寒假作业04 牛顿运动定律 单元巩固分层练习-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

寒假作业04 牛顿运动定律 单元巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．小球做自由落体运动时，速度不断增大，惯性变大 B．小球在做自由落体运动时完全失重，惯性不存在了 C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力 D．物体的惯性仅与质量有关，质量越大的物体惯性越大 2．某同学用图示装置探究加速度与物体受力、质量的关系。完成平衡摩擦力的操作后，不慎将垫片向右移动了一段距离而未发现，其余操作均正确。他描绘出来的图像可能是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，甲是1996年在地球上空测定火箭组质量的实验情景，其实验原理如图乙所示。实验时，用双子星号宇宙飞船，去接触正在轨道上运行的火箭组（发动机已熄火）。接触后，开动飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速。推进器的平均推力，推进器开动时间为，测出飞船和火箭组的速度变化是，则火箭组的质量最接近（　　） A． B． C． D． 4．在国际单位制中，力学的三个基本单位是 A．牛、米/秒、米/秒2 B．长度、质量、时间 C．牛顿、千克、秒 D．秒、千克、米 5．关于作用力与反作用力，下列说法正确的是（ ） ①作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，因而合力为零 ②作用力与反作用力是同一性质的力 ③因为地球质量大于物体质量，所以地球对物体的作用力大于物体对地球的反作用力 ④作用力与反作用力是同时产生，同时消失 A．①② B．③④ C．②④ D．①③ 6．质量为和的两个物体，由静止从同一高度下降，运动中所受空气阻力分别是和，如果物体先落到地面，那是因为（    ） A． B． C． D．以上说法均不对 7．站在电梯里的人处于失重状态，此时电梯可能正在（　　） A．匀速上升 B．匀速下降 C．减速下降 D．加速下降 8．如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F．木块在长木板上滑行，而长木板保持静止状态．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则( ) A．μ1>μ2 B．μ1<μ2 C．若改变F的大小，当F>μ1(m1＋m2)g时，长木板将开始运动 D．若将F作用于长木板，当F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动 分层二：能力提升练 二、多选题 9．下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是（　　） A．地球自西向东自转，你向上跳起来后，还会落到原地 B．物体惯性大小与物体的运动状态有关 C．安全带的作用是防止人在汽车刹车时由于惯性而发生危险 D．有的同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力 10．甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合力的关系的实验时（使用下图所示的装置），设小车和车上砝码的总质量为M，小盘及盘中砝码的总质量为m，分别得出如图中甲、乙、丙、丁四个图像，其中甲、乙、丙是a—F图像，丁是图像，则下列说法正确的是（　　） A．甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m B．丙和丁没有把握好实验条件M远大于m C．甲中长木板的倾角太小，乙中长木板的倾角太大 D．甲、乙、丙三位同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作 11．一物体重为40 N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝10N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是（g取10 m/s2 ）（　　） A．1N B．10N C．15N D．20 N 12．下列有关力学单位制的说法中正确的是(    ) A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制，不能采用其他单位 B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度 C．力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米和秒 D．单位制中的导出单位可以用基本单位来表示 三、填空题 13．如图所示，一根质量不计的轻弹簧上端固定在天花板上，下端与一重力为G的托盘连接，托盘中有一个重为2G的砝码。当托盘静止时，弹簧的伸长量为L。现将托盘向下拉，弹簧又伸长了L（未超过弹簧的弹性限度），然后使托盘由静止释放，则刚释放托盘时，砝码对托盘的作用力大小等于 。 14．如图所示，将质量为M的木块A置于的水平面上，通过定滑轮，用不可伸长的轻绳与质量为m的木块B连接。不计一切摩擦。在木块B的重力作用下，绳子一直处于拉直状态， A、B分别向右和向下做加速运动。重力加速度为g。此时木块B运动的加速度a = ；绳上的拉力T = 。 15．质量为的人站在电梯内，随电梯上升，电梯运动的图像如图所示，则在内电梯的加速度大小为 ，人对电梯的压力为 N，已知重力加速度g取。 四、解答题 16．如图所示，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都相同。用大小为F的水平外力推动物块P，求R和Q之间相互作用力F1与Q与P之间相互作用力F2大小之比k（m和F均为未知量）？ 17．一辆正在水平路面行驶的汽车，车内侧壁某等高处固定有两个相距8cm的光滑小挂钩A、B，现有一用轻质且不可伸长的细绳拴住的挂件饰品挂在两挂钩上，其情景可简化如图所示，挂件C质量为mC=200g。当汽车匀速运动时，挂绳恰好形成正三角形，如图一所示，忽略挂钩大小，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2） (1)此时绳中拉力的大小； (2)当汽车匀加速运动时，BC呈竖直状态，如图二所示，求此状态下绳中拉力的大小和汽车的加速度大小？ 18．在升降电梯的水平地板上放一电子秤，如图甲所示，某同学站在电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为。时刻电梯由静止开始下降，时间内电子秤示数随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，求： (1)内加速度的大小和方向； (2)内下降的位移大小； 19．小李同学为了参加学校组织的科技周活动，改进了“探究加速度与力、质量的关系”的装置，设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系，实验装置如图所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（未画出刹车系统）。通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小。 实验次数 小车 拉力 位移 1 甲 0.1 22.3 乙 0.2 43.5 2 甲 0.2 29.0 乙 0.3 43.0 3 甲 0.3 41.0 乙 0.4 55.4 (1)通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，你认为可行吗？请说明理由。 (2)已知两车质量均为，实验数据如表所示，分析表中数据，你能得出什么结论？说出你的分析过程。 (3)为了减少实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？（只需提出一个建议即可） 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 《寒假作业04 牛顿运动定律 单元巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D D C C D D AC ABCD 题号 11 12 答案 AD CD 1．D 【详解】惯性的大小只与物体的质量大小有关，质量越大，惯性越大；把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体具有惯性，保持原来的运动状态，不是受到一个向上的推力．故ABC错误，D正确． 故选D． 【点睛】惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起． 2．B 【详解】ABCD．完成平衡摩擦力的操作后，不慎将垫片向右移动了一段距离，即长木板的倾角偏小，平衡摩擦力不够，只有当拉力F达到一定数值时，小车才有一定的加速度，故a-F图像的横轴截距为正。 故选B。 3．D 【详解】飞船和火箭组整体的加速度大小为 根据牛顿第二定律有 求得 所以，M最接近。 故选D。 4．D 【详解】国际单位制中，力学的三个基本单位是长度的单位米、质量的单位千克和时间的单位秒。 故选D。 5．C 【详解】作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，因作用在两个物体上因而不能合成，①错误；作用力与反作用力是同一性质的力，故②正确；虽然地球质量大于物体质量，地球对物体的作用力仍等于物体对地球的反作用力，③错误；作用力与反作用力是同时产生，同时消失，故④正确； 综合上述分析可知，C正确，ABD错误。 故选C。 6．C 【详解】根据题意，由运动学公式，由于物体先落到地面，则物体的加速度较大，由牛顿第二定律有 可得 则有 故ABD错误，C正确。 故选C。 7．D 【详解】电梯里的人处于失重状态，加速度向下，电梯可能加速下降或减速上升。 故选D。 8．D 【详解】AB、对m1，根据牛顿运动定律有：F﹣μ1m1g=m1a，对m2，由于保持静止有：μ1m1g﹣Ff=0，Ff＜μ2（m1+m2）g，所以动摩擦因数的大小从中无法比较．故AB错误； C、改变F的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力不变，则长木板仍然保持静止．故C错误； D、若将F作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块，μ1m1g=m1a，解得a=μ1g，对整体分析，有F﹣μ2（m1+m2）g=（m1+m2）a，解得 所以当时，长木板与木块将开始相对滑动．故D正确． 9．AC 【详解】A．地球自西向东自转，你向上跳起来后，由于你具有惯性，要保持原有的运动状态，因此还会落到原地，故A正确； B．物体的惯性大小与其运动状态无关，只与物体的质量有关，质量越大，物体所具有的惯性就越大，故B错误； C．安全带的作用是防止人在汽车刹车时由于惯性而发生危险，故C正确； D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，是由于物体具有惯性，要保持原有的运动状态，而不是因为受到了向上的作用力，故D错误。 故选AC。 10．ABCD 【详解】A．若没有平衡摩擦力，或者平衡摩擦力过小，对小车和车上砝码进行分析，根据牛顿第二定律有 对小盘及盘中砝码进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 ， 当时有， 可知，在描绘图像时，在近似认为小盘及盘中砝码的重力等于细绳的拉力时，a与F成线性关系，所以甲、乙和丙较好地把握了实验条件M远远大于m，只是甲没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力过小，乙平衡摩擦力过多，导致图像没有经过坐标原点，但甲和乙较好地把握了实验条件M远大于m，故A正确； B．丙、丁图像中，图像发生了弯曲，表明丙和丁没有把握好实验条件M远大于m，故B正确； C．结合上述可知，甲图中，在拉力较小时，加速度仍然为0，表明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力过小，即甲中长木板的倾角太小，乙图中，在拉力为0时，小车已经有一定的加速度，表明平衡摩擦力过大，即乙中长木板的倾角太大，故C正确； D．结合上述可知，甲同学没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力过小，乙同学平衡摩擦力过大，丙、丁图像均经过坐标原点，表明丙、丁同学均较好地完成了平衡摩擦力的操作，综合上述可知，甲、乙、丙三位同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作，故D正确。 故选ABCD。 11．AD 【详解】若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得 解得 此时有 若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得 解得 此时有 故选AD。 12．CD 【详解】A．在有关力学的分析和计算中，可以采用任何一种单位制，只要单位统一即可，但是为了方便，常常采用国际单位制，所以A错误； BC．在力学单位制中，选用长度、质量和时间三个物理量作为基本单位的物理量，相对应的单位是米、千克和秒，所以B错误，C正确； D．按照单位制的概念，导出单位都可以用基本单位来表达，如，所以D正确． 故选CD。 13．4G 【详解】[1]设弹簧劲度系数为k，设砝码质量为2m，则托盘质量为m，托盘静止，弹簧伸长L时，以托盘及砝码整体为研究对象，受力平衡，有 kL=3mg 伸长2L时，释放瞬间，以整体为研究对象，由牛顿第二定律得 2kL-3mg=3ma 解得 a=g 隔离砝码为研究对象，则 N-2mg=2ma 解得 N=4mg 据牛顿第三定律，砝码对托盘的作用力为4mg，即4G。 14． 【详解】[1]对A、B整体由牛顿第二定律得 解得 [2]对B由牛顿第二定律得 解得 15． 0.5 630 【详解】[1] 图像斜率表示加速度，内电梯的加速度大小 [2]人受到电梯的支持力大小为，由牛顿第二定律得 得 由牛顿第三定律得人对电梯的压力大小 16． 【详解】把三个物体看成两部分，Q、R为一部分，R为一部分，它们具有相同的加速度a，对R由牛顿第二定律有： F1﹣μ•3mg＝3ma 同理对Q、R有： F2﹣μ•（2m+3m）g＝（2m+3m）a 由题知： 联立解得： 17．(1) N；(2)1.25N，5m/s2 【详解】（1）对图一中C受力分析，如图一所示 由几何关系知为正三角形，AC、BC与y轴的夹角为30°，绳AC，BC的拉力相等，C在平衡状态竖直方向上 得 （2）对图二C受力分析 由几何关系知 ，建立平衡方程，竖直方向 得 水平方向 得 18．(1)，竖直向下 (2) 【详解】（1）电梯静止时电子秤的示数为，说明该同学的质量为，由图乙可知，内电子秤示数为，说明此时电梯处于失重状态，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律可得 则加速度大小为 （2）内电梯加速下降的位移 内示数为，电梯匀速下降，位移 内电子秤示数为，说明此时电梯处于超重状态，加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律可得 则加速度大小为 减速下降的位移 内电梯下降的位移大小为 19．(1)可行，理由见解析 (2)在实验误差范围内，当小车质量保持不变时，加速度和外力成正比，过程见解析 (3)为了减小实验误差需调整两木板来平衡摩擦力（或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等） 【详解】（1）可行，由题意可知，两车的运动时间相等，小车由静止释放，做初速度为零的匀加速直线运动，结合位移公式 则两小车的位移之比等于两小车的加速度大小之比。 （2）分析表中数据可得到结论：在误差允许范围内，当小车的质量保持不变时，加速度和外力成正比。 在第一次实验中，它们的拉力比值为 位移的比值即加速度大小之比为 在第二次实验中，它们的拉力比值为 位移的比值即加速度大小之比为 在第三次实验中，它们的拉力比值为 位移的比值即加速度大小之比为 可知加速度和外力成正比。 （3）为了减小实验误差需要调整两木板来平衡摩擦力（或使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量等）。 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 $