高中物理单元测试——第5章牛顿运动定律（适中版02）

高中物理单元测试 —— 第5章 牛顿运动定律（适中版02）（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）关于惯性的大小，下列说法正确的是（     ） A．高速运动的物体不容易停下来，说明速度越大的物体惯性就越大 B．在月球上举重比在地球上容易，说明同一个物体在月球上惯性小 C．两个物体质量相同，则惯性大小一定相同 D．静止放在水平地面上的不同物体，分别施加相同的推力，则容易推动的物体惯性小 3．（本题4分）如图所示，轻质弹簧下端悬挂物体甲，甲下方通过轻质细线悬挂物体乙，整个系统处于静止状态。剪断细线的瞬间，下列说法正确的是（     ） A．甲处于超重状态，乙处于失重状态 B．甲处于失重状态，乙处于超重状态 C．甲处于平衡状态，乙处于失重状态 D．甲、乙均处于失重状态 4．（本题4分）如图所示，车厢沿水平地面做加速度缓慢增加的直线运动，光滑小球A通过轻绳悬挂于车厢顶部，滑块置于车厢底板上，且与底板动摩擦因数为0.75。若滑块滑动前小球不会接触车厢侧壁，轻绳偏离竖直方向的夹角为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，。则（　　） A．车厢的加速度方向一定水平向左 B．滑块滑动前，车厢的加速度大小为 C．滑块刚要滑动时， D．当小球接触车厢侧壁后，轻绳中的拉力缓慢增大 5．（本题4分）如图为手机吸附在磁性支架吸盘上的示意图，下列说法正确的是（　　） A．支架吸盘对手机的弹力是手机发生弹性形变引起的 B．手机受到吸盘的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上 C．吸盘对手机的作用力与手机的重力大小相等，方向相反 D．吸盘对手机的吸引力与手机对吸盘的压力是一对相互作用力 6．（本题4分）如图所示，质量为M、倾角的斜面体始终静止在水平桌面上，质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑，重力加速度大小为g，下列结论正确的是（     ） A．斜面体处于失重状态 B．木块对斜面体的压力大小为 C．桌面对斜面体的摩擦力方向水平向左 D．桌面对斜面体的支持力大小为 7．（本题4分）如图所示，三个木块A、B、C质量分别为m 、m、，木块A、C通过轻弹簧相连，B放置在C上面、C放置在木板D上面，整个系统处于静止状态，重力加速度为g ，突然水平抽出木板D的瞬间，下列说法正确的是（     ） A．A的加速度大小为 B．B的加速度为零 C．C的加速度大小为 D．B、C间的弹力大小为 二、多选题 8．（本题6分）如图甲所示，无人机从地面竖直起飞，运动一段时间后因动力系统发生故障，最终到达某一高度处后速度为零。图乙是无人机从地面上升至最高点过程中的图像，已知无人机飞行时所受的阻力大小恒为4N，取重力加速度。则（　　） A．无人机从地面上升至最高点，位移大小为18m B．无人机从地面上升至最高点，位移大小为24m C．无人机的质量为2kg D．无人机的质量为4kg 9．（本题6分）将一圆环套在固定的足够长的水平杆上，环的内径略大于杆的截面直径，对环施加一在竖直平面内斜向上与杆的夹角为的拉力F，如图甲所示；当拉力逐渐变大时，环的加速度随拉力F变化的规律如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．圆环的质量为 B．圆环与杆之间的动摩擦因数为0.5 C．当时，环受到的摩擦力大小为 D．环受到的摩擦力大小为时，环的加速度大小可能为 10．（本题6分）如图所示，甲、乙、丙三木块用两根轻绳连接在一起，在光滑水平地面受一水平恒力F作用而向右做匀加速直线运动，绳子的拉力分别用T1、T2表示。若乙木块的质量突然增加，则轻绳中拉力的变化情况为（　　） A．T1变小 B．T1不变 C．T2变大 D．T2变小 三、实验题 11．（本题6分）如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统，获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。 (1)下列说法正确的是___________。 A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力 B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源 C．本实验m2应远小于m1 D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a-图像 (2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出a-F图像，他可能作出图2中___________（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是___________。 A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态 C．钩码质量太大 D．所用小车的质量太大 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）质量M=2kg的长木板放在光滑的水平面上，木板长L=4m，在水平拉力F=6N的作用下由静止开始向右运动，如图所示，当木板速度达到1m/s时，将质量m=2kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数，物块可视为质点。求：（g取） (1)物块刚放在木板上时，物块和木板的加速度大小； (2)物块与木板相对静止后，物块受到的摩擦力大小。 14．（本题13分）倾角为、质量为的斜面体放在光滑水平地面上，其上表面光滑，将质量的物体放在斜面上，开始时系统处于静止状态。现对斜面体施加一水平推力，如图所示。重力加速度为g，要使物体相对斜面静止，力应为多大？此时斜面对物体支持力为多大？ 15．（本题16分）现在传送带传送货物已被广泛地应用于车站、工厂、车间、码头。如图所示，某飞机场利用传送带将旅客的行李箱运进机舱。在该次运输过程中，传送带以恒定的速率向上运行。将行李箱无初速度地放在传送带底端，已知行李箱与传送带之间的动摩擦因数，传送带的长度，传送带与水平面的夹角，g取。试求： (1)行李箱刚开始运动时的加速度大小； (2)行李箱的上升时间； (3)如果提高传送带的运行速率，物体就能被较快地传送到B处，求行李箱的最短上升时间和传送带对应的最小运行速率。 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02）（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）关于惯性的大小，下列说法正确的是（     ） A．高速运动的物体不容易停下来，说明速度越大的物体惯性就越大 B．在月球上举重比在地球上容易，说明同一个物体在月球上惯性小 C．两个物体质量相同，则惯性大小一定相同 D．静止放在水平地面上的不同物体，分别施加相同的推力，则容易推动的物体惯性小 【答案】C 【详解】AB．惯性是物体的固有属性，其大小唯一由物体的质量决定，与运动状态、受力情况、所处位置均无关，故AB错误； C．质量是惯性大小的唯一量度，两个物体质量相同，惯性大小一定相同，故C正确； D．由于不同物体与地面的摩擦力关系未知，无法确定质量的关系，不能判断惯性大小，故D错误。 故选C。 3．（本题4分）如图所示，轻质弹簧下端悬挂物体甲，甲下方通过轻质细线悬挂物体乙，整个系统处于静止状态。剪断细线的瞬间，下列说法正确的是（     ） A．甲处于超重状态，乙处于失重状态 B．甲处于失重状态，乙处于超重状态 C．甲处于平衡状态，乙处于失重状态 D．甲、乙均处于失重状态 【答案】A 【详解】系统静止时，弹簧弹力等于甲、乙的总重力，即 细线的拉力等于乙的重力，甲、乙初始合力均为0 剪断细线瞬间弹簧的形变无法瞬间改变，因此弹簧弹力保持不变；细线拉力瞬间消失。 对甲受力分析，合力，方向竖直向上，因此甲的加速度竖直向上，处于超重状态。 细线剪断后乙仅受重力，加速度为重力加速度、方向竖直向下，处于失重状态。 故选A。 4．（本题4分）如图所示，车厢沿水平地面做加速度缓慢增加的直线运动，光滑小球A通过轻绳悬挂于车厢顶部，滑块置于车厢底板上，且与底板动摩擦因数为0.75。若滑块滑动前小球不会接触车厢侧壁，轻绳偏离竖直方向的夹角为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，。则（　　） A．车厢的加速度方向一定水平向左 B．滑块滑动前，车厢的加速度大小为 C．滑块刚要滑动时， D．当小球接触车厢侧壁后，轻绳中的拉力缓慢增大 【答案】C 【详解】AB．对小球A进行受力分析，小球受重力和轻绳的拉力，将拉力T分解，水平方向 竖直方向 联立可得 加速度方向水平，由于车厢做加速度缓慢增加的直线运动，且小球A轻绳偏离竖直方向，可知车厢加速度方向水平向右，滑块滑动前，车厢的加速度大小为，故AB错误； C．当滑块B刚要滑动时，其受到的摩擦力达到最大静摩擦力 又 联立可得，故C正确； D．轻绳在竖直方向的分力始终等于重力，所以当小球接触车厢侧壁后，轻绳与竖直方向的夹角不变，轻绳中的拉力不变，故D错误。 故选C。 5．（本题4分）如图为手机吸附在磁性支架吸盘上的示意图，下列说法正确的是（　　） A．支架吸盘对手机的弹力是手机发生弹性形变引起的 B．手机受到吸盘的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上 C．吸盘对手机的作用力与手机的重力大小相等，方向相反 D．吸盘对手机的吸引力与手机对吸盘的压力是一对相互作用力 【答案】C 【详解】A．支架吸盘对手机的弹力是吸盘发生弹性形变引起的，故A错误； B．手机处于平衡状态，重力方向竖直向下，则手机所受支持力、摩擦力和吸引力的合力方向竖直向上，故B错误； C．手机处于平衡状态，所受合力为零，吸盘对手机的作用力与手机的重力大小相等，方向相反，故C正确； D．吸盘对手机的吸引力与手机对吸盘的吸引力是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）如图所示，质量为M、倾角的斜面体始终静止在水平桌面上，质量为m的木块沿光滑斜面自由下滑，重力加速度大小为g，下列结论正确的是（     ） A．斜面体处于失重状态 B．木块对斜面体的压力大小为 C．桌面对斜面体的摩擦力方向水平向左 D．桌面对斜面体的支持力大小为 【答案】C 【详解】A．斜面体始终静止，加速度为0，不处于失重状态，故A错误； B．对木块垂直斜面方向受力分析，斜面体对木块的支持力 根据牛顿第三定律可得木块对斜面体的压力大小，故B错误； C．木块对斜面体的压力有水平向右的分量，斜面体始终静止，水平方向合力为0，因此桌面对斜面体的摩擦力方向水平向左，故C正确； D．由于木块存在竖直向下的加速度分量，整体处于部分失重状态，桌面对斜面体的支持力小于，故D错误。 故选C。 7．（本题4分）如图所示，三个木块A、B、C质量分别为m 、m、，木块A、C通过轻弹簧相连，B放置在C上面、C放置在木板D上面，整个系统处于静止状态，重力加速度为g ，突然水平抽出木板D的瞬间，下列说法正确的是（     ） A．A的加速度大小为 B．B的加速度为零 C．C的加速度大小为 D．B、C间的弹力大小为 【答案】C 【详解】A．A原来受重力 和向上的弹簧弹力 ，系统处于平衡状态，合力为零，，抽出木板D瞬间，弹簧形变来不及改变，弹力大小保持不变，因此A加速度为 ，故A错误； BD．若假设B、C一起加速，对B、C整体，总向下合力为 可得加速度 ，则与实际情况不符，因B最大加速度为 ，因此B、C会分离，B、C间弹力为 ，B只受重力，加速度为 ，故BD错误； C．对C受力分析：向下的重力，向下的弹簧弹力为 ，总合力为，因此加速度 ，故C正确。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）如图甲所示，无人机从地面竖直起飞，运动一段时间后因动力系统发生故障，最终到达某一高度处后速度为零。图乙是无人机从地面上升至最高点过程中的图像，已知无人机飞行时所受的阻力大小恒为4N，取重力加速度。则（　　） A．无人机从地面上升至最高点，位移大小为18m B．无人机从地面上升至最高点，位移大小为24m C．无人机的质量为2kg D．无人机的质量为4kg 【答案】BC 【详解】AB．因图像与坐标横轴围成的面积表示位移的大小，由图乙可知无人机从地面上升至最高点，位移大小 故A错误，B正确； CD．因图像的斜率表示加速度，所以无人机在加速过程中的加速度大小 减速过程中的加速度大小 失去升力后无人机在重力和阻力的作用下减速上升，根据牛顿第二定律，有 解得无人机的质量 故C正确，D错误。 故选BC。 9．（本题6分）将一圆环套在固定的足够长的水平杆上，环的内径略大于杆的截面直径，对环施加一在竖直平面内斜向上与杆的夹角为的拉力F，如图甲所示；当拉力逐渐变大时，环的加速度随拉力F变化的规律如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．圆环的质量为 B．圆环与杆之间的动摩擦因数为0.5 C．当时，环受到的摩擦力大小为 D．环受到的摩擦力大小为时，环的加速度大小可能为 【答案】ABC 【详解】A．设当F为时加速度刚好为零，并开始随F逐增大，故力F在，对圆环受力分析，此时受到的支持力竖直向上；当拉力超过5N时，支持力方向相反，竖直向下；当F=5N时，可知N=0，f=0，，对圆环受力分析，竖直方向，根据平衡条件有 Fsinθ=mg 水平方向，根据牛顿第二定律有 Fcosθ=ma 联立解得 ， 故A正确； B．当F>5N时，直线的斜率为 直线的纵截距为 根据 可得F>5N后的直线方程为 当F=0时，对圆环受力分析，根据牛顿第二定律得 解得 故B正确； C．因>5N，则根据 可得加速度为 根据牛顿第二定律有 解得 故C正确； D．当圆环受到的摩擦力大小为1N，且 解得 此时加速度为零；当圆环受到的摩擦力大小为1N，且时，支持力方向竖直向上，则有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 当圆环受到的摩擦力大小为1N，且时，支持力方向竖直向下，则有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 故D错误。 故选ABC。 10．（本题6分）如图所示，甲、乙、丙三木块用两根轻绳连接在一起，在光滑水平地面受一水平恒力F作用而向右做匀加速直线运动，绳子的拉力分别用T1、T2表示。若乙木块的质量突然增加，则轻绳中拉力的变化情况为（　　） A．T1变小 B．T1不变 C．T2变大 D．T2变小 【答案】AC 【详解】根据牛顿第二定律，对甲乙丙，有 对甲，有 对甲乙，有 所以， 由此可知，若乙木块的质量突然增加，即m乙变大，则T1变小，T2变大。 故选AC。 三、实验题 11．（本题6分）如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统，获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。 (1)下列说法正确的是___________。 A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力 B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源 C．本实验m2应远小于m1 D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a-图像 (2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出a-F图像，他可能作出图2中___________（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是___________。 A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态 C．钩码质量太大 D．所用小车的质量太大 【答案】(1)D (2) 丙 C 【详解】（1）A．平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有f=mgsinθ=μmgcosθ m约掉了，每次在小车上加减砝码时，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误； B．实验时应先接通电源后释放小车，故B错误； C．让小车的质量m2远远大于钩码的质量m1，因为实际上绳子的拉力 而实验中用小盘和重物的重力代替拉力，则应该是，故C错误； D．由牛顿第二定律F=ma，所以，所以在用图像探究小车的加速度与质量的关系时，通常作图像，故D正确。 故选D。 （2）[1][2]遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况，故可能作出图2中丙。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是钩码的总质量太大，没有远小于小车和砝码的质量。 故选C。 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）质量M=2kg的长木板放在光滑的水平面上，木板长L=4m，在水平拉力F=6N的作用下由静止开始向右运动，如图所示，当木板速度达到1m/s时，将质量m=2kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数，物块可视为质点。求：（g取） (1)物块刚放在木板上时，物块和木板的加速度大小； (2)物块与木板相对静止后，物块受到的摩擦力大小。 【答案】(1)2m/s2，1m/s2 (2)3N 【详解】（1）放上物块后，物块的加速度为 木板的加速度 （2）假设木板和物块达到共同速度后保持相对静止，对整体，有 对物块，有 所以 假设成立，摩擦力为3N。 14．（本题13分）倾角为、质量为的斜面体放在光滑水平地面上，其上表面光滑，将质量的物体放在斜面上，开始时系统处于静止状态。现对斜面体施加一水平推力，如图所示。重力加速度为g，要使物体相对斜面静止，力应为多大？此时斜面对物体支持力为多大？ 【答案】； 【详解】以质量的物体为研究对象，受力分析如图所示 质量的物体在重力和支持力的作用下，受合力 由牛顿第二定律，有 解得 再以系统整体为研究对象，根据牛顿第二定律得 此时斜面对物体支持力为 15．（本题16分）现在传送带传送货物已被广泛地应用于车站、工厂、车间、码头。如图所示，某飞机场利用传送带将旅客的行李箱运进机舱。在该次运输过程中，传送带以恒定的速率向上运行。将行李箱无初速度地放在传送带底端，已知行李箱与传送带之间的动摩擦因数，传送带的长度，传送带与水平面的夹角，g取。试求： (1)行李箱刚开始运动时的加速度大小； (2)行李箱的上升时间； (3)如果提高传送带的运行速率，物体就能被较快地传送到B处，求行李箱的最短上升时间和传送带对应的最小运行速率。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）行李箱刚开始运动时的加速度 （2）行李箱加速到与传送带共速的时间 这段时间内行李箱的位移 行李箱匀速运动时间 行李箱的上升时间 （3）只有行李箱一直做加速运动时，行李箱运动的时间最短；行李箱一直做加速运动，设到达机舱的速度为，则有 代入数据得 由于行李箱一直加速，所以传送带的速度至少为，最短时间为 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 $