2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册-第五章 牛顿运动定律单元测试卷 (Word版含答案)

第五章 牛顿运动定律单元测试
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．如图所示，伽利略用两个对接的斜面，一个斜面A固定，让小球从固定斜面上由静止滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面B，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，减小斜面倾角重复实验，直到斜面倾角为零。伽利略设计这个实验的目的是为了说明（　　）
A．日常生活中，不存在摩擦时物体的运动情形
B．物体做匀速直线运动必须需要力的作用
C．如果物体不受到力，就不会运动
D．力不是维持物体运动状态的原因
2．如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是（　　）
A．悬浮在空中不动 B．运动速度逐渐减小
C．仍做竖直向下的匀加直线运动 D．以上三种情况都不可能
3．“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图，人笔直站在“电动平衡车”上，在某水平地面上沿直线匀速前进，下列正确的是（　　）
A．“电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力
B．人的重力与车对人的支持力是一对相互作用力
C．地面对车的摩擦力与人（含车）所受空气阻力平衡
D．在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向右倾斜
4．如图所示，大人跟小孩掰手腕，很容易把小孩的手压到桌面上。若大人对小孩的力记为F1，小孩对大人的力记为F2，则(　　)
A．F1>F2 B．F1和F2大小相等
C．F1先于F2产生 D．F1后于F2产生
5．如图所示，质量为的物块A悬挂在弹簧测力计下方，木板B托住物块A使整个装置静止，此时测力计的示数为，重力加速度。现使木板B以的加速度向下运动，木板B开始运动的瞬间，物块A的加速度为（　　）
A．0 B． C． D．
6．主动刹车功能是指车辆遇到突发危险情况时具有自主减速的能力。汽车正以的速度匀速行驶，突然正前方有一行人横穿马路，人的速度为，汽车立即启动刹车系统，开始匀减速运动，滑行了停下，质量为的司机在刹车过程中受到的合力为（　　）
A． B． C． D．
7．某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。如图所示，一海豚把球顶向空中，并等其落下。下列说法正确的是（　　）
A．球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用
B．球在最高点时速度为零，但加速度不为零
C．球在上升过程中处于超重状态
D．球在下落过程中处于失重状态，球的重力减小
8．2021年7月25日东京奥运会女子双人3米跳板，中国组合施廷懋、王涵以总分326.40分夺得冠军。如图所示，跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲，然后用力蹬板起跳，忽略空气阻力，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．走板时，运动员对板的压力不断增大
B．走板时，运动员对板的摩擦力不断减小
C．运动员脚离开跳板到上升至最高点过程处于超重状态
D．运动员从最高点下落至水面前的过程中处于失重状态
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．下列关于物体惯性的说法中，正确的是（　　）
A．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大
B．汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变
C．被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变
D．要使运动速度相同的物体在相同时间内停下来，对质量大的物体用力比对质量小的物体用力大，表明质量大的物体惯性大
10．如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一水平向右的恒力，使容器向右做匀加速度直线运动。下列说法正确的是（　　）
A．三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动
B．物块a将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压
C．物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速度运动
D．物块c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压
11．如图所示是一质量为50 kg的乘客乘电梯。上楼过程中速度—时间图像，重力加速度 g取10 m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．t=1s时刻，乘客对电梯底板的压力大小为550 N
B．0~2s和8~10s两个过程中电梯的加速度相同
C．乘客在8~10s上升过程处于失重状态，重力为零
D．电梯上升过程的总位移大小为16m，方向竖直向上
12．一个静止的质点，在0～4s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t的变化如图所示，则质点在（　　）
A．第2s末速度改变方向 B．第2s末位移改变方向
C．第4s末距离出发点最远 D．第4s末运动速度为零
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（7分）在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出。
（1）当M与m的大小关系满足_______时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的总重力。
（2）一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是_________。
A．补偿阻力，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新补偿阻力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
（3）在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于补偿阻力时操作不当，两位同学得到的a-F关系图像分别如图甲、乙所示（a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力），其原因分别是：
甲图：___________；
乙图：___________。
14．（7分）某同学利用如图1装置研究加速度与外力的关系。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。位移传感器安装在小车和轨道一端。
（1）开始实验后，依次按照如下步骤操作：
①同时打开力传感器和位移传感器；
②释放小车，DIS记录下小车的运动和受力情况；
③关闭传感器，根据、图像记录下绳子拉力F和小车加速度a。某次释放小车后得到的、图像如图2所示。根据图像，此次操作应记录下的外力F大小为______N，加速度a为______。
④改变钩码质量重复上述步骤。
（2）利用上述器材和过程得到多组数据作出图像，如图所示，则______。
A．理论上小车质量越大，直线斜率也越大
B．直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平
C．如果小车受到水平轨道的摩擦阻力，直线斜率会变小
D．随着实验中钩码质量增大，图像可能会出现弯曲
（3）实验过程中，如果滑轮转轴处受到一定摩擦力，则对实验是否有影响？答：______。（选填“有”或“无”）
15．（7分）如图所示，在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度做匀速直线运动。某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点，已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m=1kg，车长L=2m，车速，取，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件
16．（9分）某工厂用传送带运送货物，传送带的简化示意图如图所示。已知传送带的倾角θ=37°，并以速度v0=2.4m/s顺时针匀速转动。现将一质量m=50kg的货物（视为质点）由静止放到传送带的底端。货物与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，两传动轮间的距离s=9.6m，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）货物受到的滑动摩擦力大小；
（2）货物从传送带底端运动到顶端所用的时间。
17．（14分）弹簧秤下挂一个物体，在地面上弹簧秤示数为80N，而在一个加速下降的电梯中弹簧秤的示数为60N，若g取10m/s2，求：
（1）电梯的加速度多大？
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数又是多少？
18．（16分）如图所示，有一个同学在竖直升降的电梯内，探究超重失重现象。该同学站在磅秤上的总质量为50千克。电梯由静止开始向下做匀加速运动，这时开始计时。该同学在磅秤上的示数随时间变化情况图线如图，最后电梯恰好停在地面上，重力加速度取g=10m/s2，求：
(1)电梯作匀速运动时的速度大小；
(2)电梯降落的总位移的大小。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
伽利略通过“理想斜面实验”证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，推翻了由亚里士多德提出的“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
故选D。
2．D
【详解】
做自由落体运动的物体，如果在下落的过程中的某时刻重力突然消失，说明物体不再受重力的作用，根据牛顿第一定律可知，物体将保持原来的运动状态，以重力消失那一刻的速度竖直向下做匀速直线运动。
故选D。
3．C
【详解】
A．根据牛顿第三定律，“电动平衡车”对人的作用力等于人对“电动平衡车”的作用力，故A错误；
B．人的重力与车对人的支持力的受力物体都是人，不可能是相互作用力，故 B错误；
C．地面对车的摩擦力与人（含车）所受空气阻力平衡，所以人与车能够匀速运动，故C正确；
D．在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向左倾斜，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
AB．大人对小孩的作用力与小孩对大人的作用力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，A错误B正确；
CD．因作用力与反作用力是同在同失关系，则F1和F2同时产生，CD错误。
故选B。
5．B
【详解】
木板B开始运动的瞬间，物块A受到的合力大小为
由牛顿第二定律可得物块A的加速度为
故选B。
6．B
【详解】
由速度位移关系可得
代入数据解得汽车加速度大小为
a=5m/s2
由牛顿第二定律可得，司机在刹车过程中受到的合力为
F=ma=400N
故选B。
7．B
【详解】
A．球在最高点时仅受到重力作用，故A错误；
B．球在最高点时速度为零，加速度为重力加速度，故B正确；
C．球在上升过程中，加速度为重力加速度，方向向下，处于失重状态，故C错误；
D．球在下落过程中处于失重状态，球的重力不变，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．走板时，运动员对板的压力方向与重力方向的夹角θ不断增大，根据
可知运动员对板的压力不断减小，故A错误；
B．走板时，在沿板的方向根据平衡条件有
可知当θ不断增大时，运动员所受板的摩擦力f不断增大，根据牛顿第三定律可知运动员对板的摩擦力也不断增大，故B错误；
C．运动员脚离开跳板到上升至最高点过程先做加速运动后做减速运动，加速度方向先竖直向上，后竖直向下，所以先处于超重状态后处于失重状态，故C错误；
D．运动员从最高点下落至水面前的过程中，加速度方向始终竖直向下，所以处于失重状态，故D正确。
故选D。
9．CD
【详解】
A．物体的惯性只与质量有关，与速度无关，选项A错误；
B．汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，但是由于汽车的质量没变，则惯性也没变，选项B错误；
C．被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但由于质量没变，则惯性不变，选项C正确；
D．要使运动速度相同的物体在相同时间内停下来，对质量大的物体用力比对质量小的物体用力大，说明质量大的物体运动状态改变的难度大，表明质量大的物体惯性大，选项D正确。
故选CD。
10．CD
【详解】
由题意可知，c浮在上面对上壁有压力，可知c排开水的质量大于本身的质量；同理b排开水的质量等于本身的质量，a排开水的质量小于本身的质量；则当容器向右加速运动时，由牛顿第一定律可知，物块a将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤压；物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速度运动；物块c因相等体积的水将向左运动，则导致c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压（可将c想象为一个小气泡）。
故选CD。
11．AD
【详解】
A．v-t图像斜率的绝对值表示加速度的大小，t=1s时刻乘客的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得电梯底板对乘客的支持力大小为
根据牛顿第三定律可知乘客对电梯底板的压力大小为550 N，故A正确；
B．v-t图像斜率的正负表示加速度的方向， 0~2s和8~10s两个过程中电梯的加速度大小相同，方向相反，故B错误；
C．乘客在8~10s上升过程加速度方向竖直向下，处于失重状态，但此时重力不变，仍等于500N，故C错误；
D．v-t图像与t轴所围的面积表示位移，且t轴上方的面积表示位移为正，t轴下方的面积表示位移为负，所以电梯上升过程的总位移大小为
方向竖直向上，故D正确。
故选AD。
12．CD
【详解】
0~2s内，力F的方向不变一直在正方向，加速度方向不变，物体一直做加速运动，2~4s内，F变为负方向，加速度方向与速度方向相反，物体沿原方向做减速运动，则在第2s末速度方向和位移方向未变。因为0~2s内和2~4s内加速度大小和方向是对称的，则4s末速度为零，在整个运动过程的速度方向不变，一直向前运动，第4s末距离出发点最远。
故选CD。
13． B 木板的倾角过大 没有补偿阻力或补偿阻力不足
【详解】
（1）本实验用mg代替FT，而实际上FT要小于mg，m比M小得越多，产生的误差就越小，当m M时，才可以认为
（2）A．补偿阻力时，应去掉盘、盘中砝码和细线，让小车能沿木板做匀速直线运动，A错误；
B．补偿阻力后，当再次改变小车质量时，不需要再补偿阻力，B正确；
C．实验时，要先接通打点计时器的电源，再释放小车，C错误。
（3）由题图甲可看出F=0时，a≠0，说明木板的倾角过大，重力沿木板方向的分力大于阻力。由题图乙可看出，只有当F达到一定值时，才会有加速度，说明补偿阻力不足或未补偿阻力。
14．0.815 1.64 B 无
【详解】
（1）③根据图像可知，当小车运动时的拉力为0.815N，即此次操作应记录下的外力F大小为0.815N，加速度
（2）A．因为
可知，理论上小车质量越大，直线斜率越小，A错误；
B．因轨道是光滑的，直线不过原点可能是轨道右端偏高，即因为轨道没有调整到水平，B正确；
C．如果小车受到水平轨道的摩擦阻力，则由
F-f=Ma
变形得
可知，直线斜率不变，仍为，C错误；
D．因为用力传感器测量小车受到的拉力，则即使随着实验中钩码质量增大，图像也不会出现弯曲，D错误。
故选B。
（3）小车受到的拉力是力传感器的读数，实验过程中，如果滑轮转轴处受到一定摩擦力，不会影响实验。
15．
【详解】
对滑块分析，有
要保证滑块不能从车的左端掉下，即刚滑到车的左端时两者具有共同速度，则有
联立解得
所以要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F大小应该满足
16．（1）360N；（2）5s
【详解】
（1）货物受到的滑动摩擦力大小为
（2）根据牛顿第二定律有
解得
货物达到传送带速度所用时间为
货物加速运动的位移有
货物达到传送带速度后做匀速运动，有
解得
货物从传送带底端运动到顶端所用的时间为
17．（1）2.5m/s2；（2）100N
【详解】
（1）在地面上时，弹簧秤的示数为
①
设电梯的加速度大小为a，在电梯上时，弹簧秤的示数为
②
联立①②解得
（2）若这个电梯以同样大小的加速度上升，弹簧秤示数为
③
18．(1)12m/s；(2)126m
【详解】
(1)静止开始向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得
由速度时间公式得
(2)匀加速时位移为
匀速时位移为
匀减速时，由牛顿第二定律得
解得
由速度位移公式得
解得
电梯降落的总位移的大小为
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