人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题（解析版）

高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是(　　)

A． 杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力
B． 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力
C． 杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力
D． 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力
2.如图所示，甲中小球用轻绳系在轻支架上，轻支架固定在台秤的秤盘上；乙中小球用轻绳系在天花板上，已知ρ球＞ρ水，两小球全部浸没在水中，甲、乙两图中除了小球系的位置不同，其他全部相同．设甲图未剪断轻绳时台秤示数为FN1，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN2，乙图未剪断轻绳时台秤示数为FN3，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN4，以下正确的是(　　)


A．FN1＞FN2＝FN4＞FN3
B．FN2＝FN4＞FN1＞FN3

C．FN1＞FN4＞FN3＞FN2
D．FN4＞FN2＞FN3＞FN1
3.如图所示，足够长的水平传送带以v0＝2 m/s的速率顺时针匀速运行．t＝0时，在最左端轻放一个小滑块，t＝2 s时，传送带突然制动停下．已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.2，取g＝10 m/s2.下列关于滑块相对地面运动的v－t图象正确的是(　　)


A．
B．

C．
D．
4.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　)

A． 如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置
B． 如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态
C． 如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变
D． 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
5.如图所示，是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是(　　)

A． 作用力大时，反作用力小
B． 作用力和反作用力的方向总是相反的
C． 作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D． 相互作用的两个物体一定都处于静止状态
6.一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动后匀速运动．探测器是通过喷气而获得推力的．以下关于喷气方向的描述中正确的是(　　)
A． 探测器加速运动时，沿直线向后喷气
B． 探测器加速运动时，竖直向下喷气
C． 探测器匀速运动时，竖直向下喷气
D． 探测器匀速运动时，不需要喷气
7.如图所示，半球形物体A和小球B紧靠着放在一固定斜面上，并处于静止状态，忽略小球B表面的摩擦，用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C，物体A始终保持静止状态，则下列说法中正确的是(　　)

A． 物体A受到4个力的作用
B． 物体A受到斜面的摩擦力大小始终不变
C． 小球B对物体A的压力大小始终不变
D． 小球B对物体A的压力大小一直增加
8.如下图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进．突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是(　　)


A．m
B．ma

C．m
D．m(g＋a)
9.如图所示，下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上，弹簧正上方有一物块，从高处自由下落到弹簧上端的O点，开始将弹簧压缩．弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零．从O点开始接触，物块加速度的数值随弹簧O点下降高度x的变化图象是下列图中的(　　)


A．
B．

C．
D．
10.下列说法正确的是(　　)
A． 体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态
B． 蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态
C． 举重运动员在举起杠铃后的那段时间内处于超重状态
D． 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
11.下面各组单位中属于基本物理量单位的是(　　)
A． 千克、秒
B． 千克、瓦特
C． 牛顿、秒
D． 特斯拉、米
12.如图所示，一个质量为2 kg的小木板放在光滑的地面上，在小木板上放着一个小物体质量为m＝1 kg，它被一根水平方向上压缩了的弹簧推着而静止在小木板上，这时弹簧的弹力为2 N，现沿水平向右的方向对小木板施以作用力，使小木板由静止开始运动起来，运动中力F由0逐渐增加到9 N的过程中，以下说法正确的是(　　)

A． 物体与小木板先保持相对静止一会，后来相对滑动
B． 物体受到的摩擦力一直减小
C． 当力F增大到6 N时，物体不受摩擦力作用
D． 小木板受到9 N拉力时，物体受到的摩擦力为3 N
13.如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为(　　)

A．
B．

C．mgtanα
D．mgcotα
14.下列现象属于完全失重状态的是(　　)
A． 电梯里的小孩随电梯一起下降时
B． 天宫二号以加速度g向上做匀加速运动
C． 火箭点火加速升空离开地面时
D． 宇航员在太空舱中“飘浮”时
15.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(　　)
A． 力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车
B． 物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用
C． 物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北
D． 不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)如图所示，某人用轻绳拉着小车在平直路面上匀速运动．下列说法正确的是(　　)

A． 人拉绳的力和绳拉车的力是一对作用力和反作用力
B． 人拉绳的力和绳拉人的力是一对平衡力
C． 绳拉车的力和车拉绳的力一定同时产生、同时消失
D． 人拉绳的力和绳拉车的力一定大小相等
17.(多选)如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力)，则(　　)

A．A的加速度小于g
B．B的加速度大于g
C．A、B的加速度均为g
D．A、B间的弹力为零
18.(多选)如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角为θ，其顶端装有光滑小滑轮，绕过滑轮的轻绳一端连接一物块B，另一端被人拉着且人、滑轮间的轻绳平行于斜面．人的质量为M，B物块的质量为m，重力加速度为g，当人拉着绳子以a1大小的加速度沿斜面向上运动时，B物块运动的加速度大小为a2，则下列说法正确的是(　　)

A． 物块一定向上加速运动
B． 人要能够沿斜面向上加速运动，必须满足m＞Msinθ
C． 若a2＝0，则a1一定等于
D． 若a1＝a2，则a1可能等于
19.(多选)如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.则(　　)


A．A对地面的压力等于(M＋m)g
B．A对地面的摩擦力方向向左
C．B对A的压力大小为mg
D． 细线对小球的拉力大小为mg
20.(多选)如图所示，P和Q叠放在一起，静止在水平桌面上．在下列各对力中属于作用力和反作用力的是(　　)

A．P所受的重力和Q对P的支持力
B．Q所受的重力和Q对P的支持力
C．P对Q的压力和Q对P的支持力
D．Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力
三、实验题
21.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________m/s2.
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

请根据实验数据在下图所示坐标系中作出a－F的关系图象．

(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点．请说明主要原因．
四、计算题
22.如图所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20 kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动．若拉力F＝100 N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2，求：

(1)把小黄鸭看做质点，作出其受力示意图；
(2)地面对小黄鸭的支持力；
(3)小黄鸭运动的加速度的大小．(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2)
五、填空题
23.理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图所示的理想实验，他的设想步骤如下：

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可)．在上述的设想步骤中，步骤________属于可靠的事实，步骤______是理想化的推论．
24.现有下列物理量和单位，按下面的要求选择填空．
A．力　B．米/秒　C．牛顿　D．加速度　E．质量　F．秒　G．厘米　H．长度
I．时间　J．千克　K．米
(1)属于物理量的有________________．
(2)在国际单位制中，其单位作为基本单位的物理量有________________．
(3)在国际单位制中属于基本单位的有________________，属于导出单位的有________________．
25.如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30 kg，人的质量M＝50 kg，g取10 m/s2，此时人对地面的压力大小为________N.

26.如图所示，在车厢顶上吊一小球，小球悬线与竖直方向夹角为α，行车速度方向如图所示，质量为m的物体相对车厢静止，则物体受到摩擦力大小为________，方向为________．

27.下列给出的关系式中，l是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量的单位都是国际单位制单位．试判断下列表达式的单位，并指出单位所对应的物理量的名称．
(1)单位：________物理量名称：________.
(2)单位：________物理量名称：________.
(3)m单位：________物理量名称：________.
六、简答题
28.小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V＝πR3h.小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的．她的根据是什么？


答案解析
1.【答案】D
【解析】
2.【答案】A
【解析】以容器和球组成的整体为研究对象，将细线剪断，在球下沉的过程中球加速下降，加速度方向向下，存在失重现象，而球下降留下的空位由水来填充，所以相当于一个与球同样大小的水球向上加速运动，存在超重现象，由于同样体积的小球质量大于水球的质量，所以整体存在失重现象，台秤的示数小于系统总重力，台秤的示数减小，即FN1＞FN2，FN2＝FN4，A正确．
3.【答案】B
【解析】　刚被放在传送带上时，滑块受到滑动摩擦力作用做匀加速运动，a＝μg＝2 m/s2，滑块运动到与传送带速度相同需要的时间t1＝1 s，然后随传送带一起匀速运动的时间t2＝t－t1＝1 s，当传送带突然制动停下时，滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止，a′＝－a＝－2 m/s2，运动的时间t3＝＝s＝1 s，选项B正确．
4.【答案】A
【解析】
5.【答案】B
【解析】从图上可以看出作用力和反作用力关于时间轴对称，即大小相等、方向相反，A错误，B正确；作用力和反作用力只能作用在不同的物体上，故C错误；无论物体静止还是运动，作用力和反作用力的关系都不改变，故D错误．
6.【答案】C
【解析】探测器由静止沿与月球表面成一倾斜角的直线飞行，加速运动时，其推力和月球对探测器的引力的合力应与其加速运动的方向相同，喷气方向应与F推方向相反，使其反作用力在探测器上产生两个分力，其中一个分力产生加速度，另一个分力与引力平衡，如图所示，探测器匀速运动时，必受平衡力作用，因此应竖直向下喷气，使其反作用力大小与引力大小相等、方向相反，故选C.

7.【答案】A
【解析】物体A受重力、压力、支持力和静摩擦力，共4个力，A正确；再对A、B整体分析，受拉力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，有：Ff＝(M＋m)sinα＋Fcosα，

对球B分析，受水平拉力、重力和支持力，三力平衡，三个力构成首尾相连的矢量三角形，如图所示：将小球B缓慢拉至物体A的最高点过程中，θ变小，故支持力FN变小，拉力F也变小，静摩擦力减小，故B、C、D错误．
8.【答案】C
【解析】西瓜与汽车具有相同的加速度a，对西瓜A受力分析如图，F表示周围西瓜对A的作用力，则由牛顿第二定律得：＝ma，解得：F＝m，C正确．

9.【答案】D
【解析】在平衡位置以上，重力大于弹力，有a＝＝g－，在平衡位置以下，重力小于弹力，有a＝＝－g，知a与x成线性关系．若物体从弹簧原长位置释放，根据对称性，平衡位置在最终压缩量的中点，最低点的加速度等于g，从某一高度释放，要下降得更低，最低点的弹力会更大，根据牛顿第二定律，加速度应大于g.故D正确，A、B、C错误．
10.【答案】B
【解析】当物体具有向上的加速度时，即向上做加速运动或向下做减速运动时，物体处于超重状态；当物体具有向下的加速度时，即向下做加速运动或向上做减速运动时，物体处于失重状态．在A、C、D选项中，运动员处于静止状态，即处于平衡状态，只有选项B中运动员的加速度为重力加速度，方向竖直向下，处于失重状态，而且处于完全失重状态，B正确．
11.【答案】A
【解析】千克、秒是基本单位，瓦特、牛顿、特斯拉是导出单位，A正确．
12.【答案】C
【解析】由题，当弹簧的弹力是2 N向右时，物体仍然静止在木板上，所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于2 N．若要使物体相对于木板向左滑动，则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于2 N，方向向右，即物体受到的合力至少为向右的4 N的力，物体的加速度：a＝＝m/s2＝4 m/s2，同时，物体与木板有相对运动时，木板的加速度要大于物体的加速度，当二者相等时，为最小拉力．则：Fm＝(M＋m)a＝(2＋1)×4 N＝12 N
即只有在拉力大于12 N时，物体才能相对于木板滑动，所以在拉力小于9 N时，物体绳子相对于木板静止．故A错误；若物体与木板之间的摩擦力恰好为0，则物体只受到弹簧的弹力的作用，此时物体的加速度：a′＝＝2 m/s2
由于物体始终相对于木板静止，所以此时整体在水平方向的受力：F0＝(M＋m)a′＝(2＋1)×2 N＝6 N
所以：当力F增大到6 N时，物体不受摩擦力作用．
则拉力小于6 N之前，摩擦力随拉力F的增大而减小，当拉力大于6 N时，摩擦力又随拉力的增大而增大．故B错误，C正确．
小木板受到9 N拉力时，整体的加速度：
a″＝＝m/s2＝3 m/s2
物体受到的摩擦力为Ff′，则：ma″＝Ff′＋2
所以：Ff′＝ma″－2＝1×3－2 N＝1 N．故D错误．
13.【答案】A
【解析】对石块受力分析，如图：

根据共点力平衡条件，将弹力F1、F2合成，结合几何关系，有：mg＝2×Fsinα
所以：F＝，故选项A正确．
14.【答案】D
【解析】电梯里的小孩随电梯一起下降时，没有说明加速度的方向，所以不能判断出是否是完全失重状态．故A错误；天宫二号以加速度g向上做匀加速运动时加速度方向向上，是超重状态．故B错误；火箭点火加速升空离开地面时加速度的方向向上，处于超重状态．故C错误；宇航员在太空舱中“飘浮”时只受到重力的作用，处于完全失重状态．故D正确．
15.【答案】B
【解析】　根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误，B正确；若物体向正北方向做匀速直线运动，则物体不受力或所受合外力为零，C错误；物体
受到力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动状态不变，故D错误．
16.【答案】CD
【解析】人拉绳的力和绳拉人的力是一对作用力和反作用力，大小相等、方向相反、同时产生、同时消失，故A、B错误，C、D正确。
17.【答案】CD
【解析】先整体，整体受到重力作用，加速度为g，然后隔离任一物块，可知物块只能受到重力作用加速度才是g，所以两物块间没有相互作用力．
18.【答案】CD
【解析】对人受力分析，由牛顿第二定律可知F－Mgsinθ＝Ma1，得：F＝Mgsinθ＋Ma1，若F＞mg，则物体B加速上升，若F＜mg，则物体B加速下降，若F＝mg，物体B静止，故A错误；人要能够沿斜面向上加速运动，只需满足F＞Mgsinθ即可，故B错误；若a2＝0，故F＝mg，故mg－Mgsinθ＝Ma1，a1＝，故C正确；若a1＝a2，F＝Mgsinθ＋Ma1，mg－F＝ma2；则a1等于，故D正确．
19.【答案】AC
【解析】以A、B整体为研究对象可知A对地面的压力等于(M＋m)g，A正确；A、B整体在水平方向没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，A对地面没有摩擦力，B错误；以B为研究对象，进行受力分析可知：设A对B的支持力为F2，线对B的拉力为F1，F2与竖直方向的夹角为θ.F2cosθ＝mg，F1＝mgtanθ，解得B对A的压力大小F2′＝mg，细线对小球的拉力大小F1′＝，C正确，D错误．
20.【答案】CD
【解析】Q对P的支持力与P对Q的压力是一对作用力与反作用力，A、B错误，C正确；Q对桌面的压力的反作用力是桌面对Q的支持力，D正确．
21.【答案】(1)0.16
(2)

(3)计算F时忘记加入砝码盘的重力
【解析】(1)由题意可知计数间隔T＝5T0＝0.1 s.
由题图乙可知Δx＝0.16 cm＝1.6×10－3m，由x＝aT2可得a＝0.16 m/s2.
(2)a－F图线如图所示．

(3)平衡小车与桌面之间的摩擦力后，a－F图象仍不通过原点，可能是在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图象向左平移造成的．
22.【答案】(1)

(2)120 N，方向坚直向上　(3)1.8 m/s2
【解析】(1)如图，小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用

(2)根据牛顿第二定律列出方程：
竖直方向有：Fsin 53°＋FN＝mg，
解得FN＝mg－Fsin 53°＝120 N，方向竖直向上；
(3)小黄鸭受到的摩擦力为滑动摩擦力，
所以Ff＝μFN＝24 N
根据牛顿第二定律得：
Fcos 53°－Ff＝ma，
解得a＝1.8 m/s2.
23.【答案】　②③①④　②　①③④
【解析】　本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论．而②是可靠事实，因此放在第一步，③①是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.
24.【答案】(1)A、D、E、H、I　(2)E、H、I　(3)F、J、K　B、C
【解析】力是物理量，米/秒是导出单位，加速度是物理量，质量是物理量，秒是国际单位制中的基本单位，厘米是长度的单位，是基本单位，但不是国际单位制中的基本单位，长度是物理量，时间是物理量，千克、米是国际单位制中的基本单位．
25.【答案】200
【解析】因匀速提起重物，则FT＝mg.即绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为FN＝Mg－mg＝(50－30)×10 N＝200 N，根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小为200 N.
26.【答案】mgtanα　向右
【解析】小球受到两个力，即重力与绳子的拉力合力水平向右，与运动方向相反，可知小车在做匀减速运动，加速度大小为a＝gtanα.由于物体相对静止在小车上，故物体也在做匀减速运动，产生此加速度的力为静摩擦力．方向向右，大小为Ff＝ma＝mgtanα
27.【答案】(1)s　时间　(2)m/s2　加速度　(3)N　力
【解析】(1)＝＝1 s，单位为：s
物理量为：时间．
(2)＝1 m/s2，单位为：m/s2
物理量为：加速度．
(3)1 kg·＝1 kg·m/s2＝1 N，单位为：N
物理量为：力．
28.【答案】已知V单位m3，而物理量V＝πR3h的运算单位为m4，显然V≠πR3h，该公式是错误的．
【解析】已知V单位m3，而物理量V＝πR3h的运算单位为m4，显然V≠πR3h，该公式是错误的．