高中物理粤教2019必修第一册第四章 牛顿运动定律单元测试（含解析）

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高中物理粤教2019必修第一册第四章 牛顿运动定律
一、单选题
1．如图是长征火箭把载人神舟飞船送入太空的情景。宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重或失重的考验。下列说法正确是（　　）
A．火箭加速上升过程中，宇航员处于失重状态
B．飞船加速下落过程中，宇航员处于超重状态
C．飞船落地前减速过程中，宇航员对座椅的压力大于其重力
D．火箭上升过程中，宇航员所受合力始终不变
2．如图所示，在台秤上放置一个箱子，箱子顶部固定一根弹簧，弹簧下面悬挂一个金属小球，静止时小球位于O点，此时台秤的示数为m0，把小球拉到A点释放，小球就在A、O、B之间往复运动了起来，下面说法正确的是（　　）
A．小球从A运动到O阶段台秤的示数大于m0
B．小球从O运动到B阶段台秤的示数大于m0
C．小球从B运动到O阶段台秤的示数大于m0
D．小球从O运动到A阶段台秤的示数小于m0
3．在2024年巴黎奥运会中，中国队一共获得枚金牌。我国运动健儿取得优异成绩的项目里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．运动员跳高采取背越式比跨越式更容易取得好成绩，是因为背越式过杆时重心更低
B．运动员跑步过程中所受地面的摩擦力和地面给运动员的摩擦力是一对平衡力
C．网球比赛发球时球拍对网球的作用力大于网球对球拍的作用力
D．乒乓球能打出旋转球，是因为乒乓球的惯性发生了变化
4．如图所示，顽皮的小孩让大人踩着滑板拔河比赛，小孩竟然拉着大人往左边加速运动，大人心服口服，明白了这样的道理（　　）
A．小孩拉大人的力一定大于大人拉小孩的力
B．大人拉小孩的力等于小孩拉大人的力
C．决定胜负的关键是双方力气大小、质量大小的较量
D．上述情景不可能发生
5．“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根橡皮绳．如图所示，质量为m的小明静止悬挂时，两橡皮绳的夹角为120°，重力加速度为g，则（　　）
A．每根橡皮绳的拉力大小为0.5mg
B．若此时小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时加速度大小a＝g
C．若将悬点的间距变小且保持静止，则两根橡皮绳所受拉力变大
D．若小明向上弹起，其速度最大时弹性绳恢复原长
6．2003年10月15日至16日，我国航天员杨利伟成功完成我国首次载人航天飞行。其中有，神舟五号载人飞船的竖直向上发射升空阶段和返回地球的向下减速阶段。在这两个阶段中，航天员所经历的运动状态是（　　）
A．超重、失重 B．超重、超重 C．失重、超重 D．失重、失重
二、多选题
7．如图所示，物体A，B的质量分别为和，与水平面间的动摩擦因数分别是0.2和0.3；在水平向右的推力F作用下，A，B一起向右做匀加速运动，当速度达到时撤去推力F。重力加速度g取下列对A，B运动的描述正确的是（　　）
A．加速运动时B对A的弹力大小等于
B．加速运动时B对A的弹力大小等于（）
C．减速运动时A，B运动的加速度大小都是
D．物体B停止运动时A，B间的距离是
8．如图甲所示，5颗完全相同质量为m的象棋棋子整齐叠放在水平面上，所有接触面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对第3颗棋子施加一水平变力F，F随t的变化关系如图乙所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．时，第5颗棋子受到水平面的摩擦力向左，大小为
B．时，第4、5颗棋子间没有摩擦力
C．时，第3颗棋子的加速度大小为
D．第6s以后，第1颗棋子受到的摩擦力大小为
三、填空题
9．一无人机沿着与地面成30°的方向斜向上匀加速起飞，刚起飞的第1s内飞行了5m。已知无人机的质量为4kg，空气对无人机的作用力大小为　 　N，方向与水平向右成　 　°的夹角。
10．我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示，某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上，由于硬币具有　 　，它能与动车一起继续向前运动：“纹丝不动”的硬币受到的重力与窗台对它的支持力是一对　 　（选填“平衡力”或“相互作用力”）。
11．某同学用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验．准确操作打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm。
打计数点B时小车的瞬时速度为　 　m/s。
12．用沿斜面向上的力F拉着物体在倾角为的光滑斜面上运动，如改变拉力F的大小，物体的加速度随外力F变化的图像如图所示。重力加速度q取。根据图像中所提供的信息计算出物体的质量为　 　；斜面的倾角为　 　。
13．如图倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L，处在水平位置，O为底边中点，直角边AB为光滑绝缘导轨，OD垂直AB。现在O处固定一带正电的物体，让一质量为m、带正电的小球从导轨顶端A静止开始滑下（始终不脱离导轨），测得它滑到D处受到的库仑力大小为F。则它滑到B处的速度大小为　 　和加速度的大小　 　．（重力加速度为g）
14．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．
本实验应用的实验方法是　 　．
下列说法中正确的是　 　．
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a﹣ 图象
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小．
四、计算题
15．如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的遥控飞行器，目前得到广泛应用.一架质量m=20kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，以加速度a=4m/s2匀加速上升到高度h=162m处，已知上升过程中受到的空气阻力大小恒为自身重力的0.1倍、重力加速度g取10m/s2，求该过程无人机：
（1）上升到高度h=162m时，速度v的大小；
（2）受到升力F的大小。
16．如图所示，航母舰载机降落时需依靠飞行员手动操作钩住“拉阻索”使其速度从左右快速归零，其运动可看成水平减速直线运动。
（1）某次降落时“歼”速度从减速至停止用时，则其减速的平均加速度大小为多少；
（2）若某时刻一架质量约为的“歼”的瞬时加速度大小为，此时拉阻索水平且所成的夹角为如图所示，则此时这根拉阻索承受的张力为多大？忽略飞机与甲板间的摩擦力等其他阻力
17．一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
18．如图，质量为的一只长方体形空铁箱，在大小为的水平拉力F作用下，沿水平面向右匀加速运动。这时铁箱内一个质量为的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）木块对铁箱压力的大小；
（2）铁箱与水平面间的动摩擦因数的大小；
（3）减小拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当箱的速度为时撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？
19．如图所示，质量为木板A静止在水平面上，A与水平面间的动摩擦因数。在A的左端放置一质量的铁块B（可视为质点），B与A间的动摩擦因数从，现用一水平向右的恒力作用在B上，取，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
（1）A与B的加速度各为多大？
（2）后撤去力，B刚好不从A上掉落，试求木板A的长度；
（3）撤去拉力后，木板A经多长时间停下？
六、综合题
20．如图所示，一个质量为2kg的物块静止在光滑水平面上，现用恒定拉力F拉动物块，拉力方向与水平方向成37°角斜向上，物块运动3s时速度大小为12m/s，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物块运动时加速度的大小a；
（2）拉力F的大小．
21．如图所示，水平面AB与固定的光滑长直斜面BC在B处平滑连接。BC倾角 ，质量m=5 kg的物体，受到水平方向的拉力F的作用，从A点由静止开始运动，经3s时间物体运动到B点时撤去F，物体恰能滑动到斜面上的D点。物体经过B点前后，速度大小不变。已知：F=25N，BD间距为3.6m。g=10m/s2，求：
（1）物体与水平面AB间的动摩擦因数μ；
（2）仅改变拉力F的大小，其它不变，要始物体能返回A点，拉力F的最小值Fmin应为多少？
22．如图所示，传送带与水平成α=37°，传送带A、B间距L=5.8m，传送带始终以4m/s速度顺时针转动，将一小物体轻轻释放在A处，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.5．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（取g=10m/s2）试求：
（1）刚释放时，小物体加速度的大小？
（2）小物体从A运动到B所需时间？
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】A
3．【答案】A
4．【答案】B
5．【答案】B
6．【答案】B
7．【答案】B,D
8．【答案】A,D
9．【答案】；60
10．【答案】惯性；平衡力
11．【答案】0.21
12．【答案】3；
13．【答案】；
14．【答案】控制变量法；CD
15．【答案】（1）无人机做初速度为零的匀加速直线运动，则有，
可得m/s=36m/s；
（2）根据牛顿第二定律得
，
其中，解得F=300N。
16．【答案】（1）解：初速度
由运动学公式得
解得
（2）解：受力分析如图：两段拉阻索的张力相等，合力沿角平分线方向，以这个方向建立轴
牛顿第二定律
则
代入数据解得
17．【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＜ ）
18．【答案】（1）20N；（2）0.5；（3）1.5m
19．【答案】（1），；（2）；（3）
20．【答案】（1）解：物体运动3s时速度大小为12m/s，故加速度为
（2）解：对物体由牛顿第二定律得
将加速度代入可得
21．【答案】（1）解：设t1=3s，物体由A运动到B加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有：
物体运动到B点时速度为：
物体由B运动到D加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：
从B到D由速度位移公式得：
解得：
（2）解：物体由B运动到A加速度大小为a3，根据牛顿第二定律有：
物体能由B返回A，最小速度为vBm，根据速度位移公式得：
物体从A到B，在最小拉力Fmin时加速度大小为a4，根据牛顿第二定律有：
从A到B由速度位移公式得：
解得： N
22．【答案】（1）解：受力分析：正交分解，
根据牛顿第二定律可知：mgsinα+μmgcosα=ma1
解得a1=gsinα+μgcosα=10m/s2
答：刚释放时，小物体加速度的大小为10m/s2
（2）解：物块加速到4 m/s的位移 m＜L，
运动的时间
又因μ=0.5＜tanα，故物块先以a1加速，再以 m/s2
加速通过的位移为
x2=L﹣x1=5m，
根据位移时间公式可知 ，
解得：t2=1s或t2=﹣5s（舍）
经历的总时间为t=t1+t2=1.4s
答：小物体从A运动到B所需时间为1.4s
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