第五章 牛顿运动定律 B卷 能力提升__2021-2022学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册单元测试AB卷(Word版含答案)

第五章 牛顿运动定律 B卷 能力提升——2021-2022学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册单元测试AB卷
一、选择题（本题共12小题，每题6分，共72分）
1.如图，车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车向右做匀减速运动，则下列哪个图能正确表示刹车期间车内的情况( )
A. B. C. D.
2.在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0 kg。若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0 kg，则在这段时间内（重力加速度为g）( )
A.该同学所受的重力变小了
B.电梯一定在竖直向下运动
C.该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力
D.电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
3.如图，一匹马拉着车加速前行，则地面对车的阻力和车对马的作用力( )
A.方向相反， B.方向相反， C.方向相同， D.方向相同，
4.一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，再改做减速运动。则下列说法中正确的是( )
A.加速前进时，绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力
B.减速前进时，绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力
C.只有匀速前进时，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力才大小相等
D.不管物体如何前进，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等
5.如图所示,同种材料物体间用轻质弹簧水平相连,在同一水平力的作用下一起向右加速,弹簧在弹性限度内。第一次水平面光滑,弹簧长为,第二次水平面粗糙,弹簧长为,下列比较正确的是( )
A. B.
C. D.质量不清楚,无法确定的关系
6.如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为的平盘,盘中有一物体,质量为m。当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L,今向下拉盘使弹簧再伸长后停止。然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于( )
A. B. C. D.
7.在粗糙的水平面上，一个质量为m的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动，经过时间t后，速度为v。如果要使物体的速度增加到，可采用的方法是( )
A.将物体的质量减为原来的一半，其他条件不变
B.将水平恒力增为，其他条件不变
C.将作用时间增为，其他条件不变
D.将物体质量、水平恒力和作用时间都同时增加为原来的两倍
8.如图所示，两块连接在一起的物块a和b，质量分别为和，放在水平的光滑桌面上，现同时施给它们方向如图所示的推力和拉力，已知，则关于b对a的作用力，下列说法正确的是( )
A.必为推力 B.必为拉力 C.可能为推力，也可能为拉力 D.不可能为零
9.2020年11月10日，中国自主研发制造的“奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，创造了10909米的中国载人深潜新纪录。在这次深潜探测中，“奋斗者”号下潜过程潜水深度随时间变化规律如图所示，其中为直线，忽略下潜过程重力加速度的变化及潜水器的体积变化。则( )
A.时间内，潜水器做加速下潜
B.时间内，潜水器内的科考人员所受重力的功率逐渐增大
C.时间内，潜水器内的科考人员处于失重状态
D.时间内，潜水器竖直方向所受合外力为零
10.为了节能,商场安装了如图所示节能电动扶梯,无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先加速,再匀速运转,一位顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,则下列说法中正确的是( )
A.扶梯加速时,扶梯对顾客的摩擦力方向为水平向左
B.扶梯加速时,扶梯对顾客的支持力大小大于顾客的重力大小
C.扶梯对顾客作用力的方向先向右上方,再竖直向上
D.顾客一直受到三个力的作用
11.如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( )
A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C.若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大 D.若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面
12.如图所示，水平面上有一质量为的物体A，左端用跨过光滑定滑轮的细线连接着物体B，物体的质量均为m，用轻弹簧相连放置在倾角为θ的斜面上，不计一切摩擦。开始时，物体A受到水平向右的恒力F的作用而保持静止，已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.在细线被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B.在细线被烧断的瞬间，B的加速度大小为0
C.剪断弹簧的瞬间，细线上的拉力大小瞬间突变为
D.突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为
二、实验题（8分）
13.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图乙所示的图像。
（1）图线不过坐标原点的原因是_______;
（2）如图丙为某次实验得到的纸带中两段计数点间的距离，相邻计数点时间为T，由此可求得小车的加速度大小为__________;
（3）由图乙图像可求出小车和传感器的总质量为_______kg;
（4）本实验中若仍用砂和桶的重力表示绳子的拉力（小车及传感器的总质量始终远大于砂及桶的总质量），从理论上分析，该实验图线的斜率将_________（选填“变大”或“变小”）。
三、计算题（本题共2小题，每题10分，共20分。）
14.如图所示，一个质量的小物块放在水平地面上，对小物块施加一个的恒定拉力，使小物块做初速度为零的匀加速直线运动，拉力与水平方向的夹角，小物块与水平地面间的动摩擦因数，已知，重力加速度g取，不计空气阻力。求:
（1）小物块运动过程中加速度的大小；
（2）小物块运动4.0 s时位移的大小。
15.如图所示,甲、乙两传送带倾斜放置,与水平方向的夹角均为37°,传送带乙长为4 m,传送带甲比乙长0.45 m,两传送带均以3 m/s的速度逆时针匀速转动,可视为质点的物块A从传送带甲的顶端由静止释放,可视为质点的物块B由传送带乙的顶端以3 m/s的初速度沿传送带下滑,两物块质量相等,与传送带间的动摩擦因数均为0.5,取。求:
(1)物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间;
(2)物块在传送带上的划痕长度之比。
答案以及解析
1.答案：D
解析：开始时金属球、车厢及氢气球有向右的相同速度，突然刹车使车厢做匀减速运动时，由于金属球比车厢内同体积的空气质量大，惯性大，运动状态不易改变，将相对车厢向右运动，因此B向右偏，故B、C错误；氢气球虽然有惯性，但因为氢气密度小，空气的密度大（惯性大），所以氢气球向前运动会撞到空气，力的作用是相互的，将被空气向后推开，即相对车厢向左运动，故A错误，D正确。
2.答案：D
解析：该同学在这段时间内处于失重状态，对体重计的压力变小了，而该同学的重力并没有改变，故A错误；以竖直向下为正方向，则有：，解得，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，故B错误，D正确；人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故C错误。
3.答案：D
解析：对车分析可知，车做加速运动，故马对车的作用力大于地面对车的阻力，二力方向相反；因马对车的作用力与车对马的作用力为相互作用力，故二力大小相等，方向相反，则可知，地面对车的作用力小于车对马的作用力，与方向相同，故D正确，A、B、C错误。故选D。
4.答案：D
解析：绳子拉物体的力与物体拉绳子的力是一对作用力和反作用力。根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反，分别作用在物体上和绳子上，作用力与反作用力的关系与物体的运动状态和作用效果无关。加速前进、匀速前进或减速前进时，绳子拉物体的力都等于物体拉绳子的力，故A、B、C均错，D正确。
5.答案：B
解析：设的质量均为m。水平力为F。
第一种情况:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:
对A有:
联立解得:
第二种情况:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:
对A有:
联立解得:
可知:
所以有:
A、C、D错误,B正确。
6.答案：C
解析：当盘静止时,根据胡克定律可得,设使弹簧再伸长时手的拉力大小为T,再由胡克定律得,联立解得,刚松手瞬间弹簧的弹力没有变化,则以盘和物体整体为研究对象,所受合力大小为T,方向竖直向上,设刚松手时,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得,对物体有,解得:,故C正确。
7.答案：CD
解析：物体在水平恒力F的作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
则有
物体的质量减小为原来的一半，其他条件不变，则有
将水平恒力增为，其他条件不变，则有
将作用时间增为，其他条件不变，则有
将物体质量、水平恒力和作用时间都同时增加为原来的两倍，则有
故选C、D。
8.答案：C
解析：对整体，水平方向受推力和拉力而做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：；对a，由牛顿第二定律可得：，则：。若，F为负值，b对a为推力；若，F为正值，则b对a为拉力；若，F为零。故C正确，A、B、D均错误。
9.答案：AD
解析：A、图像类似位移-时间图像，斜率代表速度，速度增加，潜水器做加速下潜，故A正确；
B、为直线，说明潜水器匀速下潜，科考人员所受重力的功率不变，故B错误；
C、速度减小，加速度向上，科考人员处于超重状态，故C错误；
D、图像为直线，且潜水深度不变，说明竖直方向上加速度为零，潜水器竖直方向所受合外力为零，故D正确；故选：AD。
10.答案：BC
解析：扶梯加速时,顾客加速度斜向右上方,合力斜向右上方,因而顾客受到的摩擦力水平向右,扶梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上方,扶梯对顾客的支持力大小大于顾客的重力大小;在匀速运动的过程中,顾客处于平衡状态,只受重力和支持力,顾客与电梯间的摩擦力等于零,扶梯对顾客作用力的方向竖直向上。所以扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方,再竖直向上,顾客先受到三个力的作用,后受到两个力的作用。故A、D错误,B、C正确。
11.答案：BD
解析：由题图可见，鱼缸相对桌布向左滑动，故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右，A错。因为鱼缸与桌布、鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等，所以鱼缸加速过程与减速过程的加速度大小相等，均为；由可知，鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间相等，故B正确。若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力，由可知，不变，故C错。若猫的拉力减小，鱼缸在桌布上加速滑动时间就会变长，位移变大，则鱼缸就会滑出桌面，故D正确。
12.答案：D
解析：对物体A受力分析，水平方向受到拉力F和细线的拉力T，根据平衡条件可知，在细线被烧断的瞬间，细线对物体A的拉力T变为零，由牛顿第二定律得，物体A的加速度，故A错误；在细线被烧断前，对C受力分析，由平衡条件得，弹簧对物体C的弹力，在细线被烧断的瞬间，细线对物体B的拉力变为零，对物体B，由牛顿第二定律得，则物体B的加速度，故B错误；剪断弹簧的瞬间，弹簧的弹力突变为0，所以成为连接体，加速度应为，对物体B：，得，即细线上的拉力大小瞬间突变为，故C错误；撤去F的瞬间，细线拉力会突变，A和B的加速度相等，对物体整体，由牛顿第二定律得，则物体A的加速度，故D正确。
13.答案：（1）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）
（3）1
（4）变小
解析：（1）由图像可知，当加速度为0时F不为0，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
（2）根据逐差公式得。
（3）根据牛顿第二定律得，因此图像中斜率表示质量的倒数，所以。
（4）设砂和桶的总质量为m，对于小车和传感器有，对于砂和桶有，解得。用砂和桶的重力表示绳子的拉力，则图像斜率为，所以图像斜率将变小。
14.答案：（1）
（2）2.4 m
解析：（1）对小物块进行受力分析如图所示
根据牛顿第二定律有
又
联立解得。
（2）小物块运动4.0 s时的位移
15.答案：(1)1.3 s
(2)1:1
解析：(1)对物块A由牛顿第二定律知
代入数值解得
设经时间物块A与传送带共速,则由运动学规律知
,即
此过程中物块A的位移为
物块A与传送带共速后,由牛顿第二定律知
代入数值解得
由运动学规律知
代入数值解得
所以物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间为
(2)在物块A的第一个加速过程中,物块A在传送带上向上的划痕长度为
在物块A的第二个加速过程中,物块A在传送带上向下的划痕长度为
所以物块A在传送带上的划痕长度为
对物块B分析知,物块B的加速度与物块A在第二个加速过程中的加速度相同,从传送带顶端加速到底端所需时间与相同,所以物块B在传送带上的划痕长度为
故物块在传送带上的划痕长度之比为