2019-2020学年人教版高中物理必修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.对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是(　　)
A． 采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
B． “强弩之末势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了
C． 货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性
D． 自行车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的
2.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．
3.一天下着倾盆大雨，某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了，列车进站过程中(箭头表示列车进站的方向)，他发现水面的形状如下面四个图中的(　　)
A．
B．
C．
D．
4.质量为M甲和M乙的两球被无弹性轻绳悬挂于O点，两球被一轻杆水平撑开静止不动，两轻绳夹角为90°.如图a所示，如果撤掉轻杆，那么刚撤掉轻杆瞬间两球的加速度之比为a甲∶a乙，如果把无弹性轻绳用轻质弹簧替换，如图b所示，相同情况下撤掉轻杆瞬间两球的加速度之比为a甲′∶a乙′，则以下说法正确的是(　　)


A．a甲∶a乙＝1∶1
B．a甲∶a乙＝∶1
C．a甲′∶a乙′＝3∶1
D．M甲∶M乙＝3∶1
5.测量国际单位制规定的三个力学基本量分别可用的仪器是下列的(　　)
A． 密度计、弹簧测力计、打点计时器
B． 米尺、弹簧测力计、秒表
C． 秒表、天平、量筒
D． 米尺、天平、秒表
6.一个人站在医用体重计的测盘上，在人下蹲的全过程中，指针示数变化应是(　　)
A． 先减小，后还原
B． 先增加，后减小，再还原
C． 先减小，后增大，再还原
D． 始终不变
7.　如图所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，下列说法正确的是(　　)

A． 弹簧的拉力F＝
B． 弹簧的拉力F＝mgsinθ
C． 小球的加速度为零
D． 小球的加速度a＝gsinθ
8.如图，人站在楼梯的水平踏板上静止不动，以下表述正确的是(　　)

A． 人受到的重力和踏板对人的支持力是一对作用力和反作用力
B． 人对踏板的压力和踏板对人的支持力是一对平衡力
C． 人受到重力和支持力的作用
D． 人受到重力、支持力和静摩擦力的作用
9.如图所示，静止在水平面上的三角架质量为M，它用两质量不计的弹簧连接着质量为m的小球．当小球上下振动，三角架对水平面的压力为mg时，小球的加速度的方向与大小分别是(　　)

A． 向上，
B． 向下，
C． 向下，g
D． 向下，
10.如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯以恒定加速度a启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为FN和Ff.若电梯启动加速度减小为，则下面结论正确的是(　　)

A． 水平梯板对人的支持力变为
B． 水平梯板对人的摩擦力变为
C． 电梯加速启动过程中，人处于失重状态
D． 水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为
11.航天员若在轨道舱内长时间停留，需要每天进行锻炼，在轨道舱内，下列运动最能有效锻炼肌肉的力量的是(　　)
A． 上下举哑铃
B． 做引体向上
C． 拉弹簧拉力器
D． 跳绳
12.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．
二、实验题(共1小题)
13.某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，④用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，⑤改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：


(1)若已知遮光条的宽度d＝1.050 cm；，第一次测量中小车经过光电门时的速度为________m/s.(保留两位有效数字)
(2)实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t的关系式为________．
(3)本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出________的关系图象，请作出该图线．
(4)根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是______________________．
三、计算题(共3小题)
14.物体A放在粗糙的水平地面上如图甲所示，0－6 s时间内受到水平拉力F的作用，力F的大小如图乙所示，物体0－2 s运动情况如图丙，重力加速度g取10 m/s2.试求：



(1)物体的质量；
(2)物体与地面的动摩擦因数；
(3)0～6 s物体的位移大小．
15.一辆质量为100 t的机车，从停车场出发经225 m后速度达到54 km/h.此时，司机关闭发动机，让机车进站．机车又行驶了125 m才停在站上，设机车所受的阻力保持不变，求机车关闭发动机前所受的牵引力．
16.如图所示，长为l的长木板A放在动摩擦因数为μ1的水平地面上，一滑块B(大小可不计)从A的左侧以初速度v0向右滑上木板，滑块与木板间的动摩擦因数为μ2(A与水平地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相同)．已知A的质量为M＝2.0 kg，B的质量为m＝3.0 kg，A的长度为l＝3.0 m，μ1＝0.2，μ2＝0.4，(g取10 m/s2)

(1)A、B刚开始运动时各自的加速度分别是多大？
(2)为保证B在滑动过程中不滑出A，初速度v0应满足什么条件？
(3)分别求A、B对地的最大位移．
四、填空题(共3小题)
17.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．
18.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________．

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.



答案解析
1.【答案】C
【解析】惯性是物体的固有属性，大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何因素均无关，故A、B错误；摘下或加挂一些车厢，改变了质量，从而改变了惯性，故C正确；人和车的质量不变，则其惯性不变，故D错误．
2.【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．
3.【答案】C
【解析】列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水涌向前端，液面形状和C中一样．
4.【答案】D
【解析】在图a中，对甲球分析，合力方向垂直于绳子方向，根据牛顿第二定律得a甲＝＝，同理a乙＝gsin 60°＝g，则有：a甲∶a乙＝1∶，故A、B错误；在图b中，对甲球分析，合力方向水平向右，根据牛顿第二定律得a甲′＝＝g，同理a乙′＝gtan 60°＝g，则a甲′∶a乙′＝1∶3，故C错误；在图b中，有M甲gtan 30°＝M乙gtan 60°，则M甲∶M乙＝3∶1，故D正确．
5.【答案】D
【解析】在国际单位制中的三个力学基本物理量是长度、质量、时间，故可用仪器米尺、天平、秒表来测量，D正确．
6.【答案】C
【解析】在下蹲的全过程中，人的运动的状态是先加速下降，后减速下降，直到最后静止，所以人先是处于失重状态，后是处于超重状态，最后处于平衡状态，所以体重计的示数变化是先减小，后增加，再还原，所以C正确．
7.【答案】A
【解析】　烧断AO之前，小球受3个力，受力分析如图所示，烧断绳的瞬间，绳的张力没有了，但由于轻弹簧形变的恢复需要时间，故弹簧的弹力不变，A正确，B错误．烧断绳的瞬间，小球受到的合力与绳子的拉力等大反向，即F合＝mgtanθ，则小球的加速度a＝gtanθ，则C、D错误．

8.【答案】C
【解析】人保持静止，合力为零；人受重力和支持力，是一对平衡力，故A、D错误，C正确；人对踏板的压力和踏板对人的支持力是一对作用力与反作用力，故B错误．
9.【答案】B
【解析】以M为研究对象，M受重力和地面的支持力以及弹簧对M向上的作用力F：

因为M在桌面上，加速度为0，故弹簧对M的合力F＝(M－m)g，方向竖直向上；
对m而言，弹簧对m的作用力与对M的作用力大小相等方向相反，即F′＝F＝(M－m)g，方向竖直向下，故以m为研究对象有：

m所受合力F合＝F′＋mg＝Mg
所以m的加速度为：a＝，方向竖直向下．
故选B.
10.【答案】B
【解析】将人的加速度分解，水平方向ax＝acosθ，竖直方向ay＝asinθ.对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有Ff＝max，在竖直方向有FN－mg＝may，人处于超重状态，故C错误；
当加速度由a变为时，对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有Ff＝max，摩擦力变为原来的一半，但由FN－mg＝may，知支持力不为原来的一半，则水平梯板对人的摩擦力和支持力之比也发生变化，故A、D错误，B正确．
11.【答案】C
【解析】在轨道舱内的物体都处于失重状态，没有重力的作用，所以举哑铃、做引体向上和跳绳都不能锻炼身体，只有弹簧靠的是弹簧的弹性形变才有力的作用，所以C正确．
12.【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．
13.【答案】(1)0.37　(2)a＝
(3)F－　(4) 没有将气垫导轨调节水平
【解析】(1)第一次测量的速度：v＝≈0.37 m/s.
(2)由运动学公式得：v2＝2as
v＝　　则解得：a＝
(3)将a＝代入公式F＝ma得：
F＝m＝·
故作出F－图象即可；
利用描点法得出其图象如图所示：

(4)根据图象可知开始时刻拉力并不为零，这说明气垫导轨没有调水平．
14.【答案】(1)kg　(2)0.6　(3)6 m
【解析】(1)由图丙可知，在1－2 s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，
由图乙所示图象可知，在1－2 s内物体受到的拉力：F2＝2 N，由平衡条件得：F2＝μmg　①
由图丙所示图象可知，在0－1 s内，物体的加速度：a＝＝3 m/s2，
由图乙所示图象可知，在0－1 s内，拉力：F1＝3 N，由牛顿第二定律得：F1－μmg＝ma　②
解得：m＝kg，μ＝0.6；
(2)由(1)可知：μ＝0.6；
(3)0－1 s内的位移：x1＝at＝×3×1 m＝1.5 m，
1－2 s内的位移：x2＝vt2＝3×1 m＝3 m，
2 s后物体的加速度：a3＝＝m/s2＝－3 m/s2，
物体做减速运动，速度减为零需要的时间：t3＝＝s＝1 s，
则物体在3 s末速度变为0，物体减速运动的位移：x3＝vt3－a3t＝3×1 m－×3×1 m＝1.5 m，
3 s后物体静止，物体在0－6 s内的位移大小为：x＝x1＋x2＋x3＝6 m.
15.【答案】1.4×105N
【解析】54 km/h＝15 m/s，设机车加速阶段的加速度为a1，减速阶段的加速度为a2，则：v2＝2a1x1，v2＝2a2x2
解得a1＝0.5 m/s2，a2＝0.9 m/s2
由牛顿第二定律得F－Ff＝ma1，Ff＝ma2
解得：F＝1.4×105N
16.【答案】(1)1 m/s2　4 m/s2　(2)v0≤5 m/s　(3)0.75 m
3．25 m
【解析】(1)分别对A、B进行受力分析，
根据牛顿第二定律：B物体的加速度：aB＝＝＝4 m/s2
A物体的加速度：aA＝＝＝1 m/s2；
(2)当AB速度相等时，滑块B恰好到木板末端，此时不滑出A物体，就不会滑出，
设经过时间t，AB的速度相等，则有：
v0－aBt＝aAt
根据位移关系得：v0t－aBt2－aAt2＝l
代入数据解得：t＝1 s，v0＝5 m/s
所以初速度应小于等于5 m/s；
(3)AB速度达到相等后，相对静止一起以v＝1 m/s的初速度，a＝μ1g＝2 m/s2的加速度做匀减速运动直到静止，发生的位移：
x＝＝0.25 m
之前A发生的位移为xA＝aAt2＝0.5 m
B发生的位移xB＝v0t－aBt2＝3 m
所以A发生的位移为xA＋x＝0.5 m＋0.25 m＝0.75 m，
B发生的位移为xB＋x＝3.0 m＋0.25 m＝3.25 m.
17.【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.
18.【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
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.