2020版物理优一轮江苏专用版讲义：第三章牛顿运动定律章末检测（三）

章末检测(三)

(时间：50分钟　满分：100分)

一、单项选择题(共5小题，每小题6分，共30分)

1.(2018·南通三模)春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性的最早记述。下列关于惯性的说法中正确的是(　　)

A.车只在运动时才具有惯性

B.撤去拉力后车的惯性大小不变

C.拉力可以改变车的惯性

D.车运动越快惯性越大

解析　质量是惯性大小的唯一量度，与物体运动状态及受力情况无关，B正确。

答案　B

2.(2018·苏北四市第一次调研测试)如图1所示，小明将叠放在一起的A、B两本书抛给小强，已知A的质量为m，重力加速度为g，两本书在空中不翻转，不计空气阻力，则A、B在空中运动时(　　)

图1

A.A的加速度等于g    B.B的加速度大于g

C.A对B的压力等于mg    D.A对B的压力大于mg

解析　两个物体叠在一起水平抛出，做加速度为g的抛体运动，处于完全失重状态，则A与B间的作用力为零，故A项正确，B、C、D项错误。

答案　A

3.《跳悬崖》是安卓平台上的一款益智休闲类小游戏，其过程中一个片段如图2甲所示。在游戏中，玩家控制的长毛怪要不断通过跳床帮助企鹅在悬崖上打下落脚点，企鹅则会按照打下的落脚点进行攀爬。假设长毛怪从一定高处开始仅在重力作用下下落，接触跳床后弹回的整个过程中没有能量损失，长毛怪的速度随时间变化的图象如图乙所示，图中Oa段和cd段为直线。则下列说法不正确的是(　　)

图2

A.长毛怪在0～t1段做自由落体运动

B.长毛怪在t1～t2段处于失重状态

C.长毛怪在t2～t4段先处于超重状态后处于失重状态

D.长毛怪在t5～t6段的加速度与0～t1段的相同

解析　由题意知速度方向向下时为正方向，长毛怪在0～t1段做自由落体运动，选项A正确；在t1～t2段速度继续增大，加速度方向向下，处于失重状态，选项B正确；在t2～t4段速度先减小后增大，加速度方向向上，处于超重状态，选项C错误；t5～t6段长毛怪做竖直上抛运动，加速度为g，与0～t1段加速度相同，选项D正确。

答案　C

4.(2018·苏锡常镇四市一调)如图3所示为从静止开始做直线运动的物体加速度－时间图象，关于物体运动下列说法正确的是(　　)

图3

A.物体在t＝6 s时，速度为0

B.物体在t＝6 s时，速度为18 m/s

C.物体运动前6 s平均速度为9 m/s

D.物体运动前6 s位移为18 m

解析　物体在t＝6 s时，速度为v＝t＝×6×6 m/s＝18 m/s，选项B正确，A错误；因物体做变加速运动，无法求解前6 s的位移和平均速度，故选项C、D错误。

答案　B

5.(2018·苏锡常镇四市一调)高空滑索是勇敢者的运动。如图4所示一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动(设钢索是直的)，下滑过程中到达图中A位置时轻绳与竖直线有夹角，到达图中B位置时轻绳竖直向下。不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)

图4

A.在A位置时，人的加速度可能为零

B.在A位置时，钢索对轻绳的作用力小于人的重力

C.在B位置时，钢索对轻环的摩擦力为零

D.若轻环在B位置突然被卡住，则此时轻绳对人的拉力等于人的重力

解析　在A位置时，人受到重力和绳的拉力，合力沿斜面向下，不为零，则加速度不可能为零；拉力T＝mgtan θ，当θ<45°时，T<mg，故A项错误，B项正确；在B位置时，细绳的拉力竖直，则人匀速下滑，此时钢索对轻环的摩擦力等于重力的分力mgsin θ，选项C错误；若轻环在B位置突然被卡住，则此时人将做圆周运动，根据T－mg＝m可知，轻绳对人的拉力大于人的重力，选项D错误。

答案　B

二、多项选择题(共4小题，每小题6分，共24分)

6.关于下图中四幅图片，下列说法正确的是(　　)

A.图甲中学生从如图姿势起立到直立站于体重计的过程中，体重计示数先减小后增大

B.图乙中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变

C.图丙中赛车的质量不是很大却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度

D.图丁中高大的桥要造很长的引桥，从而减小桥面的坡度来减小车辆重力沿桥面方向的分力，保证行车方便与安全

解析　题图甲中学生从图示姿势起立到直立站于体重计的过程中，先向上加速，加速度向上，处于超重状态，再向上减速，加速度向下，处于失重状态，由超重和失重的概念可知，体重计的示数先增大后减小，选项A错误；冰壶受到的阻力很小，加速度就很小，但速度大小会减小，只是减小的很慢，选项B错误；由牛顿第二定律可知选项C正确；高大的桥造很长的引桥，可以减小桥面的坡度，这样可以减小车辆重力沿桥面方向的分力，保证行车方便与安全，选项D正确。

答案　CD

7.(2019·江苏省天一中学高三调研)一滑块以初速度v0从固定斜面底端沿斜面(其足够长)向上滑，该滑块的速度－时间图象不可能是(　　)

解析　上滑过程中，mgsin θ＋f＝ma1，滑块做匀加速直线运动，下滑过程中

mgsin θ－f＝ma1，滑块做匀加速直线运动，加速度减小了，C项正确；还有可能上升到最高点，重力的分力不足以克服最大静摩擦力而静止，B项正确；如果斜面光滑，则选项A、D不可能。

答案　AD

8.(2018·如皋质检)如图5所示，吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度，重力大小为G的运动员静止时，左边绳子张力为T1，右边绳子张力为T2，则下列说法中正确的是(　　)

图5

A. T1和T2是一对作用力与反作用力

B. T1和T2的合力与重力G是一对作用力与反作用力

C. T1和T2的合力大小等于重力的大小G

D. 运动员两手缓慢撑开时，T1和T2都会变大

解析　 作用力与反作用力必须作用在相互作用的两个物体上，T1与T2作用在同一个物体上，故A错误；两绳作用力T1和T2的合力与运动员的重力是一对平衡力，大小相等，故B错误，C正确；当运动员两手缓慢撑开时，吊绳与竖直方向的夹角增大，T1和T2夹角变大，T1和T2都会变大，故D正确。

答案　CD

9.(2018·江苏省东海县高三调研)如图6所示，小球B放在真空正方体容器A内，球B的直径恰好等于A的内边长，现将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法正确的是(　　)

图6

A.若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有弹力

B.若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的弹力向下

C.若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的弹力向上

D.若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的弹力

解析　将容器以初速度v0竖直向上抛出后，若不计空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度为g，再以容器A为研究对象，上升和下落过程其合力等于其重力，则B对A没有压力，A对B也没有支持力，故选项A正确，D错误；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：上升过程加速度大于g，再以球B为研究对象，根据牛顿第二定律分析：B受到的合力大于重力，B除受到重力外，还应受到向下的弹力，A对B的弹力向下，故选项B正确；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到：下落过程加速度小于g，再以B为研究对象，根据牛顿第二定律分析：B受到的合力小于重力，B除受到重力外，还应受到向上的力，即A对B的支持力向上，B对A的弹力向下，故选项C错误。

答案　AB

三、实验题(共12分)

10.(2018·江苏省常州市高三模拟)如图7，小芳同学用图示装置测量小车沿斜面下滑的加速度。将长直木板B支成斜面，挡光片P固定在小车C的前端并与前端平齐，光电门G固定在木板上，导光孔与木板上的位置A相齐。让小车C的前端在斜面上的位置O由静止释放，测出OA的距离、挡光片的宽度及挡光时间，算出挡光片通过光电门的平均速度，即可测出小车下滑的加速度。

图7

(1)小芳将方案向全班同学展示，你认为该方案测得的加速度________(填“偏大”或“偏小”)；为了更精确地测得小车的加速度，小芳对方案进行了改进：换用不同宽度的挡光片固定在小车C的前端并与前端平齐，让小车C的前端在斜面上的同一位置O由静止释放，记录每次实验挡光片的宽度Δx和挡光时间t，并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度。

记录在下表中。

图8

(2)在图8上画出 －t图象。

(3)根据图象，小车前端过A处的瞬时速度大小为________ m/s。(结果请保留2位有效数字)

(4)根据图象，小车的加速度大小为________ m/s2。(结果请保留2位有效数字)

(5)小芳将新方案向全班同学展示，有同学认为小芳的新方案每次都改变了研究对象的总质量，因此实验没有重复性，你认为这一观点________(填“正确”或“错误”)。

解析　(1) 根据平均速度是测得的中间时刻的速度，比小车前端到达A的速度偏大，根据a＝得出加速度偏大。

(2)所画的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点尽量均匀地分居两侧。

(3)由图象知挡光时间为零时，此时的速度就是小车前端过A点的瞬时速度。

(4)设遮光条前端通过光电门时的瞬时速度为v0，由遮光条通过光电门时平均速度等于中间时刻的速度，有＝v0＋a。 －t图象的斜率k＝a得出a＝3.0 m/s2。

(5)由a＝gsin θ－μgcos θ知小车运动的加速度大小与小车质量无关，故改变研究对象的质量不能改变小车运动的速度。

答案　(1)偏大　(2)见解析图　(3)0.30(±0.02)

(4)3.0(±0.2)　(5)错误

四、计算题(共2小题，共34分)

11.(17分)(2018·江苏省镇江市高三模拟)如图9所示为一滑草场某条滑道的侧面图，由高均为h、与水平面倾角分别为45°和37°的两段直滑道组成。一辆滑草车由静止开始从上滑道顶端处滑下，不计车在滑道交接处的能量损失。已知滑草车与上、下滑道草地之间的动摩擦因数μ＝，重力加速度为g，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，计算结果请用h和g表示。求：

图9

(1)滑草车在下段滑道上运动的加速度；

(2)滑草车在整个运动过程中最大速度的大小；

(3)请通过计算来判断滑草车能否到达下段滑道的最底端。

解析　(1) 根据牛顿第二定律得F合＝ma

滑草车在下段滑道上运动时，有

mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma

解得a＝－g(负号表示滑草车在下坡道上做减速运动)

(2) 滑草车通过第一段滑道末端时速度最大，由动能定理得

mgh－μmgcos 45°＝mv

解得vm＝

(3) 根据动能定理W合＝ΔEk

对全过程：

2mgh－μmgcos 45°－μmgcos 37°＝mv2

解得v＝0

说明滑草车刚好到达下段滑道的最底端

答案　(1)－g　(2)　(3)能到达下段滑道的最底端

12.(17分)(2018·如东质检)如图10所示，一小木箱放在平板车的中部，距平板车的后端、驾驶室后端均为L＝2.0 m，处于静止状态，木箱与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.40。现使平板车在水平路面上以加速度a0匀加速启动，速度达到v＝6.0 m/s后接着做匀速直线运动，运动一段时间后匀减速刹车。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2。

图10

(1) 若木箱与平板车保持相对静止，加速度a0大小满足什么条件？

(2) 若a0＝6.0 m/s2，当木箱与平板车的速度都达到6.0 m/s时，求木箱在平板车上离驾驶室后端距离s；

(3) 若在木箱速度刚达到6.0 m/s时平板车立即用恒定的阻力刹车，要使木箱不会撞到驾驶室，平板车刹车时的加速度大小a应满足什么条件？

解析　(1) 木箱与车相对静止，加速度相同，设最大值为am，由牛顿第二定律有

μmg＝mam

解得am＝4.0 m/s2

故应满足的条件为a0≤4.0 m/s2

(2) 由于a0＝6.0 m/s2＞4.0 m/s2，故木箱与车发生相对滑动

木箱速度达到v＝6 m/s所需的时间

t1＝＝1.5 s

运动的位移x1＝t1

平板车速度达到v＝6 m/s所需的时间t2＝＝1.0 s

运动的位移x2＝t2＋v(t1－t2)

且有s＝x2－x1＋L

解得s＝3.5 m

(3) 木箱减速停止时的位移x3＝

平板车减速停止时的位移x4＝

木箱不与车相碰应满足x3－x4≤s

解得a≤18 m/s2

答案　见解析