高中物理单元测试——第5章牛顿运动定律（较难版01）

高中物理单元测试 —— 第5章 牛顿运动定律（较难版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下面运动状态没有发生变化的物体是（　　） A．匀速拐弯的汽车 B．匀速竖直下落的雪花 C．绕地球匀速飞行的人造卫星 D．从车站由静止开出的火车 【答案】B 【详解】A．匀速拐弯时，速度方向变化，故运动状态发生变化，故A错误； B．匀速下降的雪花，速度没有发生变化，所以运动状态没有发生变化，故B正确； C．环绕地球的人造卫星，速度方向时刻在变，运动状态发生变化，故C错误； D．从车站由静止开出的火车，速度大小在变，运动状态发生变化，故D错误。 故选B。 2．（本题4分）对惯性的理解，下列说法中正确的是（    ） A．将物体抛到空中后，物体就没有了惯性 B．物体做自由落体运动时，惯性就变小了 C．两个质量相同的物体，不论速度大小及是否受力，惯性大小一定相同 D．两个质量相同的物体，在不同的合外力作用下，运动状态容易改变的惯性大 【答案】C 【详解】A．惯性是物体的固有属性，将物体抛到空中后，物体质量不变，惯性不变，故A错误； B．惯性仅由质量决定，物体做自由落体运动时，质量不变，惯性不变，故B错误； C．惯性大小只与质量有关，两个质量相同的物体，不论速度大小及是否受力，惯性大小一定相同，故C正确； D．惯性大小只与质量有关，两个质量相同的物体，在不同的合外力作用下，惯性大小一定相同，故D错误。 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）“叶问蹲”是咏春拳的一个基本动作。武术爱好者在练习“叶问蹲”时，单腿下蹲，另一条腿伸直并保持与地面平行，以如图所示的姿势静止在水平地面上，则该武术爱好者（     ） A．所受支持力和重力是一对相互作用力 B．所受支持力的方向与地面形变方向相同 C．一定不受摩擦力 D．可能受到水平向左的摩擦力 【答案】C 【详解】A．武术爱好者静止在水平地面上，受到的支持力和重力作用在同一个物体上，大小相等、方向相反，是一对平衡力，而不是相互作用力，故A错误； B．支持力属于弹力，其方向与施力物体（即地面）恢复形变的方向相同，与地面发生形变的方向相反，故B错误； C．武术爱好者保持静止状态，在水平方向上不受其他外力，若受到摩擦力作用，则水平方向合外力不为零，无法保持平衡状态，因此一定不受摩擦力，故C正确； D．由对C选项的分析可知，武术爱好者一定不受摩擦力，不可能受到水平向左的摩擦力，故D错误。 故选C。 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，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）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）（多选）（2025·黑吉辽蒙卷·10）如图（a），倾角为θ的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度v0沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为μ1、μ2，整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图（b）所示，两条曲线均为抛物线，乙的x－t曲线在t＝t0时切线斜率为0，则（　　） A．μ1＋μ2＝2tan θ B．t＝t0时，甲的速度大小为3v0 C．t＝t0之前，地面对斜面的摩擦力方向向左 D．t＝t0之后，地面对斜面的摩擦力方向向左 【答案】AD 【详解】[将下滑时刻作为初位置，则位置x与时间t的图像即为位移－时间图像，图像的斜率表示速度。甲、乙两个物块的曲线均为抛物线，则甲物块做匀加速直线运动，乙物块做匀减速直线运动，在t0时间内x甲＝t0＝3x0，x乙＝t0＝x0，联立解得t0时刻甲物块的速度大小为v＝2v0，B错误；甲物块的加速度大小a1＝，乙物块的加速度大小a2＝，由牛顿第二定律，对甲物块mgsin θ－μ1mgcos θ＝ma1，对乙物块μ2mgcos θ－mgsin θ＝ma2，联立可得μ1＋μ2＝2tan θ，A正确；取水平向左为正方向，对斜面和甲、乙两物块系统由牛顿第二定律可得，Ff1＝ma1cos θ－ma2cos θ＝0，则t＝t0之前，地面和斜面之间摩擦力为零，C错误；t＝t0之后，乙物块保持静止，甲物块继续沿斜面向下加速，对系统由牛顿第二定律可得Ff2＝ma1cos θ，即地面对斜面的摩擦力向左，D正确。] 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）为了探究加速度与合外力的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置，左端带有位移传感器、右端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，置于长木板上的小车后壁装有压力传感器，质量为m的钢球放在小车内，小车与压力传感器的总质量为M，绕过定滑轮的轻绳一端连接在小车上，另一端吊着槽码。由静止释放小车，压力传感器可测量小球所受水平作用力的大小，与电脑连接的位移传感器可测绘出小车运动的位移x随时间平方变化的图像如图乙所示。不计小球与车的摩擦力。 (1)实验前将小车放在图示的位置保持静止，调节__________的高度，使连接小车的轻绳与长木板平行； (2)若得到图乙中图像的斜率为k，则小车运动的加速度a＝__________； (3)多次改变槽码的质量重复实验，求出每次小车运动的加速度a，记录每次压力传感器的示数F，作，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成__________，图像的斜率应等于__________。 【答案】(1)定滑轮 (2)2k (3) 正比 【详解】（1）调节定滑轮的高度，使连接小车的轻绳与长木板平行。 （2）由，可得 则小车运动的加速度为 （3）[1]多次改变槽码的质量重复实验，求出每次小车运动的加速度a，记录每次压力传感器的示数F，作，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比； [2]由于压力传感器的示数是钢球受到的合外力，由，可得 即图像的斜率应等于。 12．（本题9分）实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内，车内后壁装有压力传感器，车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板上的定滑轮，挂上钩码。 (1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则在实验过程中，___________（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远小于小车质量，细线需要调节至与长木板平行，长木板要调节至下列选项中的___________（填选项字母）状态。 A、保持水平 B、倾斜一特定角度 C、倾斜任意一小角度 D、倾斜任意一大角度 (2)光电门安装在长木板的位置A，在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数，让小车每次都从位置B开始运动，记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比，若用图像法验证他的猜想，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的___________（填选项符号）。 A． B． C． D． 【答案】(1) 不需要 A (2)D 【详解】（1）[1]压力传感器直接测得后壁对小球的水平推力，不必用钩码的重力近似表示拉力，因此不需要满足钩码质量远小于小车质量。 [2]木板保持水平时，小球所受重力与支持力在竖直方向平衡，传感器示数才等于小球所受合力的大小。 故选A。 （2）设遮光条宽度为，图中两标记之间距离为，小球质量为。遮光条通过光电门时，小车的速度近似为 小车从处由静止做匀加速直线运动，到处有。 小球相对小车静止且木板水平，其水平合力为传感器测得的推力，由牛顿第二定律得。 联立可得 由于两标记间距离、小球质量和遮光条宽度均不变，与成正比，应作图像。 故选D。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量为M（大小未知）的长木板静止在粗糙水平地面上，一个质量的物块（可视为质点）在某一时刻以的水平初速度从木板左端滑上木板，经时间后物块与木板恰好达到共同速度，且在此时对木板施加方向水平向右的恒力作用，物块又经t2（大小未知）时间后从木板的左端滑出。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度。求： (1)物块滑上长木板达到共速前，物块与长木板各自的加速度大小； (2)长木板的质量M以及两者达到共速的瞬间，物块到木板左端间的距离d。 【答案】(1)； (2)2kg；6m 【详解】（1）设物块的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有 解得 因为2s时达到共速，此时速度大小 长木板由静止做匀加速直线运动，加速度大小 （2）对长木板由牛顿第二定律有 解得 2s内物块对地位移大小为 2s内长木板对地位移大小为 则时物块到长木板左端的距离为 14．（本题13分）如图所示，质量为的物体B（上表面水平）放在倾角为的无限长的斜面上，质量为的物体A叠放在物体B上。两者在沿斜面向上、大小为的外力F作用下一起由静止开始沿斜面向上做匀加速运动。已知物体B与斜面之间的动摩擦因数为（，，重力加速度g取，不计空气阻力）。求： (1)末物体A的速度大小； (2)物体A对物体B的摩擦力大小和压力大小。 【答案】(1) ，(2) 0.4N， 1.3N 【详解】(1)将两物体看作一个整体，有 解得 末物体A的速度大小为 (2)对A，有 ， 解得 ， 根据牛顿第三定律，物体A对物体B的摩擦力大小为0.4N，支持力为1.3N。 15．（本题16分）如图甲所示，倾角为的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。时，将质量的物体（可视为质点）轻放在传送带上端，物体相对地面的图像如图乙所示，2s时滑离传送带。设沿传送带向下为正方向，重力加速度。求： (1)传送带上下两端的距离； (2)物体与传送带之间的动摩擦因数和传送带的倾角； (3)物体在传送带上留下的痕迹长度。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）由题可得物体0~2s内的位移即为传送带上下两端的间距，图像中图线与t轴所围面积表示位移，可知位移为 （2）由题图得0~1s内物体加速度 根据牛顿第二定律得 1~2s内加速度 根据牛顿第二定律得 联立解得， （3）由题图知传送带的速率，则0~1s内，传送带的位移为 故相对位移为 物体相对传送带向上运动。 1~2s内传送带的位移为 故相对位移为 物体相对传送带向下运动，因此物体在传送带上留下的痕迹长度为。 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（较难版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下面运动状态没有发生变化的物体是（　　） A．匀速拐弯的汽车 B．匀速竖直下落的雪花 C．绕地球匀速飞行的人造卫星 D．从车站由静止开出的火车 2．（本题4分）对惯性的理解，下列说法中正确的是（    ） A．将物体抛到空中后，物体就没有了惯性 B．物体做自由落体运动时，惯性就变小了 C．两个质量相同的物体，不论速度大小及是否受力，惯性大小一定相同 D．两个质量相同的物体，在不同的合外力作用下，运动状态容易改变的惯性大 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）“叶问蹲”是咏春拳的一个基本动作。武术爱好者在练习“叶问蹲”时，单腿下蹲，另一条腿伸直并保持与地面平行，以如图所示的姿势静止在水平地面上，则该武术爱好者（     ） A．所受支持力和重力是一对相互作用力 B．所受支持力的方向与地面形变方向相同 C．一定不受摩擦力 D．可能受到水平向左的摩擦力 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，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）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）（多选）（2025·黑吉辽蒙卷·10）如图（a），倾角为θ的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度v0沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为μ1、μ2，整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图（b）所示，两条曲线均为抛物线，乙的x－t曲线在t＝t0时切线斜率为0，则（　　） A．μ1＋μ2＝2tan θ B．t＝t0时，甲的速度大小为3v0 C．t＝t0之前，地面对斜面的摩擦力方向向左 D．t＝t0之后，地面对斜面的摩擦力方向向左 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）为了探究加速度与合外力的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置，左端带有位移传感器、右端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，置于长木板上的小车后壁装有压力传感器，质量为m的钢球放在小车内，小车与压力传感器的总质量为M，绕过定滑轮的轻绳一端连接在小车上，另一端吊着槽码。由静止释放小车，压力传感器可测量小球所受水平作用力的大小，与电脑连接的位移传感器可测绘出小车运动的位移x随时间平方变化的图像如图乙所示。不计小球与车的摩擦力。 (1)实验前将小车放在图示的位置保持静止，调节__________的高度，使连接小车的轻绳与长木板平行； (2)若得到图乙中图像的斜率为k，则小车运动的加速度a＝__________； (3)多次改变槽码的质量重复实验，求出每次小车运动的加速度a，记录每次压力传感器的示数F，作，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成__________，图像的斜率应等于__________。 12．（本题9分）实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内，车内后壁装有压力传感器，车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板上的定滑轮，挂上钩码。 (1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则在实验过程中，___________（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远小于小车质量，细线需要调节至与长木板平行，长木板要调节至下列选项中的___________（填选项字母）状态。 A、保持水平 B、倾斜一特定角度 C、倾斜任意一小角度 D、倾斜任意一大角度 (2)光电门安装在长木板的位置A，在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数，让小车每次都从位置B开始运动，记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比，若用图像法验证他的猜想，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的___________（填选项符号）。 A． B． C． D． 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量为M（大小未知）的长木板静止在粗糙水平地面上，一个质量的物块（可视为质点）在某一时刻以的水平初速度从木板左端滑上木板，经时间后物块与木板恰好达到共同速度，且在此时对木板施加方向水平向右的恒力作用，物块又经t2（大小未知）时间后从木板的左端滑出。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度。求： (1)物块滑上长木板达到共速前，物块与长木板各自的加速度大小； (2)长木板的质量M以及两者达到共速的瞬间，物块到木板左端间的距离d。 14．（本题13分）如图所示，质量为的物体B（上表面水平）放在倾角为的无限长的斜面上，质量为的物体A叠放在物体B上。两者在沿斜面向上、大小为的外力F作用下一起由静止开始沿斜面向上做匀加速运动。已知物体B与斜面之间的动摩擦因数为（，，重力加速度g取，不计空气阻力）。求： (1)末物体A的速度大小； (2)物体A对物体B的摩擦力大小和压力大小。 15．（本题16分）如图甲所示，倾角为的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。时，将质量的物体（可视为质点）轻放在传送带上端，物体相对地面的图像如图乙所示，2s时滑离传送带。设沿传送带向下为正方向，重力加速度。求： (1)传送带上下两端的距离； (2)物体与传送带之间的动摩擦因数和传送带的倾角； (3)物体在传送带上留下的痕迹长度。 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 $