2021-2022学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册第四章 牛顿运动定律 单元测试卷(Word版含答案)

第四章 牛顿运动定律 单元测试
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选顶中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．汽车刹车时才有惯性
B．物体做自由落体运动时，没有惯性
C．运动员长跑的时候，速度越大，其惯性就越大
D．质量大的物体惯性大
2．伽利略的理想斜面实验说明（　　）
A．一切物体都具有惯性
B．亚里士多德的运动和力的关系是错误的
C．力是维持物体运动的原因
D．力是改变物体运动状态的原因
3．如图所示，天花板上用细绳吊起用轻弹簧相连的两个小球A、B，它们的质量分别是、，两小球均保持静止。已知重力加速度为g。当突然剪断细绳时，小球A与小球B的加速度大小分别为（　　）
A．0、 B．、0 C．g、g D．、
4．从地面竖直上抛一小球。设小球上升到最高点所用的时间为t1，下落到地面所用的时间为t2.若考虑到空气阻力的作用，则（　　）
A．t1>t2
B．t1＜t2
C．t1=t2
D．因不知速度和空气阻力的关系，故无法断定t1、t2哪个较大
5．如图所示，停在水平地面上的小车内，用细绳AB、BC拴住一个重球，绳BC呈水平状态，绳AB的拉力为T1，绳BC的拉力为T2，当小车从静止开始向左加速运动，但重球相对于小车的位置不发生变化，那么两根绳子上拉力变化的情况为（　　）
A．T1变大 B．T1变小 C．T2不变 D．T2变小
6．较大的雨滴是从的高空形成并下落的，设雨滴在有空气阻力的空间中由静止开始下落，雨滴所受空气阻力随速度的增大而增大。则雨滴下落过程（　　）
A．速度和加速度均增大
B．速度增大，但加速度减小，最后速度不变
C．速度增大，而加速度先不变后减小
D．速度增大，但加速度不变
7．如图所示，餐厅服务员托举菜盘给顾客上菜．若菜盘沿水平向左加速运动，则（　　）
A．手对菜盘的摩擦力方向向右 B．手对菜盘的作用力等于菜盘的重力
C．菜盘对手的作用力方向斜向右下 D．菜盘对手的作用力方向斜向左下
8．小明拍到了一张这样的照片：如图所示，一物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止。已知小车是运动的，且物块与车厢壁没有粘连或钉在一起。则下列说法正确的是（　　）
A．小车一定正在向右加速运动
B．车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力
C．若车厢的加速度变小，车厢壁对物块的弹力也变小
D．若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力也变大
9．利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图所示（为截面图），旋涡发生体垂直于管道放置，在特定条件下，由于旋涡现象，液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有关。结合物理量的单位分析频率f与v、D之间的关系式可能正确的是（其中k是一个没有单位的常量）（　　）
A． B． C． D．
10．下列哪个仪器测量的物理量不是国际单位制中的基本物理量 （　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，一滑块从足够长的粗糙斜面上的某位置以大小为10m/s的初速度沿斜面向上运动，斜面的倾角为滑块向上运动过程中的加速度大小为10m/s2。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法错误的是（　　）
A．滑块向上运动的时间为1s
B．滑块向上运动的最大距离为10 m
C．斜面与滑块之间的动摩擦因数为0.5
D．滑块从开始运动到速度大小再次为10m/s所用的时间为6s
12．如图甲所示，最近美团无人机送外卖已经率先在深圳启动，“天上掉馅饼”时代已经来临。如图乙所示为某一无人机送外卖时竖直降落过程的关系图像，下列说法正确的是（　　）
A．前3s无人机处于超重状态
B．无人机在第2s与第7s的加速度之比为
C．无人机下落的高度为26m
D．无人机在下落过程中的平均速度大小为2m/s
13．如图所示为某一游戏的局部简化示意图，D为弹射装置，是长为的水平轨道，倾斜直轨道固定在竖直放置的半径为的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道与平滑连接，且在同一竖直平面内，某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以的速度滑上轨道，并恰好能冲到轨道的最高点，已知小车在轨道上受到的摩擦力为其重量的0.3倍，轨道光滑，则小车从A到C的运动时间是（取）（　　）
A． B． C． D．
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分。选对但不全的得1分。有选错的得0分）
14．如图所示，、两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（　　）
A．球加速度为 B．球加速度为0
C．球加速度为 D．球加速度为g
15．如图所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列描述中，正确的是（　　）
A．接触后，小球做减速运动，加速度越来越大，速度越来越小，最后等于零
B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加，后减小到零
C．接触后，小球速度为零的地方就是弹簧压缩量最大之处，此时小球加速度为零
D．接触后，小球速度最大时加速度为零
16．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（　　）
A．顾客开始受到三个力的作用，后来受到两个力作用
B．顾客始终处于超重状态
C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下
D．顾客对扶梯作用的方向先指向右上方，再竖直向上
三、实验题
17，（7分）如图，某物理小组利用如图甲所示的装置探究“小车加速度a与合外力F的关系”，装置中小车放在水平桌面上的水平长木板上，小车一端连接一力传感器（用于测量拉力）并用细绳通过定滑轮连接一个重物，小车另一端连接纸带并穿过电磁打点计时器，电磁打点计时器连接频率为50Hz的低压交流电源。
（1）该实验_______（填“需要”或“不需要”）满足小车的质量远大于重物的质量。
（2）在实验中得到一条如图乙所示的纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），根据纸带数据可求出小车的加速度为_______m/s2（结果保留两位有效数字）。
（3）该物理小组未平衡摩擦就开始实验，其他操作均正确，则该小组探究的小车加速度a与拉力F的关系图像可能是_______（填写图像下方的字母）。
A． B．C． D．
18．（7分）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）改变木板倾斜程度，根据打出的纸带上的点迹分析小车是否做______运动，来判断是否平衡摩擦力；
（2）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为、，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为，由图可知，m甲______m乙，μ甲______μ乙（填“大于”、“小于”或“等于”）。
四、解答题
19．（9分）质量为1 kg的物体以v0=2m/s的初速度在水平推力F的作用下沿水平面做匀加速直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图所示。g取10 m/s2，求：
（1）物体运动的总位移;
（2）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（3）水平推力F的大小。
20，（10分）锻炼运动员肢体力量和耐力的一种有效方法是在路面上推动轮胎加速跑，如图甲所示，在某次训练中，运动员保持两只胳膊相互平行推动轮胎使其沿直线运动，胳膊与水平地面间的夹角为37°，运动员的图像如图乙所示。已知轮胎的质量为10kg。轮胎与地面间的动摩擦因数为0.4，，，g取。求：
（1）0~4s内运动员的位移大小及加速度大小；
（2）运动员每只胳膊施加的推力大小。（结果保留整数位）
21．（10分）为了保证安全现在有很多的高层建筑配备了救生缓降器材，使用时，先将安全钩挂在室内窗户、管道等可以承重的物体上，然后将安全带系在人体腰部，通过缓降安全着陆。在某次火灾逃生演练现场中，逃生者从离地面高处，利用缓降器材由静止开始匀加速下滑，下降时速度达到，然后开始匀速下降，距地面一定高度时开始匀减速下降，到达地面时速度恰好为零，整个过程用时。设逃生者下降过程中悬空不接触墙面在竖直方向上运动，不计空气阻力，取，求：
（1）逃生者匀速运动的时间；
（2）逃生者加速下滑和减速下滑时，绳索对人拉力大小的比值。（可以用分数表示）
22．（12分）如图所示，质量为的小物块静止在倾角为的斜面底端（斜面足够长），小物块与斜面间的动摩擦因数为。现用的拉力沿斜面向上拉动小物块，拉力作用后撤去。g取，，。求：
（1）末小物块的速度；
（2）撤去拉力后小物块还能向上运动的最大距离；
（3）小物块到达最高点后能否下滑，若不能需要给出理由，若能请你求出下滑的加速度大小。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
质量是惯性的唯一量度，其大小与质量成正比，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．B
【详解】
伽利略的理想斜面实验说明物体的运动不需要力来维持，即亚里士多德的运动和力的关系是错误的。物体具有惯性及力与运动的关系是牛顿在前人的基础上总结出来的。
故选B。
3．B
【详解】
开始时弹簧对对A有竖直向下的弹力，对B有竖直向上的弹力，且弹簧对两小球的弹力大小均为
剪断细绳的瞬间，细绳对A的拉力突变为零，而弹簧对两球的弹力不发生突变，则根据牛顿第二定律可得A、B的加速度大小分别为
故选B。
4．B
【详解】
设阻力恒为 ，根据牛顿第二定律
上升过程有
下降过程有
由此可知
由于上升过程和下降过程位移大小相等，根据
可知
故选B。
5．D
【详解】
以小球为研究对象，分析受力：重力mg、绳AB的拉力T1和绳BC的拉力T2，如图：
设小车的加速度为a，绳AB与水平方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律得：
T1sinθ=mg
T1cosθ-T2=ma
得
由表达式可知绳AB的拉力T1与加速度a无关，则T1保持不变；由T2的表达式得绳BC的拉力随着加速度的增大而减小，可知T2减小；故ABC均错误，D正确；
故选D。
6．B
【详解】
依题意，雨滴下落过程中，根据牛顿第二定律可得
显然，随着雨滴的增大，雨滴的加速度逐渐减小，当
时，雨滴加速度
以后雨滴以
的速度做匀速直线运动，故选B。
7．C
【详解】
对菜盘受力分析，有竖直向下的自身重力、竖直向上的支持力和水平向左的静摩擦力。其中手对菜盘的作用力为支持力与静摩擦力的合力，方向为斜向左上，不等于菜盘的重力。根据牛顿第三定律，可知菜盘对手的作用力方向斜向右下。故ABD错误；C正确。
故选C。
8．C
【详解】
A．物块与车厢具有相同的加速度，则物块所受的摩擦力和重力平衡，水平向右的弹力提供加速度，即加速度向右，则小车正在向右加速运动或向左做减速运动，故A错误；
B．在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对作用力和反作用力。故B错误；
C．物块与车厢具有相同的加速度，根据牛顿第二定律得
N=ma
加速度变小，车厢壁对物块的弹力变小，故C正确；
D．车厢的加速度增大，根据牛顿第二定律知
N=ma
弹力增大，但是摩擦力和重力平衡，摩擦力保持不变，故D错误；
故选C。
9．A
【详解】
A．根据频率单位为Hz(秒的负一次方)，速度单位为m/s，长度单位为m，可知
故A正确；
B．同理，可得
故B错误；
C．同理，可得
故C错误；
D．同理，可得
故D错误。
故选A。
10．A
【详解】
A．测力计是测量力的仪器，力不是基本物理量，故A错误；
B．刻度尺是测量长度的仪器，长度是力学基本物理量，故B正确
C．秒表是测量时间的仪器，时间是力学基本物理量，故C正确；
D．天平是测量质量的仪器，质量是力学基本物理量，故D正确；
本题选测量的物理量不是基本物理量的，故选：A。
11．B
【详解】
A．滑块上滑做匀减速直线运动，由速度公式可得减速时间为
故A不符题意；
B．匀减速的位移为
故B符合题意；
C．上滑过程根据牛顿第二定律
解得
故C不符题意；
D．下滑过程根据牛顿第二定律
解得
滑块做匀加速直线运动
可得
故加速到10m/s总时间为6s，故D不符题意；
故选B。
12．C
【详解】
A．由图像可知前3s无人机加速下降，无人机处于失重状态，选项A错误；
B．无人机的加速度可用图像的斜率表示，可知无人机在第2s与第7s的加速度之比为，选项B错误；
C．图像的面积表示位移，无人机下落的高度为
选项C正确；
D．下落过程的平均速度
选项D错误。
故选C。
13．A
【详解】
小车在段，由题意知
可得
其加速度大小为
由运动学公式得
解得
或（舍去）
从B到C运动时，由几何关系可得
加速度为
所以
可得
所以从A到C的时间为
BCD错误，A正确。
故选A。
14．AB
【分析】
剪断悬线瞬间，绳子拉力突变为零，而弹簧是明显形变，弹力不会突变，可以通过剪断前的受力分析得出剪断悬线后弹簧的弹力。
【详解】
A、C．剪断悬线前，、两球均静止不动，对受力分析，可知弹簧弹力
剪断悬线瞬间，绳子拉力突变为零，对受力分析，有
解得
A正确C错误；
B、D．剪断悬线前后瞬间，B都受到向下的重力和向上的弹簧的弹力，依旧保持平衡状态，故B的加速度为0，B正确，D错误。
故选AB。
15．BD
【详解】
从小球下落到与弹簧接触开始，一直到小球速度为零的过程中，小球受竖直向下的重力和弹簧对小球竖直向上的弹力，开始时弹簧的弹力小于重力，小球受到的合力向下，加速度向下，速度也向下，做加速运动；随着弹簧压缩量的增大，弹簧弹力增大，合力
越来越小，加速度越来越小，做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于小球重力时，合力为零，加速度为零，速度达到最大值；之后弹簧弹力大于小球重力，合力向上，加速度向上，速度向下，做减速运动；随着弹簧压缩量的增大，弹簧弹力增大，合力
越来越大，加速度越来越大，做加速度增大的减速运动直至速度为零到达压缩最大之处。
故选BD。
16．AC
【详解】
A．以人为研究对象，加速过程中，人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用下沿电梯加速上升，匀速运动时，人受到重力和支持力作用，故A正确；
BCD．在慢慢加速的过程中，受力如图
物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，处于超重状态；由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向左下方；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，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下，故BD错误，C正确。
故选AC。
17．不需要 1.0 A
【详解】
(1)力传感器可以测量拉力，所以不需要满足小车的质量远大于重物的质量；
(2)相邻两计数点间还有四个点没有画出，则计数周期为
小车的加速度为
(3)如果没有平衡摩擦力，则拉力F达到一定值时，物体才会有加速度，故A正确，BCD错误。
故选A。
18．匀速 小于 大于
【详解】
(1)小车平衡时，做匀速直线运动，所以根据打出的纸带上的点迹分析小车是否做匀速运动，来判断是否平衡摩擦力；
(2)a-F图像的斜率是质量的倒数，甲的斜率大，所以甲的质量小于乙的质量；
由
可得
纵轴截距的-，由图可知
19．（1）46m；（2）0.2；（3）3N
【详解】
（1）v－t图像与时间轴围成的面积表示位移，由图像面积可得
（2）由题图可知，撤去F后，物体的加速度大小为
又
μmg＝ma1
解得
μ＝0.2
（3）由题图可知，撤去F前，物体的加速度大小为
又
F－μmg＝ma2
解得
F＝3 N
20．（1），；（2）46N
【详解】
（1）由乙图可知，加速度
则0~4s内运动员的位移
（2）以轮胎为研究对象，根据牛顿第二定律可得
解得
21．（1）14s；（2）
【详解】
（1）设加速下降位移为，时间为，人的最大速度为，则有
设匀速下降位移为，时间为，则有
设减速过程位移为，时间，则有
设整个过程的时间为t，则
又
联立以上各式，解得
（2）设加速和减速过程绳索的拉力大小分别为，加速和减速过程中的加速度大小分别为，则
联立解得
22．(1)5m/s；(2)1.25m；(3) 2m/s2
【详解】
(1)力F作用时的受力如图所示
根据牛顿第二定律
F-mgsinα-μmgcosα=ma1
代数据得
a1＝5m/s2
末小物块的速度为
(2) 撤去拉力后，受力如图
根据牛顿第二定律
mgsinα+μmgcosα=ma2
代入数据得
a2＝10m/s2
向上运动的最大距离为
(3)小物块到达最高点后，重力沿斜面的分量为
摩擦力为
因为重力分量大于摩擦力，所以物体将加速下滑，根据牛顿第二定律
mgsinα-μmgcosα=ma3
代入数据得
a3＝2m/s2答案第1页，共2页
答案第1页，共2页