(時(shí)間：60分鐘 分值：100分)


一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)


1．下列說法正確的是( )


A．牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因


B．一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，如果不再受力，它總會逐漸停下來，這說明，靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長時(shí)間不受力時(shí)的“自然狀態(tài)”


C．伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出：如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個(gè)速度，將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去


D．車速越大，剎車后滑行的距離越長，所以慣性越大


解析：選C.伽利略最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，故A錯(cuò)誤；一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，它總會逐漸停下來，是因?yàn)槲矬w受到了摩擦力，如果不受力，物體會永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，故B錯(cuò)誤；伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出：如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個(gè)速度，將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去，故C正確；慣性只與質(zhì)量有關(guān)，與速度無關(guān)，故D錯(cuò)誤．





2．如圖所示，小明在做雙腳跳臺階的健身運(yùn)動(dòng)，若忽略空氣阻力，則下列說法正確的是( )





A．小明在下降過程中(未著地)處于失重狀態(tài)


B．小明起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)


C．小明落地時(shí)地面對他的支持力小于他的重力


D．起跳過程地面對小明的作用力就是他對地面的作用力


解析：選A.超重還是失重要看加速度方向，若加速度方向向上即為超重，若加速度方向向下即為失重．小明在下降過程中因加速度向下，故失重，A正確；起跳以后的上升過程中加速度也向下，也是失重，B錯(cuò)誤；小明落地時(shí)因做減速下降，加速度向上，所以是超重，地面對他的支持力大于他的重力，C錯(cuò)誤；起跳過程中地面對小明的作用力與他對地面的作用力是一對作用力與反作用力，不是同一個(gè)力，D錯(cuò)誤．





3．(2019·北京朝陽區(qū)高一檢測)如圖所示，一個(gè)熱氣球與沙包的總質(zhì)量為m，在空氣中以大小為eq \f(g,3)的加速度加速下降，為了使它勻速下降，則應(yīng)該拋掉的沙的質(zhì)量為(假定空氣對熱氣球的浮力恒定，空氣的其他作用忽略不計(jì))( )


A.eq \f(m,3) B．eq \f(m,2)


C.eq \f(2m,3) D．eq \f(3m,4)


解析：選A.物體加速下降時(shí)，它受到重力與空氣的浮力作用，則mg－F?。絤a，則F浮＝eq \f(2mg,3)，為了使它勻速下降，則物體應(yīng)該受到平衡力的作用，即重力應(yīng)該變?yōu)閑q \f(2mg,3)，故應(yīng)該拋掉的沙的質(zhì)量為eq \f(m,3)，選項(xiàng)A正確．


4.





如圖所示，乘客在公交車上發(fā)現(xiàn)車廂頂部A處有一小水滴落下，并落在地板偏前方的B點(diǎn)處，由此判斷公交車的運(yùn)動(dòng)情況是( )


A．向前加速運(yùn)動(dòng)


B．向前減速運(yùn)動(dòng)


C．向后勻速運(yùn)動(dòng)


D．向后減速運(yùn)動(dòng)


解析：選B.水滴離開車頂后，由于慣性在水平方向上保持離開時(shí)的速度不變，而水滴落點(diǎn)B在A點(diǎn)正下方的前面，表明若車向前行駛，水滴下落時(shí)，車正在減速，A錯(cuò)誤，B正確；若車向后減速運(yùn)動(dòng)，水滴下落時(shí)將落在A點(diǎn)正下方的后方，故D錯(cuò)誤；若車向后勻速運(yùn)動(dòng)，水滴將落在A點(diǎn)的正下方，C錯(cuò)誤．


5．(2019·建德市高一檢測)“兒童蹦極”中，拴在腰間左右兩側(cè)的是彈性好的橡皮繩．質(zhì)量為m的小明如圖靜止懸掛時(shí)兩橡皮繩的拉力大小均恰為mg，若此時(shí)小明右側(cè)橡皮繩在腰間斷裂，則小明此時(shí)( )





A．加速度為零


B．加速度a＝g，沿原斷裂繩的方向斜向左下方


C．加速度a＝g，沿未斷裂繩的方向斜向右上方


D．加速度a＝g，方向豎直向下


解析：選B.小明靜止時(shí)受到重力和兩根橡皮條的拉力，處于平衡狀態(tài)，如圖





由于T1＝T2＝mg，故兩個(gè)拉力的合力一定在角平分線上，且在豎直線上，故兩個(gè)拉力的夾角為120°，當(dāng)右側(cè)橡皮條拉力變?yōu)榱銜r(shí)，左側(cè)橡皮條拉力不變，重力也不變；由于三力平衡時(shí)，三個(gè)力中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線，故左側(cè)橡皮條拉力與重力的合力與右側(cè)橡皮條斷開前的彈力反方向，大小等于mg，故加速度為g，沿原斷裂繩的方向斜向左下方．故選B.


6．如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的物塊由相同的材料制成，且M＞m，將它們用通過輕而光滑的定滑輪的細(xì)線連接(與M相連的細(xì)線水平)．如果按圖甲放置，則質(zhì)量為m的物塊剛好勻速下降．如果兩物塊互換位置，如圖乙所示，則它們的共同加速度大小為(重力加速度為g)( )





A.eq \f(Mg,M＋m) B．eq \f(（M－m）g,m)


C.eq \f(（M－m）g,M) D．上述均不正確


解析：選C.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)平衡條件知，mg＝μMg；互換位置后，對兩物塊分別應(yīng)用牛頓第二定律得，Mg－F＝Ma，F(xiàn)－μmg＝ma，聯(lián)立解得a＝eq \f(Mg－μmg,M＋m)＝eq \f(（M－m）g,M)，選項(xiàng)C正確．


二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)


7．(2019·南昌一中高一檢測)如圖所示，當(dāng)車廂向前加速前進(jìn)時(shí)，質(zhì)量為M的物體靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車廂加速度增加時(shí)，則( )





A．靜摩擦力增加


B．車廂豎直壁對物體的彈力增加


C．物體M仍保持相對于車廂的靜止?fàn)顟B(tài)


D．物體的加速度也增加


解析：選BCD.





以物塊為研究對象，分析受力情況如圖所示．


重力Mg，車廂的彈力N和靜摩擦力f，根據(jù)牛頓第二定律得水平方向：N＝Ma，豎直方向：f＝Mg，當(dāng)加速度增大時(shí)，M受靜摩擦力f不變，故A錯(cuò)誤；當(dāng)加速度增大時(shí)，N增大，車廂壁對物體M的彈力增大，故B正確；當(dāng)加速度增大時(shí)，N增大，M所受的最大靜摩擦力增大，物塊不可能向下滑動(dòng)，故C正確；由于物體相對于小車靜止，故物體的加速度隨小車的加速度的增大而增大，故D正確．


8．如圖所示，已知物塊A、B的質(zhì)量分別為m1＝4 kg、m2＝1 kg，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.5，A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.5，設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，g取10 m/s2，在水平力F的推動(dòng)下，要使A、B一起運(yùn)動(dòng)而B不致下滑，則力F大小可能的是( )





A．50 N B．100 N


C．125 N D．150 N


解析：選CD.對B不下滑有μ1FN≥m2g，由牛頓第二定律FN＝m2a；對整體有F－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，得F≥(m1＋m2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,μ1)＋μ2))g＝125 N，選項(xiàng)C、D正確．


9．(2019·河北百校聯(lián)盟高一期末)伽利略被譽(yù)為“經(jīng)典物理學(xué)的奠基人”，成功地解釋了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，如圖，讓小球沿斜面AB由靜止?jié)L下，沿水平面BC向前運(yùn)動(dòng)，直到滾到另一個(gè)斜面CD.如果無摩擦力，無論BC多長、斜面AB比斜面CD陡些還是緩些，小球總會在斜面CD上的某點(diǎn)速度變?yōu)榱?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度相同．設(shè)起點(diǎn)為p，終點(diǎn)為q，下列說法正確的是( )





A．力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因


B．力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因


C．小球在斜面上運(yùn)動(dòng)距離與斜面傾角的正弦成正比


D．小球在A、B斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比等于斜面傾角正弦的反比


解析：選AD.伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)證明了：運(yùn)動(dòng)不需力來維持，物體不受外力作用時(shí)，總保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確，B錯(cuò)誤；由s＝eq \f(h,sin α)＝eq \f(1,2)gt2sin α，t＝eq \f(1,sin α)eq \r(\f(2h,g))，故C錯(cuò)誤，D正確．


10．如圖甲，一物塊在t＝0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖線如圖乙所示．若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出( )





甲 乙


A．斜面的傾角


B．物塊的質(zhì)量


C．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)


D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度


解析：選ACD.由題圖乙可以求出物塊上升過程中的加速度為a1＝eq \f(v0,t1)，下降過程中的加速度為a2＝eq \f(v1,t1).物塊在上升和下降過程中，由牛頓第二定律得mgsin θ＋f＝ma1，mgsin θ－f＝ma2，由以上各式可求得sin θ＝eq \f(v0＋v1,2t1g)，滑動(dòng)摩擦力f＝eq \f(m（v0－v1）,2t1)，而f＝μFN＝μmgcs θ，由以上分析可知，選項(xiàng)A、C正確；由v－t圖像中橫軸上方的面積可求出物塊沿斜面上滑的最大距離，可以求出物塊沿斜面向上滑行的最大高度，選項(xiàng)D正確．


三、非選擇題(本題共3小題，共40分．按題目要求作答，計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)


11．(10分)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：





甲


(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝成如圖甲所示的裝置圖．請你指出該裝置中的兩處錯(cuò)誤或不妥之處：


①________________________________________________________________________；


②________________________________________________________________________.


(2)改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)．圖乙是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a為________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)





乙


(3)為保證繩子對小車的拉力約等于小盤和重物的總重力mg，小盤和重物的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的關(guān)系是________．


解析：(2)由紙帶數(shù)據(jù)可得x1＝0.72 cm，x2＝1.63 cm－0.72 cm＝0.91 cm，x3＝2.74 cm－1.63 cm＝1.11 cm，x4＝4.04 cm－2.74 cm＝1.30 cm，用逐差法求加速度，a1＝eq \f(x3－x1,2T2)＝eq \f(1.11×10－2－0.72×10－2,2×0.12) m/s2＝0.195 m/s2，a2＝eq \f(x4－x2,2T2)＝eq \f(1.30×10－2－0.91×10－2,2×0.12) m/s2＝0.195 m/s2，故a＝eq \f(a1＋a2,2)≈0.20 m/s2.


(3)為保證繩子對小車的拉力約等于小盤和重物的總重力mg，小盤和重物的總質(zhì)量m必須遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，即m?M.


答案：(1)①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源 ②小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)(或?qū)嶒?yàn)中沒有平衡摩擦力) (2)0.20 (3)m?M


12．(14分)





在水平地面上有一質(zhì)量為2 kg的物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，10 s后拉力大小減為eq \f(F,3)，該物體的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示(g取10 m/s2)，求：


(1)物體受到的拉力F的大?。?br/>

(2)物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．


解析：由v－t圖像可知，物體的運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)過程，設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)過程的加速度為a1，勻減速運(yùn)動(dòng)過程的加速度為a2，則由題圖知a1＝eq \f(8－0,10) m/s2＝0.8 m/s2


a2＝eq \f(0－8,14－10) m/s2＝－2 m/s2


兩過程物體受力分別如圖甲、乙所示．





加速過程：F－μmg＝ma1


減速過程：eq \f(F,3)－μmg＝ma2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或μmg－\f(F,3)＝m|a2|))


聯(lián)立以上各式解得F＝8.4 N，μ＝0.34.


答案：(1)8.4 N (2)0.34


13．(16分)一質(zhì)量m＝2.0 kg的小物塊以一定的初速度沖上一傾角為37°且足夠長的斜面，某同學(xué)利用傳感器測出了小物塊從一開始沖上斜面到上滑過程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，并用計(jì)算機(jī)作出了小物塊上滑過程的速度—時(shí)間圖線，如圖所示．(取sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：





(1)小物塊沖上斜面過程中加速度的大??；


(2)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；


(3)小物塊所到達(dá)斜面最高點(diǎn)與斜面底端間的距離．


解析：(1)由小物塊上滑過程的速度—時(shí)間圖線，可得小物塊沖上斜面過程中加速度為


a＝eq \f(v－v0,t)＝eq \f(0－8.0,1.0) m/s2＝－8 m/s2


加速度大小為8 m/s2.


(2)對小物塊進(jìn)行受力分析如圖所示，由牛頓第二定律知：





mgsin 37°＋Ff＝ma


又FN－mgcs 37°＝0


Ff＝μFN


代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.25.


(3)由圖線知小物塊沿斜面上滑的距離為


x＝eq \f(v0,2)·t＝eq \f(8.0,2)×1.0 m＝4.0 m.


答案：(1)8 m/s2 (2)0.25 (3)4.0 m





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第1節(jié) 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律

版本： 魯科版 (2019)

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