鲁科版（2019）高一物理必修第一册第5章《牛顿运动定律》测试卷

第5章《牛顿运动定律》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.下列交通提示语中，不是为了防止惯性带来危害的是(　)
A．
车辆起步，站稳扶好
B．
系安全带，平安出行
C．
珍爱生命，远离酒驾
D．
保持车距，安全驾驶
2.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如下图所示．已知人的质量为70
kg，吊板的质量为10
kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计．取重力加速度g＝10
m/s2.当人以440
N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为(　　)
A．a＝1.0
m/s2，F＝260
N
B．a＝1.0
m/s2，F＝330
N
C．a＝3.0
m/s2，F＝110
N
D．a＝3.0
m/s2，F＝50
N
3.下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是(　　)
A．
电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态
B．
列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态
C．
举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态
D．
在国际空间站内的宇航员处于失重状态
4.如图所示，理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想的理想实验中的几个主要步骤如下：
①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面
②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
③减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动
在上述的步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是(　　)
A．
①是事实，②③④是推论
B．
②是事实，①③④是推论
C．
③是事实，①②④是推论
D．
④是事实，①②③是推论
5.如图所示，物体A被平行于斜面的细线拴在斜面的上端，整个装置保持静止状态，斜面被固定在台秤上，物体与斜面间无摩擦，装置稳定后，当细线被烧断，物体下滑时与静止时比较，台秤的示数(　　)
A．
增加
B．
减小
C．
不变
D．
无法确定
6.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
7.如图所示，在与水平方向成θ角、大小为F的力作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁加速下滑，已知物块与墙壁的动摩擦因数为μ.则下滑过程中物块的加速度大小为(　　)
A．a＝g－μg
B．a＝g－
C．a＝g－
D．a＝g－
8.人跑步时(如图所示)，人和地球间的作用力和反作用力的对数有(　　)
A．
一对
B．
二对
C．
三对
D．
四对
9.用3
N的水平恒力，使水平面上一质量为2
kg的物体，从静止开始运动，在2
s内通过的位移是2
m，则物体的加速度大小和所受摩擦力的大小分别是(　　)
A．
0.5
m/s2　2
N
B．
1
m/s2　1
N
C．
2
m/s2　0.5
N
D．
1.5
m/s2　0
10.如图所示，一长木板在水平地面上运动，初速度为v0，在某时刻(t＝0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，己知物块与木板的质量相等，设物块与木板间及木板与地面间均有摩擦且摩擦因数为μ，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．在物块放到木板上之后，木板运动的速度－时间图象可能是选项中的(　　)
A．
B．
C．
D．
11.如图所示木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为(　　)
A．
加速下降
B．
加速上升
C．
减速上升
D．
匀速下降
12.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，则根据单位间的关系可以判断物理关系式是否可能正确．某组同学在探究“声速v与空气压强p和空气密度ρ的关系”时，推导出四个空气中声速的关系式，式中k为比例常数，无单位．则可能正确的关系式是(　　)
A．v声＝k
B．v声＝k
C．v声＝kp
D．v声＝kρ
13.如图所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力F拉A，使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧的长度为L1；若将A、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F拉A，使A、B一起做匀加速直线运动，此时弹簧的长度为L2.若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是(　　)
A．L2B．L2>L1
C．L2＝L1
D．
由于A、B的质量关系未知，故无法确定L1、L2的大小关系
14.(多选)某同学站在观光电梯底板上，用加速度传感器记录了电梯由静止开始运动的加速度随时间变化情况，如图所示，以竖直向上为正方向．根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是(　　)
A．
在5
s～15
s内，观光电梯在加速上升，该同学处于超重状态
B．
在15
s～25
s内，观光电梯停了下来，该同学处于平衡状态
C．
在25
s～35
s内，观光电梯在减速上升，该同学处于失重状态
D．
在t＝35
s时，电梯的速度为0
15.在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外，谷还有瘪粒，为了将它们分离，农民常用一种叫作“风谷”的农具分选，如图所示，它的分选原理是(　　)
A．
小石子质量大，飞得最近
B．
草屑和瘪粒质量小，飞得最远
C．
草屑和瘪粒的惯性最大，飞得最近
D．
空气阻力作用使它们速度变化快慢不同
二、填空题(共3小题)
16.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________．
17.如图所示，甲、乙两物体的质量均为m，弹簧和悬线的质量不计，当把甲、乙两物体间的连线烧断的瞬间，甲物体的加速度大小为________；乙物体的加速度大小为________．(重力加速度为g)
18.如图所示，用DIS研究两物体m1和m2间的相互作用力，m1和m2由同种材料构成．两物体置于光滑的水平地面上，若施加在m1上的外力随时间变化规律为：F1＝kt＋2，施加在m2上的恒力大小为：F2＝2
N．由计算机画出m1和m2间的相互作用力F与时间t的关系图．
则F－t图象中直线的斜率为________(用m1、m2、k表示)，纵轴截距为________
N.
三、实验题(共3小题)
19.某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系．用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计时器，将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两小车相连．两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起．将两个打点计时器接在同一个电源上，确保可将它们同时打开或关闭．实验时，甲同学将两小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开始工作．打点稳定后，甲将两辆小车同时释放．在小车撞到定滑轮前，乙断开电源，两打点计时器同时停止工作．取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验．
请回答以下问题：
(1)下图为小车A后面的纸带，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个打印点选取的计数点，相邻两计数点间的距离如图中标注，单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50
Hz，则小车A的加速度a1＝____m/s2(结果保留两位有效数字)．同样测出车B的加速度a2，若a1∶a2近似等于____，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其受到的合外力成正比．
(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2，也能完成实验探究．他的验证方法是________，理由是________．
(3)(多选)下列操作中，对减少实验误差有益的是(　　)
A．换用质量大一些的钩码
B．换用质量大一些的小车
C．调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行
D．平衡小车运动时受到的摩擦力时，将细线与小车连接起来
20.用图甲所示的装置探究加速度与力、质量之间的关系，图乙是其俯视图．两个相同的小车放在光滑水平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，盘中可放砝码．两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹子，两小车同时停止．实验中可以通过在车中放砝码改变小车的质量．
(1)探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量________(选填“相同”或“不相同”)的砝码；
(2)为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，应使小盘和砝码的总质量_________(选填“远大于”或“远小于”)小车的质量；
(3)实验中，两小车的加速度之比_________(选填“大于”“等于”或“小于”)小车通过的位移之比．
21.在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和F关系的有关资料记录在表一中，将测得的反映加速度a和质量M关系的有关资料记录在表二中．
表一
表二
(1)根据表中所列数据，分别画出a－F图象和a－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________．
四、计算题(共3小题)
22.某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图甲所示．将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止．使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下．已知电动扶梯与水平方向夹角为37°.重力加速度g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8.某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图乙所示．
(1)画出加速过程中实验员的受力示意图；
(2)求该次测量中实验员的质量m；
(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2.
23.质量m＝20
kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的滑动摩擦力为40
N．现对物体施加一水平推力，使物体做匀加速运动，测出物体在运动后10
s末的速度为8
m/s，求水平推力的大小．
24.如图所示，一个质量为m＝2
kg的均匀小球，放在倾角θ＝37°的光滑斜面上．若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住，处于平衡状态．求小球对挡板和斜面的压力．(g＝10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)
答案解析
1.【答案】C
【解析】公交车启动时，人由于惯性会向后倾倒，所以提醒乘客“站稳扶好”，防止惯性带来危害；如果刹车时，人具有惯性，会保持原来的速度向车窗冲去，故为了防止这种现象，人要系安全带，防止惯性带来危害；人喝酒后反应就会迟钝，驾车时容易造成事故，与惯性无关；汽车行驶过程如果紧急刹车，汽车由于惯性会继续运动，所以要保持一定车距，防止惯性带来危害；故C正确．
2.【答案】B
【解析】将人与吊板整体考虑，据牛顿第二定律：2FT－(m人＋m板)g＝(m人＋m板)a，代入数据，得a＝1.0
m/s2，选项C、D被排除．用隔离法研究人向上运动，设吊板对人的支持力为F′，则FT＋F′－m人g＝m人a，得F′＝330
N．根据牛顿第三定律，人对吊板的压力大小F＝F′＝330
N，选项B正确．
3.【答案】D
【解析】电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故A错误；列车在水平轨道上加速行驶，车上的人受到的支持力与重力大小相等，人处于非超重和非失重状态，B错误；举重运动员举起杠铃保持静止，运动员处于平衡态，不是超重状态，故C错误；在国际空间站内的宇航员，其加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，故D正确．
4.【答案】A
【解析】
5.【答案】B
【解析】当装置静止时，台秤的示数等于装置所受的重力；当细线被烧断物体下滑时，物体有向下的加速度，装置处于失重状态，台秤的示数小于装置所受的重力，B正确．
6.【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．
7.【答案】D
【解析】将F分解可得，物块在垂直于墙壁方向上受到的压力为FN＝Fcosθ，则物体对墙壁的压力为FN′＝FN＝Fcosθ；物块受到的滑动摩擦力为Ff＝μFN′＝μFcosθ；由牛顿第二运动定律，得mg－Fsinθ－Ff＝ma，得a＝g－.
8.【答案】C
【解析】物体间的作用力和反作用力是相互的，总是成对出现的．人跑步时受到三个力的作用，即重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力，力的作用总是相互的，这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引力，人对地面的压力和人对地面的摩擦力，所以人走路时与地球间有三对作用力和反作用力．
9.【答案】B
【解析】在水平恒力的作用下，物体做匀加速直线运动，由位移—时间公式x＝at2，解得物体的加速度a＝1
m/s2；由牛顿第二定律F－Ff＝ma，解得Ff＝1
N，B正确．
10.【答案】A
【解析】在未达到相同速度之前，木板的加速度为－μmg－μ×2mg＝ma1，得a1＝－3μg
达到相同速度之后，木板的加速度为－μ×2mg＝ma2，得a2＝－2μg
由加速度可知，图象A正确．
11.【答案】B
【解析】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，物块受到的合力向上，所以系统应该有向上的加速度，超重，物块可能是向上加速，也可能是向下减速，所以B正确．
12.【答案】A
【解析】密度的单位为kg/m3，压强的单位为N/m2，又1
N＝1
kg·m/s2，则的单位为＝＝m/s，等于速度的单位，故A正确，B、C、D错误．
13.【答案】C
【解析】A、B在粗糙水平面上运动时，对A、B整体，根据牛顿第二定律有：a＝－μg；对物体B，根据牛顿第二定律得：kx－μmBg＝mBa，解得：x＝，即弹簧的伸长量与动摩擦因数无关，所以L2＝L1，即选项C正确．
14.【答案】ACD
【解析】在5
s～15
s内，从加速度－时间图象可知，此时的加速度为正，电梯的加速度向上，该同学处于超重状态，所以A正确；在15
s～25
s内，加速度为零，此时电梯在匀速运动，处于受力平衡状态，所以该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，所以B错误；在25
s～35
s内，从加速度－时间图象可知，此时的加速度为负，电梯的加速度向下，此时人处于失重状态，所以C正确．加速度－时间图象与坐标轴围成的面积表示速度，在前35
s内，速度改变量为零，所以在t＝35
s时，电梯的速度为0，D正确．
15.【答案】D
【解析】石子、实谷粒、草屑和瘪粒飞出时初速度基本相同，但由于质量不同，它们受到相同阻力时速度变化快慢不同，质量大的速度变化慢，质量小的速度变化快，草屑和瘪粒惯性小，速度变化得快，故落点近；小石子惯性大，速度变化得最慢，故落点最远．
16.【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
17.【答案】g　g
【解析】当把悬线烧断的瞬间，乙受到悬线的拉力瞬间消失，乙只受重力，由牛顿第二定律可知，乙的加速度为g；在烧断悬线之前，由二力平衡可知，弹簧的弹力等于甲、乙两物体的重力之和；烧断悬线的瞬间，弹力不变；则甲受到的合力F＝2mg－mg＝mg;故加速度也为g，方向竖直向上．
18.【答案】　2
【解析】以两物体组成的系统为研究对象，以向右为正方向，由牛顿第二定律得：
F1－F2＝(m1＋m2)a，
即：kt＋2－2＝(m1＋m2)a，
加速度为：a＝，
以m2为研究对象，由牛顿第二定律得：
F－F2＝m2a，
则：F＝F2＋m2a＝2＋t，
由F－t图象可知，图象的斜率为，
图象纵轴截距为：b＝2
N.
19.【答案】(1)0.48　1∶2　
(2)比较x1∶x2是否近似等于1∶2　小车从静止开始运动，纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等，由x＝at2可知，x与a成正比，即距离之比等于加速度之比．(3)AC
【解析】(1)由纸带可知，小车A的加速度a1＝，式中T＝0.1
s，代入数据可知，a1＝0.48
m/s2；由装置可知，B车受的拉力FTB等于A车所受拉力FTA的2倍，若a1∶a2＝FTA∶FTB＝1∶2，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其受到的合外力成正比．
(2)丙同学的验证方法是：比较x1∶x2是否近似等于1∶2；小车从静止开始运动，纸带上最初和最末两个打印点对应小车的运动时间相等，由x＝at2可知，x与a成正比，即距离之比等于加速度之比．
(3)换用质量大一些的钩码，可减小实验的相对阻力，使得测量更准确，选项A正确；换用质量大一些的小车，会增大阻力，加大误差，选项B错误；调整定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行，可减小实验的误差，选项C正确；平衡小车运动时受到的摩擦力时，只让小车拖着纸带运动，而不应该连接细线，选项D错误．
20.【答案】(1)相同　(2)远小于　(3)等于
【解析】(1)本实验是控制变量法，探究“加速度与质量之间的关系”时，要保证拉力不变，则应在小盘中放质量相同的砝码．
(2)实验中应满足小盘和砝码的总质量远小于小车的质量．
(3)根据初速度为零的匀变速直线运动公式x＝at2，用刻度尺测量两小车通过的位移，两车的位移之比等于加速度之比．
21.【答案】(1)a－F图象和a－图象分别如图甲、乙所示．
(2)正比关系　反比关系
【解析】
22.【答案】(1)
(2)60
kg　(3)0.56
m/s2　0.42
m/s2
【解析】(1)加速过程，加速度斜向右上方，分解后，既有水平向右的加速度，所以水平方向要有水平向右的摩擦力，又有竖直向上的加速度，所以支持力大于重力，受力示意图如图所示．
(2)3－6
s电梯匀速运动，实验员受力平衡
F＝mg＝600
N　m＝60
kg
(3)加速阶段，对加速度分解如图所示
对竖直方向，根据牛顿第二定律
F－mg＝ma1sin
37°
a1＝m/s2≈0.56
m/s2
同理减速时，根据牛顿第二定律
mg－F′＝ma2sin
37°
a′＝m/s2≈0.42
m/s2
23.【答案】56
N
【解析】由牛顿第二定律，得F－Ff＝ma，则加速度a＝
有F合＝ma＝16
N，合外力等于拉力减去摩擦力，所以拉力等于合外力加摩擦力，F＝16＋40
N＝56
N
24.【答案】12
N，垂直于挡板向下　16
N，垂直于斜面向下
【解析】对小球进行受力分析，设挡板和斜面对小球的支持力分别为FN1、FN2，则FN1＝mgsinθ＝12
NFN2＝mgcosθ＝16
N根据牛顿第三定律可知挡板和斜面对小球的支持力与小球对挡板和斜面的压力大小相等、方向相反，则FN1′＝FN1＝12
N，方向垂直于挡板向下，FN2′＝FN2＝16
N，方向垂直于斜面向下．