第三章牛顿运动定律【单元检测】考试时间:60分钟试卷总分:100分注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号填写在答题卡上。2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。3.答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题:(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)。1.(2021·天津高三模拟)幼儿园滑梯(如图甲所示)是孩子们喜欢的游乐设施之一,滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友(可视为质点),从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑,利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为(g为当地的重力加速度)。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°,滑道各处动摩擦因数相同,则小朋友在沿着AB下滑的过程中( )A.在最低点B时对滑道的压力大小为mgB.处于先超重后失重状态C.重力的功率先减小后增大D.克服摩擦力做功为2.(2021·湖南娄底市高三零模)如图所示。质量均为m的a、b两物块用轻杆连接放在倾角为37°的斜面上、在斜面上的段、b在斜面上的段。斜面上段粗糙,b与段间的动摩擦因数为0.5,段光滑,重力加速度为g。同时释放a、b,则释放的一瞬间(已知,)( )
A.物块a的加速度大小为0.4gB.物块a的加速度大小为0.5gC.杆对物块a的拉力大小为0.4mgD.杆对物块a的拉力大小为0.3mg3.(2021届河北衡水中学高三联考)如图甲所示,足够长的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,以弹簧上端位置为坐标原点O,沿竖直向下建立坐标轴。现将质量为m的小球从原点O正上方高度h处由静止释放,在小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,小球所受弹力F的大小随x(x表示小球的位置坐标)的变化关系如图乙所示。若不计小球与弹簧接触时的机械能损失,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )A.当时,小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最大B.小球动能的最大值为C.当时,小球的速度大于D.小球在最低点的加速度大小等于g4.(2021·湖南衡阳市高三一模)北京冬奥会将于2022年某日开幕。将运动员推冰壶的情景简化为图甲的模型,时,运动员对冰壶施加一水平向右的推力,作用1秒后撤去推力,冰壶运动的图像如图乙所示,已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为,则冰壶的质量和时冰壶的速度大小分别为(取)( )A.B.C.D.
5.(2020·浙江模拟)如图所示为某一游戏的局部简化示意图。D为弹射装置,AB是长为21m的水平轨道,倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上,B为圆形的最低点,轨道AB与BC平滑连接,且在同一竖直平面内。某次游戏中,无动力小车在弹射装置D的作用下,以v0=10m/s的速度滑上轨道AB,并恰好能冲到轨道BC的最高点。已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍,轨道BC光滑,则小车从A到C的运动时间是(取g=10m/s2)( )A.5sB.4.8sC.4.4sD.3s6.(2021江苏省模拟题)以下说法不符合物理学史的是( )A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在某一个地方B.伽利略通过理想实验得出结论:力是维持物体运动的原因C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物,不可能直接用实验验证7.(2021届辽宁省铁岭市六校高三一模)在煤矿安全生产过程中,用传送带运输煤块,大大提高了劳动效率,节省了人力,生产线简化如图所示,浅色传送带与水平面夹角为,传送带以的恒定速率沿逆时针方向转动。在传送带上端A处无初速度地轻放上一个质量为的煤块(可视为质点),煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25,已知传送带A到B的长度为。取。则在物块从A运动到B的过程中( )A.物块从A运动到B的时间为B.物块到B的速度为C.煤块在传送带上留下的划痕长度D.因物块和皮带之间的摩擦而产生的内能为8.(2021届河北衡水中学高三期中)如图甲所示,长木板B放在光滑的水平面上,质量为m
=4kg的小物块A可视为质点,以水平速度v0=3m/s滑上原来静止的长木板B的上表面,由于A、B间存在摩擦,导致A、B的速度随时间变化情况如图乙所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是A.A、B之间的滑动摩擦因数为0.1B.物块A克服摩擦力做功为16JC.木板B获得的最大动能为2JD.A、B系统产生的热量为12J第Ⅱ卷(非选择题,共52分)9.(6分)(2021届福建省三明市一中高三期中)为“验证牛顿第二定律”,某同学设计了如下实验方案:A.实验装置如图甲所示,一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮,另一端挂一质量为m=0.5kg的钩码。用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起,调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,连接纸带,接通打点计时器的电源,然后让滑块沿长木板滑下,打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题:(1)图乙中纸带的____端与滑块相连(选填“左”或“右”)。(2)图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出,打点计时器接频率为50Hz的交流电源,根据图乙求出滑块的加速度a=________m/s2。(3)不计纸带与打点计时器间的阻力,滑块的质量M=________kg(g取9.8m/s2,结果保留3位有效数字)。
10.(8分)(2021届福建省厦门市高三质检)在“探究质量一定时,加速度与物体所受合力的关系”的实验中,实验装置如图甲所示,两滑轮间的轻绳始终与长木板平行,打点计时器所接的交流电的频率为。(1)对该实验,下列必要且正确的操作有_________;A.取下砂桶,抬起长木板右端,使小车沿长木板做匀速运动B.测量砂桶和砂的质量C.实验时需要先释放小车,再接通电源(2)若在实验中得到一条纸带如图乙所示,0、1、2、3、4为五个相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出。根据纸带数据,可求出小车的加速度大小_________(结果保留两位有效数字);(3)该实验中,砂和砂桶的总质量m___________(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量M;(4)以力传感器的示数F为横坐标,通过纸带计算出的加速度a为纵坐标,画出图像如图丙所示,则小车的质量_________(结果保留两位有效数字)。11.(6分)(2021.广东惠州高三质检)在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图a所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端,实验中力传感器的拉力为F,保持小车[包括位移传感器(发射器)]的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图b所示。
(1)小车与轨道间的滑动摩擦力Ff=________N。(2)从图象中分析,小车[包括位移传感器(发射器)]的质量为________kg。(3)该实验小组为得到a与F成正比的关系,应将斜面的倾角θ调整到tanθ=________。12.(10分)(2021届河北省“五个一名校联盟”高三联考)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s。已知飞机质量m=7.0×104kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度g=10m/s2。求飞机滑跑过程中(1)加速度a的大小;(2)牵引力的平均功率P。13.(10分)(2020·山东泰安月考)如图9甲所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动。过a点时给物体施加一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图象如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;(2)10s后撤去拉力F,求物体再过15s离a点的距离。14.(12分)(2021届河北省邯郸市高三一模)如图所示,质量M=8kg的长木板B沿水平地面向左运动,同时受到水平向右的恒力F=48N的作用,当长木板B的速度v=6m/s时,从长木板B的左端滑上一质量m=2kg的小木块A,此时小木块A的速度大小也为v=6m/s,已知小木块A未从长木板B的右端滑下,小木块A与长木板B和长木板B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2。求:(1)长木板B向左运动的最大位移;(2)长木板B的长度至少为多少。