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12小题)
1.如图所示，压路机在水平路面上缓慢行驶，路面对压路机的支持力为F1，压路机对路面的压力为F2，关于F1、F2，下列说法正确的是

A．F1大于F2
B．F1小于F2
C．F1与F2是一对平衡力
D．F1和F2一定是同性质的力
2.飞船返回地球时，为了保证宇航员的安全，靠近地面时会放出降落伞进行减速．若返回舱离地面5 km时，速度方向竖直向下，大小为250 m/s，要使返回舱最安全、最理想着陆，则放出降落伞后返回舱应获得的加速度及降落伞产生的阻力与返回舱重力的比值分别为(设放出降落伞后返回舱做匀减速运动，竖直向下为正方向，g取10 m/s)
A． －6.25 m/s2　1.625
B． －2 m/s2　1.2
C． －4 m/s2　1.4
D． －8 m/s2　1.8
3.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
4.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．那么下列说法中正确的是(　　)

A． 顾客始终受到三个力的作用
B． 顾客始终处于超重状态
C． 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下
D． 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下
5.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2.由这两个图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为(　　)

甲 乙
A． 0.5 kg,0.4
B． 1.5 kg，
C． 0.5 kg,0.2
D． 1 kg,0.2
6.如图，A，B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A，B之间接触面光滑，在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好离开地面，则物体A的受力个数为(　　)

A． 3
B． 4
C． 5
D． 6
7.趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球的质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦力及空气阻力不计，则(　　)

A． 运动员的加速度为gtanθ
B． 球拍对球的作用力为
C． 运动员对球拍的作用力为(M＋m)gcosθ
D． 若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动
8.放在水平桌面上的物体受到桌面对它的支持力，对该支持力的反作用力的说法正确的是(　　)
A． 反作用力是物体受到的重力，作用在地球上
B． 反作用力是物体对桌面的压力，作用在桌面上
C． 反作用力是物体对地球的引力，作用在物体上
D． 支持力没有反作用力
9.如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接．倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，已知重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)

A．A球的受力情况未变，加速度为零
B．C球的加速度沿斜面向下，大小为
C．A、B之间杆的拉力大小为2mgsinθ
D．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为gsinθ
10.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
11.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
12.一质量为M的木板可沿倾角为θ的光滑斜面滑动，现在木板上站一个质量为m的人，为保持木板与斜面相对静止，则人应(　　)

A． 匀速向下跑
B． 以方向沿斜面向下、大小为gsinθ的加速度向下跑
C． 以方向沿斜面向下、大小为gsinθ的加速度向下跑
D． 以方向沿斜面向下、大小为gsinθ的加速度向下跑
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.　在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a与的关系如表二所示．
表一

表二

(1)在如图所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图象．

(2)由图象可以判定：当m一定时，a与F的关系为________；当F一定时，a与m的关系为________．
(3)在研究a与m的关系时，作了a－图象，而没作a－m图象，那么作a－图象有何优点？
15.某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)．

(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)．
(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和光电门2的中心距离为x.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是________________．
三、计算题(共3小题)
16.一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续向上爬，所以小猫离地面高度不变，求木杆下降的加速度．(设小猫质量为m，木杆的质量为M)

17.将质量为0.5 kg的小球，以30 m/s的速度竖直上抛，经过2.5 s小球到达最高点(取g＝10 m/s2)．求：
(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力；
(2)小球在最高点时的加速度大小；
(3)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？
18.如图所示，质量为M＝8 kg的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F＝8 N，当小车向右运动速度达到3 m/s时，在小车的右端轻放一质量为m＝2 kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.2.

(1)在小物块和小车相对运动的过程中，求小物块的加速度a1和小车的加速度a2的大小和方向；
(2)如果小车足够长，经过多长时间小物块停止与小车间的相对运动？
(3)为了使小物块不从小车上掉下来，小车的长度至少为多少？
(4)如果小车足够长，小物块从放上开始经过3.0 s所通过的位移是多少？
四、填空题(共3小题)
19.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________________．
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.如图所示，甲、乙两队举行拔河比赛，甲队获胜．如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的摩擦力为Ff甲，乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的摩擦力为Ff乙，绳的质量不计，则有F甲________F乙，Ff甲________Ff乙．(均填“＞”“＝”或“＜”)




答案解析
1.【答案】D
【解析】路面对压路机的支持力F1与压路机对路面的压力F2互为作用力和反作用力，故两个力大小相等、方向相反，作用在两个物体上，并且是同种性质的力， D正确．
2.【答案】A
【解析】飞船返回时，放出降落伞，以飞船为研究对象，受到竖直向下的重力mg和降落伞产生的阻力Ff的作用．最理想，最安全着陆是末速度v＝0，才不致于因着地时与地面碰撞而使仪器受到损坏．设减速过程的加速度为a，由运动学公式得2ax＝0－v，变形得a＝－＝－6.25 m/s2，再由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma，Ff＝1.625mg，则阻力与返回舱重力的比值为1.625.因此A正确．
3.【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．
4.【答案】C
【解析】在慢慢加速的过程中，受力如图所示，顾客加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向右，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即顾客对电梯的作用方向指向左下，由于加速度向右上方，处于超重状态；在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向竖直向下，C正确．

5.【答案】A
【解析】　由F－t图和v－t图可得，物块在2～4 s内所受外力F＝3 N，物块做匀加速运动，a＝＝m/s2＝2 m/s2，F－Ff＝ma，即3－10μm＝2m①
物块在4～6 s所受外力F′＝2 N，物块做匀速直线运动，
则F′＝Ff，F′＝μmg，即10μm＝2②
由①②解得m＝0.5 kg，μ＝0.4，故A选项正确．
6.【答案】A
【解析】物体A恰好离开地面，地面对A没有支持力，也没有摩擦力，则A受到重力、F和B对A的支持力共3个力作用．
7.【答案】A
【解析】对球：受到重力mg和球拍的支持力FN，作出受力图如图，根据牛顿第二定律得：FNsinθ＝ma，FNcosθ＝mg；解得，a＝gtanθ，FN＝，故A正确，B错误；

以球拍和球整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：运动员对球拍的作用力为F＝，故C错误；当a＞gtanθ时，网球将向上运动，由于gsinθ与gtanθ的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动．故D错误．
8.【答案】B
【解析】物体受到的支持力是桌面对物体施加的，其反作用力是物体对桌面的压力，施力物体是水平桌面上的物体，受力物体是桌面，B正确．
9.【答案】D
【解析】细线被烧断的瞬间，AB作为整体，不再受细线的拉力作用，故受力情况发生变化，合力不为零，加速度不为零，故A错误；对球C，由牛顿第二定律得：mgsinθ＝ma，解得：a＝gsinθ，方向沿斜面向下，故B错误；以A、B组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力FT＝3mgsinθ，以C为研究对象知，细线的拉力为mgsinθ，烧断细线的瞬间，A、B受到的合力等于3mgsinθ－2mgsinθ＝mgsinθ，由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，由牛顿第二定律得：mgsinθ＝2ma，则加速度a＝gsinθ，以B为研究对象，由牛顿第二定律得：FAB－mgsinθ＝ma，解得：FAB＝mgsinθ，故C错误，D正确．
10.【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.
11.【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．
12.【答案】D
【解析】设此时人与木板间的摩擦力为Ff，人沿斜面向下运动的加速度为a人，现对人和木板分别应用平衡条件和牛顿第二定律有：
对木板：Mgsinθ＝Ff
对人：mgsinθ＋Ff＝ma人
解得：a人＝gsinθ，方向沿斜面向下，故D正确．
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)作出图象如图所示

(2)正比　反比
(3)a－m图象是曲线，难以找出规律；a－图象是直线，容易找出规律．
【解析】
15.【答案】(1)等于　不需要　(2)F＝(－)
【解析】　(1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．
(2)由于挡光板的宽度l很小，故小车在光电门1处的速度v1＝，在光电门2处的速度为v2＝，由v－v＝2ax，得a＝＝(－)．故验证的关系式为F＝Ma＝(－)＝(－)．
16.【答案】a＝g，方向竖直向下
【解析】由于小猫对地的高度不变，故小猫下落的加速度为零，小猫受力如图甲所示．

由牛顿第二定律得Ff－mg＝0，
由牛顿第三定律知，小猫对杆的摩擦力Ff′的方向向下，木杆受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律可知：Ff′＋Mg＝Ma，
由以上两式可知，杆下降的加速度为：
a＝g，方向竖直向下．
17.【答案】(1)1 N　(2)10 m/s2　(3)8 m/s2
【解析】(1)设小球上升时，加速度为a，空气的平均阻力为F
则v＝at，mg＋F＝ma
把v＝30 m/s，t＝2.5 s，m＝0.5 kg代入得F＝1 N
(2)小球到达最高点时，因速度为零，故不受空气阻力，故加速度大小为g，即10 m/s2
(3)当小球下落时，空气阻力的方向与重力方向相反，设加速度为a′，则
mg－F＝ma′，得a′＝8 m/s2
18.【答案】(1)2 m/s2，方向向右　0.5 m/s2，方向向右　(2)2 s　(3)3 m　(4)8.4 m
【解析】(1)根据牛顿第二定律得，小物块的加速度
a1＝＝μg＝2 m/s2，方向向右
小车的加速度a2＝＝0.5 m/s2，方向向右
(2)设经t时间小物块与小车的速度相同，有a1t＝v0＋a2t
解得t＝＝2 s
所以经过2 s小物块停止与小车间的相对运动
(3)小物块停止与小车间的相对运动前
小车的位移xm＝v0t＋a2t2＝7 m，方向向右
小物块的位移x1＝a1t2＝4 m，方向也向右．
所以小车长至少为L＝xm－x1＝3 m.
(4)2 s末小物块的速度大小v＝a1t＝4 m/s，然后小物块和小车一起做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律得a＝＝0.8 m/s2
最后1 s内小物块的位移x2＝vt′＋at′2＝4.4 m.
则小物块从放上开始经过3.0 s所通过的位移x＝x1＋x2＝8.4 m.
19.【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．
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】＝　>
【解析】拔河比赛时，甲队对绳子的力和乙队对绳子的力大小是相等的，各队的输赢情况取决于各队所受的摩擦力，甲队获胜是由于甲队所受的摩擦力比乙队所受的摩擦力大．