2019-2020学年高中物理第四单元牛顿运动定律课堂同步训练卷一含解析 人教版必修

2019-2020学年高中物理第四单元牛顿运动定律课堂同步训练卷一含解析 人教版必修

此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ 第四单元训练卷 物 理 （一）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 一、单项选择题(本大题共10小题；每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)‎ ‎1．下面各组单位中属于基本物理量单位的是(　　)‎ A．千克、秒 B．千克、瓦特 C．牛顿、秒 D．特斯拉、米 ‎【答案】A ‎【解析】千克、秒、米是基本单位，瓦特、牛顿、特斯拉是导出单位，A正确。‎ ‎2．如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是(　　)‎ A．杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力 B．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力 C．杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力 D．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力 ‎【答案】D ‎【解析】杠铃受重力和杠铃对手的压力方向相同，不是平衡力，A错误；杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力，B错误D正确；杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力，C错误。‎ ‎3．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　)‎ A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 ‎【答案】A ‎【解析】从实验中小球的三种运动情况可以得到，斜面的阻力越小，小球上升的位置越高，如果不受阻力，就会升到与O点相等的高度，A正确；而其他选项都不是由实验直接得到的，需要进一步推理或实验验证，B、C、D错误。‎ ‎4．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(　　)‎ A．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车 B．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用 C．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北 D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变 ‎【答案】B ‎【解析】根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误；物体的速度不断增大，说明物体的运动状态在改变，物体必然受到力的作用，故B正确；物体如果向正北方向运动，如果是匀速则不受力或受平衡力；如果加速，合力向正北方向；如果减速，合力向正南方向，故C错误；物体受到力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动的状态不变，故D错误。‎ ‎5．下列说法中正确的是(　　)‎ A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D．游泳运动员仰卧在水面上静止不动时处于失重状态 ‎【答案】B 5‎ ‎【解析】体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时属于平衡状态，合力为零，所以拉力等于重力，不是超重也不是失重，A错；蹦床运动员在空中上升和下落过程中都只受重力作用，支持力或拉力为零，所以属于完全失重状态，B对；举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间处于平衡状态，合力为零，不是超重也不是失重，C错；游泳运动员仰卧在水面静止不动处于平衡状态，合力为零，不是超重也不是失重，D错。‎ ‎6．如图所示，甲中小球用轻绳系在轻支架上，轻支架固定在台秤的秤盘上；乙中小球用轻绳系在天花板上，已知ρ球＞ρ水，两小球全部浸没在水中，甲、乙两图中除了小球系的位置不同，其他全部相同。设甲图未剪断轻绳时台秤示数为FN1，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN2，乙图未剪断轻绳时台秤示数为FN3，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN4，以下正确的是(　　)‎ A．FN1＞FN2＝FN4＞FN3‎ B．FN2＝FN4＞FN1＞FN3‎ C．FN1＞FN4＞FN3＞FN2‎ D．FN4＞FN2＞FN3＞FN1‎ ‎【答案】A ‎【解析】没有剪断时，甲的示数是水的重力和小球的重力，而乙的示数是水的重力和小球的浮力，小球的密度大，所以甲的示数大，以容器和球组成的整体研究对象，将细线割断，在球下沉的过程中球加速下降，加速度方向向下，存在失重现象，而球下降留下的空位由水来填充，所以相当一个与球同样大小的水球向上加速运动，存在超重现象，由于同样体积的小球质量大于水球的质量，所以整体存在失重现象，台秤的示数小于系统总重力，台秤的示数减小，即，而，A正确．‎ ‎7．某航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速、后匀速，探测器通过喷气而获得动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是(　　)‎ A．探测器加速时，沿直线向后喷气 B．探测器加速时，沿竖直向下方向喷气 C．探测器匀速运动时，沿竖直向下方向喷气 D．探测器匀速运动时不需要喷气 ‎【答案】C ‎【解析】探测器由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行加速运动时，加速度的方向沿直线与速度方向相同，即合力的方向也沿直线与速度方向相同，而受到月球的万有引力方向竖直向下，所以，反冲力方向与运动直线成一角度斜向上，那么，喷气方向与运动直线成一角度斜向下，A、B错误；探测器匀速运动，受力平衡，合力为零，已知受到的月球的万有引力竖直向下，则受到的气体的反冲力竖直向上，因此，探测器竖直向下喷气，C正确，D错误。‎ ‎8．如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进．突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(　　)‎ A． B．ma C． D．m(g+a)‎ ‎【答案】C ‎【解析】西瓜受到重力和其它西瓜给它的作用力而减速运动，加速度水平向右，其合力水平向右，作出西瓜A受力如图所示，由牛顿第二定律可得：，所以：，故ABD错误，C正确。‎ ‎9．如图所示，下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上，弹簧正上方有一物块，从高处自由下落到弹簧上端的O点，开始将弹簧压缩。弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零。从O点开始接触，物块加速度的数值随弹簧O点下降高度x的变化图象是下列图中的(　　)‎ ‎ ‎ ‎【答案】D ‎【解析】在平衡位置以上，重力大于弹力，有，在平衡位置以下，重力小于弹力，有，知a与x成线性关系。若物体从弹簧原长位置释放，根据对称性，平衡位置在最终压缩量的中点，最低点的加速度等于g，从某一高度释放，要下降得更低，最低点的弹力会更大，根据牛顿第二定律，加速度应大于g．故D正确，ABC错误。‎ 5‎ ‎10．如图所示，一个质量M＝2 kg的小木板放在光滑的水平地面上，在木板上放着一个质量m＝1 kg的小物体，它被一根水平方向上压缩了的弹簧推着静止在木板上，这时弹簧的弹力为2 N。现沿水平向左的方向对小木板施以作用力，使木板由静止开始运动起来，运动中力F由0逐渐增加到9 N，以下说法正确的是(　　)‎ A．物体与小木板先保持相对静止一会，后相对滑动 B．物体受到的摩擦力一直减小 C．当力F增大到6 N时，物体不受摩擦力作用 D．小木板受到9 N的拉力时，物体受到的摩擦力为3 N ‎【答案】C ‎【解析】由题，当弹簧的弹力是2N向右时，物体仍然静止在木板上，所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于2N．若要使物体相对于木板向左滑动，则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于2N，方向向右，即可物体受到的合力至少向右的4N的力，物体的加速度：同时，物体与木板有相对运动时，木板的加速度要大于物体的加速度，当二者相等时，为最小拉力．则：Fm＝（M+m）a＝（2+1）×4＝12N，即只有在拉力大于12N时，物体才能相对于木板滑动，所以在拉力小于9N时，物体绳子相对于木板静止，故A错误；若物体与木板之间的摩擦力恰好为0，则物体只受到弹簧的弹力的作用，此时物体的加速度：由于物体始终相对于木板静止，所以此时整体在水平方向的受力：F0＝（M+m）a′＝（2+1）×2＝6N，所以当力F增大到6N时，物体不受摩擦力作用．则拉力小于6N之前，摩擦力岁拉力F的最大而减小，当拉力大于6N时，摩擦力又随拉力的增大而增大．故B错误，C正确；小木板受到9N拉力时，整体的加速度：物体受到的摩擦力为f′，则：ma″＝f′+2，所以：f′＝ma″-2＝1×3-2＝1N，故D错误。‎ 二、多项选择题(本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)‎ ‎11．如图所示，某人用轻绳拉着小车在平直路面上匀速运动。下列说法正确的是(　　)‎ A．人拉绳的力和绳拉车的力是一对作用力和反作用力 B．人拉绳的力和绳拉人的力是一对平衡力 C．绳拉车的力和车拉绳的力一定同时产生、同时消失 D．人拉绳的力和绳拉车的力一定大小相等 ‎【答案】CD ‎【解析】人用轻绳拉着小车在平直路面上匀速运动，人拉绳的力和绳拉人的力是一对作用力和反作用力，故A错误，B错误；绳拉车的力和车拉绳的力是一对作用力和反作用力，同时产生、同时消失，故C正确；人拉绳的力等于绳拉人的力，绳拉人的力等于绳拉车的力，所以人拉绳的力和绳拉车的力一定大小相等，故D正确。‎ ‎12．如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力)，则(　　)‎ A．A的加速度小于g B．B的加速度大于g C．A、B的加速度均为g D．A、B间的弹力为零 ‎【答案】CD ‎【解析】先整体，整体受到重力作用，加速度为g，然后隔离任一物块，可知物块只能受到重力作用加速度才是g，所以两物块间没有相互作用力，CD正确。‎ ‎13．如图所示，P、Q叠放在一起，静止在水平面上，在下列的各对力中属于作用力和反作用力的是(　　)‎ A．P所受到的重力和Q对P的支持力 B．Q受到的重力和Q对P的支持力 C．P对Q的压力和Q对P的支持力 D．Q对地面的压力和地面对Q的支持力 ‎【答案】CD ‎【解析】P所受到的重力和Q对P的支持力，很显然，这两个力都作用在一个物体P上，它们是一对平衡力，所以A错误；作用力和反作用力是同时产生同时消失的，当把P从Q的上面去掉之后，Q对P的支持力没了，但Q受到的重力仍然存在，所以它们不是作用力和反作用力，故B错误；‎ 5‎ 作用力和反作用力是两个物体之间的相互作用力，很显然，P对Q的压力和Q对P的支持力是作用力和反作用力，故C正确；Q对地面的压力和地面对Q的支持力，它们是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，所以D正确。‎ ‎14．将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻力不变，其速度－时间图象如图所示，则(　　)‎ A．上升、下降过程中加速度大小之比为11∶9‎ B．上升、下降过程中加速度大小之比为10∶1‎ C．物体所受的重力和空气阻力之比为9∶1‎ D．物体所受的重力和空气阻力之比为10∶1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】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：mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，联立解得：mg∶F阻＝10∶1，A、D正确。‎ ‎15．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角为θ，其顶端装有光滑小滑轮，绕过滑轮的轻绳一端连接一物块B，另一端被人拉着且人、滑轮间的轻绳平行于斜面。人的质量为M，B物块的质量为m，重力加速度为g，当人拉着绳子以a1大小的加速度沿斜面向上运动时，B物块运动的加速度大小为a2，则下列说法正确的是(　　)‎ A．物块一定向上加速运动 B．人要能够沿斜面向上加速运动，必须满足m＞Msin θ C．若a2＝0，则a1一定等于 D．若a1＝a2，则a1可能等于 ‎【答案】CD ‎【解析】对人受力分析，有牛顿第二定律可知F-Mgsinθ＝Ma1，得：F＝Mgsinθ+Ma1；若F＞mg，则物体B加速上升，若F＜mg，则物体B加速下降，若F＝mg，物体B静止，故A错误；人要能够沿斜面向上加速运动，只需满足F＞Mgsinθ即可，故B错误；若a2＝0，故F＝mg，故mg-Mgsinθ＝Ma1，，故C正确，若a1＝a2，F＝Mgsinθ+Ma1，mg-F＝ma2；则a1等于，故D正确。‎ 三、计算题(共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)‎ ‎16．(8分)某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。‎ ‎(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)。‎ ‎(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和2的中心距离为x.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是________________。‎ ‎【答案】(1)等于　不需要　(2)F＝(－)‎ ‎【解析】(1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。‎ ‎(2)由于挡光板的宽度l很小，故小车在光电门1处的速度v1＝，在光电门2处的速度为v2＝，由v－v＝2ax，得a＝＝(－)，故验证的关系式为F＝Ma＝(－)＝(－)。‎ ‎17．(8分)小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V＝πR3h。小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？‎ 5‎ ‎【解析】由单位制的知识可知，物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。已知V单位m3；而物理量πR3h的运算单位为m4，显然V≠πR3h，该公式是错误的。‎ ‎18．(10分)如图所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20 kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动。若拉力F＝100 N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2，求：‎ ‎(1)地面对小黄鸭的支持力；‎ ‎(2)小黄鸭运动的加速度的大小。(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2)‎ ‎【解析】(1)小黄鸭受力如图所示。根据平衡条件可得：‎ 所以解得，方向竖直向上 根据牛顿第三定律得：，竖直向上 ‎(2)受到的摩擦力为滑动摩擦力，所以 根据牛顿第二定律得：‎ 解得 ‎19．(14分)如图所示，水平传送带以2 m/s的速度运动，传送带长AB＝20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，g＝10 m/s2。试求：‎ ‎(1)工件开始时的加速度a；‎ ‎(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移；‎ ‎(3)工件由传送带左端运动到右端的时间。‎ ‎【解析】(1)工件被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为 Ff＝μmg 工件加速度a＝μg＝0.1×10 m/s2＝1 m/s2，方向水平向右 ‎(2)工件加速到2 m/s所需时间t0＝＝ s＝2 s 在t0时间内运动的位移x0＝at＝×1×22 m＝2 m ‎(3)由于x0<20 m，故工件达到与传送带同样的速度后与传送带相对静止，一起运动至B端 经过时间t0后，工件做匀速运动的时间为：‎ t1＝＝ s＝9 s 所以工件由传送带左端运动到右端的时间为：‎ t＝t0＋t1＝11 s。‎ 5‎