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第三章 牛頓運動定律 本章綜合能力提升練 (限時：45分鐘) 一、單項選擇題 1．(2018寧波市重點中學聯(lián)考)請你利用已經(jīng)學過的物理知識進行判斷，下列說法正確的是(　　) A．伽利略通過邏輯推理，推翻了“重物比輕物落得快”的觀點 B．牛頓通過“理想斜面實驗”得出“力不是維持物體運動的原因”的觀點 C．汽車上坡時，司機應(yīng)該使用較高轉(zhuǎn)速的擋位來行駛 D．超速行駛是安全行車的大敵，其原因是汽車的速度越大，其慣性也越大 答案　A 2．電導率σ是用來描述物質(zhì)中電荷流動難易程度的參數(shù)，為電阻率ρ的倒數(shù)，即σ＝.用國際單位制中的基本單位表示電導率的單位應(yīng)為(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　由單位制可知電導率的單位為，1＝1＝1＝1＝1，選B. 3.如圖1所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩人所用繩子相同，甲拉住繩子懸在空中處于靜止狀態(tài)；乙拉住繃緊繩子的中點把繩子拉斷了，則(　　) 圖1 A．繩子對甲的拉力小于甲的重力 B．繩子對甲的拉力大于甲對繩子的拉力 C．乙拉斷繩子前瞬間，繩上的拉力一定小于乙的重力 D．乙拉斷繩子前瞬間，繩上的拉力一定大于乙的重力 答案　D 解析　甲拉住繩子懸在空中處于靜止狀態(tài)，繩子對甲的拉力等于甲的重力，A錯誤；由牛頓第三定律可知，繩子對甲的拉力與甲對繩子的拉力大小相等，B錯誤；因乙能把繩子拉斷，說明乙拉斷繩子前瞬間，繩子的拉力一定大于甲拉繩子的力，也一定大于乙的重力，故C錯誤，D正確． 4．(2019屆衢州市質(zhì)檢)如圖2甲所示，是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動作的示意圖，中間的“”表示人的重心．圖乙是根據(jù)傳感器畫出的F－t圖線．兩圖中a～g各點均相對應(yīng)，其中有幾個點在圖甲中沒有畫出，圖乙中a、c、e點對應(yīng)的縱坐標均為700N．取重力加速度g＝10m/s2.請根據(jù)這兩個圖所給出的信息，判斷下面說法中正確的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 圖2 A．此人重心在b點時處于超重狀態(tài) B．此人重心在c點時的加速度大小大于在b點時的加速度大小 C．此人重心在e點時的加速度大小大于在a點時的加速度大小 D．此人重心在f點時，腳剛好離開傳感器 答案　D 解析　由題圖知a、c、e點處對應(yīng)F＝G，故加速度等于0，b點處F＜G，處于失重狀態(tài)，重心在f點時，F(xiàn)＝0，腳剛好離開傳感器．故選D. 5．質(zhì)量為60kg的人，站在升降機內(nèi)的臺秤上，測得體重為480N，則升降機的運動是(g取10m/s2)(　　) A．可能是勻速下降 B．升降機加速度大小為2m/s2 C．升降機加速度大小為3m/s2 D．可能是減速下降 答案　B 解析　對人受力分析，受重力和支持力，支持力小于重力，故合力向下，加速度向下，故升降機的加速度也向下，所以升降機的運動是加速下降或減速上升，由牛頓第二定律得mg－F＝ma，解得a＝m/s2＝2 m/s2，故B正確． 6．質(zhì)量為mkg的質(zhì)點，受水平恒力作用，由靜止開始做勻加速直線運動，它在ts內(nèi)的位移為xm，則水平恒力的大小為(單位為N)(　　) A. B. C. D. 答案　A 7．已知雨滴在空中運動時所受空氣阻力F阻＝kr2v2，其中k為比例系數(shù)，r為雨滴半徑，v為其運動速率．t＝0時，雨滴由靜止開始下落，加速度用a表示．落地前雨滴已做勻速運動，速率為v0.下列圖象中不正確的是(　　) 答案　D 解析　由mg－F阻＝ma得，雨滴先加速下落，隨著v增大，阻力F阻增大，a減小，a＝0時，v＝v0不再變化，故A、B正確；又mg＝kr2v02，v02＝，又m＝πρr3，得v02＝r，故v與r成正比關(guān)系，故C正確，D錯誤． 8．用手提著一根掛有重物的輕彈簧，豎直向上做勻速直線運動，當手突然停止運動后的一小段時間內(nèi)，可觀察到重物(　　) A．立即停止運動 B．繼續(xù)向上做勻速運動 C．繼續(xù)向上做加速運動 D．繼續(xù)向上做減速運動 答案　D 解析　輕彈簧拉著重物做勻速直線運動，拉力等于重力，當手突然停止運動后的一小段時間內(nèi)，由于慣性，重物繼續(xù)向上運動，在向上運動的過程中，彈簧的形變量減小，則彈力減小，重物所受的合力向下，加速度向下，向上做減速運動，故D正確，A、B、C錯誤． 9.如圖3所示，兩個質(zhì)量相同的物體1和2緊靠在一起，放在光滑的水平桌面上．若它們分別受到水平推力F1和F2作用，而且F1＞F2，則物體1對物體2的作用力大小為(　　) 圖3 A．F1 B．F2 C.(F1＋F2) D.(F1－F2) 答案　C 解析　設(shè)物體1和2的質(zhì)量都為m，加速度為a，以整體為研究對象，由牛頓第二定律得a＝，以物體2為研究對象，有a＝，解得F12＝，故C選項正確． 10．如圖4甲所示，小物塊從光滑固定斜面上自由滑下，小物塊的位移x和時間的平方t2的關(guān)系如圖乙所示．取g＝10m/s2，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．小物塊的加速度大小恒為2.5m/s2 B．斜面傾角為60 C．小物塊2s末的速度是5m/s D．小物塊第2s內(nèi)的平均速度為7.5m/s 答案　D 解析　由題圖乙得x＝2.5t2，對照公式x＝v0t＋at2，得初速度v0＝0，加速度a＝5m/s2，選項A錯誤；由牛頓第二定律得ma＝mgsinθ，則sinθ＝＝＝0.5，θ＝30，選項B錯誤；小物塊2s末的速度v2＝at2＝52m/s＝10 m/s，選項C錯誤；小物塊1s末的速度v1＝at1＝5m/s，第2s內(nèi)的平均速度＝＝7.5m/s，選項D正確． 11．一個木塊以某一水平初速度滑上粗糙的水平面，在水平面上運動的v－t圖象如圖5所示．已知重力加速度為g，則根據(jù)圖象不能求出的物理量是(　　) 圖5 A．木塊的位移大小 B．木塊的加速度大小 C．木塊所受摩擦力 D．木塊與水平面間的動摩擦因數(shù) 答案　C 解析　位移大小可由v－t圖象與時間軸所圍的面積求出，由v－t圖線的斜率可求出加速度大小a，由牛頓第二定律知，a＝μg，故動摩擦因數(shù)μ也可求出，由于木塊的質(zhì)量未知，故不能求出木塊所受摩擦力． 12.如圖6所示，傳送帶的水平部分AB是繃緊的，當傳送帶不運轉(zhuǎn)時，滑塊從斜面頂端由靜止下滑，通過AB所用時間為t1，從B端飛出時速度大小為v1.若傳送帶沿逆時針方向運轉(zhuǎn)，滑塊同樣從斜面頂端由靜止下滑，通過AB所用時間為t2，從B端飛出時速度大小為v2，則(　　) 圖6 A．t1＝t2，v1＝v2 B．t1＜t2，v1＞v2 C．t1＞t2，v1＞v2 D．t1＝t2，v1＞v2 答案　A 解析　在兩種情況下，滑塊到達A點的初速度相等，在傳送帶上都做勻減速直線運動，加速度大小相等，根據(jù)速度位移公式知，到達B端的速度相等，即v1＝v2，結(jié)合速度時間公式知，t1＝t2，故A正確，B、C、D錯誤． 二、實驗題 13．某同學在用拉力傳感器探究“作用力與反作用力關(guān)系”的實驗中，把兩個力傳感器的掛鉤鉤在一起向相反方向拉動，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖7所示． 圖7 (1)觀察分析兩個力傳感器的相互作用力隨時間變化的曲線，得到的實驗結(jié)論為___________ ____________________________________________________； (2)如果實驗時保持一只手不動，另一只手拉動，與兩只手同時對拉得到的結(jié)論有沒有變化？________(選填“有”或“沒有”)． 答案　(1)作用力與反作用力總是大小相等，方向相反(2)沒有 14．某同學用如圖8所示的實驗裝置探究“物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，請回答下列有關(guān)此實驗的問題： 圖8 (1)該同學在實驗前準備了圖中所示的實驗裝置及下列輔助器材： A．交流電源、導線 B．天平(含配套砝碼) C．秒表 D．刻度尺 E．細線、沙和小沙桶 其中不必要的器材是________(填代號)． (2)電火花計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況．其中一部分紙帶上的點跡情況如圖9甲所示，已知電火花計時器打點的時間間隔T＝0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1＝5.99cm，x2＝13.59cm，則在打下點跡B時，小車運動的速度vB＝________m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) 圖9 (3)在探究“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時，某學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a－F圖象，其中圖線不過原點的原因是_____________________________________ ___________________________________． 答案　(1)C　(2)0.680　1.61　(3)平衡摩擦力過度 解析　(2)vB＝＝＝10－2m/s≈0.680m/s a＝＝10－2m/s2＝1.61m/s2. 三、計算題 15.(2016浙江4月選考19)如圖10是上海中心大廈，小明乘坐大廈快速電梯，從底層到達第119層觀光平臺僅用時55s．若電梯先以加速度a1做勻加速運動，達到最大速度18m/s.然后以最大速度勻速運動，最后以加速度a2做勻減速運動恰好到達觀光平臺．假定觀光平臺高度為549 m，取g＝10 m/s2. 圖10 (1)若電梯經(jīng)過20s勻加速達到最大速度，求加速度a1及上升高度h； (2)在(1)問中的勻加速上升過程中，若小明的質(zhì)量為60kg，求小明對電梯地板的壓力； (3)求電梯勻速運動的時間． 答案　(1)0.9m/s2，方向豎直向上　180m　(2)654N，方向豎直向下　(3)6s 解析　(1)由運動學公式可得 a1＝＝m/s2＝0.9 m/s2 h＝a1t＝0.9202m＝180m (2)對小明受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得 FN－mg＝ma1 則FN＝mg＋ma1＝654N 根據(jù)牛頓第三定律得： 小明對地板的壓力FN′＝FN＝654N，方向豎直向下 (3)設(shè)勻速運動時間為t0，運動的總時間為t總，作出整個過程的v－t圖象如圖所示，則由v－t圖象可得H＝(t總＋t0)vm 解得t0＝6s. 16.如圖11所示，一個質(zhì)量為m＝2kg的小物塊靜置于足夠長的斜面底端．現(xiàn)對其施加一個沿斜面向上、大小為F＝25N的恒力，3s后將F撤去，此時物塊速度達到15m/s.設(shè)物塊運動過程中所受摩擦力的大小不變，取g＝10 m/s2.求： 圖11 (1)物塊所受摩擦力的大??； (2)物塊在斜面上運動離斜面底端的最遠距離； (3)物塊在斜面上運動的總時間．(結(jié)果可用根式表示) 答案　見解析 解析　(1)由運動學公式得：v1＝a1t1 解得a1＝5m/s2 由牛頓第二定律：F－Ff－mgsinθ＝ma1 解得Ff＝5N (2)撤去拉力后物塊繼續(xù)上滑：Ff＋mgsinθ＝ma2 解得a2＝7.5m/s2 撤去拉力前上滑距離x1＝＝22.5m 撤去拉力后上滑距離x2＝＝15m 物塊在斜面上運動離斜面底端的最遠距離x＝x1＋x2＝37.5m (3)撤去拉力后物塊上滑時間：t2＝＝2s 下滑過程：mgsinθ－Ff＝ma3 解得a3＝2.5m/s2 由x＝a3t，可得t3＝＝s 物塊在斜面上運動的總時間t＝t1＋t2＋t3＝(5＋) s