2020—2021学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册第5章《牛顿运动定律》测试卷word版含答案

第5章《牛顿运动定律》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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
2.如图所示，为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图．实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放，它将冲上右侧斜面，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小；如果右侧斜面变成水平，频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等．对于这个实验，以下叙述正确的是
(　　)
A．
小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
B．
小球最终也会在右侧水平面上停下来，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是正确的
C．
因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D．
上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的
3.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
4.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度－时间图线如图所示．已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0～5
s,5～10
s,10～15
s内F的大小分别为F1、F2和F3，则(　　)
A．F1＜F2
B．F2＞F3
C．F1＞F3
D．F1＝F3
5.牛顿第一运动定律(　　)
A．
告诉我们：物体不受外力作用时，一定处于匀速直线运动状态
B．
是能用实验直接验证的
C．
表明：一切物体都有惯性
D．
适用于任何参考系
6.如下图所示，将两弹簧测力计a、b连结在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明(　　)
A．
这是两只完全相同的弹簧测力计
B．
弹力的大小与弹簧的形变量成正比
C．
作用力与反作用力大小相等、方向相反
D．
力是改变物体运动状态的原因
7.用细线将篮球拴在升降机光滑的侧壁上，当升降机加速下降时，出现如图所示的情形．四位同学对此现象做出了分析与判断，其中可能正确的是(　　)
A．
升降机的加速度大于g，侧壁对球无挤压
B．
升降机的加速度小于g，侧壁对球有挤压
C．
升降机的加速度等于g，侧壁对球无挤压
D．
升降机的加速度等于g，侧壁对球有挤压
8.如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m.B和C分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计．B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态．将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间(　　)
A．
吊篮A的加速度大小为g
B．
物体B的加速度大小为g
C．
物体C的加速度大小为2g
D．A，B，C的加速度大小都等于g
9.对于“力与运动的关系”问题，历史上经历了漫长而又激烈的争论过程．著名的科学家伽利略在理想斜面实验的基础上推理得出了正确的结论，其核心含义是(　　)
A．
力是维持物体运动的原因
B．
物体只要运动就需要力的作用
C．
力是物体运动状态改变的原因
D．
没有力的作用运动物体就会慢慢停下来
10.如图所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于(　　)
A．
冰壶的速度
B．
冰壶的质量
C．
冰壶受到的推力
D．
冰壶受到的阻力
11.某同学站在上升的电梯内，已知该同学体重为600
N，在电梯减速直至停止的过程中，以下说法正确的是(g取10
m/s2)(　　)
A．
该同学体重大于600
N
B．
该同学体重小于600
N
C．
该同学对电梯地板压力大于600
N
D．
该同学对电梯地板压力小于600
N
12.如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重．她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的实验现象，下列说法中正确的是(　　)
A．
只有“起立”过程，才能出现失重的现象
B．
只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象
C．
“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象
D．
“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象
13.如图甲、乙所示，物块A1、A2、B1和B2的质量均为m，A1、A2用刚性轻杆连接，B1、B2用轻质弹簧接连，两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，今突然撤去支托物，让物块下落，在撤去支托物的瞬间，A1、A2受到的合力分别为FA1、FA2，B1、B2受到的合力分别为FB1和FB2,不计空气阻力．则(　　)
A．FA1＝0，FA2＝2mg，FB1＝0，FB2＝2mg
B．FA1＝mg，FA2＝mg，FB1＝0，FB2＝2mg
C．FA1＝mg，FA2＝2mg，FB1＝mg，FB2＝mg
D．FA1＝mg，FA2＝mg，FB1＝mg，FB2＝mg
14.如图所示，甲中小球用轻绳系在轻支架上，轻支架固定在台秤的秤盘上；乙中小球用轻绳系在天花板上，已知ρ球＞ρ水，两小球全部浸没在水中，甲、乙两图中除了小球系的位置不同，其他全部相同．设甲图未剪断轻绳时台秤示数为FN1，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN2，乙图未剪断轻绳时台秤示数为FN3，剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN4，以下正确的是(　　)
A．FN1＞FN2＝FN4＞FN3
B．FN2＝FN4＞FN1＞FN3
C．FN1＞FN4＞FN3＞FN2
D．FN4＞FN2＞FN3＞FN1
15.如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上为一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为(　　)
A．
(M＋m)g
B．
(M＋m)g－ma
C．
(M＋m)g＋ma
D．
(M－m)g
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.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________________．
18.如图所示，质量为m＝1
kg的小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止平衡状态，当剪断轻绳的瞬间，取g＝10
m/s2，此时轻弹簧的弹力大小为________；小球的加速度大小为________．
三、实验题(共3小题)
19.某同学设计了用光电门传感器“探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量M关系”的实验．
(1)如图a所示，在小车上固定宽度为L的挡光片，将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上，释放小车，传感器记录下小车经过光电门的时间分别是Δt1、Δt2，可以测得小车的加速度a＝________(用题中的符号L、d、Δt1、Δt2表示)．
(2)在该实验中必须采用________法(填物理方法)，应保持________不变，通过改变钩码的个数来改变小车所受的拉力大小，研究加速度a随拉力F变化的规律．
(3)甲、乙两名同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图b所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？
____________________________________________
____________________________.
20.某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”的实验．如图所示为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．电源频率为50
Hz.
(1)在实验中必须平衡摩擦力，以小车________时所受重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，当小车做________运动时，摩擦力恰好被平衡；之后若认为细绳对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力，需满足的条件是________．
(2)如图所示为某次实验得到的纸带(纸带上的点为实际打下的点)，根据图中的纸带和相关数据可求出小车的加速度大小a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M的数据如下表：
根据上表数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线．(如有需要，可利用上表中空格)
21.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？
(2)若取M＝0.4
kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．
A．m1＝5
g
B．m2＝15
g
C．m3＝40
g
D．m4＝400
g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求加速度a的表达式为：________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)
四、计算题(共3小题)
22.一质量为2.5
t的汽车，在水平公路上行驶，突然遇到紧急情况而刹车，但依然发生了事故．交警为了知道这辆汽车开始刹车时的速度，测量了汽车刹车以后继续滑行的距离(由橡胶轮胎擦过路面留下的黑色痕迹可知)，其值为15.0
m；同时知道汽车在紧急刹车情况下所受的制动力为车重的0.6倍．试求汽车在刹车前的行驶速度．(取g＝10
m/s2)
23.如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为θ＝37°，传送带AB长度足够长，传送皮带轮以大小为v＝2
m/s的恒定速率顺时针转动．一包货物以v0＝12
m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数μ＝0.5，且可将货物视为质点．(g＝10
m/s2，已知sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)
(1)求货物刚滑上传送带时加速度．
(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同？这时货物相对于地面运动了多远？
(3)从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？
24.一个质量为0.2
kg的小球用细绳吊在倾角θ＝53°的斜面上，如图所示．斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10
m/s2的加速度向右运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力(g取10
m/s2)
答案解析
1.【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．
2.【答案】D
【解析】小球冲上右侧斜面后做减速运动，表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的，故A错误；小球最终也会在右侧水平面上停下来，是由于受到摩擦力的作用，故B错误；因为没有绝对光滑的斜面或者平面，所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论，但是却有着非常重要的现实意义，它开创了物理量研究的新方法，故C错误；上述实验表明“如果没有摩擦阻力，小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的，故D正确．
3.【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.
4.【答案】A
【解析】由速度时间图象的斜率可知，0～5
s内和10～15
s内物体的加速度大小a相等．
在0～5
s内，物体加速下滑，由牛顿第二定律可得：mgsinθ－Ff－F1＝ma，所以F1＝mgsinθ－Ff－ma；在5～10
s，物体匀速下滑，受力平衡，则mgsinθ－Ff＝F2，所以F2＝mgsinθ－Ff；
在10～15
s内，物体减速下滑，由牛顿第二定律可得，F3＋Ff－mgsinθ＝ma，所以F3＝mgsinθ－Ff＋ma；由以上分析可得，F1＜F2＜F3；A正确．
5.【答案】C
【解析】牛顿第一运动定律的内容为：一切物体在没有受到力的作用时(合外力为零时)，总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．故A错误；牛顿第一运动定律是由实验加推论得出的，故B错误；牛顿第一运动定律说明：一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，故C正确；牛顿第一运动定律只适用于惯性参考系，对非惯性参考系不适用，故D错误．
6.【答案】C
【解析】实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反，选项C正确．
7.【答案】C
【解析】当升降机加速下降时，加速度等于g，则球在竖直方向上仅受重力，拉力为零，由于球在水平方向上平衡，可知侧壁对球无挤压，故C正确，D错误．当升降机加速下降时，加速度大于g，球受重力、绳子的拉力，由于水平方向上平衡，则侧壁对球有弹力，即侧壁对球有挤压，故A错误．当升降机加速下降时，加速度小于g，不会出现如图所示的情况，球会在悬点下方，故B错误．
8.【答案】C
【解析】弹簧开始的弹力F＝3mg，剪断轻绳的瞬间，弹力不变，B的合力仍然为零，则B的加速度为0；将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得，aAC＝＝2g，即A、C的加速度均为2g.故A、B、D错误，C正确.
9.【答案】C
【解析】物体只要运动就需要力的作用，没有力的作用运动物体就会慢慢停下来，力是维持物体运动的原因，都和亚里士多德的观点是相同的，是错误的，故选项A、B、D错误；伽俐略通过理想斜面实验，说明力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，选项C正确．
10.【答案】B
【解析】惯性是物体的固有属性；而质量却是惯性大小的唯一量度；故惯性的大小取决于冰壶的质量，B正确．
11.【答案】D
【解析】物体的重力大小与所处的状态无关，在电梯减速直至停止的过程中，该同学的重力保持不变仍为600
N．故A、B错误；电梯减速上升，具有向下的加速度，处于失重状态，该同学对电梯地板压力小于600
N．故C错误，D正确．
12.【答案】D
【解析】“下蹲”过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态后处于超重状态；“起立”过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态，故A、B、C错误，D正确．
13.【答案】B
【解析】A1、A2由于用刚性轻杆连接，与刚性轻杆一起下落，根据牛顿第二定律，对整体研究得到，整体的加速度等于重力加速度g，则A1、A2受到的合力都等于各自的重力，即FA1＝mg，FA2＝mg，对B1和B2在除去支托物前，弹簧的弹力大小等于mg，支托物对B2的支持力大小等于2mg，在除去支托物的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B1的受力情况没有变化，则B1所受合力为零，即FB1＝0，B2所受的合力大小等于2mg，即FB2＝2mg.故B正确，A、C、D错误．
14.【答案】A
【解析】以容器和球组成的整体为研究对象，将细线剪断，在球下沉的过程中球加速下降，加速度方向向下，存在失重现象，而球下降留下的空位由水来填充，所以相当于一个与球同样大小的水球向上加速运动，存在超重现象，由于同样体积的小球质量大于水球的质量，所以整体存在失重现象，台秤的示数小于系统总重力，台秤的示数减小，即FN1＞FN2，FN2＝FN4，A正确．
15.【答案】B
【解析】竿上的人与竿的相互作用力大小为Ff，则底下的人受到的压力为FN＝Mg＋Ff，对质量为m的人有：mg－Ff＝ma.解得：FN＝(m＋M)g－ma.
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】(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．
18.【答案】10
N　14.14
m/s2
【解析】未剪断轻绳时，对小球受力分析如图所示，
根据共点力平衡得，弹簧的弹力F＝mg＝10
N.
剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，则轻弹簧的弹力F＝10
N.
此时小球所受的合力F合＝mg，则小球的加速度a＝＝g≈14.14
m/s2.
19.【答案】(1)　(2)控制变量　小车的总质量　(3)小车的总质量
【解析】(1)小车经过光电门1、2时的瞬间速度分别为v1＝，v2＝；
根据匀变速直线运动的速度位移公式v－v＝2ad，
解得：a＝.
(2)在本实验操作中，采用了控制变量法，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先不改变小车的总质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系．
(3)由题图b可知在拉力相同的情况下a乙＞a甲，所以两同学的实验中小车的总质量不同．
20.【答案】(1)不挂小桶　匀速直线　砝码和小桶的总质量远小于小车的质量
(2)3.2　(3)求出小车质量的倒数，作出a－图线，如图所示
【解析】(1)平衡摩擦力时应在小车不挂小桶的情况下进行，小车做匀速直线运动时，受到的重力沿斜面向下的分力与摩擦力相等．平衡摩擦力之后，满足条件“砝码和小桶的总质量远小于小车质量”时，可认为细绳对小车的拉力F等于砝码和小桶的总重力；
(2)从题图中所给数据可以求得Δx＝0.51
cm，T＝0.04
s，由Δx＝aT2得出a≈3.2
m/s2；(3)利用表中空格，先求出小车质量的倒数，然后建立a－坐标系，作出a－图线．
21.【答案】(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动(或取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt都相等)
(2)D　(3)a＝2
【解析】(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动，或取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt都相等．
(2)本实验只有在满足m?M的条件下，才可以用牵引砝码的重力近似等于对滑行器的拉力，所以D是不合适的．
(3)由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门这段时间内的平均速度等于瞬时速度，即有v1＝，v2＝，再根据运动学方程v－v＝2ax得：a＝2.
22.【答案】13.4
m/s
23.【答案】(1)10
m/s2，方向沿传送带向下　(2)1
s　7
m
(3)(2＋2)
s
24.【答案】2.8
N，方向与水平方向成45°角　0
【解析】当小球处在刚好离开斜面的临界状态时，如图a，斜面对小球的支持力为零，故有＝ma0
得a0＝＝7.5
m/s2.
因为a＝10
m/s2>a0，故此时小球已离开斜面，如图b所示，设绳与水平方向的夹角为α，则绳对小球的拉力为FT＝≈2.8
N，tanα＝＝1，即拉力与水平方向成45°角．