第四章 牛顿运动定律 单元过关检测（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第一册
第四章
牛顿运动定律
单元过关检测（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共60分）
1．关于惯性的大小，下列说法中正确的是（　　）
A．同一物体运动时比静止时惯性大
B．物体惯性大小与物体运动与有关
C．同样大小的力作用在不同的物体上，速度变化慢的物体惯性大
D．在月球上把物体举起要比在地球上容易，说明同一物体在月球上惯性比在地球上小
2．伽利略的斜面实验证明了（　　）
A．使物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止
B．使物体静止必须有力的作用，没有力的作用，物体将运动
C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态
D．物体的运动不需要力来维持
3．在光滑水平面上，一个物体处于静止状态，某时刻（）起一水平力作用在该物体上，并且该力从时刻开始逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变）。下列各图中，最有可能正确描述该过程中物体速度变化情况的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．正在运动的物体，若所受的一切力突然同时消失，那么它将（　　）
A．立即停止
B．作加速运动
C．作减速运动
D．作匀速运动
5．水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管，液体中有一气泡，水平静止时，气泡位于玻璃管中央，如图所示。一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪，一个沿车头方向，一个垂直于车头方向。某时刻，气泡位置如图2所示，则此时关于火车运动的说法可能正确的是（　　）
A．加速行驶，且向左转弯
B．加速行驶，且向右转弯
C．减速行驶，且向左转弯
D．减速行驶，且向右转弯
6．如图所示，一倾角为的斜面体固定在水平地面上。一质量为m的长木板B静止在斜面上，质量也为m的物块A静止在长木板上，A与B间、B与斜面间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给长木板B一沿着斜面向上的拉力F，把长木板B从物块A的下面抽出，重力加速度为g。则拉力F应大于（　　）
A．
B．
C．
D．
7．两个质量分别为=3kg，
=2kg的物体置于光滑的水平地面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为的水平拉力分别作用在上，如图所示。两物体在水平地面上运动，则下列说法正确的是（　　）
A．稳定后两个物体的加速度大小相等方向相反
B．弹簧测力计的示数为25N
C．弹簧对的弹力与弹簧对的弹力是一对平衡力
D．弹簧对的弹力与弹簧对的弹力大小相等方向相反，作用在两个不同物体上，是一对作用力和反作用力
8．如图所示，用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系，把A、B两个校对好的弹簧测力计连接在一起，A的一端固定，用手拉测力计B。可以看到两个测力计的指针同时移动。对此实验以下说法正确的是(　　)
A．实验中会看到两测力计的示数始终大小相等
B．手对测力计B的拉力不能太大
C．此实验要求两测力计中弹簧的劲度系数必须相同
D．测力计A对B的拉力与手对B的拉力的关系符合牛顿第三定律
9．一质量为的卡丁车，沿水平路面行驶，在任意一段时间内保持牵引力不变，卡丁车每经过速度增大，某时刻关闭发动机后，卡丁车经过滑行后停止运动，整个过程中卡丁车受到的阻力为恒力，则（　　）
A．卡丁车受到的牵引力为
B．开始时卡丁车的加速度大小为
C．关闭发动机这一时刻的速度大小为
D．卡丁车受到的阻力为
10．如图甲所示，在光滑水平面上，静止放置一质量为M的足够长的木板，质量为m的小滑块（可视为质点）放在长木板上。长木板受到水平拉力F与加速度的关系如图乙所示，长木板足够长，重力加速度g取10
m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．长木板的质量M＝2
kg
B．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.4
C．当F＝14
N时，长木板的加速度大小为6
m/s2
D．当F增大时，小滑块的加速度一定增大
11．如图所示，质量均为的物块、叠放在光滑水平桌面上，质量为的物块用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与连接，定滑轮与间的轻绳与桌面平行。、之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）
A．若物块、未发生相对滑动，物块受到的摩擦力为
B．要使物块、发生相对滑动，应满足关系
C．若物块、未发生相对滑动，轻绳拉力的大小为
D．若物块、未发生相对滑动，轻绳对定滑轮的作用力大小为
12．一长方体从某一高度自由落下，在A点长方体开始与竖直弹簧接触，当物体下降到最低点B后又被弹簧弹回。设物体在整个运动过程中弹簧处于弹性限度内，则（　　）
A．长方体从A下降到B的过程中，加速度是先减小后增大
B．长方体最大速度的位置与它释放的高度无关
C．长方体从A下降到B的过程中，速度不断变大
D．长方体从A下降到B的过程中，速度不断变小
第II卷（非选择题）
二、解答题（共40分）
13．如图所示，底部带有挡板的固定光滑斜面，倾角为θ＝30°，上有质量为m的足够长木板A，其下端距挡板间的距离为L，质量也为m的小物块B置于木板A的顶端，B与木板A之间的动摩擦因数μ＝。无初速释放二者，当木板滑到斜面底端时，与底部的挡板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g，求：
（1）木板A与挡板第一次碰撞后沿斜面上滑的过程中物块B的加速度大小；
（2）木板A从开始到第二次与挡板碰撞过程中运动的总路程。
14．如图所示，质量M=60kg的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m=20kg的物体。当物体以加速度a=5m/s2上升时，求：
(1)绳对物体向上的拉力大小是多少？
(2)人对地面的压力为多少？（g取10m/s2）
15．如图甲所示，一质量为m=1.0kg的滑块（可视为质点）静止在水平地面上的A点，某时刻开始，滑块受到一个水平向右的拉力F的作用，拉力F随时间t的变化规律如图乙所示，若滑块和地面之间的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s2，试计算滑块从开始运动到最终停止在水平地面上滑行的距离。
16．游乐场滑索项目的简化模型如图所示，索道AB段光滑，AB段长3.6m，与水平夹角30°，与AB段平滑连接的BC段粗糙，长5m，滑块与BC段的动摩擦因数为0.2.质量为60kg的滑块从A点由静止下滑，到B点进入水平减速区，在C点与缓冲墙发生碰撞，反弹后在距墙1m的D点停下。设g取1。求：
（1）滑块滑到B点的速度大小；
（2）滑块从B到C运动的时间；
（3）滑块在C点与缓冲墙发生碰撞前、后速度大小各是多少。
参考答案
1．C
【详解】
AB．惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，选项AB错误；
C．同样大小的力作用在不同的物体上，速度变化慢的加速度较小，根据F=ma可知，物体的质量较大，则物体惯性大，选项C正确；
D．同一物体在月球上和地球上质量不变，则在月球上惯性与在地球上相等，选项D错误。
故选C。
2．D
【详解】
伽利略的斜面实验证明了物体的运动不需要力来维持，故D正确，ABC错误。
故选D。
3．D
【详解】
根据牛顿第二定律，物体做加速直线运动，且加速度先减小后增大。图像的斜率表示加速度，可知物体做直线运动的图像的斜率先减小后增大，选项D正确，ABC错误。
故选D。
4．D
【详解】
正在运动的物体，若所受的一切力突然同时消失，根据牛顿第一定律，它将保持原来的运动状态，永远不停地运动下去，即作匀速运动。
故选D。
5．B
【详解】
CD．由题意可知，水平静止或匀速直线运动时，气泡位于玻璃管中央，由图2可以看出:沿车头方向的气泡向车头方向移动，当火车加速时，气泡和液体由于惯性不会随火车立即加速，还会以原来的速度运动，相对火车向后运动，因为气泡密度小于液体密度，所以气泡在液体作用下就向前运动，故CD错误；
AB．垂直于车头方向的装置中气泡处于右端，因原来火车做直线远动，气泡位于中心位置，当火车向右转弯时，气泡和液体由于惯性不会立即随火车右转，还会沿直线运动，所以气泡和液体就相对火车向左运动，因为气泡密度小于液体密度，所以气泡在液体的作用下相对中心位置向右运动；所以此时刻火车应是加速运动且向右转弯，故A错误，B正确。
故选B。
6．C
【详解】
临界状态整体受力分析，B和斜面之间为滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有
对物块A受力分析，A、B之间为最大静摩擦力，根据牛顿第二定律有
联立可得拉力F的最小值为。
故选C。
7．B
【详解】
A．稳定后把两个物体看成整体，稳定后合力向右，则加速度大小相等，方向向右，A错误；
B．根据牛顿第二定律
解得
选
为对象
解得
B正确；
C．弹簧对的弹力作用在
上，弹簧对的弹力作用在
上，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，C错误；
D．作用力和反作用力是两个相同物体之间的相互作用，弹簧对的弹力与弹簧对的弹力不是两个相同物体之间的相互作用，不是相互作用力，D错误。
故选B。
8．AB
【详解】
A．A对B的拉力与B对A的拉力是一对相互作用力，等大反向共线，故实验中会看到两测力计的示数始终大小相等，故A正确；
B．手对测力计B的拉力不能太大，太大会超过量程，故B错误；
C．此实验对弹簧的劲度系数没有要求，故C错误；
D．测力计A对B的拉力与手对B的拉力的关系涉及到3个物体，不符合牛顿第三定律，故D错误。
故选AB。
9．BD
【详解】
开始时卡丁车的加速度大小为
关闭发动机后
解得关闭发动机这一时刻的速度大小为
加速度为
卡丁车受到的阻力为
加速运动时
解得
F=600N
故选BD。
10．BC
【详解】
A．当F等于12
N时，加速度为：a＝4
m/s2.对整体分析，由牛顿第二定律有
代入数据解得
当F大于12
N时，m和M发生相对滑动，根据牛顿第二定律得
即
结合题图可得：M＝1
kg，故m＝2
kg，故A错误；
B．由题图可得
故
故B正确；
C．当F＝14
N时，长木板的加速度为
故C正确；
D．当F大于12
N后，发生相对滑动，小滑块的加速度为
与F无关，F增大时小滑块的加速度不变，故D错误。
故选BC。
11．AD
【详解】
A．物块、未发生相对滑动，、、三者加速度大小相等，由牛顿第二定律得
对，由牛顿第二定律得
解得
故A正确；
B．当、恰好发生相对滑动时，所受的静摩擦力达到最大，根据牛顿第二定律有
解得
以、、整体为研究对象，由牛顿第二定律得
解得
故要使物块、发生相对滑动，应满足关系
故B错误；
C．若物块、未发生相对滑动，设轻绳拉力的大小为，对受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．若物块、未发生相对滑动，由上述分析可知，此时的加速度为
对受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
根据力的合成法则，可得轻绳对定滑轮的作用力大小为
故D正确。
故选AD。
12．AB
【详解】
ACD．在A下降到B的过程中，开始重力大于弹簧的弹力，加速度方向向下，物体做加速运动，弹力在增大，则加速度在减小，当重力等于弹力时，速度达到最大，然后在运动的过程中，弹力大于重力，根据牛顿第二定律知，加速度方向向上，加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，运动的过程中弹力增大，加速度增大，到达最低点，速度为零。知加速度先减小后增大，速度先增大后减小，故A正确，CD错误；
B．当重力等于弹力时，速度达到最大，即
得
则此时弹簧的压缩量一定，即长方体最大速度的位置与它释放的高度无关，故B正确。
故选AB。
13．（1），方向沿斜面向上；（2）
【详解】
（1）木板A与挡板第一次碰撞前，系统相对静止，之间无摩擦，系统加速度为
a＝gsin30°
由运动学公式，第一次碰时系统速度
碰后，对B有
方向沿斜面向上
（2）碰后，对A有
方向沿斜面向下，可见，A、B均做减速运动，A先减速至零
第一次碰后，A沿斜面上滑的距离为
从开始到第二次碰，A的总路程为
14．(1)300N；(2)300N
【详解】
设人拉绳的力为F，因定滑轮不省力，绳对m向上的拉力大小也为F，对m受力分析如图甲
由牛顿第二定律得
F－mg=ma
得
F=mg＋ma=300N
由牛顿第三定律可知，绳对人的拉力大小为F′=300N，方向竖直向上。
(2)设地面对人的支持力为N，对人受力分析如图乙所示
因人静止
F′＋N=Mg
所以
N=Mg－F′=300N
由牛顿第三定律知，人对地面的压力为300N。
15．10m
【详解】
根据牛顿第二定律得，匀加速运动的加速度为：
则匀加速运动的位移为：
匀加速直线运动的末速度为：
第2s内
做匀速直线运动，匀速运动的位移为：
，
匀减速运动的加速度为
匀减速运动的位移为：
则有
16．（1）；（2）；（3）碰前；碰后
【详解】
（1）由牛顿第二定律有
由运动学公式
解得
（2）由牛顿第二定律
由运动学公式
（另一解舍）
（3）由位移和速度的公式
解得碰前
解得碰后