课时分层检测(20) 力学单位制&课时分层检测(21) 牛顿运动定律的应用-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第一册同步辅导与测试(人教版)

班级 姓名 课时分层检测（二 1.在力学范围内，国际单位制规定了三个基本 量，下列仪器所测的物理量不是基本量的是 A C 2.已知物理量入的单位为“m”、物理量v的单位 为“m/s”、物理量f的单位为“s1”,则由这三 个物理量组成的关系式，正确的是 ( B.=λf C.f=以 D.λ=vf 3.(多选)声音在某种气体中的速度表达式可 以只用气体的压强p、气体的密度·和没有 单位的比例系数k表示。根据上述情况，判 断下列关于声音在该气体中的速度的表达 式肯定错误的是 A.0=k2 C.u=k卫 D.v=k 4.轿车启动时加速度的大小是衡量轿车加速 性能的一项重要指标。近年来，一些高级轿 车设计师在关注轿车加速度的同时，提出了 一个新的概念，叫作“加速度的变化率”。用 加速度的变化率这一新概念来描述轿车加 速度随时间变化的快慢，并认为，轿车加速 度的变化率数值越小，轿车的司乘人员感觉 越舒适。在下面的四个单位中，适合做加速 度变化率的单位的是 A.m/s B.m/s2 C.m/s3 D.m/s4 5.如图所示是采用 动力学方法测量 空间站质量的原 空间站 飞船 理图，若已知飞船 质量为3.0×103kg,其推进器的平均推力 为900N,在飞船与空间站对接后，推进器工 作5s,测出飞船和空间站速度变化是 0.05m/s,则空间站的质量为 172 得分 力学单位制 A.9.0×104kg B.8.7×104kg C.6.0×104kg D.6.0×103kg 6.我们生活中的许多实际现象如果要用物理 规律严格地进行求解往往会很复杂，甚至可 能无法求解，而有些问题用量纲分析法就简 便得多。比如，鸟能够飞起来的必要条件是 空气对鸟的升力大于鸟的重力，设空气对鸟 的升力为f,它与鸟的翅膀面积S和飞行速 度。有关，另外鸟是在空气中飞行的，因而 可能与空气的密度ρ有关，人们猜测f与这 些有关因素之间的关系式为f=CSvp‘,其 中C为无量纲的常数。根据量纲分析的方 法，你认为该公式中的a、b、c应分别为 () A.a=1,b=1,c=1 B.a=1,b=2,c=1 C.a=1,b=2,c=2 D.a=2,b=2,c=2 7.为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持 必要的距离。己知某高速公路的最高限速 v=120km/h,假设前方车辆突然停止，汽车 司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车 开始减速所经历的时间（即反应时间）t= 0.50s,刹车时汽车受到的阻力大小F:为汽 车重力的0.40，则该高速公路上汽车间的安 全距离x至少为多少？重力加速度g取 10m/s2。 班级 姓名 课时分层检测（二十一）》 …0基础达标练0… 1.(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实 验中，关于补偿阻力的说法中正确的是() A.补偿阻力的本质就是使小车受到的摩擦 力为零 B.补偿阻力的本质就是使小车所受的重力沿 斜面方向的分力与所受到的阻力相平衡 C.补偿阻力的目的就是要使小车所受的合 力等于槽码通过细绳对小车施加的拉力 D.补偿阻力是否成功，可由小车拖动由打点计 时器打出的纸带上的点迹是否均匀而确定 2.纳米技术(1纳米=10-9m)是在纳米尺度 (10一9m~10-7m)范围内通过直接操纵分 子、原子或分子团使其重新排列从而形成新 物质的技术。用纳米材料研制出的一种新型 涂料喷涂在船体上能使船体在水中航行时形 成空气膜，从而使水的阻力减小一半。设 货轮的牵引力不变，喷涂纳米材料后航行加 速度比原来大了一倍，则牵引力与喷涂纳米 材料后的阻力F之间大小关系是() A.F=F B. C.F=2F D.F=3F 3.在水平的足够长的固定木板上，一小物块以 某一初速度开始滑动，经一段时间1后停止， 现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小 物块以相同的初速度沿木板上滑，若小物块 与木板之间的动摩擦因数为，则小物块上 滑到最高位置所需时间与之比为( ) √2u A.1千 B. 1+√24 1+4 C. √2十u D. √2 4.烟花爆竹从地面起飞后在竖直方向上做匀 减速直线运动，2$后到达最高点并爆炸，已 知爆炸点距地面的高度为30m,爆竹爆炸前 受到的空气阻力恒定，取重力加速度大小 1 得分 牛顿运动定律的应用 g=10m/s2,则烟花爆竹上升过程中阻力与 重力大小之比为 ( A.1.25 B.1 C.0.5 D.0.25 5.质量为0.8kg的物 ↑lms) 体在一水平面上运 12 动，图中图线a、b分 9 别表示该物体不受拉 6 力作用和受到水平拉 a 0 68 力作用时的v-t图 像，则拉力和摩擦力之比为 A.9:8 B.3:2 C.2:1 D.4:3 6.（多选)钢球在足够深的油槽上方某一高度 由静止下落，落入油槽中以后，球受的阻力 正比于其速率，则球在油中的运动情况可 能是 () A.先加速后减速，最后静止 B.一直匀速运动 C.先加速后匀速 D.先减速后匀速 o能力提升练。 7.如图，质量为1.5kg的物体A静 止在竖直的轻弹簧上，质量为 0.5kg的物体B由细线悬挂在天 花板上，B与A刚好接触但不挤 压。现突然将细线剪断，则剪断后 7777777777 瞬间A、B间的作用力大小为(g 取10m/s2) A.0 B.2.5N C.5N D.3.75N 8.在如图所示的装置中，重力为 4N的物块用一平行于斜面 的细线拴在斜面上端，整个装 置被固定在测力计上并保持 静止，斜面的倾角为30°。如 果物块与斜面间无摩擦，装置 班级 姓名 稳定以后，烧断细线，物块下滑，与稳定时比 较，测力计读数 A.增大4N B.增大3N C.减小1N D.不变 9.一质量为m=2kg的滑块在倾角为0=30° 的足够长的斜面上在无外力F的情况下以： 加速度a=2.5m/s2匀加速下滑。若用一水 平向右的恒力F作用于滑块，如图所示，使 滑块由静止开始向上匀加速运动，在0~2s 时间内沿斜面运动的位移x=4m。求：： (g取10m/s2) (1)滑块和斜面之间的动摩擦因数； (2)恒力F的大小。 174 得分 …0创新应用练0… 0.某消防员从一平台上跳下，下落2m后双 脚触地，接着他用双腿弯曲的方式缓冲（如 图所示)，使自身重心又下降了0.5m,在着 地过程中地面对他双腿的平均作用力约为 ( A.自身所受重力的2倍 B.自身所受重力的5倍 C.自身所受重力的8倍 D.自身所受重力的10倍 1.在某段平直的铁路上，一 列以324km/h的速度高 速行驶的列车某时刻开 始匀减速行驶，5min后 恰好停在某车站，并在该站停留4min,随 后匀加速驶离车站，经8.1km后恢复到原 速度324km/h. (1)求列车减速时的加速度大小； (2)若该列车总质量为8.0×105kg,所受阻 力恒为车重的0.1，求列车驶离车站加速过 程中牵引力的大小； (3)求列车从开始减速到恢复原速度这段 时间内的平均速度大小。ma ⑧© mg 则F=m√a十g,方向向左偏上 所以A、C正确，B、D错误。 6.ABD[设绳的拉力为FT,对C物体，由牛顿第二定律可知mcg FT=mca,对A,B整体，由牛顿第二定律可知FT=(mA十mg)a,联 立解得a=2m/s2,Fx=16N,故A正确，C错误；对B物体进行 受力分析，A对B的摩擦力为F;=nBa=3X2N=6N,故B正 确：对定滑轮受力分析，受两部分绳子拉力，夹角为90°，则合力 F=√2F,=16√2N,D正确。] 7,D[质量为2n的木块受到重力、地面的支持力、弹簧的拉力、上 面物体的压力和摩擦力，共五个力的作用，选项A错误：当F逐渐 增大到T时，此时整体的加速度为a一6 ,此时弹簧的弹力为 F'=3ma1=T,则此时轻弹簧没有被拉断，选项B错误：当F 逐新增大到15T时，此时整体的加速度为=6，此时弹 的弹力为F,'=3m,=子T,则光时轻弹簧没有被拉断，选项C错 误；撤去F瞬间，弹簧的弹力不变，左边两物体的加速度不变，则 质量为m的木块所受摩擦力的大小和方向不变，选项D正确。] 8.C[因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧秤A的示数由 10N变为7N时，其形变量减少，则弹簧秤B的形变量必增大，且 A、B两弹簧秤形变量变化的大小相等，所以弹簧秤B的示数应为 13N,物体在水平方向所受到的合外力为：F合=FB一FA=13N F合 一？N=6N,根据牛顿第二定律，得物块的加速度大小为a= 6 1 m/s2=6m/s2,小车与物体相对静止，加速度相等，所以小 车的加速度为6m/s2,故C正确，A、B、D错误。] 9.解析(1)以小球1、2整体为研究对象分析受力，竖直方向根据 平衡条件有 F1c0s30°=3ng 解得F,-2√3mg (2)以小球1、2整体为研究对象分析受力，水平方向根据平衡条 件有 F1sin30°=F 解得F。=√3mg。 (3)剪断细线瞬间，以小球2为研究对象受力分析，根据牛顿第二 定律有 F合=/(ng)2十F22=ma 解得a=2g。 答案(1)2√3ng(2)√5mg(3)2g 10.解析(1)若小车以大小为g的加速度 向右匀加速运动时，对物体受力分析并 A53037 B 正交分解，水平方向根据牛顿第二定律， FTA O 竖直方向合力为零 FTB cOS37°-FTA COS53°=mg m Frgsin37°+FTasin53°=mg 元g 解得FT4=0.2ng w5 FTB=1.4ng。 (2)经分析，加速度最小值的条件是： 37 B )A绳恰好没有拉力，O)B绳与水平车顶 面夹角为37°；受力分析如图，水平方向 0 FTB 根据牛顿第二定律，竖直方向合力为零 Fre sin37°-ng m FTB COS37°=Amin mg ○ 解得F=四 答案（(1)0.2mg1.4mg(2)号 11.解析(1)物块的最大静摩擦力为 F -ng=180N 由F<Fma 所以F=F1=150N。 (2)在竖直方向有F,sin37°+FN=mg 水平方向上Fcos37°-F:=nC 又F=FN 联立解得a≈3.53m/s。 答案(1)150N(2)3.53m/s2 12.解析(1)物体在拉力作用下的受力示意图 mg 撒去拉力后的受力示意图 FN F mg (2)物体在拉力作用下，根据牛顿第二定律 F-umg=ma 解得a=1m/s2。 (3)经过5s物体的位移1=号a2=12.5m (4)5s末撒去外力，此时速度u=at=5m/s 加速度大小a=m竖=2m/s n 物体还能运动r?一2a, =6.25m0 答案(1)图见解析(2)1m/s2(3)12.5m (4)6.25m 课时分层检测（二十） 1.B「国际单位制中，规定力学中三个基本单位分别是米、千克 秒，其物理量规定为基本物理量，分别是长度、质量、时间，测量使 用的仪器分别是刻度尺、天平和秒表（或钟表）。弹簧测力计是测 量力的仪器。由以上的分析可知B所测的物理量不是基本量。] 2.B[A项的左侧是m/s,右侧是m·s,远项A错误：B项的左侧是 m/s,右侧是m/s,远项B正确：C项的左侧是s1,右侧是m/s,远 项C错误；D项的左侧是m,右侧是m/s2,选项D错误。] 3.BCD[压强力可由公式力=号求得，则p的单位为g·m区 m m·,密度p可由公式p=晋求得，则p的单位为kg/m。由于 kg 题中没有单位，则k 卫的单位为m/s,故选项A的表达式可 能正确：k 2的单位为s/m,不是速度的单位，选项B的表达式 肯定错误：k卫的单位为m/s,不是速度的单位，选项C的表达 0 式肯定错误 ,2的单位为s/m,不是速度的单位，选项D的表达 式肯定错误。】 4.C[新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等 于加速度的变化量与时间的比值，而加速度的单位是/s2,所以 新物理量的单位应该是/s3,所以C正确。] 5.B[由加速度定义式得a=”=005m/s=0.01m/s,由牛 5 顿第二定律得F=(m1十m:）a,得m=Fme 900=3X10×0.01kg=8.7×10kg,故B正确.] 0.01 6.B[面积S的单位是m,速度v的单位是m·s1,密度p的单位 是kg·m3,力f的单位是N,即kg·m·s2,把a=1,b=1,c- 1代入鸟的升力f=CSp,单位为Cm(m·s1)·(kg·m3) =Ckg·s1,不是力的单位，故A错误。同理把a=1,b=2,c=1 代入f=CSp,单位为Ckg·m·s2,是力的单位，故B正确。 把a=1,b=2,c=2代入f=CSup,单位为Ckg·s2·m2, 不是力的单位，故C错误。把a=2,b=2,c=2代入f=CSup, 单位为Ckg2·s2,不是力的单位，故D错误。] 0 7.解析v=120km/h=100 m/s,在反应时间内，汽车做匀速运动， 运动的距离x1=t。设刹车时汽车的加速度大小为a,汽车的质 量为m,有a E=0.40mg=0.40g=4m/s,从制车到停下，汽 车运动的距离x:=2 ,则所求距离x=x十一t十 2_100× 2a3 1002 3 0.50m+2X4m≈156m。 答案156m 课时分层检测（二十一） 1.BCD[小车所受的阻力不可避免，补偿阻力的本质就是使小车 的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，A错误，B正 确；补偿阻力的目的是使小车所受的合力等于细绳对小车的拉 力，C正确：恰好补偿阻力时，小车施动纸带，不给小车提供拉力， 给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的 纸带上的，点迹应该是均匀的，D正确。 2.D 喷涂纳米材料前，由牛顿第二定律，有F-2F,=ma,喷涂纳 米材料后，则有F-F=n·2a,联立两式解得F=3F;,故D正 确，A、B、C错误。 3. [木板水平时，物块的合力是滑动摩擦 FN 力，以初速度方向为正方向，根据牛顿第二 定律知小物块的加速度为：α1=一4g,设滑 行初速度为西，则滑行时间为= 0一 F 一g ;木板改置成倾角为46的斜面后，对物 获进行安力分折如图所示： 小物块所受的合力F台 -(mgsin 45+umgcos 45) 小物块上滑的加速度 a,=-ugsin45°±mgcos45°=-1+2g 2 滑行时间1=0一边」 2 0-a:(1十)W2g 因此==L,故选项A正确，B.C,D错误] a21十' 4.C[由逆向思维有h=2a,由牛顿第二定律得mg十F=ma, 解得a=1.5gm E=0.5,故选C.] 5.B[由v-t图像可知，图线a为水平方向仅受摩擦力的运动，加 速度大小a1=1.5m/s,图线b为受水平拉力和摩擦力的运动，加 速度大小为a2=0.75m/s2,由牛顿第二定律列方程得ma1=F, na2=F-F,联立解得F:F=3:2,选项B正确。] 6.BCD[设阻力与速度的比例为k,则阻力为f一ku,若落入油槽中 时重力大于阻力，则球做加速运动，即g一 f=n☑，速度增大， 增大，当∫增大到等于重力时球做匀速运动，此后阻力不变，重力 不变，球做匀速运动，即球先加速后匀速，故C正确；若落入油槽 时，重力等于阻力，则球做匀速运动，选项B正确；若落入油槽中 时重力小于阻力，则球做减速运动，即f一mg=a,速度减小，f 减小，当∫减小到等于重力时球做匀速运动，此后阻力不变，重力 不变，球做匀速运动，即球先减速后匀速，故D正确。 7. [当细线被剪断瞬间，细线的弹力突然变为零，此时弹簧形变 仍不变，对AB整体受力分析受重力G=(nA+mB)g=20N,弹 簧弹力为F=nAg=l5N,由牛顿第二定律G-F=(nA十ns)a, 解得a=2.5m/s2,对B受力分析，B受重力和A对B的弹力F1, 对B有mBg一F1-nga,可得F1=3.75N,D远项正确。 8. [设物块的质量为m,斜面的质量为M,依题意对物块和斜面 整体进行受力分析，平衡时整体受总重力和支持力，则有F、=(M 十m)g;加速下滑时，物块具有竖直向下的加速度分量，此时再次 对物块和斜面整体进行受力分析，整体受总重力、支持力和静摩擦 力，根据牛顿第二定律，竖直方向上有(M十m)g一F、x'=nasin30°， 水平方向上有F, 一mac0s30°，对物块单独进行受力分析，受重力 和支持力，根据牛顿第二定律，有mngsin30°=ma,联立解得Fy FN'=nasin30°=ngsin30°=1N,所以测力计对整体的支持力 减小了1N,选项C正确。 9.解析(1)根据牛顿第二定律可得 mgsin 0-umgcos =ma, 代入数据解得以=。 6 (②)滑块沿斜面向上微匀加速直线运动，由工=号，，代入数据 解得加速度大小a1=2m/s。 根据牛顿第二定律可得 Fcos 0-mg sin 0-u(Fsin 0-mgcos 0)=ma, 代入数据得F=765N。 5 答案1)5(2)765N 6 5 2 10.B「消防队员从平台上跳下，可认为自由下落了2m,故着地速 度为y1=√2gh=√2X10X2m/s=2√10m/s,着地后速度y =0,设消防队员着地过程中的平均加速度大小为a,由一 =2a.x得，a= 40 2x =2X0.5 m/s=40m/s2,设地面对消防员双 腿的平均作用力为F,由牛顿第二定律得F一mg=ma,所以F= mg十a=5mg,故选项B正确。] 11.解析(1)列车的初速度为 324km/h=90m/s 经过5min=300s停下，所以列车减速时的加速度为 v0-90 a-Ai 300 m/s2=-0.3m/s 即列车减速时加速度大小为0.3m/s2,负号说明加速度的方向 与运动方向相反。 (2)由运动学公式得2=2a'x 902 解得a-22-2×8.1X10m/s=0.5m/s 阻力F:=0.1ng,根据牛顿第二定律，有 F-0.1mg=ma 代入数值解得F=1.2×10N。 (3》列车加速的时间为1=号= 90 s=180s 减速过程中通过的位移 x=71=45X300m=13500m 所以整个过程的平均速度 13500+8100 300+240+180m/s=30m/s。 答案(1)0.3m/s2(2)1.2×105N(3)30m/s 课时分层检测（二十二） 1.AB[人突然感到背上的背包变轻了，所以人和背包处于失重状 态，则电梯的加速度的方向向下，电梯可能向下加速运动，也可能 向上减速运动，故A、B正确，C错误；该同学对电梯地板的压力和 地板对该同学的支持力是对作用力与反作用力，总是大小相等， 方向相反，故D错误。」 2.BD[电梯速度很大，若匀速上升，重力等于支持力，F、一ng,A 错误：电梯减速上升或加速下降，加速度方向都向下，电梯处于失 重状态，体重计示数小于重力，示数变小，C错误：电梯减速下降或 加速上升时，加速度方向向上，处于超重状态，根据牛顿第二定律 有FN一mg=na,则FN一mg十a>ng,体重计示数增大，B、D 正确。 3.C [开始小孩受到的弹力大于重力，向上加速，小孩处于超重状 态，当小孩受到的弹力小于重力时，向上减速，小孩处于失重状 态，小孩经历先超重后失重的过程，故A、B错误，C正确；当小孩 所受弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，故D错误。 4.D「根据心t图像可知当t=6s时刻电梯的加速度向上，电梯处 于超重状态，故A错误：53~55s时间内，加速度的方向向下，电 梯处于失重状态，绳子的拉力小于重力：而753s时间内，a=0, 电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重 时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小，故B错误；一 59s时，电梯减速向上运动，a<0,加速度方向向下，电梯处于失 重状态，故C错误；裉据1图像与坐标轴所固的面积表示速度的 变化量，由几何知识可知，60s内ct图像与坐标轴所周的面积的 代数和为0，所以速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以 =60s时，电梯速度恰好为0，故D正确。] 5.BC[由题图可以看出，0一时间内，Fmg,物块可能处于静止 状态或匀速运动状态；1一t2时间内，Fmg,物块处于超重状态， 电梯具有向上的加速度，可能加速向上运动或减速向下运动：。 t3时间内，F一g,物块可能静止或做匀速运动：一t时间内，F <ng,物块处于失重状态，电梯具有向下的加速度，可能加速向下 运动或减速向上运动。综上分析可知，B、C正确。门 6.D[由牛顿第二定律得F-mg-F,=ma,则a=F-mg二f 36-2×10-4 m/s2=6m/s2,故选D。] 2 7.ACD[在5~15s内，从加速度一时间图像可知，此时的加速度 为正，电梯的加速度向上，此时人处于超重状态，故A正确：在15 一25s内，加速度为零，此时电梯在匀速运动，处于受力平衡状 态，所以该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，故B错误； 在25~35s内，从加速度一时间图像可知，此时的加速度为负，电 梯的加速度向下，此时人处于失重状态，故C正确；加速度一时间 图像与坐标轴图成的面积的代数和表示速度，在前35s内，速度 改变量为零，所以在一35s时，电梯的速度为0，故D正确。」 8,CD[根据u-4图像，01s内，加速度a=20m/s=2m/s, 方向沿电梯斜向上，沿水平方向，很据牛顿第二定律得，人受到的 摩擦力F,=nacos0=60×2×0.8N=96N,故A错误；0~1s 内，沿竖直方向，根据牛顿第二定律有FN一mg=masin0,解得FN