【精品试卷】教科版高中物理必修一第三章牛顿运动定律单元检测(附答案)复习专用试卷

高中物理学习材料（精心收集**整理制作）物理教科版必修1第三章牛顿运动定律单元检测（时间：90分钟，满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列一组单位中，哪一组中各单位都是国际单位制中的基本单位（）A．米、牛顿、秒B．米、千克、秒C．千克、焦耳、秒D．米、千克、帕斯卡2．我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，则下列判断正确的是（）A．系好安全带可以减小惯性B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害3．下列说法正确的是（）A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大B．物体所受到的合外力不变（F合≠0），其运动状态就不改变C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大4．如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法正确的是（）A．若不计空气阻力，在上升过程中，A对B有向上的支持力B．若不计空气阻力，在下落过程中，B对A没有压力C．若考虑空气阻力，在下落过程中，B对A的压力向上D．若考虑空气阻力，在上升过程中，A对B的压力向下5．下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车的运动情况作出的判断，其中正确的是（）A ．汽车一定做匀加速直线运动B ．汽车一定做匀速直线运动C ．汽车可能是突然减速D ．汽车可能是突然加速6．如图所示，用平行于斜面的力F 把质量为m 的物体沿粗糙斜面上拉，斜面与水平面的夹角θ＝30°，物体与斜面的动摩擦因数μ＝36，并使其加速度大小等于该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小，则F 的大小是（ ）A ．14mgB ．12mgC ．mgD ．34mg 7．如图所示，三个质量相同的物块A 、B 、C 用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上且处于平衡状态．在将A 、B 之间的线剪断的瞬间，A 、B 的加速度分别为（取向下为正，重力加速度为g ）（ ）A ．a A =－2g ，aB =2gB ．a A =－g ，a B =gC ．a A =－2g ，a B =gD ．a A =0，a B =2g8．有两个光滑固定斜面AB 和BC ，A 和C 两点在同一水平面上，斜面BC 比斜面AB 长，如图所示．一个滑块自A 点以速度v A 上滑，到达B 点时速度减小为零，紧接着沿BC 滑下．设滑块从A 点到C 点的总时间是t 0.那么下列选项中能正确表示滑块速率v 随时间t 变化的规律的图像是（ ）9．如图所示，弹簧测力计外壳质量为m 0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m 的重物．现用一竖直向上的外力F 拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为（ ）A ．mgB ．FC ．mm 0＋m F D ．m 0m 0＋m g 10．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v 1沿顺时针方向运动，一物体以水平速度v 2从右端滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时速率为v 2′，则下列说法正确的是（ ）A ．若v 1＜v 2，则v 2′＝v 1B ．若v 1＞v 2，则v 2′＝v 2C ．不管v 2多大，总有v 2′＝v 2D ．只有v 1＝v 2时，才有v 2′＝v 2二、填空题（本题共12分）11．某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a 与小车的质量M 之间的关系实验中，不改变力T （即小车悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg 一定），只改变物体的质量M ，得到了如下表所示的几组实验数据．其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已经打出了纸带，如图所示．打点计时器接的是50 Hz 的低压交流电源，图中各点为每打5个点标出的计数点，测量长度的单位为cm ，两个计数点间还有4个点未标出．实验次数 小车质量/kg 小车的加 速度/（m·s －2） 小车质量倒数/（kg －1）1 200 2.00 5.002 300 1.33 3.003 400 2.504 500 0.79 2.005 600 0.67 1.676 1 000 0.40 1.00（1）请由纸带上测量记录的数据，求出C 点的瞬时速度v C ＝________m/s ，O 点的瞬时速度v 0＝______m/s ，以及加速度a ＝________m/s 2，并填入上表空缺中．（结果保留两位有效数字）（2）该实验开始进行时，要先________，具体操作方法是________；只有当小车质量M 与小车悬挂线通过定滑轮所吊砂桶及砂的总质量m 大小满足________时，方可认为细线对小车的拉力T 的大小等于悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg .三、计算题（共48分．要求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给分．有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位）12．（12分）如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F 作用下，从A 点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45 m 抵达B 点时，立即撤去外力．此后小木块又前进0.15 m 到达C 点，速度为零．已知木块与斜面动摩擦因数μ＝3/6，木块质量m ＝1 kg.求：（1）木块向上经过B 点时速度为多大？（2）木块在AB 段所受的外力多大？（取g ＝10 m/s 2）13．（12分）小车上固定有位于竖直方向的细杆，杆上套有质量为M 的小环，环通过细绳与质量为m 的小球连接，当车向右匀加速运动时，环和球与车相对静止，绳与杆之间的夹角为θ，如图所示，求杆对环作用力的大小和方向．14．（12分）如图所示，一皮带输送机的皮带以v ＝13.6 m/s 的速率做匀速运动，其有效输送距离AB ＝29.8 m ，与水平方向夹角为θ＝37°.将一小物体轻放在A 点，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.1，求物体由A 到B 所需的时间．（g 取10 m/s 2）15．（12分）在海滨游乐园里有一种滑沙的游乐活动．如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来．斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.50，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2.（1）若斜坡倾角θ＝37°，人和滑板的总质量m＝60 kg，求人在斜坡上下滑的加速度大小．（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）（2）若由于受到场地限制，A点到C点的水平距离为s＝50 m，为确保人身安全，你认为在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求？参考答案1．答案：B 点拨：力学中的基本单位有米、千克、秒，其他都是导出单位．2．答案：BD 点拨：是否系好安全带与人和车的惯性无任何关系，但系好安全带，可以防止因车急停，乘客由于惯性而前倾碰撞到前面驾驶台或挡风玻璃而带来的伤害．3．答案：CD 点拨：物体所受的合外力越大，物体的加速度（速度变化率）也越大，则速度变化得越快，但速度改变量还与时间有关，故选项A 错误、C 正确；物体的合外力不为零，就会迫使运动状态（运动的快慢和方向）发生变化，选项B 错误；合外力的大小与速度的大小之间没有直接关系，选项D 正确．4．答案：BD 点拨：不计空气阻力，A 、B 向下的加速度都为g ，A 、B 之间在竖直方向上无相互作用力．若考虑空气阻力，在下落过程中，对于A 、B 整体有：（m A ＋m B ）g －f ＝（m A ＋m B ）a加速度向下，a ＜g对于B ：m B g －F N ＝maA 对B 有向上的支持力，大小为F N ＝m （g －a ）．5．答案：C 点拨：由题图中乘客的身体姿势（向前倾倒）可知，汽车可能是突然减速．这是因为当汽车突然减速时，乘客的下半身随车突然减速，而上半身由于惯性还要以原来的速度前进，所以表现为向前倾倒．故选项C 正确．6．答案：C 点拨：由题意知：F －mg sin 30°－μmg cos 30°＝mg sin 30°－μmg cos 30°，解得F ＝mg ．7．答案：A 点拨：轻绳剪断前弹簧对A 的弹力F 1＝－3mg ，B 、C 之间弹簧的弹力F 2＝mg绳被剪断后的瞬间弹簧弹力不变，有：a A ＝F 1＋mg m ＝－2g ，a B ＝mg ＋F 2m＝2g ． 8．答案：C 点拨：设AB 长为L 1，倾角为α，BC 长为L 2，倾角为β．滑块沿AB 上滑的加速度大小为a 1＝g sin α，滑块从A 滑到B 所用的时间为：t 1＝v A a 1＝v A g sin α，由运动学公式得：v 2A ＝2a 1L 1．又滑块从B 滑到C 时的加速度大小为：a 2＝g sinβ，滑到C 点的速度为：v C ＝2a 2L 2，从B 滑到C 所用的时间为：t 2＝v C a 2＝v C g sin β，由几何关系可得，L 1sin α＝L 2sin β，联立解得：v C ＝v A ，t 1＜t 2，综合得出，正确选项为C ．9．答案：C 点拨：弹簧测力计的示数等于弹簧的弹力，设为F ′．先将弹簧测力计和重物看成一个整体，利用牛顿第二定律可得：F －（m ＋m 0）g ＝（m ＋m 0）a然后隔离重物利用牛顿第二定律可得：F ′－mg ＝ma取立两式可得：F ′＝mm 0＋mF ，故选项C 正确． 10．答案：AB 点拨：设物体的质量为m ，物体与传送带之间的滑动摩擦力大小为F f ，物体相对传送带滑动的加速度大小为a ．物体在传送带上滑动，则有：F f ＝ma ，物体在传送带上向左滑动的位移为：x ＝v 222a．速度减为零后，在滑动摩擦力的作用下开始向右匀加速运动，加速度大小仍为a ，若v 1＞v 2，滑到传送带右端时的速度大小为：v 2′＝2ax ，比较可以得出，v 2′＝v 2＜v 1；若v 1＜v 2，物体还没有运动到传送带的右端，速度就和传送带的速度相同，物体与传送带之间不再存在摩擦力，物体随传送带一起匀速运动，v 2′＝v 1＜v 2．正确选项为A 、B ．11．答案：（1）0.35 m/s 0.086 m/s 0.98 m/s 2 （2）①要平衡摩擦阻力f ；②适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂砂桶的小车，恰使拖有纸带的小车匀速下滑；③M ≫m12．答案：（1）1.5 m/s （2）10 N点拨：（1）撤去外力后，小木块做匀减速运动从B 运动到C ，速度大小为a ＝g sin θ＋μg cos θ＝7.5 m/s 2所以有v 2C －v 2B ＝－2as代入可解得v B ＝2as ＝2×7.5×0.15 m/s ＝1.5 m/s（2）设外加恒力为F ，则刚开始从A 运动到B 的加速度为a 1＝F m－（g sin θ＋μg cos θ） 刚开始是做匀加速直线运动，故有：v 2B ＝2a 1s 1代入数据可求得：F ＝10 N13．答案：F ＝(M ＋m )g cos α 力的方向与水平方向的夹角为β＝π2－α 点拨：以小球为对象，由F ＝ma ，得mg tan α＝maa ＝g tan α以小环、小球整体为对象F x ＝（M ＋m ）g tan αF y ＝（M ＋m ）g由F ＝F 2x ＋F 2y杆对环的作用力大小：F ＝(M ＋m )g cos αtan β＝F y F x＝cot α，力的方向与水平方向的夹角为β＝π2－α 14．答案：3 s点拨：物体受力如图所示，当物体开始运动时，受滑动摩擦力沿传送带向下，做加速度为a 1的匀加速运动，a 1＝g （sin 37°＋μcos 37°）＝6.8 m/s 2速度增大到v ＝13.6 m/s 所用的时间为t 1，由v ＝at 得t 1＝v a 1＝13.66.8s ＝2 s 位移x 1＝v 22a 1＝13.622×6.8m ＝13.6 m 因为重力的下滑分力大于滑动摩擦力，物体运动速度将大于13.6 m/s 仍做匀加速运动． x 2＝AB －x 1＝16.2 ma 2＝mg sin 37°－μmg cos 37°m＝g （sin 37°－μcos 37°）＝5.2 m/s 2由x ＝v 0t ＋12at 2得16.2 m ＝13.6 m/s·t 2＋12×5.2 m/s 2·t 22 解得t 2＝1 s 或t 2′＝－6.23 s （舍）所以物体由A 到B 所需的时间为t ＝t 1＋t 2＝（2＋1）s ＝3 s ．15．答案：2 m/s 2 25 m点拨：（1）在斜坡上下滑时，人及滑板受力如图所示，由牛顿第二定律得mg sin θ－F f ＝ma ，F N －mg cos θ＝0，F f ＝μF N解得a ＝g （sin θ－μcos θ）＝2 m/s 2．（2）设斜坡倾角为θ，斜坡的最大高度为h ，滑到底端时的速度为v ，v 2＝2a h sin θ沿BC 前进时的加速度a ′＝μg ，沿BC 滑行的距离L ＝v 22a．为确保安全要求，则L ＋h cot θ≤s ．联立解得h ≤25 m．故斜坡的高度不应超过25 m ．。