2011届高考物理二轮复习单元检测 第三单元 单元综合测试三(牛顿运动定律)

单元综合测试三(牛顿运动定律)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分。

考试时间为90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本大题包括10小题，每小题4分，共40分。

)1．用恒力作用于质量为m 1的物体，使物体产生的加速度大小为a 1，该力作用于质量为m 2的物体时，物体产生的加速度大小为a 2；若将该恒力作用于(m 1＋m 2)质量的物体时，产生的加速度大小为 ( )A ．a 1＋a 2B ．a 1－a 2 C.a 1a 2 D.a 1a 2解析：对m 1，F ＝m 1a 1①对m 2，F ＝m 2a 2②对m 1＋m 2，F ＝(m 1解得a ＝a 1a 2a 1＋a 2，D 答案：D2．μ，在下( )A ．mg sin θ C ．mg 竖直向上 解析：C 正确．答案：C图13．如图1所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力F 一定时，m 2所受绳的拉力 ( )A ．与θ有关B ．与斜面动摩擦因数有关C ．与系统运动状态有关D ．F T ＝m 2F m 1＋m 2，仅与两物体质量有关 解析：只要m 1、m 2与斜面间的动摩擦因数相同，对整体和隔离m 2利用牛顿第二定律可求得F T ＝m 2m 1＋m 2F ，答案D. 答案：D4．下列说法中正确的是 ( )A ．静止的火车比高速奔驰轿车的惯性大B ．蹦极运动员离开蹦床上升过程中处于完全失重状态C．车速越大，刹车滑行的距离越长D．相互作用中，作用力可以大于反作用力，也可以小于反作用力解析：质量大惯性大，A对；蹦极运动员上升过程中处于完全失重状态，B对；从初速度v0运动的汽车在刹车过程中的加速度大小为a时，其刹车距离s＝v202a，故C对；作用力与反作用力满足牛顿第三定律，故D错．答案：ABC图25．如图2，一个盛水的容器底部有一小孔．静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则() A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水解析：容器抛出后，容器及其中的水均做加速度为g的匀变速运动，容器中的水处于失重状态，水对容器的压强为零，无论如何抛出，水都不会流出．故D项正确．答案：D图36．如图3中a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等．F是沿水平方向作用于a上的外力．已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的．正确的说法是() A．a、b一定沿斜面向上运动B．a对b的作用力沿水平方向C．a、b对斜面的正压力相等D．a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力解析：因F>0，但大小未知，故a、b是向上还是向下运动难以确定，故A错．分析a、b 的受力情况可知B、C错误．因接触面均光滑，且a、b质量相等，无论F多大(方向向右)，a、b都有共同的加速度，故a、b受到相同的合外力，无论哪个方向．故D正确．答案：D图47.(2010·徐州模拟)物体A 、B 、C 均静止在同一水平面上，它们的质量分别为m A 、m B 、m C ，与水平面的动摩擦因数分别为μA 、μB 、μC ，用平行于水平面的拉力F 分别拉物体A 、B 、C ，所得加速度a 与拉力F 的关系如图4所示，A 、B 两直线平行，则以下关系正确的是( )A ．m A <mB <mC B ．m A <m B ＝m CC ．μA ＝μB ＝μCD ．μA <μB ＝μC解析：对物体应用牛顿第二定律得：F －μmg ＝ma ，解得：a ＝1mF －μg ，在a —F 图象中，图线的斜率等于质量的倒数，由图可以得出图线A 、B 的斜率相同，大于图线C 的斜率，即：m A ＝m B <m C ；在a 轴上的截距的绝对值等于动摩擦因数与重力加速度的乘积，从图象可以看出，图线B 、C 在a 轴上的截距相等，图线A 在a 轴上截距的绝对值最小，即：μA <μB ＝μC ，正确选项为D.答案：D8下：如图5m 的滑块B 放在A sin θ，式中g 为重力加速度．错误．．的．请你指出该项 ( ) A ．当θ＝0°B ．当θ＝90°C ．当M ≫mD ．当m ≫M 解析：D 项中a ＝g sin θ，当θ<90°时，sin θ<1，此时a ＝g sin θ>g ，这是不可能出现的，因此，D 项错误，为应选项，A 、B 、C 均正确．答案：D图6 9.(2009·北京高考)如图6所示，将质量为m 的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g ，则 ( )A ．将滑块由静止释放，如果μ>tan θ，滑块将下滑B ．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ<tan θ，滑块将减速下滑C ．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ＝tan θ，拉力大小应是2mg sin θD ．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ＝tan θ，拉力大小应是mg sin θ 解析：本题考查力学中的基本知识，包括受力分析、牛顿第二定律和运动学的基本知识，意在考查考生是否形成了用牛顿运动定律处理问题的基本思路．对放在斜面上的滑块受力分析，当mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ时，滑块受力平衡，若先前静止，则滑块静止；若有向下的初速度，则做匀速运动．A 中，μ>tan θ，滑块静止在斜面上不会下滑；B 中，滑块要加速下滑；C 中，拉力沿斜面向上，滑动摩擦力向下，则拉力的大小为2mg sin θ；D 中，滑块沿斜面向下匀速滑动，不需要外力作用．答案：C10.(2009·全国卷Ⅱ)以初速度v 0竖直向上抛出一质量为m 的小物块．假定物块所受的空气阻力f 大小不变．已知重力加速度为g ，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为 ( ) A.v 202g ⎝⎛⎭⎫1＋f mg 和v 0mg －f mg ＋f B.v 202g ⎝⎛⎭⎫1＋f mg 和v 0mg mg ＋f C.v 202g ⎝⎛⎭⎫1＋2f mg 和vD.v 202g ⎝⎛⎭⎫1＋2f mg和v 解析：1，由运动学知识得：v 20＝2a 1h－f ＝ma 2，由运动学知识得：v 2＝2a 2h 答案：A二、实验题(11图711．如图7所示，甲、乙两同学用同一实验装置探究加速度a 与F 的关系，分别得出不同的图象，则甲、乙两同学实验时选取的________________不同，且大小关系是______．解析：由a ＝F m知，当F 甲＝F 乙时，小车和小车上砝码的质量m 乙<m 甲． 答案：小车及车上砝码的质量 m 乙<m 甲图8 12.(2009·全国卷Ⅰ)某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图8.长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A 、B 两点，B 点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d ，用天平测量滑块的质量m ；②用直尺测量A 、B 之间的距离s ，A 点到水平桌面的垂直距离h 1，B 点到水平桌面的垂直距离h 2；③将滑块从A 点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t ；④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t ；⑤利用所测数据求出摩擦力f 和斜面倾角的余弦值cos α；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f －cos α关系曲线．图9(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g )：①斜面倾角的余弦cos α＝________；②滑块通过光电门时的速度v ＝________；(2)解析：(1)cos α＝s 2－(h 1－h 2)2s； v ＝d t；a ＝v 22s ＝d 22s t 2； 所以f ＝m (g sin α－a )＝mg 12s －2s t2 (2)游标卡尺读数时，主尺读数为36 mm ，游标尺的第二条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为0.2 mm ，所以d ＝36.2 mm ＝3.62 cm答案：(1)①1s s 2－(h 1－h 2)2 ②d t ③d 22s t 2 ④mg h 1－h 2s －m d 22s t2 (2)3.62 cm 三、计算题(每小题10分，共40分)图1013．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推金星国际教育集团 版权所有@金星教学考试力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图11所示，取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：(1)小环的质量m ；(2)细杆与地面间的倾角α.图11解析：(1)0～2 s 内F 1－mg sin α＝ma ①由题图知a ＝0.5 m/s 22 s 后F 2＝mg sin α②由①②得F 1－F 2＝ma ，所以m ＝0.50.5kg ＝1 kg. (2)由②式得α＝30°.答案：(2)30°图1214．如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过(设经过B 点前后速度大小不变)，最后停在C 点．每隔0.2 s 通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据．(取重力加速度g ＝10 m/s 2)求：t /s 0.0 0.2 0.4 … 1.2 1.4 …v /(m·s －1) 0.0 1.0 2.0 … 1.1 0.7 …(1)斜面的倾角α；(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ；(3)t ＝0.6 s 时的瞬时速度v .解析：(1)物体在斜面上运动时为匀加速运动a 1＝g sin α由题知a 1＝Δv ＝1.0－0.00.2－0.0m/s 2＝5 m/s 2，所以α＝30°. (2)物体在平面上运动时为匀减速运动，a 2＝－μga 2＝Δv Δt ＝0.7－1.11.4－1.2m/s 2＝－2 m/s 2 所以μ＝0.2.(3)物体在平面上运动时，有1.1－v B 1.2－t B＝－2 得v B －1.1＝－2(t B －1.2)①物体在斜面上运动时，有v B －0.0t B －0.0＝5 得v B ＝5t B ②由①②解得t B ＝0.5 s即t ＝0.6 s 时物体在平面上，设其速度为vv ＝1.1 m/s －(－2)×(1.2－0.6) m/s ＝2.3 m/s.答案：(1)30° (2)0.2 (3)2.3 m/s15．质量为10 kg 的物体在F ＝200 N 的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°.力F 作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x.(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2)解析：物体上滑的整个过程分为两部分，设施加外力F的过程中物体的加速度为a1，撤去力F的瞬间物体的速度为v，撤去力F后物体上滑的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得a1＝F cosθ－mg sinθ－μ(F sinθ＋mg cosθ)ma2＝mg sinθ＋μmg cosθm物体在外力F作用下上滑t1＝2 s，v＝a1t1撤去外力F后上滑时间t2＝1.25 s,0＝v－a2t2由以上各式可求得μ＝0.25，a1＝5 m/s2，a2＝8 m/s2由x＝12a1t21＋122t22得x＝16.25 m.答案：μ＝0.25x＝16.25 m图1316．如图13所示，传送带与地面倾角θ＝37°，从A→B长度为16 m，传送带以10 m/s 的速率逆时针转动．在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所需时间是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 解析：物体的运动分为两个过程：第一个过程是在物体速度等于传送带速度之前，物体做匀加速直线运动；第二个过程是物体速度等于传送带速度以后的运动情况，其中速度刚好相同时的点是一个转折点，此后的运动情况要看mg sinθ与所受的最大静摩擦力的关系．若μ<tanθ，则继续向下加速；若μ≥tanθ，则将随传送带一起匀速运动．分析清楚了受力情况与运动情况，再利用相应规律求解即可．本题中最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小．物体放在传送带上后，开始阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F f，物体受力情况如图14甲所示，物体由静止加速，由牛顿第二定律有mg sinθ＋μmg cosθ＝ma1，得a1＝10×(0.6＋0.5×0.8) m/s2＝10 m/s2物体加速与至传送带速度相等需要的时间t1＝va1＝1010s＝1 s，t1时间内位移x＝12a1t21＝5 m由于μ<tanθ，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F f.此时物体受力情况如图14乙所示，由牛顿第二定律有mg sinθ－μmg cosθ＝ma2，得a2＝2 m/s2设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t2，由L－x＝v t2＋12a2t22解得t2＝1 s，t2＝－11 s(舍去) 所以物体由A→B的时间t＝t1＋t2＝2 s.答案：2 s。