第5章 牛顿运动定律 单元测试卷-2020—2021学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册 Word版含解析

第5章
牛顿运动定律
单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有(　　)
A．
两图中两球加速度均为gsinθ
B．
两图中A球的加速度均为零
C．
图乙中轻杆的作用力一定不为零
D．
图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍
2.如图所示，质量为m的木块受到水平向右的拉力F的作用，在质量为M的长木板上水平向右运动，长木板处于静止状态．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ，则(重力加速度为g)(　　)
A．
木块受到木板的摩擦力的大小一定为F
B．
长木板受到地面的摩擦力大小为μmg
C．
若将拉力F增大，长木板所受地面的摩擦力将增大
D．
若将拉力F增大，长木板有可能从地面上开始运动
3.历史上首先正确认识运动与力的关系，批驳“力是维持物体运动的原因”观点的物理学家是(　　)
A．
阿基米德
B．
牛顿
C．
伽利略
D．
亚里士多德
4.下列关于超重、失重现象说法正确的是(　　)
A．
超重现象就是重力增大，失重现象就是重力减小
B．
无论是超重还是失重，实质上作用在物体上的重力并没有改变
C．
卫星中物体，从一发射开始，就处于完全失重状态
D．
不论因为什么原因，只要物体对支持物(或悬挂物)的压力(或拉力)增大了，就称物体处于超重状态
5.如图是火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小(　　)
A．
等于火箭的重力
B．
等于火箭对喷出气体的作用力
C．
小于火箭对喷出气体的作用力
D．
大于火箭对喷出气体的作用力
6.一个质量为m＝1
kg的小物体放在光滑水平面上，小物体受到两个水平恒力F1＝2
N和F2＝2
N作用而处于静止状态，如图所示。现在突然把F1绕其作用点在竖直平面内向上转过53°，F1大小不变，则此时小物体的加速度大小为(sin
53°＝0.8，cos
53°＝0.6)(　　)
A．
2
m/s2
B．
1.6
m/s2
C．
0.8
m/s2
D．
0.4
m/s2
7.关于牛顿第一运动定律和惯性，以下说法正确的是(　　)
A．
由牛顿第一运动定律可知，一切物体都具有惯性
B．
运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性
C．
牛顿第一运动定律反映了物体在不受外力时的运动规律，因此物体只有在受外力时才表现出惯性
D．
牛顿第一运动定律是描述惯性大小的，因此它又叫惯性定律
8.下列说法中正确的是(　　)
A．
汽车以更高速度行驶时，并不改变其惯性大小
B．
汽车以更高速度行驶时具有更大的惯性
C．
物体静止时有惯性，一旦运动起来，物体也就失去了惯性
D．
物体做匀速直线运动时具有惯性，但合力不为零时惯性将消失
9.在2015年世界蹦床锦标赛中，中国队共获得8枚金牌．如图所示，当蹦床运动员接触床面向下运动时(　　)
A．
蹦床对运动员的弹力大于运动员对蹦床的压力
B．
蹦床对运动员的弹力与运动员对蹦床的压力大小相等
C．
蹦床对运动员的弹力小于运动员对蹦床的压力
D．
蹦床对运动员的弹力与运动员对蹦床的压力是一对平衡力
10.甲、乙两人发生口角，甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤．法院判决甲应支付乙的医药费．甲狡辩说：我打了乙一拳，根据牛顿第三定律“作用力和反作用力大小相等”，乙对我也有相同大小的作用力，所以，乙并没有吃亏．那么法官对这一事件判决的依据在哪里(　　)
A．
甲打乙的力大于乙对甲的作用力，判决甲付乙的医药费
B．
甲打乙的力大小等于乙对甲的作用力大小，但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，所以乙受伤而甲未受伤，且从主观上说甲主动打乙，故判决甲支付乙的医药费
C．
由于是甲用拳打乙的胸，所以甲对乙的力远大于乙的胸对甲拳的作用力，故判决甲付乙的医药费
D．
甲对乙的力在先，乙对甲的力在后，所以判决甲给乙付医药费
11.关于牛顿第二运动定律公式F＝ma，下列说法中正确的是(　　)
A．
物体的质量与物体的加速度成反比
B．
物体的质量与物体所受的力成正比
C．
物体的加速度与物体的质量成正比
D．
物体的质量一定时，加速度与合外力成正比
12.关于牛顿第二运动定律F＝ma，下列说法正确的是(　　)
A．a的方向与F的方向相同
B．a的方向与F的方向相反
C．a的方向与F的方向无关
D．a的方向与F的方向垂直
13.某同学沿水平方向用力推一文具盒，使其在水平面上做匀速直线运动，下列说法中正确的是
(　　)
A．
文具盒对桌面的压力和文具盒所受的重力是一对平衡力
B．
桌面对文具盒的支持力和文具盒对桌面的压力是一对平衡力
C．
手对文具盒的推力和桌面对文具盒的摩擦力是一对作用力和反作用力D桌面对文具盒的摩擦力和文具盒对桌面的摩擦力是一对作用力和反作用力
14.物体放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经时间t通过的位移是x.如果水平恒力变为2F，物体仍由静止开始运动，经时间2t通过的位移是(　　)
A．x
B．
2x
C．
4x
D．
8x
15.2015年7月的喀山游泳世锦赛中，陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠．她从跳台斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示．不计空气阻力．下列说法正确的是(　　)
A．
她在空中上升过程中处于超重状态
B．
她在空中下落过程中做自由落体运动
C．
她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度
D．
入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小
二、填空题(共3小题)
16.从地面以30
m/s的初速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为________，前4
s内的位移是________，路程为________．
17.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.
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、简答题(共3小题)
19.为探究作用力与反作用力的关系，某同学把两只力传感器同时连在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，将两只力传感器的挂钩钩在一起，用力拉另一只传感器，如图甲所示，在计算机显示屏上观察到了这对拉力随时间变化的曲线，如图乙所示．将一个力传感器固定在滑块上，另一个力传感器钩住它向右变速拉动滑块，如图丙所示，观察到了这对拉力随时间变化的曲线，如图丁所示．
分析两图线可以看出：
(1)作用力和反作用力有怎样的关系？
(2)此规律适用于怎样运动的物体之间？
20.在厘米·克·秒(cm·g·s)单位制中，力的单位达因(dyn)是这样定义的：使质量是1
g的物体产生1
cm/s2的加速度的力叫1
dyn.试证明1
dyn＝10－5N.
21.你了解赛车吗？如图所示是一辆方程式赛车，车身结构一般采用碳纤维等材料进行轻量化设计，比一般小汽车的质量小得多，而且还安装了功率很大的发动机，可以在4～5
s的时间内从静止加速到100
km/h。你知道为什么要使赛车具备质量小、功率大两个特点吗？
四、计算题(共3小题)
22.质量为2
kg的质点同时受到相互垂直的两个力F1、F2的作用，其中F1＝3
N、F2＝4
N，求质点的加速度大小和方向．
23.某滑雪场有一游戏闯关类项目叫雪滑梯，其结构可以简化为如图所示的模型．雪滑梯斜面部分AB长l＝18
m，斜面与水平方向夹角θ＝37°，水平部分BC长x0＝20
m，CD为一海绵坑，斜面部分与水平部分平滑连接．质量为m的运动员(可视为质点)乘坐一质量为M的滑雪板从斜面顶端A处由静止滑下，在水平雪道上某处运动员离开滑雪板滑向海绵坑，运动员不掉进海绵坑算过关．已知滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ1＝0.25，运动员与雪道间的动摩擦因数μ2＝0.75，假设运动员离开滑雪板的时间不计，运动员离开滑雪板落到雪道上时的水平速度不变，运动员离开滑雪板后不与滑雪板发生相互作用．已知sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g＝10
m/s2，求：
(1)运动员滑到斜面底端B处时的速度大小v0；
(2)运动员在水平雪道上距B处多远的区域内离开滑雪板才能闯关成功．
24.如图所示，斜面AB与水平地面夹角为37°，底端A点与斜面上B点相距10
m，相同的甲、乙两滑块体积大小不计，与斜面、水平面间的动摩擦因数均为0.5，某时刻，甲从斜面底端A点以10
m/s的初速度沿斜面向上滑向B点，同时乙滑块从B点无初速度释放，(sin
37°＝0.6，cos
37°＝0.8，g＝10
m/s2)求：
(1)甲滑块沿斜面上滑的加速度大小；
(2)甲、乙两滑块经多长时间相遇．
答案解析
1.【答案】D
【解析】撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，故图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍；故A、B、C错误，D正确．
2.【答案】B
【解析】m所受M的滑动摩擦力大小Ff1＝μmg，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：木板受到m的摩擦力方向水平向右，大小等于μmg.M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件知木板受到地面的摩擦力的大小是μmg.故A错误，B正确；由于木块与木板之间是滑动摩擦力，增大拉力F，木块与木板之间的摩擦力不变，长木板所受地面的摩擦力不变，则木板不可能运动，故C、D错误．
3.【答案】C
【解析】物理学中，提出“力是维持物体运动的原因”观点的物理学家是亚里士多德，伽利略最早提出“力不是维持物体运动的原因”，并在斜面实验基础上推理得出：运动的物体在不受外力作用时，保持运动速度不变．故C正确．
4.【答案】B
【解析】当物体的加速度向上时，处于超重状态；当加速度方向向下时，处于失重状态，与物体的重力没有关系．即重力不变，则A错误，B正确；卫星中物体，发射向上加速为超重，则C错误；物体对支持物(或悬挂物)的压力(或拉力)增大时，若没有竖直向上的加速度则不处于超重状态．则D错误．
5.【答案】B
【解析】火箭加速上升，则合力方向向上，所以喷出气体对火箭作用力的大小大于重力，故A错误；喷出气体对火箭作用力与火箭对喷出气体的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，故B正确，C、D错误．
6.【答案】C
【解析】开始时两力大小相等，相互平衡；将F1转过53°时，物体受到的合力为F＝F2－F1cos
53°＝2
N－2×0.6
N＝0.8
N，则由牛顿第二运动定律可知，加速度大小为a＝＝m/s2＝0.8
m/s2，故选项C正确。
7.【答案】A
【解析】因为一切物体都有惯性，并且惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态以及是否受力均无关，A正确，B、C错误；牛顿第一运动定律是描述物体具有惯性，因此它又叫惯性定律，D错误．
8.【答案】A
【解析】一切物体，任何情况下都有惯性，且惯性大小只与质量有关，与运动状态无关，故A正确，B、C、D错误．
9.【答案】B
【解析】当蹦床运动员接触床面向下运动时，蹦床对运动员的弹力和运动员对蹦床的压力是作用在两个物体上的一对相互作用力的B正确．
10.【答案】B
【解析】甲打乙的作用力与乙对甲的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，同时产生．但甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤，甲的拳头和乙的胸口受伤的程度不相同，甲轻而乙重，故判决甲支付乙的医药费，故B正确，A、C、D错误．
11.【答案】D
【解析】物体的质量由物体所含物质的多少决定，与外界因素无关，A、B均错；由牛顿第二运动定律a＝可知，合外力一定时，物体的加速度与物体的质量成反比，物体的质量一定时，加速度与合外力成正比，故C错误，D正确．
12.【答案】A
【解析】质量是标量，力和加速度都是矢量，根据公式可知加速度方向与合外力方向相同．
13.【答案】D
【解析】一对平衡力的受力物体是同一物体，而文具盒对桌面的压力受力物体是桌面，选项A错误；选项B中的受力物体分别是文具盒和桌面，选项B错误；选项C中的两个力不是作用在同一物体上，而且也不是相互作用的两个力，选项C错误；选项D中的两个力符合作用力与反作用力的条件，选项D正确。
14.【答案】D
【解析】当水平恒力为F时，由牛顿第二定律得，F＝ma
x＝at2＝①
当水平恒力为2F时，由牛顿第二定律得，2F＝ma′，
x′＝a′(2t)2＝②
由①②得，x′＝8x
15.【答案】D
【解析】起跳以后的下落过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故A错误；她具有水平初速度，所以不能看做自由落体运动，故B错误；入水过程中，开始时水对她的作用力大小(浮力和阻力)小于她的重力，所以先向下做一段加速运动，即入水后的速度先增大，故C错误；入水过程中，水对她的作用力和她对水的作用力，是一对作用力与反作用力，二者等大反向．故D正确．
16.【答案】45
m　40
m　50
m
【解析】上升的最大高度：h＝＝m＝45
m，位移公式：x＝v0t－gt2＝(30×4－×10×42)m＝40
m，路程s＝45
m＋(45－40)
m＝50
m.
17.【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.
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)作用力与反作用力等大反向．(2)此规律在任何运动情况下都适用，作用力与反作用力的关系与物体运动情况无关．
【解析】
20.【答案】选取1
g的物体为研究对象，根据牛顿第二运动定律得
F＝ma＝1
g×1
cm/s2＝1×10－3kg×1×10－2m/s2＝1×10－5N
根据计算可以知道1×10－5N的力可以使1
g的物体产生1
cm/s2的加速度，而使质量是1
g的物体产生1
cm/s2的加速度的力叫1
dyn，所以1
dyn＝10－5N.
【解析】
21.【答案】赛车的质量小，赛车的运动状态容易改变；功率大，可以为赛车提供较大的动力。因此，这两大特点可以使赛车提速非常快(加速度大)。
【解析】
22.【答案】2.5
m/s2　方向与F2成37°角斜向上
【解析】方法一　以质点为研究对象，其受力情况如图所示，根据平行四边形定则求出F1、F2的合力F＝＝N＝5
N
设F的方向与F2成α角，如图
tanα＝＝，α＝37°
由牛顿第二运动定律得a＝＝m/s2＝2.5
m/s2
加速度方向与合外力方向相同，即与F2成37°角斜向上．
方法二　利用力的独立性原理
如方法一中图，a1＝＝m/s2＝1.5
m/s2，a2＝＝m/s2＝2
m/s2，tanα＝＝＝，α＝37°
所以a＝＝m/s2＝2.5
m/s2，方向与F2成37°角斜向上．
23.【答案】(1)12
m/s　(2)运动员离开滑雪板时距B处的区域x≤15.6
m才能闯关成功．
【解析】(1)设运动员乘坐滑雪板沿斜面上滑动时的加速度为a0，滑到底端时的速度大小为v0，有：
(M＋m)gsinθ－μ1(M＋m)gcosθ＝(M＋m)a0
代入数据解得：a0＝4
m/s2
由运动学公式：v＝2a0l
代入数据解得：v0＝12
m/s
(2)在水平雪道上运动时，运动员乘坐滑雪板时加速度大小为a1，离开后加速度大小为a2，有：
μ1(M＋m)g＝(M＋m)a1
代入数据解得：a1＝2.5
m/s2
μ2mg＝ma2
代入数据解得：a2＝7.5
m/s2设运动员在距B处x处离开时刚好滑到海绵坑C处停下，翻下时速度为v1，则有：
v－v＝2a1x
v＝2a2(x0－x)
联立解得：x＝15.6
m
故：运动员离开滑雪板时距B处的区域为：x≤15.6
m
24.【答案】(1)10
m/s2　(2)3
s