第三章牛顿运动定律试卷答卷答案

广西师范大学附属外国语学校陈海亮1广西师大附属外国语学校高三年级物理测试高中物理必修牛顿运动定律第Ⅰ卷（选择题48分）一．选择题（前8题为单选题后4题为多选题满分48分）1．粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断减小，则在滑动过程中A．物体的加速度不断减小，速度不断增大B．物体的加速度不断增大，速度不断减小C．物体的加速度先变大再变小，速度先变小再变大D．物体的加速度先变小再变大，速度先变大再变小2．物块以初速度v0从底端沿足够长的斜面上滑，该物块的速度图象不可能是3．运动员手持乒乓球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计，则A．球拍对球的作用力B．运动员对球拍的作用力为C．运动员的加速度为D．若运动员的加速度大于，球一定沿球拍向上运动4．原来静止的物体受到外力F的作用，如图所示为力F随时间变化的图线，则与F-t图象对应的v-t图象是()广西师范大学附属外国语学校陈海亮25．如图所示是一架直升机悬停在空中在向灾区地面投放装有救灾物资的箱子，设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中，下列说法正确的是()A.箱内物体对箱子底部始终没有压力B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”6．汽车正在走进千家万户，在给人们的出行带来方便的同时也带来了安全隐患.行车过程中，如果车距较近，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A.450NB.400NC.350ND.300N7．在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变为()A.伸长量为B.压缩量为C.伸长量为D.压缩量为8．如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是()A.杆对小环的作用力大于m1g+m2gB.m1不变，则m2越大，β越小C.θ＝β，与m1、m2无关D.若杆不光滑，β可能大于θ广西师范大学附属外国语学校陈海亮39．如图甲所示，A、B两长方体叠放在一起，放在光滑的水平面上。物体B从静止开始受到一个水平变力的作用，该力与时间的关系如图乙所示，运动过程中A、B始终保持相对静止。则在0--2t0时间内，下列说法正确的是（）A．0-t0时间，A、B间的摩擦力大小逐渐减小，t0-2t0时间A、B间的摩擦力大小逐渐增大B．t0时刻速度为0，距离最远C．t0/2和3t0/2时刻摩擦力等大反向D．2t0时刻A、B回到出发点且速度最大10．如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ，一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部。环中维持恒定的电流I不变，圆环由静止向上运动，经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环全程上升的最大高度为H。已知重力加速度为g，磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是（）A．在时间t内安培力对圆环做功为mgHB．圆环先做匀加速运动后做匀减速运动C．圆环运动的最大速度为－gtD．圆环先有扩张后有收缩的趋势11．如图所示，A，B两条直线是在A，B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别是和的物体实验得出的两个加速度a与力F的关系图线，由图分析可知A．B．两地重力加速度广西师范大学附属外国语学校陈海亮4C．D．两地重力加速度12．如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在的匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触。现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动。已知电流I随时间的关系为I=kt（k为常数，k0），金属棒与导轨间存在摩擦。则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的有第Ⅱ卷（非选择题，满分64分）二．实验题（共两小题，共16分）13．(8分)某同学在实验室用如图甲所示的装置来探究“牛顿第二定律”．（1）实验中，该同学先接通计时器的电源（频率为50Hz），再放开纸带，如图乙是打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为三个相邻的计数点，相邻两个计数点之间有四个计时点没有标出，有关数据如图乙所示，则小车的加速度大小a＝______m／s2，打B点时小车的速度大小vB＝______m／s（结果均保留两位有效数字）（2）该同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持沙和沙桶的总质量m一定。改变小车及车中砝码的总质量M，测出相应的加速度a，并采用图像法处理数据．为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应该作a与_________的关系图像．14．（8分）用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律的实验中：（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的广西师范大学附属外国语学校陈海亮5a—F图象，造成图线不过原点的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角（填“偏大”或“偏小”）。（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，小车在运动过程中实际所受的拉力_______砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M______m的条件。三．计算题（共4小题，共46分，必须写出一定的解答过程，否则相应扣分）15．一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重，一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为70m，当座舱自由下落45m时开始制动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下。g取10m/s2，求：（1）开始制动时，座舱的速度多大？（2）制动时座舱的加速度大小多少？（3）若座舱中某人手托着重50N的铅球，制动过程中手要用多大的力才能托住铅球？16．如图所示为上、下两端相距L=5m、倾角α=30°、始终以v=3m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧).将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下，经过t=2s到达下端，重力加速度g取10m/s2，求：(1)传送带与物体间的动摩擦因数多大？(2)如果将传送带逆时针转动，速率至少多大时，物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端？17．如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，如果，求：广西师范大学附属外国语学校陈海亮6（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比值。（2）系统在由静止释放后的运动过程中，物体C对B的拉力。18．（16分）在某项娱乐活动中，要求质量为m的物体轻放到水平传送带上，当物体离开水平传送带后恰好落到斜面的顶端，且此时速度沿斜面向下。斜面长度为l=2.75m，倾角为=37°，斜面动摩擦因数1=0.5。传送带距地面高度为h=2.1m，传送带的长度为L=3m，传送带表面的动摩擦因数2=0.4，传送带一直以速度v传=4m/s逆时针运动，g=10m/s2，sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：（1）物体落到斜面顶端时的速度；（2）物体从斜面的顶端运动到底端的时间；（3）物体轻放在水平传送带的初位置到传送带左端的距离应该满足的条件。答题卡班级学号姓名分数广西师范大学附属外国语学校陈海亮712345678910111213.(8分)(1)（2）；14.(8分)(1)（2）；15.(8分)16.(12分)广西师范大学附属外国语学校陈海亮817.(12分)18.(14分)广西师范大学附属外国语学校陈海亮9参考答案1．D【解析】试题分析:粗糙水平面上物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断变小到零，在F减小到等于滑动摩擦力之前，合力的大小逐渐减小，则加速度逐渐减小，加速度的方向与速度方向相同，做加速运动，速度逐渐增大．在F从摩擦力大小减小到零的过程中，合力方向与速度方向相反，合力增大，则加速度增大，速度逐渐减小．所以物体的加速度先减小后增大，速度先增大后减小．故D正确，A、B、C错误．考点：牛顿第二定律2．C【解析】上滑过程中，物块做匀加速度直线运动，下滑过程中物块做匀加速度直线运动，加速度减小了，C对；还有可能上升到最高点，重力的分力不足以克服最大静摩擦力而静止，B对；如果斜面光滑，则选A，D不可能；3．C【解析】试题分析：对小球分析如下图所示:根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力，故A错误；同理，对球拍和球整体分析，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力为，故B错误；球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示，则小球所受的合力为mgtanθ，根据牛顿第二定律得：运动员的加速度为，故C正确；当a＞gtanθ时，网球将向上运动，由于gsinθ小于gtanθ，．若运动员的加速度大于，但不一定比gtanθ大，故球不一定会沿球拍向上运动，故D错误。考点：牛顿第二定律4．B【解析】由F-t图象可知，在0～t内物体的加速度，做匀加速直线运动；在t～2t内物体的加速度，但方向与a1反向，做匀减速运动，故选项B正确.5．C广西师范大学附属外国语学校陈海亮10【解析】设整体加速度为a，则，当v＝0时，a＝g，当v≠0时，a＜g，设箱内物体质量为m，受支持力为FN，对箱内物体有mg－FN＝ma，当v＝0时，FN＝0；v≠0时，FN=m(g－a)＞0，故选项A、B错误；因箱子下落过程为变加速运动，接近地面时，v最大，故a最小，由FN＝m(g－a)可知物体受到的支持力最大，故选项C正确；若下落距离足够长，当Ff＝M总g时，a＝0，箱子做匀速运动，此时FN＝mg，故选项D错误.6．C【解析】汽车的速度v0=90km/h=25m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则，对乘客应用牛顿第二定律得：F=ma=70×5N=350N，所以C正确.7．A【解析】分析m2的受力情况可得:m2gtanθ=m2a,得出:a=gtanθ,再对m1应用牛顿第二定律,得:kx=m1a,,因a的方向向左,故弹簧处于伸长状态,故A正确.解答本题应注意以下两点:(1)m1和m2与小车运动状态相同.(2)隔离m1、m2分别进行受力分析,利用牛顿第二定律求解.8．C【解析】对整体由牛顿第二定律得(m1+m2)gsinθ＝(m1+m2)a，设杆对小环的作用力大小为FN，据平衡条件得FN＝(m1+m2)gcosθ，故A错误；对小球由牛顿第二定律得m2gsinθ－FTsin(θ－β)＝m2a，解得θ＝β，故C正确，B错误；若杆不光滑，分别对整体、小球用牛顿第二定律得，β不可能大于θ，故D错误.9．AC【解析】试题分析：以整体为研究对象，根据牛顿第二定律分析得知，0-t0时间，整体所受的合力逐渐减小，加速度逐渐减小，再以A为研究对象，分析可知，A受到的静摩擦力逐渐减小，t0-2t0时间，整体所受的合力逐渐增大，加速度逐渐增大，再以A为研究对象，分析可知，A受到的静摩擦力逐渐减小