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2018届高一物理牛顿定律测试1


第三章 牛顿定律
【限时 60 分钟】

一、单项选择题(每题 3 分,27 分) 1.关于物体运动的加速度,下列说法正确的是( A.做直线运动的物体,加速度方向一定不变 B.做曲线运动的物体,加速度可能不变 C.做匀速圆周运动的物体,加速度不变 D.以额定功率做加速直线运动的汽车,加速度是恒定的 2.如图 1 为用索道运输货物的情景, 已知倾斜的索

道与水平方向的夹 角为 37°,重物与车厢地板之间的动摩擦因数为 0.3.当载重车厢沿 索道向上加速运动时,重物与车厢仍然保持相对静止状态,重物对车 厢内水平地板的正压力为其重力的 1.15 倍, sin 37°=0.6, cos 37° =0.8,那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为( ) )

A.0.35mg C.0.23mg

B.0.3mg D.0.2mg

3.如图 2 所示,工厂利用传送带传输机把货物从地面运送到高出水 平地面的 C 平台上,C 平台离地面的高度一定.运输机的传送带以一 定的速度 v 顺时针转动且不打滑.将货物轻轻地放在 A 处,货物随传 送带到达平台.货物在传送带上相对滑动时,会留下一定长度的痕 迹. 已知所有货物与传送带间的动摩擦因数为μ .若传送带的倾角θ 、 运行速度 v 和货物质量 m 都可以改变,始终满足 tan θ <μ .可以认 为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )

A.当速度 v 一定时,角θ 越大,运送时间越短 B.当倾角θ 一定时,改变速度 v,运送时间不变 C.当倾角θ 和速度 v 一定时,货物质量 m 越大,传送带上留下的痕 迹越长 D.当倾角θ 和速度 v 一定时,货物质量 m 越大,传送带上摩擦产生 的热越多 4. 如图 3 所示, A、 B 两球质量相等, 光滑斜面的倾角为θ , 图甲中,

A、B 两球用轻弹簧相连,图乙中 A、B 两球用轻质杆相连,系统静止
时,挡板 C 与斜面垂直,弹簧、轻杆均与斜面平行,则在突然撤去挡 板的瞬间有( )

A.两图中两球加速度均为 gsin θ B.两图中 A 球的加速度均为零 C.图乙中轻杆的作用力一定不为零 D.图甲中 B 球的加速度是图乙中 B 球加速度的 2 倍 5.图 1 所示,质量均为 m 的木块 A 和 B 用一轻弹簧相连,竖直放在光 滑的水平面上,木块 A 上放有质量为 2m 的木块 C,三者均处于静止 状态.现将木块 C 迅速移开,若重力加速度为 g,则在木块 C 移开的 瞬间( )

A.木块 B 对水平面的压力迅速变为 2mg B.弹簧的弹力大小为 mg C.木块 A 的加速度大小为 2g D.弹簧的弹性势能立即减小 6.如图 1 所示,质量相同的木块 A 和 B 用轻质弹簧连接,静止在光滑 的水平面上,此时弹簧处于自然伸长状态.现用水平恒力 F 推 A,则 从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中,下列说法正确的是 ( )

A.弹簧压缩到最短时两木块加速度相等 B.弹簧压缩到最短时两木块速度相等 C.两木块速度相等时,加速度 aA<aB D.两木块加速度相同时,速度 vA<vB

7.A、B 两物体叠放在一起,放在光滑水平面上,如图 4 甲所示,它
们从静止开始受到一变力 F 的作用, 该力与时间关系如图乙所示, A、

B 始终相对静止,则(

)

A.在 t0 时刻 A、B 两物体间静摩擦力最大 B.在 t0 时刻 A、B 两物体的速度最大 C.在 2t0 时刻 A、B 两物体间静摩擦力最小

D.到 2t0 时刻 A、B 两物体的位移为零
8.

如图 3 所示,在光滑的水平面上有一个质量为 M 的木板 B 处于静止

状态, 现有一个质量为 m 的木块 A 在木板 B 的左端以初速度 v0 开始向 右滑动,已知 M>m,用①和②分别表示木块 A 和木板 B 的图象,在木 块 A 从木板 B 的左端滑到右端的过程中,下面关于速度 v 随时间 t、 动能 Ek 随位移 x 的变化图象,其中可能正确的是( )

9.如图 5 所示,一质量为 M 的斜面体静止在水平面上,物体 B 受沿斜 面向上力 F 作用沿斜面匀速上滑, A、B 之间动摩擦因数为μ ,μ <tan θ ,且质量均为 m,则( )

图5 A.A、B 保持相对静止

B.地面对斜面体的摩擦力等于 mg(sinθ-μcosθ)cosθ+Fcos θ C.地面受到的压力等于(M+2m)g D.B 与斜面间动摩擦因数为

F-mgsin θ 2mgcos θ

10.如图 2 所示,质量均为 m 的小物块 A、B,在水平恒力 F 的作用下沿倾角为 37° 固定的

光滑斜面加速向上运动.A、B 之间用与斜面平行的形变可忽略不计的轻绳相连,此时轻绳 张力为 FT=0.8mg.已知 sin 37° =0.6,下列说法错误的是( )

图2 A.小物块 A 的加速度大小为 0.2g B.F 的大小为 2mg C.撤掉 F 的瞬间,小物块 A 的加速度方向仍不变 D.撤掉 F 的瞬间,绳子上的拉力为 0

二、多项选择题(每题 4 分,20 分) 11.如图 4 甲所示,倾角为θ 的粗糙斜面体固定在水平面上,初速度 为 v0=10 m/s、质量为 m=1 kg 的小木块沿斜面上滑,若从此时开始 计时, 整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所 示,取 g=10 m/s2,则( )

A.0~5 s 内小木块做匀减速运动 B.在 t=1 s 时刻,摩擦力反向 C.斜面倾角θ =37° D.小木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 12.如图 5 所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其 左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小 车相对静止且弹簧处于拉伸状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则 在此段时间内小车可能是( )

图5 A.向左做加速运动 C.向右做加速运动 B.向左做减速运动 D.向右做减速运动

13.如图 6 所示,在动摩擦因数μ =0.2 的水平面上,质量 m=2 kg 的物块与水平轻弹簧相连,物块在与水平方向成θ =45°角的拉力 F 作用下处于静止状态,此时水平面对物块的弹力恰好为零,g 取 10 m/s2,以下说法正确的是( )

图6 A.此时轻弹簧的弹力大小为 20 N B.当撤去拉力 F 的瞬间,物块的加速度大小为 8 m/s2,方向向左 C.若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度大小为 8 m/s2,方向向 右 D.若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度为 0 14.2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分, “嫦娥三号”探测器由长征三号乙 运载火箭从西昌卫星发射中心成功发射;12 月 14 日 21 时, “嫦娥三 号”到达距月球表面 4 m 处,关闭所有发动机,首次实现软着陆.12 月 15 日晚, “嫦娥三号” 着陆器和巡视器顺利互拍成像, “嫦娥三号” 任务取得圆满成功.则下列说法正确的是( A.发射初期, “嫦娥三号”处于超重状态 B.发射初期, “嫦娥三号”处于失重状态 C.从距月球表面 4 m 处到着陆的过程中, “嫦娥三号”处于失重状态 D.从距月球表面 4 m 处到着陆的过程中, “嫦娥三号”处于超重状态 )

15.如图 3 甲所示,倾角为θ 的足够长的传送带以恒定的速率 v0 沿逆 时针方向运行.t=0 时,将质量 m=1 kg 的物体(可视为质点)轻放 在传送带上,物体相对地面的 v-t 图象如图乙所示.设沿传送带向 下为正方向,取重力加速度 g=10 m/s2.则( )

图3 A.传送带的速率 v0=10 m/s B.传送带的倾角θ =30° C.物体与传送带之间的动摩擦因数μ =0.5 D.0~2.0 s 摩擦力对物体做功 Wf=-24 J 三、实验题(7 分) 15.用如图 6 所示的实验装置,探究加速度与力、质量的关系.

图6 实验中,将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上,实验小车通过轻 细线跨过定滑轮与钩码相连,小车与纸带相连,打点计时器所用交流 电的频率为 f=50 Hz.在保持实验小车质量不变的情况下, 放开钩码, 小车加速运动, 处理纸带得到小车运动的加速度 a; 改变钩码的个数, 重复实验. (1)实验过程中打出的一条纸带如图 7,在纸带上便于测量的地方选

取第一个计数点,在这个点上标明 A,第六个点上标明 B,第十一个 点上标明 C,第十六个点上标明 D,第二十一个点上标明 E.测量时发 现 B 点已模糊不清,于是测得 AC 的长度为 12.30 cm,CD 的长度为 6.60 cm, DE 的长度为 6.90 cm, 则小车运动的加速度 a=________m/s2.

图7 (2)根据实验测得的数据,以小车运动的加速度 a 为纵轴,钩码的质 量 m 为横轴,得到如图 8 所示的 a-m 图象,已知重力加速度 g=10 m/s2.

图8 a.由图象求出实验小车的质量为________kg; b.平衡摩擦力时,长木板与水平实验台夹角的正弦值为________. 16.为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图 7 所 示的实验装置.其中 M 为带滑轮的小车的质量,m 为砂和砂桶的质 量.(滑轮质量不计)

图7 (1)实验时,一定要进行的操作是________. (2 分) A.用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力 C. 小车靠近打点计时器, 先接通电源, 再释放小车, 打出一条纸带, 同时记录弹簧测力计的示数 D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带 E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的 质量 M (2)该同学在实验中得到如图 8 所示的一条纸带(两计数点间还有两 个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为 50 Hz 的交流电, 根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保留两位有效数 字).

图8 (3)以弹簧测力计的示数 F 为横坐标,加速度为纵坐标,画出的 a-F 图象是一条直线,如图 9 所示,图线与横坐标的夹角为θ ,求得图线 的斜率为 k,则小车的质量为( )

图9 A.2tan θ C.k 1 B. tan θ 2 D.

k

四.计算题(17 题,12 分,18 题 12 分,19 题 19 分) 17.如图 3 甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的固定的均匀直细

杆与水平方向成θ =37°角,质量 m=1 kg 的小球穿在细杆上且静止 于细杆底端 O 处,开启送风装置,有水平向右的恒定风力 F 作用于小 球上,在 t1=2 s 时刻风停止.小球沿细杆运动的部分 v-t 图象如 图乙所示,g 取 10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,忽略浮 力.求:

图3 (1)小球在 0~2 s 内的加速度 a1 和 2~5 s 内的加速度 a2; (2)小球与细杆间的动摩擦因数μ 和水平风力 F 的大小. 18.如图 10 所示,以水平地面建立 x 轴,有一个质量为 m=1 kg 的 木块放在质量为 M=2 kg 的长木板上,木板长 L=11.5 m.已知木板 与地面之间的动摩擦因数为μ 1=0.1,木块与木板之间的动摩擦因数 μ 2=0.9(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).木块与木板保持相对静 止共同向右运动,已知木板的左端 A 点经过坐标原点 O 时的速度为

v0=10 m/s,在坐标为 x=21 m 处有一挡板 P,木板与挡板 P 瞬间碰
撞后立即以原速率反向弹回,而木块在此瞬间速度不变,若碰后立刻 撤去挡板 P,g 取 10 m/s2,求:

图 10 (1)木板碰挡板 P 时的速度 v1; (6 分) (2)最终木板停止运动时其左端 A 的位置坐标. (6 分) 19.如图 4 所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控

飞行器, 目前正得到越来越广泛的应用. 一架质量 m=2 kg 的无人机, 其动力系统所能提供的最大升力 F=36 N,运动过程中所受空气阻力 大小恒为 f=4 N.g 取 10 m/s2.

图4 (1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞.求在 t =5 s 时离地面的高度 h.(6 分) (2)当无人机悬停在距离地面高度 H=100 m 处,由于动力设备故障, 无人机突然失去升力而坠落.求无人机坠落地面时的速度 v.(6 分) (3)在无人机从离地高度 H=100 m 处坠落过程中,在遥控设备的干预 下,动力设备重新启动提供向上最大升力.为保证安全着地,求飞行 器从开始下落到恢复升力的最长时间 t1.(7 分)


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