秋高一物理人教版必修1单元练习卷第四章牛顿运动定律.docx

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秋高一物理人教版必修1单元练习卷第四章牛顿运动定律

第四章牛顿运动定律

一、单选择（每个3分共3×10=30分）

1.如图所示，质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。

质量为1kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。

某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（取g＝10m/s2）（　　）

A．0NB．8NC．10ND．50N

2.在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。

当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。

随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。

设传送带匀速前进的速度为0.25m/s，把质量为5kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下的摩擦痕迹约为（　　）

A．5mmB．6mmC．7mmD．10mm

3.如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。

当拉力F一定时，Q受到绳的拉力（　　）

A．与斜面倾角θ有关B．与动摩擦因数有关

C．与系统运动状态有关D．仅与两物块质量有关

4.甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点（足够高）同时由静止释放。

两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即f＝kv（k为正的常量）。

两球的v－t图象如图所示。

落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。

则下列判断正确的是（　　）

A．释放瞬间甲球加速度较大B.

＝

C．甲球质量大于乙球质量D．t0时间内两球下落的高度相等

5．下列说法中正确的是（　　）

A．惯性是物体只有在匀速运动或静止时才表现出来的性质

B．物体的惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性质

C．物体不受外力作用时，保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受到外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此无惯性

D．惯性是物体的属性，与物体的运动状态和是否受力均无关

6.关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是（　　）

A．做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的

B．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上

C．物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快

D．物体所受合外力为零时，一定处于静止状态

7.关于力学单位制的说法中正确的是（　　）

A．kg、m/s、N是导出单位

B．kg、m、J是基本单位

C．在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是g

D．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma

8.如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下。

下滑位移x时的速度为v，其x－v2图象如图乙所示，取g＝10m/s2，则斜面倾角θ为（　　）

A．30°B．45°C．60°D．75°

9.图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10m/s2，下列判断正确的是（　　）

A．前10s悬线的拉力恒为1500NB．46s末材料离地面的距离为22m

C．0～10s材料处于失重状态D．在30～36s钢索最容易发生断裂

10.如图所示，A、B两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，物体B与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物体A与B之间的动摩擦因数μ2＝0.2。

已知物体A的质量m＝2kg，物体B的质量M＝3kg，重力加速度g取10m/s2。

现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，则恒力的最大值是（物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）

A．20NB．15NC．10ND．5N

二、不定项选择题（每个4分共4×5=20分）

11.消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）

A．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力

B．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力

C．消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力

D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力

12.如图所示，质量为M＝2kg、长为L＝2m的长木板静止放置在光滑水平面上，在其左端放置一质量为m＝1kg的小木块（可视为质点），小木块与长木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2。

先相对静止，然后用一水平向右F＝4N的力作用在小木块上，经过时间t＝2s，小木块从长木板另一端滑出，g取10m/s2，则（　　）

A．滑出瞬间木块速度2m/sB．滑出瞬间木块速度4m/s

C．滑出瞬间木板速度2m/sD．滑出瞬间木板速度4m/s

13．质量m＝1kg的物体在合外力F作用下由静止开始做直线运动，合外力F随时间t的变化图象如图所示，下列关于该物体运动情况的说法正确的是（　　）

A．0～1s内物体沿正方向做匀加速直线运动B．第2s末物体达到的最大速度2m/s

C．第4s末物体速度为0D．第4s末物体回到出发位置

14.如图所示，A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F＞2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态，现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，则关于FN的说法正确的是（重力加速度为g）（　　）

A．刚撤去外力F时，FN＝

B．弹簧弹力等于F时，FN＝

C．两物体A、B的速度最大时，FN＝mgD．弹簧恢复原长时，FN＝mg

15．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则（　　）

A．物块B、C间的摩擦力可能为零

B．斜面体C受到水平面的摩擦力一定为零

C．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等

D．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左

三、实验题（本大题共2小题，共15分）

16.（6分）某同学用图甲所示的实验装置测量木块P与长木板间的动摩擦因数。

轻绳在另一相同的木块Q的带动下牵引木块P做匀加速直线运动，按正确操作得到纸带的一部分如图乙所示，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，取g＝9.80m/s2。

（1）打点计时器打下B点时木块P的速度大小为________m/s。

（2）木块P与长木板间的动摩擦因数为________。

（结果保留两位有效数字）

17.（9分）在“探究加速度与质量的关系”的实验中。

（1）备有器材：

A.带有定滑轮的长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细砂的砂桶；E.垫片；F.毫米刻度尺。

还缺少的一件器材是__________。

（2）实验得到如图所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距x2和D、E间距x4已测出，利用这两段间距计算小车加速度a的表达式为a＝__________。

（3）同学甲根据实验数据画出如图所示a－

图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为____________kg。

（g取10m/s2）

（14）同学乙根据实验数据画出了图所示图线，从图线可知同学乙操作过程中可能

_____________________________________________________________。

四、计算题（本大题共3小题，共33分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位）

18.（10分）竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一只弹簧测力计，如图所示．弹簧测力计的钩上悬挂一个质量m＝4kg的物体，试分析下列各种情况下电梯具体的运动（g取10m/s2）：

（1）当弹簧测力计的示数T1＝40N，且保持不变；

（2）当弹簧测力计的示数T2＝32N，且保持不变；

（3）当弹簧测力计的示数T3＝44N，且保持不变．（弹簧均处于伸长状态）

19.（10分）如图所示，一质量为m＝100kg的箱子静止在水平面上，与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5.现对箱子施加一个与水平方向成θ＝37°角的拉力，经t1＝10s后撤去拉力，又经t2＝1s箱子停下来．sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：

（1）拉力F大小；

（2）箱子在水平面上滑行的位移x.

20.（13分）质量为m＝1kg、大小不计的物块，在水平桌面上向右运动，经过O点时速度为v＝4m/s，此时对物块施加F＝6N的方向向左的拉力，一段时间后撤去拉力，物块刚好能回到O点。

已知与桌面间动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2。

求：

（1）此过程中物块到O点的最远距离；

（2）撤去F时物块到O点的距离。

参考答案

一、单选择（每个3分共3×10=30分）

1.如图所示，质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。

质量为1kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。

某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（取g＝10m/s2）（　　）

A．0NB．8NC．10ND．50N

【答案】　B

【解析】　细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，A和B整体受到的合外力等于物体B的重力，因此整体的加速度为a＝

＝

g，对物体B：

mBg－FN＝mBa，所以A、B间作用力FN＝mB（g－a）＝

mBg＝8N。

2.在民航和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。

当旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速运动。

随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。

设传送带匀速前进的速度为0.25m/s，把质量为5kg的木箱静止放到传送带上，由于滑动摩擦力的作用，木箱以6m/s2的加速度前进，那么这个木箱放在传送带上后，传送带上将留下的摩擦痕迹约为（　　）

A．5mmB．6mmC．7mmD．10mm

【答案】　A

【解析】　木箱加速的时间为t＝v/a，这段时间内木箱的位移为x1＝

，而传送带的位移为x2＝vt，传送带上将留下的摩擦痕迹长为l＝x2－x1，联立各式并代入数据，解得l＝5.2mm，选项A正确。

3.如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。

当拉力F一定时，Q受到绳的拉力（　　）

A．与斜面倾角θ有关B．与动摩擦因数有关

C．与系统运动状态有关D．仅与两物块质量有关

【答案】　D

【解析】　设P、Q的质量分别为m1、m2，Q受到绳的拉力大小为FT，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律，对整体分析，有F－（m1＋m2）gsinθ－μ（m1＋m2）gcosθ＝（m1＋m2）a；对Q分析：

有FT－m2gsinθ－μm2gcosθ＝m2a，解得FT＝

F，可见Q受到绳的拉力FT与斜面倾角θ、动摩擦因数μ和系统运动状态均无关，仅与两物块质量和F有关，选项D正确。

4.甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点（足够高）同时由静止释放。

两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即f＝kv（k为正的常量）。

两球的v－t图象如图所示。

落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。

则下列判断正确的是（　　）

A．释放瞬间甲球加速度较大B.

＝

C．甲球质量大于乙球质量D．t0时间内两球下落的高度相等

【答案】　C

【解析】　释放瞬间，两球受到的阻力均为0，此时加速度相同，选项A错误；运动到最后达到匀速时，重力和阻力大小相等，mg＝kv，则

＝

，选项B错误；由图象可知v1＞v2，因此甲球质量大于乙球质量，选项C正确；下落高度等于图线与时间轴围成的面积，可知甲球下落高度大，选项D错误。

5．下列说法中正确的是（　　）

A．惯性是物体只有在匀速运动或静止时才表现出来的性质

B．物体的惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性质

C．物体不受外力作用时，保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受到外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此无惯性

D．惯性是物体的属性，与物体的运动状态和是否受力均无关

【答案】　D

【解析】　惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态和受力情况均无关，故只有D正确。

6.关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是（　　）

A．做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的

B．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上

C．物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快

D．物体所受合外力为零时，一定处于静止状态

【答案】　A

【解析】　做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知，它所受合外力是恒定不变的，故A正确；由牛顿第二定律可知，加速度与合外力方向相同，与速度不一定在同一方向上，故B错误；物体受到的合外力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，而速度不一定加快，故C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度一定等于零，速度不一定为零，故D错误．

7.关于力学单位制的说法中正确的是（　　）

A．kg、m/s、N是导出单位

B．kg、m、J是基本单位

C．在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是g

D．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma

【答案】　D

【解析】　kg是质量的单位，它是基本单位，所以A错误；国际单位制规定了七个基本物理量。

分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量。

它们在国际单位制中的单位称为基本单位，J是导出单位，B错误；g也是质量的单位，但它不是质量在国际单位制中的基本单位，所以C错误；牛顿第二定律的表达式F＝ma，是在其中的物理量都取国际单位制中的单位时得出的，所以D正确。

8.如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下。

下滑位移x时的速度为v，其x－v2图象如图乙所示，取g＝10m/s2，则斜面倾角θ为（　　）

A．30°B．45°C．60°D．75°

【答案】　A

【解析】　由x－v2图象可知小物块的加速度a＝5m/s2，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度a＝gsinθ，所以θ＝30°，A对，B、C、D错。

9.图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10m/s2，下列判断正确的是（　　）

A．前10s悬线的拉力恒为1500NB．46s末材料离地面的距离为22m

C．0～10s材料处于失重状态D．在30～36s钢索最容易发生断裂

【答案】　B

【解析】　由图可知前10s内材料的加速度a＝0.1m/s2，由F－mg＝ma可知悬线的拉力为1515N，选项A错误；由图象面积可得整个过程上升高度是28m，下降的高度为6m，46s末材料离地面的距离为22m，选项B正确；因30～36s材料加速度向下，材料处于失重状态，Fmg，钢索最容易发生断裂，选项C、D错误。

10.如图所示，A、B两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，物体B与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物体A与B之间的动摩擦因数μ2＝0.2。

已知物体A的质量m＝2kg，物体B的质量M＝3kg，重力加速度g取10m/s2。

现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，则恒力的最大值是（物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）

A．20NB．15NC．10ND．5N

【答案】　B

【解析】　对物体A、B整体，由牛顿第二定律，Fmax－μ1（m＋M）g＝（m＋M）a；对物体A，由牛顿第二定律，μ2mg＝ma；联立解得Fmax＝（m＋M）（μ1＋μ2）g，代入相关数据得Fmax＝15N，选项B正确。

二、不定项选择题（每个4分共4×5=20分）

11.消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）

A．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力

B．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力

C．消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力

D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力

【答案】　BC

【解析】　绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；儿童从井内加速向上运动的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得绳子对儿童的拉力大于儿童的重力，故B正确；消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力和反作用力，故C正确；消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D错误。

12.如图所示，质量为M＝2kg、长为L＝2m的长木板静止放置在光滑水平面上，在其左端放置一质量为m＝1kg的小木块（可视为质点），小木块与长木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2。

先相对静止，然后用一水平向右F＝4N的力作用在小木块上，经过时间t＝2s，小木块从长木板另一端滑出，g取10m/s2，则（　　）

A．滑出瞬间木块速度2m/sB．滑出瞬间木块速度4m/s

C．滑出瞬间木板速度2m/sD．滑出瞬间木板速度4m/s

【答案】　BC

【解析】　小木块加速度a1＝

＝

m/s2＝2m/s2，木板加速度a2＝

＝1m/s2，脱离瞬间小木块速度v1＝a1t＝4m/s，A错误，B正确；木板速度v2＝a2t＝2m/s，C正确，D错误。

13．质量m＝1kg的物体在合外力F作用下由静止开始做直线运动，合外力F随时间t的变化图象如图所示，下列关于该物体运动情况的说法正确的是（　　）

A．0～1s内物体沿正方向做匀加速直线运动B．第2s末物体达到的最大速度2m/s

C．第4s末物体速度为0D．第4s末物体回到出发位置

【答案】　BC

【解析】　因为物体的质量是1kg，所以物体加速度－时间图象与物体的F－t相同，由图象知，物体的加速度大小不断改变，做变加速运动，A项错误；a－t图象中，图线与坐标轴所围的“面积”表示物体获得的速度，第2s末时，物体的速度最大，vm＝

m/s＝2m/s，B项正确；前2s内物体沿正方向做加速运动，2～4s内物体沿正方向做减速运动，第4s末物体速度为零，C正确，D项错误。

14.如图所示，A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F＞2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态，现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，则关于FN的说法正确的是（重力加速度为g）（　　）

A．刚撤去外力F时，FN＝

B．弹簧弹力等于F时，FN＝

C．两物体A、B的速度最大时，FN＝mgD．弹簧恢复原长时，FN＝mg

【答案】　BC

【解析】　刚撤去外力F时，由牛顿第二定律知对A、B整体有F＝2ma1，对物体A有FN－mg＝ma1，联立得FN＝

＋mg，A项错误；当弹簧弹力大小等于F时，有F－2mg＝2ma2，FN－mg＝ma2，联立得FN＝

，B正确；当两物体A、B的加速度为零时，两者速度最大，则有FN＝mg，C正确；当弹簧恢复原长时，弹簧不提供弹力，此时两物体恰好分离，A、B间的相互作用力大小为0，D项错误。

15．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则（　　）

A．物块B、C间的摩擦力可能为零

B．斜面体C受到水平面的摩擦力一定为零

C．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等

D．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左

【答案】AD

【解析】对物体B，当mAg＝mBgsinθ时，B、C间的摩擦力为零，选项A正确．B、C整体受四个力（重力、地面的弹力、绳子斜向右上方的拉力、地面对C水平向左的摩擦力）的作用而处于平衡状态，根据正交分解法，水平面对C的支持力小于B、C的总重力，选项B、C均错误．由于绳子拉力的水平分量向右，则地面对C的摩擦力水平向左，选项D正确．

三、实验题（本大题共2小题，共15分）

16.（6分）某同学用图甲所示的实验装置测量木块P与长木板间的动摩擦因数。

轻绳在另一相同的木块Q的带动下牵引木块P做匀加速直线运动，按正确操作得到纸带的一部分如图乙所示，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，取g＝9.80m/s2。

（1）打点计时器打下B点时木块P的速度大小为________m/s。

（2）木块P与长木板间的动摩擦因数为________。

（结果保留两位有效数字）

【答案】　

（1）0.52　

（2）0.35

【解析】　

（1）电源频率为50Hz，每相邻两个计数点间均有四个点没有画出，则每相邻两个计数点间的时间间隔为：

T＝0.02×5s＝0.1s，

打B点时木块P的速度大小为：

vB＝

＝

×10－3m/s＝0.52m/s。

（2）根据Δx＝aT2，解得：

a＝

×10－3m/s2＝3.2m/s2

设木块P的质量为m，则木块Q的质量也为m，由牛顿第二定律得，

对P有：

T－μmg＝ma，

对Q有：

mg－T＝ma，

联立解得μ≈0.35。

17.（9分）在“探究加速度与质量的关系”的实验中。

（1）备有器材：

A.带有定滑轮的长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细砂的砂桶；E.垫片；F.毫米刻度尺。

还缺少的一件器材是__________。

（2）实验得到如图所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距x2和D、E间距x4已测出，利用这两段间距计算小车加速度a的表达式为a＝__________。

（3）同学甲根据实验数据画出如图所示a－

图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为____________kg。

（g取10m/s2）

（15）同学乙根据实验数据画出了图所示图线，从图线可知同学乙操作过程中可能

_____________________________________________________________。

【答案】　

（1）天平　

（2）

　（3）0.020（0.018～0.022均正确）　（4）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

【解析】　

（1）本题需要用天平测量小车的质量，所以还缺少的器材是天平。

（2）根据逐差法得x4－x2＝2aT2，解得a＝

。

（3）根据牛顿第二定律可知，a＝

，则F即为a－

图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力m′g＝F＝

N＝0.20N，解得m′＝0.020kg。

（4）由题图9可知，图线不通过坐标原点，当F为某一大于零的值时，加速度为零，可知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

四、计算题（本大题共3小题，共33分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位）

18.（10分）竖直