2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册第四章 牛顿运动定律 期末复习模拟卷（word版含答案）

第四章 牛顿运动定律 期末复习模拟卷
一、单选题
1．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　）
A．0~t1时间内，v增大，FN>mg B．t1~t2时间内，v减小，FNC．t2~t3时间内，v增大，FN mg
2．某物体质量为1kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动，其速度—时间图象如图所示，根据图象可知（　　）
A．物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力
B．物体在第3s内所受的拉力大于1N
C．在内，物体所受的拉力方向可能与摩擦力方向相同
D．物体在第2s内所受的拉力为零
3．如图甲所示，静止在水平面C上足够长的木板B左端放着小物块A。某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示。A、B间最大静摩擦力大于B、C之间的最大静摩擦力，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则在拉力逐渐增大的过程中，下列反映A、B运动过程中的加速度aA和aB，以及A与B间摩擦力f1、B与C间摩擦力f2随时间变化的图线中不正确的是（　　）
A．B．C．D．
4．如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角为的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为(　　)
A．0 B．g C．g D．g
5．如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量且细绳和弹簧与斜面平行，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度分别为(　　)
A．都等于 B．0和
C．和0 D．0和
6．趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦力及空气阻力不计，则( )
A．运动员的加速度为gtanθ B．球拍对球的作用力为
C．运动员对球拍的作用力为(M＋m)gcosθ D．若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动
7．如图所示，一个质量为2 kg的小木板放在光滑的地面上，在小木板上放着一个小物体质量为m＝1 kg，它被一根水平方向上压缩了的弹簧推着而静止在小木板上，这时弹簧的弹力为2 N，现沿水平向右的方向对小木板施以作用力，使小木板由静止开始运动起来，运动中力F由0逐渐增加到9 N的过程中，以下说法正确的是( )
A．物体与小木板先保持相对静止一会，后来相对滑动
B．物体受到的摩擦力一直减小
C．当力F增大到6 N时，物体不受摩擦力作用
D．小木板受到9 N拉力时，物体受到的摩擦力为3 N
8．如图甲所示，用一水平外力F推物体，使其静止在倾角为θ的光滑斜面上．逐渐增大F，物体开始做变加速运动，其加速度a随F变化的图象如图乙所示．取g=10m/s2．根据图乙中所提供的信息不能计算出的是（　　）
A．物体的质量
B．斜面的倾角
C．使物体静止在斜面上时水平外力F的大小
D．加速度为时物体的速度
二、多选题
9．如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列结论正确的是(　　)
A．A环受滑竿的作用力大小为
B．B环受到的摩擦力
C．C球的加速度
D．D受悬线的拉力
10．如图所示，一只光滑的碗水平放置，其内放一质量为m的小球，开始时小球相对于碗静止于碗底，则下列哪些情况能使碗对小球的支持力大于小球的重力（ ）
A．碗竖直向上做加速运动
B．碗竖直向下做减速运动
C．碗竖直向下做加速运动
D．当碗由水平匀速运动而突然静止时
11．如下图所示，物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下，静止于水平地面上，则物体所受摩擦力Ff的大小和方向为(　　)
A．F1＞F2时，Ff＝F1－F2，方向水平向右
B．F1＜F2时，Ff＝F2－F1，方向水平向右
C．F2＝F1，Ff＝0
D．根据摩擦力计算公式可知，Ff为定值μmg
12．如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一小物体物体与弹簧不连接，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速直线运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示，则下列结论正确的是
A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B．物体的质量为2kg
C．物体的加速度大小为
D．物体的加速度大小为
三、填空题
13．如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，C球的加速度大小为___________，B球的加速度为___________。
14．避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，制动坡床和防撞设施等组成，如图所示，在竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍，货物与货车分别视为小滑块和平板，取，，g=10m/s2。货物在车厢内滑动时加速度的大小为__________m/s2；制动坡床的长度为__________m。
15．“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）在补偿小车受到的阻力的时，将木板右侧垫高。小车不受牵引自由释放后打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器打点的时间间隔为，比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度______。说明小车阻力未补偿好，需要做的操作是________。
A．将木板右侧继续垫高，增加木板倾斜度
B．将木板右侧放矮一些，减小木板倾斜度
（2）阻力得到补偿后，保持小车质量不变，小车质量远大于砝码和砝码盘总质量，小车所受绳子拉力近似等于砝码和砝码盘总重力。挂上砝码盘，然后每次取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。记录小车的加速度a、砝码总重力F在数据表格中。根据实验数据在图示坐标系中作出关系图像如下图所示。
本实验已正确补偿了阻力，根据提供的实验数据作出的图线斜率为k，截距为b，重力加速度为g。则小车质量为_________。砝码盘质量为________（用k、b、g表示）。
四、解答题
16．如图所示，斜面倾角θ=30°，贴着光滑斜面的物体A的质量mA=0.6kg，放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg，绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平，OA平行于斜面，A和B恰好一起匀速向下运动．取g=10N/kg，求：
（1）绳的拉力大小和物体A对斜面的压力大小；
（2）物体B与水平面间的动摩擦因数？
（3）如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，需多大的拉力？
17．如图所示，倾角θ ＝30°的固定斜面上有一质量m＝1 kg的物体，物体连有一原长l0＝40 cm的轻质弹簧，在弹簧B端给弹簧一沿斜面向下的推力F，使物体沿斜面向下以加速度a1＝1 m/s2做匀加速运动，此时弹簧长度l1＝30 cm．已知物体与斜面间的动摩擦因数，弹簧始终平行于斜面，重力加速度g＝10 m/s2．（弹簧始终在弹性限度内）
(1)求推力F的大小和弹簧的劲度系数k；
(2)若在弹簧B端加一沿斜面向上的拉力使物体沿斜面向上做加速度a2＝2.2 m/s2的匀加速运动，求弹簧的长度l2．
18．如图所示，两个相同的物块A、B用轻绳相连接并放在水平地面上，在方向与水平面成θ=37°角斜向下、大小为100N的恒定拉力F作用下，以大小为v=4m/s的速度向右做匀速直线运动．已知A、B质量均为5kg （g取10m/s2）试求：
（1）物块与地面之间的动摩擦因数；
（2）剪断轻绳后物块A在水平地面上滑行的时间；
（3）已知轻绳长度L=0.5m，剪断轻绳后，物块A恰好滑至停止时A、B的距离．
19．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体A（与弹簧固连），在物体A的上方再放上物体B，初始时物体A、B处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B-直竖直向上做匀加速直线运动，拉力F与物体B的位移x之间的关系如图乙所示．已知经过t=0.1s物体A、B分离，物体A的质量为mA=1kg，重力加速度g=10m／s2，求：
(1)物体B的质量mB；
(2)弹簧的劲度系数k．
参考答案
1．D
【解析】A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FNB．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则FN=mg，选项B错误；
CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，超重，则FN>mg，选项C错误，D正确；
故选D。
2．B
【解析】AD.由题图可知，第2s内物体做匀速直线运动，即拉力与摩擦力平衡，故AD错误；
B.第3s内物体的加速度大小为，根据牛顿第二定律可知物体所受合力为1N，故其所受拉力大于1N，故B正确；
C.物体运动过程中，拉力方向始终和速度方向相同，摩擦力方向始终和运动方向相反，故C错误。
故选B。
3．B
【解析】A．由图乙知力与时间的表达式为
对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，即；
对AB整体，当拉力F大于地面对整体的最大静摩擦力时，整体开始加速滑动，根据牛顿第二定律得
当拉力足够大时，A、B的加速度不同，故对A，根据牛顿第二定律得
故的斜率，的斜率，则有，即拉力足够大时直线更陡峭，故A正确，不符合题意；
B．对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，即物体B开始阶段的加速度为零，故B错误，符合题意；
C．当拉力小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，此时对物体A，拉力小于，静摩擦力等于拉力，则有
即摩擦力随时间均匀增大；
当整体开始加速滑动时，对整体根据牛顿第二定律得
对木板，根据牛顿第二定律有
解得
其斜率，即此对应的直线比刚开始对应的直线更平缓；当A、B发生相对滑动后，变为滑动摩擦力，为，保持不变，故C正确，不符合题意；
D．对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，此时静摩擦力等于拉力，则有
即摩擦力随时间均匀增大；；滑动后，受地面的滑动摩擦力为，保持不变；故D正确，不符合题意。
故选B。
4．B
【解析】木板撤去前，小球处于平衡态，受重力、支持力和弹簧的拉力，如图，根据共点力平衡条件，有
解得
，
木板AB突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不变，合力等于支持力N，方向与N反向，故加速度为
故选B。
5．B
【解析】细绳被剪断的前，以A为研究对象，可求出弹簧的拉力大小
，
细绳被剪断的瞬间，弹簧弹力大小瞬间不变，故A物体该瞬间合力仍为零，加速度大小为零，取B受力分析，由牛顿定二定律可得
，
联立可求得
。
故ACD错误，B正确。
故选择B。
6．A
【解析】AB．对网球：受到重力mg和球拍的支持力N，作出力图如左图，根据牛顿第二定律得：
Nsinθ=ma
Ncosθ=mg
解得
a=gtanθ
故A正确、B错误；
C．以球拍和球整体为研究对象，如右图，根据牛顿第二定律得：
运动员对球拍的作用力为
故C错误。
D．当a＞gtanθ时，网球将向上运动，由于gsinθ与gtanθ的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动。故D错误。
故选A。
7．C
【解析】A.当弹簧的弹力是2 N向右时，物体仍然静止在木板上，所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于2 N。
若要使物体相对于木板向左滑动，则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于2 N，方向向右，即物体受到的合力至少为向右的4 N的力，物体的加速度：
同时物体与木板有相对运动时，木板的加速度要大于物体的加速度，当二者相等时，拉力为最小。则有：
即只有在拉力大于12 N时，物体才能相对于木板滑动。
所以在拉力小于9 N时，物体相对于木板静止，选项A错误；
BC.若物体与木板之间的摩擦力恰好为0，则物体只受到弹簧的弹力的作用，此时物体的加速度：
由于物体始终相对于木板静止，所以此时整体在水平方向的受力：
所以当力F增大到6 N时，物体不受摩擦力作用。
当拉力小于6 N之前，摩擦力随拉力F的增大而减小；当拉力大于6 N时，摩擦力又随拉力的增大而增大。选项B错误，C正确；
D.小木板受到9 N拉力时，整体的加速度：
物体受到的摩擦力为Ff′，则有：
解得，选项D错误。
故选C。
8．D
【解析】AB.对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图
x方向：
Fcosθ-mgsinθ=ma①
y方向：
N-Fsinθ-Gcosθ=0②
从图象中取两个点（20N，2m/s2），（30N，6m/s2）代入①解得：
m=2kg，θ=37°
故AB正确；
C.当a=0时，可解得F=15N，故C正确；
D.题中并未说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为6m/s2时物体的速度大小，故D错误．
9．ACD
【解析】AC．C球做直线运动，对其受力分析，如图
由牛顿第二定律，得到
细线拉力为
再对A环受力分析，如图
根据牛顿定律，有
联立解得
所以A环受滑竿的作用力大小为
故AC正确；
BD．对D球受力分析，受重力和拉力，由于做直线运动，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力等于Mg；再对B求受力分析，如图
受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力。根据平衡条件，有
故B错误，D正确。
故选ACD。
10．ABD
【解析】A、碗竖直向上加速运动，小球受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：，故，故A正确；
B、碗竖直向下减速运动，加速度向上，小球受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：，故，故B正确；
C、碗向下加速时，加速度方向竖直向下，小球处于失重状态，碗对小球的支持力小于小球的重力，故C错误；
D、碗水平匀速运动而突然静止时，球由于惯性继续运动，有沿着切线方向沿碗的内壁上升的趋势，小球有向上的向心加速度，加速度向上，超重，故D正确．
11．AC
【解析】物体静止在地面上，处于平衡状态，合力为零，F1＞F2时，根据平衡条件得：Ff =F1-F2，方向水平向右，故A正确；F1＜F2时，根据平衡条件得：Ff =F2-F1，方向水平向左，故B错误；F2=F1时，根据平衡条件得：Ff=0，故C正确；此时摩擦力为静摩擦力，不能根据滑动摩擦力公式求解，故D错误．所以AC正确，BD错误．
【点睛】
对于摩擦力，首先应明确物体受到的是哪一类摩擦力，如果是静摩擦力，则根据二力平衡及牛顿第二定律等进行分析求解．
12．BD
【解析】A．初始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加F后即为合力所以有
此后物体匀加速上升，弹力逐渐变小，当弹簧恢复原长后，物块和弹簧分离，故A错误；
BCD．刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有
mg=kx
拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有
F1+kx-mg=ma
体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有
F2-mg=ma
由以上三式解得
m=2kg
a=5m/s2
故BD正确，C错误。
故选BD。
【点睛】
本题关键是由图象得出一些相关物理量，首先要读懂图线的意义，然后根据牛顿第二定律和胡克定律列方程分析求解．
13．gsinθ
【解析】细线被烧断的瞬间，对球C，由牛顿第二定律得
mgsinθ=ma
解得
a=gsinθ
方向沿斜面向下。
以A、B、C组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B、C静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力
F=3mgsinθ
烧断细线的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得
3mgsinθ-2mgsinθ=2ma
则A、B的加速度
a=gsinθ
14．5 98
【解析】设货物的质量为m，货物与车厢间的动摩擦因数
货物在车厢内滑动过程中，受到的摩擦力大小为f，加速度大小为，则
代入数据联立解得
方向沿制动坡床向下；
设货车的质量为M，车尾位于制动坡床底端时的车速为
设货物在车厢内从开始滑动到车头距制动坡床顶端
过程中，用时为t，货物相对制动坡床的运动距离为，在车厢内滑动的距离
货车的加速度大小为，货车相对制动坡床的运动距离为，货车受到制动坡床的阻力大小为F，F是货车和货物总重的k倍
货车长度
设制动坡床的长度为l，则
代入数据联立解得
15．0.16 B
【解析】（1）由纸带可知 该小车的加速度
说明小车阻力未补偿好，木板右侧抬的过高了，则需要做的操作是将木板右侧放矮一些，减小木板倾斜度，故选B。
（2）设砝码盘的质量为m，小车的质量为M，则由牛顿第二定律可得
即
由题意可知
解得
16．（1）3N， （2）0.3 （3）6N
【解析】（1）A做匀速直线运动，受力平衡，对A受力分析，根据平衡条件，
绳的拉力大小为：T=mAgsinθ=0.6×10×0.5 =3N，
斜面对A的支持力为：N=mAgcosθ=0.6×10×=，
根据牛顿第三定律可知，物体A对斜面的压力大小为；
（2）B做匀速直线运动，受力平衡，则摩擦力等于绳子拉力，则有：
；
（3）解：如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，则AB整体受力平衡，对AB整体受力分析，根据平衡条件得：
F=μmBg+T=3+3=6N
17．（1）F＝3.5 N，k＝35 N/m （2）l2＝82 cm
【解析】(1)对物体受力分析，由牛顿第二定律可知：
F＋mgsin θ－μmgcos θ＝ma1
F＝kΔl1
Δl1＝l0－l1
解得：
F＝3.5 N
k＝35 N/m．
(2)物体向上运动的过程中，由牛顿第二定律可知：
F1－mgsin θ－μmgcos θ＝ma2
F1＝kΔl2
l2＝l0＋Δl2
解得：
l2＝82 cm．
18．（1）0.5；（2）0.8s；（3）3.7m；
【解析】（1）将两物块A、B作为一整体，则：Fcosθ=μ（Fsinθ+2mg）
代入数据：100×0.8=μ（100×0.6+2×50）
得：μ=0.5
（2）剪断轻绳后物块A做匀减速运动，则：μmg=maB
得：aB＝μg＝5m/s2
滑行时间
（3）剪断轻绳后物块A做匀减速运动，则A在线断后继续滑行的距离：x＝vt+aBt2
得：x＝4×0.8+×( 5)×0.82＝1.6m
剪断轻绳断后物块B做匀加速运动，受力分析如图，
由牛顿第二定律得：Fcosθ μ(mg+Fsinθ)＝maB
代入数据：100×0.8 0.5×(50+100×0.6)＝5aB
得：aB＝5m/s2
故线断后到物体A停止滑行间，物体B继续滑行的距离为：x′＝vt+
aBt2
代入数据：x′＝4×0.8+×5×0.82＝4.8m
所以物块A静止时物块A、B的距离：△x=x′+L-x=4.8+0.5-1.6=3.7m
19．(1)mB=1Kg；；(2)
【解析】有图象分析可知，初始，物体静止在弹簧上面，弹簧弹力与重力平衡，施加F后即为合力，物体匀加速上升，弹簧上的弹力逐渐变小，弹簧恢复原长，此时物块和弹簧分离，此后物体受到恒定的力F=15N和重力做匀加速运动．根据牛顿第二定律分别列出起始和分离状态时的方程联立可解得．
(1)根据牛顿第二定律有：
对AB整体，当时，拉力
分离后，对物体B有：
其中：，,
代入数据，联立解得：，；
(2)分离前，AB一起上升的高度：
根据胡克定律，有．