2019-2020人教版本物理必修1第四章《牛顿运动定律》测试卷 Word版含解析

第四章《牛顿运动定律》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb＝5 N、Fc＝10 N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止．以Ff1、Ff2、Ff3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则(　　)

A．Ff1＝5 N，Ff2＝0，Ff3＝5 N
B．Ff1＝5 N，Ff2＝5 N，Ff3＝0
C．Ff1＝0，Ff2＝5 N，Ff3＝5 N
D．Ff1＝0，Ff2＝10 N，Ff3＝5 N
2.细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示．(已知cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8)以下说法正确的是(　　)

A． 小球静止时弹簧的弹力大小为mg
B． 小球静止时细绳的拉力大小为mg
C． 细绳烧断瞬间小球的加速度立即为g
D． 细绳烧断瞬间小球的加速度立即为g
3.关于牛顿第一定律和惯性，以下说法正确的是(　　)
A． 由牛顿第一定律可知，一切物体都具有惯性
B． 运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性
C． 牛顿第一定律反映了物体在不受外力时的运动规律，因此物体只有在受外力时才表现出惯性
D． 牛顿第一定律是描述惯性大小的，因此它又叫惯性定律
4.如图所示，三根轻绳分别系住质量为m1、m2、m3的物体，它们的另一端分别通过光滑的定滑轮系于O点，整体装置处于平衡状态时，OA与竖直方向成30°角，OB处于水平状态，则(　　)

A．m1∶m2∶m3＝1∶2∶3
B．m1∶m2∶m3＝3∶4∶5
C．m1∶m2∶m3＝2∶∶1
D．m1∶m2∶m3＝∶2∶1
5.关于惯性，下列说法正确的是(　　)
A． 用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大
B． 同一物体运动的时的惯性大于静止时的惯性
C． “嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃料消耗忽略不计)
D． 惯性大的物体运动状态容易改变，惯性小的物体运动状态不易改变
6.如图所示，小球系在细绳的一端，放在倾角为α的光滑斜面上，用力将斜面在水平桌面上缓慢向左移动，使小球缓慢上升(最高点足够高)，那么在斜面运动的过程中，细绳的拉力将(　　)

A． 先增大后减小
B． 先减小后增大
C． 一直增大
D． 一直减小
7.一质点受到下列几组共点力的作用，一定能使质点产生加速度的是(　　)
A． 25 N,15 N,40 N
B． 10 N,15 N,20 N
C． 10 N,20 N,40 N
D． 2 N,4 N,6 N
8.如图所示，物块m在传送带上向右运动，两者保持相对静止．则下列关于m所受摩擦力的说法中正确的是(　　)

A． 皮带传送速度越大，m受到的摩擦力越大
B． 皮带传送的加速度越大，m受到的摩擦力越大
C． 皮带速度恒定，m质量越大，所受摩擦力越大
D． 无论皮带做何种运动，m都一定受摩擦力作用
9.物体放在升降机地板上，在升降机运动时，物体相对静止在地板上．下列说法中正确的是(　　)
A． 升降机向上加速运动时，物体所受重力与地板对物体的支持力是一对平衡力
B． 升降机向上加速运动时，物体对地板的压力小于地板对物体的支持力
C． 升降机向上减速运动时，物体受到的重力小于地板对物体的支持力
D． 升降机向下加速运动时，地板对物体的支持力小于物体的重力
10.关于超重和失重，下列说法正确的是(　　)
A． 物体处于超重时，物体一定在上升
B． 物体处于失重状态时，物体可能在上升
C． 物体处于完全失重时，地球对它的引力就消失了
D． 物体在完全失重时，它所受到的合外力为零
11.如图所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动．其中说法正确的是(　　)

A． 绳拉牛的力小于牛拉绳的力
B． 绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
C． 绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
D． 绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是相互作用力
12.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
二、实验题(共3小题)
13.如图甲为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．

甲

乙
(1)下表中记录了实验测得的几组数据，v－v是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a＝________，请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)；

(2)由表中数据，在图乙坐标纸上作出a－F关系图线；
(3)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图乙中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
14.如图甲所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．

甲
(1)在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足________；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足________．
实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________．
A.B.
C.D.
(2)如图乙抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F－的图线如图丙所示．

乙 丙
实验中测得两光电门的距离L＝0.80 m，砂和砂桶的总质量m1＝0.34 kg，重力加速度g取9.8 m/s2，则图线的斜率为________(结果保留两位有效数字)；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
15.某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系．用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计时器，将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两小车相连．两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起．将两个打点计时器接在同一个电源上，确保可将它们同时打开或关闭．实验时，甲同学将两小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开始工作．打点稳定后，甲将两辆小车同时释放．在小车撞到定滑轮前，乙断开电源，两打点计时器同时停止工作．取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验．

请回答以下问题：
(1)下图为小车A后面的纸带，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个打印点选取的计数点，相邻两计数点间的距离如图中标注，单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50 Hz，则小车A的加速度a1＝____m/s2(结果保留两位有效数字)．同样测出车B的加速度a2，若a1∶a2近似等于____，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其受到的合外力成正比．

(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2，也能完成实验探究．他的验证方法是________，理由是________．
(3)(多选)下列操作中，对减少实验误差有益的是(　　)
A．换用质量大一些的钩码
B．换用质量大一些的小车
C．调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行
D．平衡小车运动时受到的摩擦力时，将细线与小车连接起来
三、计算题(共3小题)
16.如图所示，一小轿车从高为10 m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在距斜坡底端115 m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104N，小轿车的质量为2 t, 小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10 m/s2)．求：

(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；
(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
17.如图所示，固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的拉力F作用下向上运动，拉力F与小环速度v随时间的变化规律如图甲、乙所示，g取10 m/s2，求：
(1)小环的质量m；
(2)细杆与地面间的倾角α.



18.如图所示，在倾角θ＝37°的斜面上，用一水平力F推一质量为m＝10 kg的物体，欲使物体沿斜面匀速运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，试求F的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

四、填空题(共3小题)
19.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.

20.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：________.
21.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________________．


答案解析
1.【答案】C
【解析】以a为研究对象，根据平衡条件得到：b对a的静摩擦力大小Ff1＝0，否则a水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡．以ab整体为研究对象，根据平衡条件得到：Ff2＝Fb＝5 N．再以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件得：Ff3＝Fc－Fb＝10 N－5 N＝5 N，方向水平向左．所以Ff1＝0，Ff2＝5 N，Ff3＝5 N.
2.【答案】D
【解析】小球静止时，分析受力情况，如图，由平衡条件得：

弹簧的弹力大小为：F＝mgtan 53°＝mg，细绳的拉力大小为：FT＝＝mg.故A、B错误；细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：a＝＝g.故C错误，D正确．
3.【答案】A
【解析】因为一切物体都有惯性，并且惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态以及是否受力均无关，A正确，B、C错误；牛顿第一定律是描述物体具有惯性，因此它又叫惯性定律，D错误．
4.【答案】C
【解析】对结点O受力分析，O点受到三根绳子的拉力如图所示．

根据三角形的知识有：＝cos 30°＝；＝sin 30°＝
根据三力平衡条件可知，FB和FC的合力F与FA等值反向，
所以有＝；＝
则：FA∶FC∶FB＝2∶∶1
根据定滑轮两端拉力相等，有：
FA＝m1g，FB＝m3g，FC＝m2g
所以：m1∶m2∶m3＝2∶∶1
5.【答案】C
【解析】衡量惯性大小的唯一标准就是质量，质量越大，惯性越大，与物体的运动状态、所处的空间位置无关，故A、B错误，C正确；惯性是物体保持原来状态的性质，惯性大的物体运动状态不容易改变，惯性小的物体运动状态容易改变，故D错误．
6.【答案】B
【解析】小球受力如图所示，拉力F与支持力FN的合力与重力G等大、反向，且FN的方向不变，可见，在斜面缓慢向左运动时，绳的拉力F先减小后增大．

7.【答案】C
【解析】A中当25 N和15 N的力与40 N的力共线反向时，合力为零，所以A不一定产生加速度，A错误；B中的三个力满足任意两力之和大于第三个力，任意两力之差小于第三个力，所以合力可能为零，故不一定产生加速度，B错误；C中三个力不可能为零，所以一定产生加速度，C正确；D中，当2 N、4 N方向相同且与6 N方向相反时，合力为零，故不一定产生加速度，D错误．
8.【答案】B
【解析】物块若加速运动，其合外力由传送带给它的摩擦力来提供，故加速度大，摩擦力大，B正确；当物块匀速运动时，物块不受摩擦力，故A、C、D错误．
9.【答案】D
【解析】升降机向上加速运动时，物体受到的合力的方向向上，所以物体所受重力小于地板对物体的支持力，故A错误；物体对地板的压力和地板对物体的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故B错误；升降机向上减速运动时，物体受到的合外力的方向向下，物体受到的重力大于地板对物体的支持力，故C错误；升降机向下加速运动时，物体受到的合外力的方向向下，地板对物体的支持力小于物体的重力，故D正确．
10.【答案】B
【解析】物体处于超重时，具有向上的加速度，但其运动方向不确定，可能向上加速，也可能向下减速，A错误；物体处于失重或者是完全失重状态时，具有向下的加速度，可能向下加速，也可能向上减速，B正确；完全失重时，物体仍受到地球对它的吸引力，即受到重力的作用，合外力不为零，C、D错误．
11.【答案】C
【解析】绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故A、B、D错误；由于没有拉动牛，可知绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力，故C正确．
12.【答案】D
【解析】
13.【答案】(1)
(2)如图

(3)没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大
【解析】(1)根据匀变速直线运动的位移与速度公式：v2－v＝2ax可以求出：a＝，
带入数据解得：a≈2.44 m/s2.
(2)根据表中数据，得出图象如图所示：

(3)对比图象可知，实际图象没有过原点而是和横坐标有交点，造成原因为没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．
14.【答案】(1)小车与滑轮间的细绳与长木板平行　砂和砂桶的总质量远小于小车的质量　C
(2)0.54 kg·m(或0.54 N·s2)　不变
【解析】
15.【答案】(1)0.48　1∶2　
(2)比较x1∶x2是否近似等于1∶2　小车从静止开始运动，纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等，由x＝at2可知，x与a成正比，即距离之比等于加速度之比．(3)AC
【解析】(1)由纸带可知，小车A的加速度a1＝，式中T＝0.1 s，代入数据可知，a1＝0.48 m/s2；由装置可知，B车受的拉力FTB等于A车所受拉力FTA的2倍，若a1∶a2＝FTA∶FTB＝1∶2，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其受到的合外力成正比．
(2)丙同学的验证方法是：比较x1∶x2是否近似等于1∶2；小车从静止开始运动，纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等，由x＝at2可知，x与a成正比，即距离之比等于加速度之比．
(3)换用质量大一些的钩码，可减小实验的相对阻力，使得测量更准确，选项A正确；换用质量大一些的小车，会增大阻力，加大误差，选项B错误；调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行，可减小实验的误差，选项C正确；平衡小车运动时受到的摩擦力时，只让小车拖着纸带运动，而不应该连接细线，选项D错误．
16.【答案】(1)10 m/s　(2)5 s
【解析】(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得
F1＋mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma1
代入数据得斜坡上小轿车的加速度a1＝3 m/s2
由v＝2a1x1　x1＝
得行驶至斜坡底端时的速度v1＝10 m/s.
(2)在水平地面上加速时F2－μmg＝ma2
代入数据得a2＝2 m/s2
关闭油门后减速μmg＝ma3，代入数据得a3＝5 m/s2
关闭油门时轿车的速度为v2，
＋＝x2
得v2＝20 m/s，t＝＝5 s
即在水平地面上加速的时间不能超过5 s.
17.【答案】(1)1 kg　(2)30°
【解析】(1)0～2 s内小环做匀加速直线运动，故F1－mgsinα＝ma，由题图乙知a＝0.5 m/s2
2 s后小环做匀速直线运动，故F2＝mgsinα
故F1－F2＝ma，所以m＝kg＝1 kg.
(2)由F2＝mgsinα得α＝30°.
18.【答案】　112 N或48 N
【解析】　若物体沿斜面向上匀速运动，根据平衡条件：

Fcos 37°＝Ff＋mgsin 37°
Ff＝μ(mgcos 37°＋Fsin 37°)
解得：F≈112 N

若物体沿斜面向下匀速运动，根据平衡条件：
Fcos 37°＋Ff＝mgsin 37°
Ff＝μ(mgcos 37°＋Fsin 37°)
解得：F≈48 N.
19.【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.
20.【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．
21.【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．