2020-2021学年高一人教版必修一物理单元测试卷 第四章牛顿运动定律A卷

2020-2021学年高一人教版必修一物理单元测试卷
第四章牛顿运动定律A卷
1.如图所示,质量都为的两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于的恒力向上拉,运动距离时,与分离,下列说法正确的是(
)
A.和刚分离时,弹簧为原长
B.和刚分离时,它们的加速度为
C.弹簧的劲度系数等于
D.在和分离前,它们做匀加速运动
2.如图所示，水平传送带两端相距，物体与传送带间的动摩擦因数，物体滑上传送带端的瞬时速度，到达端的瞬时速度设为。下列说法中错误的是(
)
A．若传送带不动，
B．若传送带逆时针匀速转动，一定等于
C．若传送带顺时针匀速转动，一定等于
D．若传送带顺时针匀速转动，有可能等于
3.如图所示,一长木板放在斜面上,材料相同的两个小滑块放置在长木板上,且滑块的质量大于滑块的质量,长木板在外力作用下向上运动,滑块和长木板相对静止。现使长木板突然停下来并保持不动,滑块始终在长木板上,则滑块之间的距离将(
)
A.保持不变
B.一直增大
C.一直减小
D.条件不足,无法判断
4.有一堆砂子在水平面上堆成圆锥形，稳定时底角为，如图所示。如果视每粒砂子完全相同，砂子与砂子之间，砂子与地面之间的动摩擦因数均为，砂子之间的最大静摩擦力可近似认为与滑动摩擦力相等，以下说法正确的是(
)
A.砂堆稳定时，砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零
B.砂堆稳定时，只有形成严格规则的圆锥，底面受到地面的摩擦力才为零
C.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足
D.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足
5.如图为三个完全相同的物体,当水平力作用于上，三物体可一起匀速运动，撤去力后，三物体仍可一起向前运动,设此时间摩擦力为,间摩擦力为,则和的大小为(
)
A.
B.
C.
D.
6.如图所示,倾角为的斜面体置于水平地面上,小物块置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体相连接,连接物体的一段细绳与斜面平行,已知都处于静止状态。则(
)
A.物体受到斜面体的摩擦力一定不为零
B.斜面体受到水平面的摩擦力一定为零
C.斜面体有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力
D.将细绳剪断,若物体依然静止在斜面上,此时水平面对斜面体的摩擦力一定不为零
7.通过理想斜面实验
得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是(??
)
A.亚里士多德?
B.伽利略
C.笛卡儿?
D.牛顿
8.如图所示，有材料相同的两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳的拉力（
）
A.与斜面倾角θ有关
B.与动摩擦因数有关
C.与系统运动状态有关
D.仅与两物块质量有关
9.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的的形变量比电梯静止时的形变量大，这一现象表明此过程中(
)
A.电梯一定是在下降
B.电梯一定是在上升
C.乘客一定处在超重状态
D.乘客一定处在失重状态
10.如图所示,用弹簧测力计悬挂一个重的金属块,使金属块部分浸在台秤上的烧杯中(烧杯中的水不会溢出),若弹簧测力计的示数变为,则台秤的示数(
)
A.保持不变
B.增加10
N
C.增加6
N
D.增加4
N
11.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是,现用平行于斜面的拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块沿斜面以同一加速度向下运动,则拉力F的最大值是(
)
A.
B.
C.
D.
12.以初速度做竖直上抛运动的物体,其落回抛出点时的速度大小为,若物体在运动过程中所受的阻力大小始终不变,则该物体所受的重力与阻力大小之比为(??
)
A.3:4????????B.4:3????????C.5:3????????D.7:6
13.质量为0.8kg的球固定在支杆AB的上端,支杆AB的下端固定在升降机上,现用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,如图所示,已知绳的拉力为6N,g取10m/s2,则以下说法正确的是(?
?)
A.若升降机是静止状态,则AB杆对球的作用力大小为6N
B.若升降机是静止状态,则AB杆对球的作用力大小为8N
C.若升降机是加速上升状态,加速度大小5m/s2,则AB杆对球的作用力大小为
D.若升降机是减速上升状态,加速度大小5m/s2,则AB杆对球的作用力大小为
14.如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内).与稳定在竖直位置时相比,小球的高度(???)
A.—定升高
B.—定降低
C.保持不变
D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
15.甲、乙两球质量分别为，从同一地点（足够高）同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小仅与球的速率成正比，与球的质量无关，即（为正的常量）。两球的图象如图所示。落地前，经时间两球的速度都已达到各自的稳定值。则下列判断正确的是(
)
A.释放瞬间甲球加速度较大
B.
C.甲球质量大于乙球质量
D.时间内两球下落的高度相等
16.16世纪末,伽利略推翻了已在欧洲流行近两千年的亚里士多德关于力和运动的观点,开启了物理学发展的新纪元.以下说法中正确的是(
)
A.两物体从同一髙度自由下落,较轻的物体下落慢
B.用力推车车前进,撤去推力车就停下来,说明运动需要力来维持
C.石头和羽毛在真空环境中下落快慢是一样的
D.—个物体维持匀速直线运动,不需要力
17.如图,一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g,则(???
)
A.人受到的摩擦力方向向右
B.地面对木板的摩擦力方向向左
C.木板对地面的压力大小为3mg
D.若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg
18.某物理学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，带有定滑轮的长木板上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光片，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。
（1）为了使力传感器的示数等于小车（包括挡光片、传感器）所受合外力，需要做的操作是________。
（2）实验获得以下测量数据：力传感器示数，小车（包括挡光片、传感器）质量为，挡光片的宽度，光电门1和光电门2的挡光时间分别为（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），两光电门之间的距离，则该实验需要验证的关系式是________（用题中提供的物理量和符号）。
（3）以下操作能提高实验经度的是_________。
A.让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量
B.采用宽度较小的挡光片进行实验
C.改变小车的质量后重新平衡摩擦力
D.小车的初位置尽可能靠近光电门1
19.某探究学习小组的同学欲以如图2装置中的滑块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和砝码盘（含砝码）等组成。光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间，游标卡尺测出遮光条的宽度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块（含遮光条）、砝码盘（含砝码）的质量分别为和。不计滑轮的质量和摩擦。
(1)测量时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为)的示数如图1所示。其读数为_______。
(2)实验操作中，下列说法不正确的是_________。
A.该装置需要将气垫导轨调节水平
B.为减小误差，实验中一定要保证质量远小于质量
C.在同一条件下多次重复实验，取遮光条通过两光电门时间的平均值减小偶然误差
D.如果气垫导轨水平，轻推滑块让其匀速运动，则遮光条通过两个光电门的时间和几乎相等
(3)该装置中弹簧测力计的读数，需要验证的表达式为_______。
(4)对质量保持不变的过程，根据实验数据绘出滑块的加速度与弹簧测力计示数的关系图象，下列图象中最符合本实验实际情况的是_________。
20.某实验小组用如图甲所示的实验装置测定小木块与长月木板光电门光电门木板间的动摩擦因数，主要实验操作如下:
①先将右端有固定挡板的长木板水平放置在实验桌面上，再将安装有遮光条的小木块用跨过长木板左端定滑轮的细绳与口钩码钩码相连接，保持桌面上细绳与长木板平行；
②光电门固定在离挡板较远的位置，光电门移到光电门与挡板之间的某一位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放
③用跟两光电门相连接的数字计时器记录遮光条通过光电门的时间，遮光条通过光电门的时间以及小木块从光电门运动到光电门的时间；
④改变光电门的位置，重复以上操作，记录多组和值请回答以下几个问题：
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，则____________
.
（2）实验测得遮光条经过光电门2的时间保持不变，利用图象处理实验数据，得到如图丙所示的图象，其中图象纵轴截距为，横轴截距为.实验测得钩码和木块的质量分别为和，已知当地重力加速度为，则动摩擦因数____________.
21.如图，一个质量为的小物块静置于足够长的斜面底端。现对其施加一个沿斜面向上、大小为的恒力，后将撤去，此时物块速度达到。设物块运动过程中所受摩擦力的大小不变，取。求：
（1）物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离；
（2）物块在斜面上运动的总时间。（结果可用根号表示）
22.如图所示,水平传送带以速度v1=2m/s匀速逆时针转动,小物体P、Q由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,mP=2kg、mQ=1kg,小物体P与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1.某时刻P在传送带右端具有向左的速度v2=4m/s,P与定滑轮间的绳水平.不计定滑轮质量和摩擦,小物体P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,传送带、轻绳足够长,g取10m/s2.求:
（1）.从地面上看,P向左运动的最大距离.
（2）.P离开传送带时的速度大小.(结果可用根号表示)
参考答案
1.答案：C
解析：解答本题的关鍵在于A、B间的弹力为零时，两物体开始分离。开始时，A和B一起向上做加速运,对A和B组成的整体有,因，遂渐减小，故加速度a变小，即在B和A分离前，它们做加速度减小的变加速运动，选项D错误。当A和B间的作用力为零时，B和A将要分离，此时B和A的加速度相等，对物体B有，得:,故,对物体A有,故；开始时弹力，B和A刚分离时弹簧弹力,故弹簧的劲度系数,选项AB错误,C正确。
2.答案：C
解析：A.若传送带不动,物体在传送带上做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得：匀减速直线运动的加速度大小,根据,解得。故A正确。
B.若传送带逆时针转动,物块滑上传送带后受力情况与传送带不动时相同,运动情况也相同,所以一定等于。故B正确。
CD、若传送带顺时针匀速运动,若传送带的速度小于,物体在传送带上做匀减速直线运动,则到达点的速度等于。若传送带的速度大于,物体在传送带上开始阶段做匀加速直线运动,一定大于,所以一定不小于。故C错误D正确。
本题选说法中错误的
故选：C。
3.答案：A
解析：根据牛顿第二定律可知，长木板停止运动后，滑块的加速度大小均为，又两滑块的初速度相同，则在相同的时间内两滑块运动的位移相同，则滑块之间的距离将保持不变，选项A正确。
4.答案：A
解析：AB、把所有沙子看成一个整体，对整体受力分析，由水平方向合力为零可得，砂子稳定时，砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零，与形状无关，故A正确，B错误；
CD、取斜面上的一粒质量为m的沙子,若倾角最大为时沙子恰好平衡,对沙子受力分析,根据平衡条件得：
解得：，故CD错误。
故选：A。
5.答案：C
解析：开始三个物体在拉力F的作用下一起做匀速直线运动，知，
撤去F后，三个物体一起做匀减速直线运动，整体的加速度为：
隔离对A分析，A在水平方向上的合力等于B对A的摩擦力，有：
隔离对AB分析，AB整体所受的合力等于C对它们的摩擦力，有：，故C正确，ABD错误。
故选C。
6.答案：C
解析：当物块满足时,物体受到斜面体的摩擦力为零,选项A错误;对的整体而言,受到斜向右上方的绳子的拉力,故斜面体有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力,选项B错误,C正确;将细绳剪断,若物体依然静止在斜面上,此时对的整体水平方向合力为零,即水平面对斜面体的摩擦力为零,选项D错误;故选C.
7.答案：B
解析：伽利略通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”，打破了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，故B正确,
8.答案：D
解析：设的质量分别为。Q受到绳的拉力大小为，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律，对整体分析，有；对Q分析：有，解得，可见Q受到绳的拉力与斜面倾角θ、动摩擦因数μ和系统运动状态均无关，仅与两物块质量有关，选项D正确。
9.答案：C
解析：电梯静止不动时，小球受力平衡，有：
弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，说明弹力变大了，根据牛顿第二定律，有：
故加速度向上，电梯减速下降或者加速上升运动，电梯以及电梯中的人处于超重状态；
故ABD错误，C正确；
故选：C。
10.答案：D
解析：金属块部分浸入水中后,水对金属块产生浮力F。由弹簧测力计的示数知,浮力的大小为。根据牛顿第三定律知,金属块对水施加的反作用力,所以,台秤的示数增加4
N。
11.答案：C
解析：当下面质量为2m的木块所受摩擦力达到最大值时，拉力F达到最大值,将四个木块看成整体，由牛顿第二定律有，将两个质量为m的木块及斜面上靠上的质量为2m的木块看成整体，由牛顿第二定律有，解得,故选C.
12.答案：C
解析：设物体的质量为m,阻力大小为f,上升的最大高度为h、
则上升时的加速度大小为,
下降时的加速度大小为,
由运动学公式得:
可得解得
13.答案：C
解析：若升降机是静止的，则球静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，杆的作用力大小,故A、B错误;若升降机加速上升，对球在竖直方向，由牛顿第二定律得Fy-mg=ma，解得Fy=12N,在水平方向，由平衡条件得Fx=F绳=6N，杆对球的作用力大小,故C正确;若升降机减速上升，对球在竖直方向，由牛顿第二定律得，解得,在水平方向，由平衡条件得,杆对球的作用力大小，故D错误.
14.答案：A
解析：设橡皮筋的原长为L，开始时系统处于平衡状态，小球受到的合力为0.橡皮筋处于竖直
方向，橡皮筋悬点O距小球的高度；当小车向左加速，稳定时，橡皮筋与竖直方向的夹角为θ,对小球进行受力分析，由图可知，橡皮筋上的弹力，橡皮筋悬点O距小球的高度，可见，选项A正确，B、C、D错误.
15.答案：C
解析：D.根据图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,由图可知,时间内甲球下落的高度比乙球的大；故A错误；
BC、两球先做加速度减小的加速运动,最后都做匀速运动,稳定时,因此最大速度与其质量成正比,故有,因为,所以.故C正确，B错误；
A.释放瞬间球的速度为0，则空气阻力为0，两球均只受重力，两球的加速度均为重力加速度g，故C错误；
故选：C。
16.答案：CD
解析：两物体从同一高度自由下落,两物体下落一样快,故A错误;力不是维持物体运动的原因,用力推车车前进,撤去推力车会停下,
是因为有摩擦力作用,故B错误;石头和羽毛在真空环境中下落得一样快,故C正确;伽利略用实验和推理,证明了力不是维持物体运动的原因,物体做匀速直线运动,不是因为受力,而是由于惯性,故D正确,
17.答案：AC
解析：人对箱子的推力F向右，则箱子对人的力大小为F,方向向左，人在水平方向上受箱子对人的力和木板对人的摩擦力，且这两力平衡,故木板对人的摩擦力大小为方向向右，故A正确；以整体为研究对象，整体竖直方向受总重力和地面对木板的支持力，水平方向不受力，故地面对木板无摩擦力，地面对木板的支持力大小为3mg,由牛顿第三定律可知，木板对地面的压力大小为3mg,故B错误,C正确;人用斜向下的力推箱子，此力属于内部作用力，整体竖直方向仍受总重力木板对地面的压力大小仍为3mg，故D错误.
18.答案：（1）调整长木板左端的高度，以平衡小车所受到的摩擦力
（2）
（3）B
19.答案：(1)1.130
(2)B
(3)
(4)A
解析：(1)游标卡尺的读数为主尺与游标尺的示数之和，所以。
(2)考察实验过程的操作细节问题：
气垫导轨由于阻力几乎为零，所以不必平衡阻力，故选项A正确；弹簧测力计与细绳串联的，所以拉力直接可以测量，不必满足砝码盘（含砝码）的质量远小于滑块的质量，故选项B错误；实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门的时间的平均值，减小偶然误差，此做法合理，所以选项C正确；如果气垫导轨水平，则轻推滑块匀速滑动时，通过两个光电门的时间和几乎相等，选项D正确。本问选择错误的，故填B
(3)对滑块根据牛顿第二定律和运动学公式有：滑块通过光电门的速度，又，从而求得加速度，对滑块有：，所以。
(4)对质量保持不变的过程，由牛顿第二定律，加速度应与作用力成正比，所以图象是一条过原点的直线，根据实验数据绘出滑块的加速度与弹簧测力计示数的关系图象是图A。
20.答案：(1)1.010；（2）
解析：（1）遮光条宽度.
（2）设小木块运动的加速度为，由题知:，解得：，结合图象可以得到：，解得;根据牛顿第二定律得:，结合
解得。
21.答案：（1）根据速度公式得
解得：；由牛顿第二定律
解得；
撤去拉力后物块继续上滑有
解得；则撤力前上滑距离
撤力后上滑距离
物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离
（2）撤力后物块上滑的时间
下滑过程有
解得：；由
解得
故斜面上运动的总时间为
22.答案：（1）.2.25m;（2）.
解析：（1）.P开始时向左做匀减速滑动,设加速度为a1,则对P受力分析,有T+μmPg=mPa1,对Q受力分析,有mQg-T=mQa1,解得a1=4m/s2,P与传送带共速后,由于μmPg（2）.P减速为零后,反向加速,由题意可知,,解得.