第5章《牛顿运动定律》单元测试卷-2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册 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.灯绳将电灯悬挂在天花板下，下列选项中是作用力和反作用力的是(　　)
A．
悬绳对电灯的拉力和电灯的重力
B．
电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力
C．
悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力
D．
悬绳拉天花板的力和电灯的重力
2.某人用手竖直向上提着一只行李箱并处于静止状态，如图所示．下列说法中正确的是(　　)
A．
行李箱的重力与行李箱对人手的拉力是一对平衡力
B．
行李箱的重力与人手对行李箱的拉力是一对平衡力
C．
行李箱的重力与行李箱对地球的吸引力是一对平衡力
D．
行李箱的重力与人手对行李箱的拉力是一对作用力与反作用力
3.如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动(m1在光滑地面上，m2在空中)，力F与水平方向的夹角为θ.则m1的加速度大小为(　　)
A．
B．
C．
D．
4.下列关于惯性的说法中，正确的是(　　)
A．
人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B．
百米赛跑到终点时不能立刻停下来是由于惯性，停下后惯性消失
C．
物体没有受到外力作用时有惯性，受到外力作用后惯性被克服
D．
物体的惯性与物体的运动状态以及受力情况无关，只由质量决定
5.(2016·郑州国语学校)一物体放在一倾角为θ的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑．若给此物体一个沿斜面向上的初速度v0，则它能上滑的最大路程是(　　)
A．
B．
C．
D．
6.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
7.如图所示，高空滑索是一项勇敢者的运动，一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在倾角θ＝30°的钢索上运动，在下滑过程中轻绳始终保持竖直，则(　　)
A．
钢索对轻质滑环无摩擦力
B．
人的加速度为
C．
钢索对轻质滑环的作用力等于人的重力
D．
钢索与轻质滑环间的动摩擦因数为0.5
8.在倾角为θ的光滑斜面上放一球，球被竖直板挡住，如图所示，在拿开挡板后，小球的加速度为(　　)
A．gsinθ，沿斜面向下
B．gcosθ，沿斜面向下
C．gtanθ，水平向左
D．，水平向左
9.两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．
(1)现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．
(2)如果将AB从原来位置突然竖直向下平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起．
则下列说法正确的是(　　)
A．
开始时两磁铁静止不动说明磁铁间的吸引力是静摩擦力
B．
开始时两磁铁静止不动说明磁铁有惯性
C．
(1)过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速
D．
(2)过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速
10.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
11.如图所示，将底部装有弹簧的木箱在某一高度由静止释放，从弹簧接触地面到木箱速度为零的过程中，木箱速度的变化情况是(　　)
A．
一直增大
B．
一直减小
C．
先减小后增大
D．
先增大后减小
12.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
13.如图所示是俄罗斯名将伊辛巴耶娃撑杆跳时的情景，若不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A．
在撑杆的过程中杆对她的弹力大于她对杆的压力
B．
在撑杆上升过程中，她始终处于超重状态
C．
在空中下降过程中她处于失重状态
D．
她落到软垫后一直做减速运动
14.下面的实例中不属于惯性表现的是(　　)
A．
滑冰运动员停止用力后，仍能在冰上滑行一段距离
B．
奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒
C．
汽车启动时，人会向后仰
D．
人在水平面上骑自行车，必须用力蹬自行车的脚踏板
15.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为3.0×103kg，其推进器的平均推力为900
N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5
s内，测出飞船和空间站速度变化是0.05
m/s，则空间站的质量为(　　)
A．
9.0×104kg
B．
8.7×104kg
C．
6.0×104kg
D．
6.0×103kg
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.A，B质量分别为0.1
kg和0.4
kg，A，B间的动摩擦因数为0.5，放置在光滑的桌面上，要使A沿着B匀速下降，则必须对物体B施加的水平推力F至少为________．(g取10
m/s2)
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.如图所示，让一个小车从同一斜面上滑下，水平面上分别放置毛巾、木板和玻璃板，水平面与斜面平滑连接。仔细观察实验现象。
(1)实验观察到什么现象，说明了什么问题？
(2)如果没有摩擦力的作用，小车将会怎样运动呢？
(3)以上实验揭示了力和运动之间是什么关系？
21.找两个相同的瓶子，瓶中盛清水，用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水中，使铁球悬挂、塑料球悬浮，如图甲所示，当瓶子突然向右运动时(有向右的加速度)，观察两个球的运动状态，看到的现象也许会让你惊讶，小铁球的情况正如你所预想的一样，相对瓶子向左运动，但塑料球却相对瓶子向右运动，如图乙所示，为什么会这样呢？
四、计算题(共3小题)
22.如图所示，一质量m＝0.4
kg的小物块，以v0＝2
m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2
s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10
m．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝.重力加速度g取10
m/s2.
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小．
(2)拉力F与斜面夹角为多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？
23.如图所示，质量为m的物块放在倾角为θ的斜面上，斜面的质量为M，斜面与物块无摩擦，地面光滑现对斜面施加一个水平推力F，要使物块相对斜面静止，力F应为多大？(重力加速度为g)
24.一物块质量m＝1
kg，静置于光滑水平面上，受到一个如图所示的力F的作用后在水平面内运动，力F是一个周期性变化的力，规定向东为力F的正方向，求：
(1)第1
s内和第2
s内的加速度大小；
(2)t＝8.5
s时物块离开出发点的位移大小．
答案解析
1.【答案】B
【解析】作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，且只涉及到两个物体．悬绳对电灯的拉力和电灯的重力，这两个力都作用在电灯上，不是作用力和反作用力，故A错误；电灯拉悬绳的力受力物体是悬绳，施力物体是电灯；悬绳拉电灯的力受力物体是电灯，施力物体是悬绳，这一对力是作用力和反作用力，故B正确；悬绳拉天花板的力受力物体是天花板，施力物体是悬绳；电灯拉悬绳的力受力物体是悬绳，施力物体是电灯，这一对力涉及三个物体，不是作用力和反作用力，故C错误；悬绳拉天花板的力受力物体是天花板，施力物体是悬绳；电灯的重力受力物体是电灯，施力物体是地球，这一对力涉及到四个物体，不是作用力和反作用力，故D错误．
2.【答案】B
【解析】行李箱的重力和人手对行李箱的拉力都作用在行李箱上，且使行李箱处于平衡状态，故是一对平衡力，故A、D错误，B正确；行李箱的重力与行李箱对地球的吸引力作用在两个物体上，故不可能为平衡力，故C错误．
3.【答案】D
【解析】对质量分别为m1、m2的两个物体整体受力分析，如图
根据牛顿第二运动定律，有Fcosθ＝(m1＋m2)a，解得a＝，D正确．
4.【答案】D
【解析】物体的惯性只和物体本身的质量有关，质量越大，惯性越大，与物体的运动状态无关，故D正确．
5.【答案】C
【解析】物体沿斜面匀速下滑时，合力为零，由平衡条件得，物体所受的滑动摩擦力大小为Ff＝mgsinθ，当物体沿斜面向上滑动时，根据牛顿第二定律有mgsinθ＋Ff＝ma，由此解得a＝2gsinθ，方向沿斜面向下，根据v＝2ax，解得x＝.故选C.
6.【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．
7.【答案】C
【解析】由“在下滑过程中轻绳始终保持竖直”可知，轻绳对人的拉力竖直向上，人在水平方向上的加速度为0，若轻质滑环与人组成的整体有沿钢索方向的加速度，则整体就有水平方向上的加速度，故整体的加速度为0，选项B错误；人做匀速运动，人与轻质滑环组成的整体也做匀速运动，显然整体除受到竖直向下的重力mg，垂直于钢索向上的支持力FN外，还受一沿钢索向上的摩擦力Ff，选项A错误；因整体做匀速运动，故三力平衡，而钢索对轻质滑环的作用力应为支持力与摩擦力的合力，故选项C正确；根据平衡条件应用正交分解可得，mgsin
30°＝μmgcos
30°，解得μ＝，选项D错误．
8.【答案】A
【解析】拿开挡板后，小球只受重力和斜面的支持力，支持力和重力垂直于斜面的分力平衡，沿斜面方向：mgsinθ＝ma，得：a＝gsinθ，方向沿斜面向下，A正确．
9.【答案】D
【解析】开始时两磁铁静止不动，说明磁铁水平方向受到的合外力等于0，不能说明磁铁有惯性，说明磁铁间的作用力一定等于磁铁受到的静摩擦力，而且，磁铁间的作用力不大于最大静摩擦力．当磁铁向上到A″B″处时，两个条形磁铁吸在了一起，所以磁铁间存在吸引力，故A、B错误；第(1)(2)过程中磁铁开始滑动时，说明磁铁间的吸引力大于最大静摩擦力，吸引力不变，说明最大静摩擦力减小了，可知磁铁对板的压力减小，磁铁处于失重状态，加速度方向向下．则第(1)过程中平板正在向上减速，第(2)过程中平板正在向下加速，故C错误，D正确．
10.【答案】A
【解析】
11.【答案】D
【解析】木箱弹簧接触地面后，受到重力和弹簧的弹力两个力作用．开始阶段弹力先小于重力，木箱的合力竖直向下，加速度方向竖直向下，与速度方向相同；木箱做加速运动，木箱的速度增大；
而弹簧的弹力逐渐增大，当弹力大于重力时，合力向上，则加速度向上；木箱做减速运动；
故速度先增大后减小，D正确．
12.【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．
13.【答案】C
【解析】在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力是作用力与反作用力，大小相等．故A错误；在撑杆上升开始阶段加速度的方向向上，她处于超重状态；在上升的最后阶段加速度的方向向下，她处于失重状态．故B错误；在空中下降过程她只受到重力的作用，加速度的方向向下，她处于失重状态．故C正确；她落到软垫后开始时，软垫的作用力小于重力，她仍然要做一段加速运动后才会减速．故D错误．
14.【答案】D
【解析】滑冰运动员停止用力后，由于惯性运动员不能立即停下来，所以仍能在冰上滑行一段距离；奔跑的人脚被障碍物绊住，脚停止运动，而身体由于惯性仍保持向前的运动状态，因此就会摔倒；汽车启动时，身体由于惯性保持静止，人会向后仰；人在水平路面上骑自行车，为维持运动，必须用力蹬自行车的脚踏板，是因为要克服阻力，与惯性无关，故D正确．
15.【答案】B
【解析】整体的加速度a＝＝m/s2＝0.01
m/s2；
由牛顿第二定律F＝(m＋M)a可知
空间站的质量M＝－m＝kg－3.0×103kg＝8.7×104kg
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】10
N
【解析】依题意知A在竖直方向做匀速直线运动，故μFN＝mAg，得FN＝2mAg；A在水平方向有FN＝mAa，得a＝2g.对于A、B这一整体有F＝(mA＋mB)a＝10
N.
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】(1)水平面越光滑，小车滑动的距离越远。说明摩擦力是阻碍物体运动的原因。
(2)如果没有摩擦力的作用，小车将永远运动下去。
(3)力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。
【解析】
21.【答案】因为相同体积的水和球的质量不相同，质量越大，运动状态越难以改变，故铁球运动状态的改变比同体积的水球慢，所以铁球会相对瓶子向左偏，而塑料球运动状态的改变比同体积的水球快，所以塑料球会相对瓶子向右偏．
【解析】
22.【答案】(1)3
m/s2　8
m/s　(2)30°　N
【解析】(1)设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得L＝v0t＋at2①
v＝v0＋at②
联立①②式，代入数据得a＝3
m/s2③
v＝8
m/s④
(2)设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得
Fcosα－mgsinθ－Ff＝ma⑤
Fsinα＋FN－mgcosθ＝0⑥
又Ff＝μFN⑦
联立⑤⑥⑦式得
F＝⑧
由数学知识得cosα＋sinα＝sin(60°＋α)⑨
由⑧⑨式可知对应最小F的夹角α＝30°⑩
联立③⑧⑩式，代入数据得F的最小值为
Fmin＝N.
23.【答案】(m＋M)gtanθ
【解析】两物体无相对滑动，说明两物体加速度相同，且沿水平方向先选取物块m为研究对象，求出它的加速度就是整体的加速度，再根据F＝(m＋M)a，求出推力F，物块受两个力，重力mg和支持力FN，且二力合力方向水平．如图所示，可得：
ma＝mgtanθ，即a＝gtanθ
以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
F＝(m＋M)a＝(m＋M)gtanθ
24.【答案】(1)2
m/s2　1
m/s2　(2)24.25
m
【解析】(1)由图象知：a1＝＝2
m/s2，a2＝＝－1
m/s2
(2)1
s末速度v1＝a1t1＝2
m/s,2
s末速度v2＝v1＋a2t2＝1
m/s,3
s末速度v3＝v2＋a1t3＝3
m/s
4
s末速度v4＝v3＋a2t4＝2
m/s，画出v－t图如图：
由图计算每秒内的位移：
x1＝1
m　x2＝1.5
m　x3＝2
m　x4＝2.5
m　x5＝3
m　x6＝3.5
m　x7＝4
m　x8＝4.5
m
8－8.5
s内的位移：Δx＝＝2.25
m.
所以x＝x1＋x2＋x3＋x4＋x5＋x6＋x7＋x8＋Δx＝24.25
m.