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沪科版必修第一册

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．下列关于力与运动的说法正确的是（　　） A．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：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 B．亚里士多德通过对生活实际的观察，认为力是改变物体运动状态的原因 C．笛卡尔阐明了一对平衡力的大小方向关系 D．伽利略通过理想斜面实验证实了牛顿运动定律 2．质量为1kg的物体在空中由静止开始下落，某时刻物体所受的空气阻力为2N，此时物体加速度的大小为（取g=10m/s2）（　　） A．12m/s2 B．8m/s2 C．4m/s2 D．1m/s2 3．下列力学单位中，属于基本单位的是（　　） A．力的单位牛顿（N） B．时间的单位秒（s） C．速度的单位米每秒（m/s） D．加速度的单位米每二次方秒（m/s2） 4．一本书静止放置在水平桌面上，以下说法中正确的是（　　） A．书受到弹力，是由于桌子发生了形变导致的 B．桌面对书的作用力是弹力，书对桌面的作用力是重力 C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力 D．书所受的重力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力 5．如图所示为商场中常见的两种电梯，甲是扶梯，乙是直梯。某乘客分别乘坐不同的电梯上楼（乘客相对电梯静止），则当电梯都加速上升时（加速度方向如图所示），下列说法正确的是（　　） A．甲电梯上的乘客处于超重状态 B．乙电梯中的乘客处于失重状态 C．甲电梯上的乘客受到的支持力与重力平衡 D．甲、乙电梯中的乘客都受到重力、支持力和摩擦力的作用 6．一个做匀加速直线运动的物体，在运动过程中，若所受的一切外力都突然消失，则由牛顿第一定律可知，该物体将（　　） A．立即静止 B．改做匀速直线运动 C．继续做匀加速直线运动 D．改做变加速直线运动 7．如图所示，挡板OA、OB与水平方向的夹角分别为和，一光滑球静止在两挡板之间，若OB不动，撤去挡板OA瞬间，球的加速度大小为﹔若OA不动，撤去挡板OB瞬间，球的加速度大小为，则为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感觉。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下（　　） A．自由下落阶段，人处于超重状态 B．自由下落阶段，人所受合外力为零 C．制动系统启动后，人处于失重状态 D．制动系统启动后，人所受合外力向上 分层二：能力提升练 二、多选题 9．关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（　　） A．这个实验实际上是永远无法做到的 B．只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去 C．只要利用气垫导轨，实验就一定能成功 D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上 10．汽车的安全带是有效保护乘客的装置。安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图所示。在水平路面上刹车的过程中，敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a，同时顶起敏感臂，使之处于水平状态，并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。已知敏感球的质量为m，重力加速度为g，底座倾角为θ，忽略敏感球受到的摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．汽车前进的方向是向左 B．此时敏感臂对敏感球的压力大小为 C．底座倾角越小越容易触发安全带锁定 D．汽车速度越大越容易触发安全带锁定 11．若质量、长度、时间和力分别用和表示，则下列各式可能表示速度的是（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（    ） A．无论F为何值，B的加速度不会超过 B．当时，A、B都相对地面静止 C．当时，A的加速度为 D．当时，A相对B滑动 三、填空题 13．在力学范围内，国际单位制（SI）规定长度、质量、时间为三个基本量，它们的单位米（m）、千克（kg）、秒（s）为基本单位．由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度、加速度、力的单位，叫做导出单位．我们知道，力的单位是牛顿（N），请你简要说明“牛顿（N）”这个导出单位的推导过程： ． 14．亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一．但由于历史的局限性，亚里士多德的有些认识是错误的．为了证明亚里士多德的一个结论是错误的，一位科学家设计了一个理想实验，下图是这个理想实验的示意图．甲图是将两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；图乙是减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上几乎要达到原来的高度；……．由此得到推论：图丙中，在没有摩擦等阻碍时，小球将永远运动下去． 问：设计这个理想实验的科学家是 ，这个理想实验说明亚里士多德的 的结论是错误的． 15．如图所示，A、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为 60°和 45°，A，B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则 A、B 的质量之比为 ；若快速撤去弹簧，则撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为 。 四、解答题 16．在一密封的车厢内，你有办法来判断车厢是处于静止状态还是处于匀速直线运动状态吗？你有办法能判断车厢的运动是否存在加速度吗？能判断车厢加速度的方向吗？ 17．如图所示，质量m=1. 0kg的物体放在光滑水平面上，在F=3. 0N的水平恒定拉力作用下由静止开始运动，作用5秒后撤去力F，求： （1）物体在力F作用过程中加速度的大小； （2）撤去力F的瞬间，物体速度的大小； （3）5s内物体移动的距离． 18．如图所示，甲、乙两小球（视为质点）用轻质细线连接，分别套在竖直、倾斜固定放置的硬直杆上，两杆的夹角为53°，用两个竖直向上的拉力分别同时作用在甲、乙上，使两小球处于静止状态，细线正好水平，倾斜杆对乙的弹力大小为，重力加速度为，不计摩擦，，求： （1）甲、乙两球的质量； （2）甲对竖直杆的弹力。 19．如图所示，煤矿有一传送带与地面夹角，从A到B的长度达到了，传送带以的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为，煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知，，，求： （1）若传送带逆时针运转的速度可以调节，煤块从A点到达B点的最短时间（结果用根号表示）； （2）煤块从A到B的时间； （3）煤块从A到B的过程中，传送带上形成痕迹的长度。 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 A B B A A B B D AD BC 题号 11 12 答案 BD ACD 1．A 【详解】A．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：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，故A正确； B．亚里士多德通过对生活实际的观察，认为力是维持物体运动状态的原因，故B错误； C．笛卡尔发展了运动相对性的思想，但并没有阐明一对平衡力的大小方向关系，故C错误； D．伽利略通过理想斜面实验为牛顿运动定律奠定了基础，牛顿第一定律无法通过实验证实，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】据牛顿第二定律可得 解得物体加速度的大小为 a=8m/s2 故选B。 3．B 【详解】A．力的单位是牛顿，由牛顿第二定律 可得 所以，牛顿是导出单位，不是基本单位，故A错误； B．在力学范围内，国际单位制中的基本单位是：米，秒，千克，故B正确； CD．由国际基本单位组成的都是国际单位，所以米每秒、米每二次方秒都是国际单位，但是导出单位，不是基本单位，故CD错误。 故选B。 4．A 【详解】A．根据弹力的定义可知，弹力是施力物体由于要恢复弹性形变对受力物体施加了力，A正确； BC．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是作用力和反作用力，性质是相同的，BC错误； D．书静止放置在水平桌面上，故书所受的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力，D错误。 故选A。 5．A 【详解】将甲电梯上的乘客的加速度沿水平方向和竖直方向分解，得到竖直向上的分加速度和水平向左的分加速度，故乘客处于超重状态，所受支持力大于重力，受到重力、支持力和摩擦力的作用；乙电梯中的乘客加速度竖直向上，处于失重状态，只受到重力、支持力的作用。 故选A。 6．B 【详解】根据牛顿第一定律可知，一切物体总保持原来匀速直线运动状态或静止状态，除非有力来改变这种状态，所以当物体所受的一切外力都突然消失时，物体之后的运动状态将保持不变，将以该时刻的瞬时速度做匀速直线运动。 故选B。 7．B 【详解】OB不动，撤去挡板OA瞬间，对球进行分析，根据牛顿第二定律有 OA不动，撤去挡板OB瞬间，对球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 故选B。 8．D 【详解】自由下落阶段，人做自由落体运动，处于失重状态，只受重力作用，合力不为0，制动后，做向下的减速运动，则物体处于超重状态，合外力向上。 故选D。 9．AD 【详解】A．没有摩擦是不存在的，这个实验实际上是永远无法做到的，故A正确； B．“只要接触面相当光滑”不是光滑，物体还是受到摩擦力的作用，物体在水平面上就不能匀速运动下去，故B错误； C．若使用气垫导轨进行理想实验，可以提高实验精度，但是仍然存在摩擦力及空气阻力，故C错误； D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，故D正确。 故选AD。 【点睛】伽利略的“理想实验”是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶。 10．BC 【详解】A．敏感球受到竖直向下的重力、敏感臂竖直向下的压力和垂直于斜面向上的支持力，根据受力可知，敏感球所受外力的合力方向水平向左，即加速度方向水平向左，汽车和敏感球加速度相同，此时汽车处于刹车状态，即做减速运动，故运动方向与加速度方向相反，即车前进的方向是向右，故A错误； B．结合上述，根据牛顿第二定律有， 解得，故B正确； C．结合上述可知，底座的倾角越小，越大，越容易触发安全带锁定，故C正确； D．结合上述可知，速度大小与触发安全带锁定无关，故D错误。 故选BC。 11．BD 【详解】A．的量纲为，不是速度单位，A错误； B．的量纲为，是速度单位，B正确； C．的量纲为，不是速度单位，C错误； D．的量纲为，是速度单位，D正确。 故选BD。 12．ACD 【详解】AB之间的最大静摩擦力为 fmax=μmAg=2μmg B与地面间的最大静摩擦力为 f′max=μ（mA+mB）g=μmg AB发生滑动的加速度为 故要A、B发生相等滑动的拉力F最小为F F-f′max=（m+2m）a 所以 F=μmg A.由上分析知无论F为何值，B的加速度不会超过μg，故A正确； B.当，A、B相对静止一起相右加速运动，故B错误； C.当，A、B相对静止一起相右加速运动，由牛顿第二定律有 得 故C正确； D.由上分析知当，A相对B滑动，故D正确。 故选ACD。 13．见解析 【详解】由，则力F的单位是牛顿（N），质量的单位是kg，加速度的单位是m/s2，故当质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度时，物体受到的力就是1N，即 14． 伽利略 力是维持物体运动的原因 【详解】[1][2] 设计这个理想实验的科学家是伽利略，这个理想实验说明亚里士多德的力是维持物体运动的原因的结论是错误的． 15． ：1 1： 【详解】[1]系统静止时，对A、B两个物体分别进行受力分析，如图所示 A、B所受弹簧弹力大小相等，设为F，对物体A，根据平衡条件有 解得 对物体B，有 解得 则可得 [2]快速撤去弹簧的瞬间，A物体的合力为 B物体的合力为 加速度大小为 则可得 16．见解析 【详解】车厢处于受力平衡状态时，将处于静止或匀速直线运动状态，故在封闭的车厢中，不能判断车厢是处于静止状态还是匀速直线运动状态； 如果车厢做匀变速直线运动，存在加速度，可以竖直向上跳起，根据落点位置，判断车厢是否存在加速度及其方向，车如果加速，人相对滞后，人将落在跳起点的后方，车如果减速，人相对超前，人将落在跳起点的前方。 17．（1）（2）（3） 【分析】根据牛顿第二定律求解加速度，根据速度与时间关系、位移与时间关系进行求解即可； 【详解】（1）根据牛顿第二定律可知：，则代入数据可以得到：； （2）根据速度与时间关系可知：，则代入数据可以得到：； （3）根据位移与时间关系可知：，则代入数据可以得到：． 【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道物体在整个过程中的运动规律，以及知道加速度是联系力学和运动学的桥梁． 18．（1）， ；（2） 【详解】（1）分析可知倾斜杆对乙的弹力的方向垂直杆向下，对甲受力分析，竖直方向由二力平衡可得 由整体法可得 解得 ， （2）设细线的拉力大小为，对乙，由三力平衡的矢量三角形可得 设竖直杆对甲的弹力为，对甲在水平方向由二力平衡可得 由牛顿第三定律可得小球对竖直杆的弹力为 解得 19．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由于传送带逆时针的速度可以调节，则煤块从A到B一直加速运动的情况下用时最短。根据牛顿第二定律有 解得 匀加速阶段的位移为传送带的长度，根据运动学公式有 解得 （2）刚放上煤块时有 则 设煤块与传送带共速的时间为，则有 解得 加速位移为 由于 煤块继续加速，根据牛顿第二定律有 解得 根据位移公式可得 解得 ，（舍） 所以煤块从A到B的时间为 （3）以加速度加速过程中，煤块的位移为 传送带的位移为 相对滑动的位移为 以加速度加速过程中，煤块的位移为 传送带的位移为 相对滑动的位移为 由于，所以传送带上形成的痕迹长度为 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 $