高中物理单元测试——第四章牛顿运动定律（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第四章 牛顿运动定律（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）《考工记》中记载了“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动一段距离。“马力既竭，辀犹能一取焉”蕴含的物理规律是（     ） A．胡克定律 B．牛顿第一定律 C．牛顿第二定律 D．牛顿第三定律 2．（本题4分）下列情景中，关于力的大小关系说法正确的是（　　） A．跳高运动员起跳，地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力 B．磁体吸引铁钉的力和铁钉吸引磁体的力是大小相等的 C．鸡蛋撞击石头，鸡蛋破碎，石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 D．用锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小不一定相等 3．（本题4分）较小物体在粘性较大的均匀流体中运动时，要受到粘滞阻力的作用，例如球形血细胞在血浆中下沉时就受到这种力的作用。已知球体所受的粘滞阻力为，其中r为球体的半径，v为球体的运动速度，为粘滞系数。若采用国际单位制中的基本单位来表示粘滞系数的单位，则其单位是（     ） A． B． C． D．为常数，没有物理单位 4．（本题4分）某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收（无动力，不计空气阻力）。如图所示，“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住，绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放，在接触绳网后下降直至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．火箭模型接触绳网后先失重后超重 B．火箭模型在最低点所受合力为零 C．火箭模型接触绳网立即减速 D．火箭模型接触绳网后一直处于超重状态 5．（本题4分）如图所示，有一辆汽车满载西瓜静止在水平路面上。其启动过程可看作匀加速运动，加速度大小为a，重力加速度为g，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是（     ） A． B．ma C． D． 6．（本题4分）如图所示，两小球同时从位于同一竖直面内的两条光滑轨道的顶端A点和B点释放，关于谁先到达C点，下列说法正确的是（    ） A．因为甲的加速度较大，所以甲先到 B．因为乙的位移较小，所以乙先到 C．二者可能同时到 D．不知两小球的质量关系，所以无法确定 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）一质量为50kg的游客坐在“跳楼机”内，从40m高处自由下落，2s后开始受到恒定的阻力而立即做匀减速运动，到达地面时速度刚好减为零，g取。则以下判断正确的是（    ） A．游客自由下落时所受合力为0 B．游客的最大速度的大小为20m/s C．游客做匀减速运动时的加速度大小为 D．游客做匀减速运动时所受阻力为1000N 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）如图所示，质量分别为mA、mB的物体A、B用细绳连接后跨过定滑轮，物体A放在倾角为的光滑斜面上，物体B悬挂着，已知mA=3mB，不计滑轮摩擦，重力加速度为．则下列说法中正确的是（　　） A．细绳对物体B的拉力大小为 B．物体A的加速度大小为 C．物体A和物体B互换位置前后，滑轮受到细绳的作用力大小不相等 D．若将斜面倾角由增大到，细绳的拉力增大 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究小车加速度与所受合外力的关系。已知打点计时器所用交流电源频率是50 Hz，重力加速度g取。回答下列问题： (1)安装好装置，并将垫块放在某位置，轻绳末端不挂槽码，接通打点计时器电源，给小车一个初速度，打出纸带如图乙所示。已知纸带左端和小车相连，则接下来的操作应该是__________。（填序号） A．将垫块适当左移，再打出纸带并分析纸带 B．将垫块适当右移，再打出纸带并分析纸带 (2)调整好装置，规范操作，得到一条如图丙所示的纸带（每相邻两计数点之间还有4个点未标出）。则打计数点3时小车的瞬时速度大小为__________m/s，根据纸带求得小车的加速度为__________。（计算结果均保留2位有效数字） (3)若多次增大槽码的质量进行实验，得到多组小车所受拉力F和加速度a的值，作出图像如图丁所示。图像的末端明显偏离了直线，其主要原因是__________________________________。 12．（本题9分）图a为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。 (1)实验中应将木板________（填“保持水平”或“一端垫高”）。 (2)为探究加速度a与质量m的关系，某小组依据实验数据绘制的图像如图b所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断a与m是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有________。（多选，填正确答案标号） A．图像 B．图像 C．图像 D．图像 (3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上。在其他实验操作相同的情况下，________（填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。 四、解答题 13．（本题10分）人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉快地滑行，畅享滑雪运动的乐趣。一名滑雪爱好者以的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为。若人与滑板的总质量为，受到的总阻力为，重力加速度g取，求： (1)3s内滑雪者下滑位移的大小； (2)3s末滑雪者的速度大小。 14．（本题13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。 15．（本题16分）如图甲所示，倾角为、长度的传送带以恒定的速率（未知）沿顺时针方向运动。时刻，将一质量的物块（视为质点）轻放在传送带的上端，物块速率的平方与位移大小的关系图像如图乙所示，其中未知，取重力加速度大小，，。求： (1)在物块从位移为处运动到位移为处的过程中，物块的加速度大小以及物块与传送带之间的动摩擦因数； (2)在物块从位移为0处运动到位移为处的过程中，物块的加速度大小以及传送带运动的速率。 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 —— 第四章 牛顿运动定律（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）《考工记》中记载了“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动一段距离。“马力既竭，辀犹能一取焉”蕴含的物理规律是（     ） A．胡克定律 B．牛顿第一定律 C．牛顿第二定律 D．牛顿第三定律 【答案】B 【详解】根据题意可知，“马力既竭，辀犹能一取焉” 的意思是即使马对车不施加拉力了，车具有惯性，要保持原来的运动状态，因此还能继续向前运动一段距离。蕴含的物理规律是牛顿第一定律。 故选B。 2．（本题4分）下列情景中，关于力的大小关系说法正确的是（　　） A．跳高运动员起跳，地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力 B．磁体吸引铁钉的力和铁钉吸引磁体的力是大小相等的 C．鸡蛋撞击石头，鸡蛋破碎，石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 D．用锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小不一定相等 【答案】B 【详解】A．跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故A错误； B．磁体吸引铁钉的力和铁钉吸引磁体的力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故B正确； C．鸡蛋撞击石头时，石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等；鸡蛋破碎是由于鸡蛋的强度较小，而非力的大小不等，故C错误； D．用锤钉钉子时，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故D错误。 故选B。 3．（本题4分）较小物体在粘性较大的均匀流体中运动时，要受到粘滞阻力的作用，例如球形血细胞在血浆中下沉时就受到这种力的作用。已知球体所受的粘滞阻力为，其中r为球体的半径，v为球体的运动速度，为粘滞系数。若采用国际单位制中的基本单位来表示粘滞系数的单位，则其单位是（     ） A． B． C． D．为常数，没有物理单位 【答案】B 【详解】由粘滞阻力公式 变形可得 其中为无量纲常数，力的国际基本单位为，半径的单位为，速度的单位为。 代入量纲计算 A项中N并非基本单位。 故选B。 4．（本题4分）某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收（无动力，不计空气阻力）。如图所示，“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住，绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放，在接触绳网后下降直至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．火箭模型接触绳网后先失重后超重 B．火箭模型在最低点所受合力为零 C．火箭模型接触绳网立即减速 D．火箭模型接触绳网后一直处于超重状态 【答案】A 【详解】ACD．火箭模型接触绳网后，网的弹力开始较小，火箭继续加速下降，处于失重状态，随着火箭的下降，弹力越来越大，当弹力大于火箭的重力之后，火箭开始减速下降，处于超重状态，即火箭模型接触绳网后先失重后超重，故A正确，CD错误； B．火箭模型在最低点弹力大于重力，所受合力向上，故B错误。 故选A。 5．（本题4分）如图所示，有一辆汽车满载西瓜静止在水平路面上。其启动过程可看作匀加速运动，加速度大小为a，重力加速度为g，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是（     ） A． B．ma C． D． 【答案】C 【详解】西瓜A和汽车一起做匀加速直线运动，加速度大小为，方向水平向左。 对西瓜A受力分析：A受竖直向下的重力，以及其他西瓜对它的总作用力。 根据牛顿第二定律，A的合外力水平向左，大小为 其中竖直方向合力为0，因此 的竖直分量平衡重力，大小为；水平分量提供加速度，大小为。 根据力的合成，由勾股定理得： 故选C。 6．（本题4分）如图所示，两小球同时从位于同一竖直面内的两条光滑轨道的顶端A点和B点释放，关于谁先到达C点，下列说法正确的是（    ） A．因为甲的加速度较大，所以甲先到 B．因为乙的位移较小，所以乙先到 C．二者可能同时到 D．不知两小球的质量关系，所以无法确定 【答案】C 【详解】设两条光滑轨道的水平投影长度为，轨道的倾角为，小球在光滑轨道下滑时的加速度大小为 根据运动学公式可得 可得小球在轨道上下滑的时间为 可知当两轨道的倾角之和满足 则有 即两小球可能同时到达C点。 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）一质量为50kg的游客坐在“跳楼机”内，从40m高处自由下落，2s后开始受到恒定的阻力而立即做匀减速运动，到达地面时速度刚好减为零，g取。则以下判断正确的是（    ） A．游客自由下落时所受合力为0 B．游客的最大速度的大小为20m/s C．游客做匀减速运动时的加速度大小为 D．游客做匀减速运动时所受阻力为1000N 【答案】BD 【详解】A．游客自由下落时，受到合力为重力，故A错误； B．自由下落2s时速度最大，则有 故B正确； C．自由下落2s时位移为 由速度位移公式得 解得游客做匀减速运动时的加速度大小为 故C错误； D．由牛顿第二定律可得 游客做匀减速运动时所受阻力为 故D正确。 故选BD。 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）如图所示，质量分别为mA、mB的物体A、B用细绳连接后跨过定滑轮，物体A放在倾角为的光滑斜面上，物体B悬挂着，已知mA=3mB，不计滑轮摩擦，重力加速度为．则下列说法中正确的是（　　） A．细绳对物体B的拉力大小为 B．物体A的加速度大小为 C．物体A和物体B互换位置前后，滑轮受到细绳的作用力大小不相等 D．若将斜面倾角由增大到，细绳的拉力增大 【答案】BD 【详解】AB．设细绳的拉力大小为，对A、B整体，根据牛顿第二定律 对B，根据牛顿第二定律 联立解得 ， 故A错误，B正确； C．物体A和物体B互换位置后，设细绳的拉力大小为，对B，根据牛顿第二定律 对A，根据牛顿第二定律 解得 所以滑轮受到细绳的作用力大小相等，故C错误； D．对整体有 若将斜面倾角由增大到，加速度将增大，对B有 可知细绳的拉力增大，故D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究小车加速度与所受合外力的关系。已知打点计时器所用交流电源频率是50 Hz，重力加速度g取。回答下列问题： (1)安装好装置，并将垫块放在某位置，轻绳末端不挂槽码，接通打点计时器电源，给小车一个初速度，打出纸带如图乙所示。已知纸带左端和小车相连，则接下来的操作应该是__________。（填序号） A．将垫块适当左移，再打出纸带并分析纸带 B．将垫块适当右移，再打出纸带并分析纸带 (2)调整好装置，规范操作，得到一条如图丙所示的纸带（每相邻两计数点之间还有4个点未标出）。则打计数点3时小车的瞬时速度大小为__________m/s，根据纸带求得小车的加速度为__________。（计算结果均保留2位有效数字） (3)若多次增大槽码的质量进行实验，得到多组小车所受拉力F和加速度a的值，作出图像如图丁所示。图像的末端明显偏离了直线，其主要原因是__________________________________。 【答案】(1)B (2) 0.61 2.0 (3)随着槽码质量增大，槽码总质量不再满足远小于小车质量 【详解】（1）由图乙的纸带可知，小车做加速运动，这是由于斜面倾角过大导致的，所以应将垫块适当右移，减小斜面倾角，再打出纸带并分析纸带，反复调节垫块位置，直到纸带上打出点迹均匀为止，故A错误，B正确； 故选B。 （2）[1]相邻计数点之间有4个点未标出，则相邻计数点之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于这段时间的平均速度的规律，可得打计数点3时小车的瞬时速度大小为 [2]根据逐差法，可得小车的加速度为 （3）小车和槽码一起运动，加速度相同，将小车和槽码看作一个整体，则整体的加速度大小为 当槽码总质量远小于小车质量时，加速度的表达式近似等于 将槽码的重力当作绳子拉力F，则加速度与拉力F成正比关系，图像为经过原点的直线（如图丁所示）。随着槽码质量增大，槽码总质量不再满足远小于小车质量时，由公式可知，加速度逐渐减小，图像向下弯曲。 12．（本题9分）图a为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。 (1)实验中应将木板________（填“保持水平”或“一端垫高”）。 (2)为探究加速度a与质量m的关系，某小组依据实验数据绘制的图像如图b所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断a与m是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有________。（多选，填正确答案标号） A．图像 B．图像 C．图像 D．图像 (3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上。在其他实验操作相同的情况下，________（填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。 【答案】(1)一端垫高 (2)AC (3)乙 【详解】（1）用题图a器材做探究加速度与力、质量关系的实验时，将槽码与槽码盘的重力作为研究对象所受合力，则需平衡阻力，即实验中应将木板一端垫高。 （2）要直观判断a与m是否成反比关系，应使a与m成反比时对应的图线为一条直线。若a与m成反比关系，则，am为定值，可知图像为过原点的倾斜直线，图像为与m轴平行的直线，图像和图像仍为曲线，故AC正确，BD错误。 故选AC。 （3）在探究加速度与力的关系的实验中，需要控制所研究对象的质量不变。由题意可知，甲同学的研究对象为小车，在往槽码盘上依次加放槽码时，以槽码盘和槽码的重力作为研究对象所受的合力引起的系统误差越来越大；乙同学则将槽码盘、槽码及小车作为研究对象，研究对象所受合力不存在系统误差，则乙同学的方法可以更好地减小误差。 四、解答题 13．（本题10分）人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉快地滑行，畅享滑雪运动的乐趣。一名滑雪爱好者以的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为。若人与滑板的总质量为，受到的总阻力为，重力加速度g取，求： (1)3s内滑雪者下滑位移的大小； (2)3s末滑雪者的速度大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对滑雪者受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式 解得 所以3s内滑雪者下滑位移的大小为。 （2）根据匀变速直线运动规律 解得 所以3s末滑雪者的速度大小为。 14．（本题13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。 15．（本题16分）如图甲所示，倾角为、长度的传送带以恒定的速率（未知）沿顺时针方向运动。时刻，将一质量的物块（视为质点）轻放在传送带的上端，物块速率的平方与位移大小的关系图像如图乙所示，其中未知，取重力加速度大小，，。求： (1)在物块从位移为处运动到位移为处的过程中，物块的加速度大小以及物块与传送带之间的动摩擦因数； (2)在物块从位移为0处运动到位移为处的过程中，物块的加速度大小以及传送带运动的速率。 【答案】(1)， (2)， 【详解】（1）由运动公式可知图像的斜率与加速度有关，则 解得 此时物块速度比传送带快，摩擦力方向沿斜面向上，列出物块的牛顿第二定律有 解得 （2）物块从位移为0处运动到位移为处的过程中，传送带对物块的摩擦力方向沿斜面向下，对物块列牛顿第二定律，有 解得 结合题图乙有， 其中，，解得， 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 $