内容正文:
(
考察范围:
第五章全部内容
) (
第
二十
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.在下列情形中,对卡车惯性的描述正确的是( )
A.卡车在弯道行驶时没有惯性 B.卡车在加速行驶时没有惯性
C.卡车在减速行驶时惯性减小 D.卡车满载时惯性比空载时大
2.乘客坐在水平方向沿直线匀速行驶的汽车内感觉不到汽车在运动,但汽车一旦急刹车,乘客身体会前倾,这两种情况下( )
A.两种情况,乘客都有惯性 B.两种情况,乘客都没有惯性
C.前者乘客有惯性,后者没有 D.前者乘客没有惯性,后者有
3.如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球,容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)( )
A.铁球向左,乒乓球向右 B.铁球向右,乒乓球向左
C.铁球和乒乓球都向左 D.铁球和乒乓球都向右
4.如图所示,质量为m的鱼在水中沿水平方向以加速度a从左向右匀加速游动,则关于水给鱼的作用力的说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.大小等于零 B.大小等于mg,方向竖直向上
C.大小等于ma,方向水平向右 D.大小大于mg,方向斜向右上方
5.如图所示为某公交车运行过程中车厢截面示意图,车厢内两拉手A、B分别向前进方向在竖直方向偏离角度α和β并保持不变。取重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.公交车可能在加速出站 B.两角度一定满足
C.减小拉手悬绳长度,则偏角变大 D.公交车加速度大小为
6.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为和的木块A和B之间用轻弹簧相连,在拉力F作用下,以加速度a做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此时A和B的瞬时加速度分别为和,则( )
A. B.,
C. , D.,
7.一辆新能源汽车在平直公路上由静止开始启动,汽车的牵引力F与时间t的关系图像如图所示,该过程中汽车受到的阻力恒定,时刻后,汽车做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.时间内,汽车的加速度越来越小
B.时间内,汽车的加速度越来越大
C.时间内,汽车的速度越来越小
D.时间内,汽车的速度越来越大
8.如图,手压桌子的过程中,若手对桌子的压力为F,桌子对手的支持力为,则( )
A. B.
C.F与是一对平衡力 D.F与是一对相互作用力
9.引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时,下颚须超过单杠面。下放时,两臂放直,不能曲臂,如图所示,这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力,以下判断正确的是( )
A.加速上拉过程中,单杠给人的作用力大于人给单杠的作用力
B.在加速下放过程中,单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力
C.悬垂静止时,单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力
D.在加速下放过程中,在某瞬间人可能不受力的作用
10.如图所示,体操运动员站在水平的平衡木上处于静止状态,设运动员所受重力为G,平衡木对运动员的支持力为F,人对平衡木的压力为。则下列属于平衡力的是( )
A.G,F B.G, C.F, D.F,,G
11.立定跳远是指不用助跑从立定姿势开始的跳远,动作要领如图所示。在位置3时,人对地面的压力为,地面对人的支持力为,则的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.可能大于也可能小于
12.如图所示,体重为500N的小明站在放置于电梯底部的体重计上。某时刻体重计的示数为600N,此时( )
A.电梯可能向下加速运动,处于超重状态
B.电梯可能向上加速运动,处于超重状态
C.电梯可能向下匀速运动,处于平衡状态
D.电梯可能向上匀速运动,处于平衡状态
13.利用智能手机中传感器可绘制出手机的加速度a与时间t的图像。手机沿竖直方向运动时,得到如图所示的图像,向下为正方向,手机处于失重状态的时刻为( )
A. B. C. D.
14.潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力顿减,称之为掉深。如图甲所示,某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时,该潜艇掉深,随后采取措施成功脱险,在0~30s时间内潜艇竖直方向的图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力,则( )
A.潜艇在掉深时的加速度为 B.时潜艇回到初始高度
C.潜艇竖直向下的最大位移为100m D.潜艇在10~30s时间内处于超重状态
15.张华同学站在升降电梯内的体重秤上,电梯静止时,体重秤示数为50kg。电梯运动过程中,某一段时间内该同学发现体重秤示数如图,重力加速度为g。则在这段时间内( )
A.该同学所受的重力变大
B.电梯一定竖直向上运动
C.电梯的加速度大小为,方向可能竖直向上
D.电梯的加速度大小为,方向一定竖直向上
二、非选择题:共40分。
16.(8分)如图为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置
①如图是本实验的装置图,图中①是位移传感器的__________部分(填“发射”或“接收”)
②实验中,要求所挂小盘和钩码的质量__________(填“远小于”或“远大于”)小车和所加配重片的质量,此时才能认为小盘和钩码所受重力大小等于绳对小车的拉力大小;
③如图为小车质量不变时实验所得的图像,从图像上可以看到直线不过原点。这是由__________引起的,由图可知小车的质量为__________kg。
17.(8分)某实验小组用图甲所示装置“探究加速度与力的关系”实验。
(1)在平衡了摩擦力及满足钩码质量远小于小车质量的条件下,按正确的操作打出的一条纸带如图乙所示,图中所标的点为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,则小车运动的加速度大小为______(结果保留三位有效数字)。
(2)若多次增大钩码的质量进行实验,得到钩码的质量m及对应的小车运动的加速度a,作出图像如图丙实线所示,图像出现弯曲的原因是______;在曲线部分取一点P,对应的横坐标为,已知重力加速度大小为g,若小车的质量为M,则P点与坐标原点O的连线斜率为______(用g、M、表示)。
(3)若根据(2)问中测得的小车加速度a与对应钩码质量m,作图像,则作出的图像可能是______。
A. B. C. D.
18.(6分)森林着火后,采用直升机运水去灭火,如图所示。直升机下方用绳子吊着水桶,为了方便问题分析,假设直升机与水桶之间用一根不可伸长的轻质绳子相连。直升机运水飞行的过程中,水桶受到的空气阻力与水桶的速度成正比,比例系数为k。若绳子可以承受的最大拉力为F,水桶和水的总质量为m,重力加速度为g。求:
(1)直升机竖直向上加速运动的过程中,水桶的最大加速度;
(2)水桶水平方向做匀速直线运动时,水桶的最大速度及此时绳子与竖直方向的夹角θ。
19.(8分)如图所示,用细线将一小球悬于密闭的柜式货车天花板上的O点。货车向前做匀加速直线运动,小球与货车保持相对静止,悬线与竖直方向的夹角为,已知小球的质量为,重力加速度的大小为,,。求:
(1)悬线对小球的弹力大小;
(2)小球的加速度大小;
(3)若货车的初速度,则内货车的位移大小。
20.(10分)如图所示,杂技表演“叠罗汉”是四位演员叠在一起且均静止。为了研究方便假设四位演员体型相同。表演时,B竖直站立在A的肩上,双手拉着C和D,且双臂与竖直方向夹角均为;A撑开双手水平撑着C和D。若四个人的质量均为,。求:
(1)每位演员的重力G;
(2)演员B右手臂受到的拉力;
(3)演员A右手臂受到的压力。
答案以及解析
1.答案:D
解析:ABC.物体的惯性由物体的质量决定,与物体的运动状态无关,卡车在弯道行驶、加速行驶与减速行驶时,卡车质量不变,卡车仍然有惯性,且惯性大小不变,故ABC错误;
D.物体的惯性由物体的质量决定,卡车满载时的质量比空载时的质量大,可知卡车满载时惯性比空载时的惯性大,故D正确。
故选D。
2.答案:A
解析:惯性是物体本身的一种属性,和运动状态无关,所以两种情况都具有惯性;当汽车紧急刹车时,乘客向前倾倒,是因为乘客和车都要保持原来的运动状态,汽车刹车速度慢了,乘客的下身随汽车速度减慢,而上身由于具有惯性仍要保持原来的运动状态,所以要向前倾倒;当汽车匀速直线行驶时,乘客和车保持原来的运动,汽车和乘客处于相对静止的状态,乘客就不会倾倒。
故选A。
3.答案:A
解析:小车突然向右运动时,由于惯性,铁球和乒乓球都"想"保持原有的静止状态,由于与同体积的"水球"相比铁球的质量大,惯性大,铁球的运动状态难改变,而同体积的"水球"的运动状态容易改变,所以小车加速向右运动时,铁球相对于小车向左运动。同理,由于与同体积的"水球"相比乒乓球的质量小,惯性小,乒乓球相对于小车向右运动。
故A正确,BCD错误。
4.答案:D
解析:由题可知,鱼的受力情况如图所示
由牛顿第二定律可得鱼所受的合力,根据力的合成规律可得,可得水给鱼的作用力,方向斜向右上方,故选D。
5.答案:B
解析:拉手A受力情况如图所示,拉手A所受合力的大小,方向向后,加速度方向向后,与公交车速度方向相反,公交车做减速运动,A错误;根据牛顿第二定律得,解得,因为两个拉手的加速度相同,所以拉手与竖直方向的夹角相同,,B正确,D错误;由可知,偏角与悬绳的长度无关,减小拉手悬绳长度,偏角不变,C错误。
6.答案:D
解析:两物体在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时,弹簧的弹力为
在力F撤去的瞬间,弹簧的弹力来不及改变,大小仍为,因此对A,加速度此时仍为a,对B物体,取向右为正方向
解得
故选D。
7.答案:D
解析:AB.时间内,汽车的牵引力不变,所受到的阻力恒定,则汽车所受合力不变,根据牛顿第二定律可知其加速度不变,选项AB错误;
CD.时间内,汽车所受合力减小,但还大于汽车受到的阻力,故汽车仍做加速运动,选项C错误,D正确。
故选D。
8.答案:D
解析:手对桌子的压力与桌子对手的支持力二者大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用于同一条直线上,是一对作用力与反作用力。
故选D。
9.答案:B
解析:无论是上拉过程,还是下放过程,还是悬垂静止中,单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力,是一对相互作用力,与人的运动状态无关,选项AC错误,B正确;
在下放过程中,若在某段人向下的加速度为重力加速度g,则人只受到一个重力的作用,故D错误。
故选B。
10.答案:A
解析:人的重力G与平衡木对人的支持力F大小相等、方向相反、都作用在人上,使人在平衡木上处于静止状态,即重力G与支持力F为一对平衡力,而平衡木对运动员的支持力为F,人对平衡木的压力为大小相等、方向相反,作用在相互作用的两个物体上,是一对作用力与反作用力。
故选A。
11.答案:B
解析:在位置3时,人对地面的压力和地面对人的支持力为一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律可知故选B。
12.答案:B
解析:体重计读数大于实际重量,即视重大于实重,所以小明处于超重状态,加速度方向向上,所以电梯可能向上加速,也可能向下减速。故选B。
13.答案:B
解析:失重的条件是加速度方向向下,题目规定“向下为正方向”,因此加速度时为失重,时为超重。结合图像分析各时刻的加速度方向可知、时刻,加速度等于0;时刻,加速度为正,方向向下,手机处于失重状态;时刻,加速度为负,方向向上,手机处于超重状态。
故选B。
14.答案:D
解析:A.潜艇在“掉深”时向下加速,则由图像可知加速度为
故A错误;
B.在30s内先向下加速后向下减速,则潜艇向下到达最大深度,故B错误;
C.由图像可知潜艇竖直向下的最大位移为
故C错误;
D.由图可知,潜艇在10~30s时间内向下减速,加速度向上,则处于超重状态,故D正确。
故选D。
15.答案:D
解析:A.由题图知,体重计示数变大,说明该同学在这段时间内处于超重状态,他对体重计的压力将变大,而他的重力没有改变,故A错误;
B.该同学处于超重状态,加速度方向竖直向上,但电梯不一定竖直向上运动,也可能向下做减速运动,故B错误;
CD.根据体重计示数,可知此时人的视重为55g,即此时人对电梯的压力为55g,则电梯对人的支持力为55g,对人根据牛顿第二定律有
方向竖直向上,也即电梯的加速度大小为,方向竖直向上,故C错误,D正确。故选D。
16.答案:①发射
②远小于
③小车与轨道间的摩擦力;0.83
解析:①图中①是位移传感器的发射器的发射部分,接收器固定在轨道上;
②本实验是探索“加速度和力的关系”,所以应保持小车的总质量不变,小盘和钩码所受重力作为小车所受外力;在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;对整体,根据牛顿第二定律有
解得
对小车,根据牛顿第二定律有
将a代入上式,可得
可见当满足时才能认为小盘和钩码所受重力大小等于绳对小车的拉力大小,即
③在图中,当绳子的拉力大于零时,小车的加速度仍然是零,说明小车还受到摩擦力的作用,所以从图像上可以看到直线不过原点,这是由小车与轨道间的摩擦力引起的;
对小车,根据牛顿第二定律有
变形得
则图线的斜率,解得
17.答案:(1)2.40
(2)不满足的条件;
(3)A
解析:(1)由逐差法可知小车运动的加速度大小为
(2)随着所挂钩码的质量的增加,不再满足钩码质量远小于小车的质量,即不满足的条件,图像将发生弯曲。
根据牛顿第二定律
解得P点与坐标原点O的连线斜率为
(3)根据牛顿第二定律
整理,可得
即图像中图线为一次函数关系,且与纵轴正半轴有交点。
故选A。
18.答案:(1);(2),绳子与竖直方向的夹角θ的余弦值为
解析:(1)水桶受到的空气阻力与水桶的速度成正比,则
直升机竖直向上加速运动的过程中,水桶受到重力、拉力和阻力作用,故
即
则加速度越大,速度越小,拉力越大,故当速度为0,拉力最大时,加速度最大,即
解得
(2)水桶水平方向做匀速直线运动时,受力分析可得
当拉力最大时,速度最大,则
则
19.答案:(1);(2);(3)
解析:(1)对小球受力分析,竖直方向由平衡条件
解得,悬线对小球的弹力大小为
(2)对小球受力分析,水平方向由牛顿第二定律
解得,小球的加速度大小为
(3)因为货车和小球加速度相同,所以内货车的位移大小为
20.答案:(1)(2)(3)
解析:(1)根据题意可知,四个人的质量均为,则每位演员的重力为
(2)对演员C进行受力分析,受重力、A对其水平向左的支持力、B对C斜向上的拉力,如图所示
由平衡条件有,
解得
由牛顿第三定律可得,演员B右手臂受到的拉力
(3)由(2)分析可知,A对C的支持力
由牛顿第三定律可得,演员A手臂受到的压力
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