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版含答案

第四章《牛顿运动定律》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用FT表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中(　　)




A．F逐渐变大，FT逐渐变大
B．F逐渐变大，FT逐渐变小
C．F逐渐变小，FT逐渐变大
D．F逐渐变小，FT逐渐变小



2.如下图所示，质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在一轻质弹簧的两端，已知弹簧的原长为L，劲度系数为k.现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上有一水平力F，使两球一起做匀加速运动，则此时两球间的距离为(　　)




A．
B．
C．L＋
D．L＋



3.如图所示，用网球拍打击飞过来的网球，网球拍打击网球的力(　　)




A． 比球撞击球拍的力更早产生
B． 与球撞击球拍的力同时产生
C． 大于球撞击球拍的力
D． 小于球撞击球拍的力



4.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



5.某同学在用如图所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验时，忘记平衡小车运动中所受的摩擦力了，其他操作、计算及作图均正确，他最后作出的a－F关系图象可能是(　　)




A．
B．
C．
D．



6.根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是(　　)
A． 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比
B． 物体所受合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度
C． 物体加速度的大小跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比
D． 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比
7.如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱和杆的质量为M，环的质量为m，已知环以某一初速度沿着杆匀减速下滑，设环的加速度大小为a，则在环下滑过程中箱对地面的压力F为(　　)




A．F＝(M＋m)g
B．F＝Mg＋m(g＋a)
C．Mg＜F＜(m＋M)g
D．F＝Mg＋m(g－a)



8.如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其它阻力，设车无限长，则两个小球(　　)




A． 一定相碰
B． 一定不相碰
C． 不一定相碰
D． 难以确定是否相碰



9.电梯内弹簧秤上挂有一个物体，电梯以5 m/s2的加速度向上减速运动时，弹簧秤的示数为6.0 N，g取10 m/s2.则下列说法中正确的是(　　)
A． 物体的质量为1.2 kg
B． 物体处于超重状态
C． 弹簧秤对物体的拉力与物体的重力是一对平衡力
D． 若某时刻弹簧秤示数变为18 N，电梯一定是以5 m/s2的加速度匀加速上升
10.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
11.如图所示，小李同学站在升降电梯内的体重计上，电梯静止时，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内小李同学发现体重计示数为55 kg.g取10 m/s2，在这段时间内下列说法正确的是(　　)

A． 体重计对小李的支持力大于小李对体重计的压力
B． 体重计对小李的支持力等于小李的重力
C． 电梯的加速度大小为1 m/s2，方向竖直向上
D． 电梯一定竖直向上运动
12.如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为(　　)




A． (M＋m)g
B． (M＋m)g－F
C． (M＋m)g＋Fsinθ
D． (M＋m)g－Fsinθ



13.如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角＝37°的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则(　　)

A． 小球一定受四个力的作用
B． 弹簧弹力可能为mg
C． 小球受木板的摩擦力一定沿斜面向下
D． 木板对小球的作用力的方向一定垂直于木板向上
14.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
15.如图所示，物块在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由零逐渐增加到2v0后匀速运动的过程中，下列分析正确的是(　　)

A． 物块下滑的速度不变
B． 物块开始在传送带上加速到2v0后匀速
C． 物块先向下匀速运动，后向下加速，最后沿传送带向下匀速运动
D． 物块受的摩擦力方向始终沿斜面向上
二、实验题(共3小题)
16.如图甲所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图．钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g.




(1)下列说法正确的是________．
A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C．本实验m2应远小于m1
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a－图象
(2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F＝m1g，作出a－F图象，他可能作出图乙中________(选填“甲”、“乙”、“丙”)图线．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________．
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
(3)实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的a－图象，如图丙所示．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ＝________，钩码的质量m1＝________.
(4)实验中打出的纸带如图丁所示．相邻计数点间的时间是0.1 s，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2.
17.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．
A．m1＝5 g
B．m2＝15 g
C．m3＝40 g
D．m4＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求加速度a的表达式为：________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)
18.在探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车以及车中的砝码质量用M表示，盘以及盘中的砝码质量用m表示．

(1)实验过程中，电火花计时器接在频率为f＝50 Hz的交流电源上，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．
(2)若已平衡好摩擦，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子拉力FT＝________，当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．
(3)某小组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车
D．用天平测出m以及M，小车运动的加速度可直接用公式a＝求出
(4)某小组同学保持小车以及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系时，由于他们操作不当，这组同学得到的a－F关系图象如图所示，①图线不过原点的原因是____________；②图线上端弯曲的原因是________．

(5)某小组在操作完全正确且满足(2)中质量关系的情况下，下图为实验时小车在长木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1＝3.20 cm，x2＝4.52 cm、x5＝8.42 cm、x6＝9.70 cm.则小车加速度大小a＝________m/s2.(保留三位有效数字)

三、计算题(共3小题)
19.一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体2 s末的速度及2 s内的位移．(g取10 m/s2)
20.质量为5 kg的物体放置在粗糙的水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为0.2.(g＝10 m/s2)
(1)如果给它一个水平向右的初速度，求它沿桌面滑行的加速度大小与方向；
(2)如果从静止开始，受到一个大小为30 N水平方向的恒力作用，求加速度大小．
21.如图所示，A，B两个物体靠在一起放在光滑水平面上，它们的质量分别为MA＝3 kg，MB＝6 kg.今用水平力FA推A，用水平力FB拉B，FA和FB随时间变化的关系是FA＝9－2t(N)、FB＝3＋2t(N)．求：
(1)从t＝0到A，B脱离前，它们的加速度是多少？
(2)从t＝0到A，B脱离时，物体A的位移是多少？

四、简答题(共3小题)
22.为探究作用力与反作用力的关系，某同学把两只力传感器同时连在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，将两只力传感器的挂钩钩在一起，用力拉另一只传感器，如图甲所示，在计算机显示屏上观察到了这对拉力随时间变化的曲线，如图乙所示．将一个力传感器固定在滑块上，另一个力传感器钩住它向右变速拉动滑块，如图丙所示，观察到了这对拉力随时间变化的曲线，如图丁所示．


分析两图线可以看出：
(1)作用力和反作用力有怎样的关系？
(2)此规律适用于怎样运动的物体之间？
23.在厘米·克·秒(cm·g·s)单位制中，力的单位达因(dyn)是这样定义的：使质量是1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力叫1 dyn.试证明1 dyn＝10－5N.
24.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】A
【解析】对结点O受力分析，重力的大小和方向均不变，水平拉力F的方向不变，绳拉力在转动，满足三力平衡的动态平衡，如图所示：

可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A.
2.【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律得：
对整体：F＝(m＋2m)a，
对m：F弹＝ma
联立解得，弹簧的弹力大小为F弹＝，则此时两球间的距离为s＝L＋＝L＋.故选C.
3.【答案】B
【解析】用网球拍打击飞过来的网球过程中，网球拍打击网球的力与球撞击球拍的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律得知，两个力是同时产生的，大小相等、方向相反．B正确．
4.【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．
5.【答案】A
【解析】若未平衡摩擦力，则有拉力时，加速度仍然为0，故图象在横坐标上有截距，不能是通过原点的直线，故B、C、D错误，A正确．
6.【答案】D
【解析】根据牛顿第二定律得知：物体加速度的大小跟质量成反比，与速度无关，A错误；力是产生加速度的原因，只要有力，就产生加速度，力与加速度是瞬时对应的关系，B错误；物体加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，而不是跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比，C错误；当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，根据牛顿第二定律F＝ma可知，物体水平加速度大小与其质量成反比，D正确．
7.【答案】B
【解析】以环为研究对象，根据牛顿第二定律得：mg－Ff＝－ma，则得：Ff＝mg＋ma；再以箱子为研究对象，分析受力情况：箱子受到重力Mg、地面的支持力FN和环对箱子向下的滑动摩擦力Ff′，由牛顿第三定律知，有：Ff′＝Ff＝mg＋ma；根据平衡条件得：地面对箱子的支持力为：FN＝Mg＋Ff′＝Mg＋mg＋ma＝(M＋m)g＋ma；根据牛顿第三定律得箱对地面的压力大小：FN′＝FN＝(M＋m)g＋ma，B正确．
8.【答案】B
【解析】两球一开始同小车一起做匀速直线运动，当车停止时，小球水平方向不受力的作用，所以水平方向要保持原来的运动状态，即两球会继续保持原来的运动状态不变，也就是速度和方向都相同，因此，在不考虑阻力的情况下，它们一定不会相碰．故选B.
9.【答案】A
【解析】电梯以5 m/s2的加速度向上减速运动时，规定向下为正，根据牛顿第二定律可得F＋mg＝ma，解得－6＋10m＝5m，解得m＝1.2 kg，加速度向下，处于失重状态，A正确，B错误；因为弹簧秤对物体的拉力小于物体的重力，所以两者不是一对平衡力，C错误；若某时刻弹簧秤示数变为18 N，视重大于重力，加速度向上，可能以5 m/s2的加速度匀加速上升，也可能以5 m/s2的加速度匀减速下降，D错误．
10.【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F11.【答案】C
【解析】体重计对小李的支持力和小李对体重计的压力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反．故A错误；小李的体重只有50 kg，体重计的示数为55 kg，说明体重计对小李的支持力大于小李的重力，电梯有向上的加速度，小李处于超重状态，电梯运动情况可能为：向上加速或向下减速，B、D错误；小李受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为：
a＝＝＝1 m/s2，故C正确．
12.【答案】D
【解析】以物块和楔形物块整体为研究对象，受到重力(M＋m)g，拉力F，地面的支持力FN和摩擦力Ff.根据平衡条件得，地面对楔形物块的支持力FN＝(M＋m)g－Fsinθ，D正确．

13.【答案】B
【解析】小球处于静止状态，受力平衡，对小球受力分析，如图所示：

当重力、弹簧弹力以及木板的支持力的合力为零时，小球不受摩擦力，即小球可以受到3个力作用，故A、C错误；若小球不受摩擦力，根据平衡条件得：tan 37°＝，解得：F＝mg，故B正确；当小球受到重力、弹簧弹力以及木板对小球的作用力，处于平衡状态，合力为零，则木板对小球的作用力与小球重力和弹力的合力等大反向，当斜面对小球没有摩擦力时，重力和弹力的合力的方向垂直斜面向下，此时木板对小球的作用力的方向垂直于木板向上，若斜面对小球有摩擦力作用，则重力和弹力的合力的方向不垂直斜面向下，此时木板对小球的作用力的方向也不垂直于木板向上，故D错误．
14.【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．
15.【答案】C
【解析】在传送带的速度由零逐渐增加到v0的过程中，物块相对于传送带下滑，故物块受到的滑动摩擦力仍然向上，故这段过程中物块继续匀速下滑，在传送带的速度由v0逐渐增加到2v0过程中，物块相对于传送带上滑，物块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，物块加速下滑，当物块的速度达到2v0时，物块相对传送带静止，随传送带匀速下滑，故选项C正确．
16.【答案】(1)D　(2)丙　C(3)m1＝　μ＝　(4)0.46
【解析】(1)根据平衡摩擦力原理可得μmgcosθ＝mgsinθ，即只要满足μ＝tanθ即可，所以重新加减砝码时不需要重新平衡摩擦力，A错误；为了得到更多的数据，应该先接通电源，后释放纸带，B错误；为了保证钩码的重力等于细绳的拉力，钩码的质量m1应远小于小车和砝码的质量m2，故C错误；在用图象探究加速度与质量关系时，为了得出线性关系，应作a－图象，故D正确．
(2)遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，小车不动的情况．故图线为丙．
当不满足m1?m2时，随m1的增大物体的加速度a增大的幅度逐渐减小，故图象弯曲的原因是：所挂钩码的总质量太大，不满足钩码质量远小于小车和砝码的质量，故C正确．
(3)根据牛顿第二定律可知，m1g－μm2g＝m2a；结合－a图象，可得：＝＋a，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，因此钩码的质量m1＝，小车与木板间的动摩擦因数μ＝.
(4)根据逐差法可知a＝＝m/s2＝0.46 m/s2
17.【答案】(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动(或取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt都相等)
(2)D　(3)a＝2
【解析】(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动，或取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt都相等．
(2)本实验只有在满足m?M的条件下，才可以用牵引砝码的重力近似等于对滑行器的拉力，所以D是不合适的．
(3)由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门这段时间内的平均速度等于瞬时速度，即有v1＝，v2＝，再根据运动学方程v－v＝2ax得：
a＝2.
18.【答案】(2)　M?m　(3)C 　(4)①没平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足)　②不满足M?m　(5)1.30
【解析】(2)设小车的质量为M，砝码盘总质量为m，将两者看做一个整体，对整体有mg＝(M＋m)a，对小车有FT＝Ma，联立可得FT＝Ma＝＝，只有当M?m时，FT≈mg
(3)平衡摩擦力时，不能将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误；平衡摩擦力时应用mgsinθ＝μmgcosθ，则只需满足gsinθ＝μgcosθ，与质量无关，改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；实验时，先接通电源，再释放小车，故C正确；小车运动的加速度通过纸带求出，不能通过a＝求出，故D错误．
(4)当F≠0时，a＝0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车所受的摩擦力与绳子的拉力抵消了．该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
而后者：随着F的增大，即盘及盘中砝码质量的增大，不再满足盘及盘中砝码的质量远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象．
(5)由于相邻两计数点间还有4个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝5×0.02＝0.1 s.
根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2得(x5＋x6)－(x1＋x2)＝2a(2T)2，解得：
a＝＝1.30 m/s2.
19.【答案】2 m/s　2 m
【解析】物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力，则根据牛顿第二定律得
F－Ff＝ma，又Ff＝μmg
联立解得，a＝1 m/s2.
所以物体2 s末的速度为v＝at＝1×2 m/s＝2 m/s
2 s内的位移为x＝at2＝2 m.
20.【答案】(1)2 m/s2　向左　(2)4 m/s2
【解析】(1)物体水平方向受到的合力为摩擦力，由牛顿第二定律：μmg＝ma1
解得：a1＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2，方向向左．
(2)物体水平方向由牛顿第二定律：F－μmg＝ma2
解得a2＝4 m/s2
21.【答案】(1)m/s2
(2)m
【解析】(1)以A、B整体为对象：
FA＋FB＝(MA＋MB)a
解得：a＝m/s2
(2)A、B脱离时，它们之间的弹力为零，对物体A，根据牛顿第二定律，有：
FA＝MAa＝4＝9－2t
解得：t＝2.5 s
从t＝0到A、B脱离时，整体做匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有：
x＝at2＝m.
22.【答案】(1)作用力与反作用力等大反向．(2)此规律在任何运动情况下都适用，作用力与反作用力的关系与物体运动情况无关．
【解析】
23.【答案】选取1 g的物体为研究对象，根据牛顿第二定律得
F＝ma＝1 g×1 cm/s2＝1×10－3kg×1×10－2m/s2＝1×10－5N
根据计算可以知道1×10－5N的力可以使1 g的物体产生1 cm/s2的加速度，而使质量是1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力叫1 dyn，所以1 dyn＝10－5N.
【解析】
24.【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．