高中物理单元测试——第5章牛顿运动定律（较易版01）

高中物理单元测试 —— 第5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）交通工具是现代人的生活中不可缺少的一个部分。下列图示的交通工具中，惯性最大的是（　　） A．飞驰的摩托车 B．匀速行驶的汽车 C．加速行驶的快艇 D．减速进站的动车组 【答案】D 【详解】惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的速度和加速度无关。四种交通工具中，动车组的质量最大，因此惯性最大。 故选D。 3．（本题4分）某同学将一电子秤放在厢式电梯的水平地板上，站在电子秤上随电梯一起运动。已知该同学的质量，当地重力加速度。在电梯的某个运动过程中，电子秤的示数恒为660N，则该过程中（     ） A．电梯的加速度大小为 B．电梯的加速度方向竖直向下 C．该同学处于失重状态 D．电梯一定竖直向下做匀减速运动 【答案】A 【详解】A．对该同学受力分析，由牛顿第二定律有 解得，A正确； BC．该同学的重力为 电子秤示数，说明该同学处于超重状态，加速度方向竖直向上，BC错误； D．该同学处于超重状态，说明加速度竖直向上，电梯可能竖直向上做匀加速直线运动，也可能竖直向下做匀减速直线运动，D错误。 故选A。 4．（本题4分）如图所示，质量m＝10kg的物体在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，g取10m/s2，则物体产生的加速度是（     ） A．0 B．4m/s2，水平向右 C．2m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右 【答案】B 【详解】物体在水平地面上向左运动，滑动摩擦力方向向右，由牛顿第二定律有 代入数据解得 ，方向水平向右 故选B。 5．（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前 B．秧田受到秧马的摩擦力方向向后 C．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对相互作用力 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】C 【详解】A．秧马向前减速滑行，速度方向向前，做减速运动，加速度方向与速度方向相反，因此秧马的加速度方向向后，故A错误； B．秧马相对秧田向前运动，受到秧田的滑动摩擦力方向向后，根据牛顿第三定律，秧田受到秧马的摩擦力方向向前，故B错误； C．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是两个物体之间的相互作用，分别作用在人和秧马上，是一对相互作用力，故C正确； D．秧马对人的支持力作用在人身上，人受到的重力也作用在人身上，这两个力作用在同一个物体上，是一对平衡力，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）赣州市被誉为“世界橙乡”，是全国最大的脐橙主产区。如图所示，在某次卸货时将一箱脐橙沿斜面滑下，在下滑过程中，关于中间某个脐橙受到周围脐橙对它的作用力方向，下列说法正确的是（　　） A．若箱子匀速下滑，作用力方向垂直斜面向上 B．若箱子匀速下滑，作用力方向沿斜面向上 C．若斜面光滑，作用力方向垂直斜面向上 D．若斜面光滑，作用力方向竖直向上 【答案】C 【详解】AB．若箱子匀速下滑，脐橙处于平衡状态，中间某个脐橙受到周围脐橙对它的作用力与这个脐橙的重力等大反向，故周围脐橙对它的作用力方向竖直向上，选项AB错误； CD．设斜面倾角为，加速度为a，若斜面光滑，整体分析得加速度，方向沿斜面向下，中间某个脐橙的加速度也沿斜面向下，大小为，根据力的合成与分解得周围脐橙对它的作用力方向垂直斜面向上，选项C正确，D错误。 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）同学们小时候都喜欢玩滑梯游戏。如图所示，已知斜面的倾角为θ，斜面长度为l，小孩与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，小孩可看成质点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（    ） A．小孩下滑过程中对斜面的压力大小为 B．小孩下滑过程中的加速度大小为 C．到达斜面底端时小孩速度大小为 D．下滑过程小孩所受摩擦力的大小为 【答案】AD 【详解】A．在下滑过程中，竖直方向有小孩受到的支持力 根据牛顿第三定律小孩对斜面的压力大小为，故A正确； D．下滑过程小孩受到的摩擦力大小，故D正确； B．由牛顿第二定律得 故小孩下滑过程中的加速度大小，故B错误； C．根据匀变速直线运动规律得 解得到达底端时的速度为，故C错误。 故选AD。 9．（本题6分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定，将木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。设木块的速度为v，所受合外力为F，运动时间为t，下落的高度为h。忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，取竖直向下为正方向。对于木块从释放到最低点的过程，其F-h图像或v-t图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．在木块下落高度之前，木块所受合外力为木块的重力保持不变，即 当木块接触弹簧后，弹簧弹力向上，则木块的合力 到合力为零前，随着增大，减小；当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点，故A错误，B正确； CD．在木块下落高度之前，木块做自由落体运动，根据 速度逐渐增大， 图像斜率不变，当木块接触弹簧后到合力为零前，根据牛顿第二定律 木块的速度继续增大，做加速度减小的加速运动，所以图像斜率逐渐减小，当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中 木块所受合外力向上，木块做加速度增大的减速运动，所以图斜率增大且为负，到达最低点，故C正确，D错误。 故选BC。 10．（本题6分）如图所示，材料相同的物体m1、m2由轻绳连接，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。轻绳拉力的大小（　　） A．与斜面的倾角θ有关 B．与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关 C．与两物体的质量m1和m2有关 D．若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小与θ，μ无关 【答案】CD 【详解】ABC．以m1、m2为整体，根据牛顿第二定律可得 以m2为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得 可知轻绳拉力的大小与μ和θ无关，与两物体的质量m1和m2有关，故AB错误，C正确； D．若改用F沿斜面向下拉连接体，对整体根据牛顿第二定律可得 对m1根据牛顿第二定律可得 联立解得 可知轻绳拉力的大小与θ，μ无关，故D正确。 故选CD。 三、实验题 11．（本题6分）如图是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 (1)安装实验装置时，长木板右端垫一小木块的目的是（    ）； A．平衡摩擦力 B．调节长木板水平 C．为了使小车下滑更快 (2)为了实验更准确，要求砝码和砝码盘的总质量与小车的质量应该（    ） A．与无关联 B．与相接近 C．远小于 D．远大于 (3)实验时，应（      ） A．先释放小车再接通电源 B．先接通电源再释放小车 C．拉车的细绳应该保持水平 D．释放小车时小车应靠近打点计时器的一端 【答案】(1)A (2)C (3)BD 【详解】（1）安装实验装置时，长木板右端垫一小木块的目的是平衡摩擦力，让小车的合外力等于细绳的拉力，故选A。 （2）因为该实验要用砝码和砝码盘的总重力代替小车的牵引力，则由牛顿第二定律，对小车T=m2a 对砝码和砝码盘m1g-T=m1a 解得 只有当时才可认为T=m1g，则要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，故选C。 （3）AB．实验开始时应先接通电源，等打点稳定后再释放小车，A错误，B正确； C．拉车的细绳应该与长木板保持平行，C错误； D．释放小车时小车应靠近打点计时器的一端，以充分利用纸带，D正确。 故选BD。 12．（本题9分）实验小组用如图1所示的装置来验证牛顿第二定律。宽度为d的遮光片固定在滑块上，已知滑块与遮光片的总质量为m，光电门2始终固定在C点，光电门1的固定点B在每次做实验前可重新调整，从导轨标尺上可直接读出B、C间的距离L，滑块每次都从固定位置A由静止释放，测出遮光片通过光电门1、2的时间分别为、，拉力传感器的示数为F，多测几组L与相对应数据，作出的关系图像如图2所示，回答下列问题： (1)实验时气垫导轨________（选填“需要”或“不需要”）保持水平，在计算遮光片通过光电门的速度时应用的物理方法是________（选填“极限法”或“理想模型法”）。 (2)遮光片通过光电门1时，滑块的瞬时速度大小为________。 (3)若图2中图像的纵截距为________（用d、F、m、来表示），斜率为________（用d、F、m来表示），则牛顿第二定律得到验证。 【答案】(1) 需要 极限法 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]实验时为了保证滑块受到的合力等于细线的拉力，气垫导轨一定要水平，在计算遮光片通过光电门的速度时应用的物理方法是极限法。 （2）遮光片通过光电门1的瞬时速度为 （3）[1][2]由运动学公式可得 对滑块与遮光片组成的整体，由牛顿第二定律可得 综合可得图2的表达式为 若图2的纵截距为，斜率为，则牛顿第二定律得到验证。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为的长木板，在长木板的右端放一质量为的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，初始时长木板与小物块均静止，现用水平恒力F向右拉长木板，g取。 (1)若要使小物块和木板间发生相对滑动，求拉力F的最小值； (2)若，经时间撤去水平恒力F，则刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？ 【答案】(1) (2)0.625m 【详解】（1）小物块和木板间恰好发生相对滑动时，拉力F最小，设此时系统加速度为a，根据牛顿第二定律，对小物块有 对整体有 解得 （2）因，则小物块和木板已发生相对运动，根据牛顿第二定律，对小物块有 解得 对木板有 解得 撤去水平恒力F前，小物块的位移 木板的位移 则刚撤去F时，小物块离长木板右端的距离 14．（本题13分）如图甲所示，“”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，BC光滑且与水平面夹角为θ＝37°。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的质量为m的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求： （1）斜面BC的长度s； （2）滑块与木块AB表面的动摩擦因数μ。 【答案】（1）3m；（2）0.2 【详解】(1)对滑块由牛顿第二定律可得 解得 a1＝gsinθ＝6m/s2 由图乙可知滑块在斜面上运动的时间为 t1＝1s 由运动学公式得斜面BC的长度为 (2)受力分析如图所示 滑块在CB上运动时，滑块对木块的压力 N1′＝N1＝mgcosθ 木块对传感器的压力 F1′＝F1＝N1′sinθ 由题图乙可知 F1′＝12N 联立解得 m＝2.5kg 滑块在AB上运动时，传感器对木块的拉力 F2＝f＝μmg＝5N 故动摩擦因数为 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5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）交通工具是现代人的生活中不可缺少的一个部分。下列图示的交通工具中，惯性最大的是（　　） A．飞驰的摩托车 B．匀速行驶的汽车 C．加速行驶的快艇 D．减速进站的动车组 3．（本题4分）某同学将一电子秤放在厢式电梯的水平地板上，站在电子秤上随电梯一起运动。已知该同学的质量，当地重力加速度。在电梯的某个运动过程中，电子秤的示数恒为660N，则该过程中（     ） A．电梯的加速度大小为 B．电梯的加速度方向竖直向下 C．该同学处于失重状态 D．电梯一定竖直向下做匀减速运动 4．（本题4分）如图所示，质量m＝10kg的物体在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，g取10m/s2，则物体产生的加速度是（     ） A．0 B．4m/s2，水平向右 C．2m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右 5．（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前 B．秧田受到秧马的摩擦力方向向后 C．秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对相互作用力 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 6．（本题4分）赣州市被誉为“世界橙乡”，是全国最大的脐橙主产区。如图所示，在某次卸货时将一箱脐橙沿斜面滑下，在下滑过程中，关于中间某个脐橙受到周围脐橙对它的作用力方向，下列说法正确的是（　　） A．若箱子匀速下滑，作用力方向垂直斜面向上 B．若箱子匀速下滑，作用力方向沿斜面向上 C．若斜面光滑，作用力方向垂直斜面向上 D．若斜面光滑，作用力方向竖直向上 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）同学们小时候都喜欢玩滑梯游戏。如图所示，已知斜面的倾角为θ，斜面长度为l，小孩与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，小孩可看成质点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（    ） A．小孩下滑过程中对斜面的压力大小为 B．小孩下滑过程中的加速度大小为 C．到达斜面底端时小孩速度大小为 D．下滑过程小孩所受摩擦力的大小为 9．（本题6分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定，将木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。设木块的速度为v，所受合外力为F，运动时间为t，下落的高度为h。忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，取竖直向下为正方向。对于木块从释放到最低点的过程，其F-h图像或v-t图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（本题6分）如图所示，材料相同的物体m1、m2由轻绳连接，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。轻绳拉力的大小（　　） A．与斜面的倾角θ有关 B．与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关 C．与两物体的质量m1和m2有关 D．若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小与θ，μ无关 三、实验题 11．（本题6分）如图是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 (1)安装实验装置时，长木板右端垫一小木块的目的是（    ）； A．平衡摩擦力 B．调节长木板水平 C．为了使小车下滑更快 (2)为了实验更准确，要求砝码和砝码盘的总质量与小车的质量应该（    ） A．与无关联 B．与相接近 C．远小于 D．远大于 (3)实验时，应（      ） A．先释放小车再接通电源 B．先接通电源再释放小车 C．拉车的细绳应该保持水平 D．释放小车时小车应靠近打点计时器的一端 12．（本题9分）实验小组用如图1所示的装置来验证牛顿第二定律。宽度为d的遮光片固定在滑块上，已知滑块与遮光片的总质量为m，光电门2始终固定在C点，光电门1的固定点B在每次做实验前可重新调整，从导轨标尺上可直接读出B、C间的距离L，滑块每次都从固定位置A由静止释放，测出遮光片通过光电门1、2的时间分别为、，拉力传感器的示数为F，多测几组L与相对应数据，作出的关系图像如图2所示，回答下列问题： (1)实验时气垫导轨________（选填“需要”或“不需要”）保持水平，在计算遮光片通过光电门的速度时应用的物理方法是________（选填“极限法”或“理想模型法”）。 (2)遮光片通过光电门1时，滑块的瞬时速度大小为________。 (3)若图2中图像的纵截距为________（用d、F、m、来表示），斜率为________（用d、F、m来表示），则牛顿第二定律得到验证。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为的长木板，在长木板的右端放一质量为的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，初始时长木板与小物块均静止，现用水平恒力F向右拉长木板，g取。 (1)若要使小物块和木板间发生相对滑动，求拉力F的最小值； (2)若，经时间撤去水平恒力F，则刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？ 14．（本题13分）如图甲所示，“”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，BC光滑且与水平面夹角为θ＝37°。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的质量为m的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求： （1）斜面BC的长度s； （2）滑块与木块AB表面的动摩擦因数μ。 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 $