1、牛顿运动定律综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第17题只有一个选项正确,第812题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)1.亚里士多德在其著作物理学中说:一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”,而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”.伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法,建立了新物理学.新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”.下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是(C)A
2、.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动静止或者匀速直线运动B.作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C.可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的D.竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性解析:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,所以当物体不受到任何外力的时候,总保持静止或者匀速直线运动的状态,故A符合;当物体受到外力作用的时候,物体的运动状态会发生改变,即力是改变物体运动状态的原因,故B符合;可
3、绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的,故C不符合;物体具有向上的速度,由于具有惯性,虽然受到向下的重力,但物体不会立即向下运动,故D符合.2.在10米跳台跳水比赛中,运动员从跳台斜向上跳起,一段时间后落入水中,在空中所受空气阻力恒定,下列说法正确的是(D)A.他在空中上升过程中处于超重状态B.他在空中下落过程中做自由落体运动C.他即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度D.入水过程中,水对他的作用力大小等于他对水的作用力大小解析:运动员起跳以后的上升和下落过程中他的加速度方向向下,处于失重状态,故A
4、错误;他在空中下落过程中受到的空气阻力作用,不能看做自由落体运动,故B错误;入水过程中,开始时水对他的作用力小于他的重力,做加速运动,故C错误;入水过程中,水对他的作用力和他对水的作用力,是一对作用力与反作用力,大小相等,故D正确.3.有时候投篮后篮球会停在篮网里不掉下来,弹跳好的同学就会轻拍一下让它掉下来.我们可以把篮球下落的情景理想化:篮球脱离篮网从静止下落,碰到水平地面后反弹,如此数次落下和反弹.若规定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力大小恒定,则下列图象中可能正确的是(A)解析:篮球向下运动时,受重力和空气阻力作用,根据牛顿第二定律有mg-f=ma1,解得a1=g-;篮球反弹向上
5、运动时,受重力和空气阻力作用,根据牛顿第二定律有mg+f=ma2,解得a2=g+,联立解得a1a2,即下落的加速度小于上升的加速度,由于碰撞中存在能量损失,所以小球弹起时的速度越来越小,故A正确.4.如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面.质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来,A,B紧挨在一起但A,B之间无压力.某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(取g=10 m/s2)(B)A.0 NB.8 NC.10 ND.50 N解析:细线剪断前,A,B紧挨在一起但A,B之间无压力,弹簧弹力与物体A的重力平衡,弹力等于40 N,方向向上,细线剪断瞬间,A,B一起向下加速运
6、动,由牛顿第二定律,(mA+mB)g-F弹=(mA+mB)a,得a=2 m/s2,隔离B分析有mBg-N=mBa,得N=mBg-mBa=8 N,选项B正确.5.如图所示,木块A质量为m=1 kg,木块B的质量为M=2 kg,叠放在水平地面上,AB间的最大静摩擦力为fmax=1 N,B与地面间的动摩擦因数为=0.1,今用水平力F作用于B,则保持A,B相对静止的条件是F不超过(g=10 m/s2)(D)A.3 NB.4 NC.5 ND.6 N解析:保持A,B相对静止,对A,由牛顿第二定律,fmax=ma,对A,B整体,F-(M+m)g=(M+m)a,联立解得F=6 N,选项D正确.6.第五代制空战
7、机歼20具备高隐身性、高机动性能力,为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥,歼20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度.假设某次垂直飞行测试试验中,歼20加速达到50 m/s 后离地,而后开始竖直向上飞行试验.该飞机在10 s 内匀加速到3 060 km/h,匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km.假设加速阶段所受阻力恒定,约为重力的0.2倍.已知该歼20质量为20吨,声速为340 m/s,忽略战机因油耗等导致质量的变化,g取10 m/s2.则下列说法正确的是(B)A.本次飞行测试的匀速阶段运行时间为26.5 sB.加速阶段系统的推力为1.84106 NC.加速阶段时飞行员有
8、晕厥可能D.飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25 km解析:加速阶段初速度v0=50 m/s,末速度v=3 060 km/h=850 m/s,根据v=v0+at,加速度a=80 m/s2=8g,飞行员不会晕厥,选项C错误;根据牛顿第二定律F-mg-f=ma,推力F=mg+f+ma=1.84106 N,选项B正确;加速阶段上升的高度x=v0t+at2=4 500 m,即匀速上升距离s=14 km,选项D错误;匀速飞行时间t= s=16.47 s,选项A错误.7.如图(甲)所示,倾角为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
9、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,则下列说法不正确的是(A)A.05 s内小木块做匀减速直线运动B.在t=1 s时刻,摩擦力反向C.斜面倾角=37D.小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5解析:由匀变速直线运动的速度位移公式得-=2as,由题图(乙)可知,a=-10 m/s2,故匀减速运动时间t=1 s,故A错误;在01 s内小木块沿斜面向上做匀减速运动,1 s后小木块反向做匀加速运动,t=1 s时摩擦力反向,故B正确;小木块反向做匀加速运动时的加速度a= m/s2=2 m/s2,由牛顿第二定律得mgsin +mgcos =m|a|,mgsin -m
10、gcos =ma,解得=0.5,=37,故C,D正确.8.如图(甲)所示,水平地面上固定一足够长的光滑斜面,斜面顶端有一理想定滑轮,一轻绳跨过滑轮,绳两端分别连接小物块A和B.保持A的质量不变,改变B的质量m,当B的质量连续改变时,得到A的加速度a随B的质量m变化的图线,如(乙)图所示.设加速度沿斜面向上的方向为正方向,空气阻力不计,重力加速度g取9.8 m/s2,斜面的倾角为,下列说法正确的是(BC)A.若已知,可求出A的质量B.若未知,可求出(乙)图中a1的值C.若已知,可求出(乙)图中a2的值D.若已知,可求出(乙)图中m0的值解析:由图(乙)知,当mB=m0时,A的加速度为0,有m0g
11、=mAgsin ,若已知,但m0未知,则无法求出A的质量,同理,mA未知,也无法求出m0的值,故选项A,D错误;当B的质量无限大时,A的加速度无限接近g,即a1=9.8 m/s2,故B正确;当B的质量为0时,A的加速度为a2,有mAgsin =mAa2,a2=gsin ,故C正确.9.如图所示,一斜面放在粗糙水平地面上,质量为m的物块在斜面上释放后沿斜面向下以加速度a(ag)做匀加速运动.现对m施加一竖直向下的力F(斜面始终未相对地面滑动),下列说法正确的是(BCD)A.物块下滑的加速度不变B.物块下滑的加速度增大C.地面对斜面的摩擦力增大D.地面对斜面的支持力增大解析:假设斜面粗糙且质量为m
12、的物块与斜面之间的动摩擦因数为,斜面与水平地面之间的夹角为,未加力F时,物块只受到重力、支持力和摩擦力,则垂直于斜面的方向N0=mgcos ,沿斜面的方向mgsin -N0=ma0,解得a0=g(sin -cos );有力F时,对物块受力分析,根据牛顿第二定律可知,沿斜面的方向(mg+F)sin -f=ma,垂直于斜面的方向N=(mg+F)cos ,f=N,解得a=g+(sin -cos ),故施加力F后,物块的加速度一定增大,选项A错误,B正确;以斜面与物块组成的整体为研究对象,在水平方向f地=ma水平=macos ,物块的加速度增大后,地面对斜面的摩擦力一定增大,选项C正确;以斜面为研究对
13、象,斜面受到重力、地面的支持力与摩擦力、物块对斜面的压力与摩擦力,施加力F后,物块对斜面的压力与摩擦力都增大,而物块对斜面的压力与摩擦力都有竖直向下的分力,所以施加力F后,物块对斜面的压力与摩擦力竖直向下的分力都增大(若斜面光滑,则物块对斜面的摩擦力为零),所以斜面受到的地面的支持力也一定增大,选项D正确.10.如图所示,(甲)图为光滑水平面上质量为M的物体,用细线通过定滑轮与质量为m的物体相连,由静止释放M,(乙)图为同一物体M在光滑水平面上用细线通过定滑轮受到竖直向下拉力F的作用,拉力F的大小与m的重力相等,由静止释放M,开始时M距桌边的距离相等,则(CD)A.(甲)、(乙)两图中M的加速
14、度相等,均为B.(甲)、(乙)两图中细线受到的拉力相等C.(甲)图中M到达桌边用的时间较长,速度较小D.(甲)图中M的加速度为aM=,(乙)图中M的加速度为aM=解析:在(甲)图中,以两个物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律得aM=;同理在(乙)图中,aM=,故A错误,D正确;(甲)图中细线拉力大小为T=MaM=,(乙)图中细线拉力大小为T=mg,有T4.0 m/s2,木箱与车发生相对滑动木箱速度达到v=6 m/s所需的时间为t1=1.5 s(1分)木箱运动的位移s1=t1(1分)平板车速度达到v=6 m/s所需的时间为t2=1.0 s(1分)平板车运动的位移s2=t2+v(t1-t2)(1分)且有s=s2-s1+L(1分)解得s=3.5 m.(1分)(3)木箱减速停止时的位移s3=(1分)平板车减速停止时的位移s4=(1分)木箱不与车相碰应满足s3-s4s(1分)解得a18 m/s2.(1分)答案:(1)a04.0 m/s2(2)3.5 m(3)a18 m/s2