第5章 牛顿运动定律 水平测评-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第一册创新导学案Word（鲁科版）

物理　必修 第一册(鲁科) 第5章　水平测评 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷(选择题，共50分) 一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．下列说法中正确的是 (　　) A．运动快的汽车不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B．作用力与反作用力一定是同种性质的力 C．伽利略的理想实验是凭空想象出来的，是脱离实际的理论假设 D．马拉着车向前加速时，马对车的拉力大于车对马的拉力 答案：B 解析：惯性大小的唯一量度是质量，质量越大则惯性越大，惯性大小与速度无关，故A错误；作用力与反作用力一定是同种性质的力，故B正确；伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上，经过了合理的推理，不是凭空想象出来的，故C错误；马对车的拉力与车对马的拉力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。 2．鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中，水对鱼的作用力方向合理的是 (　　) 答案：D 解析：鱼在水中沿直线水平向左加速游动过程中，其加速度水平向左，根据牛顿第二定律可知鱼所受合外力水平向左，又因为鱼只受竖直向下的重力和方向不确定的水对鱼的作用力，由平行四边形定则可得水对鱼的作用力指向左上方，故D正确。 3．如图所示，两根完全相同的轻弹簧下端挂一个质量为m的小球，小球与地面间用一竖直细线相连，系统平衡。已知两轻弹簧之间的夹角是120°，且两轻弹簧产生的弹力大小均为3mg，则剪断细线的瞬间，小球的加速度是 (　　) A．a＝3g，方向竖直向上 B．a＝3g，方向竖直向下 C．a＝2g，方向竖直向上 D．a＝2g，方向竖直向下 答案：C 解析：两轻弹簧弹力的合力为3mg，方向竖直向上，由平衡条件知，小球所受合外力为零，则细线拉力为2mg；剪断细线的瞬间，弹簧弹力没发生变化，小球所受合外力为2mg，方向竖直向上，其加速度为a＝2g，方向竖直向上，C正确。 4．质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行距离s，如果在盒中填满油泥，使它的总质量变为2m，再使其以初速度v0沿同一水平面滑行，则它滑行的最大距离为 (　　) A． B．2s C． D．s 答案：D 解析：设金属盒与水平面间的动摩擦因数为μ，未装油泥时的加速度大小为a，装油泥时的加速度大小为a′，滑行的最大距离为s′，未装油泥时，根据牛顿第二定律有μmg＝ma　①，根据匀变速直线运动规律有v＝2as　②，装满油泥后，根据牛顿第二定律有μ·2mg＝2ma′　③，根据匀变速直线运动规律有v＝2a′s′　④，联立①②③④可得s′＝s，故选D。 5．一体重500 N的同学站在体重计上，下蹲过程中体重计示数如图，则此同学 (　　) A．1 s末处于失重状态 B．2 s末加速度方向向上 C．3 s末加速度方向向下 D．4 s末处于超重状态 答案：A 解析：该同学的重力是500 N，体重计的示数为该同学受到的支持力的大小，当体重计的示数大于500 N时，该同学处于超重状态，加速度方向向上，当体重计的示数小于500 N时，该同学处于失重状态，加速度方向向下，所以该同学在1 s末、2 s末、4 s末均处于失重状态，加速度方向向下，3 s末处于超重状态，加速度方向向上，A正确，B、C、D错误。 6．在初中我们学过压强这个物理量，把物体受力的大小跟受力面积之比叫作压强，单位是帕斯卡。如果用基本物理量的单位表示帕斯卡，下列单位正确的是 (　　) A．N/m2 B．kg·m2/s2 C．kg/(m·s2) D．kg·s2/m 答案：C 解析：根据压强的定义可知p＝，面积的单位为m2，力的单位为N。根据牛顿第二定律F＝ma可知1 N＝1 kg·m/s2，则1 Pa＝＝1 kg/(m·s2)，故选C。 7．一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示。在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体的速度为零，然后被弹回。则下列说法中正确的是 (　　) A．物体在A点的速率最大 B．物体由A点到B点做的是匀减速运动 C．物体在B点时所受合外力为零 D．物体由A下降到B，以及由B上升到A的过程中，速率都是先增大后减小 答案：D 解析：物体在A点时只受重力作用，仍向下加速，故A错误；由A点向下运动到B点的过程中，弹簧弹力逐渐增大，合外力先向下逐渐减小，后向上逐渐增大，所以物体先加速后减速，故B错误；物体能从B点被弹回，说明物体在B点受到的合外力不为零，故C错误；物体由B上升到A的过程中，合外力先向上后向下，方向与运动方向先相同后相反，也是先加速后减速，D正确。 8．放置于固定光滑斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上做直线运动。拉力F和物块速度v随时间t变化的图像如图所示，g取10 m/s2，则 (　　) A．第1 s内物块受到的合外力为5.5 N B．物块的质量为1 kg C．斜面倾角为30° D．若第3 s末撤去拉力F，物块停止运动前的加速度大小为5 m/s2 答案：BCD 解析：由题图乙可知，在0～1 s内物块做匀加速直线运动，加速度大小a＝ m/s2＝0.5 m/s2　①，设斜面倾角为θ，物块质量为m，由牛顿第二定律，结合题图甲得物块所受合外力大小F合＝F1－mg sin θ＝ma　②，故F合<F1＝5.5 N，在1～3 s内物块做匀速直线运动，有F2＝mg sin θ＝5 N　③，由①②③得m＝1 kg，θ＝30°，撤去拉力F后，物块停止运动前的加速度大小a′＝g sin θ＝5 m/s2，故B、C、D正确，A错误。 9．如图所示，一条水平传送带以速度v0逆时针匀速转动，现有一物体以速度v1向右冲上传送带，若物体与传送带间的动摩擦因数恒定，规定向右为正方向，则物体在传送带上滑动时的速度随时间变化的图像可能是下图中的 (　　) 答案：BC 解析：物体刚冲上传送带时，在传送带上受到重力、传送带的支持力和摩擦力作用，由于摩擦力的方向与初速度方向相反，所以物体先向右做匀减速直线运动，若物体的初速度v1足够大，则物体在速度减小到0前，已经滑出传送带右端，B正确。若物体的初速度v1比较小，则物体在速度减小到0时，仍未滑到传送带右端，即物体的速度等于0时，仍然在传送带上，由于传送带向左运动，物体在传送带上受到向左的摩擦力，将向左做加速运动，由运动的对称性可知，若传送带的速度v0大于物体冲上传送带的速度v1，则物体一直加速，返回到出发点时的速度大小仍然等于v1；若传送带的速度v0小于物体冲上传送带的速度v1，则当物体的速度与传送带的速度相等后，物体以传送带的速度随传送带一起做匀速直线运动，C正确，A、D错误。 10．如图，A、B两个物体相互接触，但并不粘合，静止放置在光滑水平面上，已知mA＝4 kg，mB＝6 kg。从t＝0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为：FA＝(8－2t) N，FB＝(2＋2t) N。则 (　　) A．t＝0时，A物体的加速度为2 m/s2 B．t＝0时，A、B之间的相互作用力为4 N C．t＝3 s时，A、B的速度均为3 m/s D．A、B分离时的速度为2 m/s 答案：BD 解析：由题意知，A物体所受推力逐渐减小，B物体所受拉力逐渐增大，A、B间的相互作用力逐渐减小，当二者之间的相互作用力恰好为0时开始分离，此时二者的加速度相同，根据牛顿第二定律有＝，即＝，解得t＝2 s，由于FA＋FB＝10 N，故分离前A、B两物体一起向右做匀加速运动，加速度大小为a＝＝1 m/s2，则t＝2 s，A、B分离时的速度大小为v＝at＝2 m/s，故A错误，D正确；设t＝0时A、B之间的相互作用力为F，对B根据牛顿第二定律可得F＋FB＝mBa，解得F＝4 N，故B正确；t＝2 s二者分离后，B的加速度增大，A的加速度减小，则t＝3 s时A、B的速度不相等，故C错误。 第Ⅱ卷(非选择题，共50分) 二、实验题(本题共2小题，共14分) 11．(6分)如图甲为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。 (1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________________，用DIS测小车的加速度。 (2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据画出a­F关系图线如图乙所示。 ①分析此图线的OA段可得出的实验结论是______________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。 ②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________。 A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态 C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大 答案：(1)小车的质量　小车受到的合外力 (2)①质量一定时，加速度与合外力成正比　②C 解析：(1)研究加速度和力的关系时，应保持小车的质量不变。平衡摩擦力后，用钩码所受的重力作为小车受到的合外力。 (2)①图线OA段为过原点的倾斜直线，可知a与F成正比，即质量一定时，加速度与合外力成正比。 ②设钩码的质量为m1，小车的质量为m2，由牛顿第二定律有m1g－T＝m1a，T＝m2a，解得小车所受合外力即细线拉力T＝＝。当m1≪m2时，可认为小车所受合外力T等于钩码的重力F，a与F成正比，如果所挂钩码的总质量太大，则小车受到的合外力T小于钩码的重力F，实验误差较大，a­F图线明显偏离直线，故C正确。 12．(8分)某物理兴趣小组的同学用如图1所示的装置完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。实验中，细绳通过力传感器与小车相连，可以从传感器的电子显示屏上读出拉力的大小。 (1)下列实验要求正确的是________(填选项序号)。 A．定滑轮与小车之间的细绳必须与木板平行 B．实验中需要测出砂桶(连同砂粒)的质量 C．木板的一侧垫高，是为了平衡摩擦力及其他阻力 D．实验中应该先释放小车，然后再接通打点计时器的电源 (2)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足砂桶连同砂粒的总质量远小于小车连同车内砝码的总质量。 (3)实验中使用频率为50 Hz的交流电源，通过打点计时器打出的纸带测量小车的加速度大小，其中一条清晰的纸带如图2所示，在纸带上确定了五个计数点A、B、C、D、E，相邻计数点间的距离已标在图上，每两个相邻的计数点之间还有两个计时点未画出，则小车的加速度为________ m/s2(结果保留三位有效数字)。 (4)实验中先保持小车与车内砝码的总质量不变，改变砂桶与桶内砂粒的总质量，通过力传感器测出绳的拉力F的大小与对应加速度a的大小，作出a­F图像，发现a与F成正比。再保持绳的拉力大小不变，改变小车内砝码的数量，从而改变小车及车内砝码的总质量，测出小车及车内砝码的总质量m与对应加速度a的大小，作出a­m图像如图3所示，通过图线________(选填“能”或“不能”)直接判断出a与m的关系，原因是__________________ ______________________。 答案：(1)AC　(2)不需要　(3)1.97 (4)不能　通过图像中的曲线无法判断是反比例函数曲线 解析：(1)为保证小车在运动过程中受到的合力等于力传感器所测拉力，细绳与木板需要平行，故A正确；实验中小车所受拉力可由力传感器测出，不需要测量砂粒和砂桶的总质量，故B错误；为了使力传感器测量的力等于小车所受合力，应将木板的一侧垫高，以平衡摩擦力及其他阻力，故C正确；实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车，故D错误。 (2)实验中绳的拉力可由力传感器测出，不需要保证砂桶连同砂粒的总质量远小于小车连同车内砝码的总质量。 (3)由题意可得相邻计数点间的时间间隔为T＝3×＝0.06 s，由逐差法可得小车的加速度为a＝＝＝1.97 m/s2。 (4)通过题图3的a­m图像中的曲线无法判断其是否为反比例函数曲线，故无法准确得到加速度与质量成反比的结论。 三、计算题(本题共3小题，共36分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13．(8分)一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA＝5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40 N，如图所示，g取10 m/s2，求此时人对地板的压力。 答案：400 N，方向竖直向下 解析：设电梯的加速度大小为a，以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选竖直向下为正方向，由牛顿第二定律可得 mAg－T＝mAa 所以a＝＝ m/s2＝2 m/s2 故升降机以2 m/s2的加速度向上做匀减速运动。 再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力N。由牛顿第二定律可得 m人g－N＝m人a 所以N＝m人g－m人a＝50×(10－2) N＝400 N 由牛顿第三定律可知，人对地板的压力大小为400 N，方向竖直向下。 14．(12分)如图所示，一小轿车从高为10 m、倾角为37°的斜坡顶端由静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时平滑进入一水平面，在距斜坡底端115 m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103 N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104 N，小轿车的质量为2 t，小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求： (1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度大小； (2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置) 答案：(1)10 m/s　(2)5 s 解析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二运动定律得F1＋mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma1 代入数据得小轿车的加速度a1＝3 m/s2 由v＝2a1s1，其中s1＝ 联立解得小轿车行驶至斜坡底端时的速度大小v1＝10 m/s。 (2)小轿车在水平地面上加速时，由牛顿第二定律得F2－μmg＝ma2 解得小轿车在水平地面上加速时的加速度大小a2＝＝2 m/s2 关闭油门后减速时，由牛顿第二定律得 －μmg＝ma3 解得小轿车在水平面关闭油门后的加速度大小a3＝＝－5 m/s2 设关闭油门时小轿车的速度为v2，若小轿车恰不掉入池塘，有＋＝s2 代入数据得v2＝20 m/s 由速度关系可得v2＝v1＋a2t 则小轿车在水平地面上加速的时间不能超过t＝5 s。 15．(16分)如图，光滑水平面上静置一长木板A，质量M＝4 kg，A的最前端放一小物块B(可视为质点)，质量m＝1 kg，A与B间动摩擦因数μ＝0.2。现对木板A施加一水平向右的拉力F，取g＝10 m/s2。 (1)若拉力F1＝5 N，A、B一起加速运动，求A对B的静摩擦力f的大小和方向； (2)为保证A、B一起加速运动而不发生相对滑动，求拉力的最大值Fm(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)； (3)若拉力F2＝14 N，在力F2作用t＝1 s后撤去，要使物块B不从长木板A上滑下，求木板的最小长度L。 答案：(1)1 N　方向水平向右　(2)10 N (3)0.7 m 解析：(1)对A、B整体分析，由牛顿第二定律得F1＝(M＋m)a1 对B，由牛顿第二定律得f＝ma1 联立解得f＝1 N，方向水平向右。 (2)当A、B恰好不发生相对滑动时，拉力有最大值Fm。 由牛顿第二定律，对A、B整体有 Fm＝(M＋m)a2 对B有μmg＝ma2 联立解得Fm＝10 N。 (3)因为F2＞Fm，所以A、B间发生了相对滑动，物块B的加速度为a2＝μg＝2 m/s2 设木板A的加速度为a3，则F2－μmg＝Ma3 解得a3＝3 m/s2 t＝1 s末A的速度为vA＝a3t＝3 m/s B的速度为vB＝a2t＝2 m/s 1 s内A、B的相对位移为 Δl1＝t＝0.5 m 设撤去F2后A的加速度大小为a4，再经过时间t′ A、B共速，对A由牛顿第二定律有 －μmg＝Ma4， 可得a4＝－0.5 m/s2 共速时有vA＋a4t′＝vB＋a2t′ 解得t′＝0.4 s 撤去F2后A、B的相对位移为 Δl2＝t′＝0.2 m 则为使物块B不从长木板A上滑下，木板的最小长度为L＝Δl1＋Δl2＝0.7 m。 1 学科网（北京）股份有限公司 $