2020-2021学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册第五章《牛顿运动定律》单元测试卷word版含答案

第5章《牛顿运动定律》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.某同学为了研究超重和失重现象，将重为50
N的物体带到电梯中，并将它放在传感器上，电梯由启动到停止的过程中，测得重物的压力一时间变化的图象如图所示．设在t1＝2
s和t2＝8
s时电梯的速度分别为v1和v2.由此他作出判断(　　)
A．
电梯上升了，v1＞v2
B．
电梯上升了，v2＞v1
C．
电梯下降了，v1＞v2
D．
电梯下降了，v2＞v1
2.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
3.A、B两物体以相同的初速度在一水平面上滑行，两个物体与水平面间的动摩擦因数相同，且mA＝3mB，则它们能滑行的最大距离xA和xB的关系为(　　)
A．xA＝xB
B．xA＝3xB
C．xA＝xB
D．xA＝9xB
4.在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则相对于地面来说，下列说法正确的是(　　)
A．
向北跳最远
B．
向南跳最远
C．
向东向西跳一样远，但没有向南跳远
D．
无论向哪个方向跳都一样远
5.在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中，克罗地亚选手弗拉希奇以2.04
m的成绩获得冠军．弗拉希奇的身高约为1.93
m，忽略空气阻力，g取10
m/s2，则下列说法正确的是(　　)
A．
弗拉希奇在下降过程中处于失重状态
B．
弗拉希奇起跳以后在上升的过程中处于超重状态
C．
弗拉希奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力
D．
弗拉希奇起跳时的初速度大约为3
m/s
6.如图所示，在光滑的水平面上质量分别为m1＝2
kg、m2＝1
kg的物体并排放在一起，现以水平力F1＝14
N，F2＝2
N分别作用于m1和m2上，则物体间的相互作用力应为(　　)
A．
16
N
B．
12
N
C．
6
N
D．
24
N
7.如图所示，在水平地面上静止放置两质量相等的空车厢，现有一个人在其中一个车厢内拉动绳子使两车厢相互靠近。若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦，以下对于哪个车厢里有人的判断中正确的是(　　)
A．
先开始运动的车厢里有人
B．
速度较小的车厢里有人
C．
加速度较大的车厢里有人
D．
不去称量质量无法确定哪个车厢里有人
8.图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的·表示人的重心．图乙是根据传感器采集到的数据画出的力－时间图线．两图中a～g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出．取重力加速度g＝10
m/s2.根据图象分析可知(　　)
A．
人的重力为1
500
N
B．c点位置人处于超重状态
C．e点位置人处于失重状态
D．d点的加速度小于f点的加速度
9.实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是(　　)
A．F、M和a三个物理量都有直接测量的工具
B．
实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来
C．
实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小
D．
根据实验数据，得到的F不变时的a－M图象是过原点的倾斜直线
10.某运动员(可看作质点)参加跳台跳水比赛，t＝0是其向上起跳离开跳台瞬间，其速度与时间关系图象如图所示，不计空气阻力，则下列说法错误的是(　　)
A．
可以求出水池的深度
B．
可以求出平台距离水面的高度
C．
0～t2时间内，运动员处于失重状态
D．t2～t3时间内，运动员处于超重状态
11.光滑水平面上静止一个物体，现有水平恒力F作用在物体上，使物体的位移为x0时，立刻换成－4F的力，作用相同时间，物体的总位移为(　　)
A．
－x0
B．x0
C．
0
D．
－2x0
12.如图所示，物体A放在斜面上，与斜面一起向右做匀加速运动，物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是(　　)
A．
向右斜上方
B．
竖直向上
C．
向右斜下方
D．
上述三种方向均不可能
13.用一根细绳将一重物吊在电梯内的天花板上，在下列四种情况中，绳的拉力最大的是(　　)
A．
电梯匀速上升
B．
电梯匀速下降
C．
电梯加速上升
D．
电梯加速下降
14.下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车运动情况作出的判断．其中正确的是(　　)
A．
汽车一定做匀加速直线运动
B．
汽车一定做匀速直线运动
C．
汽车可能是突然减速
D．
汽车可能是突然加速
15.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量m＝15
kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m1＝10
kg的猴子，从绳子另一端沿绳向上爬，如图所示．不计滑轮摩擦，在重物不离开地面条件下，猴子向上爬的最大加速度为(g＝10
m/s2)(　　)
A．
25
m/s2
B．
5
m/s2
C．
10
m/s2
D．
15
m/s2
二、填空题(共3小题)
16.如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30
kg，人的质量M＝50
kg，g取10
m/s2，此时人对地面的压力大小为________N.
17.如图所示，质量相同的A，B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动．两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间A球加速度为________；B球加速度为________．
18.完成下列单位的换算：
3
t＝________kg；72
km/h＝________m/s；40
cm/s2＝________m/s2；2
N/g＝________m/s2.
三、实验题(共3小题)
19.学习了传感器之后，在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验时，甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”，分别用如图a、b所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量的小车，位移传感器B随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器A固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a－F图象．
(1)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件：________.(重物质量为M，小车与传感器质量为m)
(2)图c中符合甲组同学作出的实验图象是____；符合乙组同学作出的实验图象是________．(选填
①、②、③)
20.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系。实验装置如图所示。将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制(未画出刹车系统)。通过改变砝码盘中砝码的质量来改变拉力大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，是因为位移与加速度的关系式为______________。已知两车质量均为200
g，实验数据如表所示：
分析表中数据可得到结论：_____________________________________________。
该装置中刹车系统的作用是____________________________________________。
21.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系的实验，如图所示，图甲为实验装置简图(交流电的频率为50
Hz)。
(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(保留2位有效数字)。
(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：
请画出a－图线，并依据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是____________。
(3)保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图所示。该图线不通过原点，请你分析其主要原因是_____________________________________________________________。
四、计算题(共3小题)
22.一小球竖直向上抛出，先后经过抛出点的上方h＝5
m处的时间间隔Δt＝2
s，则小球的初速度v0为多少？小球从抛出到返回原处所经历的时间是多少？
23.质量为3
kg的物体，静止于水平地面上，在10
N的水平拉力作用下，开始沿水平地面做匀加速直线运动，物体与地面间的摩擦力是4
N．求：
(1)物体在3
s末的速度大小．
(2)物体在3
s内发生的位移大小．
24.一平直的传送带以速率v＝2
m/s匀速运行，在A处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间t＝6
s，物体到达B处，AB相距L＝10
m．则：
(1)物体在传送带上匀加速运动的时间是多少？
(2)物体与传送带之间的动摩擦因数为多少？
(3)若物体是煤块，求物体在传送带上的划痕．
答案解析
1.【答案】B
【解析】电梯原来处于静止状态，根据F－t图象分析重物的重力G＝50
N，在0－4
s内，F＞G，物体匀加速上升，4－14
s，F＝G，物体匀速上升，所以t1＝2
s和t2＝8
s时的速度关系为：v1＜v2，而且电梯上升了．故B正确，A、C、D错误．
2.【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．
3.【答案】A
【解析】通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道，物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg为合外力，由牛顿第二定律知：μmg＝ma得：a＝μg，可见：aA＝aB.物体减速到零时滑行的距离最大，由运动学公式可得：v＝2aAxA，v＝2aBxB，又因为vA＝vB，aA＝aB.所以xA＝xB.A正确．
4.【答案】D
【解析】船和人一起做匀速直线运动，人竖直跳起时由于惯性，人在空中还要在水平方向上和船以同样的速度匀速运动，所以人会落回原来的位置，这和人站在静止的船上是一样的，所以我们可以把这个题当成站在静止的船上跳，所以朝各个方向跳都一样远，D正确．
5.【答案】A
【解析】在跳高过程中，弗拉希奇的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，选项A正确，B错误；弗拉希奇起跳时地面对她的支持力大于她所受的重力，选项C错误；弗拉希奇在上升的过程中做竖直上抛运动，由运动学公式v＝2gh可得初速度
v0＝＝m/s≈4.6
m/s，选项D错误．
6.【答案】C
【解析】以两物体组成的系统为研究对象，
由牛顿第二定律得：F1－F2＝(m1＋m2)a，
解得：a＝＝4
m/s2，
以m2为研究对象，由牛顿第二定律得：
F－F2＝m2a，解得：F＝F2＋m2a＝(2＋1×4)
N＝6
N.
7.【答案】B
【解析】由题意可知，两个车厢受到的拉力大小相等，由牛顿第二运动定律知a＝，故加速度较小的车厢的质量较大，里面有人，而两车厢同时受力，同时开始运动，无先后之分；由运动学公式v＝at可知，加速度较小的车厢速度也较小。综上所述，有人的车厢质量较大，加速度较小，速度较小，故选项B正确。
8.【答案】B
【解析】开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力是500
N，根据牛顿第三定律和力的平衡可知，人的重力也是500
N．故A错误；c点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态．故B正确；e点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态．故C错误；
人在d点：
a1＝＝＝20
m/s2，
人在f点：a2＝＝＝10
m/s2，可知d点的加速度大于f点的加速度．故D错误．
9.【答案】C
【解析】力F和质量M可直接用测力计和天平测量，但a不能直接测量，故选项A错误；若将小车一端垫高到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来，说明已平衡摩擦力过度了，故选项B错误；F不变时，a与M成反比，故其图象不是直线，a－图象是直线，故选项D错误；若重物对小车的拉力等于重物的重力，则重物所受合力为零，它就不会拉着小车加速运动了，故选项C正确．
10.【答案】A
【解析】跳水运动员在跳水过程中的v－t图象不能反映运动员是否到达水底，所以不能求出水的深度，故A错误；应用v－t图象中，图线与横坐标围成的面积表示位移，所以由该v－t图象可以求出平台距离水面的高度，故B正确；0时刻是运动员向上起跳，说明速度是负值时表示速度向上，则知0－t1向上做匀减速运动，t1－t2时间内向下做匀加速直线运动，0～t2时间内，运动员一直在空中具有向下的加速度，处于失重状态，故C正确；由图可知，t2～t3时间内，运动员向下做减速运动，则加速度的方向向上，处于超重状态，故D正确．
11.【答案】A
【解析】以F方向为正方向，设开始阶段加速度为a，由牛顿第二定律F＝ma得，后一阶段加速度为－4a，由运动规律：x0＝at2，x′＝at·t－×4at2，x＝x0＋x′.三个方程联立求得x＝－x0，故A正确．
12.【答案】A
【解析】A具有水平向右的加速度，根据牛顿第二运动定律可知A所受合力向右，而A受到重力方向向下，所以斜面对A的合力方向只能向右斜上方．
13.【答案】C
【解析】设重物的质量为m，当电梯匀速上升时，拉力FT1＝mg；当电梯匀速下降时，拉力FT2＝mg；
当电梯加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得：FT3－mg＝ma，解得：FT3＝mg＋ma；
当电梯加速下降时，加速度方向向下，根据牛顿第二定律得：mg－FT4＝ma，解得：FT4＝mg－ma.可知FT3最大．C正确．
14.【答案】C
【解析】驾驶员和乘客原来随汽车一起向前运动，若汽车突然减速，驾驶员和乘客的下半身已随汽车减速，运动状态已发生改变，但由于惯性其上半身仍保持原来的运动状态，上半身相对于下半身向前运动，导致向前倾倒，选项C正确．
15.【答案】B
【解析】当重物将要离开地面时，地面的支持力为零，绳的拉力等于重物的重力即FT＝mg，此时猴子在绳的拉力作用下向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知FT－m1g＝m1a，代入数据可以解得a＝5
m/s2，故B选项正确．
16.【答案】200
【解析】因匀速提起重物，则FT＝mg.即绳对人的拉力为mg，所以地面对人的支持力为FN＝Mg－mg＝(50－30)×10
N＝200
N，根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小为200
N.
17.【答案】2g(方向向下)　0
【解析】在悬线剪断之前，A，B可看成一个整体，由二力平衡知，弹簧弹力等于重力mg，当剪断悬线瞬间，弹簧的形变量不变，故弹力不变，故A受向下为mg的弹力和向下为mg的重力，故A的加速度a1＝＝2g，方向向下．对B而言，受力不变，即B的加速度为零．
18.【答案】3×103　20　0.4　2×103
【解析】3
t＝3×103kg；72
km/h＝72×1
000
m/3
600
s＝20
m/s；40
cm/s2＝40×10－2m/s2＝0.4
m/s2；2
N/g＝2
N/10－3kg＝2×103N/kg＝2×103m/s2.
19.【答案】(1)M?m(或重物质量远小于小车与传感器质量，其他答案意思正确均可给分)　(2)②　①
【解析】(1)在该实验中应该使重物的总质量远小于小车与传感器的质量．
(2)在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；随着重物的质量增大，不再满足重物的质量远远小于小车与传感器的质量，所以图c中符合甲组同学作出的实验图象是②.乙组直接用力传感器测得拉力F，随着重物的质量增大，拉力F的测量是准确的，a－F关系为一倾斜的直线，符合乙组同学作出的实验图象是①.
20.【答案】s＝at2　在实验误差范围内，当小车质量不变时，加速度和外力成正比　控制两车同时运动和同时停止
【解析】　由匀变速直线运动的位移公式s＝at2知时间相同时，两小车的位移之比等于两小车的加速度之比，即＝。
分析表中数据，在实验误差范围内，当小车质量保持不变时，由于s∝F，说明a∝F。
该装置中刹车系统的作用是控制两车同时运动和同时停止。
21.【答案】见解析
【解析】　(1)用逐差法计算加速度。由纸带上的数据可知：s1＝6.19
cm，s2＝6.70
cm，s3＝7.21
cm，s4＝7.72
cm。电火花计时器的打点周期为T＝0.02
s，故加速度a＝＝3.2
m/s2。
(2)根据题目提供的小车加速度a与质量m对应的倒数的有关数据，可在坐标系中描出8个对应点，用一条直线“连接”各点，使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线的两侧，得到的a－图线如图所示，由图可得a＝。
(3)由图可分析，当加速度a为零时，拉力F并不为零，说明实验前没有平衡摩擦力或者未完全平衡摩擦力。
22.【答案】10m/s　2s
【解析】小球先后经过A点的时间间隔为：Δt＝2
s，
则上升过程中的时间为：t1＝＝1
s，
小球在A点处的速度为：vA＝gt1＝10
m/s；
在OA段根据公式有：v－v＝－2gh
得：v0＝10m/s；
小球从O点上抛到A点的时间为：
t2＝＝s＝(－1)
s
根据对称性，小球从抛出到返回原处所经历的总时间为：
t＝2(t1＋t2)＝2s.
23.【答案】(1)6
m/s　(2)9
m
【解析】根据牛顿第二定律得，a＝＝m/s2＝2
m/s2.
则3
s末的速度v＝at＝2×3
m/s＝6
m/s.
前3
s内的位移x＝at2＝×2×32m＝9
m.
24.【答案】(1)2
s　(2)0.1　(3)2
m
【解析】(1)假设物体从A到B一直做匀加速运动，则·t＝6
m<10
m，故假设不成立．物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程，设物体匀加速运动的时间为t1，则
t1＋v＝L
所以：t1＝＝2
s
(2)设物块的加速度为a，则：v＝at1
得：a＝＝1
m/s2
据牛顿第二定律有μmg＝ma
得：μ＝＝0.1
(3)物体匀加速运动的位移：x＝t1＝2
m
在t1时间内传送带的位移：x带＝vt1＝2×2
m＝4
m
划痕的长度：x＝x带－x物＝4
m－2
m＝2
m