第四章 牛顿运动定律 单元分层练习 -2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

第四章 牛顿运动定律 单元分层练习 分层一：基础夯实 一、单选题 1．在下列各种情况中，物体运动状态不发生变化的是（    ） A．战斗机在空中匀速盘旋 B．标枪被投掷出去后的运动 C．降落伞在空中匀速下落 D．博尔特在百米比赛中的运动 2．实验“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，用该装置研究小车的加速度a与质量M的关系时，下列说法中错误的是（    ） A．实验时，应先接通电源，再释放小车 B．打点计时器应接在学生电源的直流输出端 C．在探究加速度a与质量M的关系时，应保证小车的合力大小不变 D．在探究加速度a与质量M的关系时，为了直观判断二者间的关系，作出a－图象 3．关于运动和力的说法中正确的是（　　） A．合外力等于零时，物体的加速度一定等于零 B．合外力不等于零时，物体的速度一定不等于零 C．合外力等于零时，物体的速度一定等于零 D．合外力越大，物体的速度一定越大 4．冬天的北方，人们常用狗拉雪橇，如图所示，一条狗用水平拉力拉着雪橇在雪面上加速前进。关于狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力，下列说法正确的是 A．狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力是一对相互作用力，大小始终相等 B．狗拉雪橇加速前进，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力 C．狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力是一对平衡力，大小始终相等 D．只有狗拉雪橇匀速前进，狗拉雪橇的力才等于雪橇拉狗的力 5．小车从一斜面下滑，受到恒定阻力，下列v-t图中能正确反映小车的运动情况是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，A、B两物体叠放在一起，某瞬间将它们一起上抛，关于下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　） A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零 B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力 C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力 D．上升过程A处于超重状态 7．在下列选项中,都属于国际单位中基本单位的是( ) A．kg、N、m B．千克、米、m/s2 C．m   s  千克 D．N、克、米 8．下列有关物理公式的说法正确的是（　　） A．由速度公式可得，v与成正比，与成反比 B．由加速度公式可得，a与成正比，与成反比 C．由加速度公式可得，a与F成正比，与m成反比 D．由胡克定律可得，则k与F成正比，与x成反比 分层二：能力提升 二、多选题 9．如图所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有（　　） A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2 B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1 C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2 D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x1 10．如图所示，两个质量分别为kg、kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为N、N的水平拉力分别作用在、上，则（　　）    A．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是25N B．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是15N C．在突然撤去的瞬间，的加速度大小为25 D．在突然撤去的瞬间，的加速度大小为7.5 11．下列说法正确的是（　　） A．伽利略设计了图甲所示的斜面实验，得出了力不是维持物体运动的原因 B．伽利略使用图乙所示斜面进行实验，证实了小球沿斜面滚下是匀加速直线运动且加速度大小由斜面倾角和小球质量决定 C．丙图中鸡蛋碰石头，鸡蛋破了，而石头丝毫无损，说明石头对鸡蛋的作用力大，而鸡蛋对石头的作用力小 D．丁图中某同学为了取出羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，是为了利用羽毛球的惯性使羽毛球从球筒的上端出来 12．质量不相等的两物块A和B，其质量分别为M和m，置于粗糙水平面上，动摩擦因数相同，如图所示。当用水平恒力F作用于物块A左端，两物块一起加速运动时，A、B间的作用力大小为N1。当用水平恒力F作用于物块B右端，两物块一起加速运动时，A、B间的作用力大小为N2，则（   ） A．两次物体运动的加速度大小相等 B．N1＋N2 < F C．N1 > N2 D．N1∶N2 = m∶M 三、填空题 13．牛顿第 定律（选填“一”、“二”或“三”）揭示了惯性这一物体属性，物体的惯性大小仅和物体的 有关。 14．某人在以加速度的匀减速下降的升降机中最多能举起80kg的物体，则此人在地面上最多可举起 kg的物体。（g=10m／s2） 15．在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，在满足实验条件的前提下某同学做出的的关系图线如图所示。从图像中可以看出，作用在物体上的恒力F= N。当物体的质量为2.5kg时，它的加速度为 m/s2。 四、解答题 16．一次小明在做物理作业时，推导出某物体运动时的位移x，初速度v0 ，加速度a和时间t之间有下面的关系：x＝v0t2＋at3，小明以为发现了一条新的运动规律，高兴地拿去给老师看．老师一看，立即遗憾地告诉他，这个公式是错误的！不可能有满足这个公式的运动．聪明的同学，你能很快看出该式的错误吗？ 17．如图所示，在台秤的托盘上放一底面粗糙、倾角为θ的斜面体，质量为M，斜面上放一个质量为m的物体。如果斜面光滑，求物体从斜面上滑下过程中台秤的读数。 18．如图所示，一旅客用的力拉着质量为的行李箱沿水平地面运动。已知拉力与水平方向的夹角，从静止开始经时行李箱移动的直线距离。若行李箱可看作质点，空气阻力不计，重力加速度取。求： （1）在拉动过程中，行李箱的加速度的大小； （2）在拉动过程中，地面对行李箱的阻力的大小； （3）保持拉力方向不变，当至少增大到多少时，行李箱会离开地面“飘”起来。 19．如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为m，A、B的质量都为，与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： (1)未拉A时，B受到C作用力的大小F； (2)A所受滑动摩擦力的大小； (3)动摩擦因数的最小值μmin。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第四章 牛顿运动定律 单元分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A A C A C C AD AC 题号 11 12 答案 AD AD 1．C 【详解】A．战斗机在空中匀速盘旋，速度的方向不断变化，则运动状态发生了变化，A不符合题意； B．扔出去的标枪在空中运动，运动速度和方向都在不断变化，运动状态发生了变化，B不符合题意； C．匀速下落的降落伞，其速度和方向都没变化，运动状态不变，C符合题意； D．博尔特在百米比赛中的运动，其运动速度越来越快，运动状态发生了变化，D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．实验时应先接通电源，然后再释放小车，故A正确； B．电磁打点计时器应接电源的低压交流输出端，故B错误； CD．在探究加速度a与质量M的关系时，应控制小车的合力不变，改变小车的质量M，要直观的反映这两个量之间的关系时，可以通过作图来解决，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象，故CD正确。 本题选错误的，故选B。 3．A 【详解】A．根据牛顿第二定律知，，合外力等于零，则物体的加速度等于零，故A正确； B．合外力不为零，加速度不为零，但是速度仍然可以为零，故B错误； C．合外力等于零，加速度为零，速度不一定为零，故C错误； D．合外力越大，加速度越大，速度变化快，但是速度不一定大，故D错误。 故选A。 4．A 【详解】ABD．狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力是一对相互作用力，不论做何种运动，大小始终相等、方向相反，故A正确，BD错误； C．狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力是由于相互作用而产生的两个力，作用在两个物体上，不是一对平衡力，故C错误。 故选A。 5．C 【详解】 小车从斜面下滑，受到恒定的阻力，根据牛顿第二定律可知，小车的加速度一定，因此小车沿斜面下滑时做初速度为零的匀加速直线运动，在v﹣t图像中倾斜的直线表示匀变速直线运动，可知能正确反应小车的运动情况是C图。 故选C。 6．A 【详解】ABC．以A、B整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下。再以A为研究对象：因加速度为g，方向竖直向下，由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，即A和B之间没有作用力。故A正确，BC错误； D．由于A和B在上升和下降过程中仅受重力，加速度为g，所以上升和下降过程中A物体和B物体一直处于完全失重状态。故D错误。 故选A。 7．C 【详解】A．N是国际单位制中的导出单位，kg、m是基本单位．故A错误； B．m/s2是国际单位制中的导出单位，千克、米是基本单位．故B错误； C．m、s、千克都是国际单位制中的基本单位，故C正确； D．N是国际单位制中的导出单位，克不是国际单位，米是基本单位．故D错误． 故选C. 8．C 【详解】 A．速度公式是速度的定义式，速度与位移和时间无关，故A错误； B．加速度公式是加速度的定义式，加速度与以及无关，故B错误； C．加速度公式是加速度的决定式，a与F成正比，与m成反比，故C正确； D．劲度系数由弹簧自身决定与弹力和形变量无关，故D错误。 故选C。 9．AD 【分析】小车做初速度为零的匀加速运动，由牛顿第二定律求出加速度、由匀变速运动的位移公式可以分析答题。 【详解】AB．当m1＝m2、F1＝2F2时，由F＝ma可知 a1＝2a2由x＝at2可得 x1＝2x2故A正确，B错误； CD．当m1＝2m2、F1＝F2时 a1＝a2由x＝at2可得 x2＝2x1故C错误，D正确； 故选AD。 【点睛】应用牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题，注意两小车的运动时间相等。 10．AC 【详解】AB．系统运动稳定时，对整体运用牛顿第二定律得 隔离对分析，有 解得 可知弹簧秤的示数是25N，故A正确，B错误； C．在突然撤去的瞬间，弹簧弹力保持不变，则的加速度大小为 故C正确； D．在突然撤去的瞬间，弹簧弹力保持不变，则的加速度大小为 故D错误。 故选AC。 11．AD 【详解】A．伽利略设计了图甲所示的斜面实验，得出了力不是维持物体运动的原因，选项A正确； B．伽利略使用图乙所示斜面进行实验，证实了小球沿斜面滚下是匀加速直线运动且加速度大小由斜面倾角决定，与小球质量无关，选项B错误； C．石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故C错误； D．一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，故D正确。 故选AD。 12．AD 【详解】AB．由题知物块A和B与水平面间动摩擦因数相同，设为μ，当用水平恒力F作用于物块A左端，两物块一起加速运动时，对A、B整体有 F－μ(m＋M)g = (m＋M)a1 对B有 N1－μmg = ma1 联立解得 ， 当用水平恒力F作用于物块B左端，两物块一起加速运动时，对A、B整体有 F－μ(m＋M)g = (m＋M)a2 对A有 N2－μMg = Ma2 联立解得 ， 则有 a1 = a2 N1＋N2 = F A正确、B错误； CD．根据选项AB分析知 ， 则当m < M时，有N1 < N2，m > M时，有N1 > N2，且 N1：N2 = m：M C错误、D正确。 故选AD。 13． 一 质量 【详解】[1][2]牛顿第一定律揭示了惯性这一物体属性，物体的惯性大小仅和物体的质量有关。 14．96 【详解】在升降机里，对物体有 解得 在地面上 则解得 15． 5 2 【详解】[1]由于图可知a-的关系图线是一条过坐标原点的直线说明物体所受的合力是定值，当物体的加速度a=2m/s2时物体的质量m=kg，根据牛顿第二定律F=ma可得作用在物体上的恒力为 F=ma=×2 N =5N [2]根据牛顿第二定律F=ma，可得 a== m/s2=2m/s2 16．见解析； 【详解】作为表示物理规律的方程，它两边的单位必须是相同的．不妨设速度、加速度、时间分别是1 m/s、1 m/s2、1 s代入x＝v0t2＋at3中得： x＝1 m/s×（1 s）2＋×1 m/s2×（1 s）3＝m·s 我们知道，位移的单位是米，可见上式中左右两边单位不同，因此，可判断公式x＝v0t2＋at3是错误的，不可能有什么运动服从它． 17． 【详解】物体沿光滑斜面下滑的加速度a=gsinθ，将加速度沿水平和竖直方向分解，ay竖直向下，物体失重在数值上等于may，又M无加速度，所以M和m组成的系统处于失重状态，总的失重等于m的失重．M对台秤的压力即台秤的读数FN=（M+m）g-may，因为ay=asinθ=gsin2θ，所以FN=（M+m）g-mgsin2θ=（M+mcos2θ）g． 18．（1）；（2）20N；（3） 【详解】（1）由运动学位移时间公式解得加速度大小为 （2）由牛顿第二定律可得 解得 （3）行李箱“飘”起来：是指地面对其支持力是零，即，对行李箱分析竖直方向受力，有 解得 可知至少增大到，行李箱会离开地面“飘”起来。 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）对C受力分析有 解得 由牛顿第三定律，B受到C的作用力大小 （2）地面对A的支持力大小恒为FN=mg不变 故A所受滑动摩擦力大小为 （3）C落地前瞬间B所受静摩擦力最大 则有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $