2000—2021人教物理必修一第四章 牛顿运动定律（优题）含答案

2000—2021人教物理必修一第四章
牛顿运动定律（优题）含答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、在学习牛顿第一定律时，为了探究力对运动的影响，学习小组做了如图所示的甲、乙、丙实验．下列有关叙述正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙　　　　　　丙
A．每次实验时，小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑
B．实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越近
C．实验中水平面上运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态
D．根据甲、乙、丙的实验现象，就可以直接得出牛顿第一定律
2、(双选)如图所示，一跳床运动员从跳床正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触跳床后把跳床压缩到一定程度后停止下落．在运动员下落的这一全过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．运动员刚接触跳床瞬间速度最大
B．从运动员接触跳床起加速度变为竖直向上
C．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的速度先增大后减小
D．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的加速度先减小后增大
3、(双选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数点时间间隔为0.1
s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2
cm.
若还测出小车的质量为500
g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是(　　)
A．a＝
m/s2＝120
m/s2
B．a＝
m/s2＝1.2
m/s2
C．F＝500×1.2
N＝600
N
D．F＝0.5×1.2
N＝0.6
N
4、(多选)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动
B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，从而获得向前的反作用力即动力
C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向
D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去
5、物体静放于水平桌面上，如图所示，则(　　)
A．桌面对物体的支持力大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力
B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
6、如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2
、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(　　)
A．t1B．t1>t2>t3
C．t3>t1>t2
D．t1＝t2＝t3
7、图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150
kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10
m/s2，下列判断正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A．前10
s的悬线的拉力恒为1
500
N
B．46
s末塔吊的材料离地面的距离为22
m
C．0～10
s材料处于失重状态
D．在30～36
s钢索最容易发生断裂
8、一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4
cm，再将重物向下拉1
cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10
m/s2)(　　)
A．2.5
m/s2　　　
B．7.5
m/s2
C．10
m/s2
D．12.5
m/s2
9、测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是下列哪一组(　　)
A．米尺、弹簧测力计、秒表
B．米尺、弹簧测力计、打点计时器
C．量筒、天平、秒表
D．米尺、天平、秒表
10、如图所示，木质半球体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面B上，斜面B是固定在地面上的，则关于半球体A的受力的个数，下列说法中正确的是(　　)
A．半球体A一定是受两个力作用
B．半球体A一定是受四个力作用
C．半球体A不是受两个力作用就是受四个力作用
D．半球体A可能受三个力作用
11、如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．其中正确的是(　　)
A　　　　　B　　　　　C　　　　　
D
12、(双选)如图所示，小球A放在真空容器B内，小球的直径恰好等于正方体B的边长，将它们以初速度v0竖直上抛，A、B一起上升的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．若不计空气阻力，A、B间一定没有弹力
B．若不计空气阻力，A、B间一定有弹力
C．若考虑空气阻力，A对B的上板一定有压力
D．若考虑空气阻力，A对B的下板一定有压力
13、一个质量为20
kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)．
(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度；
(2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．
14、某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系．如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，弹簧测力计的示数为F1，在圆盘测力计的托盘上放有盛水的烧杯，圆盘测力计的示数为F2；再把铁球浸没在水中(水未溢出)，如图乙所示，弹簧测力计的示数为F3，圆盘测力计的示数为F4.
甲　　　　　　　　　乙
(1)请你分析弹簧测力计示数的变化，即有F3________(选填“>”“＝”或“<”)F1.
(2)铁球对水的作用力大小为________，水对铁球的作用力大小为________，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等．
15、竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一只弹簧测力计，如图所示．弹簧测力计的钩上悬挂一个质量m＝4
kg的物体，试分析下列各种情况下电梯具体的运动(g取10
m/s2)：
(1)当弹簧测力计的示数T1＝40
N，且保持不变；
(2)当弹簧测力计的示数T2＝32
N，且保持不变；
(3)当弹簧测力计的示数T3＝44
N，且保持不变．(弹簧均处于伸长状态)
2000—2021人教物理必修一第四章
牛顿运动定律（优题）含答案
人教必修一第四章
牛顿运动定律
1、在学习牛顿第一定律时，为了探究力对运动的影响，学习小组做了如图所示的甲、乙、丙实验．下列有关叙述正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙　　　　　　丙
A．每次实验时，小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑
B．实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越近
C．实验中水平面上运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态
D．根据甲、乙、丙的实验现象，就可以直接得出牛顿第一定律
【答案】C　[实验中要求小车从斜面上的相同位置由静止开始下滑，可以保证小车到达斜面底端的速度相等，然后通过不同情况的水平面，可确定力的大小对运动的影响，选项A错误；实验表明：小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离就越远，选项B错误；小车在水平面上运动时受到摩擦力的作用会停下来，其运动的状态发生变化，说明力能改变物体的运动状态，选项C正确；从甲、乙、丙三个实验可得出力是改变运动状态的原因，而不能得出不受力时的运动情况，选项D错误．]
2、(双选)如图所示，一跳床运动员从跳床正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触跳床后把跳床压缩到一定程度后停止下落．在运动员下落的这一全过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．运动员刚接触跳床瞬间速度最大
B．从运动员接触跳床起加速度变为竖直向上
C．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的速度先增大后减小
D．从运动员接触跳床到到达最低点，运动员的加速度先减小后增大
【答案】CD　[运动员的加速度大小决定于运动员受到的合外力．从接触跳床到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大．当合力与速度同向时运动员速度增大，所以当运动员所受弹力和重力大小相等时运动员速度最大．]
3、(双选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数点时间间隔为0.1
s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2
cm.
若还测出小车的质量为500
g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是(　　)
A．a＝
m/s2＝120
m/s2
B．a＝
m/s2＝1.2
m/s2
C．F＝500×1.2
N＝600
N
D．F＝0.5×1.2
N＝0.6
N
【答案】BD　[在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位代入运算．代入单位运算时，单位换算要准确，可以把题中已知量的单位都用国际单位表示，计算结果的单位就是用国际单位表示的．这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可．选项A中Δx＝1.2
cm，没换算成国际单位，C项中的小车质量m＝500
g，没换算成国际单位，所以均错误，故正确答案为B、D.]
4、(多选)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动
B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，从而获得向前的反作用力即动力
C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向
D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去
【答案】ACD　[人从小船的一端走向另一端时，要受到船给人的摩擦力，方向与人行走的方向相同，根据牛顿第三定律知，人对小船也有一个摩擦力，其方向与人行走的方向相反，因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态，向人行走的相反方向运动，所以选项A正确．汽车行驶时，通过排气筒向后排出尾气，虽然尾气对排气筒有反作用力，但毕竟很小，并不是汽车动力的来源，因此选项B错误．农业灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转，大大增加了喷水的面积，选项C正确．乌贼通过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三定律可知，乌贼就获得到了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，选项D正确．]
5、物体静放于水平桌面上，如图所示，则(　　)
A．桌面对物体的支持力大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力
B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力
D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】A　[物体和桌面的受力情况如图所示．因物体处于平衡状态，且FN与G作用于同一物体，因此FN和G是一对平衡力，故A项对．因作用力和反作用力应分别作用在两个物体上，故B项错．因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故C项错．支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的，因此FN与F′N是一对作用力和反作用力，故D项错．]
6、如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2
、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(　　)
A．t1B．t1>t2>t3
C．t3>t1>t2
D．t1＝t2＝t3
【答案】D　[小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的，设细杆与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mgcos
θ＝ma.
①
设圆心为O，半径为R，由几何关系得，滑环由开始运动至d点的位移为
x＝2Rcos
θ.
②
由运动学公式得x＝at2.
③
由①②③联立解得t＝2.
小圆环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t1＝t2＝t3.]
7、图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150
kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10
m/s2，下列判断正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A．前10
s的悬线的拉力恒为1
500
N
B．46
s末塔吊的材料离地面的距离为22
m
C．0～10
s材料处于失重状态
D．在30～36
s钢索最容易发生断裂
【答案】B　[由图可知前10
s内材料的加速度a＝0.1
m/s2，由F－mg＝ma可解得悬线的拉力为1
515
N，选项A错误．由图象面积可得整个过程材料上升的高度是28
m，下降的高度为6
m,46
s末塔吊的材料离地面的距离为22
m，选项B正确.0～10
s材料加速度向上，材料处于超重状态，F>mg，钢索最容易发生断裂，选项C错误．因30～36
s材料加速度向下，材料处于失重状态，Fs钢索最不容易发生断裂，选项D错误．]
8、一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4
cm，再将重物向下拉1
cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度是(g取10
m/s2)(　　)
A．2.5
m/s2　　　
B．7.5
m/s2
C．10
m/s2
D．12.5
m/s2
【答案】A　[弹簧伸长量为4
cm时，重物处于平衡状态，故mg＝kΔx1；再将重物向下拉1
cm，则弹簧的伸长量变为Δx2＝5
cm，在重物被释放瞬间，由牛顿第二定律可得kΔx2－mg＝ma；由以上两式解得a＝2.5
m/s2，故选项A正确．]
9、测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是下列哪一组(　　)
A．米尺、弹簧测力计、秒表
B．米尺、弹簧测力计、打点计时器
C．量筒、天平、秒表
D．米尺、天平、秒表
【答案】D　[据单位制可知，在国际单位制中三个力学的基本物理量分别为长度、质量、时间，长度用米尺测量，质量用天平测量，时间用秒表测量，故D选项正确．]
10、如图所示，木质半球体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面B上，斜面B是固定在地面上的，则关于半球体A的受力的个数，下列说法中正确的是(　　)
A．半球体A一定是受两个力作用
B．半球体A一定是受四个力作用
C．半球体A不是受两个力作用就是受四个力作用
D．半球体A可能受三个力作用
【答案】C　[半球体A静止在斜面上，当拉力F与重力平衡时，只受两个力：重力和拉力．当拉力F与重力不平衡时，半球体A受到重力、拉力、斜面的支持力和静摩擦力，共四个力作用，选项C正确．]
11、如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．其中正确的是(　　)
A　　　　　B　　　　　C　　　　　
D
【答案】C　[物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用，其摩擦力大小为Ff1＝μmgcos
θ，物体做初速度为零的匀加速直线运动，其v?t图象为过原点的倾斜直线，a?t图象为水平直线，故A、B错；物体的x?t图象应为两段曲线，D错；物体到达水平面后，所受摩擦力Ff2＝μmg>Ff1，做匀减速直线运动，所以正确选项为C.]
12、(双选)如图所示，小球A放在真空容器B内，小球的直径恰好等于正方体B的边长，将它们以初速度v0竖直上抛，A、B一起上升的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．若不计空气阻力，A、B间一定没有弹力
B．若不计空气阻力，A、B间一定有弹力
C．若考虑空气阻力，A对B的上板一定有压力
D．若考虑空气阻力，A对B的下板一定有压力
【答案】AC　[若不计空气阻力，整体做竖直上抛运动，处于完全失重状态，则A对B没有压力，B对A也没有支持力，故A正确，B错误；若考虑空气阻力，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：上升过程加速度大于g，再以球A为研究对象，根据牛顿第二定律分析：A受到的合力大于重力，A除受到重力外，还应受到向下的压力．因此B对A的压力向下，即A对B的上板一定有压力，C正确，D错误．]
13、一个质量为20
kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)．
(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度；
(2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．
[解析]　(1)沿斜面下滑时，物体受力如图所示．
由牛顿第二定律得：
mgsin
37°－Ff＝ma1
①
FN＝mgcos
37°
②
又Ff＝μFN
③
所以a1＝gsin
37°－μgcos
37°＝4.4
m/s2，方向沿斜面向下．
(2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下
由牛顿第二定律得：
mgsin
37°＋Ff＝ma2
④
联立②③④得
a2＝gsin
37°＋μgcos
37°＝7.6
m/s2，方向沿斜面向下．
[答案]　(1)4.4
m/s2，沿斜面向下
(2)7.6
m/s2，沿斜面向下
14、某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系．如图甲所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个实心铁球，弹簧测力计的示数为F1，在圆盘测力计的托盘上放有盛水的烧杯，圆盘测力计的示数为F2；再把铁球浸没在水中(水未溢出)，如图乙所示，弹簧测力计的示数为F3，圆盘测力计的示数为F4.
甲　　　　　　　　　乙
(1)请你分析弹簧测力计示数的变化，即有F3________(选填“>”“＝”或“<”)F1.
(2)铁球对水的作用力大小为________，水对铁球的作用力大小为________，若两者相等，就说明了作用力与反作用力大小相等．
[解析]　(1)图乙中铁球受到浮力的作用，浮力向上，则弹力减小，故F3(2)对烧杯中的水分析可知，由于烧杯中的水受到铁球的反作用力，则示数增加，由弹簧测力计的示数变化可知，铁球对水的作用力大小为F1－F3；
对铁球分析可知，铁球受到的浮力为F1－F3；
水对铁球的作用力大小为F4－F2，若F1－F3＝F4－F2，则可以证明作用力与反作用力大小相等．
[答案]　(1)<　(2)F1－F3　F4－F2
15、竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一只弹簧测力计，如图所示．弹簧测力计的钩上悬挂一个质量m＝4
kg的物体，试分析下列各种情况下电梯具体的运动(g取10
m/s2)：
(1)当弹簧测力计的示数T1＝40
N，且保持不变；
(2)当弹簧测力计的示数T2＝32
N，且保持不变；
(3)当弹簧测力计的示数T3＝44
N，且保持不变．(弹簧均处于伸长状态)
[解析]　(1)当T1＝40
N时，根据牛顿第二定律T1－mg＝ma1，解得这时电梯的加速度a1＝＝
m/s2＝0
m/s2，由此可见电梯处于静止或匀速直线运动状态．
(2)当T2＝32
N时，根据牛顿第二定律T2－mg＝ma2，这时电梯的加速度a2＝＝
m/s2＝－2
m/s2，即电梯的加速度方向竖直向下，电梯加速下降或减速上升．
(3)当T3＝44
N时，根据牛顿第二定律T3－mg＝ma3，这时电梯的加速度
a3＝＝
m/s2＝1
m/s2
即电梯的加速度方向竖直向上，电梯加速上升或减速下降．
[答案]　(1)静止或匀速直线运动状态
(2)加速下降或减速上升
(3)加速上升或减速下降