第四章《牛顿运动定律》测试卷-2020-2021学年高一上学期物理人教版必修1 Word版含答案

第四章《牛顿运动定律》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，杯子放在水平桌面时，杯子对桌面的压力为F1，桌面对杯子的支持力为F2，则下列说法正确的是(　　)
A．
力F1就是杯子的重力
B．
力F1和力F2是一对平衡力
C．
力F1和力F2是一对作用力和反作用力
D．
力F1的大小大于力F2的大小
2.为了探究力、质量与加速度三个量之间的定量关系，我们可以先在物体质量一定的情况下，探究物体的加速度跟所受力之间的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度跟质量之间的关系．最后通过逻辑推理的方法，就可以得到加速度与力、质量之间的关系．这就是物理学中常用的(　　)
A．
提出假说的方法
B．
控制变量的方法
C．
等效替代的方法
D．
推理类比的方法
3.一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动后匀速运动．探测器是通过喷气而获得推力的．以下关于喷气方向的描述中正确的是(　　)
A．
探测器加速运动时，沿直线向后喷气
B．
探测器加速运动时，竖直向下喷气
C．
探测器匀速运动时，竖直向下喷气
D．
探测器匀速运动时，不需要喷气
4.下列单位中，哪组单位都是国际单位制中的基本单位(　　)
A．
千克、秒、牛顿
B．
千克、米、秒
C．
克、千米、秒
D．
千克、米每秒、米
5.关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是(　　)
A．
牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
B．
惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C．
由牛顿第一定律可知：物体所受的合力为零时，一定处于静止状态
D．
牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律
6.如图所示，两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端．水平力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现保持b球不动，使挡板OP向右缓慢平移一小段距离，则(　　)
A．
弹簧变长
B．
弹簧变短
C．
力F变大
D．b对地面的压力变大
7.一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对这一现象，下列说法正确的是(　　)
A．
榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂
B．
榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
C．
榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
D．
因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小
8.美国物理学家于1995年在国家实验室观察到了顶夸克．这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一．正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为Ep＝－K，式中r是正、反顶夸克之间的距离，αs＝0.12是强相互作用耦合常数，无单位，K是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数K的单位是(　　)
A．
J
B．
N
C．
J·m
D．
J/m
9.如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为(　　)
A．
B．
C．
D．
10.质量为m的物体静止在光滑的水平面上，受到水平恒力F的作用，在时间t内移动距离x，下列说法中正确的是(　　)
A．
力F在时间t内可以使质量为m的物体移动的距离为x
B．
力F在时间t内可以使质量为m的物体移动的距离为x
C．
力F在时间3t内可以使质量为3m的物体移动的距离为x
D．F的力在时间t内可以使质量为m的物体移动距离为x
11.如图所示，AB、BD为两段轻绳，其中BD段水平，BC为处于伸长状态的轻质弹簧，且AB和CB与竖直方向的夹角均为45°，现将BD绳绕B点缓慢向上转动，保持B点不动，则在转动过程中作用于BD绳的拉力F的变化情况是(　　)
A．
变大
B．
变小
C．
先变大后变小
D．
先变小后变大
12.关于惯性在实际中的应用，下列说法中错误的是(　　)
A．
运动员在掷标枪时的助跑是为了利用惯性
B．
运动员在跳远时的助跑是为了增大起跳时的惯性
C．
手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性
D．
战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性
13.如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱和杆的质量为M，环的质量为m，已知环以某一初速度沿着杆匀减速下滑，设环的加速度大小为a，则在环下滑过程中箱对地面的压力F为(　　)
A．F＝(M＋m)g
B．F＝Mg＋m(g＋a)
C．Mg＜F＜(m＋M)g
D．F＝Mg＋m(g－a)
14.下列的运动图象中，物体所受合外力不为零的是(　　)
A．
B．
C．
D．
15.关于牛顿第二定律，下列说法正确的是(　　)
A．
由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合力一定大
B．
牛顿第二定律说明质量大的物体其加速度一定小
C．
由F＝ma可知，物体所受到的合力与物体的质量成正比
D．
同一物体的加速度与物体所受到的合力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合力方向一致
二、填空题(共3小题)
16.如图所示，甲、乙两队举行拔河比赛，甲队获胜．如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的摩擦力为Ff甲，乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的摩擦力为Ff乙，绳的质量不计，则有F甲________F乙，Ff甲________Ff乙．(均填“＞”“＝”或“＜”)
17.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________．
18.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)
三、简答题(共3小题)
19.在学习了力学单位制之后，小刚同学由G＝mg，得g的单位N/kg，可是小强同学由自由落体v＝gt得g的单位为m/s2.二人争执不下，都认为自己导出的单位正确．请你帮他们解决这个问题．
20.伽利略的理想斜面实验，有如下步骤和思维过程：
A．若斜面光滑，小球在第二个斜面将上升到原来的高度；
B．让两个斜面对接，小球从第一个斜面上h1高处由静止释放；
C．若第二个斜面变成水平面，小球再也达不到原来的高度，而是沿水平面持续运动下去；
D．小球在第二个斜面上升的高度为h2(h2E．减小第二个斜面的倾角，小球到达原来的高度将通过更长的路程；
F．改变斜面的光滑程度，斜面越光滑，h2越接近h1；
上述实验和想象实验的合理顺序是：____________(填字母)；
得出的结论是：
____________________________________________.
21.古希腊的哲学家亚里士多德根据人们的传统观点提出：必须有力作用到物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来，这种认识一直持续了两千多年．直到17世纪，伽利略才根据实验指出，在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力，如果在一个没有摩擦阻力的水平面上，物体就会保持自己的速度不变．他通过一个想象的理想实验，经过严密的推理，有力地证明了他的观点的正确性，指出了亚里士多德的认识的错误性．
伽利略的理想实验和推理过程如下：如图甲所示，把两个斜面对接起来，让静止的小球沿一个斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到原来静止时的高度．他推论出，如果减小第二个斜面的倾角(图乙)，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度，但是要通过更长的距离．继续减小第二个斜面的倾角，直至最后使它成为水平面(图丙)，小球不可能达到原来的高度，而要沿着水平面以恒定的速度运动下去．
(1)归纳一下，伽利略和亚里士多德关于“运动和力”的关系的根本分歧是____________.
(2)伽利略的理想实验和推理过程，要论证他的______________________________________
__________________________________________________________________________________________________________的观点．
(3)这个实验只能是理想实验的原因是______________________________________________
__________________________________________________________________________________________________；
实际做这个实验的困难在于___________________________________.
四、计算题(共3小题)
22.某同学研究电梯上升过程的运动规律，乘电梯上楼时他携带了一个质量为5
kg的重物和一套便携式DIS实验系统，重物悬挂在力传感器上．电梯从第一层开始启动，中间不间断一直到最高层停止．在这个过程中，显示器上显示出的力随时间变化的关系如图所示．重力加速度g取10
m/s2.根据图象中的数据，求：
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1的大小；
(2)电梯在19.0
s内上升的髙度H.
23.物体以12
m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取10
m/s2，sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8)．求：
(1)物体沿斜面上滑的最大位移；
(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小．
24.一个静止在水平面上的物体，质量是2.0
kg，在水平方向受到4.4
N的拉力，物体与平面间的滑动摩擦力是2.2
N．求物体4.0
s末的速度和4.0
s内发生的位移．
答案解析
1.【答案】C
【解析】重力的施力物体是地球，所以F1不是重力，A错误；力F1和力F2等大、反向、共线且作用于两个物体，是一对作用力和反作用力，故C正确，B、D错误．
2.【答案】B
【解析】在研究物体的“加速度、力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，故A、C、D错误，B正确．
3.【答案】C
【解析】探测器由静止沿与月球表面成一倾斜角的直线飞行，加速运动时，其推力和月球对探测器的引力的合力应与其加速运动的方向相同，喷气方向应与F推方向相反，使其反作用力在探测器上产生两个分力，其中一个分力产生加速度，另一个分力与引力平衡，如图所示，探测器匀速运动时，必受平衡力作用，因此应竖直向下喷气，使其反作用力大小与引力大小相等、方向相反，故选C.
4.【答案】B
【解析】千克、秒、米分别是质量、时间和长度的单位，是国际单位制中的基本单位，但牛顿、米每秒是导出单位，克和千米不是国际单位制中的基本单位，B正确．
5.【答案】B
【解析】　牛顿第一定律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，故A错误；物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性，故B正确；由牛顿第一定律可知：物体所受的合力为零时，处于静止状态或者匀速直线运动状态，故C错误；由牛顿第一定律可知，物体在不受力的作用时将保持静止状态或匀速直线运动状态．所以牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动规律，故D错误．
6.【答案】A
【解析】选a球为研究对象，受力分析如图所示，由画出的平行四边形可知，挡板的弹力FN变小，弹力F弹逐渐减小，即弹簧的压缩量变短，弹簧变长，选项A正确，B错误；选a球、b球整体为研究对象，由平衡条件可知，F变小，b对地面的压力不变，选项C、D均错．
7.【答案】C
【解析】榔头敲玻璃的力和玻璃对榔头的作用力是作用力和反作用力，所以榔头敲玻璃的力与玻璃对榔头的作用力大小相等，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂，故C正确，A、B、D错误．
8.【答案】C
【解析】据题意，正、反顶夸克之间强相互作用势能公式为：Ep＝－K，由于αs无单位，r是正、反顶夸克之间的距离，K是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数K由公式K＝－可得K的单位是J·m，故选项C正确．
9.【答案】D
【解析】取M为研究对象，其受力情况如图所示．
在竖直方向上合力为零，即Fsinα＋FN＝Mg
在水平方向上由牛顿第二定律得Fcosα－μFN＝Ma
由以上两式可得a＝，D正确．
10.【答案】D
11.【答案】B
【解析】要保持B点的位置不变，BD绳向上转动的角度最大为45°，由于B点的位置不变，因此弹簧的弹力不变，由图解可知，AB绳的拉力减小，BD绳的拉力也减小，B正确．
12.【答案】B
【解析】运动员在掷标枪时的助跑是为了利用惯性而使标枪飞出，故A正确；惯性大小与速度无关，只与质量有关，故B错误，C正确；战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性；故D正确．
13.【答案】B
【解析】以环为研究对象，根据牛顿第二定律得：mg－Ff＝－ma，则得：Ff＝mg＋ma；再以箱子为研究对象，分析受力情况：箱子受到重力Mg、地面的支持力FN和环对箱子向下的滑动摩擦力Ff′，由牛顿第三定律知，有：Ff′＝Ff＝mg＋ma；根据平衡条件得：地面对箱子的支持力为：FN＝Mg＋Ff′＝Mg＋mg＋ma＝(M＋m)g＋ma；根据牛顿第三定律得箱对地面的压力大小：FN′＝FN＝(M＋m)g＋ma，B正确．
14.【答案】D
【解析】位移不随时间改变，处于静止状态，加速度为零，根据F合＝ma知，合力为零，A错误；位移随时间均匀减小，做匀速直线运动，加速度为零，根据F合＝ma知，合力为零，B错误；速度不随时间改变，做匀速直线运动，加速度为零，根据F合＝ma知，合力为零，C错误；速度随时间均匀减小，做匀减速运动，加速度不为零，根据F合＝ma知，合力不为零，故D正确．
15.【答案】D
【解析】加速度是由合力和质量共同决定的，故加速度大的物体，所受合力不一定大，质量大的物体，加速度不一定小，选项A、B错误；物体所受到的合力与物体的质量无关，故选项C错误；由牛顿第二定律可知，物体的加速度与物体所受到的合力成正比，并且加速度的方向与合力方向一致，选项D正确．
16.【答案】＝　>
【解析】拔河比赛时，甲队对绳子的力和乙队对绳子的力大小是相等的，各队的输赢情况取决于各队所受的摩擦力，甲队获胜是由于甲队所受的摩擦力比乙队所受的摩擦力大．
17.【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.
18.【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．
19.【答案】由于1
N/kg＝＝1
m/s2，所以单位N/kg与m/s2是等价的，但是加速度g的国际单位是m/s2.
【解析】
20.【答案】BDFAEC　力不是维持物体运动的原因，没有力作用的物体能保持原来的运动状态
【解析】通过简单的斜面实验：让小球从一个斜面滚下后，再滚上另一斜面．若斜面没有摩擦，则小球会达到原来高度．然后减小另一斜面的倾角，观察小球的运动．最后让另一斜面平放，则小球要达到原来高度，但又不可能达到，所以它将一直运动下去，即物体的运动不需要力来维持，没有力作用的物体能保持原来的运动状态．
21.【答案】(1)伽利略：物体不受力也能运动；亚里士多德：物体受力才能运动　(2)如果没有力作用在物体上，物体能一直运动下去　(3)现实中不受力的物体是不存在的　摩擦阻力不可能小到为零，且没有无限长的平面　
【解析】(1)由短文内容知，伽利略认为：物体不受力也能运动；亚里士多德认为：物体受力才能运动．
(2)伽利略通过实验，证实了如果没有力作用在物体上，物体能一直运动下去．　
(3)现实中不受力的物体是不存在的；实际做这个实验的困难在于摩擦阻力不可能小到为0，且没有无限长的平面．
22.【答案】(1)2
m/s2　(2)87
m
23.【答案】(1)9
m　(2)6m/s
【解析】(1)物体上滑时受力分析如图甲所示，
垂直斜面方向：FN＝mgcos
37°
平行斜面方向：Ff＋mgsin
37°＝ma1
又Ff＝μFN
由以上各式解得物体上滑时的加速度大小：a1＝gsin
37°＋μgcos
37°＝8
m/s2
物体沿斜面上滑时做匀减速直线运动，速度为0时在斜面上有最大的位移
故上滑的最大位移x＝＝m＝9
m.
(2)物体下滑时受力分析如图乙所示
垂直斜面方向：FN＝mgcos
37°
平行斜面方向：mgsin
37°－Ff′＝ma2
又Ff′＝μFN
由以上各式解得物体下滑时的加速度大小：a2＝gsin
37°－μgcos
37°＝4
m/s2
由v2＝2a2x解得物体再滑到斜面底端时的速度大小：v＝6m/s.
24.【答案】4.4
m/s　8.8
m