秋季学期人教版高中物理必修1第四章《牛顿运动定律》单元测试卷（解析版）.docx

1、第四章牛顿运动定律单元测试卷一、单选题(共12小题) 1.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A 力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车B 物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用C 物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北D 不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变2.如图所示，吊于电梯天花板上的物体处于静止状态，下列说法中正确的是()A 绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是一对作用力与反作用力B 物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力C 物体的重力与绳对物体的拉力是一对作用力与反作用力D 物体的重力的反作用力作用在绳上3.如图，一小孩

2、用水平力推置于水平地面上的木箱，未推动，下列说法中正确的是()A 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力B 小孩对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力C 木箱对地面的压力就是木箱所受的重力D 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力4.如下图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等现给木块施加一随时间t增大的水平力Fkt(k为常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是()ABCD5.跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运

3、动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有()A 上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态B 上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态C 上升过程和下落过程均处于超重状态D 上升过程和下落过程均处于完全失重状态6.如图所示，电梯与水平地面成角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯以恒定加速度a启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为FN和Ff.若电梯启动加速度减小为，则下面结论正确的是()A 水平梯板对人的支持力变为B 水平梯板对人的摩擦力变为C 电梯加速启动过程中，人处于失重状态D 水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为7.

4、如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两小球(m1m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其它阻力，设车无限长，则两个小球()A 一定相碰B 一定不相碰C 不一定相碰D 难以确定是否相碰8.如图所示，两木块的质量M是m的二倍，水平面光滑，当用水平力F分别推m和M时，两物体之间弹力之比FN1FN2应为()A 11B 12C 21D 319.一个人站在医用体重计的测盘上，在人下蹲的全过程中，指针示数变化应是()A 先减小，后还原B 先增加，后减小，再还原C 先减小，后增大，再还原D 始终不变10.倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上下列

5、结论正确的是()A 木块受到的摩擦力大小是mgcosB 木块对斜面体的压力大小是mgsinC 桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsincosD 桌面对斜面体的支持力大小是(Mm)g11.如图所示为质量均可忽略的轻绳与轻杆组成系统，轻杆A端用铰链固定，滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计)，轻杆B端吊一重物G，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉(均未断)，在AB杆达到竖直前，以下分析正确的是()A 绳子受到的拉力越来越大BAB杆受到的压力越来越小CAB杆受到的压力越来越大D 绳子受到的拉力越来越小12.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所

6、示用FT表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中()AF逐渐变大，FT逐渐变大BF逐渐变大，FT逐渐变小CF逐渐变小，FT逐渐变大DF逐渐变小，FT逐渐变小二、实验题(共3小题) 13.如图所示的装置，可用于验证牛顿第二定律在气垫导轨上安装两个光电门，小车上固定遮光板，细线一端与小车相连，另一端跨过定滑轮挂上沙桶，实验首先调整气垫导轨，通过调整使小车未挂沙桶时能在气垫导轨上做匀速运动，然后再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车和遮光板的总质量M、遮光板的宽度d、两光电门的中心的距离s.则某次实验过程中测得：沙桶的质量为m，小车先后通过两个光电门的挡光时间分别为t1、t2(小车

7、通过第二个光电门后，沙桶才落地)，已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证的表达式是_14.两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码(如图甲所示)小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线(图乙)，控制两辆小车同时开始运动和结束运动由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，因为x，即xa，所以只要测出两小车位移x之比就等于测出它们的加速度a之比实验结果是：当两小车质量相同时，_；当拉力F相等时，_.实验中用砝码(包括砝码盘)所受的重力Gmg的大小作为

8、小车所受拉力F的大小，这样做会引起实验误差，为了减小这个误差，G与小车所受重力Mg之间需要满足的关系是：_.15.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中(1)某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系下列措施中不需要或不正确的是()A首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力B平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动C每次改变小车拉力后都需要重新平衡摩擦力D实验中通过在塑料桶内增加砝码来改变小车受到的拉力E每次小车都要从同一位置开始运动F实验中应先释放小车，然后再开打点计时器的电源(2)某组同学实验得出

9、数据，画出的a的关系图线如图所示从图象中可以看出，作用在物体上的恒力F_N当物体的质量为5 kg时，它的加速度为_m/s2.三、计算题(共3小题) 16.如图所示，固定在水平面上的斜面其倾角37，长方形木块A的MN面上钉着一颗钉子，质量m1.5 kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直木块与斜面间的动摩擦因数0.5.现将木块由静止释放，木块与小球将一起沿斜面下滑求在木块下滑的过程中：(1)木块与小球的共同加速度的大小；(2)小球对木块MN面的压力的大小和方向(取g10 m/s2)17.如图所示，质量为m1 kg的物块放在倾角为37斜面体上，斜面质量为M2 kg，斜面与物块间的动摩擦

10、因数为0.2，地面光滑，现对斜面体施加一水平推力F，要使物块m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围(g取10 m/s2，答案保留一位小数)18.如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角37，物体甲及人均处于静止状态若人的质量m260 kg，人与水平面之间的动摩擦因数0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？(已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)四、填空题(共3小题) 19.在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台

11、秤与压力传感器相连，电梯由静止开始竖直上升的过程中，传感器所受的压力与时间的关系(Ft)图象如图所示，取g10 m/s2，由图象可知：(1)电梯减速上升过程经历的时间是_s；(2)重物的质量是_kg；(3)电梯的最大加速度是_m/s2.20.如图所示，质量相同的A，B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间A球加速度为_；B球加速度为_21.如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30的夹角若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物已知重物的质量m30 kg，人的质量M50 kg，

12、g取10 m/s2，此时人对地面的压力大小为_N.答案解析1.【答案】B【解析】根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误，B正确；若物体向正北方向做匀速直线运动，则物体不受力或所受合外力为零，C错误；物体受到力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动状态不变，故D错误2.【答案】A【解析】绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是物体和绳直接相互作用而产生的，是作用力与反作用力的关系，A正确；物体的重力和物体对绳的拉力受力物体不同，不是一对平衡力，B错误；物体的重力与绳对物体的拉力均作用在物体上，为一对平衡力，C错误；物体重力的反作用

13、力作用在地球上，D错误3.【答案】A【解析】木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，故A正确，D错误；木箱受重力、支持力、推力和静摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，推力和静摩擦力也是一对平衡力，故B错误；压力与重力等大、同向，但性质不同，不是同一个力，故C错误4.【答案】A【解析】在m2与m1相对滑动前，Fkt(m1m2)a，a与t成正比关系，at关系图线的斜率为，当m1与m2相对滑动后，m1受的是Ff21m2gm1a1，a1为一恒量，对m2有Fm2gm2a2，得a2g，斜率为，可知A正确，B、C、D错误5.【答案】D【解析】跳水运动员在空中时无论上升还是下落，加速度方向均

14、向下，由于不计空气阻力，故均为完全失重状态， D正确6.【答案】B【解析】将人的加速度分解，水平方向axacos，竖直方向ayasin.对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有Ffmax，在竖直方向有FNmgmay，人处于超重状态，故C错误；当加速度由a变为时，对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有Ffmax，摩擦力变为原来的一半，但由FNmgmay，知支持力不为原来的一半，则水平梯板对人的摩擦力和支持力之比也发生变化，故A、D错误，B正确7.【答案】B【解析】两球一开始同小车一起做匀速直线运动，当车停止时，小球水平方向不受力的作用，所以水平方向要保持原来的运动状态，即两球会继续保持原来的运动状态不

15、变，也就是速度和方向都相同，因此，在不考虑阻力的情况下，它们一定不会相碰故选B.8.【答案】C【解析】当用水平力F推m时，根据牛顿第二定律得：对整体：a对M：FN1Ma当用水平力F推M时，根据牛顿第二定律得：对整体：a对m：FN2ma则FN1FN2Mm219.【答案】C【解析】在下蹲的全过程中，人的运动的状态是先加速下降，后减速下降，直到最后静止，所以人先是处于失重状态，后是处于超重状态，最后处于平衡状态，所以体重计的示数变化是先减小，后增加，再还原，所以C正确10.【答案】D【解析】木块受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，处于静止状态，合力为零，则有摩擦力Ffmgsin，支持力FNmgco

16、s，由牛顿第三定律，木块对斜面体的压力FNmgcos，A、B错误；木块和斜面体整体处于静止状态，合力为零，则有桌面对斜面体的摩擦力为0，桌面对斜面体的支持力等于两物体的重力之和(Mm)g，C错误，D正确11.【答案】D【解析】以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力FT(等于重物的重力G)、轻杆的支持力FN和绳子的拉力F，设滑轮处为O点，作出力图如图：由平衡条件得知，FN和F的合力与FT大小相等，方向相反，根据三角形相似可得：又FTG，解得：FNG，FG；使BAO缓慢变小时，AB、AO保持不变，BO变小，则FN保持不变，F变小故D正确，A、B、C错误12.【答案】A【解析】对结点O受力分析，

17、重力的大小和方向均不变，水平拉力F的方向不变，绳拉力在转动，满足三力平衡的动态平衡，如图所示：可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A.13.【答案】2mgsM22【解析】由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度小车通过光电门1速度为：v1小车通过光电门2速度为：v2根据运动学公式v2v2as，小车的加速度为：a根据需要验证的牛顿第二定律关系式为：FmgMa，即：2mgsM()2()214.【答案】加速度与拉力成正比加速度与质量成反比GMg【解析】实验过程中，当两小车质量相同时，砝码(包括砝码盘)重力越大，相同时间内位移越大，则加速度越大，进行实验时会发现，

18、加速度与所受拉力成正比；若砝码重力不变，即拉力不变时，质量越大的小车，相同时间内位移越小，即加速度越小，进行测量分析知，加速度与质量成反比如果砝码(包括砝码盘)的重力G远小于小车的重力Mg时，G近似等于拉力F.15.【答案】(1)BCEF(2)5【解析】(1)本实验中只有平衡摩擦力后，小车受到的拉力才是其合力，故应平衡摩擦力，选项A正确；平衡摩擦力时不应挂小桶，故B错误；实验中只需平衡一次摩擦力即可，故选项C不需要；实验中只需从靠近打点计时器处释放小车即可，不需从同一位置释放，故选项E不需要；释放小车之前应先接通电源，故选项F错误；(2)由图线知FMa25 N，当物体质量为5 kg时，a1 m

19、/s2.16.【答案】(1)2.0 m/s2(2)6.0 N沿斜面向下【解析】(1)由于木块与斜面间有摩擦力作用，所以小球B与木块间有压力作用，并且以共同的加速度a沿斜面下滑，将小球和木块看作一整体，设木块的质量为M，根据牛顿第二定律有：(Mm)gsin(Mm)gcos(Mm)a代入数据得：a2.0 m/s2(2)选小球为研究对象，设MN面对小球的作用力为FN，根据牛顿第二定律有：mgsinFNma，代入数据得：FN6.0 N根据牛顿第三定律，小球对MN面的压力大小为6.0 N，方向沿斜面向下17.【答案】14.4 NF33.6 N【解析】设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1，此

20、时物块受力如图甲所示，取加速度的方向为x轴正方向对物块分析，FfFN在水平方向有FNsinFNcosma1，竖直方向有FNcosFNsinmg0.对整体有F1(Mm)a1，代入数值解得a14.8 m/s2，F114.4 N.设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2，此时物块受力如图乙所示对物块分析，在水平方向有FNsinFNcosma2，竖直方向有FNcosFNsinmg0，对整体有F2(Mm)a2，代入数值解得a211.2 m/s2，F233.6 N.综上所述，推力F的取值范围为144 NF33.6 N.18.【答案】24 kg【解析】当人刚要滑动时，甲的质量达到最大，受力分析如图

21、，此时人受到的静摩擦力达到最大值有Ffmm2g由平衡条件得FOBmFfm又FOBmm1mgtanm1mg联立以上二式解得m1m24 kg即物体甲的质量m1最大不能超过24 kg.19.【答案】(1)4(2)3(3)5【解析】(1)由Ft图象可知，t0时刻，F30 N，即重物的重力为30 N，电梯先加速再匀速后减速运动，减速上升阶段F小于重力，因此1014 s为减速过程，减速时间为4 s.(2)由Gmg30 N，得m3 kg.(3)加速过程中，当F最大时，加速度最大，其最大值为a1m/s2m/s2；电梯减速过程中，当F最小时，加速度最大，其最大值a2m/s25 m/s2，故电梯运动过程中的最大加速度为5 m/s2.20.【答案】2g(方向向下)0【解析】在悬线剪断之前，A，B可看成一个整体，由二力平衡知，弹簧弹力等于重力mg，当剪断悬线瞬间，弹簧的形变量不变，故弹力不变，故A受向下为mg的弹力和向下为mg的重力，故A的加速度a12g，方向向下对B而言，受力不变，即B的加速度为零21.【答案】200【解析】因匀速提起重物，则FTmg.即绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为FNMgmg(5030)10 N200 N，根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小为200 N.