高中物理阶段验收评估三牛顿运动定律教科版必修1

阶段验收评估（三） 牛顿运动定律
(时间：50分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。

第1～5小题只有一个选项正确，第6～8小题有多个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)
1．关于物体的惯性，下列说法中正确的是( )
A ．把手中的球由静止释放后，球能加速下落，说明力是改变物体惯性的原因
B ．短跑运动员在比赛中做最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，物体的惯性也越大
C ．战斗机在空中作战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性
D ．公交汽车在启动时，乘客都要向前倾，这是乘客具有惯性的缘故
解析：选C 因为惯性是物体本身的一种属性，只与质量有关，与其他因素无关，故A 、B 均错误。

战斗机在空中作战时甩掉副油箱是为了减小质量，使惯性减小，运动状态容易改变，故C 正确。

公交汽车在启动时，人由于惯性应该向后倾，故D 错误。

2.物体静止在斜面上，如图1所示，下列说法正确的是( )
图1
A ．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B ．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C ．物体对斜面的压力等于物体所受的重力
D ．物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
解析：选B 作用力与反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一物体上，选项A 错误，B 正确；物体对斜面的压力等于物体重力沿垂直于斜面的分力，选项C 错误；物体的分力和合力应是针对同一物体，效果相同，故选项D 错误。

3.如图2所示，质量为M 的木箱置于水平地面上，在其内部顶壁固定一轻质弹簧，弹簧下与质量为m 的小球连接。

当小球上下振动的过程中，木箱对地面压力刚好等于mg ，求此时小球的加速度( )
图2
A.M ＋m m g ，方向向上
B.M ＋m m
g ，方向向下
C.Mg m ，方向向下
D.Mg m
，方向向上 解析：选C 设木箱对地面压力刚好等于mg 时，弹簧的弹力为F ，对木箱有N ＝Mg ＋F ＝mg ，对小球：mg －F ＝ma ，解得a ＝Mg m ，方向向下，选项C 正确。

4．如图3所示，在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆，A 、B 、C 为圆锥底部同一圆周上的三个点，杆aA 、bB 、cC 与水平底面的夹角分别为60°、45°、30°。

每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a 、b 、c 处由静止释放(忽略阻力)，用t 1、t 2、t 3依次表示各滑环分别到达A 、B 、C 所用的时间，则( )
图3
A ．t 1＞t 2＞t 3
B ．t 1＜t 2＜t 3
C ．t 1＝t 2＝t 3
D ．t 1＝t 3＞t 2
解析：选 D 小滑环沿杆下滑的加速度a ＝g sin θ，根据
R cos θ＝12at 2得，t ＝ 2R g sin θcos θ＝ 4R g sin 2θ
，当θ＝60°和30°时，时间相等，当θ＝45°时，时间最短，故t 1＝t 3＞t 2，故D 正确，A 、B 、C 错误。

5．(2015·重庆高考)若货物随升降机运动的v ­t 图像如图4所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是( )
图4
解析：选B 根据v ­t 图像可知电梯的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F －mg ＝ma 可判断支持力F 的变化情况：失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故选项B 正确。

6．两个完全相同的力分别作用在质量为m 1、m 2的两个物体上，使它们由静止开始运动，各经t 1、t 2时间后，两物体速度相同，则两物体通过的位移比是( )
A ．m 1∶m 2
B ．m 2∶m 1
C ．t 1∶t 2
D ．t 12∶t 22
解析：选AC 根据牛顿第二定律及运动学公式知，速度相同时，a 1t 1＝a 2t 2。

物体加速度为a 1＝F m 1，a 2＝F m 2。

物体的位移为x 1＝12a 1t 12，x 2＝12
a 2t 22。

整理得，x 1x 2＝t 1t 2＝m 1m 2。

故答案为A 、C 。

7.如图5所示，吊篮A 、物体B 、物体C 的质量分别为m 、3m 、2m 。

B 和C 分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计。

B 和C 在吊篮的水平底板上处于静止状态。

将悬挂吊篮的细线剪断的瞬间( )
图5
A ．吊篮A 的加速度大小为2g
B ．物体B 的加速度大小为g
C ．物体C 的加速度大小为2g
D ．A 、B 、C 的加速度大小都等于g
解析：选AC 弹簧开始的弹力F ＝3mg ，剪断细线的瞬间，弹力不变，将C 和A 看成一
个整体，根据牛顿第二定律得，a AC ＝F ＋m ＋2m g 3m
＝2g ，即A 、C 的加速度均为2g 。

故D 错误，A 、C 正确。

剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，B 的合力仍然为零，则B 的加速度为0，故B 错误。

8.如图6所示，小车的质量为M ，人的质量为m ，人用恒力F 拉绳，若人与车保持相对静止，且水平地面光滑，不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是( )
图6
A ．0 B.
m －M m ＋M F ，方向向右 C.m －M m ＋M F ，方向向左 D.M －m m ＋M
F ，方向向右 解析：选ACD 整体的加速度a ＝
2F M ＋m ，方向水平向左。

隔离对人分析，人在水平方向上受拉力、摩擦力，根据牛顿第二定律有：设摩擦力方向水平向右。

F －f ＝ma ，解得f ＝F －ma ＝M －m M ＋m F ；若M ＝m ，摩擦力为零；若M ＞m ，摩擦力方向向右，大小为M －m M ＋m
F ；若M ＜m ，摩擦力方向向左，大小为
m －M M ＋m F ，故A 、C 、D 正确。

二、实验题(本题共2小题，共18分)
9．(8分)如图7为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS 测小车的加速度。

图7
(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。

在某次实验中根据测得的多组数据可画出a ­F 关系图线(如图8所示)。

此图线的AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是( )
图8
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
解析：(1)探究加速度与力的关系，应保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合力。

(2)钩码质量较小时，可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，如果钩码的质量太大，则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，a­F图像偏离直线，选项C正确。

答案：(1)质量合外力(2)C
10．(10分)如图9为探究物体的加速度、作用力和质量三个物理量的关系的实验装置示意图。

砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。

实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

图9
(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。

接下来还需要进行的一项操作是________。

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动。

从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是________。

A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D．M＝400 g、m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3)如图10是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。

量出相邻的计数点之间的距离分别为x AB＝4.22 cm、x BC＝4.65 cm、x CD＝5.08 cm、x DE＝5.49 cm、x EF＝5.91 cm、x FG＝6.34 cm。

已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留两位有效数字)。

图10
解析：要使砂和砂桶的重力mg 近似等于小车所受的合外力，首先要平衡摩擦力，然后还要满足m ≪M 。

而平衡摩擦力时不需挂砂桶，但要带纸带，故(1)选B ，(2)选C 。

用逐差法a ＝x DE ＋x EF ＋x FG －x AB －x BC －x CD 9T 2，求得a ＝0.42 m/s 2。

答案：(1)B (2)C (3)0.42
三、计算题(本题共2小题，共34分)
11．(16分)我国歼­15舰载战斗机的质量m ＝2.0×104
kg ，降落时在水平甲板上受阻拦索的拦阻，速度从v ＝80 m/s 减小到零所用时间t ＝2.5 s ，若将上述运动视为匀减速直线运动，求该战斗机在此过程中：
图11
(1)加速度的大小a ；
(2)滑行的距离x ；
(3)所受合力的大小F 。

解析：(1)根据加速度的定义式得：
a ＝Δv Δt ＝0－802.5
m/s 2＝－32 m/s 2。

(2)根据速度位移公式2ax ＝v 2－v 02得：
x ＝v 2－v 022a ＝0－6 400－64
m ＝100 m 。

(3)根据牛顿第二定律得：
F ＝ma ＝20 000×32 N＝6.4×105 N 。

答案：(1)32 m/s 2(2)100 m(3)6.4×105
N
12. (18分)如图12所示，物体A 、B 用一根轻绳连接放在粗糙水平面上，绳与水平方向的夹角α＝37°(α始终保持不变)。

某时刻A 、B 在水平外力F 的作用下，由静止开始做匀加速直线运动，2 s 内A 、B 前进的距离为12 m 。

已知A 的质量为m ＝1 kg ，它与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度g ＝10 m/s 2。

(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
图12
(1)A 、B 共同运动的加速度大小和绳的拉力大小；
(2)2 s 末将绳剪断，物块A 还能滑行多远。

解析：(1)设A 、B 共同运动的加速度为a ，由运动学公式有：x ＝12
at 2，代入数据得：a ＝6 m/s 2
对A 受力分析如图所示，由牛顿第二定律得：
T cos α－f ＝ma
N ＋T sin α＝mg
又f ＝μN
联立以上方程并代入数据得：T ＝10 N 。

(2)设2 s 末A 的速度为v 1，由运动学公式有：v 1＝at
剪断细绳后，A 物块由牛顿第二定律得：－μmg ＝ma ′
A 物块做匀减速直线运动直到停止，设A 物块滑行的距离为x ′，由运动学公式有：2a ′x ′＝0－v 12
联立以上方程并代入数据得：x ′＝14.4 m 。

答案：(1)6 m/s 2 10 N (2)14.4 m。