高中物理单元测试——第四章牛顿运动定律（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第四章 牛顿运动定律（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）《考工记》中记载了“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动一段距离。“马力既竭，辀犹能一取焉”蕴含的物理规律是（     ） A．胡克定律 B．牛顿第一定律 C．牛顿第二定律 D．牛顿第三定律 【答案】B 【详解】根据题意可知，“马力既竭，辀犹能一取焉” 的意思是即使马对车不施加拉力了，车具有惯性，要保持原来的运动状态，因此还能继续向前运动一段距离。蕴含的物理规律是牛顿第一定律。 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）某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收（无动力，不计空气阻力）。如图所示，“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住，绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放，在接触绳网后下降直至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．火箭模型接触绳网后先失重后超重 B．火箭模型在最低点所受合力为零 C．火箭模型接触绳网立即减速 D．火箭模型接触绳网后一直处于超重状态 【答案】A 【详解】ACD．火箭模型接触绳网后，网的弹力开始较小，火箭继续加速下降，处于失重状态，随着火箭的下降，弹力越来越大，当弹力大于火箭的重力之后，火箭开始减速下降，处于超重状态，即火箭模型接触绳网后先失重后超重，故A正确，CD错误； B．火箭模型在最低点弹力大于重力，所受合力向上，故B错误。 故选A。 5．（本题4分）如图所示为采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为，其推进器的平均推力F为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，则空间站的质量约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意可知对接后飞船和空间站的加速度大小为 空间站的质量可由牛顿第二定律求得，即 解得 故选C。 6．（本题4分）如图所示，两小球同时从位于同一竖直面内的两条光滑轨道的顶端A点和B点释放，关于谁先到达C点，下列说法正确的是（    ） A．因为甲的加速度较大，所以甲先到 B．因为乙的位移较小，所以乙先到 C．二者可能同时到 D．不知两小球的质量关系，所以无法确定 【答案】C 【详解】设两条光滑轨道的水平投影长度为，轨道的倾角为，小球在光滑轨道下滑时的加速度大小为 根据运动学公式可得 可得小球在轨道上下滑的时间为 可知当两轨道的倾角之和满足 则有 即两小球可能同时到达C点。 故选C。 7．（本题4分）如图所示，一个小球用竖直悬挂的轻绳和倾斜的轻质弹簧拴接在一起处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．弹簧可能处于拉伸状态 B．剪掉轻绳的瞬间，小球处于完全失重状态 C．剪掉轻绳的瞬间，小球的加速度大于重力加速度g D．剪掉细绳瞬间小球的加速度不沿竖直方向 【答案】B 【详解】A．对小球受力分析，小球受竖直向下的重力、竖直向上的拉力，弹簧对小球没有作用力，则弹簧处于原长，故A错误； BC．剪掉轻绳的瞬间，弹簧弹力不能发生突变，所以小球只受重力作用，加速度为重力加速度g，小球处于完全失重状态，故B正确，C错误； D．剪掉细绳瞬间，小球加速度为重力加速度，方向竖直向下，故D错误。 故选B。 二、多选题 8．（本题6分）一质量为50kg的游客坐在“跳楼机”内，从40m高处自由下落，2s后开始受到恒定的阻力而立即做匀减速运动，到达地面时速度刚好减为零，g取。则以下判断正确的是（    ） A．游客自由下落时所受合力为0 B．游客的最大速度的大小为20m/s C．游客做匀减速运动时的加速度大小为 D．游客做匀减速运动时所受阻力为1000N 【答案】BD 【详解】A．游客自由下落时，受到合力为重力，故A错误； B．自由下落2s时速度最大，则有 故B正确； C．自由下落2s时位移为 由速度位移公式得 解得游客做匀减速运动时的加速度大小为 故C错误； D．由牛顿第二定律可得 游客做匀减速运动时所受阻力为 故D正确。 故选BD。 9．（本题6分）如图甲所示，t＝0时刻一物块从斜面底端滑上斜面，其运动的图像如图乙所示。已知v0、v1、t1、重力加速度g，由以上信息能求出的物理量有（　　） A．物体上滑的最大位移 B．物块返回斜面底端的时刻 C．物块返回斜面底端时的速度 D．物体的质量 【答案】ABC 【详解】A．由乙图可知，物块滑上斜面的初速度为，物块向上做匀减速运动，直至末速度0，所以在时刻物体滑到最高点，根据图像与时间轴围成的面积表示位移，可得沿斜面向上滑行的最远距离为，故A正确； B．根据图像的斜率表示加速度，可得物块下滑的加速度大小为 又物块返回斜面底端的位移大小等于物块沿斜面向上滑行的最远距离 根据 联立可得， 物块返回斜面底端的时刻为，故B正确； C．物块返回斜面底端的速度为，故C正确； D．由题所给条件，无法求解物体质量，故D错误。 故选ABC。 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）某同学用如图1所示装置探究加速度与合外力的关系，小车的质量为（含动滑轮），动滑轮两边的轻绳与长木板平行。 (1)不悬挂砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，轻推小车，若位移传感器测得小车运动的位移与小车运动时间的关系图像如图2所示，则应将长木板的倾角适当_____（填“调大”或“调小”）些，直到位移传感器测得小车运动的位移与小车运动时间的关系图像是一条过原点的倾斜直线，则表明平衡了阻力。 (2)挂上装有砂子的砂桶，释放小车，位移传感器测得小车运动的位移与小车运动时间平方的关系图像是一条过原点的倾斜直线，得到图像的斜率为，则小车运动的加速度大小_____。 (3)多次改变砂桶中砂的质量重复实验，记录每次实验力传感器的示数，求出每次小车运动的加速度，作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明小车（含动滑轮）质量一定时，小车运动过程中加速度与合外力成正比，这时图像的斜率应等于_____。 【答案】(1)调小 (2) (3) 【详解】（1）由图2可知，小车做加速运动，因此应将长木板的倾角适当调小。 （2）由运动学公式，可知图像的斜率为 解得小车运动的加速度大小为 （3）由牛顿第二定律可得 可得 可知作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明小车（含动滑轮）质量一定时，小车运动过程中加速度与合外力成正比，这时图像的斜率应等于。 12．（本题9分）为了探究物体质量一定时“加速度与力的关系”，甲、乙同学设计了如图a所示的实验装置。其中，M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 (1)实验时，一定要进行的操作是（　　） A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力 B．用天平测出砂和砂桶的总质量 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M (2)甲同学在实验中得到如图b所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带，小车的加速度为________（结果保留三位有效数字）。 (3)甲同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的图像是一条直线，如图c所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量（　　） A． B． C． D． (4)乙同学根据测量数据作出如图d所示的图线，该同学做实验时存在的问题是________________。 【答案】(1)AC (2)2.00 (3)D (4)平衡阻力过度 【详解】（1）A．为了让绳子对小车的拉力等于小车所受的合力，需要将长木板右端垫高，以平衡阻力，故A正确； B．因为用力传感器测绳子的拉力，所以对砂和砂桶的质量没有要求，也不用测量其总质量，故B错误； C．为了充分利用纸带，并确保打点计时器打点稳定，开始做实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数，故C正确； D．因为用力传感器能测出绳子的拉力，无需让砂和砂桶的总重力近似看做绳的拉力，故D错误。 故选AC。 （2）打点计时器所接交流电频率为50Hz，故每5个计时点间的时间间隔，小车的加速度为 （3）由牛顿第二定律得 变形为 所以图线的斜率 解得 故D正确，C错误；的大小与所选标度有关，故A、B错误。 故选D。 （4）从图d可知，没有施加拉力，小车就有加速度，所以图d存在的问题是平衡阻力过度。 四、解答题 13．（本题10分）某科技活动小组进行无人机性能测试。让无人机从地面由静止开始匀加速竖直上升，经时间到达高度时，关闭动力，无人机立即失去升力。已知无人机质量，正常工作时提供的升力，无人机所受的空气阻力大小不变，取重力加速度大小，求： (1)无人机所受空气阻力的大小； (2)此次测试无人机能达到的最大高度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设无人机加速上升的加速度大小为，由匀加速运动规律有 由牛顿第二定律有 解得 （2）设无人机失去升力时的速度大小为，失去升力后的加速度大小为，能上升的高度为，最大高度为，则，，， 联立解得 14．（本题13分）如图所示，质量均为的物体甲和长木板乙放在水平面上，物体甲用细线拴接，细线另一端固定在竖直墙壁上，细线绷紧与水平方向的夹角。已知物体与长木板、长木板与水平面之间的动摩擦因数均为。给长木板施加水平向右的外力，使其向右做匀速直线运动，g取，、。求： （1）细线的拉力大小及甲、乙间的摩擦力大小； （2）求拉力F的大小及水平面对长木板的摩擦力大小。 【答案】（1），；（2）， 【详解】（1）设细线拉力为T，乙对甲的支持力为，对甲有 解得 故细线拉力大小为10N，甲、乙间的摩擦力大小为6N。 （2）对整体，设地面对乙的支持力为，有 解得 则 故拉力F大小为22N，水平面对长木板的摩擦力大小为16N。 15．（本题16分）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°，转轴间距L=10.4m。工作人员沿传送方向以速度v2=2.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)小包裹刚放上传送带时所受摩擦力的方向； (2)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a； (3)小包裹通过传送带所需的时间t。 【答案】(1)沿斜面向上 (2)0.4m/s2 (3)9s 【详解】（1）由于包裹的速度大于传送带的速度，所以包裹相对于传送带向下运动，则受到沿斜面向上的摩擦力； （2）根据牛顿第二定律有 解得 （3）小包裹开始阶段在传送带上做匀减速直线运动，用时 解得 在传送带上滑动的距离为 解得 因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传送带方向上的分力，即 所以小包裹与传送带共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为 解得 所以小包裹通过传送带的时间为 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（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）《考工记》中记载了“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动一段距离。“马力既竭，辀犹能一取焉”蕴含的物理规律是（     ） A．胡克定律 B．牛顿第一定律 C．牛顿第二定律 D．牛顿第三定律 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）某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收（无动力，不计空气阻力）。如图所示，“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住，绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放，在接触绳网后下降直至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．火箭模型接触绳网后先失重后超重 B．火箭模型在最低点所受合力为零 C．火箭模型接触绳网立即减速 D．火箭模型接触绳网后一直处于超重状态 5．（本题4分）如图所示为采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为，其推进器的平均推力F为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，则空间站的质量约为（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）如图所示，两小球同时从位于同一竖直面内的两条光滑轨道的顶端A点和B点释放，关于谁先到达C点，下列说法正确的是（    ） A．因为甲的加速度较大，所以甲先到 B．因为乙的位移较小，所以乙先到 C．二者可能同时到 D．不知两小球的质量关系，所以无法确定 7．（本题4分）如图所示，一个小球用竖直悬挂的轻绳和倾斜的轻质弹簧拴接在一起处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．弹簧可能处于拉伸状态 B．剪掉轻绳的瞬间，小球处于完全失重状态 C．剪掉轻绳的瞬间，小球的加速度大于重力加速度g D．剪掉细绳瞬间小球的加速度不沿竖直方向 二、多选题 8．（本题6分）一质量为50kg的游客坐在“跳楼机”内，从40m高处自由下落，2s后开始受到恒定的阻力而立即做匀减速运动，到达地面时速度刚好减为零，g取。则以下判断正确的是（    ） A．游客自由下落时所受合力为0 B．游客的最大速度的大小为20m/s C．游客做匀减速运动时的加速度大小为 D．游客做匀减速运动时所受阻力为1000N 9．（本题6分）如图甲所示，t＝0时刻一物块从斜面底端滑上斜面，其运动的图像如图乙所示。已知v0、v1、t1、重力加速度g，由以上信息能求出的物理量有（　　） A．物体上滑的最大位移 B．物块返回斜面底端的时刻 C．物块返回斜面底端时的速度 D．物体的质量 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）某同学用如图1所示装置探究加速度与合外力的关系，小车的质量为（含动滑轮），动滑轮两边的轻绳与长木板平行。 (1)不悬挂砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，轻推小车，若位移传感器测得小车运动的位移与小车运动时间的关系图像如图2所示，则应将长木板的倾角适当_____（填“调大”或“调小”）些，直到位移传感器测得小车运动的位移与小车运动时间的关系图像是一条过原点的倾斜直线，则表明平衡了阻力。 (2)挂上装有砂子的砂桶，释放小车，位移传感器测得小车运动的位移与小车运动时间平方的关系图像是一条过原点的倾斜直线，得到图像的斜率为，则小车运动的加速度大小_____。 (3)多次改变砂桶中砂的质量重复实验，记录每次实验力传感器的示数，求出每次小车运动的加速度，作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明小车（含动滑轮）质量一定时，小车运动过程中加速度与合外力成正比，这时图像的斜率应等于_____。 12．（本题9分）为了探究物体质量一定时“加速度与力的关系”，甲、乙同学设计了如图a所示的实验装置。其中，M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 (1)实验时，一定要进行的操作是（　　） A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力 B．用天平测出砂和砂桶的总质量 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M (2)甲同学在实验中得到如图b所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带，小车的加速度为________（结果保留三位有效数字）。 (3)甲同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的图像是一条直线，如图c所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量（　　） A． B． C． D． (4)乙同学根据测量数据作出如图d所示的图线，该同学做实验时存在的问题是________________。 四、解答题 13．（本题10分）某科技活动小组进行无人机性能测试。让无人机从地面由静止开始匀加速竖直上升，经时间到达高度时，关闭动力，无人机立即失去升力。已知无人机质量，正常工作时提供的升力，无人机所受的空气阻力大小不变，取重力加速度大小，求： (1)无人机所受空气阻力的大小； (2)此次测试无人机能达到的最大高度。 14．（本题13分）如图所示，质量均为的物体甲和长木板乙放在水平面上，物体甲用细线拴接，细线另一端固定在竖直墙壁上，细线绷紧与水平方向的夹角。已知物体与长木板、长木板与水平面之间的动摩擦因数均为。给长木板施加水平向右的外力，使其向右做匀速直线运动，g取，、。求： （1）细线的拉力大小及甲、乙间的摩擦力大小； （2）求拉力F的大小及水平面对长木板的摩擦力大小。 15．（本题16分）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°，转轴间距L=10.4m。工作人员沿传送方向以速度v2=2.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)小包裹刚放上传送带时所受摩擦力的方向； (2)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a； (3)小包裹通过传送带所需的时间t。 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 $