第五章 牛顿运动定律 章末综合检测 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分，每小题只有一个选项符合题目要求。 1.如图所示的装置可以演示伽利略的理想实验，装置为两个对接的斜面，让 小球沿左边的斜面滑下并滚上右边的斜面，然后改变右边斜面的倾角，重复操作 ， 利用曝光频率一定的相机拍下小球运动过程中的图片，则(　　) A．该实验为牛顿第一运动定律的提出提供了有力的依据，因此牛顿第一运动定律是实验定律 B．由图片可知小球在右侧的斜面上的速度逐渐减小，因此证实了“物体的运动需要力来维持” C．当右侧的斜面水平时，小球近似做匀速直线运动，说明“如果没有外力的作用，小球将在水平面 上永远运动下去” D．如果没有摩擦力，小球在右边的斜面上也不能运动到与左边释放点相同的高度 2．关于牛顿第一运动定律，下列说法正确的是(　　) A．牛顿第一运动定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的 B．根据牛顿第一运动定律可知，力是维持物体运动的原因 C．惯性是物体的固有属性，物体的质量越大，惯性越大 D．物体保持静止或匀速直线运动状态时有惯性，加速时没有惯性 3．春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时(　　) A．人对湿地地面的压力就是人受的重力 B．人对湿地地面的压力大于湿地地面对人的支持力 C．人对湿地地面的压力等于湿地地面对人的支持力 D．人对湿地地面的压力小于湿地地面对人的支持力 4．亚里士多德在其著作《物理学》中说：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定 的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的非 “自然运动”称之为“受迫运动”。伽利 略、笛卡儿、牛顿等人反驳了亚里士多德的这些说法，并建立了“新物理学”。“新物理学”认为一切物体都 具有的“自然本性”是惯性。下列关于惯性和运动的说法中不符合“新物理学”的是(　　) A．一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动 B．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因 C．骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了增大惯性冲上坡 D．竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向 运动，是由于物体具有惯性 5.甲、乙两物体都静止在水平面上，质量分别为 m 甲、m 乙，与水平面间的动摩擦因 数分别为 μ 甲、μ 乙。现用水平拉力 F 分别作用于两物体上，加速度 a 与拉力 F 的关系如 图，图中 b、－2c、－c 为相应坐标值，重力加速度为 g。由图可知(　　) A．μ 甲＝；m 甲＝ B．μ 甲＝；m 甲＝ C．m 甲∶m 乙＝1∶2，μ 甲∶μ 乙＝1∶2 D．m 甲∶m 乙＝2∶1，μ 甲∶μ 乙＝1∶2 6.如图所示，小球自 a 点由静止自由下落，到 b 点时与弹簧接触，到 c 点时弹簧被压缩到最 短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由 a→b→c 的运动过程中(　　) A．b 点到 c 点先加速后减速 B．b 点的速度最大 C．b 点的加速度小于重力加速度 g D．c 点的加速度方向竖直向下 7.如图所示，质量分别为 m 和 2m 的 A、B 两物块，用一轻弹簧相连，将 A 用轻绳悬挂 于天花板上，用一木板托住物块 B。调整木板的位置，当系统处于静止状态时，悬挂 A 物块 的悬绳恰好伸直且没有拉力，此时轻弹簧的形变量为 x。突然撤去木板，重力加速度为 g， 则下列说法正确的是(　　) A．撤去木板后，B 物块向下运动 x 时速度最大 B．撤去木板后，B 物块向下运动 2x 时速度最大 C．撤去木板瞬间，B 物块的加速度大小为 g D．撤去木板瞬间，B 物块的加速度大小为 1.5g 8．在光滑水平桌面上，物块 A 用轻绳和物块 B 连接，轻绳跨过定滑轮，物块 B 悬空，如图甲所示， 系统从静止开始，系统运动的加速度为 a1，在图乙中，若对轻绳施加一个和物块 B 重力相等的拉力 F，物 块 A 从静止开始运动的加速度为 a2，则(　　) A．a1＜a2　　　　　 B．a1＝a2 C．a1＞a2 D．无法判断 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选 对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9．伽利略对自由落体运动和力与运动的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学 研究方法。图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( ) A．图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B．图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易 C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 D．图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持 10．如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器 相连，细绳水平。t＝0 时，木板开始受到水平外力 F 的作用，在 t＝4 s 时撤去外力。细绳对物块的拉力 f 随时间 t 变化的关系如图(b)所示，木板的速度 v 与时间 t 的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可 以忽略。重力加速度取 10 m/s2。由题中数据可以得出(　　) A．木板的质量为 1 kg B．2～4 s 内，力 F 的大小为 0.4 N C．0～2 s 内，力 F 的大小保持不变 D．物块与木板之间的动摩擦因数为 0.2 11．如图甲所示，一物块在 t＝0 时刻滑上一固定斜面，其运动的速度 v 随时间 t 变化的关系图像如图 乙所示，取 g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．物块的质量一定是 1 kg B．斜面的倾斜角为 30° C．物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 D．物块沿斜面向上运动的最大距离为 1 m 12.如图所示，A、B 两物块的质量分别为 3m 和 m，静止叠放在水平地面上，A、B 间的动摩擦因数为 μ，B 与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重 力加速度为 g。现对 A 施加一水平拉力 F，则以下说法正确的是(　　) A．当 F<3μmg 时，A、B 都相对地面静止 B．当 F＝4μmg 时，A 的加速度为 μg C．当 F>8μmg 时，A 相对 B 滑动 D．无论 F 为何值，B 的加速度都不会超过 2μg 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．(6 分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，其结构如图甲所示，a、b 分别是光 电门的激光发射和接收装置。当有物体从 a、b 之间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现 利用图乙所示的装置设计一个“探究物体的加速度与合外力、质量的关系”的实验，图中 AB 是水平桌面， CD 是一端带有定滑轮的长木板，为了平衡小车与木板间的摩擦，将木板的 C 端用木块垫高。将光电门固 定在靠近木板滑轮一端的 F 点(与之连接的光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片 K，让小 车从木板上的 E 点由静止滑下，与光电门连接的计时器显示窄片 K 的挡光时间。 (1)用游标卡尺测量窄片的宽度 d，用米尺测量 E、F 两点间距为 L，已知 L≥d，与光电门连接的计时 器显示的挡光时间为 Δt，则小车的加速度表达式 a＝________(结果用所给字母表示)。 (2)某同学在实验中保持小车质量 M 不变，改变砂与砂桶的总质量 m，并将砂和砂桶的总重力当成小 车所受的合外力 F，通过多次测量作出 aF 图线，如图丙中实线所示。试分析图线不过坐标原点的原因是 _________________________________________________， 图线上部明显偏离直线的原因是__________________。 14．(10 分)某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加 速度与力的关系，实验装置如图甲所示。 (1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点的时间间隔为 0.1 s，由图中的数据可得小车的 加速度 a＝________m/s2； (2)该实验小组以测得的加速度 a 为纵轴，所挂钩码的总重力 F 为横轴，作出的图像如丙图中图线 1 所示，发现图像不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小 车上，直接测量细线拉小车的力 F′，作 aF′图如丙图中图线 2 所示，则图像不过原点的原因是__________ ________________________________________， 对于图像上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是____________； (3)该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度 a 为纵轴，所挂钩码的总重力 F 和传感器测得 的 F′为横轴作图像，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案。 15.(10 分)一质量 m＝2.0 kg 的小物块以一定的初速度冲上一倾角为 37°的足 够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速 度，并用计算机作出了小物块上滑过程的 vt 图像，如图所示，求： (sin 37°＝ 0.6，cos 37°＝0.8，g 取 10 m/s2) (1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小； (2)小物块与斜面间的动摩擦因数。 16.(10 分)如图所示，水平传送带的两端 A、B 相距 s＝6 m，以 v0＝4 m/s 的速度 (始终保持不变)顺时针运转。今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至 A 端，由 于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。已知煤块与传送带间的动摩擦因数 μ＝ 0.25，重力加速度 g＝10 m/s2，求煤块从 A 运动到 B 的过程中所用的时间和划痕长度。 17.(11 分)如图所示，质量 M＝2.0 kg 的薄木板静止在水平桌面上，薄木板上 放有质量 m＝1.0 kg 的小铁块(可视为质点)，它离木板左端的距离为 L＝0.25 m，铁块与木板间的动摩擦 因数为 μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一水平向右的拉力作用在木板上，使木板和铁块 由静止开始运动，g 取 10 m/s2。 (1)若桌面光滑，拉力大小恒为 F1＝4.8 N，求小铁块运动的加速度大小； (2)若木板以 4.0 m/s2 的加速度从铁块下向右抽出，求抽出过程所经历的时间 t； (3)若桌面与薄木板间的动摩擦因数也为 μ，则拉力 F2 的大小满足什么条件才能将木板从铁块下抽出？ 18. (13 分)如图所示，质量相等的物块 A 和 B 叠