高中物理鲁科版鲁科版（2019）必修第一册第五章 牛顿运动定律 单元提高测试卷（Word版含解析）

第5章 牛顿运动定律
一、单选题
1．2021年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层的减速，速度从减为；打开降落伞后，经过速度进一步减为；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（　　）
A．打开降落伞前，只受到气体阻力的作用
B．打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上
C．打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用
D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
2．关于单位制，下列说法中正确的是（　　）
A．在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位
B．牛、千克米每秒都属于力的单位
C．在厘米、克、秒制中，重力加速度g的值等于9.8cm/s2
D．在力学计算中，所有涉及的物理量的单位都应取国际单位
3．有一物体以初速度v0沿倾角为θ的粗糙斜面上滑，如果物体与斜面间的动摩擦因μA．B．C．D．
4．如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为；B为铁块，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于点O，当电磁铁通电时，铁块被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为（　　）
A． B．
C． D．
5．关于物体的惯性，以下说法中正确的是
A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大
B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平衡，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性
C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大
D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已
6．如图，在光滑地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。小车质量是M，木块质量是m，力大小是F，加速度大小是a，木块和小车之间动摩擦因数是。则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是（　　）
A． B．Ma C． D．
7．如图，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态，现将A、B之间的细绳剪断，则在剪断细绳的瞬间，A、B、C三个小球的加速度大小分别是（　　）
A．0，g，g B．0，2g，0 C．2g，g，g D．2g，0，g
8．如图甲所示，用大型货车运输规格相同的圆柱形水泥管道，货车可以装载两层管道，底层管道固定在车厢里，上层管道堆放在底层管道上，如图乙所示。已知水泥管道间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，货车紧急刹车时的加速度大小为。每根管道的质量为m，重力加速度为g，最初堆放时上层管道最前端离驾驶室为d，则下列分析判断正确的是（　　）
A．货车沿平直路面匀速行驶时，图乙中管道A、B之间的弹力大小为mg
B．若，则上层管道一定会相对下层管道发生滑动
C．若则上层管道一定会相对下层管道发生滑动
D．若要使货车在紧急刹车时上管道不撞上驾驶室，货车在水平路面上匀速行驶的最大速度为
二、多选题
9．如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，则运动员（　　）
A．在第—过程中始终处于失重状态
B．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态
C．在第二过程中始终处于超重状态
D．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态
10．如图所示，水平传送带A、B两端相距s=3.5 m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端瞬时速度vA=4 m/s，到达B端的瞬时速度设为vB，则（　　）
A．若传送带不动，则vB=3 m/s
B．若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动，vB=3 m/s
C．若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动，vB=3 m/s
D．若传送带以速度v=4 m/s顺时针匀速转动，vB=3 m/s
11．如图所示，两个质量为m1=2kg和m2=3kg物体放置于光滑水平面上，中间用轻质弹簧秤连接，两个大小分别为F1=30N，F2=20N的水平拉力分别作用于m1，m2上。则（　　）
A．弹簧秤示数是26N
B．m1、m2共同运动加速度大小为a=4m/s2
C．突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为a=3m/s2
D．突然撤去F1的瞬间，m2的加速度大小为a=2m/s2
12．如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为2m，B和C的质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是（　　）
A．若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过
B．当力F=μmg时，A、B间的摩擦力为
C．无论力F为何值，B的加速度不会超过
D．当力时，B相对A滑动
三、填空题
13．质量为10kg的物体静止在水平地面上，受到水平恒力F作用后在时间t内的位移为x，且x=2t2，则物体的加速度为________m/s2；若4s末撤去力F，物体再经过10s停止运动，则物体与地面间的动摩擦因数为_____.
14．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图线如图所示，则时物块的速率为_______m/s，经过4s物体的位移大小为_______m．
15．理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图所示的理想实验，他的设想步骤如下：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可)．在上述的设想步骤中，步骤________属于可靠的事实，步骤______是理想化的推论．
16．某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。如图甲所示为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细沙的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于细沙和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。
(1)如图乙所示为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度大小为___________m/s，小车的加速度大小为___________m/s2（结果均保留2位有效数字）
(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图丙所示）。请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。（________）
四、解答题
17．图所示，质量m=1kg的光滑小球用细线系在质量为M=8kg、倾角为α=37°的斜面体上，细线与斜面平行，斜面体与水平面间的摩擦不计，g取10m/s2。试求：
(1)若用水平向右的力F拉斜面体，要使小球不离开斜面，拉力F不能超过多少？
(2)若用水平向左的力F′推斜面体，要使小球不沿斜面滑动，推力F′不能超过多少？
18．如图所示，某货场需将质量为m的货物（可视为质点）从高处运送至地面，现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道与水平面成θ=37°角．地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同木板A、B，长度均为L=2m，厚度不计，质量均为m，木板上表面与轨道末端平滑连接．货物与倾斜轨道间动摩擦因数为μ0=0.125，货物与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数μ2=0.2．回答下列问题：（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
（1）若货物从离地面高h0=1.5m处由静止滑下，求货物到达轨道末端时的速度v0
（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足条件
（3）若μ1=0.5，为使货物恰能到达B的最右端，货物由静止下滑的高度h应为多少？
19．如图所示，传送带保持以1m/s的速度顺时针转动。现将一质量m=0.5kg的物体从离传送带很近的a点轻轻地放上去，设物体与传送带间动摩擦因数μ=0.1，a、b间的距离L=2.5m，则物体从a点运动到b点所经历的时间为多少？（g取10m/s2）
20．如图所示，一传送带与水平地面的夹角θ=37°，传送带上端固定一平台，平台离地面高H=1.8m，传送带以恒定速度v=4m/s逆时针运行．将质量m=2kg的小滑块轻放在传送带底端，平台上的人通过一根轻绳用恒力F沿传送带向上拉小滑块，滑块的速度刚达到传送带的速度时轻绳断裂，此后小滑块恰好不能到平台上，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2 ． 已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）恒力F？
（2）小滑块在传送带上运动的总时间T？
试卷第2页，共7页
参考答案
1．B
【解析】A．打开降落伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误；
B．打开降落伞至分离前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确；
C．打开降落伞至分离前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，选项C错误；
D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，由于还受到火星的吸引力，则与气体的阻力不是平衡力，选项D错误。
故选B。
2．D
【解析】A．力学单位制中，质量、长度、时间的单位被选为基本单位，A错误；
B．根据
F＝ma
得
1N＝1kg·m/s2
B错误；
C．在厘米、克、秒制中，g值不变，则有
g＝9.8m/s2＝980cm/s2
C错误；
D．在力学计算中，没有特殊说明，所有物理量的单位都应取国际单位，D正确。
故选D。
3．A
【解析】物体沿斜面向上匀减速过程的加速度
a上=gsinθ+μgcosθ，
沿斜面向下匀加速过程的加速度
a下=gsinθ-μgcosθ．
由于μ＜tanθ，
说明物体能沿斜面下滑，且a上＞a下，从v-t图线的斜率含义可知，A正确BCD错误．
4．D
【解析】当电磁铁通电前，绳的拉力为，当电磁铁通电后，铁块被吸引上升，做变加速运动，且越靠近电磁铁，吸力越大，加速度越大。对A、B、C组成的系统，当铁块加速上升时，系统整体的重心加速上移，系统处于超重状态，故轻绳的拉力大于。
故选D。
5．C
【解析】物体的惯性大小由质量唯一确定，与物体的速度无关，选项A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，选项B错误；同样大小的力作用于物体，状态越难改变，说明物体保持原来状态的本领越大，惯性也越大，所以选项C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，选项D错误；故选C.
6．A
【解析】先对整体受力分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有
F=（M+m）a
再对物体m受力分析，受重力、支持力和向前的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有：
f=ma
联立解得：
故BCD错误，A正确。
故选A。
7．B
【解析】系统处于静止时，由平衡条件得，对C，弹簧的弹力为
对A、B、C系统悬绳的拉力
烧断AB之间细线瞬间，悬绳的拉力突变为mg，对A，合力为零，加速度
烧断AB之间细线瞬间，AB间绳的拉力突变为零，对B，由牛顿第二定律得
解得
剪断轻绳瞬间，弹簧的弹力不变，对C，由牛顿第二定律得
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
8．C
【解析】A.货车匀速行驶时上层管道A受力平衡，在其横截面内的受力分析如图所示
其所受B的支持力大小为N，根据平衡条件可得
解得
故A错误；
BC.当紧急刹车过程中上层管道相对下层管道静止时，上层管道A所受到的静摩擦力为
最大静摩擦力为
随着加速度的增大，当时，即时，上层管道一定会相对下层管道发生滑动，故C正确B错误；
D.若，紧急刹车时上层管道受到两个滑动摩擦力减速，其加速度大小为，要使货车在紧急刹车时上管道不撞上驾驶室，货车在水平路面上匀速行驶的速度，必须满足
解得
故D错误。
故选C。
9．BD
【解析】AB．运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态，随着床面形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，运动员处于超重状态，故A错误，B正确；
CD．运动员在上升过程，先向上加速，后向上减速，即先处于超重状态后处于失重状态，故C错误，D正确。
故选BD。
10．ABC
【解析】ABC．若传送带不动，由匀变速直线运动规律可知， a=μg，代入数据解得vB=3 m/s，当满足选项B、C中的条件时，工件的运动情况跟传送带不动时的一样，同理可得，工件到达B端的瞬时速度仍为3 m/s，故选项A、B、C正确；
D．若传送带以速度v=4 m/s顺时针匀速转动，则工件滑上A端后做匀速运动，到B端的速度仍为4 m/s，故选项D错误。
故选ABC。
11．AD
【解析】AB．以整体为研究对象，由牛顿第二定律得
F1-F2=（m1＋m2）a
代入数据解得
a=2m/s2
对m2受力分析：向左的F2和向右的弹簧弹力F，由牛顿第二定律得
F-F2=m2a
解得
F=26N
故A正确，B错误；
C．在突然撤去F2的瞬间，因为弹簧的弹力不能发生突变，所以m1的受力没有发生变化，故加速度大小仍为2m/s2，故C错误；
D．突然撤去F1的瞬间，m2的受力没有来得及变化，所以m2的加速度大小仍为a=2m/s2，故D正确。
故选AD。
12．AB
【解析】A．物体C恰好滑动时，对C
物体A恰好滑动时，对BC整体，A、B之间的摩擦力为
解得
物体A、B之间的最大静摩擦力为
因为 ，表明此时A、B之间没有滑动，也就是说B、C之间先滑动，A、B、C三个物体始终相对静止的最大加速度为，选整体由牛顿第二定律得
解得 ，A正确；
B．当力F1=μmg时，对整体
对A
解得
B正确；
C．B的最大加速度为
解得 ，C错误；
D．B相对A恰好滑动时，对A、B整体
对A
解得，当力时，B相对A滑动，D错误。
故选AB。
13．4 0.16
【解析】根据匀变速直线运动位移与时间的关系：
运用待定系数法，解得：；
撤去外力时，速度：
撤去外力后，加速度大小：
根据牛顿第二定律：
解得动摩擦因数：
。
14．1 5
【解析】前两秒，根据牛顿第二定律得：
则的物块的速率为：
0-2s的物块的位移为：
后两秒，根据牛顿第二定律得：
的物块的位移为：
经过4s物体的位移大小为：
15．②③①④　　 ② ①③④
【解析】本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论．而②是可靠事实，因此放在第一步，③①是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验④，因此正确顺序是②③①④．
16．1.6 3.2
【解析】(1)AC这段位移的平均速度等于AC这段时间中间时刻的瞬时速度，即B点的瞬时速度，故
由逐差法求解小车的加速度
(2)将坐标系中各点连成一条直线，连接时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线的两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑，连线如图所示
17．(1)120N；(2)67.5N
【解析】(1)小球不离开斜面体，两者加速度相同、临界条件为斜面体对小球的支持力恰好为0，对小球受力分析如图
由牛顿第二定律得
=ma
解得
对整体由牛顿第二定律得
F=（M+m）a=120N
(2)小球不沿斜面滑动，两者加速度相同，临界条件是细线对小球的拉力恰好为0，对小球受力分析如图
由牛顿第二定律得
mgtan37°=ma′
解得
a′=gtan37°=7.5m/s2
对整体由牛顿第二定律得
F′=（M＋m）a′=67.5N
18．（1）5m/s（2）（3）2.64m
【解析】（1）货物在倾斜轨道上的受力如图，由牛顿第二定律：
代入数据解得
由运动学公式：
代入数据解得：
（2）若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得
若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得
联立④⑤式代入数据得:
（3）由（2）知货物滑上A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动．货物下滑高度记为，到达斜道末端时速度记为
货物滑上A时做匀减速运动，加速度大小
a1=gμ1=5m/s2
货物离开A时速度记为
货物滑上B时，自身加速度大小
，
B的加速度大小
由题意，货物到达B最右端时两者恰好具有共同速度，记为，货物做匀减速运动：
，
B做匀加速运动：
，
位移关系满足：
代入数据解得：
19．3s
【解析】根据牛顿第二定律得物块的加速度为
物块速度达到传送带速度时的位移为
知物块先做匀加速直线运动；后做匀速直线运动，匀加速运动的时间
匀速时间
总时间
20．（1）24N （2）2.7s
【分析】
（1）绳子断裂后，滑块做匀减速运动，根据牛顿第二定律求出加速度，结合速度位移公式求出匀减速运动的位移，从而得出匀加速运动的位移，根据速度位移公式求出匀加速运动的加速度，结合牛顿第二定律求出恒力F的大小
（2）滑块先向上做匀加速直线运动，然后做匀减速运动到零，再返回做匀加速直线运动，结合运动学公式求出各段的时间，从而得出总时间．
【解析】（1）绳子断裂后，滑块做匀减速运动，加速度大小a2＝ =gsin37°-μgcos37°=6-0.25×8=4m/s2．
因为滑块恰好不能到达平台，则匀减速运动的位移
可知匀加速运动的位移
匀加速运动的加速度
根据牛顿第二定律得，F-mgsin37°+μmgcos37°=ma1，
代入数据解得F=24N．
（2）匀加速运动的时间
匀减速运动的时间
返回做匀加速运动的加速度a3＝ =gsin37°-μgcos37°=6-0.25×8=4m/s2．
根据
得，
则小滑块在传送带上运动的总时间T=t1+t2+t3=0.5+1+1.2s=2.7s．
【点睛】
解决本题的关键理清滑块在传送带上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．答案第12页，共12页
答案第13页，共1页