1、牛顿运动定律(时间：40分钟分值：90分)一、单选题1(4分)某时刻，物体甲受到的合力是10 N，加速度为2 m/s2，速度是10 m/s；物体乙受到的合力是8 N，加速度也是2 m/s2，但速度是20 m/s，则()A甲比乙的惯性小B甲比乙的惯性大C甲和乙的惯性一样大 D无法判定哪个物体惯性大B由牛顿第二定律Fma得m甲 kg5 kg，m乙 kg4 kg，物体的惯性只与其质量有关，与速度无关，m甲m乙，所以B正确2(4分)已知物理量的单位为“m”、物理量v的单位为“m/s”、物理量f的单位为“s1”，则由这三个物理量组成的关系式正确的是()Av Bvf CfvDvfB的单位是ms，与v的单位
2、“m/s”不相同，选项A错；f的单位是ms1，与v的单位“m/s”相同，选项B正确；v的单位是ms1mm2s1，与f的单位“s1”不相同，选项C错误；vf的单位是ms1s1ms2，与的单位“m”不相同，选项D错误3(4分)如图所示，一辆汽车在平直公路上向左行驶，一个质量为m、半径为R的球，用一轻绳悬挂在车厢竖直的光滑的后壁上汽车以加速度a加速前进绳子对球的拉力设为T，车厢后壁对球的水平弹力为N则当汽车的加速度a增大时()AT不变，N增大BT增大，N增大CT减小，N减小DT减小，N变大A设绳子与后壁的夹角为，则竖直方向上：Tcos mg，则T，故T不变；水平方向上：NTsin ma，由于a增大，
3、故N增大，所以A正确4(4分)如图所示，弹簧的一端固定在天花板上，另一端连一质量m2 kg的秤盘，盘内放一个质量M1 kg的物体，秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止，F30 N，在突然撤去外力F的瞬间，物体对秤盘压力的大小为(g10 m/s2)()A10 NB15 NC20 ND40 NC在突然撤去外力F的瞬间，物体和秤盘所受向上的合外力为30 N，由牛顿第二定律可知，向上的加速度为10 m/s2根据题意，秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止，故弹簧对秤盘向上的拉力为60 N突然撤去外力F的瞬间，对秤盘，由牛顿第二定律得60 NmgFNma，解得物体对秤盘压力的大小FN20 N，选项C正确5
4、(4分)如图所示，木块A质量为1 kg，木块B的质量为2 kg，叠放在水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为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取10 m/s2)()A1 N B3 N C4 N D6 ND因为A、B间的最大静摩擦力为1 N，故物体A的最大加速度为a1 m/s2；再对B分析可得，要保持A、B相对静止，则A、B的加速度最大也是a，即F(mAmB)g1 NmBa，解得F6 N，选项D正确6(4分)放在水平面上的物块，受水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示，6 s前、后
5、的路面不同，重力加速度g取10 m/s2，则以下判断正确的是()A物块的质量为2 kg，动摩擦因数为0.2B物块的质量为2 kg，动摩擦因数为0.4C物块的质量为1 kg，动摩擦因数为0.5D物块的质量为1 kg，动摩擦因数前、后不一样，6 s前为0.4,6 s后为0.5D根据03 s内的v t、Ft图像可知，物块在该时间内做匀速直线运动，水平推力等于摩擦力，即滑动摩擦力mg4 N；根据36 s内的v t图像可得加速度的大小为2 m/s2，由牛顿第二定律得mg2m2，解得0.4，m1 kg；由6 s后的v t图像可得物块的加速度大小为1 m/s2，由牛顿第二定律得6mgm1，解得0.5，选项D
6、正确7(4分)质量分别为m和2m的物块A、B用轻弹簧相连，设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1，如图甲所示；当用同样大小的力F竖直共同加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，如图乙所示；当用同样大小的力F沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为x3，如图丙所示，则x1x2x3()A111 B123C121 D无法确定A当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，对A、B整体，由牛顿第二定律可得F3mg3ma，再用隔离法对A分析，由牛顿第二定律可得kx1F；根据上述方法同理可求
7、得沿竖直方向、沿斜面方向运动时：kx2kx3F，所以A正确8(4分)静止于粗糙水平面上的物体，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小随时间变化的图像如图甲所示在拉力F从0逐渐增大的过程中，物体的加速度随时间变化的图像如图乙所示，g取10 m/s2则下列说法错误的是()A物体与水平面间的摩擦力先增大，后减小至某一值并保持不变B物体与水平面间的动摩擦因数为0.1C物体的质量为6 kgD4 s末物体的速度为4 m/s C将图甲、乙对照可以看出，在02 s时间内，物体处于静止状态，t2 s时物体开始运动，运动前瞬间静摩擦力等于拉力，为6 N2 s时拉力F16 N，加速度a11 m/s2，利用牛顿
8、第二定律有F1fma1,4 s时拉力F212 N，加速度a23 m/s，利用牛顿第二定律有F2fma2，联立解得物体的质量m3 kg，滑动摩擦力f3 N，小于最大静摩擦力，选项A正确，C错误由滑动摩擦力公式fmg，可得物体与水平面间的动摩擦因数0.1，选项B正确物体从2 s时开始运动，根据加速度时间图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量可知，4 s末物体的速度为v2 m/s4 m/s，选项D正确二、实验题9(6分)在探究“加速度与力、质量的关系”实验时，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系实验装置如图所示，将轨道分上、下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同
9、时进行控制(未画出刹车系统)通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为_已知两车质量均为200 g，实验数据如表中所示：实验次数小车拉力F/N位移s/cm拉力比F甲/F乙位移比s甲/s乙1甲0.122.30.500.51乙0.243.52甲0.229.00.670.67乙0.343.03甲0.341.00.750.74乙0.455.4分析表中数据可得到结论：_该装置中的刹车系统的作用是_为了减小实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？(提出一种方案即可)答案sat2在实验误差范围内当小车质量保持不变时，由于sF，说明a
10、F控制两车同时运动和同时停止调整两木板，平衡摩擦力(或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等)三、计算题10(10分)如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险某次汽车避险过程可以简化为如图所示的模型汽车在公路上行驶到A点时的速度v154 km/h，汽车下坡行驶时受到的合外力为车重的0.05倍，汽车行驶到“避险车道”底端B时的速度v272 km/h已知避险车道BC与水平面的倾角为30，汽车行驶在避险车道上受到的阻力是车重的0.3倍(g取10 m/s2)求：(1)汽车在公路AB段运动的时间t；(2)汽车在避险车道上运动的最大位移s解析(1)
11、汽车在AB段做匀加速直线运动a10.5 m/s2t s10 s(2)汽车在避险车道上做匀减速直线运动mgsin 30F阻ma2s代入数据解得s25 m答案(1)10 s(2)25 m一、多选题11(4分)(多选)如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则()A车厢的加速度为gsin B绳对物体1的拉力为C底板对物体2的支持力为(m2m1)gD物体2所受底板的摩擦力为m2gtan BD物体1的合力Fm1gtan ，故车及物体的共同加速度agtan ，A错；绳对物体的拉力T，B对；底板对物
12、体2的支持力FNm2gTm2g，C错；物体2受到的摩擦力fm2am2gtan ，D对12(4分)(多选)某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的vt图像可能是(取电梯向上运动的方向为正)()AD由图像看出t0t1时间内弹簧秤示数小于体重，表明人处于失重状态，电梯有向下加速度，可能向下做匀加速或向上做匀减速运动；t1t2时间内弹簧秤示数等于体重，表明人处于平衡状态，电梯加速度为零，电梯可能匀速，也可能静止；t2t3时间内弹簧秤示数大于体重，表明人处于超重状态，电梯有向上的加速度，电梯可能向下做匀减速运动或向上做匀加
13、速运动故选A、D13(4分)(多选)如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是()A BC DACD因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则Lgt 2，可得t，C正确；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则Lt，可得t，D正确；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则vL，可得t，A正确；木块不可能一直匀速至右端，B错误14(4分)(多选)用遥控直升机下轻绳悬挂质量为m的摄像机可以拍摄学生在操场上的跑操情况开始时遥控直升机悬停在C点正上方若遥控直升机从
14、C点正上方运动到D点正上方经历的时间为t，已知CD之间距离为L，直升机的质量为M，直升机的运动视作水平方向匀加速直线运动在拍摄过程中悬挂摄影机的轻绳与竖直方向的夹角始终为，假设空气对摄像机的作用力始终水平则()A轻绳中的拉力FTB遥控直升机加速度agtan C直升机所受的合外力为F合D这段时间内空气对摄像机作用力的大小为FmAD对摄像机受力分析，摄像机受到轻绳拉力FT、重力mg和风力F，由FTcos mg，解得轻绳中的拉力FT，选项A正确；由Lat2，解得遥控直升机加速度a，选项B错误；直升机所受的合外力为F合Ma，选项C错误；摄像机受到的风力为F，绳子拉力为FT，重力为mg则FTsin Fm
15、a，FTcos mg，解得Fm，选项D正确二、实验题15(6分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示，实验时小刚同学将长木板放在水平桌面上，并利用安装在小车上的拉力传感器测出细线的拉力，保持小车的质量不变，通过改变钩码的个数，得到多组数据，从而确定小车加速度a与细线拉力F的关系(1)图乙中符合小刚的实验结果的是_乙(2)小丽同学做该实验时，拉力传感器出现了故障为此，小丽同学移走拉力传感器，保持小车的质量不变，并改进了小刚实验操作中的不足之处用所挂钩码的重力表示细线的拉力F，则小丽同学得到的图像可能是乙图中的_；小森同学为得到类似乙图中的A图，在教师的指导下，在小丽实验的基础上进行
16、如下改进：称出小车质量M、所有钩码的总质量m，先挂上所有钩码，实验时依次将钩码摘下，并把每次摘下的钩码都放在小车上，多次实验，仍用F表示所挂钩码的重力，画出aF图，则图线的斜率k_(用题中给出的字母表示)解析(1)如果用传感器测量拉力的大小，则该力就是小车受到的力，而图中小车还受到摩擦力，故图像为B(2)如果不用传感器测量力的大小，并改进了实验操作中的不足之处，说明平衡了摩擦力，则图像就过原点了，但是当钩码的重力增大时，小车的加速度就不再与钩码的重力成正比了，加速度增加就变得慢一些，故图像要向力的方向偏折，选项C可能是正确的；图A表示a与F成正比，因为Fmg(mM)a，故图线的斜率为k 答案(
17、1)B(2)C三、计算题16(10分)一物体沿斜面向上以12 m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v t图像如图所示，求斜面的倾角以及物体与斜面间的动摩擦因数(g取10 m/s2)解析由图像可知上滑过程的加速度的大小a上 m/s26 m/s2下滑过程的加速度的大小a下 m/s24 m/s2上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图所示上滑过程a上gsin gcos 同理下滑过程a下gsin gcos 解得30，答案3017(10分)如图所示，在倾角为的光滑斜面上端固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端连有一质量为m的小球，小球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变若手持挡板A
18、以加速度a(agsin )沿斜面匀加速下滑，求：(1)从挡板开始运动到小球与挡板分离所经历的时间；(2)从挡板开始运动到小球的速度达到最大，小球经过的最小路程解析(1)当小球与挡板分离时，挡板对小球的作用力恰好为零，对小球由牛顿第二定律得mgsin ksma解得小球做匀加速运动的位移为s由sat2得从挡板开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为t(2)小球的速度达到最大时，其加速度为零，则有kxmgsin 得小球从开始运动到速度达到最大，经过的最小路程为x答案(1)(2)18(10分)如图所示，A、B为水平传送带的两端，质量为m4 kg的物体，静止放在传送带的A端，并在与水平方向成37角的F20
19、 N的力作用下，沿传送带向B端运动，物体与传送带间的动摩擦因数0.5，g取10 m/s2，则：(1)当传送带静止时，物体从A到B的运动时间8 s，求A、B间的距离；(2)当传送带以7.5 m/s的速度顺时针转动时，求物体从A到B运动的时间解析(1)对物体受力分析，如图甲：甲根据牛顿第二定律可知Fcos 37Ffma1FNFsin 37mg0又FfFN解得a1g0.5 m/s2从A到B的位移sa1t216 m(2)当物体的速度v7.5 m/s时，物体受力情况如图乙：乙根据牛顿第二定律Fcos 37Ffma2FNFsin 37mg0FfFN解得a2g7.5 m/s2当物体的速度达到7.5 m/s时所用时间为t1，则t11 st1时间内的位移为s1a2t3.75 m其末速度为v1a2t17.5 m/s之后物体的速度大于7.5 m/s，摩擦力反向，加速度为a1，则ss1v1t2a1t12257.5t20.25t即t30t2490t21.55 s所以物体从A到B的总时间为tt1t22.55 s答案(1)16 m(2)2.55 s