内容正文:
(
考察范围:
5.1牛顿第一运动定律、5.2科学探究:加速度与力、质量的关系
) (
第
十六
周
·周末
小测卷
) (
第
五
章
牛顿运动定律
) (
时间:45分钟
满分:100分
)
一、选择题:本题共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于牛顿第一定律,下列理解不正确的是( )
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用或外力为零时的运动规律
B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变
C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块运动
D.奔跑的运动员由于遇到障碍而被绊倒,这是因为运动员具有惯性
2.关于牛顿第一定律的理解,下列说法中正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.力是改变物体运动状态的原因
C.静止于地面上的物体,没有惯性
D.宇宙飞船中的物体,惯性比其在地面时要大
3.下列关于惯性说法正确的是( )
A.物体的加速度越大,其惯性越大
B.物体的质量越大,其惯性越大
C.物体的合外力越大,其惯性越大
D.只有物体运动状态改变时,物体才具有惯性
4.某同学在跳高比赛中,经历了起跳、过杆和下落三个阶段,则该同学( )
A.起跳过程中没有惯性 B.过杆过程中惯性逐渐增大
C.下落过程中惯性逐渐减小 D.三个过程中惯性均不变
5.下列有关惯性的说法中,正确的是( )
A.乘坐汽车时系好安全带可减小惯性 B.宇宙飞船在太空中也有惯性
C.运动员跑得越慢惯性越小 D.汽车在启动时才有惯性
6.伽利略对自由落体运动的研究,采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法,图示大致反映了这一研究过程,下列说法不符合史实的是( )
A.古希腊学者亚里士多德认为物体越重,下落越快
B.伽利略利用斜面做实验,解决了时间难以测量的困难
C.丁图是实验现象,甲图是经过合理的逻辑推理得到的结论
D.伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来,开创了研究自然规律的科学方法
7.我国道路交通安全法规定,在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带,以避免或减少车辆紧急刹车时乘客受到伤害,下列说法正确的是( )
A.系好安全带使乘客的惯性减小
B.车辆刹车时仍会向前运动,是因为车辆仍受到向前的力
C.紧急刹车时安全带对乘客的作用力与乘客对安全带的作用力大小相等
D.汽车速度越大,刹车后越难停下来,说明汽车速度越大,其惯性越大
8.如图所示,滑板运动员沿水平地面向前滑行,在横杆前相对于滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从横杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力,则运动员( )
A.起跳时脚对滑板的作用力水平向右 B.在空中水平方向先加速后减速
C.越过杆后落在滑板的后方 D.越过杆后仍落在滑板上起跳的位置
9.关于“探究加速度与力、质量的关系”实验,下列说法中正确的是( )
A.本实验采用的方法是控制变量法
B.探究加速度与质量的关系时,应该改变拉力的大小
C.探究加速度与力的关系时,作图象应该用线段依次将各点连接起来
D.探究加速度与质量的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出图象
10.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,为了能直观判断加速度a与质量m之间的关系,实验中应当( )
A.改变合外力大小,根据实验数据作出图像
B.改变合外力大小,根据实验数据作出图像
C.保持合外力大小不变,根据实验数据作出图像
D.保持合外力大小不变,根据实验数据作出图像
11.完成“探究加速度a与质量m的关系”实验后,小凡得出了加速度与质量成反比的结论。下列图像中,与这一结论相符的是( )
A. B. C. D.
12.如图所示,在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,锁定小车后,缓慢降低滑轮高度使细绳与长木板平行(由实线移至虚线位置)的过程中,下列说法正确的是( )
A.小车受细绳的拉力变小 B.小车受细绳的拉力不变
C.滑轮受细绳的作用力变小 D.滑轮受细绳的作用力不变
13.某小组用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。下列说法正确的是( )
A.电火花计时器应接直流电源
B.实验前应把长木板的一端垫起适当高度,以补偿小车运动时所受阻力的影响
C.实验中槽码质量应远远大于小车质量
D.实验时应先释放小车,再启动电火花计时器
14.用图示装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验,下列操作中正确的是( )
A.电火花打点计时器选用8 V交流电源
B.平衡摩擦力时将砝码盘通过细线挂在小车上
C.实验中,释放小车与接通打点计时器需同时进行
D.实验中改变小车的质量后,不需要重新平衡摩擦力
15.“探究小车加速度与质量的关系”实验装置如图所示,平衡摩擦力时应( )
A.在钩码盘的牵引下使小车匀速运动 B.将长木板的A端适当垫高
C.将长木板的B端适当垫高 D.在钩码盘的牵引下使小车加速运动
二、非选择题:共40分。
16.(6分)图示是探究“加速度与力的关系”的实验装置。两辆相同的小车放在同一块长木板上,小车前端各系一根细绳,绳的另一端跨过定滑轮挂上托盘,盘里可放砝码。两小车后端各系一条细线,用夹子夹住细线,打开夹子,托盘和砝码牵引小车运动,合上夹子,两小车同时停止运动。
(1)下列实验要求中错误的是______。
A.细绳需要与木板平行
B.需要平衡小车与木板间的摩擦力
C.托盘和砝码的总质量需远小于小车的质量
D.两个托盘及所放砝码的总质量必须相等
(2)正确操作后,用刻度尺测出两小车通过的位移分别为,则它们的加速度之比等于______。用天平测出两个托盘(含砝码)的质量分别为,若关系式______(用所测物理量的符号表示)成立,则说明加速度大小与力成正比。
17.(10分)在“探究加速度与质量和力关系”实验中,实验装置如图1所示。
(1)实验过程中,电火花计时器应接在_______(选填“直流”或“交流”)电源上。
(2)实验中平衡小车所受阻力的做法是:在不挂细绳和钩码的情况下,改变板的倾斜程度,使小车能拖动纸带沿木板做_______运动;
(3)在探究加速度与质量关系实验中,实验小组通过改变小车质量做了多组实验,记录实验数据,通过计算分析数据后,得出的结论是在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比,如果想通过图象法直观的确认自己的结论,须建立_______(填或)坐标系。
(4)图2是实验中打出的一条纸带,在纸带上每隔4个点取1个计数点,得到O、A、B、C、D几个计数点。测得,,已知电源频率为50Hz,则打B点时小车的速度为_______m/s,小车的加速度大小为_______(计算结果请保留两位有效数字)。
18.(6分)如图是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)安装实验装置时,长木板右端垫一小木块的目的是___(填“A”或“B”);
A.平衡摩擦力 B.调节长木板水平
(2)实验时,应_____(填“A”或“B”);
A.先释放小车再接通电源 B.先接通电源再释放小车
(3)研究小车加速度与质量的关系时,应控制_______(填“A”或“B”)不变。
A.小车质量 B.砝码和砝码盘总质量
19.(6分)某同学利用图示装置做“探究合力一定时,物体的加速度跟质量的关系”的实验。
(1)不挂矿泉水瓶,改变长木板的倾角,推动小车,直至纸带上的点迹_______。
(2)挂上装有水的矿泉水瓶,质量为的小车靠近打点计时器,应_______(选填“先释放小车后接通电源”或“先接通电源后释放小车”),记下拉力传感器的示数T,利用打出的纸带算出小车的加速度大小。
(3)在小车上添加质量为的钩码,重复实验,改变瓶中水量使得在小车运动过程中拉力传感器的示数为_______,利用打出的纸带算出小车的加速度大小。
(4)重复步骤(3),可获得多组数据,作出加速度a与小车及钩码的总质量M的倒数之间的关系图象。
20.(12分)用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变,用钩码所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。
(1)实验时先_________(选填“挂”或“不挂”)钩码,后反复调整垫块的左右位置,直到小车做_________运动,这样做的目的是_________。
(2)图乙表示某次实验中打出的一条纸带,在纸带上标出连续的5个计数点,每两个相邻计数点之间还有4个计时点未标出,已知所用电源频率为50 Hz,则计数点3的速度大小_________m/s,小车的加速度大小_________;(结果保留3位有效数字)
(3)如果实验过程中所用电源的频率小于50 Hz,那么上述加速度的测量值比实际值_________(填“偏大”或“偏小”)。
答案以及解析
1.答案:C
解析:AB.牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律,即总保持匀速直线运动状态或静止状态,故AB正确,不符合题意;C.牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于受到摩檫阻力的作用,故C错误,符合题意;D.奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为运动员具有惯性,故D正确,不符合题意;本题选择错误选项;故选C。
2.答案:B
解析:AB.根据牛顿第一定律可知,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,故A错误,B正确;
CD.物体在任何状态都有惯性,且惯性只与物体质量有关,故CD错误。
故选B。
3.答案:B
解析:惯性是物体的固有属性,一切物体均具有惯性,且惯性与物体的运动状态及是否受力均无关,惯性只与物体的质量有关,质量越大,物体所具有的惯性就越大。故选B。
4.答案:D
解析:A.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,故A错误;
B.惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、物体速度的大小无关,故B错误;
C.惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、物体速度的大小无关,故C错误;
D.惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、物体速度的大小无关,故D正确。故选D。
5.答案:B
解析:A.物体惯性的大小由物体的质量大小决定,质量不变,惯性不变,乘坐汽车时系好安全带并没有改变质量,因此惯性不变,A错误;B.根据上述,宇宙飞船有一定质量,则宇宙飞船在太空中也有惯性,B正确;C.根据上述,惯性大小与运动状态无关,运动员跑动过程,质量不变,则运动员跑得慢时,惯性不变,C错误;D.根据上述,惯性大小与运动状态无关,汽车有一定质量,汽车启动与不启动过程均有惯性,D错误。故选B。
6.答案:C
解析:A.古希腊学者亚里士多德认为物体越重,下落越快,故A正确,不符合题意;B.伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量,故B正确,不符合题意;C.丁图是经过合理的逻辑推理得到的结论,甲图是实验现象,故C错误,符合题意;D.伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来,开创了研究自然规律的科学方法,故D正确,不符合题意。故选C。
7.答案:C
解析:惯性只与物体的质量有关,是否系好安全带对乘客的惯性没有影响,A错误;车辆刹车时仍会向前运动,是由于惯性,B错误;紧急刹车时安全带对乘客的作用力与乘客对安全带的作用力是相互作用力,总是等大反向,C正确;惯性只与物体的质量有关,与速度无关,D错误。
8.答案:D
解析:运动员相对于滑板竖直向上起跳,所以脚对滑板的作用力竖直向下,A错误;人在空中时,水平方向不受力的作用,水平方向速度不变,B错误;由于人和滑板的水平速度始终相同,所以人落在滑板上起跳的位置,C错误,D正确。
9.答案:A
解析:本实验采用的方法是控制变量法,A对;探究加速度与质量的关系时,应该保持拉力的大小不变,B错;探究加速度与力的关系时,作图象应该用平滑的直线连接,C错;探究加速度与质量的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出图象,D错;故选A.
10.答案:D
解析:为了探究加速度与质量的关系,应保持合外力大小F不变,为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系,应作出图象,故选项D正确。
故选D。
11.答案:C
解析:加速度与质量成反比,则图像应为一条曲线,故A、B错误;加速度与质量成反比,则加速度与质量的倒数成正比,则图像为一条过原点的倾斜直线,故C正确,D错误。
12.答案:C
解析:AB.缓慢降低滑轮高度使细绳与长木板平行(由实线移至虚线位置)的过程中,细绳上的拉力大小始终等于重物的重力mg,但由于细绳拉小车力的方向改变,所以小车受细绳的拉力大小不变,方向改变,故AB错误;
CD.设两细绳间的夹角为θ,滑轮受细绳的作用力大小为
由于θ增大,则减小,故滑轮受细绳的作用力变小,故C正确,D错误。
故选C。
13.答案:B
解析:A.电火花计时器应接220 V交流电源,选项A错误;
B.实验前应把长木板的一端垫起适当高度,以补偿小车运动时所受阻力的影响,即平衡摩擦力,选项B正确;
C.实验中槽码质量应远远小于小车质量,这样可认为小车受到的拉力近似等于槽码的重力,选项C错误;
D.实验时应先启动电火花计时器,再释放小车,选项D错误。
故选B。
14.答案:D
解析:A.电火花打点计时器选用220 V交流电源,故A错误;
B.平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,故B错误;
C.实验中,应先接通打点计时器,再释放小车,故C错误;
D.由于平衡摩擦力之后有
所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,改变小车质量后,不需要重新平衡摩擦力,故D正确。
故选D。
15.答案:C
解析:平衡摩擦力时,使得重力沿斜面方向的分力等于摩擦力,所以应将木板的B端适当垫高,不悬挂砝码,轻推小车,使小车拖着纸带能够做匀速直线运动,摩擦力得到平衡。故选C。
16.答案:(1)D
(2)
解析:(1)细绳牵引小车做匀加速直线运动,细绳需要与木板平行,A正确,不符合题意;为了使托盘和砝码的总重力近似等于小车的合力,实验前需要平衡小车与木板间的摩擦力,托盘和砝码的总质量需远小于小车的质量,B、C正确,不符合题意;探究“加速度与力的关系”,需控制小车的质量相等,牵引力大小不相等,即两个托盘及所放砝码的总质量必须不相等,D错误,符合题意。
(2)正确操作后,用刻度尺测出两小车通过的位移分别为,根据,因时间相等,则它们的加速度之比;用天平测出两个托盘(含砝码)的质量分别为,根据,若关系式成立,则说明加速度大小与力成正比。
17.答案:(1)交流(2)匀速直线(3)(4)0.21;0.40
解析:(1)电火花计时器利用220V、50Hz的交流电源工作。
(2)本实验将线的拉力视为小车受到的合外力,需要平衡摩擦力,方法为:改变板的倾斜程度,使小车能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
(3)根据牛顿第二定律可知,作出图线是曲线,不能直观得到两个物理量之间的具体关系,而作出图线是一条直线,能说明在合外力不变的情况下,物体运动的加速度跟物体的质量成反比。
(4)在纸带上每隔4个点取1个计数点,则两个计数点之间的时间间隔为,打计数点B时的速度等于计数点OD之间的平均速度,大小为
根据逐差法可得加速度
18.答案:(1)A
(2)B
(3)B
解析:(1)安装实验装置时,长木板右端垫一小木块的目的是平衡摩擦力。
故选A。
(2)实验时,应先接通电源再释放小车。
故选B。
(3)研究小车加速度与质量的关系时,应控制砝码和砝码盘总质量不变。
故选B。
19.答案:(1)均匀分布
(2)先接通电源后释放小车
(3)T
解析:(1)本实验首先要平衡摩擦力,即不挂矿泉水瓶时推动小车,小车做匀速直线运动,纸带上的点迹均匀分布;
(2)先接通打点计时器所接电源,让打点计时器工作稳定后,再释放小车;
(3)本实验的目的是探究合力一定时物体的加速度与质量的关系,要保证小车受到的合力相等即拉力传感器的示数均为T。
20.答案:(1)不挂;匀速直线;平衡摩擦力
(2)0.314;1.14
(3)偏大
解析:(1)本实验探究加速度与力,质量的关系,需要平衡摩擦力,即实验时先不挂钩码,后反复调整垫块的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡摩擦力。
(2)根据题意可知,相邻两个计数点间的时间间隔为
所以计数点3的速度大小为
小车的加速度大小为
(3)如果实验过程中所用电源的频率小于50 Hz,则打点周期变大,加速度的测量值比实际值偏大。
学科网(北京)股份有限公司
$