人教版高一物理必修1第4章 牛顿运动定律单元测试卷

牛顿运动定律
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.如图所示，在光滑斜面上，有一轻质弹簧的一端固定在斜面上，有一物体A沿着斜面下滑，当物体A刚接触弹簧的一瞬间到弹簧压缩到最低点的过程中，下列说法中正确的是

A． 物体的加速度将逐渐增大
B． 物体的加速度将先增大，后减小
C． 物体的速度将逐渐减小
D． 物体的速度将先增大，后减小
2.如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是(　　)

A．F1先增大后减小，F2一直减小
B．F1先减小后增大，F2一直减小
C．F1和F2都一直减小
D．F1和F2都一直增大
3.如下图所示把盛水容器放在台秤的托盘上，用固定在容器底部的细线使小木球悬浮在水中．若细线突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将(　　)

A． 变小
B． 变大
C． 不变
D． 无法判断
4.粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断减小，则在滑动过程中(　　)
A． 物体的加速度不断减小，速度不断增大
B． 物体的加速度不断增大，速度不断减小
C． 物体的加速度先变大再变小，速度先变小再变大
D． 物体的加速度先变小再变大，速度先变大再变小
5.搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小为2F时，物体的加速度为a2，则(　　)
A．a1＝a2
B．a1＜a2＜2a1
C．a1＝2a2
D．a2＞2a1
6.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
7.如图所示，两个质量相同的物体1和2紧靠在一起，放在光滑水平桌面上，如果它们分别受到水平推力F1和F2作用，而且F1>F2，则1施于2的作用力大小为(　　)

A．F1
B．F2
C．(F1＋F2)
D．(F1－F2)
8.京沪高铁开始运行试验，列车运行时，一瓶矿泉水始终静止在水平车窗台面上(如图)．假设列车沿水平方向做直线运动，则(　　)

A． 若列车做匀速运动，瓶不受摩擦力作用
B． 若列车做加速运动，瓶不受摩擦力作用
C． 若列车做匀速运动，瓶受到与运动方向相同的摩擦力作用
D． 若列车做加速运动，瓶受到与运动方向相反的摩擦力作用
9.如图所示，质量为m1的足够长木板静止在水平面上，其上放一质量为m2的物块．物块与木板的接触面是光滑的．从t＝0时刻起，给物块施加一水平恒力F.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、物块的加速度和速度大小，下列图象符合运动情况的是(　　)

A．
B．
C．
D．
10.一个物体质量为2 kg，在几个力作用下处于静止状态，现把一个大小为10 N的力撤去，其它力保持不变，则该物体将(　　)
A． 沿该力的方向开始做匀加速运动，加速度的大小是5 m/s2
B． 沿该力的相反方向做匀加速运动，加速度的大小是5 m/s2
C． 沿该力的方向做匀速直线运动
D． 由于惯性，物体仍保持原来的静止状态不变
11.如图所示，手用力向下压住架在两本书之间的尺子，尺子发生了弹性形变．手对尺子的压力为F1，尺子对手的弹力为F2，下列说法中正确的是(　　)

A．F1大于F2
B．F1小于F2
C．F1和F2是一对平衡力
D．F1和F2是一对作用力和反作用力
12.图示为索道输运货物的情景．已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.30. 当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为(　　)

A． 0.35mg
B． 0.30mg
C． 0.23mg
D． 0.20mg
13.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．
14.下列对牛顿第一定律的理解正确的是(　　)
A． 牛顿第一定律是说当弹簧的劲度系数一定时，弹簧的弹力与形变量成正比
B． 牛顿第一定律表明物体有保持原来运动状态不变的性质
C． 选择不同的参考系时物体的运动状态不同，但牛顿第一定律总是成立
D． 可以用实验直接验证牛顿第一定律
15.如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，且一直作用下去，作用时间相同，设小球从静止开始运动．由此可判定(　　)

A． 小球向前运动，再返回停止
B． 小球向前运动再返回不会停止
C． 小球始终向前运动
D． 小球向前运动一段时间后停止
16.将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，下列描述皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
17.高三某同学对自己本学期在学校体验后的一些数据在单位上作了一些转化，其中部分数据在下列选项中给出，在他给出的数据中，单位不属于国际制单位的有(　　)
A． 体重G＝637 N
B． 质量m＝65 kg
C． 身高H＝178 cm
D． 心跳100次时间t＝80 s
18.“神舟十号”飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，如图的实验能够进行的是(　　)
A．宇航员生活废水过滤处理实验
B．研究自由落体运动
C．用弹簧拉力器比较力的大小
D．血浆与血细胞自然分层实验
19.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
20.温州乐清市一家公司的专家楼B幢发生惊险一幕，一个小男孩从楼上窗台突然坠落．但幸运的是，楼下老伯高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙．假设从楼上窗台到老伯接触男孩的位置高度差为h＝20 m，老伯接男孩的整个过程时间约为0.2 s，则(忽略空气阻力，g取10 m/s2)(　　)
A． 男孩接触老伯手臂时的速度大小为 25 m/s
B． 男孩自由下落时间约为4 s
C． 老伯接男孩的整个过程，男孩处于失重状态
D． 老伯手臂受到的平均作用力是男孩体重的11倍
二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.一学生住在N层的高楼内．他用弹簧秤竖直悬挂质量为m的砝码，乘电梯从地面到达第N层，同时不断地观察弹簧秤示数的变化，记下相应的数据和时间，最后画出如图所示的v－t图象．试根据图回答：(已知重力加速度为g)
(1)在t2－t3阶段弹簧秤的示数是多大？
(2)楼层的平均高度是多少？

22.一科研小组设计了一种新型发射装置，某次实验中，将小球从离地高25 m处以20 m/s的初速度竖直向上发射，小球上升到最高点后落回到地面上．(不计空气阻力，g＝10 m/s2)求：
(1)小球到达距发射点15 m处所用的时间；
(2)小球落回地面时的速度大小．
23.两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示．如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则：

(1)OB绳对小球的拉力为多大？
(2)OA绳对小球的拉力为多大？
(3)作用力F为多大？
24.如图，物体静止在水平地面上，其质量为2 kg，在水平恒力F推动下物体开始运动，4 s末速度达到4 m/s，此时将F撤去，又经6 s物体停下来，如果物体与地面间的动摩擦因数不变，求F的大小




答案
1.【答案】D
【解析】小球接触弹簧后，弹簧的弹力先小于重力沿斜面向下的分力，小球的合力沿斜面向下，加速度也沿斜面向下，与速度方向相同，故小球做加速运动，因弹力逐渐增大，合力减小，加速度减小；当弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分力后，小球的合力沿斜面向上，加速度沿斜面向上，与速度方向相反，小球做减速运动，弹力增大，合力增大，加速度也增大；综上可知，小球接触弹簧后速度先增大后减小，加速度先减小后反向增大，压缩过程中，小球所受合力先变小后变大．小球刚接触弹簧瞬间速度不是最大，当弹力与重力的分力平衡时，速度最大．故D正确，A、C、B错误．
2.【答案】B
【解析】小球受重力、挡板弹力F1和斜面弹力F2，将F1与F2合成为F，如图所示：

小球一直处于平衡状态，三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故F1和F2合成的合力F一定与重力等值、反向、共线．从图中可以看出，当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，F1先变小，后变大，F2越来越小；故A、C、D错误，B正确．
3.【答案】A
【解析】因为木球的密度小于水的密度，当细线突然断裂时，木球会向上加速运动．与此同时，在木球的上方必然有一等体积的“水球”以同样大小的加速度向下运动，从而填补木球占据的空间．由于密度ρ水>ρ木，“水球”的质量必大于木球的质量，因此，木球与“水球”的整体的“重心”必然具有竖直向下的加速度，整体系统将处于失重状态．故台秤的示数必将变小，A正确．
4.【答案】D
【解析】合外力决定加速度，滑动过程中物体所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力，即F合＝F－Ff.当F>Ff时，合外力方向与速度方向相同，速度增加，F逐渐减小，合外力减小，加速度减小；当F5.【答案】D
【解析】当物体所受的拉力由F变为2F时，物体对斜面的压力没有变化，物体所受的滑动摩擦力也没有变化，设滑动摩擦力大小为Ff，斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得：

F－Ff－mgsinθ＝ma1,2F－Ff－mgsinθ＝ma2；两式相除得＝
＝2＋＞2，所以a2＞2a1，故选D.
6.【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．
7.【答案】C
【解析】将物体1、2看做一个整体，设质量均为m，
由牛顿第二定律得F1－F2＝2ma，所以a＝
以物体2为研究对象，受力情况如图所示．

由牛顿第二定律得F12－F2＝ma，
所以F12＝F2＋ma＝.
8.【答案】A
【解析】若列车做匀速运动，矿泉水瓶加速度为零，合力为零，故受重力和支持力平衡，不受摩擦力，故A正确，C错误；若列车做加速运动，矿泉水瓶也加速前进，加速度向前，合力向前；矿泉水瓶受重力、支持力和向前的滑动摩擦力作用，故B错误，D错误．
9.【答案】D
【解析】　木板一定保持静止，加速度为0，选项A、B错误；物块的加速度a＝，即物块做匀加速直线运动，物块运动的v－t图象为倾斜的直线，而木板保持静止，速度一直为0，选项C错误，D正确．
10.【答案】B
【解析】物体开始处于静止状态，合力为零，撤去10 N的拉力，则合力的大小为10 N，方向与10 N的拉力方向相反，根据牛顿第二定律得：a＝＝5m/s2，则物体沿该力相反方向做匀加速运动，加速度大小为5 m/s2.B正确，A、C、D错误．
11.【答案】D
【解析】手对尺子的压力为F1，尺子对手的弹力为F2，这两个力作用在两个物体上，力的性质相同，是一对作用力与反作用力．作用力与反作用力总是大小相等、方向相反．所以F1＝F2.故D正确，A、B、C错误．
12.【答案】D
【解析】由于重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，所以在竖直方向上有FN－mg＝ma上，解得a上＝0.15g，设水平方向上的加速度为a水，则＝tan 37°＝，所以a水＝0.2g，对物体受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，即Ff＝ma水＝0.20mg，D正确．
13.【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．
14.【答案】B
【解析】胡克定律是说当弹簧的劲度系数一定时，弹簧的弹力与形变量成正比， A错误，牛顿第一定律表明物体有保持原来运动状态不变的性质，故B正确，选择非惯性参考系牛顿第一定律不成立， C错误，牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论，不能直接通过实验得出，但能接受住实践的检验，故D错误．
15.【答案】C
【解析】作出小球相应的v－t图象如图所示，小球的运动方向由速度的方向决定．由图象可以看出，小球的速度方向始终没有变化，故小球始终向前运动，故选C.

16.【答案】C
【解析】对皮球进行受力分析，皮球受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力作用，且阻力大小Ff＝kv，根据牛顿第二定律可知，皮球在上升过程中的加速度大小a＝＝，因为皮球上升过程中速度v减小，加速度a减小，所以皮球的速度减小得越来越慢，加速度a也减小得越来越慢，当速度v＝0时，加速度a＝g，故选项C正确．
17.【答案】C
【解析】N是国际制单位中的导出单位，不符合题意，故A错误；kg是国际单位中的基本单位，不符合题意，故B错误；cm是常用单位，不属于国际单位，符合题意，故C项正确；s是时间单位，是国际单位制中的基本单位，不符合题意，故D项错误．
18.【答案】C
【解析】由于过滤水时水要借助重力向下流，在太空中无法实现； 同理，也无法研究物体的自由落体运动和血浆与血细胞分层实验，故A、B、D错误；只有C中弹簧拉力器中拉力的产生和重力无关，在太空中可以完成，故C正确.
19.【答案】D
【解析】
20.【答案】D
【解析】男孩做自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：v＝＝20 m/s，男孩做自由落体运动的时间：t＝＝2 s，故A、B错误；设老伯手臂受到的平均作用力是F，则根据牛顿第二定律，得：F－mg＝ma2，v＝a2t2，解得：F＝11mg.由于老伯接男孩的整个过程F＝11mg，男孩处于超重状态，故C错误，D正确．
21.【答案】(1)mg－m　(2)
【解析】(1)t2－t3阶段做匀减速运动
vt＝v－at，得：a＝
由mg－FN＝ma得
FN＝mg－m
由牛顿第三定律知，弹簧秤的示数为：mg－m
(2)N层的高度为h，由v－t图象面积求h得：
h＝v
平均高度：＝＝.
22.【答案】(1)1 s或3 s或(2＋) s　(2)30 m/s
【解析】(1)取竖直向上方向为正方向，当小球运动到抛出点上方离抛出点15 m时，位移为x＝15 m，由x＝v0t－gt2代入得：15＝20t－×10t2，解得：t1＝1 s，t2＝3 s
当小球运动到抛出点下方离抛出点15 m时，位移为x＝－15 m，由x＝v0t－gt2代入得：－15＝20t－×10t2，
解得：t1＝(2＋) s，t2＝(2－) s(舍去)．
(2)由运动学公式可知：－2(－g)h＝v2－v
代入数据解得：v＝30 m/s.
23.【答案】　(1)mg　(2)2mg　(3)mg
【解析】(1)因OB绳处于竖直方向，所以B球处于平衡状态，AB绳上的拉力为零，OB绳对小球的拉力FOB＝mg.
(2)A球在重力mg、水平拉力F和OA绳的拉力FOA三力作用下平衡，所以OA绳对小球的拉力FOA＝＝2mg.
(3)作用力F＝mgtan 60°＝mg.

24.【答案】3.3 N
【解析】物体的整个过程分为两段，前4 s物体做匀加速运动，后6 s物体做匀减速运动．
前4 s内物体的加速度为
a1＝＝1 m/s2①
设摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得
F－Ff＝ma1②
后6 s内物体的加速度为
a2＝＝－m/s2③
物体所受的摩擦力大小不变，由牛顿第二定律得
－Ff＝ma2④
由②④可求得水平恒力F的大小为
F＝m(a1－a2)≈3.3 N