帶上留下的痕跡為6 m答案AC解析由v-t圖像知,傳送帶速度大小v0=10m/s,a1=10m/s2,a2=2m/s2,由牛頓第二定律得,mgsin+mgcos=ma1,mgsin-mgcos=ma2,聯(lián)立得=37,=0.5,故B錯(cuò)誤,A、C正確。01.0s內(nèi)傳送帶位移x1=v0t1=10m,小物塊位移x2=5m,在傳送帶上的相對(duì)位移x1=x1-x2=5m,相對(duì)傳送帶向上,1.02.0s內(nèi)傳送帶位移x3=v0t2=10m,小物塊位移x4=11m,故相對(duì)位移x2=x4-x3=1m,相對(duì)傳送帶向下,故痕跡為5m,故D錯(cuò)誤。7.如圖所示,在傾角為的粗糙斜面上放置與輕彈簧相連的物體A,彈簧另一端通過(guò)輕繩連接到輕質(zhì)定滑輪Q上,三個(gè)物體B、C、D通過(guò)繞過(guò)定滑輪Q的輕繩相連而處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將物體D從C的下端取下掛在B上,松手后物體A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。若不計(jì)輪軸與滑輪、繩與滑輪間的摩擦,下列有關(guān)描述正確的是()A.物體D掛在物體B下面比D掛在C下面時(shí),物體A所受的摩擦力減小了B.物體D掛在物體B下面比D掛在C下面時(shí),彈簧的形變量減小了C.物體D掛在物體B下面比D掛在C下面時(shí),地面對(duì)斜面的支持力減小了D.物體D掛在物體B下面比D掛在C下面時(shí),地面對(duì)斜面有向左的摩擦力答案BC解析開(kāi)始時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),彈力大小為FT=(mB+mC+mD)g=2mBg,由于不明確A物體的質(zhì)量與物體B、C、D三者大小關(guān)系,故A受的摩擦力大小及方向不明確,物體D掛在物體B下面時(shí),右邊B、C、D三物體組成的系統(tǒng)處于失重狀態(tài),繩子拉力變小,彈簧的形變量減小,但物體A所受的摩擦力不一定減小,B、C正確,A錯(cuò);整個(gè)系統(tǒng)在水平方向上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以地面對(duì)斜面無(wú)摩擦力,D錯(cuò)。8.如圖甲所示,一質(zhì)量為m0的長(zhǎng)木板靜置于光滑水平面上,其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用時(shí),用傳感器測(cè)出其加速度a,得到如圖乙所示的a-F圖像。g取10 m/s2,則()A.滑塊的質(zhì)量m=4 kgB.木板的質(zhì)量m0=6 kgC.當(dāng)F=8 N時(shí)滑塊的加速度為2 m/s2D.滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1答案AD解析當(dāng)F=6N時(shí),加速度為a=1m/s2,對(duì)整體分析,由牛頓第二定律有F=(m0+m)a,代入數(shù)據(jù)解得m0+m=6kg;當(dāng)F>6N時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得a=F-mgm0=Fm0-mgm0,知圖線的斜率k=1m0,解得m0=2kg,則滑塊的質(zhì)量m=4kg,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)F>6N時(shí)的圖線知,F=4N時(shí),a=0,代入數(shù)據(jù)解得=0.1,選項(xiàng)D正確;當(dāng)F=8N時(shí),對(duì)滑塊,根據(jù)牛頓第二定律得mg=ma,解得a=g=1m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。二、實(shí)驗(yàn)題(20分)9.(10分)甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別采用如圖甲、乙、丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置,驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律。已知他們使用的小車(chē)完全相同,小車(chē)的質(zhì)量為M,重物的質(zhì)量為m,試回答下列問(wèn)題:(1)甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組中,必須平衡小車(chē)和長(zhǎng)木板之間的摩擦力的實(shí)驗(yàn)小組是。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),必須滿足“M遠(yuǎn)大于m”的實(shí)驗(yàn)小組是。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),甲、乙、丙三組同學(xué)的操作均完全正確,他們作出的a-F圖線如圖丁中A、B、C所示,則甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的圖線依次是。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí),乙組同學(xué)得到的一條紙帶如圖戊所示,從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz,根據(jù)所標(biāo)的測(cè)量數(shù)據(jù)可算得:小車(chē)的加速度為 m/s2,打下2點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為 m/s。答案(1)甲、乙、丙(2)甲(3)C、A、B(4)0.160.36解析(1)題圖甲、乙、丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,小車(chē)與長(zhǎng)木板之間都有摩擦力,所以都需要平衡摩擦力。(2)乙、丙兩實(shí)驗(yàn)中,繩上的力由彈簧測(cè)力計(jì)和力傳感器讀出,所以不需滿足Mm。甲實(shí)驗(yàn)用重物的重力代替繩的拉力,必須滿足Mm。(3)甲實(shí)驗(yàn)用重物的重力代替繩子的拉力,需滿足Mm,隨著m的增大,不滿足Mm時(shí),圖像出現(xiàn)彎曲;乙、丙實(shí)驗(yàn)根據(jù)拉力相等時(shí),a乙>a丙來(lái)判斷乙組對(duì)應(yīng)A,丙組對(duì)應(yīng)B。(4)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔T=0.1s,根據(jù)x=aT2得,a=0.16m/s2,由v2=x2+x12T=0.36m/s。10.(10分)甲某實(shí)驗(yàn)小組在探究加速度與物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案,其實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。已知小車(chē)質(zhì)量m1=214.6 g,砝碼盤(pán)質(zhì)量m0=7.8 g,所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電源頻率f=50 Hz。其實(shí)驗(yàn)步驟是:A.按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)后,使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng);C.取下細(xì)繩和砝碼盤(pán),記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m;D.將小車(chē)置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁,先接通電源,再放開(kāi)小車(chē),打出一條紙帶,由紙帶求得小車(chē)的加速度a;E.重新掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán),改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)BD步驟,求得小車(chē)在不同合外力F作用下的加速度?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)按上述方案做實(shí)驗(yàn),是否要求砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量?(選填“是”或“否”)。(2)實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖乙所示,由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a= m/s2。乙(3)某同學(xué)將有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中,如下表,次數(shù)12345砝碼盤(pán)中砝碼的重力F/N0.100.200.290.390.49小車(chē)的加速度a/(ms-2)0.881.441.842.382.89他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F圖像(如圖丙)。造成圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是。從該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是,其大小為。丙答案(1)否(2)0.88(3)在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力(只要涉及“未考慮砝碼質(zhì)量的因素”就算正確)砝碼盤(pán)的重力0.08 N解析(1)小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的合外力即為砝碼和砝碼盤(pán)的總重力,而實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是小車(chē),因此,實(shí)驗(yàn)中不必使砝碼及砝碼盤(pán)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量。(2)a=8.64+7.75-6.87-6.0040.1210-2m/s2=0.88m/s2(3)實(shí)驗(yàn)中本應(yīng)有(m0+m)g=m1a,由于實(shí)驗(yàn)中未計(jì)入砝碼盤(pán)的質(zhì)量m0,測(cè)得的圖像與真實(shí)圖像相比沿F軸左移m0g,圖像將不過(guò)原點(diǎn)。由圖像及上述分析可知,m0g=0.08N。三、計(jì)算題(本題共2小題,共32分)11.(16分)一彈簧一端固定在傾角為37的光滑斜面的底端,另一端拴住質(zhì)量m1=4 kg 的物塊P,Q為一重物,已知Q的質(zhì)量m2=8 kg,彈簧的質(zhì)量不計(jì),勁度系數(shù)k=600 N/m,系統(tǒng)處于靜止,如圖所示?，F(xiàn)給Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力F,使它從靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng),已知在前0.2 s時(shí)間內(nèi),F為變力,0.2 s以后,F為恒力(g取10 m/s2)。求:(1)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小;(2)F的最大值與最小值。答案(1)3 m/s2(2)72 N36 N解析(1)設(shè)剛開(kāi)始時(shí)彈簧壓縮量為x0,在沿斜面方向上有(m1+m2)gsin=kx0因?yàn)樵谇?.2s時(shí)間內(nèi),F為變力,0.2s以后,F為恒力,所以在0.2s時(shí),P對(duì)Q的作用力為0,由牛頓第二定律知,沿斜面方向上有kx1-m1gsin=m1a前0.2s時(shí)間內(nèi)P、Q向上運(yùn)動(dòng)的距離x0-x1=12at2聯(lián)立式解得a=3m/s2。(2)當(dāng)P、Q開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力最小,此時(shí)有Fmin=(m1+m2)a=36N當(dāng)P、Q分離時(shí)拉力最大,此時(shí)有Fmax=m2(a+gsin)=72N。12.(16分)(2018吉林公主嶺模擬)如圖甲所示,光滑水平面上的O處有一質(zhì)量為m=2 kg的物體。物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力的作用,F1=4 N,方向向右,F2的方向向左,大小隨時(shí)間均勻變化,如圖乙所示。物體從零時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。(1)求當(dāng)t=0.5 s時(shí)物體的加速度大小。(2)物體在t=0至t=2 s內(nèi)何時(shí)物體的加速度最大?最大值為多少?(3)物體在t=0至t=2 s內(nèi)何時(shí)物體的速度最大?最大值為多少?答案(1)0.5 m/s2(2)當(dāng)t=0時(shí),am=1 m/s2當(dāng)t=2 s時(shí),am=-1 m/s2(3)t=1 s時(shí),v=0.5 m/s解析(1)由題圖乙可知F2=(2+2t)N,當(dāng)t=0.5s時(shí),F2=(2+20.5)N=3N,由F1-F2=ma得a=F1-F2m=4-32m/s2=0.5m/s2。(2)物體所受的合外力為F合=F1-F2=2-2t(N),作出F合-t圖像如圖所示從圖中可以看出,在02s范圍內(nèi)當(dāng)t=0時(shí),物體有最大加速度am,由Fm=mam得am=Fmm=22m/s2=1m/s2;當(dāng)t=2s時(shí),物體也有最大加速度am,由Fm=mam得am=Fmm=-22m/s2=-1m/s2,負(fù)號(hào)表示加速度方向向左。(3)由牛頓第二定律得a=F合m=1-t(m/s2),畫(huà)出a-t圖像如圖所示由圖可知t=1s時(shí)速度最大,最大值等于a-t圖像在t軸上方與橫、縱坐標(biāo)軸所圍的三角形的面積,即v=1211m/s=0.5m/s。