2025-2026学年高中物理鲁科版必修第一册单元测试 第5章 牛顿运动定律（含解析）

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2025-2026学年高中物理鲁科版必修第一册单元测试 第5章 牛顿运动定律
一、单选题
1．如图，在天花板上吊有一台电风扇，当电风扇静止时，挂钩受到的拉力大小为。当通电后叶片平稳转动时，挂钩受到的拉力大小为。关于和的大小，下列说法正确的是( )
A.可能大于 B.可能小于
C.一定大于 D.一定小于
2．关于牛顿第三定律，下列说法中正确的是( )
A.作用力和反作用力总是大小相等
B.作用力和反作用力是一对平衡力
C.作用力和反作用力作用在同一物体上
D.作用力和反作用力可以独立存在
3．工程师对质量为m的汽车进行性能测试，测得该款汽车综合阻力随速度变化的关系式（k为常数）.现工程师为汽车提供恒定的牵引力F，使汽车由静止开始做直线运动，汽车位移大小为x时恰好达到最大速度，则( )
A.汽车速度越大，加速越快 B.汽车达到的最大速度为
C.整个过程的平均速度为 D.整个过程所用时间为
4．如图，利用弹簧测力计测量一重物的重力(忽略弹簧测力计的重力)，下列说法中正确的是( )
A.静止时弹簧测力计读数等于重物的重力的大小
B.静止时弹簧测力计挂钩受到向下的拉力就是重物的重力
C.静止时弹簧测力计对人手向下的拉力就是重物的重力
D.只有静止时人手对弹簧测力计的拉力才等于弹簧测力计对人手的拉力
5．如图所示，守门员扑住高速飞向球门的足球时，手对足球的作用力大小为F，足球对手的反作用力大小为，以下判断正确的是( )
A. B.
C.作用力比反作用力产生得早 D.作用力比反作用力产生得晚
6．新推出电动汽车铁锂电池，能量密度可达0.5kWh/g，寿命长达8年或120万公里，其中“kWh/g”用国际单位制中的基本单位可表示为( )
A.Ws/kg B.Nm/kg C. D.CV/kg
7．据报道某品牌常州产电池的质量能量密度已达，质量能量密度的单位用国际单位制中的基本单位表示为( )
A. B. C. D.
8．如图所示，把一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是( )
A.书对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的
B.书对桌面的压力就是书受到的重力
C.书保持静止是由于书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
9．如图所示，围棋的棋盘竖直放置，棋盘和棋子均由磁性材料制成，棋子能吸在棋盘上而不掉落。不计棋子与棋子之间的作用力，下列说法正确的是( )
A.棋盘先对棋子产生弹力，棋子后对棋盘产生弹力
B.棋盘对棋子的弹力与棋子受到的重力是一对平衡力
C.棋盘对棋子的磁力与棋子对棋盘的弹力是一对作用力与反作用力
D.棋盘对棋子的磁力与棋子对棋盘的磁力是一对作用力与反作用力
10．“物理”二字最早出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。同学们要在学习物理知识之外，还要了解物理学家是如何发现物理规律的，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列叙述不正确的是( )
A.用比值法定义的概念在物理学中占相当大的比例，如，都是采用比值法定义的
B.伽利略的理想斜面实验和研究自由落体规律均采用了实验和逻辑推理相结合的方法
C.在研究弹力时，通过激光笔、平面镜观察桌面形变，应用了微小量放大法
D.牛顿第一定律又称为惯性定律，随着科学技术的进步也是不可以用实验直接验证
11．利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.墨条对砚台的摩擦力和砚台对墨条的摩擦力是一对作用力和反作用力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
12．雨滴从高空由静止开始下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到减小为零，在此过程中雨滴的运动情况是( )
A.速度不断减小，加速度为零时，速度最小
B.速度不断增大，加速度为零时，速度最大
C.速度一直保持不变
D.速度的变化率保持不变
二、多选题
13．人在划船时桨向后推水，水就向前推桨，将船向前推进。设桨对水的推力大小为，水对桨的推力大小为。下列说法正确的是( )
A.船加速前进时， B.船加速前进时，
C.船匀速前进时， D.船匀速前进时，
14．“电动平衡车”深受小朋友的喜欢。如图所示，小朋友站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )
A.人对平衡车压力的大小等于平衡车对人支持力的大小
B.人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力是一对平衡力
C.人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力是一对作用力和反作用力
D.人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力作用效果相互抵消
15．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是( )
A.公式中，各量的单位可以任意选取
B.物体的加速度方向与它所受合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C.由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比
D.由可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比
16．如图所示，甲、乙在一次掰手腕的比赛中，甲获得了胜利。若甲对乙的力记为，乙对甲的力记为，则下列说法正确的是( )
A.与的合力为0 B.的大小大于的大小
C.和大小相等 D.和同时产生
三、填空题
17．作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的。我们可以把其中任何一个力叫做________，另一个力叫做________。
18．牛顿第三定律
牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小________，方向________，作用在________。用公式表示为________，式中负号表示作用力与反作用力方向________。
四、实验题
19．在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验.受此启发，某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示.主要步骤如下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示.
回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：
（1）弹簧的劲度系数为_________N/m.
（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg.
（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg.
五、计算题
20．某同学自制了一个加速度计，其构造如图所示：一根轻杆的下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，轻杆可在竖直平面内左右摆动，将白硬纸放在轻杆摆动的平面上，并刻上刻度，由此可以直接读出加速度的大小和方向。使用时，加速度计的右端朝汽车前进的方向，硬纸上的刻度线b在经过O点的竖直线上。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在c处(刻度线c和O点的连线与Ob间的夹角为30°)，重力加速度g取9.8。
(1)在b处应标的加速度数值是多少？
(2)在c处应标的加速度数值是多少？
(3)在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处(刻度线d和O点的连线与Ob间的夹角为45°)，则0.5s内汽车速度变化了多少？
21．质量为M、长为的杆水平放置，杆两端系着长为的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环。小明用手抓着杆静止在空中如图甲所示，接着在空中沿方向水平向右做匀加速直线运动，杆与环能保持相对静止状态，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示。（已知重力加速度为g，不计空气影响）
（1）求此状态下杆的加速度大小a和轻绳的拉力T的大小
（2）为保持这种状态小明需在杆上施加一个多大的力，方向如何？
参考答案
1．答案：C
解析:当电风扇静止时，挂钩所受的拉力F1大小等于电风扇的重力G的大小。当通电后叶片平稳转动时，电风扇受到三个力，电扇的重力、挂钩对电扇的拉力和空气对电扇叶片向上的作用力，所以F2的大小小于电风扇的重力G的大小，一定大于。
故选C。
2．答案：A
解析:A.两个物体之间的作用力和反作用力，总是作用在同一条直线上，大小相等，故A正确；
B.两个物体之间的作用力和反作用力，作用在两个物体上，作用的效果不可能相互抵消，不是平衡力，故B错误；
C.作用力和反作用力作用在两个物体上，故C错误；
D.力的作用是相互的.同时出现，同时消失，不可以独立存在，故D错误；
故选A。
3．答案：D
解析：汽车在恒定牵引力作用下启动的过程中，根据牛顿第二定律有，解得，可知汽车速率增大时加速度大小减小，即加速越慢，A错误；当汽车所受合力为零时，汽车达到最大速度，由受力平衡有，解得，B错误；由上述分析可知，汽车在恒定牵引力作用下启动的过程中，汽车做加速度越来越小的加速运动，则整个过程汽车的平均速度大于，C错误；汽车从静止到达到最大速度的过程中，根据动量定理有，解得整个过程所用时间为，D正确.
4．答案：A
解析:A.根据二力平衡，静止时弹簧测力计读数等于重物的重力大小，故A正确；
BC.静止时弹簧测力计挂钩受到向下的拉力以及弹簧测力计对人手向下的拉力只在数值上等于重力，但拉力是弹力，重力是引力，二者仅仅是数值上相等，不能说拉力就是重力，故BC错误；
D.人手对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对人手的拉力是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者总是大小相等，故D错误。故选A。
5．答案：A
解析:守门员扑住高速飞向球门的足球时，手对足球的作用力F与足球对手的作用力为相互作用力，总是等大反向，同时产生，同时消失。
故选A。
6．答案：C
解析:选项中W，N，C，V都不是国际单位的基本单位，则“kWh/g”用国际单位制中的基本单位可表示为，具体推导
故选C。
7．答案：C
解析:由题意可知与量纲相同，又因为
可知能量密度的单位用国际单位制基本单位表示为故选C。
8．答案：D
解析：A.书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的，A错误；
B.书对桌面的压力只是在数值上等于书受到的重力，B错误；
C.书保持静止是由于书的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力，C错误；
D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力，D正确。
故选。
9．答案：D
解析:A.棋盘对棋子弹力与棋子对棋盘弹力是相互作用力，同时产生、同时变化，故A错误；
B.棋盘对棋子的弹力和棋子受到的磁力是一对平衡力；棋子的重力和其受到的摩擦力是一对平衡力，故B错误；
C.棋盘对棋子的磁力与棋子对棋盘的弹力性质不同，不是相互作用力，故C错误；
D.棋盘对棋子的磁力与棋子对棋盘的磁力是一对作用力与反作用力，故D正确。
故选D。
10．答案：A
解析:A.速度和加速度是比值定义，但是牛顿第二定律的表达式，反映加速度的决定关系，而非比值定义，故A错误；
B.伽利略通过斜面实验结合逻辑推理得出自由落体规律，理想实验也基于逻辑推理，故B正确；
C.利用激光和平面镜放大桌面微小形变，属于微小量放大法，故C正确；
D.牛顿第一定律无法通过实验直接验证（因无法完全消除外力），故D正确。
此题选择不正确的，故选A。
11．答案：C
解析：A.当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误；B.根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误；C.墨条对砚台的摩擦力和砚台对墨条的摩擦力是一对作用力和反作用力，故C正确；D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，二者不是一对平衡力，故D错误。故选C。
12．答案：B
解析：ABC.雨滴在空中静止下落，开始加速度的方向向下，与速度同向，加速度减小，速度增大，雨滴做加速运动;雨滴的加速度逐渐减小，直到减小为零，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减为零，速度达到最大，故AC错误，B正确;D.速度的变化率等于加速度，由于加速度不断减小，则速度的变化率逐渐减小，故D错误.
13．答案：BD
解析:根据牛顿第三定律，桨对水的推力大小为与水对桨的推力大小为是一对作用力与反作用力，无论船是加速前进还是匀速前进，两个力总是等大反向，即。
故选BD。
14．答案：AC
解析：人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，作用于两个物体上，作用效果不能相互抵消。
故选AC。
15．答案：BD
解析:A.公式中，各量的单位必须为统一为国际单位，不能任意选取，故A错误；
B.加速度a的方向由合外力F的方向来决定，故加速度a的方向与合力F的方向总是一致的，速度v与加速度a没有决定性关系，故加速度a与速度v的方向可能相同，也可能不同，故B正确；
C.质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力以及加速度都无关，故C错误；
D.公式是加速度的决定式，加速度与合外力成正比，与质量成反比，故D正确。
故选BD。
16．答案：CD
解析：甲对乙的力与乙对甲的力是一对相互作用力，大小总是相当，总是同时产生，同时消失。由于作用在不同对象上，所以不能说与的合力为0。
故选CD。
17．答案：作用力；反作用力
解析：作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的。我们可以把其中任何一个力叫做作用力。
另一个力叫做反作用力。
18．答案：相等；相反；同一直线上；；相反
解析：略
19．答案：（1）12
（2）0.20
（3）0.13
解析：（1）弹簧伸长量，此时弹簧的弹力，由胡克定律可得弹簧劲度系数.
（2）由牛顿第二定律可得，即图像的斜率的倒数表示滑块与加速度传感器的总质量，则总质量.
（3）滑块、加速度传感器和待测物体的总质量，因此待测物体的质量.
20．答案：(1)0
(2)5.66
(3)4.9m/s
解析：（1）当轻杆与Ob重合时，小球受到竖直方向的重力与绳的拉力，合力为0，其加速度为0，由于小球与汽车保持相对静止，则汽车的加速度也为0，故b处应标的加速度数值为0；
（2）建立直角坐标系，并将轻杆对小球的拉力正交分解，如图所示
则沿水平方向，有
竖直方向有
联立解得小球的加速度，方向水平向右；
即c处应标的加速度数值为
（3）若轻杆与Od重合，同理可得
解得，方向水平向左
由于汽车的加速度方向与速度方向相反，故在0.5s内，汽车的速度应减小，减小量
21．答案：（1）；；（2），方向与水平方向夹角为60°斜向右上方
解析：（1）对环：设绳子的拉力大小为T，竖直方向有
水平方向根据牛顿第二定律得
解得
，
（2）设外力大小为F，方向与水平方向成α角斜向右上方，对整体水平方向，由牛顿第二定律得：
竖直方向
解得
，
即外力方向与水平方向夹角为60°斜向右上方。
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