第三章第9講提能訓練練案[14]基礎過關練題組一牛頓第一定律慣性1．(多選)科學家關于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法中符合歷史事實的是(BCD)A．亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體的運動狀態才會改變B．伽利略通過“理想實驗”得出結論：如果物體不受力，它將以這一速度永遠運動下去C．笛卡兒指出，如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向D．牛頓認為，物體都具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質[解析]亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體才能運動，故A錯誤；伽利略通過“理想實驗”得出結論：力不是維持運動的原因，如果物體不受力，它將以這一速度永遠運動下去，故B正確；笛卡兒指出如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向，故C正確；牛頓認為物體都具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，故D正確。2．圖示情境中，小球相對于水平桌面向后運動的原因是(B)A．小球突然失去慣性B．動車突然向前加速C．動車突然向前減速D．動車做勻速直線運動的速度很大[解析]小球突然相對水平桌面向后運動，是因為動車突然向前加速，因為慣性，小球會保持原來的運動狀態，所以會相對于水平桌面向后運動，故B正確。題組二牛頓第二定律3．昆蟲沫蟬跳躍的高度可達0.7m，而其身體長度僅有幾毫米，跳躍能力遠遠超過了人們先前所認為的昆蟲界的“跳高冠軍”——跳蚤。已知沫蟬起跳時平均加速度可達3.8km/s2，則沫蟬起跳時對地面的平均壓力大小與其受到的重力大小的比約為(C)A.3.8∶1 B．38∶1C．380∶1 D．3800∶1[解析]沫蟬起跳時，由牛頓第二定律得FN－mg＝ma，解得地面對沫蟬的支持力大小FN＝381mg，由牛頓第三定律可知，它對地面的壓力大小FN′＝FN＝381mg，則FN′∶G＝381∶1，則平均壓力大小與其受到的重力大小的比約為380∶1，故選C。4．(多選)(2024·廣東普寧市高三階段練習)如圖，一名兒童光腳沿中間的滑梯表面，從底端緩慢走到頂端(腳底與滑梯不打滑)，然后又從頂端坐下來由靜止滑下來，已知兒童的質量為m，滑梯與水平地面夾角為θ，兒童下滑時滑梯與兒童身體間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g，下列判斷正確的是(AC)A．兒童向上走時所受摩擦力為mgsinθ，方向沿斜面向上B．兒童向上走時所受摩擦力為μmgcosθ，方向沿斜面向上C．兒童下滑時加速度為gsinθ－μgcosθ，方向沿斜面向下D．兒童下滑時加速度為2gsinθ，方向沿斜面向下[解析]兒童從底端緩慢走到頂端時，處于平衡狀態，所受摩擦力為靜摩擦力，跟重力沿斜面向下的分力平衡，所以大小為mgsinθ，方向沿斜面向上，故A正確，B錯誤；兒童下滑時受到的摩擦力為滑動摩擦力，大小為Ff＝μmgcosθ，下滑時的加速度大小為a＝eq\f(mgsinθ－μmgcosθ,m)＝gsinθ－μgcosθ，方向沿斜面向下，故C正確，D錯誤。5.(多選)在光滑水平面上有一物塊受水平恒力F作用而運動，在其前方固定一個足夠長的輕質彈簧，如圖所示，當物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短的過程中，下列說法正確的是(BC)A．物塊接觸彈簧后立即做減速運動B．物塊接觸彈簧后先加速后減速C．當物塊的速度最大時，物塊的加速度等于零D．當彈簧處于壓縮量最大時，它受到的合力為零[解析]物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短的過程中，開始水平恒力大于彈簧的彈力，根據牛頓第二定律有a＝eq\f(F－kx,m)，知加速度向右，大小在減小，做加速運動，當彈力等于恒力F時，加速度為零，速度達到最大，然后彈力大于恒力F，則加速度a′＝eq\f(kx′－F,m)，彈力增大，則加速度增大，加速度方向與速度方向相反，做減速運動，知物體先做加速運動再做減速運動，故A項錯誤，B項正確；由以上分析可知，當物體的速度最大時，物體的加速度等于零，故C項正確；當彈簧壓縮到最短時，物體速度為零，合力最大，故D項錯誤。故選BC。6．(2024·黑龍江哈爾濱模擬)2023年5月6日，哈三中舉行春季趣味運動會。趣味比賽“毛毛蟲競速”鍛煉體能的同時，考驗班級的團隊協作能力。某班級在比賽中六位同學齊心協力，默契配合，發令后瞬間加速度達到10m/s2。已知“毛毛蟲”道具重10kg，重力加速度g的大小取10m/s2。則在發令后瞬間平均每位同學對道具的作用力約為(C)A．17N B．20NC．24N D．33N[解析]對“毛毛蟲”道具受力分析，受到向下的重力，左斜上的拉力，兩個力的合力為水平向左，所以根據力的矢量疊加可得F＝eq\r(mg2＋ma2)＝141N，所以平均每位同學對道具的作用力約為eq\x\to(F)＝eq\f(F,6)≈24N，故選C。7.2021年10月16日0時23分，“神舟十三號”成功發射，順利將三名航天員送入太空并進駐空間站。在空間站中，如需測量一個物體的質量，需要運用一些特殊方法：如圖所示，先對質量為m1＝1.0kg的標準物體P施加一水平恒力F，測得其在1s內的速度變化量大小是10m/s，然后將標準物體與待測物體Q緊靠在一起，施加同一水平恒力F，測得它們1s內速度變化量大小是2m/s。則待測物體Q的質量m2為(B)A．3.0kg B．4.0kgC．5.0kg D．6.0kg[解析]對P施加F時，根據牛頓第二定律有a1＝eq\f(F,m1)＝eq\f(Δv1,Δt)＝10m/s2，對P和Q整體施加F時，根據牛頓第二定律有a2＝eq\f(F,m1＋m2)＝eq\f(Δv2,Δt)＝2m/s2，聯立解得m2＝4.0kg，故選B。題組三單位制8．國際單位制(縮寫SI)定義了米(m)、秒(s)等7個基本單位，其他單位均可由物理關系導出。例如，由m和s可以導出速度單位m·s－1。歷史上，曾用“米原器”定義米，用平均太陽日定義秒。但是，以實物或其運動來定義基本單位會受到環境和測量方式等因素的影響，而采用物理常量來定義則可避免這種困擾。1967年用銫-133原子基態的兩個超精細能級間的躍遷輻射的頻率Δν＝9192631770Hz定義s；1983年用真空中的光速c＝299792458m·s－1定義m。2018年第26屆國際計量大會決定，7個基本單位全部用基本物理常量來定義(對應關系如圖，例如，s對應Δν，m對應c)，新SI自2019年5月20日(國際計量日)正式實施，這將對科學和技術發展產生深遠影響。下列選項不正確的是(D)A．7個基本單位全部用物理常量定義，保證了基本單位的穩定性B．用真空中的光速c(m·s－1)定義m，因為長度l與速度v存在l＝vt，而s已定義C．用基本電荷e(C)定義安培(A)，因為電荷量q與電流I存在I＝eq\f(q,t)，而s已定義D．因為普朗克常量h(J·s)的單位中沒有kg，所以無法用它來定義質量單位[解析]由于物理常量與環境和測量方式等因素無關，故用來定義基本單位時也不受環境、測量方式等因素的影響，A正確；由題意可知，t、ν的單位已定義，真空中光速c、基本電荷e、普朗克常量h均為基本物理常量，故可分別用l＝vt、I＝eq\f(q,t)、hν＝mc2來定義長度單位m、電流單位A及質量單位kg，B、C正確，D錯誤。9．小球在液體中運動時會受到液體的摩擦阻力，這種阻力稱為粘滯力。如果液體的粘滯性較大，小球的半徑較小，則小球受到的粘滯力f＝6πηrv，式中η稱為液體的粘滯系數，r為小球半徑，v為小球運動的速度。若采用國際單位制中的基本單位來表示η的單位，則其單位為(B)A.eq\f(kg,m·s2)B.eq\f(kg,m·s)C.eq\f(N·s2,m2)D．η為常數，沒有物理單位[解析]由f＝6πηrv得η＝eq\f(f,6πrv)，其中f、r、v的國際單位制單位分別是kg·m/s2、m、m/s，故若采用國際單位制中的基本單位來表示η的單位，其單位為eq\f(kg·m/s2,m·m/s)＝eq\f(kg,m·s)，B正確。能力綜合練10.(2024·浙江東陽質檢)如圖所示，小車上固定著硬桿，桿的端點固定著一個質量為m的小球。當小車有水平向右的加速度且逐漸增大時，桿對小球的作用力的變化情況(用F1至F4變化表示)可能是下圖中的(OO′沿桿方向)(C)[解析]小球與小車的運動情況保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐漸增大，對小球進行受力分析，豎直方向上受力平衡，所以桿對小球的作用力的豎直分量大小等于重力且不發生變化，水平方向上加速度向右并逐漸增大，所以桿對小球的作用力的水平分量逐漸增大，故C正確。11．(2024·安徽高三階段練習)艦載機沿著航母跑道直線加速過程中，由于氣流對機翼的作用會產生升力，若將發動機提供的推力和氣流對機翼的升力的合力稱為總動力F。設航母跑道可以看作是一個與水平面夾角為α的理想斜面，艦載機在起飛前以大小為a＝g的加速度沿著跑道加速，總動力F與飛機速度v的方向的夾也等于α，設飛機的質量為m，前進過程中受到的阻力(包括跑道摩擦阻力，空氣的阻力等)方向與速度方向相反，大小與飛機對跑道的正壓力成正比，比例系數為k＝eq\f(1,tanα)，重力加速度為g，則總動力F的大小為(A)A.eq\f(1＋sinα,sin2α)mg B．eq\f(1－sinα,sin2α)mgC.eq\f(1＋sinα,2sin2α)mg D．eq\f(1－sinα,2sin2α)mg[解析]飛機所受支持力為FN，所受阻力為Ff，受力分析如圖所示。沿著速度方向，由牛頓第二定律得Fcosα－mgsinα－Ff＝ma，垂直速度方向Fsinα＋FN－mgcosα＝0，由已知條件Ff＝kFN，k＝eq\f(1,tanα)，聯立解得F＝eq\f(1＋sinα,sin2α)mg，故選A。12．(多選)如圖所示，水平路面勻速行駛的卡車板面上的物體質量為m＝8000kg，它被一根水平方向上壓縮了的彈簧頂住而靜止在卡車上，這時彈簧的彈力為6000N。現因緊急事故對卡車施以制動力，使卡車開始減速運動，運動中加速度由零逐漸增大到1m/s2，隨即以1m/s2大小的加速度做勻減速直線運動。以下說法中正確的是(AC)A．物體與卡車始終保持相對靜止，彈簧對物體的作用力始終沒有發生變化B．物體受到的摩擦力一直減小C．當卡車加速度大小為0.75m/s2時，物體不受摩擦力作用D．卡車以1m/s2的加速度向右做勻減速直線運動時，物體受到的摩擦力為8000N[解析]卡車減速前，物體和卡車一起做勻速直線運動，物塊受水平向左的彈簧彈力和向右的靜摩擦力，有Ff靜＝F彈＝6000N，當物體隨卡車一起向右做減速時，若靜摩擦力為零，有F彈＝ma1，解得a1＝0.75m/s2。所以，當減速的加速度小于0.75m/s2時，摩擦力與彈簧彈力反向，并且隨著加速度的增大，摩擦力減小，當減速的加速度大于0.75m/s2時，靜摩擦力開始與彈簧彈力同向，并且隨著加速度的增大，摩擦力增大，當靜摩擦力增大到6000N時，有F彈＋Ff靜＝ma2，解得a2＝1.5m/s2。由于1m/s2＜1.5m/s2，物體與小車始終保持相對靜止，彈簧伸長量不變，所以彈力不變，故A正確；由以上分析可知，小車加速度由零逐漸增大到1m/s2過程中，物體所受的靜摩擦力先向右，減小到零后反向增加，故B錯誤；由以上分析知，當小車加速度為0.75m/s2時，物體不受摩擦力，故C正確；卡車以1m/s2的加速度向右做減速直線運動時，根據牛頓第二定律有F彈＋Ff＝ma，得物體受到的摩擦力為Ff＝2000N，故D錯誤。13．如圖所示，一條輕繩上端系在車的左上角的A點，另一條輕繩一端系在車左端B點，B點在A點的正下方，A、B距離為b，兩條輕繩另一端在C點相結并系一個質量為m的小球，輕繩AC長度為eq\r(2)b，輕繩BC長度為b。兩條輕繩能夠承受的最大拉力均為2mg。(1)輕繩BC剛好被拉直時，車的加速度是多大？(要求畫出受力圖)(2