高中物理单元测试——第四章牛顿运动定律（适中版02）

高中物理单元测试 —— 第四章 牛顿运动定律（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。下列说法中正确的是（　　） A．做匀速直线运动的物体需要受到力的维持 B．做匀速直线运动的物体不需要受到力的维持 C．不受力的运动物体长时间后一定处于静止状态 D．两匹马拉的车比一匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度就越大 2．（本题4分）下列情景中，关于力的大小关系说法正确的是（　　） A．跳高运动员起跳，地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力 B．磁体吸引铁钉的力和铁钉吸引磁体的力是大小相等的 C．鸡蛋撞击石头，鸡蛋破碎，石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 D．用锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小不一定相等 3．（本题4分）下列单位中，都属于国际单位制基本单位的一组是（    ） A．m、s、 B．N、kg、m/s C．m、N、 D．、m、 4．（本题4分）某同学的质量为，他某次搭乘电梯的过程中，站在体重计上发现其示数为，电梯在竖直方向运动，取，关于该过程下列说法正确的是（    ） A．该同学处于失重状态 B．该同学所受的重力变小了 C．电梯的加速度大小为，方向竖直向上 D．该同学对体重计的压力小于体重计对该同学的支持力 5．（本题4分）如图所示，在车厢内用细线悬挂一个小钢球，细线1水平，细线2倾斜。小车水平向左做加速度变大的加速运动。则在该过程中（     ） A．细线1的拉力变小 B．细线1的拉力变大 C．细线2的拉力变小 D．细线2的拉力变大 6．（本题4分）如图，固定在水平地面上的光滑、足够长的斜面倾角为，其底端有一质量为2kg的小物体，物体在平行于斜面向上的恒定拉力作用下，由静止开始运动，经过一段时间后撤去拉力，此后，小物体继续沿斜面运动，再经过返回到斜面底端，重力加速度取。则拉力的大小是（　　） A．14N B．18N C．20N D．24N 7．（本题4分）如图所示，质量相同的两块砖甲、乙用轻弹簧竖直连接，砖乙下方垫了一块水平木板，整个系统处于静止状态，重力加速度大小为，抽出木板瞬间，下列关于两物体的加速度说法正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）一辆质量是2t的汽车，在水平公路上以54km/h的速度匀速行驶。根据测试，这辆车在这种路面上紧急刹车时，汽车所受的制动力为1.2×104N，则下列说法中正确的是（　　） A．汽车停下来所需时间2.5s B．汽车刹车时加速度为6m/s2 C．汽车滑行距离为20m D．汽车的平均速度为8m/s 9．（本题6分）如图甲所示，质量为m的物块在水平力F的作用下可沿竖直墙面滑动，水平力F随时间t变化的图像如图乙所示。物块与竖直墙面间的动摩擦因数为，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，竖直墙面足够高，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．物块一直做匀加速直线运动 B．物块先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动 C．时，物块的加速度为零 D．物块的最大速度为 10．（本题6分）如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则（　　） A．此过程中物体C受五个力作用 B．轻绳刚好被拉断时C的加速度为 C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断 D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为 三、实验题 11．（本题6分）在探究加速度与力的关系的实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，砂和砂桶的总质量为m，小车的质量为M。力传感器可测出轻绳上的拉力F，带滑轮的长木板放在水平桌面上。 (1)下列实验操作中，说法正确的是________。 A．平衡摩擦力时，应将砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．应将长木板远离定滑轮的一端垫高以平衡摩擦力 C．每次改变砂和砂桶的质量时，都需要重新平衡摩擦力 D．为减小误差，一定要保证m远小于M (2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻2个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，则此次实验中小车运动的加速度大小________（结果保留2位有效数字）。 (3)多次改变m重复实验，并根据实验得到的数据画出小车的加速度a与传感器示数F的图像如图丙所示，直线斜率为k，则小车的质量________。 12．（本题9分）某小组用图甲所示实验装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验，图中小车的质量为M，小钩码的质量为m。 (1)下列说法正确的是（　　） A．先释放小车，再接通电源 B．小钩码的质量应远小于小车的质量 C．每次改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 D．用图像探究小车加速度与质量的关系时，作图像更形象直观 (2)将打点计时器接入频率为50Hz交流电源上，某一次记录小车运动情况的纸带，如图乙所示，则小车的加速度大小a=______m/s2；打下B点时小车的速度大小v=________m/s。（结果保留2位有效数字） (3)多次测量并作出小车加速度a与小钩码重力F的图像如图丙所示，则小车的质量M=______kg（结果保留2位有效数字）。 (4)图丙中的a-F图像在纵轴上有截距，出现这一情况的原因是______________________。 (5)在如图所示“探究加速度与力、质量的关系”实验中，可通过位移的测量来代替加速度的测量，即，使用这种方法需要满足的条件是两小车（　　） A．质量相等 B．所受拉力相同 C．运动时间相同 D．初速度为零 四、解答题 13．（本题10分）某部队新兵在水平地面上用绳子拉轮胎进行负荷训练，示意图如图所示。已知轮胎的质量，与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，绳子的质量不计。 (1)若绳子与水平地面的夹角，轮胎刚好被匀速拉动，求此时绳子的拉力大小F； (2)当轮胎的速度大小时撤去拉力，求撤去拉力后轮胎滑行的距离x。 14．（本题13分）如图所示，质量、足够长的木板B静止在光滑水平地面上，在B右端放置一个质量的小铁块A，A与B间的动摩擦因数，g取，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。 （1）如甲图所示，在B的右端施加一个水平向右的拉力，求经过小铁块A的位移大小； （2）如乙图所示，在A的左端施加一个水平向左的拉力，求经过木板B的位移大小。 15．（本题16分）如图甲所示，传送带在农业、工矿企业和交通运输业中应用广泛，其简化示意图如图乙所示，传送带与水平面间的夹角，传送带的顶端与底端之间的距离。传送带静止时，将质量的小包裹（可视为质点）从端由静止释放，经时间运动到端。重力加速度取，，，不计空气阻力。 (1)求传送带静止时包裹的加速度大小； (2)求传送带与包裹间的动摩擦因数； (3)当传送带匀速转动时，该包裹仍从端静止释放。为了使包裹尽可能短的时间内滑到端，传送带应该顺时针转动还是逆时针转动，并求出传送带的最小速度。 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第四章 牛顿运动定律（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。下列说法中正确的是（　　） A．做匀速直线运动的物体需要受到力的维持 B．做匀速直线运动的物体不需要受到力的维持 C．不受力的运动物体长时间后一定处于静止状态 D．两匹马拉的车比一匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度就越大 【答案】B 【详解】AB．根据牛顿第一定律可知，物体在不受外力或所受外力合力为零时，将保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使其改变这种运动状态，即力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。可知，做匀速直线运动不需要外力维持，故A错误，故B正确； C．结合上述可知，不受力的运动物体将保持匀速直线运动，不会自然停止，故C错误； D．结合上述可知，两匹马拉的车比一匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度变化就越快，而不是速度越大，故D错误。 故选B。 2．（本题4分）下列情景中，关于力的大小关系说法正确的是（　　） A．跳高运动员起跳，地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力 B．磁体吸引铁钉的力和铁钉吸引磁体的力是大小相等的 C．鸡蛋撞击石头，鸡蛋破碎，石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 D．用锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小不一定相等 【答案】B 【详解】A．跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故A错误； B．磁体吸引铁钉的力和铁钉吸引磁体的力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故B正确； C．鸡蛋撞击石头时，石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等；鸡蛋破碎是由于鸡蛋的强度较小，而非力的大小不等，故C错误； D．用锤钉钉子时，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故D错误。 故选B。 3．（本题4分）下列单位中，都属于国际单位制基本单位的一组是（    ） A．m、s、 B．N、kg、m/s C．m、N、 D．、m、 【答案】A 【详解】A．国际单位制（SI）规定了七个基本物理量及其基本单位：长度（米，m）、质量（千克，kg）、时间（秒，s）、电流（安培，A）、热力学温度（开尔文，K）、物质的量（摩尔，mol）和发光强度（坎德拉，cd）。其他单位均为导出单位，由基本单位通过物理公式推导得出。m、s、kg：m是长度的基本单位，s是时间的基本单位，kg是质量的基本单位，三者均为基本单位，故A正确； B．N、kg、m/s：N（牛顿）是力的单位，由公式推导，单位为kg·m/s²，属于导出单位；kg是基本单位；m/s（米每秒）是速度单位，由公式推导，单位为m/s，属于导出单位，不全为基本单位，故B错误； C．m、N、kg：m是基本单位，N是导出单位（kg·m/s²），kg是基本单位，不全为基本单位，故C错误； D．kg、m、N/kg：kg是基本单位，m是基本单位，N/kg（牛顿每千克）是加速度单位，由公式推导，单位为m/s²，属于导出单位。不全为基本单位，故D错误。 故选A。 4．（本题4分）某同学的质量为，他某次搭乘电梯的过程中，站在体重计上发现其示数为，电梯在竖直方向运动，取，关于该过程下列说法正确的是（    ） A．该同学处于失重状态 B．该同学所受的重力变小了 C．电梯的加速度大小为，方向竖直向上 D．该同学对体重计的压力小于体重计对该同学的支持力 【答案】A 【详解】AC．该同学实际质量 ，体重计显示质量 ，可知体重计显示值对应支持力 该同学处于失重状态。由牛顿第二定律（竖直向上为正）有 求得 即加速度大小为 ，方向竖直向下，故A正确，C错误； B．重力由质量和重力加速度决定，二者均不变，重力不变，故B错误； D． 根据牛顿第三定律，知该同学对体重计的压力与体重计对该同学的支持力大小相等，故D错误。 故选A。 5．（本题4分）如图所示，在车厢内用细线悬挂一个小钢球，细线1水平，细线2倾斜。小车水平向左做加速度变大的加速运动。则在该过程中（     ） A．细线1的拉力变小 B．细线1的拉力变大 C．细线2的拉力变小 D．细线2的拉力变大 【答案】B 【详解】对小球进行受力分析，小球受到重力 、细线1的拉力 （水平向左）和细线2的拉力 （斜向右上方）。 设细线2与竖直方向的夹角为 。由于细线1保持水平，且细线长度不变，小球相对于车厢的位置保持不变，因此角 保持不变。 竖直方向：小球在竖直方向上没有加速度，受力平衡, 解得 由于 、、 均不变，所以细线2的拉力 保持不变。 水平方向：小球随车向左做加速运动，加速度为 。根据牛顿第二定律： 解得 题目中指出小车做加速度变大的加速运动，即 增大。由于 、、 不变，所以细线1的拉力 变大。 故选B。 6．（本题4分）如图，固定在水平地面上的光滑、足够长的斜面倾角为，其底端有一质量为2kg的小物体，物体在平行于斜面向上的恒定拉力作用下，由静止开始运动，经过一段时间后撤去拉力，此后，小物体继续沿斜面运动，再经过返回到斜面底端，重力加速度取。则拉力的大小是（　　） A．14N B．18N C．20N D．24N 【答案】B 【详解】取沿斜面向上为正方向，撤去F前，位移 由牛顿第二定律 撤去F后，位移 其中 由牛顿第二定律 联立，解得 F=18N 故选B。 7．（本题4分）如图所示，质量相同的两块砖甲、乙用轻弹簧竖直连接，砖乙下方垫了一块水平木板，整个系统处于静止状态，重力加速度大小为，抽出木板瞬间，下列关于两物体的加速度说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设甲、乙质量均为m，抽出木板前，对甲受力分析有 在抽出木板的瞬间，弹簧对甲的支持力和对乙的压力大小并未改变，对甲有 可得甲的加速度为零； 对乙，根据牛顿第二定律可得 解得乙的加速度大小，故选D。 二、多选题 8．（本题6分）一辆质量是2t的汽车，在水平公路上以54km/h的速度匀速行驶。根据测试，这辆车在这种路面上紧急刹车时，汽车所受的制动力为1.2×104N，则下列说法中正确的是（　　） A．汽车停下来所需时间2.5s B．汽车刹车时加速度为6m/s2 C．汽车滑行距离为20m D．汽车的平均速度为8m/s 【答案】AB 【详解】B．汽车刹车时加速度为 选项B正确； A．汽车停下来所需时间 选项A正确； C．汽车滑行距离为 选项C错误； D．汽车的平均速度为 选项D错误。 故选AB。 9．（本题6分）如图甲所示，质量为m的物块在水平力F的作用下可沿竖直墙面滑动，水平力F随时间t变化的图像如图乙所示。物块与竖直墙面间的动摩擦因数为，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，竖直墙面足够高，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．物块一直做匀加速直线运动 B．物块先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动 C．时，物块的加速度为零 D．物块的最大速度为 【答案】CD 【详解】AB．根据物块的受力，由牛顿第二定律有 由图像可知 又 联立可得 故随时间的增大，物块先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动，故AB错误； C．当物块的加速度为零，有 解得，故C正确； D．当物块的加速度为零时，物块的速度最大，做出图像如图所示 根据与横轴围成的面积表示速度变化量，可知最大速度为，故D正确。 故选CD。 10．（本题6分）如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则（　　） A．此过程中物体C受五个力作用 B．轻绳刚好被拉断时C的加速度为 C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断 D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为 【答案】BC 【详解】A．对A受力分析，A受重力、支持力和向右的静摩擦力作用，由此可以知道C受重力、A对C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A对C的摩擦力以及地面的摩擦力六个力作用，故A错误； BC．对整体分析，根据牛顿第二定律 解得，整体的加速度为 隔离对A、C分析，根据牛顿第二定律得 计算得出， 当时，轻绳刚好被拉断，故BC正确； D．若水平面光滑，绳刚断时，对A、C分析，根据牛顿第二定律 解得 隔离对Ａ分析，Ａ受到的摩擦力，故D错误。 故选BC。 三、实验题 11．（本题6分）在探究加速度与力的关系的实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，砂和砂桶的总质量为m，小车的质量为M。力传感器可测出轻绳上的拉力F，带滑轮的长木板放在水平桌面上。 (1)下列实验操作中，说法正确的是________。 A．平衡摩擦力时，应将砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．应将长木板远离定滑轮的一端垫高以平衡摩擦力 C．每次改变砂和砂桶的质量时，都需要重新平衡摩擦力 D．为减小误差，一定要保证m远小于M (2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻2个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，则此次实验中小车运动的加速度大小________（结果保留2位有效数字）。 (3)多次改变m重复实验，并根据实验得到的数据画出小车的加速度a与传感器示数F的图像如图丙所示，直线斜率为k，则小车的质量________。 【答案】(1)B (2)1.0 (3) 【详解】（1）A．平衡摩擦力时，是使小车沿斜面匀速下滑，使得重力沿斜面的分力和摩擦力相等，不能将砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误； B．为了使绳拉力等于小车合外力，应将长木板远离定滑轮的一端垫高以平衡摩擦力，故B正确； C．平衡摩擦力后满足，质量可以约去，只需平衡一次即可，故C错误； D．因为存在力传感器，可以直接读取拉力，不需要保证m远小于M，故D错误。 故选B。 （2）相邻两计数点间的时间间隔为 根据逐差法可得 （3）对M和m0​，由牛顿第二定律有 解得 则 解得 12．（本题9分）某小组用图甲所示实验装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验，图中小车的质量为M，小钩码的质量为m。 (1)下列说法正确的是（　　） A．先释放小车，再接通电源 B．小钩码的质量应远小于小车的质量 C．每次改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 D．用图像探究小车加速度与质量的关系时，作图像更形象直观 (2)将打点计时器接入频率为50Hz交流电源上，某一次记录小车运动情况的纸带，如图乙所示，则小车的加速度大小a=______m/s2；打下B点时小车的速度大小v=________m/s。（结果保留2位有效数字） (3)多次测量并作出小车加速度a与小钩码重力F的图像如图丙所示，则小车的质量M=______kg（结果保留2位有效数字）。 (4)图丙中的a-F图像在纵轴上有截距，出现这一情况的原因是______________________。 (5)在如图所示“探究加速度与力、质量的关系”实验中，可通过位移的测量来代替加速度的测量，即，使用这种方法需要满足的条件是两小车（　　） A．质量相等 B．所受拉力相同 C．运动时间相同 D．初速度为零 【答案】(1)BD (2) 0.35 0.17 (3)0.20 (4)平衡摩擦力过度（或长木板的倾角偏大） (5)CD 【详解】（1）A．为充分利用纸带，应该先接通电源，再释放小车，故A错误； B．小钩码的重力充当细绳拉力，小钩码的质量应远小于小车的质量，故B正确； C．改变小车质量不影响木板倾斜度，重力的下滑分力仍然和摩擦力相等，不需要再平衡摩擦力，故C错误； D．小车的加速度应该与质量成反比，故作图像更形象直观，故D正确。 故选BD。 （2）[1]根据逐差法可得 [2]打下B点时小车的速度大小 （3）对小车，根据牛顿第二定律有 整理得 结合图丙可知 解得 （4）由图丙可知，F为0时，小车已有加速度，说明平衡摩擦力过度（或长木板的倾角偏大）。 （5）在如图所示“探究加速度与力、质量的关系”实验中，释放黑板擦后，两车同时运动且初速度为0，故两车运动时间相同，故两小车同时释放后分别有, 整理可得 可知使用这种方法需要满足的条件是两小车运动时间相同和初速度为0。 故选CD。 四、解答题 13．（本题10分）某部队新兵在水平地面上用绳子拉轮胎进行负荷训练，示意图如图所示。已知轮胎的质量，与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，绳子的质量不计。 (1)若绳子与水平地面的夹角，轮胎刚好被匀速拉动，求此时绳子的拉力大小F； (2)当轮胎的速度大小时撤去拉力，求撤去拉力后轮胎滑行的距离x。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）轮胎匀速运动，对轮胎受力分析，由平衡条件有， 又 解得 （2）撤去拉力后有 由运动公式 解得 14．（本题13分）如图所示，质量、足够长的木板B静止在光滑水平地面上，在B右端放置一个质量的小铁块A，A与B间的动摩擦因数，g取，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。 （1）如甲图所示，在B的右端施加一个水平向右的拉力，求经过小铁块A的位移大小； （2）如乙图所示，在A的左端施加一个水平向左的拉力，求经过木板B的位移大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据题意，当力F作用在B上时，若A恰好不相对滑动，由牛顿第二定律有 解得 对应的最大拉力为 由于 故作用在B上时，A、B相对静止，即一起向右做匀加速运动，对AB整体有 解得 则内A的位移为 （2）力F作用在A上时，当B恰好不相对滑动时，由牛顿第二定律有 对应的最大拉力为 由于 故作用在A上时，A、B相对滑动，即以不同的加速度向左做匀加速运动，则内B的位移为 15．（本题16分）如图甲所示，传送带在农业、工矿企业和交通运输业中应用广泛，其简化示意图如图乙所示，传送带与水平面间的夹角，传送带的顶端与底端之间的距离。传送带静止时，将质量的小包裹（可视为质点）从端由静止释放，经时间运动到端。重力加速度取，，，不计空气阻力。 (1)求传送带静止时包裹的加速度大小； (2)求传送带与包裹间的动摩擦因数； (3)当传送带匀速转动时，该包裹仍从端静止释放。为了使包裹尽可能短的时间内滑到端，传送带应该顺时针转动还是逆时针转动，并求出传送带的最小速度。 【答案】(1) (2)0.5 (3)逆时针转动， 【详解】（1）包裹从端由静止释放后经时间运动到端，满足 代入计算得 （2）包裹由静止释放后受传送带摩擦力方向与重力分力方向相反，由牛顿第二定律 代入计算得 （3）为了使包裹尽可能短的时间内滑到端，需要让包裹在运行过程中一直处于摩擦力沿传送带向下不变的加速状态，该过程满足牛顿第二定律 代入计算得 包裹滑到端速度满足 其中 在包裹下行过程中摩擦力方向不变，则传送带的最小速度必须不小于物块滑到端的速度，即传送带的最小速度 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 2 / 2 $