高中物理单元测试——第5章牛顿运动定律（适中版01）

高中物理单元测试 —— 第5章 牛顿运动定律（适中版01）（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）如图所示，桌面上有一光滑的木块，木块上有一小球。推动木块，小球可能落在桌面上的（     ） A．A点 B．B点 C．O点 D．无法确定 【答案】C 【详解】小球具有惯性，要保持原来静止的运动状态，并且木块光滑，小球在水平方向上不受力的作用，所以在重力的作用下小球落在O点。 故选C。 3．（本题4分）如图所示，电梯轿厢顶部固定的轻质弹簧下端挂个小球，电梯静止时弹簧伸长量为，电梯在竖直方向运动时弹簧伸长量为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A．电梯一定向下运动 B．电梯中乘客处于失重状态 C．电梯中乘客处于超重状态 D．电梯运动的加速度大小为 【答案】B 【详解】设小球质量为，弹簧劲度系数为，电梯静止时弹簧伸长量为，由共点力作用下物体的平衡条件可得 电梯在竖直方向运动时弹簧伸长量为，此时弹簧产生的弹力为，可得小球合力向下，小球、电梯及乘客的加速度，方向向下，小球、电梯及乘客处于失重状态，向下的加速度不代表速度向下，如向上的减速运动具有向下的加速度。 故选B。 4．（本题4分）如图所示，一车放在水平面上，车内放一质量为2kg的物块，物块与车厢的右侧壁间有一压缩的弹簧，弹簧压在右侧壁上的力传感器上，车静止时，力传感器的示数为10N。若车向右做匀加速运动，加速度大小为2m/s2时，物块与车之间刚好要滑动，则物块与车之间的最大静摩擦力大小为（　　） A．24N B．20N C．14N D．10N 【答案】C 【详解】当车向右做匀加速运动的加速度为2m/s2时，物块与车之间刚好要滑动，车厢对物块有最大静摩擦力，且 得 故C正确，ABD错误。 故选C。 5．（本题4分）如图所示，两质量均为m的物块A、B在水平外力F的作用下均保持静止，各接触面间的动摩擦因数都为μ。下列说法正确的是（　　） A．A所受摩擦力水平向左 B．B与地面之间一定有摩擦力 C．B与地面之间的摩擦力大小一定为2μmg D．B对地面的压力和地面对B的支持力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．根据平衡条件可知，A水平方向合力为零，不受摩擦力作用，故A错误； BC．整体分析可知，B与地面之间一定有摩擦力平衡外力，B与地面之间的摩擦力大小一定为F，但不一定达到最大静摩擦力，故B正确，C错误； D．B对地面的压力和地面对B的支持力是一对相互作用力，故D错误。 故选B。 6．（本题4分）一物体以某一初速度冲上光滑且足够长的斜面，并做直线运动。下列描述该物体在斜面上运动的速度—时间图像，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．斜面光滑，物体受到重力和斜面的支持力，合力沿斜面向下且不发生变化，所以加速度不变，故AB错误； CD．物体做匀变速直线运动，设斜面倾角为，根据牛顿第二定律得，故D错误，C正确。 故选C。 7．（本题4分）如图所示，质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，下列说法正确的是（g取）（　　） A．轻弹簧的压缩量为0.2m B．物体A的瞬时加速度为0 C．物体B的瞬时加速度为 D．物体B对物体A的压力为12N 【答案】D 【详解】A．A、B紧挨在一起但A、B之间无压力，对A根据受力平衡可得 解得弹簧压缩量为 故A错误； BC．细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，对AB整体，由牛顿第二定律得 解得AB的瞬时加速度为 故BC错误； D．对物体A，由牛顿第二定律得 解得物体B对物体A的压力为 故D正确。 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，静止在光滑水平面上的A、B两物块相互接触，但不黏连。已知时刻，对A、B分别施加推力和拉力和随时间的变化规律如图乙所示。则（     ） A．时，A的加速度为 B．时，A、B开始分离 C．时，A、B之间的相互作用力为 D．A、B开始分离时的速度为 【答案】AD 【详解】ABC．据图像可知、大小随时间变化的函数表达式分别为， 设时刻、分离，则两物块间无弹力，且两者加速度相同，即 解得 即时，、开始分离，所以时两者可以当做整体，由牛顿第二定律得 解得 设此时两者之间弹力为，则对由牛顿第二定律得 解得，故A正确，BC错误； D．分离之前两者加速度不变，且加速度为，所以分离时两者的速度为，D正确。 故选AD。 10．（本题6分）如图甲所示，细绳跨过光滑的轻质定滑轮连接A、B两物体，定滑轮悬挂在一个力传感器的正下方，保持A物体质量不变，取不同质量的B物体，通过计算机描绘得到力传感器对滑轮的拉力F随B物体质量m变化关系曲线如图乙所示，直线是曲线的渐近线，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．m越大，F越小 B．m越大，F越大 C．A物体质量 D．在范围内，m越大，其运动的加速度越小 【答案】BD 【详解】ABC．当m较大时B下降，A上升，根据牛顿第二定律，对B有 对A有 联立解得 又，则m越大，F越接近，则有，即，故AC错误、B正确； D．在范围内，据牛顿第二定律，对A有 对B有 联立解得，在范围内，m越大，其运动的加速度越小，故D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）某同学探究加速度与力的关系的实验装置如图所示。他在气垫导轨上B处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。 (1)已知遮光条的宽度为d，实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是______。 (2)下列不必要的一项实验要求是______（填写选项前字母）。 A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A、B间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 (3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像。研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出______（选填“”“”或“”）图像。 【答案】(1)到的距离 (2)A (3) 【详解】（1）遮光条通过光电门时的速度可近似取为 滑块从处由静止释放至处的位移为，由匀变速直线运动的速度与位移关系得 联立解得，故还需测量到的距离 （2）A．由于拉力可通过力传感器直接测量，无需满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，故A错误； B．，间距离适当大些，可使滑块到达光电门前获得易于测量的速度，故B正确； C．导轨调至水平可避免重力沿导轨方向的分力影响滑块所受合力，故C正确； D．细线与气垫导轨平行可保证拉力沿导轨方向，避免拉力分力导致实验误差，属于必要实验要求，故D正确。 本题要求选择不必要的实验要求，故选A。 （3）由小问1的推导可知，当和不变时 所以与成正比。保持滑块质量不变时，实验所研究的关系为与传感器示数成正比，因此应作图像。 12．（本题9分）实验小组利用智能化装置验证牛顿第二定律，装置如图甲所示。小车后端搭载超声波测距传感器，实时测量小车与固定反射挡板之间的距离，通过距离、时间数据计算出小车运动的加速度，通过力传感器测得绳的拉力F。 实验步骤如下： (1)小车平衡摩擦力时______（选填“需要”或“不需要”）连接重物，调整木板倾角使小车匀速运动 (2)将挂有重物的细绳与小车相连，调整滑轮高度使细绳与木板平行。释放小车，小车开始运动后，利用超声波测距传感器测得小车初始位置1及经过两个连续相等时间间隔T的位置2、3与反射挡板之间的距离，、，如图乙所示。则小车的加速度大小为______。（选用、、和T表示） (3)保持小车质量不变，挂不同质量的重物，测得多组a随F变化的数据。根据实验数据描点连线，得到图像如图丙中实线所示。结合实验原理，分析横轴截距不为0的原因可能为______。 (4)随着F继续增大，图像变化趋势应为图丙中______。（选填“①”“②”或“③”） 【答案】(1)不需要 (2) (3)平衡摩擦力不足或者未平衡摩擦力 (4)② 【详解】（1）平衡摩擦力时，不应让细绳对小车产生拉力；若连接重物，细绳拉力会使小车加速，故不需要连接重物。 （2）小车在相邻时间间隔内的位移分别为，。由逐差法得 代入两段位移得 （3）图像的横轴截距不为，说明细绳拉力为时小车仍受沿木板方向的合力，可能是平衡摩擦力不足或者未平衡摩擦力。 （4）以小车为研究对象，平衡摩擦力后沿木板方向只受细绳拉力，由牛顿第二定律得，小车质量不变，故与成正比，图像仍为过原点的直线，趋势为②。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量的长木板B置于光滑的水平面上，可视为质点的质量的物体A放在B的最左端，时刻在A上施加一个水平向右的恒力F。时将外力F撤去，撤去外力瞬间A、B的速度之比为。已知A与B之间的动摩擦因数，重力加速度g取。求： (1)恒力F的大小； (2)时，A、B的速度大小。 【答案】(1)18N (2)14m/s；8m/s 【详解】（1）设物体A在木板B上运动时的加速度大小为，木板的加速度大小为，有， 时将外力F撤去，撤去外力瞬间A、B的速度之比为，则有 解得。 （2）由（1）可解得， 时，A、B的速度大小为，。 14．（本题13分）如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A，通过轻质细线和轻质滑轮与铁块B连接，细线的另−端固定在天花板上，连接光滑动滑轮两边的细线均竖直。已知A与斜面间的动摩擦因数μ=0.2，斜面的倾角θ=37°，木块A的质量M=2.0kg，不计滑轮受到的摩擦力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）为使A在斜面上静止，B的质量m应满足什么条件？ （2）当B的质量为6kg，A、B由静止释放，求释放后瞬间A的加速度。（计算结果均保留两位小数）    【答案】（1）1.76kg≤m≤3.04kg；（2）4.23m/s2 【详解】（1）由题意可知，因为 当B质量较小时，A将向下滑动，设B的质量为时，A恰好不下滑，此时摩擦力向上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，由平衡条件可得 解得 =1.76kg 当B的质量较大时，A向上滑动，摩擦力向下，设B的质量为时，A恰好不向上滑，此时摩擦力向下，由平衡条件可得 解得 =3.04kg 综上，为使A处于静止状态，B的质量应满足 1.76kg≤m≤3.04kg （2）根据（1）问条件，当B的质量为m=6kg，A将向上加速，此时B向下加速，根据动滑轮特点，B向下运动位移s时，A向上运动位移为2s，两者均做匀变速运动，所以A的加速度为B的二倍，设A的加速度为，则B的加速度为。设绳子拉力为F，对B，根据牛顿第二定律则有 对A，根据牛顿第二定律则有 代入数据联立解得 =4.23m/s2 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（适中版01）（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）如图所示，桌面上有一光滑的木块，木块上有一小球。推动木块，小球可能落在桌面上的（     ） A．A点 B．B点 C．O点 D．无法确定 3．（本题4分）如图所示，电梯轿厢顶部固定的轻质弹簧下端挂个小球，电梯静止时弹簧伸长量为，电梯在竖直方向运动时弹簧伸长量为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A．电梯一定向下运动 B．电梯中乘客处于失重状态 C．电梯中乘客处于超重状态 D．电梯运动的加速度大小为 4．（本题4分）如图所示，一车放在水平面上，车内放一质量为2kg的物块，物块与车厢的右侧壁间有一压缩的弹簧，弹簧压在右侧壁上的力传感器上，车静止时，力传感器的示数为10N。若车向右做匀加速运动，加速度大小为2m/s2时，物块与车之间刚好要滑动，则物块与车之间的最大静摩擦力大小为（　　） A．24N B．20N C．14N D．10N 5．（本题4分）如图所示，两质量均为m的物块A、B在水平外力F的作用下均保持静止，各接触面间的动摩擦因数都为μ。下列说法正确的是（　　） A．A所受摩擦力水平向左 B．B与地面之间一定有摩擦力 C．B与地面之间的摩擦力大小一定为2μmg D．B对地面的压力和地面对B的支持力是一对平衡力 6．（本题4分）一物体以某一初速度冲上光滑且足够长的斜面，并做直线运动。下列描述该物体在斜面上运动的速度—时间图像，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图所示，质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为2kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，下列说法正确的是（g取）（　　） A．轻弹簧的压缩量为0.2m B．物体A的瞬时加速度为0 C．物体B的瞬时加速度为 D．物体B对物体A的压力为12N 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，静止在光滑水平面上的A、B两物块相互接触，但不黏连。已知时刻，对A、B分别施加推力和拉力和随时间的变化规律如图乙所示。则（     ） A．时，A的加速度为 B．时，A、B开始分离 C．时，A、B之间的相互作用力为 D．A、B开始分离时的速度为 10．（本题6分）如图甲所示，细绳跨过光滑的轻质定滑轮连接A、B两物体，定滑轮悬挂在一个力传感器的正下方，保持A物体质量不变，取不同质量的B物体，通过计算机描绘得到力传感器对滑轮的拉力F随B物体质量m变化关系曲线如图乙所示，直线是曲线的渐近线，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．m越大，F越小 B．m越大，F越大 C．A物体质量 D．在范围内，m越大，其运动的加速度越小 三、实验题 11．（本题6分）某同学探究加速度与力的关系的实验装置如图所示。他在气垫导轨上B处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。 (1)已知遮光条的宽度为d，实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是______。 (2)下列不必要的一项实验要求是______（填写选项前字母）。 A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A、B间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 (3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像。研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出______（选填“”“”或“”）图像。 12．（本题9分）实验小组利用智能化装置验证牛顿第二定律，装置如图甲所示。小车后端搭载超声波测距传感器，实时测量小车与固定反射挡板之间的距离，通过距离、时间数据计算出小车运动的加速度，通过力传感器测得绳的拉力F。 实验步骤如下： (1)小车平衡摩擦力时______（选填“需要”或“不需要”）连接重物，调整木板倾角使小车匀速运动 (2)将挂有重物的细绳与小车相连，调整滑轮高度使细绳与木板平行。释放小车，小车开始运动后，利用超声波测距传感器测得小车初始位置1及经过两个连续相等时间间隔T的位置2、3与反射挡板之间的距离，、，如图乙所示。则小车的加速度大小为______。（选用、、和T表示） (3)保持小车质量不变，挂不同质量的重物，测得多组a随F变化的数据。根据实验数据描点连线，得到图像如图丙中实线所示。结合实验原理，分析横轴截距不为0的原因可能为______。 (4)随着F继续增大，图像变化趋势应为图丙中______。（选填“①”“②”或“③”） 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量的长木板B置于光滑的水平面上，可视为质点的质量的物体A放在B的最左端，时刻在A上施加一个水平向右的恒力F。时将外力F撤去，撤去外力瞬间A、B的速度之比为。已知A与B之间的动摩擦因数，重力加速度g取。求： (1)恒力F的大小； (2)时，A、B的速度大小。 14．（本题13分）如图所示，固定在水平地面上的斜面体上有一木块A，通过轻质细线和轻质滑轮与铁块B连接，细线的另−端固定在天花板上，连接光滑动滑轮两边的细线均竖直。已知A与斜面间的动摩擦因数μ=0.2，斜面的倾角θ=37°，木块A的质量M=2.0kg，不计滑轮受到的摩擦力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）为使A在斜面上静止，B的质量m应满足什么条件？ （2）当B的质量为6kg，A、B由静止释放，求释放后瞬间A的加速度。（计算结果均保留两位小数）    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 $