高中物理单元测试——第四章牛顿运动定律（较易版01）

高中物理单元测试 —— 第四章 牛顿运动定律（较易版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性，关于牛顿第一定律和惯性的理解，下列现象叙述正确的是（　　） A．拍打衣服上的灰尘，是利用了惯性 B．牛顿第一定律是根据理论推导出来的 C．滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，不符合牛顿第一定律 D．佩戴安全带可有效减小驾乘人员的惯性，避免严重交通事故伤害 【答案】A 【详解】A．拍打衣服时，衣服受力运动，而灰尘由于惯性保持静止，从而与衣服分离，这是利用了惯性，故A正确； B．牛顿第一定律是牛顿基于伽利略的理想实验和观察总结出的基本定律，并非由其他理论推导得出，故B错误； C．滑冰运动员不用力时慢慢停下，是由于摩擦力和空气阻力等外力作用，这符合牛顿第一定律（外力改变运动状态），故C错误； D．惯性只与质量有关，佩戴安全带不能改变驾乘人员的质量，因此无法减小惯性；安全带的作用是通过约束力减少惯性带来的伤害，故D错误。 故选A。 2．（本题4分）秧马是古代插秧时用的一种农具，苏轼用“日行千畦”形容其高效。如图，人抬脚跨坐在秧马上，与其一起向前减速滑行的过程中（     ） A．秧马的加速度方向向后 B．秧马受到秧田的摩擦力方向向前 C．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对平衡力 D．秧马对人的支持力和人受到的重力是一对作用力与反作用力 【答案】A 【详解】A．秧马向前减速滑行，速度方向向前，减速运动的加速度方向与速度方向相反，因此加速度方向向后，A正确。 B．秧马相对秧田向前运动，秧田对秧马的摩擦力阻碍相对运动，因此摩擦力方向向后，B错误。 C．秧马对人的支持力作用在人身上，人对秧马的压力作用在秧马身上，二者是作用力与反作用力（平衡力要求作用在同一物体上），C错误。 D．作用力与反作用力是两个物体之间的相互作用，秧马对人的支持力是人跟秧马之间的相互作用，人受到的重力是地球对人的引力，二者不是作用力与反作用力，D错误。 故选 A。 3．（本题4分）下列物理量为矢量并且单位为基本单位的是（　　） A．速度 B．位移 C．加速度 D．时间 【答案】B 【详解】A．速度是矢量（有大小和方向），但其单位为米/秒（m/s），是导出单位，故A不符合题意。 B．位移是矢量（有大小和方向），其单位为米（m），是基本单位（长度基本单位），故B符合题意。 C．加速度是矢量（有大小和方向），但其单位为米/秒²（m/s²），是导出单位，故C不符合题意。 D．时间是标量（仅有大小，无方向），其单位为秒（s），是基本单位，故D不符合题意。 故选B。 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）起重机将质量为的货物竖直向上匀加速吊起，已知起重机钢索提供的拉力为，重力加速度，不计空气阻力，则货物上升的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对货物根据牛顿第二定律可得 可得 故选C。 6．（本题4分）如图所示，物块以初速度沿光滑斜面向上滑行，速度减为零后返回。取沿斜面向上为速度正方向，则下列关于物块运动的的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】物体先沿斜面向上做匀减速运动，后沿斜面向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律得 解得 所以两个过程的加速度相同，都沿斜面向下，可以将物体的运动看成一种加速度沿斜面向下的匀减速直线运动，由于加速度不变，则图像的斜率保持不变，速度先正后负，所以图像是向下倾斜的直线。 故选A。 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）某次无人机编队表演中，其中有一架无人机，完成表演任各后。突然断电失去动力从静止自由下落（空气阻力不计），下落一段距离后受到水平风力作用，风力一直持续到着地，假定风力恒定，下列分析正确的是（　　） A．受到风力作用后，无人机做匀变速曲线运动 B．受到风力作用后，无人机的加速度水平向右 C．无人机的运动时间与风力大小无关 D．风力越大，无人机落地的速度越大 【答案】ACD 【详解】B．由于无人机受到竖直向下的重力、水平方向的风力作用，无人机的合外力方向不在水平方向，也不在竖直方向，故B错误； A．受到风力作用后，根据矢量叠加可知加速度恒定不变，加速度方向与速度不在同一直线上，故无人机做匀变速曲线运动，故A正确； C．无人机竖直方向做自由落体运动，根据 可知无人机的运动时间与风力大小无关，故C正确； D．风力越大，无人机落地时的水平速度越大，竖直速度为 根据矢量叠加可知风力越大，无人机落地的速度越大，故D正确。 故选ACD。 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，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为，B、C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力拉C，三者由静止开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（　　） A．若粘在木块A上面，绳的拉力变小 B．若粘在木块A上面，绳的拉力变大 C．若粘在木块C上面，A、B间摩擦力减小 D．若粘在木块C上面，B与地面的摩擦力减小 【答案】BC 【详解】AB．设地面的摩擦因数为，橡皮泥质量为，木块A、B、C一起运动的加速度大小满足 当橡皮泥粘在木块A上面，系统的加速度满足 系统加速度减小，以木块C为研究对象，合外力减小，绳子拉力增大，故A错误，B正确； C．若粘在木块C上面，以木块A为研究对象，A的加速度减小，合外力减小，受到B的静摩擦力减小，故C正确； D．若粘在木块C上面，以木块A、B整体为研究对象，对地面的压力不变，B与地面间为滑动摩擦力，故摩擦力不变，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）某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时显示手机加速度的数值。小明通过安装有该软件的智能手机（其坐标轴如图1所示）探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图2所示。已知当地重力加速度为g。 （1）分别称量出小桶的质量m0和手机的质量M0。 （2）开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码。 （3）用手突然向上托起小桶，使得绳子松弛，此瞬间手机受到的合力为_________（用题目所给字母表示），读出此瞬间手机y轴上的加速度a的数值。 （4）往小桶中增加砝码，重复步骤（3），测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 小桶和砝码的重力（N） 0.245 0.445 0.645 0.845 1.045 1.245 手机加速度a（m/s2） 1.76 2.58 3.39 4.20 4.98 根据图3软件截图，上表中空白处的数据约为_________m/s2（保留两位有效数字）。利用数据作出a − F图像，在图4中描出第一组数据的点并连线_________。 （5）由a − F图可知手机质量约为_________kg。（保留两位有效数字）。上述实验可以得到结论是：__________________。 （6）保持小桶和砝码的质量不变，用双面胶把不同数量的配重片贴在手机背面，重复步骤（3），测得实验数据并作出图像，得出结论：当合外力一定，加速度与物体质量成反比。 （7）从图3软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，请提出一条可行的办法是_________。 【答案】 m0g 0.96/0.97/0.98 0.24/0.25/0.26 当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比 使用质量更大的砝码组（不超过弹簧弹性限度） 【详解】（3）[1]静止时根据平衡条件可得弹簧的弹力 当将小桶突然托起时，弹簧的弹力大小不变，此瞬间手机受到的合外力 （4）[2]根据图3可读得手机的加速度大小约为0.98 m/s2，因此上表中空白处的数据应为0.98。 [3]作图时应用平滑的直线将各点迹连接起来，且应尽可能多的让点迹落在图线上，不能落在图线上的点迹应让其均匀的分布在图线的两侧，明显有误差的点迹应直接舍去。描点作图如图所示 （5）[4]由a − F图可知手机质量 [5]上述实验可以得到结论是：当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。 （7）[6]为了减少该扰动造成的相对误差，可以使用质量更大的砝码组（不超过弹簧弹性限度）。 四、解答题 13．（本题10分）如图是遵义某高速公路上避险车道的实景图及原理示意图。该车道设置在长下坡路段行车道外，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险，避险车道的制动坡床视为倾角的斜面。一辆总质量为5吨的货车（可视为质点）突然刹车失灵（同时失去动力）并以72km/h的速度冲上制动坡床，在车头距制动坡床顶端防撞设施5m处停下。已知货车在制动坡床上受到的阻力是货车总重力的0.25倍，，，重力加速度大小g取。求： (1)货车在制动坡床上的加速度大小； (2)制动坡床的长度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）以货车为对象，根据牛顿第二定律可得 其中，可得货车在制动坡床上的加速度大小为 （2）根据运动学公式可得 其中，解得货车减速过程通过的位移为 则制动坡床的长度为 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）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 $ 高中物理单元测试 —— 第四章 牛顿运动定律（较易版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性，关于牛顿第一定律和惯性的理解，下列现象叙述正确的是（　　） A．拍打衣服上的灰尘，是利用了惯性 B．牛顿第一定律是根据理论推导出来的 C．滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，不符合牛顿第一定律 D．佩戴安全带可有效减小驾乘人员的惯性，避免严重交通事故伤害 2．（本题4分）秧马是古代插秧时用的一种农具，苏轼用“日行千畦”形容其高效。如图，人抬脚跨坐在秧马上，与其一起向前减速滑行的过程中（     ） A．秧马的加速度方向向后 B．秧马受到秧田的摩擦力方向向前 C．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对平衡力 D．秧马对人的支持力和人受到的重力是一对作用力与反作用力 3．（本题4分）下列物理量为矢量并且单位为基本单位的是（　　） A．速度 B．位移 C．加速度 D．时间 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）起重机将质量为的货物竖直向上匀加速吊起，已知起重机钢索提供的拉力为，重力加速度，不计空气阻力，则货物上升的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）如图所示，物块以初速度沿光滑斜面向上滑行，速度减为零后返回。取沿斜面向上为速度正方向，则下列关于物块运动的的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 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）某次无人机编队表演中，其中有一架无人机，完成表演任各后。突然断电失去动力从静止自由下落（空气阻力不计），下落一段距离后受到水平风力作用，风力一直持续到着地，假定风力恒定，下列分析正确的是（　　） A．受到风力作用后，无人机做匀变速曲线运动 B．受到风力作用后，无人机的加速度水平向右 C．无人机的运动时间与风力大小无关 D．风力越大，无人机落地的速度越大 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，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为，B、C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力拉C，三者由静止开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（　　） A．若粘在木块A上面，绳的拉力变小 B．若粘在木块A上面，绳的拉力变大 C．若粘在木块C上面，A、B间摩擦力减小 D．若粘在木块C上面，B与地面的摩擦力减小 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）某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时显示手机加速度的数值。小明通过安装有该软件的智能手机（其坐标轴如图1所示）探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图2所示。已知当地重力加速度为g。 （1）分别称量出小桶的质量m0和手机的质量M0。 （2）开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码。 （3）用手突然向上托起小桶，使得绳子松弛，此瞬间手机受到的合力为_________（用题目所给字母表示），读出此瞬间手机y轴上的加速度a的数值。 （4）往小桶中增加砝码，重复步骤（3），测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 小桶和砝码的重力（N） 0.245 0.445 0.645 0.845 1.045 1.245 手机加速度a（m/s2） 1.76 2.58 3.39 4.20 4.98 根据图3软件截图，上表中空白处的数据约为_________m/s2（保留两位有效数字）。利用数据作出a − F图像，在图4中描出第一组数据的点并连线_________。 （5）由a − F图可知手机质量约为_________kg。（保留两位有效数字）。上述实验可以得到结论是：__________________。 （6）保持小桶和砝码的质量不变，用双面胶把不同数量的配重片贴在手机背面，重复步骤（3），测得实验数据并作出图像，得出结论：当合外力一定，加速度与物体质量成反比。 （7）从图3软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，请提出一条可行的办法是_________。 四、解答题 13．（本题10分）如图是遵义某高速公路上避险车道的实景图及原理示意图。该车道设置在长下坡路段行车道外，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险，避险车道的制动坡床视为倾角的斜面。一辆总质量为5吨的货车（可视为质点）突然刹车失灵（同时失去动力）并以72km/h的速度冲上制动坡床，在车头距制动坡床顶端防撞设施5m处停下。已知货车在制动坡床上受到的阻力是货车总重力的0.25倍，，，重力加速度大小g取。求： (1)货车在制动坡床上的加速度大小； (2)制动坡床的长度。 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）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 $