鲁科版（2019）必修第一册 第5章 牛顿运动定律 2023年单元测试卷（5）（含解析）

鲁科版（2019）必修第一册《第5章 牛顿运动定律》2023年单元测试卷
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因
B．作用力与反作用力分别作用在两个物体上
C．某物体受到的合外力越大，物体的速度就越大
D．物体所受的合外力与物体的质量成正比
2．如图是我国第一辆火星车—祝融号。祝融号质量约240kg，在地球表面重力约2400N，高1.85m，设计寿命约92天，下列说法正确的是（　　）
A．N、m、kg是国际单位制中的基本单位
B．祝融号在火星表面的惯性与在地球表面的惯性不同
C．研究祝融号在火星表面的运动轨迹时可将它视为质点
D．祝融号着陆后对火星的压力与火星对祝融号的支持力是一对平衡力
3．在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗．若突然发现碗中的水向右洒出，如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是（　　）
A．小车匀速向左运动
B．小车一定突然向左加速运动
C．小车可能突然向左减速运动
D．小车可能突然向右减速运动
4．一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图象是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
5．“肥胖“已成为当前影响人类健康的一大问题。很多医院都没有能测量“肥胖指数”的身高、体重测量计。如图所示，人静止站在测力计上，人对测力计的压力与测力计对人的支持力是一对 　 　（选填“平衡力”或“作用力与反作用力”）；人所受的重力与测力计对人的支持力是一对 　 　（选填“平衡力”或“作用力与反作用力”）。
6．在水平桌面上，质量为2kg的物体在5N的水平拉力作用下以1m/s2的加速度作匀加速直线运动，当水平拉力增大到10N时，木块的加速度是 　 　m/s2，当水平力再减小到2N时，木块的加速度大小是 　 　m/s2，此时加速度方向与滑行方向 　 　。
三、多选题
（多选）7．如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量2MA＝MB，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．A球加速度为g B．B球加速度为0
C．A球加速度为3g D．B球加速度为g
（多选）8．小刘同学想测量地铁列车行驶过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑上一支圆珠笔，细绳的上端用胶条临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后向左行驶的过程中，细绳偏离了竖直方向，其与竖直方向的倾角为θ并保持稳定，如图所示。设笔的质量为m，重力加速度为g。则（　　）
A．列车一定向左加速运动
B．列车可能向左减速运动
C．列车的加速度大小为gtanθ
D．这支笔受到的合力大小为mgsinθ
（多选）9．建筑工人用如图所示的定滑轮运送建筑材料．工人质量为70.0kg，站在地面上，通过定滑轮将质量为20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升．若绳子和滑轮摩擦和滑轮质量均不计，两侧绳子平行，则（取g＝10m/s2）（　　）
A．工人对地面压力大小为210N
B．工人对地面压力大小为490N
C．滑轮的转轴受到压力大小为210N
D．滑轮的转轴受到压力大小为420N
（多选）10．如图所示，质量为m的木块受到水平向右的拉力F的作用，在质量为M的长木板上水平向右运动，长木板处于静止状态．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ，则（重力加速度为g）（　　）
A．木块受到木板的摩擦力的大小一定为F
B．长木板受到地面的摩擦力大小为μmg
C．若将拉力F增大，长木板所受地面的摩擦力不变
D．若将拉力F增大，长木板有可能从地面上开始运动
四、实验题
11．用图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验，图乙是其俯视图。两个相间的小车放在平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮各挂一个相同的小盘。实验中可以通过增减车中钩码改变小车质量，通过增减盘中砝码改变拉力。两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹子，两小车同时停止。
（1）实验中，若两小车通过的位移比为1：4，则两车加速度之比为 　 　。
（2）探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量 　 　（选填“相同”或“不相同”）的砝码。
（3）小盘和砝码的总质量为m，小车的质量为M，为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，以下最合理的一组质量选取是 　 　。
A.M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g
（4）探究“加速度与力之间的关系”时，事实上小车和平板间存在摩擦力，下列说法中正确的是 　 　。
A.平板右端适当垫高以平衡摩擦力有利于减小误差
B.因为两小车质量相同时与桌面间的摩擦力相同，所以摩擦力不影响实验结果
C.若平板保持水平，选用更光滑的平板有利于减小误差
12．某实验小组用如图甲所示的装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验。
（1）安装好实验装置后，首先平衡摩擦力。将长木板的右端适当垫高，不挂砝码盘时轻推小车，若打点计时器在纸带上打出的点越来越密集，则应将长木板下的小垫块向 　 　（选填“左”或“右”）移动。重复调整小垫块的位置，直到打点计时器在纸带上打出的点间距相等时，说明已平衡摩擦力；
（2）图乙为保持小车质量M不变，研究a与F的关系时打出的一条纸带。A、B、C、D、E、F、G为7个计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点未标出。测得x1＝7.05cm、x2＝7.68cm，x3＝8.34cm，x4＝8.95cm，x5＝9.61cm，x6＝10.25cm，已知电源的频率为50Hz，则a＝　 　m/s2（结果保留三位有效数字）；
（3）可以判断打下C点时，小车已经运动了 　 　s（结果保留两位有效数字）；
（4）若实验小组内某同学在研究a与m的关系时，根据测得的实验数据作出了a﹣m图线，如图丙所示。他观察到a﹣m图线为曲线，于是得出物体的加速度与质量成反比，你认为他的作答正确吗？如果正确，请说明理由。如果不正确，请给出正确的处理方法。
五、计算题
13．如图所示，光滑水平面上放置A、B两物块，质量分别为m1、m2，在水平推力F的作用下，向右加速运动。
（1）求A、B两物块之间的相互作用力大小；
（2）如果A、B两物块与水平面间的动摩擦因数为μ，求A、B两物块之间的相互作用力大小。
14．机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量m＝1.0×103kg的汽车以v1＝36km/h的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线s＝20m处，驾驶员发现小朋友排着长l＝6m的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
（2）若路面宽L＝6m，小朋友行走的速度v0＝0.5m/s，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间。
15．机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1＝0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角α＝37°，转轴间距L＝3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2＝1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；
（2）小包裹通过传送带所需的时间t。
鲁科版（2019）必修第一册《第5章 牛顿运动定律》2023年单元测试卷（5）
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A、伽利略最早提出力不是维持物体运动的原因，故A错误；
B、根据牛顿第三定律可得作用力与反作用力分别作用在两个物体上，故B正确；
C、根据牛顿第二定律可知，F＝ma，质量一定的物体受到的合外力越大，物体的加速度越大，速度的变化需要时间的积累，速度不一定大，故C错误；
D、合外力由外界因素决定；与物体的质量没有关系；故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A、m、kg是国际单位制中的基本单位，而N不是基本单位，是导出单位，故A错误；
B、质量是惯性的唯一量度，祝融号质量保持不变，故祝融号在火星表面的惯性与地球表面相同，故B错误；
C、研究祝融号在火星表面运动轨迹时，其大小、形状可以忽略，可将它视为质点，故C正确；
D、祝融号着落火星后对火星的压力与火星对祝融号支持力，分别作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：A、小车匀速向左运动，则水也匀速运动，速度相等，不会从碗中的水洒出，故A错误；
C、小车突然向左减速，由于惯性，水还没有来得及减速，所以小车向左的速度小于水向左的速度，水应向左洒出，故C错误；
BD、若小车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随小车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中水由于惯性仍保持原来向左的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出；若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，故B错误，D正确。
故选：D。
4．【解答】解：物块受力分析如图所示：
由牛顿第二定律得；F﹣μmg＝ma
解得：F＝ma+μmg
F与a成一次函数关系，故ABD错误，C正确，
故选：C。
二、填空题
5．【解答】解：人对测力计的压力和测力计对人的支持力是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力与反作用力；
人所受的重力和测力计对人的支持力，这两个力作用在同一个物体上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。
故答案为：作用力与反作用力；平衡力。
6．【解答】解：设物体所受阻力为f，当拉力为5N时，由牛顿第二定律可得
F1﹣f＝ma1
解得：
f＝3N
当拉力为10N时，由牛顿第二定律可得
F2﹣f＝ma2
解得：
当水平力再减小到2N时，水平力小于阻力，物体做减速运动，设加速度大小为a3，由牛顿第二定律可得
f﹣F3＝ma3
解得：
此时加速度方向与运动方向相反。
故答案为：3.5；0.5；相反
三、多选题
7．【解答】解：设A的质量为m，根据题意，B的质量为2m，整体分析，绳子拉力T＝3mg，竖直向上，B受力平衡，突然剪断悬线，弹力瞬间不变，故B仍受力平衡，加速度为0，A受到的绳子力消失，弹力瞬间不变，故A的合力与绳子力大小相等为3mg，方向竖直向下，根据牛顿第二定律，ma＝3mg，故A的加速度为3g，故BC正确，AD错误；
故选：BC。
8．【解答】解：AB．此时圆珠笔受力如图所示
细绳拉力和重力的合力水平向左，由于地铁向左运动，速度方向和加速度方向相同，则地铁一定向左加速，故A正确，B错误；
CD．由牛顿第二定律
mgtanθ＝ma
可知这支笔受到的合力大小为mgtanθ，而圆珠笔的加速度大小为
a＝gtanθ
则地铁的加速度大小为gtanθ，方向水平向左，故C正确，D错误。
故选：AC。
9．【解答】解：以建筑材料为研究对象，由牛顿第二定律得：
T﹣mg＝ma，
得绳子的拉力大小为：T＝m（g+a）＝20×（10+0.5）N＝210N
再对人研究，则得地面对人支持力大小为：N＝Mg﹣T＝700N﹣210N＝490N，由牛顿第三定律可得工人对地面的压力大小为：N′＝N＝490N
滑轮的转轴受到压力等于两边绳子的拉力之和：210N+210N＝420N。
故选：BD。
10．【解答】解：A、B、m所受M的滑动摩擦力大小f1＝μ1mg，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：木板受到m的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg．M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg．故A错误，B正确。
C、由于木块与木板之间是滑动摩擦力，增大拉力F，木块与木板之间的摩擦力不变，所以若将拉力F增大，长木板所受地面的摩擦力不变。故C正确。
D、由题，分析可知，木块对木板的摩擦力f1不大于地面对木板的最大静摩擦力，当F改变时，f1不变，则木板不可能运动。故D错误。
故选：BC。
四、实验题
11．【解答】解：（1）因为两小车同时运动同时停止，则两小车运动时间相等，若两小车通过的位移比为1：4，根据，x＝，知两车加速度之比为1：4；
（2）当探究“加速度与质量之间的关系”时，应控制小盘及砝码质量一定，改变小车质量，故在小盘中应放质量相同的砝码；
（3）实验中为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，应该让小车质量远大于小盘及砝码总质量。
故选：C。
（4）因为探究“加速度与力之间的关系”时，应该让小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，让小车所受的拉力即为小车合外力，所以应该消除摩擦力影响。
故选：AC。
故答案为：（1）1：4；（2）相同；（3）C；（4）AC
12．【解答】解：（1）平衡摩擦力时，应将长木板的右端适当垫高，小车不挂托盘时轻推小车，打点计时器在纸带上打出的点越来越密集，说明小车做减速运动，说明平衡摩擦力不够，则应将长木板下的小垫块向左移动些，使木板倾角增大一些；
（2）每两个相邻计数点间还有4个点未标出，则相邻的两个计数点之间的时间间隔：T＝0.1s
根据匀变速直线运动的推论公式可得：a＝＝m/s2≈0.638m/s2；
（3）打C点的速度为：vC＝m/s＝0.801m/s，则t＝s≈1.3s；
（4）a﹣m图像为曲线并不能说明，a与m成反比关系，应该做出a﹣图像，如果图像为过原点的直线，则说明在拉力F一定的情况下，a与m成反比；
故答案为：（1）左（2）0.638（3）1.3（4）见解析
五、计算题
13．【解答】解：（1）由牛顿第二定律得：
对A、B系统：F＝（m1+m2）a
对B：FAB＝m2a
解得：FAB＝
（2）由牛顿第二定律得：
对A、B系统：F﹣μ（m1+m2）g＝（m1+m2）a'
对B：FAB'﹣μm2g＝m2a'
解得：FAB'＝
答：（1）A、B两物块之间的相互作用力大小是；
（2）A、B两物块之间的相互作用力大小是。
14．【解答】解：（1）汽车速度为
v＝36km/h＝10m/s
匀减速至停止的平均速度为
＝＝m/s＝5m/s
根据平均速度有
t1＝
解得汽车开始刹车到停止所用的时间
t1＝4s
汽车刹车时的加速度大小
a＝
根据牛顿第二定律有
Ff＝ma
解得
Ff＝2.5×103N
（2）小朋友过马路的时间
t2＝
解得t2＝24s
汽车在斑马线处等待小朋友过马路的时间为
t＝t2﹣t1＝24s﹣4s＝20s
答：（1）汽车开始刹车到停止所用的时间为3s，所受阻力的大小为2.5×103N；
（2）汽车在斑马线处等待小朋友过马路的时间为20s。
15．【解答】解：（1）开始时小包裹向下做匀减速运动，以向下为正方向，根据牛顿第二定律有
a＝＝gsinα﹣μgcosα
代入数据后得到a＝﹣0.4m/s2，“﹣”表示方向沿斜面向下，加速度大小为0.4m/s2
（2）设经过时间t1与传送带共速，则有：v1＝v2+at1
代入数据后得：t1＝2.5s
此段时间小包裹的位移x1＝＝＝2.75m
小包裹与传速带共速后由于mgsinα＜μmgcosα，小包裹相对于传送带静止，两者一起向下匀速运动，则
位移为x2＝L﹣x1＝3.95m﹣2.75m＝1.2m
时间t2＝＝＝2.0s
通过传送带的总时间t＝t1+t2＝2.5s+2.0s＝4.5s
答：（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a为0.4m/s2；
（2）小包裹通过传送带所需的时间t为4.5s