第四章 牛顿运动定律 单元检测1（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第一册
第四章
牛顿运动定律
单元检测1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．如图示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上，现用水平拉力F作用于a，使三个物块一起水平向右做匀速直线运动，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．该水平拉力F与轻绳的弹力大小一定相等
B．物块c受到的摩擦力大可能小为μmg
C．水平拉力F的大小一定等于3μmg
D．物块b受到可能受到6个力作用
2．下列说法正确的是（　　）
A．物体受到力的作用时，力克服了物体的惯性，使其产生了加速度
B．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性
C．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了
D．人走在松软土地上下陷时具有向下的加速度，说明人对地面的压力大于地面对人的支持力
3．一足够长木板在水平地面上向右运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的小物块轻放到木板的右端，之后木板运动的v-t图象如图所示。则小物块运动的v-t图象可能是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，足够长的水平传送带以的速率顺时针匀速运行，时，在最左端轻放一个小滑块，时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为，取，下列关于滑块相对地面运动的图像正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．古诗：西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥。假设白鹭起飞后在某段时间内向前加速直线飞行，用F表示此时空气对白鹭的作用力，下列关于F的示意图最有可能正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”可使用的一组仪器是（　　）
A．量筒、天平、停表
B．米尺、测力计、打点计时器
C．米尺、天平、停表
D．米尺、弹簧秤、停表
7．如图，不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B。若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对A和B的拉力大小分别为和，已知下列四个关于的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析判断正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．在丽江某高中体育节各项比赛中，下列说法正确的是（　　）
A．100米男子短跑决赛中，第一名冲过终点线后不能立刻停下是因为他的速度大导致惯性大
B．实心球离开手以后因为球具有惯性，仍能继续向前飞行一段距离
C．跳高比赛中运动员起跳后在上升过程处于失重状态
D．跳高比赛中运动员下降过程处于超重状态
9．某商场安装了智能化电动扶梯，无人站在扶梯上时扶梯运转得很慢。现有顾客乘扶梯下楼，扶梯自动先加速、再匀速运转。下列说法正确的是（　　）
A．扶梯匀速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小
B．扶梯加速运转过程中，顾客受到的支持力大小等于扶梯受到的压力大小
C．扶梯加速过程中，顾客处于失重状态
D．扶梯加速过程中，顾客共受到两个力作用
10．如图甲所示，物块的质量m＝1
kg，初速度v0＝10
m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻F突然反向，大小不变，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g＝10
m/s2。下列说法中正确的是（　　）
A．0～5
m内物块做匀减速运动
B．在t＝1
s时刻，恒力F反向
C．恒力F大小为10
N
D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
第II卷（非选择题）
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二、实验题（共15分）
11．某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记。
组号
F/N
m/kg
a/（m·s－2）
1
0.29
0.86
0.34
2
0.14
0.36
0.39
3
0.29
0.61
0.48
4
0.19
0.36
0.53
5
0.24
0.36
0.67
6
0.29
0.41
0.71
7
0.29
0.36
0.81
8
0.29
9
0.34
0.36
0.94
（1）该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50
Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。请你帮助该同学求出第8组中的加速度a＝________
m/s2；
（2）如果要研究加速度与物体受力的关系，需取表格中____________组数据（填组号），作a－F图像；如果要研究加速度与物体质量的关系，需取表格中____________组数据（填组号），作a－m图像。这种研究方法叫作________法；
（3）作出的a－m图像如图丙所示，由图像________（填“可以”或“不可以”）判断a与m成反比。
12．如图1所示装置探究物体的加速度与力、质量的关系。实验时小车（含车中砝码）的质量为，通过细线与托盘相连，托盘（包括砝码）的总重力可作为小车受到的拉力，用打点计时器打出的纸带测得小车运动的加速度。
（1）将砝码全部放入小车内，小车左侧___________（填“悬挂”或“不悬挂”）托盘，将长木板的右端适当垫高，给小车一初速度，当与小车所连纸带上打出的点迹间隔均匀时就完成了平衡摩擦力的操作。
（2）图2为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的7个计数点1、2、3、4、5、6、7，相邻两个计数点之间都有4个点未标出，测出各计数点间的距离。已知所用电源的频率为，打计数点5时小车的速度___________，小车的加速度___________。（结果保留两位有效数字）
三、解答题（共45分）
13．质量为2kg的物体放在水平地面上，在大小为5N的倾斜拉力的作用下，物体由静止开始做匀加速直线运动，6s末的速度是1.8m/s，已知拉力与水平面方向成37°仰角，如图所示，求物体和地面之间的动摩擦因数。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
14．如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为，传送带AB足够长，传送皮带轮以大小为v=4m/s的恒定速率顺时针转动，一包货物以v0=12m/s的初速度A端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数，且可将货物的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。（g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同？
（2）求货物在传送带上上升的最高点距A点的距离？
15．如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车右端加一水平恒力F，F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，（取g=10m/s2）求：
（1）从小物块放上开始经过t=1.5s，小物块通过的位移大小；
（2）小物块在车上留下的划痕长度。
16．如图所示，顶端固定有光滑滑轮的斜面体静止在地面上，倾角，右侧等高处紧靠滑轮有一逆时针转动的水平足够长的传送带，速度。质量分别为、的小滑块P和Q用不可伸长的细绳连接并跨过滑轮，细绳分别平行于斜面和传送带，它们均以的速度分别滑上斜面和传送带。P与斜面间的动摩擦因数，Q与传送带间的动摩擦因数，取，斜面体足够长且始终静止。已知求：
（1）向上滑动时，P受到摩擦力的大小；
（2）向上滑动时，细绳拉力大小；
（3）在斜面体上运动的时间保留三位有效数字。
参考答案
1．C
【详解】
AC．三物块一起做匀速直线运动，根据平衡条件得，对a、b、c系统
对b、c系统
则，故A错误；C正确；
B．物块c做匀速直线运动，处于平衡状态，不受摩擦力，故B错误；
D．物块b受到自身重力、物块c的压力、轻绳的拉力、地面的摩擦力、地面的支持力。一共5个力作用。故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．惯性是物体的固有属性，力使物体产生加速度，但不能说力克服了物体的惯性，A错误；
B．惯性的大小只跟物体的质量有关，货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变列车的质量，因此会改变它的惯性，B正确；
C．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的速度变小了，而惯性的大小取决于物体的质量，质量并未改变，因此惯性不变，C错误；
D．人走在松软土地上下陷时具有向下的加速度，说明人受到的重力大于地面对人的支持力，而人对地面的压力与地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，大小始终相等，D错误；
故选B。
3．D
【详解】
根据木板运动的v-t图象可知，物块先加速与木板共速后，一起减速，且减速加速度相同，即图像斜率相同。
故选D。
4．D
【详解】
刚被放在传送带上时，滑块受到滑动摩擦力作用做匀加速运动
滑块运动到与传送带速度相同需要的时间
然后随传送带一起匀速运动的时间
当传送带突然制动停下时，滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止
运动的时间
故选D。
5．B
【详解】
白鹭向前加速直线飞行，则合力水平向前，因重力竖直向下，则空气对白鹭的作用力应该斜向前上方，故B图正确。
故选B。
6．C
【详解】
国际单位制选定的三个力学基本物理量是，长度、质量、时间，则对应的测量工具分别是米尺、天平、停表。
故选C。
7．D
【详解】
设，则系统加速度
对A物体运用牛顿第二定律得
则
把带入ABCD四个选项得D选项符合。
故选D。
8．BC
【详解】
A．惯性是物体的固有属性，只与物体的质量大小有关，与其它因素无关，故A错误；
B．实心球离开手以后因为球具有惯性，仍能继续向前飞行一段距离，故B正确；
C．跳高比赛中运动员起跳后在上升过程，加速度方向向下，处于失重状态，故C正确；
D．跳高比赛中运动员下降过程中，加速度方向向下，处于失重状态，故D错误。
故选BC。
9．ABC
【详解】
AB．无论电梯匀速还是加速，顾客受到的支持力和扶梯受到的压力总是一对作用力与反作用力，因此它们的大小总是相等的，故AB正确；
C．在加速的过程中，物体加速度与速度同方向，合力斜向左下方，因而根据牛顿第二定律可知，顾客受到的支持力小于其重力，顾客处于失重状态，故C正确；
D．在加速的过程中，物体受到的合力斜向左下方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向左，同时顾客还受重力，支持力的作用，故D错误。
故选ABC。
10．ABD
【详解】
A．在0～5
m内，由
得
由题图乙知
则
a1＝－10
m/s2
则物块做匀减速运动，故A正确；
B．由题图乙知，物块的初速度
v0＝10
m/s
恒力F在5
m处反向，在0～5
m内物块运动的时间
即在t＝1
s时刻，恒力F反向，故B正确；
CD．在5～13
m内，由
得物块的加速度
由牛顿第二定律得
联立两式解得
故D正确，C错误。
故选ABD。
11．0.90（0.89~0.92）
2、4、5、7、9
1、3、6、7、8
控制变量
不可以
【详解】
(1)[1]每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出，故相邻点之间的时间间隔为
T＝0.02×5
s＝0.1
s
根据逐差法可得
x34－x12＝2a1T2，x23－x01＝2a2T2
故加速度为
(2)[2][3][4]研究加速度与物体受力的关系，需要保证物体质量不变，选取2、4、5、7、9组数据。研究加速度与物体质量的关系时，需要控制力F不变，选取1、3、6、7、8组数据。涉及多个变量时，需要控制其他变量恒定，改变其中一个变量，这种方法为控制变量法。
(3)[5]分析题图丙可知，a－m图线为曲线，并不能说明a与m成反比，故应作a－图像，研究a与成正比关系，即a与m成反比。?
12．不悬挂
0.76
0.88
【详解】
（1）[1]平衡摩擦力时应将长木板的右端适当垫高，让长木板适当倾斜，让小车的重力沿长木板方向的分量和摩擦力大小相等，所以不能悬挂托盘。
（2）[2]打计数点5时小车的速度等于打4、6点间小车的平均速度，所以
[3]由逐差法可得小车的加速度
13．0.2
【详解】
由题意可知，物体加速度大小为
对物体受力分析，正交分解，竖直方向由平衡条件可得
水平方向由牛顿第二定律可得
联立解得物体和地面之间的动摩擦因数为
14．（1）0.8s；（2）
【详解】
（1）设货物刚滑上传送带时加速度大小为
货物所受合力
且
得
货物速度从减至传送带速度v所用时间设为，位移设为，则有解得
（2）当货物速度与传送带速度相等时
由于
此后货物向上做匀减速运动：设货物加速度大小为，则有
设货物再经时间，速度减为零，则
货物继续做匀减速运动位移
则货物上滑的总距离为
15．（1）2.1m；（2）0.75m
【详解】
(1)(2)对m受力分析得
对车分析可知
设共速后一起以a3匀加速运动
假设成立，对物块分析
1.5s内物块
16．（1）4N；（2）7.2N；（3）2.67s
【详解】
（1）垂直斜面方向
解得
（2）P向上减速滑动时，加速度向下
Q的加速度向左
得
（3）第一阶段，P向上减速，P向上减速滑动的时间
解得
位移
得
第二阶段，设P向下加速，P的加速度向下
Q的加速度向左
得，假设成立；
Q加速到v的时间
位移
第三阶段，设P向下匀速，假设Q加速到v后相对传送带静止，则对于P有
对于Q有
解得
所以假设成立；
匀速运动时间
得
P在斜面上的总时间