【高中物理粤教版（2019）必修第一册同步练习】 第四章牛顿运动定律检测题

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【高中物理粤教版（2019）必修第一册同步练习】
第四章牛顿运动定律检测题
一、单选题
1．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿第一定律是在伽利略、笛卡儿等工作的基础上总结出来的
B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义
C．牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D．牛顿第一定律表明，物体不受外力作用时，速度可以发生改变
2．以下以物理学家命名的物理单位，属于国际基本单位的是（　　）
A．牛顿 B．库仑 C．特斯拉 D．安培
3．下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是（　　）
A．功／焦耳 B．质量／千克
C．电荷量／库仑 D．力／牛顿
4．下列关于惯性的说法中，正确的是（　　）
A．只有静止的物体才具有惯性
B．只有做匀速直线运动的物体才具有惯性
C．只有做变速运动的物体才具有惯性
D．一切物体都具有惯性
5．2020年11月24日4时30分，嫦娥五号在海南文昌航天发射场点火升空。嫦娥五号重8.2t（1t=1000kg），长征五号火箭起飞重量（火箭箭体和加注燃料的总质量）为 ，起飞时长征五号火箭对火箭和嫦娥五号组合体的最大推力为1062吨（1吨力相当于质量为 的物体所受的重力），则嫦娥五号起飞时的最大加速度与地面重力加速度之比约为（　　）
A．0.23 B．1.23 C．12.3 D．130
6．质量为的光滑圆柱体放在质量也为的光滑“型槽上，如图，，另有质量为的物体通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与相连，现将自由释放，则下列说法正确的是（　　）
A．若相对未发生滑动，则、、三者加速度相同
B．当时，和共同运动的加速度大小为
C．当时，与之间的正压力等于
D．当时，相对刚好发生滑动
二、多选题
7．如图所示，将两辆完全相同的玩具动力车A、B和车厢C用轻杆串接组成“列车”，“列车”出发启动阶段做匀加速运动，且玩具动力车A和B提供的动力均为F，动力车和车厢受到的阻力均为车重的k倍，已知动力车A、B的质量均为m1，车厢C的质量为m2，重力加速度为g，则（　　）
A．A车所受合外力比B车的大
B．A、C间轻杆对两端的作用力是拉力
C．B、C间轻杆对两端的作用力是推力
D．“列车”的加速度大小为
8．在机场和火车站对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当行李放在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4m/s，某行李箱的质量为5kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上的A点，已知传送带AB两点的距离为1.2m，那么在通过安全检查的过程中，g取10m/s2，则（　　）
A．开始时行李箱的加速度为0.2 m/s2
B．行李箱从A点到达B点时间为3.1 s
C．行李箱内物品质量越大，由A到B的时间越长
D．传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.04 m
三、填空题
9．牛顿第一定律揭示了物体不受力作用时将保持　 　状态或静止状态，由这条定律可知，维持物体运动的原因是　 　。
10．用如图（甲）所示的实验装置探究加速度与力的关系。保持小车的质量不变，通过改变砂桶的质量来改变小车受到的拉力F，根据实验数据作出了小车加速度a与拉力F的关系图像，如图（乙）所示。你认为该图像不通过原点的原因可能是　 　；该图像上部弯曲的原因可能是　 　。
11．歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做它的惯性将　 　（填“增大”“减小”或“不变”），它的运动状态　 　（填“易于改变”或“不易于改变”）。
12．质量为的物体，受到三个共点力作用而静止。当撤去其中一个力后（保持其它力不变），物体的加速度大小是，方向向北，那么撤去的力的大小是　 　，方向　 　。
四、计算题
13．质量m =2kg小物块从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端B点后沿水平面再滑行一段距离停下来。若物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25。斜面A、B两点之间的距离s=18m，斜面倾角θ=37°（sin37°=0.6；cos37°=0.8）斜面与水平面间平滑连接，不计空气阻力，g=10m/s2。求：
（1）物块在斜面上下滑过程中的加速度大小；
（2）物块滑到 B 点时的速度大小；
（3）物块在水平面上滑行的时间。
14．如图所示，左端带有竖直挡板的平板工件静置于水平桌面上，工件长度，工件底面与水平桌面间的动摩擦因数；O为工件上表面一点（图中未画出），工件上表面O点左侧光滑、右侧粗糙。一小滑块紧靠挡板放在工件上，现对工件施加的水平推力，并在后撤去，当滑块到达O点时工件速度恰好为零。已知工件质量﹐滑块质量，g取，桌面足够长。
（1）求水平推力作用过程中，滑块对挡板压力的大小；
（2）求工件光滑部分的长度d；
（3）若最终滑块恰好未从工件上滑下，求其与工件上表面粗糙部分间的动摩擦因数。
15．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示．质量为 m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g．求
（1）弹簧的劲度系数；
（2）物块b加速度的大小；
（3）在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式．
五、解答题
16．某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。请在图中0刻度线以上的两根长刻度线旁和0刻度线以下的两根长刻度线旁（除0以外的共4根长刻度线旁），标注加速度的大小，示数的单位用m/s2表示，加速度的方向向上为正、向下为负。
17．传送带以恒定速度v=4m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ=37°．现将质量m=2kg的小物品轻放在其底端（小物品可看成质点），平台上的人通过一根轻绳用恒力F=20N拉小物品，经过一段时间物品被拉到离地高为H=1.8m的平台上，如图所示．已知物品与传送带这间的动摩擦因数μ=0.5，设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物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？
②若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，求物品还需多少时间离开皮带？
六、综合题
18．如图所示，神舟十二号载人飞船的返回舱在距地面某一高度时，启动降落伞装置开始做减速运动，当返回舱速度减至v＝10m/s时开始匀速降落．在降落到距地面h＝1.1m时，返回舱的缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，经过时间t＝0.2s，以某一安全速度落至地面，设最后的减速过程可视为竖直方向上的匀减速直线运动，舱内航天员质量m＝60kg，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）返回舱安全着陆时的速度；
（2）最后减速阶段返回舱对航天员的作用力大小。
19．如图为羽毛球筒，内有一羽毛球，球托底部离球筒口10cm，球与球筒内壁紧密接触。现小明同学将球筒竖直静置于地面上方0.2m高度，然后将球筒静止释放，若球筒与地面相碰后速度瞬间减为0，且不会倾倒，羽毛球刚好到达球筒口。已知球筒长36cm，羽毛球轴向高8cm，质量为5g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，取g=10m/s2。求
（1）球筒下落的时间；
（2）球筒释放前羽毛球受到的摩擦力以及下落过程中受到的摩擦力；
（3）球筒落地后，羽毛球滑到球筒口过程中受到的摩擦力是重力的几倍。
20．如图所示，在平台AD中间有一个光滑凹槽BC，凹槽内有一长木板。长木板左端与B点接触，右端与C点的距离。长木板的上表面水平且与平台AD平齐，一可视为质点的物块以的水平初速度滑上长木板，当长木板的右端接触凹槽C端时，物块位于长木板的最右端。已知物块与长木板的质量分别为、，物块与长木板、平台间动摩擦因数分别为，，重力加速度。求：
（1）长木板的长度s；
（2）物块从滑上长木板到最终停止的时间t。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】牛顿第一定律；惯性与质量
2．【答案】D
【知识点】单位制及量纲
3．【答案】B
【知识点】单位制及量纲
4．【答案】D
【知识点】惯性与质量
5．【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
6．【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
7．【答案】B,C,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
8．【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型
9．【答案】匀速直线运动；惯性
【知识点】牛顿第一定律
10．【答案】未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够；砂桶的质量没有远小于小车的质量
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
11．【答案】减小；易于改变
【知识点】牛顿第一定律
12．【答案】40；向南
【知识点】牛顿第二定律
13．【答案】（1）物块在斜坡下滑时，由牛顿第二定律得：
又
解得：
（2）物块从A点滑到B点有：
解得：
（3）在水平面上，有：
解得：
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律
14．【答案】（1）解：在水平推力作用下，滑块与工件看作整体，对整体由牛顿第二定律可得
解得
对滑块则有
由牛顿第三定律可知，滑块对挡板压力的大小为2N。
（2）解：撤去推力F时，滑块与工件的速度为
撤去推力F后，滑块匀速到达O点，工件做减速运动，对工件有
解得
工件运动时间是
则工件光滑部分的长度
（3）解：滑块运动到粗糙面上时，对滑块有
对工件有
滑块做减速运动，工件做加速运动，若最终滑块恰好未从工件上滑下，则滑块运动在粗糙面上时，与工件达到共速，有
且粗糙面长度
又
联立解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
15．【答案】（1）解：对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：
kx0=（m+ m）gsinθ
解得：k= （1）
答：弹簧的劲度系数为 ；
（2）由题意可知，b经两段相等的时间位移为x0；
由匀变速直线运动相临相等时间内位移关系的规律可知：
= （2）
说明当形变量为x1=x0﹣ = 时二者分离；
对m分析，因分离时ab间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：
kx1﹣mgsinθ=ma （3）
联立（1）（2）（3）解得：
a=
答：物块b加速度的大小为 ；
（3）设时间为t，则经时间t时，ab前进的位移x= at2=
则形变量变为：△x=x0﹣x
对整体分析可知，由牛顿第二定律有：
F+k△x﹣（m+ m）gsinθ=（m+ m）a
解得：F= mgsinθ+ 因分离时位移x=
由x= = at2解得：
t=
故应保证t＜ ，F表达式才能成立．
答：在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式F= mgsinθ+ （t＜ ）
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
16．【答案】解：如图所示：
【知识点】牛顿第二定律
17．【答案】解：①物品在达到与传送带速度v=4m/s相等前，有：
F+μmgcos37°﹣mgsin37°=ma1
解得
由v=a1t1，t1=0.5s
位移 =1m
随后，有：F﹣μmgcos37°﹣mgsin37°=ma2
解得a2=0，即滑块匀速上滑
位移
总时间为：t=t1+t2=1s
即物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是1s．
②在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，根据牛顿第二定律，有
μmgcos37°﹣mgsin37°=ma3
解得：
假设物品向上匀减速到速度为零时，通过的位移为x
即物体速度为减为零时已经到达最高点；
由
解得： （ ，舍去）
即物品还需 离开皮带．
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿运动定律的应用—传送带模型
18．【答案】（1）设返回舱安全着陆时的速度为 ，则有
解得
（2）设减速阶段返回舱加速度大小为a，则有
解得a＝45m/s2
对航天员受力分析，由牛顿第二定律F－mg＝ma
解得F＝3300N
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律
19．【答案】（1）解；根据 可知
（2）解；释放前摩擦力为
释放后摩擦力为
（3）解；落地时瞬时
羽毛球在球筒内滑动过程有
由牛顿第二定律
可解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律
20．【答案】（1）解：物块滑上木板，受到水平向左的摩擦力，由牛顿第二定律得
木板在光滑凹槽中，受到木块施加的水平向右的摩擦力，则有
解得
故木块向右做匀减速运动，木板向右做匀加速运动，木板的位移为，设木块的位移为x1，由题意，位移关系
共速时间为t，则有
解得t=1s
根据位移时间公式
联立并代入数据解得
（2）解：当木块到达C点时，木块的速度
从物块与长木板相对静止到与C端相碰所经历的时间为t1，则有
当木块在平台上运动时，由牛顿第二定律
则有
当速度减为零时
故总时间为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的应用—板块模型
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