高一物理（粤教版2019）必修一第四章《牛顿运动定律》素养形成性达标训练卷（含解析）

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第四章 牛顿运动定律--素养形成性达标训练卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高一上·江苏扬州·期中）我国高铁技术全球领先，高铁使人们出行更加便捷，速度快，安全性高。小明同学在高铁上发现列车启动过程中杯中水面的形状是下图中的（　　）
A． B．
C． D．
2．（22-23高一上·上海徐汇·阶段练习）为了纪念在物理学中作出杰出贡献的物理学家，有些物理量用他们的名字作单位。如图所示的四位物理学家的名字没有被用作物理量单位的是（　　）
A．爱因斯坦 B．牛顿
C．帕斯卡 D．欧姆
3．（24-25高一上·全国·课后作业）在国际排联女排大冠军杯比赛中，中国女排以五战全胜的成绩夺得冠军，如图是运动员用手掌奋力将球击出时的情形，下列说法正确的是（　　）
A．运动员手掌对排球作用力的大小大于排球对运动员手掌作用力的大小
B．运动员手掌对排球作用力的大小等于排球对运动员手掌作用力的大小
C．排球对运动员手掌的作用力晚于运动员手掌对排球的作用力
D．运动员手掌对排球的作用力与排球对运动员手掌的作用力是平衡力
4．（23-24高一上·广东茂名·期末）如图所示，建筑工人正利用“夹钳车”夹起一块质量为m的水泥板，并沿水平路面以加速度a做匀加速直线运动，已知重力加速度为g。则夹钳对水泥板的作用力（　　）
A．大小为mg，方向竖直向上
B．大小为ma，方向与车运动方向相同
C．大小为，方向沿车运动方向斜向下
D．大小为，方向沿车运动方向斜向上
5．（23-24高一上·山西长治·期末）2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示为返回舱着陆瞬间的照片。已知打开减速伞后返回舱减速下降一段距离，则在此段过程中（　　）
A．伞绳对返回舱的拉力小于返回舱对伞绳的拉力大小
B．伞绳对返回舱的拉力大于返回舱对伞绳的拉力大小
C．返回舱中宇航员处于失重状态
D．返回舱中宇航员处于超重状态
6．（22-23高一上·重庆沙坪坝·阶段练习）如图，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球，当小车水平向右的加速度从零开始逐渐增大时，杆对小球作用力按时间先后用至变化表示，力的大小用线段长表示，则杆对小球的作用力的变化可能是下图中的（沿杆方向）（　　）
A． B．
C． D．
7．（23-24高一下·广东广州·开学考试）如图所示，自由下落的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是（　　）
A．加速度变小，速度变小
B．加速度变小，速度变大
C．加速度先变小后变大，速度先变大后变小
D．加速度先变大后变小，速度先变小后变大
8．（23-24高一上·山东聊城·期末）伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合，这种科学研究方法有力的促进了人类科学认识的发展。图、图表示的是伽利略在两项研究中实验和推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（　　）
A．图通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B．图中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C．图中的“理想实验”可以在实验室实现
D．图中的“理想实验”通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
9．（24-25高一上·全国·单元测试）民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，如图所示，人员可沿斜面滑行到地面。若所有人员裤料与斜面之间的动摩擦因数处处相同，则人员从气囊顶端由静止下滑到底端的过程中（ ）
A．所有人员的加速度大小都相等 B．质量越大的人加速度越大
C．所有人员运动的时间都相等 D．质量越小的人运动时间越短
10．（23-24高一上·山东聊城·阶段练习）如图，质量均为m的环A与球B用一轻质细绳相连，环A套在水平细杆上，设有一水平恒力F作用在球B上，使A环与B球一起向右匀加速运动，已知细绳与竖直方向的夹角θ=45°，g为重力加速度，则下列说法正确的是（　　）
A．轻质绳对B球的拉力大于杆对A环的支持力
B．若水平细杆光滑，水平恒力F大小等于mg
C．若水平细杆粗糙，则动摩擦因数小于
D．B球受到的水平恒力大于mg
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高一上·广西柳州·期末）图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图，图中砝码和小桶的质量为m，打点计时器所接电源的频率为50Hz。某小组同学保持木块质量M不变，探究加速度a与合力F的关系。某次实验的纸带如图乙所示，每5个点取一个计数点，则木块的加速度a= m/s2。但该组同学由于疏忽没有平衡摩擦力f（带滑轮的长木板水平），得到a-F图象如图丙所示。则木块与木板间的动摩擦因数μ= ，图象后段出现弯曲的原因是 。（g=10m/s2，计算结果均保留2位小数）
12．（9分）（23-24高一上·福建厦门·期末）某同学利用如图甲所示的装置测量一弹簧的劲度系数，他将弹簧上端固定在铁架上，弹簧下端固定有指示箭头，靠近弹簧竖直固定有刻度尺。弹簧不挂钩码时，指示箭头指示刻度为10.00cm，挂上一个钩码后，静止时指示刻度如图乙所示。接着每次增加一个钩码，记录静止时指示刻度如下表所示，已知每个钩码质量为50g，当地重力加速度g为。
钩码个数n（个） 0 1 2 3 4 5
指示刻度L（cm） 10.00 19.98 25.05 30.10 35.11
（1）图乙中箭头指示的刻度示数为 cm；
（2）根据实验数据，在图丙补齐数据点并作出图像 ，由图像可知该弹簧的劲度系数为 N/m（计算结果保留两位有效数字）；
（3）将只悬挂一个钩码的实验装置静置于电梯中，电梯由静止启动时发现指示箭头向上移动，则此时电梯处于 状态（选填“超重”或“失重”），启动方向 （选填“向上”或“向下”）。
13．（8分）（23-24高一下·安徽·阶段练习）如图所示，静止在竖直白板上质量为m的磁性白板擦，在水平向右的恒力作用下沿与竖直方向成角的虚线做加速度大小为a的匀加速运动，重力加速度为g。求：
(1)运动中白板擦受到的摩擦力大小；
(2)白板擦下降高度h时的速度大小v及其所用的时间t。
14．（13分）（23-24高一上·广东广州·阶段练习）某同学设计了一个测量风速大小的装置，装置如图所示。初始时圆环被锁定，当风速的方向水平向右时，小球静止，该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为θ=37°，已知圆环质量为2kg，与杆的滑动摩擦因数为0.5。小球的质量m=4kg，风对小球的作用力大小F=kv，其中k为比例系数，且k=2kg/s，v为风速大小，g=10m/s2。忽略细线质量、空气浮力和风对细线和圆环的作用力，且认为最大静摩擦等于滑动摩擦力。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）此时细线对小球的拉力的大小；
（2）解除圆环锁定，风速多大时，圆环恰不滑动；
（3）解除圆环锁定，若风速为18m/s，稳定后小球和圆环保持相对静止，求此时小球的加速度。

15.（18分）（22-23高一上·广西北海·期末）如图甲所示，一足够长的粗糙斜面体倾角为α=37°，质量为m=1kg的物体由斜面体上的O点开始以一定的初速度v0沿斜面体向上运动，同时在物体上施加一沿斜面体向下的恒力F，此时刻计为t=0时刻，1.6s末将恒力F撤走，物体始终在斜面上，物体的速度随时间变化的规律如图乙所示。重力加速度取g=10m/s2，物体可视为质点。求：
（1）恒力F和物体与斜面体之间的动摩擦因数μ的大小；
（2）t=2.0s时物体到O点的距离x0。
答案和解析
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B D D B C BD AC CD
1．C
【详解】列车启动过程中，速度增大，即杯子的速度增大，而杯子中的水由于惯性仍要保持原来的静止状态，所以水相对杯子向后运动。
故选C。
2．A
【详解】牛顿是力的单位，帕斯卡是压强的单位，欧姆的电阻的单位，爱因斯坦没有被用作物理量单位。
故选A。
3．B
【详解】AB．根据牛顿第三定律可知，运动员手掌对排球作用力的大小等于排球对运动员手掌作用力的大小，故A错误，B正确；
C．根据牛顿第三定律可知，作用力与反作用力同时产生、同时消失，故C错误；
D．排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力是一对作用力与反作用力，并非平衡力，故D错误。
故选B 。
4．D
【详解】水泥板受向下的重力mg，受合力为ma，方向沿水平方向，则夹钳对水泥板的作用力
方向沿车运动方向斜向上。
故选D。
5．D
【详解】AB．伞绳对返回舱的拉力与返回舱对伞绳的拉力是一对相互作用力，大小一定相等，故AB错误；
CD．返回舱减速下降，故加速度方向向上，处于超重状态，故C错误，D正确。
故选D。
6．B
【详解】小球沿水平方向运动， 竖直方向一直处于平衡状态，故杆对小球的作用力在竖直方向的分量始终等于mg，小球的水平加速度逐渐增大，由牛顿第二定理可知，杆对小球的作用力在水平方向的分量逐渐增大，故选B。
7．C
【详解】小球自由落下，接触弹簧时有竖直向下的速度。以小球为研究对象，分析小球的受力情况和运动情况：开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，合力变小，根据牛顿第二定律可知加速度变小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力变大，根据牛顿第二定律可知加速度变大，当弹力等于重力时，合力为零，速度最大。
故选C。
8．BD
【详解】A．图a通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A错误；
B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，主要是使时间测量更容易，故B正确；
C．图b中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故图中的“理想实验”不可以在实验室实现，故C错误；
D．图中的“理想实验”通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D正确。
故选BD。
9．AC
【详解】AB．设裤料与斜面之间的动摩擦因数为，质量为m的人沿长度为l，倾角为的斜面下滑，根据牛顿第二定律得
可得加速度
可见人员下滑过程加速度大小相等，且与质量无关，故A正确，B错误；
CD．根据匀变速直线运动规律得
可见人员下滑过程所用的时间相等，且与质量无关，故C正确，D错误。
故选AC。
10．CD
【详解】AD．先后对A、B受力分析，如图所示

对A
其中
对B
解得
故
A错误，D正确；
B．若水平细杆光滑，则
解得
B错误；
C．若水平细杆粗糙，则
解得
C正确；
故选CD。
11． 0.42 0.1 不再满足砝码桶和砝码总质量
【详解】[1]木块的加速度
[2]该组同学由于疏忽没有平衡摩擦力f（带滑轮的长木板水平），则
可得
由a-F图象可得
解得木块与木板间的动摩擦因数
μ=0.1
[3]当满足砝码桶和砝码总质量远小于木块的质量时可认为砝码桶和砝码总重力近似等于木块的牵引力，则当砝码和小桶的质量不断增加，不再满足砝码桶和砝码总质量时，木块的牵引力与砝码和小桶的总重力出现偏差，则使得图象后段出现弯曲。
12． 15.00 9.8 失重 向下
【详解】（1）[1]图乙中箭头指示的刻度示数为
（2）[2]根据描点法，作出图像如图所示。
[3]根据胡克定律，该弹簧的劲度系数为
（3）[4]电梯由静止启动时发现指示箭头向上移动，可知弹簧的弹力减小，小于钩码的重力，钩码有向下的加速度，此时电梯处于失重状态。
[5]电梯由静止启动，可知电梯启动方向向下。
13．(1)
(2)，
【详解】（1）白板擦受力分析如图所示，设水平向右的恒力为F，重力与F的合力为，由力的合成知
对白板擦依据牛顿第二定律有
由以上两式得
（2）设白板擦下降高度h时沿方向的位移为x，由几何知识得
由
解得
又
得
14．（1）50N；（2）15m/s；（3）
【详解】（1）对小球受力分析知，小球受重力、风的作用力和线的拉力作用，则由平衡条件得
解得
（2）对小球和环组成的整体受力分析，由平衡条件得
解得
（3）由（2）可知，若风速为18m/s，稳定后整体具有相同的加速度，所以对整体由牛顿第二定律得
解得
15．（1）1N，；（2）0.4m
【详解】（1）由图乙可知0~0.8s内，加速度大小为
由牛顿第二定律得
0.8~1.6s内，加速度大小为
由牛顿第二定律得
解得
，
（2）设1.6s内物体的位移为x，x应为v-t图像与时间轴所围的面积，由题图乙可知
即物体在O点右侧1.92m处，设撤去拉力F后物体做匀变速直线运动的加速度大小为a3，
根据牛顿第二定律，有
解得
由运动学公式得
1.6s末物体的速度为
代入数据得
则2.0s末物体到O点的距离为
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