2020年秋高中物理必修一本章知能检测：第四章-牛顿运动定律.docx

第四章 牛顿运动定律

建议用时
实际用时
设定分值
实际得分
90分钟

100分

一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分。其中第1、2、4、5、6、7、8题为单选题，第3、9、10题为多选题，多选题中全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。)
1. 行驶的汽车在刹车后能静止，这是由于( )
A.汽车的惯性消逝了
B.汽车的惯性小于汽车的阻力
C.汽车受到平衡力的作用而静止
D.阻力的作用转变了汽车的运动状态

2. 由牛顿其次定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个很小的水平力去推很重的桌子时，却推不动它，这是由于( )
A.牛顿其次定律不适用于静止的物体
B.依据推断，加速度很小，速度变化很小，眼睛不易觉察到
C.推力小于阻力，加速度是负值
D.桌子受到的合力等于零，加速度等于零

3. 在一个铅球挤压一个皮球的时候，下列叙述正确的是( )
A.铅球对皮球的压力大于皮球对铅球的压力
B.铅球对皮球的压力与皮球对铅球的压力大小确定相等
C.皮球对铅球的压力和铅球对皮球的压力确定同时产生
D.铅球对皮球的压力与皮球对铅球的压力是一对平衡力

图4-1
4. 如图4-1所示，质量为的小滑块静止在半径为的半球体上，它与半球体间的动摩擦因数为，它与球心连线跟水平地面的夹角为，则小滑块( )
A.所受摩擦力大小为cos
B.所受摩擦力大小为sin
C.所受摩擦力大小为sin
D.对半球体的压力大小为cos

5. 为了争辩超重与失重现象，某同学把一体重计放在电梯的地板上，他站在体重计上随电梯运动并观看体重计示数的变化状况。下表记录了几个特定时刻体重计的示数(表内时间不表示先后挨次)，若已知时刻电梯静止，则下列说法中错误的是( )
时间

体重计示数/kg
45.0
50.0
40.0
45.0
A.和时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化
B.和时刻电梯的加速度方向确定相反
C.和时刻电梯运动的加速度大小相等，运动方向不愿定相反
D.时刻电梯可能向上运动

图4-2

6. 如图4-2所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车壁上，相对于车壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是( )
A.在竖直方向上，车壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡
B.在水平方向上，车壁对物块的弹力与物块对车壁的压力是一对平衡力
C.若车厢的加速度变小，车壁对物块的弹力不变
D.若车厢的加速度变大，车壁对物块的摩擦力也变大

7. 如图4-3所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力与的作用静止。现保持不变，大小变化如图4-4所示，则在此过程中，能正确描述木块运动状况的速度图像(如图4-5所示)是选项中的( )
ABCD
图4-3 图4-4 图4-5

图4-6
8. 如图4-6所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则( )
A.物块可能匀速下滑
B.物块仍以加速度a匀加速下滑
C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑

图4-7
9. 如图4-7所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块之间有摩擦。现用力水平向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤去拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动状况为( )
A.物块先向左运动，再向右运动
B.物块向右运动，速度渐渐增大，直到做匀速运动
C.木板向右运动，速度渐渐变小，直到做匀速运动
D.木板和物块的速度都渐渐变小，直到为0

图4-8

10. 如图4-8所示，质量为的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端的距离为，稳定时绳与水平方向的夹角为，当传送带分别以、的速度做逆时针转动时＜)，绳中的拉力分别为、;若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为、，则下列说法正确的是( )
A.＜ B. C.确定大于 D可能等于

二、填空题(本大题共两个小题，共16分，其中11题6分，12题10分，请将正确答案填到横线上)
11. 一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图4-9所示。图4-10是打出纸带的一段。(单位：cm)

图4-9 图4-10
(1)已知打点计时器使用的沟通电频率为50 Hz，利用图4-10给出的数据可求出小车下滑的加速度 ;
(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有 ;
(3)用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为F＝ 。

12. 质量确定，在探究加速度与力的关系时，某同学依据精确的测量，记录试验数据如下表所示：
小车质量 /kg
小车受的 拉力F/N
小车加速度a/(m·)
1.00
0.100
0.08
0.300
0.22
0.500
0.42
0.700
0.59

图4-11
(1)在如图4-11所示坐标中，作出图像。
(2)分析图像得到的结论是 。
(3)图像斜率的物理意义是 。
(4)在你所作出的图像中，等于砝码所受重力，实际上比细线的真实拉力 (选填“大”或“小”)。

三、解答题(本大题共4小题，共44分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需写明数值和单位)

图4-12
13. ［10分］如图4-12所示，在水平雪地上，质量为＝35 kg的小伴侣坐在质量为=5 kg的雪橇上，小莉用与水平方向成=37°斜向上的拉力拉雪橇，拉力大小为＝100 N，雪橇与地面间的动摩擦因数为=0.2。(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，取10 )求：
(1)雪橇对地面的压力大小;
(2)雪橇运动的加速度大小;
(3)从静止开头前进15 m所需要的时间。

图4-13

14. ［12分］质量为=1.0 kg 的小滑块(可视为质点)放在质量为=3.0 kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为=0.2，木板长为。开头时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力12 N，如图4-13所示，为使小滑块不掉下木板，水平恒力允许作用的最长时间为1 s。(取10 )求：
(1)在0~1 s内长木板的加速度大小;
(2)木板的长度。

图4-14
15. ［10分］物体静止在一水平面上，它的质量是，与水平面之间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行于水平面的力拉物体，得到加速度和拉力的关系图像如图4-14所示。取10 )求：
(1)物体的质量;
(2)物体与水平面之间动摩擦因数。

图4-15
16. ［12分］在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石对水平地面和斜壁进行打磨，已知与地面、与斜壁之间的动摩擦因数均相同。(取)求：
(1)当受水平方向的推力＝25 N打磨地面时(如图4-15所示)，恰好在水平地面上做匀速直线运动，求与地面间的动摩擦因数。
(2)若用对倾角=37°的斜壁进行打磨(如图4-15所示)，当对加竖直向上的推力＝60 N时，磨石 从静止开头沿斜壁向上运动2 m(斜壁长大于2 m)所需时间为多少?(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)

参考答案
1. D 解析：一切物体都具有惯性，惯性不会消逝，选项A错误。惯性不是力，两者不能比较，选项B错误。汽车刹车过程中，由于受到地面摩擦阻力作用而渐渐减速，故选项C错误，选项D正确。
2. D 解析：桌子静止说明桌子处于平衡状态，竖直方向重力与支持力平衡，水平方向推力与阻力平衡，即合外力为零，加速度为零，故选项D正确。

图4-16
3. BC 解析：铅球对皮球的压力与皮球对铅球的压力是一对相互作用力，等大反向，同时产生，同时变化，同时消逝，故选项B、C正确。
4. A 解析：质量为的小滑块静止在半径为的半球体上，小滑块受到重力、球面的支持力和摩擦力作用，如图4-16所示。重力产生两个效果，沿切线方向使物体下滑，其分力等于摩擦力的大小，则=(90°)=cos ;沿半径方向压紧球面，其分力大小等于支持力大小，则＝cos(90°)=sin 。由此可知选项B、C、D均错误，选项A正确。
5. A 解析：因已知时刻电梯静止，则人的重力为450 N，超重与失重现象是指体重计的示数比人的重力大或小，而人的质量并没有变化，所受重力并没有变化;若体重计的示数比人的重力大，则合力向上，加速度方向向上，则超重，反之则失重，与运动方向无关，所以符合题意的为选项A。
6. A 解析：物块与车厢在竖直方向上加速度始终为零，物块受重力和摩擦力作用平衡，水平方向物块随车厢一起做水平向右的加速运动，依据牛顿其次定律得车壁对物块向右的弹力为＝ma，选项A正确。
7. D 解析：由于均匀减小到零然后又均匀增大到原来值，所以物体受到的合外力的变化状况为先增大后减小到零。依据牛顿其次定律知，物体加速度也是先增大后减小到零，而速度始终在增大，最终达到最大值。符合上述规律的图像只有D选项。
8. C 解析：依据题意，放在斜面上的物块沿斜面以加速度a匀加速下滑，在沿斜面方向对物块由牛顿其次定律有sin cos ①，在物块上施加竖直向下的力后，在沿斜面方向对物块由牛顿其次定律有sincos ②，由①②易知＞a，选项C正确，选项A、B、D错误。
9. BC 解析：撤去拉力时，物块速度小于木板速度，即物块相对木板向左运动，所以物块受到木板向右的摩擦力而向右做加速运动;木板受到物块向左的摩擦力，而向右做减速运动，当两者速度相等时，一起做匀速运动，故选项B、C正确。
10. BD 解析：传送带以不同的速度运动，物体所受的滑动摩擦力相等，物体所受外力的合力为0，故 ＝，选项B正确;物体在两种不同速度下运动时有可能先加速再匀速，也可能始终加速，故可能等于，选项D正确。
11. (1)3.98 (2)小车的质量m、斜面上任意两点间的距离L及这两点间的高度h (3)
解析：(1)由纸带可知=5.22 cm，=5.75 cm，=6.41 cm，=7.05 cm，=7.68 cm，=8.33 cm，=8.95 cm，=9.61 cm，=10.26 cm，任意两相邻的计数点间的时间间隔T＝0.04 s，故小车的加速度a=≈3.98 。
(2)还需测量的物理量有小车的质量m、斜面上任意两点间的距离L及这两点间的高度h。

图4-17
(3)小车受重力和阻力作用，由牛顿其次定律得sin ，而sin =，故F=mg-ma。
12. 见解析 解析：(1)图像如图4-17所示
(2)质量确定时，加速度与合外力成正比
(3)质量的倒数
(4)由可知，所以取等于砝码所受重力，实际上比细线的真实拉力大。

图4-18
13. (1)340 N (2)0.3 (3)10 s
解析：选小伴侣和雪橇整体为争辩对象，其受力如图4-18所示。
(1)在y轴上由物体平衡条件，得+sin0①
解得＝(M+m)g-Fsin θ=340 N
由牛顿第三定律知雪橇对地面的压力大小为=340 N
(2)在x轴上由牛顿其次定律得Fcos =(M+m)a②
又由③
②③联立解得a=0.3
(3)由公式x=知t== s=10 s。
14. (1) (2)1 m 解析：撤力前后木板先加速后减速，设加速过程的位移为，加速度为，加速运动的时间为;减速过程的位移为，加速度为，减速运动的时间为。由牛顿其次定律有
撤力前：
解得=
撤力后：
解得=
==
木块恰好不从木板上掉下，应满足=L
又
由以上各式可解得L=1 m。
15. (1)2 kg (2)0.2
解析：(1)物块在水平方向受拉力F和摩擦力，由题图可知，当F＝4 N时，加速度a=0，
故=F=4 N。
由牛顿其次定律得m== kg=2 kg。
(2)由=mg=20 N，解得μ==0.2。
16. (1)0.5 (2)2 s
解析：(1)A在水平地面上做匀速直线运动时：
水平方向：＝①
竖直方向：＝mg②
③

图4-19
联立①②③得μ=0.5。
(2)A从静止开头沿斜壁向上运动时，对A进行受力分析如图4-19所示，将各力沿平行斜壁和垂直斜壁方向正交分解，依据牛顿其次定律列方程得：
沿斜壁方向：-mg)cos =ma④
垂直斜壁方向： sin =0⑤
且⑥
联立④⑤⑥得a=1 ，
由运动学公式x=解得2 s。