（新教材）魯科版 物理 必修第一冊 第5章 牛頓運動定律 單元測試題


本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分


分卷I


一、單選題(共10小題,每小題4.0分,共40分)


1.某學(xué)校教室里的磁性黑板上通常粘掛一些小磁鐵，小磁鐵被吸在黑板上可以用于“貼”掛圖或試題答案，如圖所示。關(guān)于小磁鐵，下列說法中正確的是( )





A． 磁鐵受到黑板的吸引力大于受到的彈力才能被吸在黑板上


B． 磁鐵與黑板間在水平方向上存在兩對作用力與反作用力


C． 磁鐵受到五個力的作用


D． 磁鐵受到的支持力與黑板受到的壓力是一對平衡力


2.將一只皮球豎直向上拋出，皮球運動時受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比，下列描述皮球在上升過程中加速度大小a與時間t關(guān)系的圖象，可能正確的是( )


A．B．C．D．


3.關(guān)于超重和失重，下列說法正確的是( )


A． 物體處于超重時，物體一定在上升


B． 物體處于失重狀態(tài)時，物體可能在上升


C． 物體處于完全失重時，地球?qū)λ囊拖Я?br/>

D． 物體在完全失重時，它所受到的合外力為零


4.如圖所示，傳送帶與水平地面的傾角為θ＝37°，AB的長度為64 m，傳送帶以20 m/s的速度沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，在傳送帶上端A點無初速度地放上一個質(zhì)量為8 kg的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5，則物體從A點運動到B點所用的時間為(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g＝10 m/s2)( )





A． 4.0 s


B． 4.2 s


C． 3.2 s


D． 8.0 s


5.對于一些實際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是( )


A． 采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這表明：可以通過科學(xué)進步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性


B． “強弩之末勢不能穿魯縞”，這表明強弩的慣性減小了


C． 貨運列車運行到不同的車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會改變它的慣性


D． 自行車轉(zhuǎn)彎時，車手一方面要適當(dāng)?shù)目刂扑俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，這是為了通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到安全行駛的目的


6.質(zhì)量為5 kg的木箱以大小為2 m/s2的加速度水平向右做勻減速運動，在箱內(nèi)有一輕彈簧，其一端被固定在箱子的右側(cè)壁，另一端拴接一個質(zhì)量為3 kg的滑塊，木箱與滑塊相對靜止，如圖所示．若不計滑塊與木箱之間的摩擦，下列判斷正確的是( )





A． 彈簧被壓縮，彈簧的彈力大小為10 N


B． 彈簧被壓縮，彈簧的彈力大小為6 N


C． 彈簧被拉伸，彈簧的彈力大小為10 N


D． 彈簧被拉伸，彈簧的彈力大小為6 N


7.一個物體質(zhì)量為2 kg，在幾個力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)把一個大小為10 N的力撤去，其它力保持不變，則該物體將( )


A． 沿該力的方向開始做勻加速運動，加速度的大小是5 m/s2


B． 沿該力的相反方向做勻加速運動，加速度的大小是5 m/s2


C． 沿該力的方向做勻速直線運動


D． 由于慣性，物體仍保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)不變


8.下列事例中，利用了物體的慣性的是( )





A． ①②


B． ③④


C． ①④


D． ②③


9.如圖所示，在以速度v逆時針勻速轉(zhuǎn)動的、與水平方向傾角為θ的足夠長的傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ(μ＜tanθ)，則下列圖象中能夠客觀反映出小物塊的速度隨時間變化關(guān)系的是( )








A．B． C．D．


10.愛因斯坦說：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端．”在科學(xué)史上，伽利略享有“近代科學(xué)方法論的奠基人”的美譽．根據(jù)你對物理學(xué)的學(xué)習(xí)和對伽利略的了解，他的物理思想方法的研究順序是


( )


A． 提出假說，數(shù)學(xué)推理，實驗驗證，合理外推


B． 數(shù)學(xué)推理，實驗驗證，合理外推，提出假說


C． 實驗驗證，合理外推，提出假說，數(shù)學(xué)推理


D． 合理外推，提出假說，數(shù)學(xué)推理，實驗驗證


二、多選題(共4小題,每小題5.0分,共20分)


11.(多選)對于“落體運動快慢”、“力與物體運動關(guān)系”等問題，亞里士多德和伽利略存在著不同的觀點．下列說法中是伽利略的觀點的是( )


A． 重的物體下落的快，輕的物體下落的慢


B． 物體下落的快慢與物體的輕重沒有關(guān)系


C． 物體的運動需要力來維持


D． 物體的運動不需要力來維持


12.(多選)如圖所示，一足夠長的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦．現(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時，撤掉拉力，此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為( )





A． 物塊先向左運動，再向右運動


B． 物塊向右運動，速度逐漸增大，直到做勻速運動


C． 木板向右運動，速度逐漸變小，直到做勻速運動


D． 木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零


13.(多選)如圖所示，光滑圓柱形物件A放在同半徑的凹槽B中，B放在光滑水平面上，在由零逐漸增大的水平外力F作用下，系統(tǒng)向右運動，運動過程中A，B保持相對靜止．下列說法中正確的是( )





A． 物體A的加速度不斷增大


B． 物體B對地面的壓力不斷增大


C．B對A的彈力大小不斷增大，與水平外力F的夾角逐漸變小


D．B對A的彈力大小不斷增大，與水平外力F的夾角逐漸變大


14.(多選)一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量為2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用從靜止開始運動，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2(g取10 m/s2)，則( )


A． 2 s末物體的速度為2 m/s


B． 2 s內(nèi)物體的位移為6 m


C． 2 s內(nèi)物體的位移為2 m


D． 2 s內(nèi)物體的平均速度為2 m/s


分卷II


三、實驗題(共1小題,每小題10.0分,共10分)


15.某同學(xué)設(shè)計了用光電門傳感器“探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量M關(guān)系”的實驗．





(1)如圖a所示，在小車上固定寬度為L的擋光片，將兩個光電門傳感器固定在相距為d的軌道上，釋放小車，傳感器記錄下小車經(jīng)過光電門的時間分別是Δt1、Δt2，可以測得小車的加速度a＝________(用題中的符號L、d、Δt1、Δt2表示)．


(2)在該實驗中必須采用________法(填物理方法)，應(yīng)保持________不變，通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受的拉力大小，研究加速度a隨拉力F變化的規(guī)律．


(3)甲、乙兩名同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a－F圖線如圖b所示，兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同？ ____________________________________________


____________________________.


四、計算題(共3小題,每小題10.0分,共30分)


16.如圖1，質(zhì)量為M的長木板，靜止放在粗糙的水平地面上，有一個質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的物塊，以某一水平初速度從左端沖上木板．從物塊沖上木板到物塊和木板都靜止的過程中，物塊和木板的圖象分別如圖2中的折線所示，根據(jù)圖2，(g＝10 m/s2)求：





圖1





圖2


(1)m與M間動摩擦因數(shù)μ1及M與地面間動摩擦因數(shù)μ2；


(2)m與M的質(zhì)量之比；


(3)從物塊沖上木板到物塊和木板都靜止的過程中，物塊m、長木板M各自對地的位移．


17.某同學(xué)設(shè)計了一個測量長距離電動扶梯加速度的實驗，實驗裝置如圖甲所示．將一電子健康秤置于水平的扶梯臺階上，實驗員站在健康秤上相對健康秤靜止．使電動扶梯由靜止開始斜向上運動，整個運動過程可分為三個階段，先加速、再勻速、最終減速停下．已知電動扶梯與水平方向夾角為37°.重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.某次測量的三個階段中電子健康秤的示數(shù)F隨時間t的變化關(guān)系，如圖乙所示．





(1)畫出加速過程中實驗員的受力示意圖；


(2)求該次測量中實驗員的質(zhì)量m；


(3)求該次測量中電動扶梯加速過程的加速度大小a1和減速過程的加速度大小a2.


18.如圖甲所示，水平傳送帶AB逆時針勻速轉(zhuǎn)動，一個質(zhì)量為M＝1.0 kg的小物塊以某一初速度由傳送帶左端滑上，通過速度傳感器記錄下物塊速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示(圖中取向左為正方向，以物塊滑上傳送帶時為計時零點)．已知傳送帶的速度保持不變，g取10 m/s2.求：





甲





乙


(1)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ；


(2)物塊在傳送帶上運動的時間．





答案解析


1.【答案】B


【解析】小磁鐵受到的磁力與受到的彈力大小相等，是一對平衡力，故A錯誤；小磁鐵與黑板間在水平方向存在兩對作用力與反作用力：①黑板對磁鐵的吸引力與磁鐵對黑板的吸引力。②黑板對磁鐵的彈力與磁鐵對黑板的彈力，故B正確；小磁鐵受到四個力的作用，豎直方向重力和摩擦力，水平方向黑板對小磁鐵的吸引力和黑板對小磁鐵的彈力，故C錯誤；磁鐵受到的支持力與黑板受到的壓力是相互作用力，故D錯誤。


2.【答案】C


【解析】對皮球進行受力分析，皮球受到豎直向下的重力和豎直向下的阻力作用，且阻力大小Ff＝kv，根據(jù)牛頓第二定律可知，皮球在上升過程中的加速度大小a＝＝，因為皮球上升過程中速度v減小，加速度a減小，所以皮球的速度減小得越來越慢，加速度a也減小得越來越慢，當(dāng)速度v＝0時，加速度a＝g，故選項C正確．


3.【答案】B


【解析】物體處于超重時，具有向上的加速度，但其運動方向不確定，可能向上加速，也可能向下減速，A錯誤；物體處于失重或者是完全失重狀態(tài)時，具有向下的加速度，可能向下加速，也可能向上減速，B正確；完全失重時，物體仍受到地球?qū)λ奈Γ词艿街亓Φ淖饔?，合外力不為零，C、D錯誤．


4.【答案】A


【解析】開始時物體下滑的加速度：a1＝g(sin 37°＋μcs 37°)＝10 m/s2，運動到與傳送帶共速的時間為：t1＝＝s＝2 s，下滑的距離：x1＝a1t2＝20 m；由于tan 37°＝0.75＞0.5故物體加速下滑，且此時：a2＝g(sin 37°－μcs 37°)＝2 m/s2，根據(jù)x2＝vt2＋a2t，即64－20＝20t2＋×2×t，解得：t2＝2 s，故總時間為t＝4 s，選項A正確．


5.【答案】C


【解析】慣性是物體的固有屬性，大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與其它任何因素均無關(guān)，故A、B錯誤；摘下或加掛一些車廂，改變了質(zhì)量，從而改變了慣性，故C正確；人和車的質(zhì)量不變，則其慣性不變，故D錯誤．


6.【答案】B


【解析】因為木箱與滑塊相對靜止，所以滑塊的加速度與木箱加速度相同，根據(jù)牛頓第二運動定律可知，滑塊所受合外力水平向左，所以彈簧被壓縮，彈力大小F＝ma＝3 kg×2 m/s2＝6 N.


7.【答案】B


【解析】物體開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，撤去10 N的拉力，則合力的大小為10 N，方向與10 N的拉力方向相反，根據(jù)牛頓第二運動定律得：a＝＝5m/s2，則物體沿該力相反方向做勻加速運動，加速度大小為5 m/s2.B正確，A、C、D錯誤．


8.【答案】C


【解析】②中打開降落傘是為了增大運動員受到的阻力，③中輪胎制成不平整花紋是為了增大輪胎與地面的摩擦力，故選項C正確。


9.【答案】C


【解析】剛放上去的時候，物塊受重力，支持力，摩擦力方向向下，物塊做加速運動，故由牛頓第二定律：mgsinθ＋μmgcsθ＝ma1解得：a1＝gsinθ＋μgcsθ，物塊做加速運動，當(dāng)物塊速度大于傳送帶速度后，摩擦力變?yōu)橄蛏希捎讦蹋紅anθ，即μmgcsθ＜mgsinθ，物塊做加速運動，則由牛頓第二定律：mgsinθ－μmgcsθ＝ma2解得：a2＝gsinθ－μgcsθ由于a1＞a2，故選C.


10.【答案】A


【解析】本題反應(yīng)了正確的科學(xué)探索的物理思想和物理方法及步驟：①為了解決物理問題提出假說，假說是否科學(xué)要看是否滿足物理規(guī)律，故需要②數(shù)學(xué)推理，在數(shù)學(xué)上即理論上通過了，但物理是實驗科學(xué)，所有的規(guī)律要經(jīng)的起實驗的驗證，故需要③實驗驗證，還要看該規(guī)律是否普遍成立，故需要④合理外推．故A正確，B、C、D錯誤．


11.【答案】BD


【解析】


12.【答案】BC


【解析】由題知道：當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離仍有相對運動時撤掉拉力，此時物塊的速度小于木板的速度，兩者之間存在滑動摩擦力，物塊受到木板的滑動摩擦力方向向右，與其速度方向相同，向右做加速運動，而木板受到物塊的滑動摩擦力方向向左，與其速度方向相反，向右做減速運動，當(dāng)兩者速度相等時一起向右做勻速直線運動，B、C正確．


13.【答案】AC


【解析】對整體分析可知，整體的加速度增大，則A的加速度也不斷增大，整體在豎直方向不受外力，故在豎直方向的受力情況不變，故B對地面的壓力不變，故A正確，B錯誤；


因A的加速度增大，而A受重力和B對A的作用力，因重力不變，故彈力在豎直方向上的分量不變，而水平分量一定會增大，故B對A的彈力大小不斷增大，但與水平外力F的夾角應(yīng)減小，故C正確，D錯誤．


14.【答案】AC


【解析】物體豎直方向受到的重力與支持力平衡，合力為零，水平方向受到拉力F和滑動摩擦力Ff，則根據(jù)牛頓第二定律得


F－Ff＝ma，又Ff＝μmg


聯(lián)立解得，a＝1 m/s2.


所以物體2 s末的速度為v＝at＝1×2 m/s＝2 m/s，A正確；


2 s內(nèi)的位移為x＝at2＝2 m，B錯誤，C正確；


2 s內(nèi)物體的平均速度＝＝m/s＝1 m/s，D錯誤．


15.【答案】(1) (2)控制變量 小車的總質(zhì)量 (3)小車的總質(zhì)量


【解析】(1)小車經(jīng)過光電門1、2時的瞬間速度分別為v1＝，v2＝；


根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式v－v＝2ad，


解得：a＝.


(2)在本實驗操作中，采用了控制變量法，即先保持一個變量不變，看另外兩個變量之間的關(guān)系，具體操作是：先不改變小車的總質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再不改變小車受力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者間的關(guān)系．


(3)由題圖b可知在拉力相同的情況下a乙＞a甲，所以兩同學(xué)的實驗中小車的總質(zhì)量不同．


16.【答案】(1)0.15 0.05


(2)3∶2


(3)44 m 24 m


【解析】(1)由圖可知．a(chǎn)c為m的速度圖象．m的加速度為：


a1＝m/s2＝1.5 m/s2


根據(jù)牛頓第二定律得：μ1mg＝ma1


所以得：μ1＝＝0.15


由圖可知cd為二者一起減速運動的圖象，其加速度為：


a3＝m/s2＝0.5 m/s2


又a3＝μ2g，解得：μ2＝＝0.05


(2)對bc段，對M寫動力學(xué)方程：


μ1mg－μ2(mg＋Mg)＝Ma2


由bc圖可知：a2＝1 m/s2


把μ1、μ2代入上式，可得：＝


(3)圖象acd與橫軸所圍面積可求m對地位移為：x1＝m＝44 m


圖象bcd與橫軸所圍面積可求M對地位移為：xM＝×12×4 m＝24 m.


17.【答案】(1)





(2)60 kg (3)0.56 m/s2 0.42 m/s2


【解析】(1)加速過程，加速度斜向右上方，分解后，既有水平向右的加速度，所以水平方向要有水平向右的摩擦力，又有豎直向上的加速度，所以支持力大于重力，受力示意圖如圖所示．





(2)3－6 s電梯勻速運動，實驗員受力平衡


F＝mg＝600 N m＝60 kg


(3)加速階段，對加速度分解如圖所示





對豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律


F－mg＝ma1sin 37°


a1＝m/s2≈0.56 m/s2


同理減速時，根據(jù)牛頓第二定律


mg－F′＝ma2sin 37°


a′＝m/s2≈0.42 m/s2


18.【答案】(1)0.2 (2)4.5 s


【解析】(1)由速度圖象可得，物塊做勻變速運動的加速度：a＝＝2.0 m/s2


由牛頓第二定律得Ff＝Ma


得到物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝＝0.2


(2)由速度圖象可知，物塊初速度大小v＝4 m/s、傳送帶速度大小v′＝2 m/s，物塊在傳送帶上滑動t1＝3 s后，與傳送帶相對靜止．


前2秒內(nèi)物塊的位移大小x1＝t＝4 m，方向向右


后1秒內(nèi)的位移大小x2＝t′＝1 m，方向向左


3秒內(nèi)位移x＝x1－x2＝3 m，方向向右


物塊再向左運動時間t2＝＝1.5 s


物塊在傳送帶上運動時間t＝t1＋t2＝4.5 s

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