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）

第四章《牛顿运动定律》单元检测题
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
题号 一 二 三 四 总分
得分


一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.某同学乘电梯从一楼到六楼，在电梯刚起动时(　　)
A． 该同学处于超重状态 B． 该同学处于失重状态
C． 该同学的重力变大 D． 该同学的重力变小
2.一光滑斜劈，在力F推动下向左匀加速运动，且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止，如下图所示，则木块所受合力的方向为(　　)

A． 水平向左 B． 水平向右 C． 沿斜面向下 D． 沿斜面向上
3.两个力是一对作用力与反作用力，这两个力(　　)
A． 方向相同 B． 合力为零 C． 大小相等 D． 作用在同一物体上
4.用一根长1 m的轻质细绳将一副质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)(　　)

A．m B．m C．m D．m
5.如图所示，放在固定斜面上的物块(质量为m)以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向上的恒力F(F＜mg)，则(　　)
A． 物块可能匀速下滑
B． 物块仍以加速度a匀加速下滑
C． 物块将以大于a的加速度匀加速下滑
D． 物块将以小于a的加速度匀加速下滑
6.某气枪子弹的出口速度达100 m/s，若气枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为(　　)
A． 1×102N B． 2×102N C． 2×105N D． 2×104N
7.某同学站在上升的电梯内，已知该同学体重为600 N，在电梯减速直至停止的过程中，以下说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)
A． 该同学体重大于600 N
B． 该同学体重小于600 N
C． 该同学对电梯地板压力大于600 N
D． 该同学对电梯地板压力小于600 N
8.一个物体在10 N的合外力作用下，产生了5 m/s2的加速度，若使该物体产生8 m/s2的加速度，所需合外力的大小是(　　)
A． 12 N B． 14 N C． 16 N D． 18 N
9.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小，实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落，落地过程中先双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了段距离，最后停止，用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是(　　)

A．t1时刻消防员的速度最大
B．t2时刻消防员的速度最大
C．t3时刻消防员的速度最大
D．t4时刻消防员的速度最大
10.　关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是(　　)
A． 牛顿第一定律可以用实验直接验证
B． 由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义
C． 牛顿第一定律就是惯性
D． 当物体受到的外力为零时，物体可做匀速直线运动
11.物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向下；B中F垂直于斜面向上；C中F竖直向下；D中F竖直向上．施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是(　　)

A．B．C．D．
12.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如下图所示，在这段时间内下列说法中正确的是(　　)

A． 晓敏同学所受的重力变小了
B． 晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C． 电梯一定在竖直向下运动
D． 电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
13.在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中，克罗地亚选手弗拉希奇以2.04 m的成绩获得冠军．弗拉希奇的身高约为1.93 m，忽略空气阻力，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)
A． 弗拉希奇在下降过程中处于失重状态
B． 弗拉希奇起跳以后在上升的过程中处于超重状态
C． 弗拉希奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力
D． 弗拉希奇起跳时的初速度大约为3 m/s
14.如图所示，水平绷紧的传送带AB长L＝6 m，始终以恒定速率v1＝4 m/s运行．初速度大小为v2＝6 m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带．小物块m＝1 kg，物块与传送带间动摩擦因数μ＝0.4，g取10 m/s2.下列说法正确的是(　　)

A． 小物块可以到达B点
B． 小物块不能到达B点，但可返回A点，返回A点速度为6 m/s
C． 小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离达到最大
D． 小物块相对传送带滑动的最大位移为12.5 m
15.重物放在倾斜的皮带传送机上，它和皮带一直相对静止没有打滑，如图所示，传送带工作时，关于重物受到摩擦力的大小，下列说法正确的是(　　)

A． 重物静止时受到的摩擦力一定小于它斜向上运动时受到的摩擦力
B． 重物斜向上加速运动时，加速度越大，摩擦力一定越大
C． 重物斜向下加速运动时，加速度越大，摩擦力一定越大
D． 重物斜向上匀速运动时，摩擦力一定越大
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)如图所示，由相同材料做成的A、B两物体放在长木板上，随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动，它们的质量分别为mA和mB，且mA＞mB.某时刻木板停止运动，设木板足够长，下列说法中正确的是(　　)

A． 若木板光滑，由于A的惯性较大，A、B间的距离将增大
B． 若木板粗糙，由于B的惯性较小，A、B间的距离将减小
C． 若木板光滑，A、B间距离保持不变
D． 若木板粗糙，A、B间距离保持不变
17.(多选)如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增大，M始终和小车保持相对静止，当加速度增加到2a时(　　)

A． 横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍
B． 横杆对M弹力不变
C． 细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍
D． 细线的拉力增加到原来的2倍
18.(多选)如图所示，把鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋B撞去，结果每次都是被撞击的鸡蛋B被撞破，则下列说法正确的是(　　)

A．A鸡蛋的惯性大于B鸡蛋的惯性
B．A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小
C．A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小
D．A蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力
19.(多选)关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是(　　)
A． 原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度
B． 加速度的方向与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． 在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的
D． 合力变小，物体的速度一定变小
20.(多选)如图所示，一个质量为M的人站在台秤上，用跨过定滑轮的绳子，将质量为m的物体自高处放下，当物体以a加速下降(a＜g)时，则(　　)

A． 物体处于失重状态
B． 细绳对人的拉力为mg
C． 台秤的读数为(M－m)g－ma
D． 台秤的读数为(M－m)g＋ma
三、实验题
21.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．

(1)下列说法正确的是________．
A．在探究加速度与质量的关系时，应该保证拉力的大小不变
B．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响
C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可
D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接
(2)在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)

(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是________．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是________．
A.B.
C.D.
22.如图为“探究物体的加速度与质量和受力的关系”的实验装置．沙和沙桶的质量为m，小车和砝码的质量为M.实验中将沙和沙桶的重力作为细线对小车的拉力．

(1)实验前，在进行平衡摩擦力的操作时，下列注意事项正确的是
A．应该让小车连接纸带并穿过打点计时器
B．必须让小车连接沙桶
C．纸带和沙桶都应连接
D．纸带和沙桶都不能连接
(2)现保持沙和沙桶的总质量m不变，改变小车和砝码的总质量M，探究加速度和质量的关系．如图是某次实验中打出的一条纸带，交变电流的频率为50 Hz，每隔4个点选一个计数点，则小车的加速度为_________m/s2(保留两位有效数字)．通过实验得到多组加速度a、质量M的数据，为了方便准确地研究二者关系，一般选用纵坐标为加速度a，则横坐标为________(填“M”或“”)．

四、计算题
23.公路上行驶的两辆汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s．当汽车在晴天干燥沥青路面上以30 m/s的速度匀速行驶时，安全距离为120 m．设雨天时汽车轮胎与沥青地面的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．


24.楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数μ为0.5，天花板长为L＝4 m，取sin 37°＝0.6，试求：

(1)刷子沿天花板向上的加速度；
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．

















答案解析
1.【答案】A
【解析】某同学乘电梯从一楼到六楼，在电梯刚起动时，向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态．故A正确，B错误；无论是超重或失重状态，物体所受到的重力并没有发生变化，只是对接触面的压力不和重力相等了，故C、D错误．
2.【答案】A
【解析】因为木块的加速度向左，所以合力方向水平向左，故A正确．
3.【答案】C
【解析】根据牛顿第三定律可知，一对作用力与反作用力是两个物体间的相互作用力，它们大小相等、方向相反且作用在同一条直线上，由于它们作用在两个物体上，所以两个力不能合成，故C正确，A、B、D错误．
4.【答案】A
【解析】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F＝10 N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．

绳子与竖直方向的夹角为θ＝60°，绳子长为L0＝1 m，则两个挂钉的间距离L＝2·sinθ，解得L＝m，A项正确．
5.【答案】D
【解析】设斜面的倾角为θ，对物块进行受力分析，根据牛顿第二定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得a＝g(sinθ－μcosθ)，当加上力F后，由牛顿第二定律得(mg－F)sinθ－μ(mg－F)cosθ＝ma′，解得a′＝(g－)(sinθ－μcosθ)，a′＜a，所以物块将以小于a的加速度匀加速下滑，选项D正确．
6.【答案】B
【解析】根据v2＝2ax，得a＝＝1×104m/s2，从而得高压气体对子弹的作用力F＝ma＝20×10－3×1×104N＝2×102N.
7.【答案】D
【解析】物体的重力大小与所处的状态无关，在电梯减速直至停止的过程中，该同学的重力保持不变仍为600 N．故A、B错误；电梯减速上升，具有向下的加速度，处于失重状态，该同学对电梯地板压力小于600 N．故C错误，D正确．
8.【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律得，物体的质量m＝＝kg＝2 kg.由牛顿第二定律知：若使该物体产生8 m/s2的加速度，所需合外力的大小是F′＝ma′＝2×8 N＝16 N，故A、B、D错误，C正确．
9.【答案】B
【解析】t1时刻双脚触地，在t1至t2时间内消防员受到的合力向下，其加速度向下，他做加速度减小的加速下落运动；而t2至t3时间内，人所受合力向上，人应做向下的减速运动，t2时刻消防员所受的弹力与重力大小相等、方向相反，合力为零，消防员的速度最大，在t2至t4时间内他所受的合力向上，则加速度向上，故消防员做向下的减速运动，t4时刻消防员的速度最小，故A、C、D错误，B正确．
10.【答案】D
【解析】　牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，但它符合物理规律，故有一定的物理意义，A、B错误；牛顿第一定律是描述运动和力的关系的定律，惯性是物体的性质，C错误；由牛顿第一定律的内容可知D正确．
11.【答案】C
【解析】对A中物块受力分析可知，F只改变垂直于斜面的压力，不会影响沿斜面方向上的力，故摩擦力不变，故A错误；B中物块受重力、支持力及摩擦力平衡，当加上F后，物块仍处于平衡，则在沿斜面方向上物块平衡状态不同，而重力沿斜面向下的分力不变，故摩擦力不变；故B错误；C图加竖直向下的力F后，F产生沿斜面向下的分力，则沿斜面向下的力为重力和F的分力，故增大了摩擦力；故C正确；D图加向上的F后，F有沿斜面向上的分力，若物体有向下的运动趋势，此时向下的重力的分力与向上的F的分力及摩擦力平衡，故摩擦力将变小，故D错误．
12.【答案】D
【解析】晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A错误；晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，B错误；以竖直向下为正方向，有：mg－FN＝ma，即50g－40g＝50a，解得a＝，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C错误，D正确．
13.【答案】A
【解析】在跳高过程中，弗拉希奇的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，选项A正确，B错误；弗拉希奇起跳时地面对她的支持力大于她所受的重力，选项C错误；弗拉希奇在上升的过程中做竖直上抛运动，由运动学公式v＝2gh可得初速度
v0＝＝m/s≈4.6 m/s，选项D错误．
14.【答案】D
【解析】小物块在水平方向受到摩擦力的作用，Ff＝μmg，产生的加速度：a＝＝＝μg＝0.4×10 m/s2＝4 m/s2.若小物块从右端滑上传送带后一直做匀减速运动，速度减为零时的位移是x，则，－2ax＝0－v，得：x＝＝m＝4.5 m<6 m，所以小物块不能到达B点，速度减为零后反向做匀加速运动，当速度等于传送带速度v1后匀速运动，返回A点速度为4 m/s.故A、B错误；小物块速度减为零后反向做匀加速运动加速的过程相对于传送带继续向左运动，所以小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离没有达到最大，故C错误；小物块向右加速的过程中的位移：x′＝＝m＝2 m，当速度等于传送带速度v1时，经历的时间：t＝＝s＝2.5 s，该时间内传送带的位移：x″＝v1t＝4×2.5 m＝10 m，所以小物块相对于传送带的位移：Δx＝x″＋(x－x′)＝10＋(4.5－2) m＝12.5 m，故D正确．
15.【答案】B
【解析】重物不管静止还是匀速运动，都受力平衡，受传送带的摩擦力一定沿斜面向上，且大小Ff＝mgsinθ，因此，选项A、D错误；当重物沿斜面向上加速时，加速度沿斜面向上，则有Ff－mgsinθ＝ma，所以加速度越大，摩擦力越大，B项对；当重物沿斜面向下加速时，加速度沿斜面向下，则有mgsinθ－Ff＝ma，所以加速度越大，摩擦力越小，C项错．
16.【答案】CD
【解析】若木板光滑，木板停止运动后，A，B均以速度v做匀速运动，间距不变，故A错误，C正确；若木板粗糙，同种材料制成的物体与木板间动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律得到：μmg＝ma，a＝μg，则可见A、B匀减速运动的加速度相同，间距不变．故C错误，D正确．
17.【答案】AB
【解析】取M和m构成的体系为研究对象，竖直方向上横杆对体系的支持力和体系受到的总重力平衡，水平方向上满足Ff＝(M＋m)a，其中Ff表示横杆对M的摩擦力，当加速度增大到2a后，横杆对M的弹力保持不变，而横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍，选项A、B正确．隔离小球为研究对象，细线拉力的竖直分力与小球的重力平衡，细线的拉力的水平分力产生加速度，当加速度增加到2a时，竖直分力不变，水平分力加倍，选项C、D均错误．
18.【答案】CD
【解析】惯性大小的唯一量度是质量，A、B是完全一样的两个鸡蛋，则质量相等，所以惯性相等，A错误；A对B的作用力和B对A的作用力为一对作用力与反作用力，一定大小相等，B错误，C正确；A蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力，A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小，故总是被撞击的鸡蛋B被撞破，故D正确．
19.【答案】ABC
【解析】由牛顿第二定律可知选项A、B正确；初速度为0的匀加速直线运动中，v、a、F三者的方向相同，选项C正确；合力变小，加速度变小，但速度是变大还是变小取决于加速度与速度的方向关系，选项D错误．
20.【答案】AD
【解析】对物体受力分析，受重力和拉力，加速下降，根据牛顿第二定律，有：mg－FT＝ma①，可知物体对绳子的拉力小于重力mg，处于失重状态．故A正确；物体对绳子的拉力小于重力mg，所以绳子对人的拉力也小于mg.再对人受力分析，受到重力、拉力和支持力，根据共点力平衡条件，有：FN＋FT＝Mg②，由①②，解得FN＝(M－m)g＋ma.故B、C错误，D正确．
21.【答案】(1)A　(2)0.62　(3)平衡摩擦力　B
【解析】(1)探究加速度与质量的关系时，应该控制力不变， A正确；若不满足“重物的质量远小于小车的质量”这一条件，重物的重力就不等于小车受到的拉力，探究过程会产生影响，B错误；在探究加速度与力的关系时，需测量至少5次，记录五组数据，画出图象，根据图象探究关系，C错误；探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该将点拟合成一条倾斜的直线，D错误．
(2)加速度a＝
＝m/s2
≈0.62 m/s2.
(3)长木板右端垫高的目的是平衡摩擦力，若木板倾角过小，即平衡摩擦力不足，会出现有拉力，但加速度仍为零的情况，即B图．
22.【答案】A　2.0　
【解析】(1)平衡摩擦力时让小车拖着纸带运动，若能做匀速直线运动，摩擦力得到平衡，故选A.
(2)由图可知x12＝3.10 cm，x23＝5.10 cm，x34＝7.10 cm，x45＝9.10 cm，x56＝11.10 cm，可知连续相等时间内的位移之差Δx＝2.00 cm，根据Δx＝aT2得，加速度a＝＝m/s2＝2.0 m/s2.
因为a与M成反比，所以作a－图线．
23.【答案】20 m/s
【解析】设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得：
μ0mg＝ma0①
s＝v0t0＋②
式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度．
设在雨天行驶时，汽车与地面的动摩擦因数为μ，依题意有：
μ＝μ0③
设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得：μmg＝ma④
s＝vt0＋⑤
联立①②③④⑤式并代入题给数据得：v＝20 m/s
24.【答案】(1)2 m/s2　(2)2 s
【解析】(1)以刷子为研究对象，受力分析如图

设向上推力为F，滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为FN，由牛顿第二定律，得
(F－mg)sin 37°－μ(F－mg)cos 37°＝ma
代入数据，得a＝2 m/s2.
(2)由运动学公式，得L＝at2
代入数据，得t＝2 s