高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用当堂达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用当堂达标检测题，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系第五节牛顿运动定律的应用（暑期衔接练习三）（人教版2019）


一、单选题
1．如图所示，弹簧一端固定，另一端栓接一物块A，物块B与A接触但不粘连，A、B放在水平地面上．平面的右端与固定的斜面平滑连接于O点，设物块经过O点时无动能损失．两物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相等，用力向左推B压缩弹簧，释放后B滑上斜面的最高点为P．如果其它条件不变，减小斜面的倾角，B滑到斜面的最高点为Q，下列判断正确的是（ ）

A．A与B在水平面上分离时弹簧处于压缩状态
B．A与B在水平面上分离时弹簧处于原长状态
C．P、Q两点距O点的水平距离相等
D．P、Q两点距O点的竖直高度相等
2．滑雪是冬奥会的比赛项目之一、如图所示，若滑板和运动员以初速度v0=16m/s冲上倾角为θ=足够长的滑雪轨道，已知滑板的质量为2kg，运动员质量为m=73kg，滑板与斜坡间动摩擦因数μ=0.25，不计空气阻力。重力加速度g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，则运动员沿斜坡上滑的最大距离为（　　）

A．4m B．6m
C．8m D．16m
3．来到许愿树下，练老师把许的心愿用绸带系在两个小球上并抛到树上，这一情景可以简化为如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知M>m，滑轮质量及摩擦均不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是( ）

A．细线上的拉力一定等于 mg B．细线上的拉力一定小于Mg
C．细线上的拉力等于 D．天花板对定滑轮的拉力等于(M+ m)g
4．质量为0.2kg的物块在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，6s末撤去水平推力F，如图实线表示其运动的v-t图象，其中经过点（4，0）的虚线是6s末v-t图象的切线．g取10m/s2．下列说法正确的是（ ）

A．6s末物块速度方向改变
B．6s内物块平均速度与6～10s内物块平均速度相等
C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.1
D．水平推力F的最大值为0.9N
5．如图所示，水平面上停放着A、B两辆小车，质量分别为M和m，M＞m，两小车相距为L，人的质量也为m，另有质量不计的硬杆和细绳．第一次人站在A车上，杆插在B车上；第二次人站在B车上，杆插在A车上；若两种情况下人用相同大小的水平作用力拉绳子，使两车相遇，不计阻力，两次小车从开始运动到相遇的时间分别为t1、t2，则(　　)

A．t1等于t2 B．t1小于t2
C．t1大于t2 D．条件不足，无法判断
6．如图所示，幼儿园的滑梯长度不变，高度可调，一个小朋友坐在上面可以从静止下滑，则（　　）

A．滑梯高度越高，小朋友沿斜面下滑时的摩擦力越大
B．滑梯高度越高，小朋友重力沿斜面的下滑分力越大
C．滑梯高度越低，小朋友对斜面的压力越小
D．换一个体重大的小朋友，一定不能滑下斜面
7．蹦极是一项户外休闲活动，跳跃者站在约40米以上高度的位置，用橡皮绳固定住后跳下，落地前弹起。如图为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连，运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过C点时合力为零，到达最低点D后弹起。整个过程中忽略空气阻力。在这个过程中

A．经过B点时，运动员的速度最大
B．从O点到C点，运动员的加速度大小不变
C．从B点到C点，运动员的速度不断增大
D．从C点到D点，运动员的加速度不断减小
8．蹦极是一项富有挑战性的运动，运动员将弹性绳的一端系在身上，另一端固定在高处，然后运动员从高处跳下，如图所示。图中点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点是运动员所到达的最低点。在运动员从点到点的运动过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．弹性绳拉直后运动员的速度开始减小
B．运动员始终处于失重状态
C．运动员的速度最大时，绳对人的拉力大于人所受的重力
D．运动员加速度最大的位置出现在点
9．如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁.今用水平力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将F撤去，在这一瞬间

①B球的速度为零，加速度为零
②B球的速度为零，加速度大小为
③在弹簧第一次恢复原长之后，A才离开墙壁
④在A离开墙壁后，A、B两球均向右做匀速运动
以上说法正确的是( )
A．只有① B．②③ C．①④ D．②③④
10．如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内两物体用细绳通过光滑滑轮相连(m1>m2)，m2下端用一细绳与木箱相连，平衡时台秤的示数为某一数值；今剪断m2下端细绳，在m1下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数将( )


A．变大 B．变小 C．不变 D．不能判定

二、多选题
11．可视为质点的滑块质量m=0.5kg，静止在如图所示的光滑水平面上的A点，在方向水平向右、大小为2N的拉力F作用下开始运动，同一时刻小球从水平面上B点正上方某处以初速度v0=5m/s水平向左抛出，一段时间后小球恰好落在滑块上。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，A点与B点的距离L=18m，则（　　）


A．滑块运动的加速度大小为4m/s2
B．小球刚开始运动时距离B点的高度为15m
C．这个过程中小球的位移大小为10m
D．这个过程中小球运动的时间为4s
12．如图所示，水平传送带两端相距，物体与传送带间的动摩擦因数,物体滑上传送带A端的瞬时速度vA=5m/s，B端距正下方地面O点高h=5m,物体从B端滑出落在P点，关于的距离x正确的是

A．若传送带不动，x=3m
B．若传送带逆时针匀速转动，x一定等于
C．若传送带顺时针匀速转动，x一定等于
D．若传送带顺时针匀速转动，x有可能等于
13．倾角为θ的斜面体M静止放在粗糙水平地面上，其斜面也是粗糙的。已知质量为m的物块恰可沿其斜面匀速下滑。今对下滑的物块m施加一个向右的水平拉力F，物块仍沿斜面向下运动，斜面体M始终保持静止，则此时（ ）

A．物块m下滑的加速度等于
B．物块m下滑的加速度大于
C．水平面对斜面体M的静摩擦力方向水平向左
D．水平面对斜面体M的静摩擦力大小为零
14．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A.B用轻绳连接并跨过 滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）.初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块

A．落地时的速率相同
B．重力的冲量相同
C．重力势能的变化量相同
D．重力做功的平均功率相同
15．如图所示，光滑水平桌面放置着物块 A，它通过轻绳和轻质滑轮 悬挂着物块 B，已知 A 的质量为 m，B 的质量为 3m，重力加速 度大小为 g，静止释放物块 A、B 后（）

A．相同时间内，A、B 运动的路程之比为 2:1
B．物块 A、B 的加速度之比为 1：1
C．细绳的拉力为
D．当 B 下落高度 h 时，速度为


三、解答题
16．如图所示，在光滑水平面上放置质量为M=2kg的足够长的小车A，其左端用水平轻绳拉住，且水平表面左端放置质量为m=1kg的小滑块B，A、B间的动摩擦因数为μ=0.1，今用水平恒力F=10N拉B，当B的速度达到2m/s时，撤去拉力F，并同时剪断绳子（g=10m/s2）（保留两位有效数字）

求：（1）拉力F所做的功？
（2）最终B物体的动能。
17．如图所示，水平传送带左右两端点A、B的距离，正在以的速度匀速顺时针转动，质量为的煤块（可视为质点）以的速度从左端点滑上传送带，煤块与传送带之间的动摩擦因数，。求：
(1)经过多长时间煤块将到达传送带的右端；
(2)煤块从运动至留在传送带上的划痕长度。

18．有一斜坡长为20米，高为4米，一个质量为10千克的物体以10米/秒初速度装冲上斜坡，刚好能到达斜坡顶端。求：
（1）物体向上滑行时加速度大小；
（2）斜坡对物体的摩擦力；
（3）物体下滑时加速度大小；
（4）物体回到坡底时速度大小。
19．图所示，在光滑的水平地面上有一个长为L，质量为的木板A，在木板的左端有一个质量为的小物体B，A、B之间的动摩擦因数为，当对B施加水平向右的力F作用时(设A、B间的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等)，

（1）若，则A、B 加速度分别为多大？
（2）若，则A、B 加速度分别为多大？
（3）在（2）的条件下，若力F作用时间t=3s，B刚好到达木板A的右端，则木板长L应为多少？
20．在地面上以v0＝20m/s的初速度竖直向上抛出一个物体，若在物体抛出后的整个过程中所受空气阻力大小不变，且恒为其重力的0.6倍，则物体落回地面时的速度大小为多少？（g取10m/s2）

四、填空题
21．如图所示，质量m=1kg的物体在水平地面上做匀速直线运动，物体在水平方向受到5.0N的拉力，则物体与地面间的动摩擦因素 =_____；若物体运动的距离s =0.5m，此过程中拉力做功WF=______J，合力做功W=______J。（g取10m/s2）

22．发射枪弹时，枪弹在枪筒中的运动可以看做匀加速直线运动。如果枪筒长64cm，枪弹射出枪口时的速度是800m/s,枪弹的质量为10g，则枪弹受到的平均作用力为__________N。
23．一物块静置于水平面上，现用一与水平方向成37°角的拉力F使物体开始运动，如图A．所示．其后一段时间内拉力F随时间变化和物体运动速度随时间变化的图像如图B．所示，已知物块的质量为0.9kg，g=10m/s2．根据图像可求得，物体与地面间的动摩擦系数为___________，0~1s内拉力的大小为_________N．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

24．质量为2kg的物体放在摩擦因数为0.5的水平地面上，对物体施加一个大小为10N，与地面成角斜向上的拉力，使物体从静止开始做匀加速直线运动，运动了4m。在这个过程中，拉力对物体做功________J，在2s末时拉力的瞬时功率为________W（，）。
25．从地面竖直上抛一物体，质量m=0.5kg，上抛初速度v0=10m/s，物体上升的最大高度H=4m，设物体在整个运动过程中所受的空气阻力大小不变，以地面为重力势能零点，重力加速度g取10m/s2．可得空气阻力f=__N，在整个运动过程中物体离地面高度h=__m处，其动能与重力势能相等．

参考答案
1．B
【解析】
【详解】
AB. 物块A、B分离时，两物块加速度相等，没有相互作用力，对B受力分析，由牛顿第二定律可得：

对B受力分析，由牛顿第二定律可得：

可得：

所以物块A、B分离时，弹簧处于原长状态，故A项错误，B项正确；
CD.两种情况下，A、B分离时，物体B速度相同，设分离时物体B速度为v，分离后物体B沿水平面通过的位移为s1，最高点距O点的水平距离为s2，斜面倾角为θ，据能量守恒有：

两种情况下，θ不同，P、Q两点距O点的水平距离s2不同，上式还可整理成：

两种情况下， P、Q两点距O点的竖直高度不同，故CD两项错误。
2．D
【详解】
由牛顿第二定律得

解得加速度大小为

根据速度位移关系可得

所以上滑的最大距离为

故选D。
3．B
【详解】
A. 因为M>m，m具有向上的加速度，设绳子的拉力为T，根据牛顿第二定律有：，所以细线上的拉力一定大于 mg，选项A错误；
B. M具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有：，所以细线上的拉力一定小于Mg，选项B正确；
C. 对整体分析，根据牛顿定律有：。再对m有，所以细线上的拉力，选项C错误；
D. 对定滑轮有：天花板对定滑轮的拉力，选项D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．6s末物块速度仍为正值，故速度方向没变，A错误；
B．若0～6s内物块做匀加速运动（即图中连接O点和最高点的虚线表示做匀变速直线运动的图像），则平均速度为3m/s，而由图线可知，虚线在实际曲线的上方，即物块在0～6s内的平均速度小于3m/s，而物块在6～10s内的平均速度等于3m/s，故0～6s内物块平均速度比6～10s内物块平均速度小，B错误；
C．撒去外力后的加速度

根据

可知
µ=0.15，
C错误；
D．物块的最大加速度为

根据牛顿第二定律：

解得
Fm=0.9N
D正确．
5．B
【详解】
第一次，对A车和人运动的位移为：，对B车运动的位移为：，位移关系为：s1+s2=L，同理第二次：对A车运动的位移为：，对B车运动的位移为：，位移关系为s3+s4=L，由M＞m，联立解得t1＜t2，故B正确，ACD错误。
6．B
【详解】
A．小朋友受力如图：

滑梯长度不变，滑梯高度越高，则角越大。
小朋友沿斜面下滑时有

下滑时的摩擦力

所以滑梯高度越高，小朋友沿斜面下滑时的摩擦力越小，选项A错误；
B．小朋友重力沿斜面的下滑分力为，滑梯高度越高，角越大，重力沿斜面的下滑分力越大，选项B正确；
C．滑梯高度越低，角越小，小朋友对斜面的压力越大，选项C错误；
D．小朋友沿斜面的方向的加速度合力为

与质量无关，选项D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
分析运动员下落过程中的受力情况，从而明确其运动情况，注意明确当力与运动方向相同时物体做加速运动，而力与运动方向相反时，物体做减速运动．
【详解】
运动员经过B点时，运动员受向下的重力，此时弹力为零，则加速度向下，此位置的速度不是最大，选项A错误；从O点到B点，运动员的加速度大小为g不变；从B点到C点，重力大于弹力，随弹力的增加，运动员的加速度逐渐减小，速度不断增大，选项B错误，C正确；从C点到D点，弹力大于重力，随弹力的增加，运动员的加速度不断增加，选项D错误；故选C.
【点睛】
本题考查牛顿第二定律的应用，要注意明确力是改变物体运动状态原因，要根据受力情况来分析运动情况，注意不能认为绳子一张紧人即减速或停止，而实际情况是人要先做加速度减小的加速运动，然后再做减速运动．
8．D
【详解】
在运动员从a点运动到c点的过程中，随着弹性绳的伸长，拉力不断变大，开始阶段，运动员的重力大于绳的拉力，运动员处于失重状态，运动员向下做加速运动，随着拉力增大，合力减小，加速度减小，当加速度为零时速度最大；后来绳的拉力大于运动员的重力，运动员处于超重状态，运动员受到的合力向上，运动员做减速运动，合力随拉力的增大而增大，则加速度增大；即在运动员从a点到c点的运动过程中，速度先增大后减小，加速度先减小后增加在点加速度达到最大，故ABC错误D正确。
故选D。
9．B
【详解】
撤去F前，B球受四个力作用，竖直方向的重力和支持力平衡，水平方向推力F和弹簧的弹力平衡，即弹簧的弹力大小为F，撤去F的瞬间，弹簧的弹力仍为F，故B球所受合外力为F，则B球加速度为 ，而此时B球的速度为零，②正确①错误；在弹簧恢复原长前，弹簧对A球有水平向左的弹力使A球压紧墙壁，直到弹簧恢复原长时A球才离开墙壁，A球离开墙壁后，由于弹簧的作用，使A、B两球均做变速运动，③对④错，B选项正确。
故选B。
10．B
【详解】
剪断细线前，由受力平衡可知台秤的读数为N=Mg+m1g+m2g，细线剪断以后，加速度大小为a=m1−m2m1+m2g，对m2受力分析可得T−m2g=m2a，因此解得拉力为T=2m1m2m1+m2g，因此此时的台秤的示数为N′=Mg+2T=Mg+4m1m2m1+m2g，因此可知拉力变小了，B正确
11．AC
【详解】
A．根据牛顿第二定律可得滑块运动的加速度大小为

故A正确；
BD．设小球从抛出后经时间t落在滑块上，则由运动学公式可知t时间内滑块的位移大小为

小球的位移大小为

又

解得
t=2s
所以小球刚开始运动时距离B点的高度为

故BD错误；
C．这个过程中小球的位移大小为

故C正确。
故选AC。
12．ABD
【解析】
【详解】
A.若传送带不动，物体做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得匀减速直线运动的加速度大小
a=μg=1m/s2
根据
vB2-vA2=-2aL
解得：
vB=3m/s
故A正确.
B.若传送带逆时针转动，物块滑上传送带做匀减速直线运动，与传送带静止时运动情况相同，vB一定等于3m/s.故B正确.
CD.若传送带顺时针匀速运动，若传送带的速度小于3m/s，物体做匀减速直线运动，则到达B点的速度vB等于3m/s．若传送带的速度等于3m/s，物体做匀速直线运动，则到达B点的速度vB等于3m/s．若传送带的速度大于3m/s，物体做匀加速直线运动，则vB大于3m/s.故C错误，D正确.
13．BD
【详解】
AB．由题知，质量为m的物块恰可沿其斜面匀速下滑，根据平衡条件有

解得；加拉力F后，将拉力F沿着平行斜面和垂直斜面正交分解，如图所示

沿斜面向下，合力为

垂直斜面方向，根据平衡条件有

根据

联立解得

根据牛顿第二定律，物块m下滑的加速度

故A错误，B正确；
CD．对m分析，没有拉力时m匀速下滑，说明支持力和滑动摩擦力的合力是竖直向上，与重力平衡；有拉力F后，根据，支持力和滑动摩擦力的比值不变，故支持力和摩擦力的合力的方向不变，根据牛顿第三定律，m对M的压力和滑动摩擦力的合力方向一直是竖直向下的，故M没有相对地面的滑动趋势，所以水平面对斜面体M的静摩擦力大小为零，故C错误，D正确。
故选BD。
14．AD
【解析】
【详解】
设斜面倾角为θ，刚开始AB处于静止状态，所以mBgsinθ=mAg，所以mB>mA，A运动的时间为：tA=2ℎg，B运动的时间为：
ℎsinθ=12gsinθtB2
解得tB=1sinθ2ℎg；
A. 剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据动能定理得：12mv2=mgℎ，解得v=2gℎ，所以落地时的速率相同，故A正确；
B.A物体重力的冲量
IA=mAgtA=mA2gℎ
B物体重力的冲量
IB=mBgtB=mAsin2θ2gℎ
所以重力的冲量不相同，故B错误；
C. 重力势能变化量△EP=mgh，由于A、B的质量不相等，所以重力势能变化不相同，故C错误；
D. A重力做功的平均功率为：
PA=mAgℎ2ℎg
B重力做功的平均功率为：
PB=mBgℎsinθ2ℎg=mAgℎ2ℎg
所以重力做功的平均功率相等，故D正确。
15．AC
【详解】
同时间内，图中A向右运动h时，B下降一半的距离，即为h/2，故A、B运动的路程之比为2：1，故A正确；任意相等时间内，物体A、B的位移之比为2：1，故速度和加速度之比均为2：1，故B错误；设A的加速度为a，则B的加速度为0.5a，根据牛顿第二定律，对A，有：T=ma，对B，有：3mg-2T=3m•0.5a，联立解得：T=，a=g，故C正确；对B，加速度为a′=0.5a=g，根据速度位移公式，有：v2=2•a′•h，解得：v=，故D错误；故选AC．
【点睛】
本题考查连接体问题，关键是找出两物体的位移、速度及加速度关系，结合牛顿第二定律和运动学公式列式分析，也可以结合系统机械能守恒定律分析．
16．（1）2.2J（2）0.22J
【解析】
【详解】
（1）对B应用动能定理有：① ，②，
代入数据可得，
拉力F做功；
（2）设最终共同速度为，
对于B，根据牛顿第二定律可知，解得③；
则④；
对于A，根据牛顿第二定律可得，解得④；
则⑤，
联立④⑤得，
故
17．(1)；(2)
【详解】
(1)煤块以滑上传送带，受到的滑动摩擦力向右，设加速度为a，由牛顿第二定律

可得

设煤块加速到和皮带共速的时间为，有

加速到共速的位移为

故水平传送带上共速后煤块还要匀速向右，设时间为t2，有

则煤块运动的总时间为

(2)煤块和传送带在共速前有相对滑动，产生划痕，有

18．（1） （2）5N （3） （4）
【详解】
（1）设斜坡长为L=20m，物体刚好能达到斜坡顶端，则

（2）对物体由牛顿第二定律可得

其中，解得

（3）下滑时，摩擦力不变，故

解得

（4）回到坡底时的速度为

19．（1）（2）（3）L=9m
【详解】
试题分析：
解：（1）对A：
对AB：
由于
所以
（2）对B：


（3）F作用3s，A、B发生的位移分别为SA和SB

因此L=9m
考点：牛顿运动定律．匀变速直线运动
20．10m/s
【详解】
物体在上升过程中，根据牛顿第二定律，有

上升过程中的加速度

物体上升的最大高度H

物体下落过程中，根据牛顿第二定律，有

下落过程中的加速度

则物体落回地面时的速度

代入数据得

21．0.5 2.5 0
【分析】
本题考查基本受力分析和功的计算。
【详解】
[1]物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，故

[2]拉力做功

[3]物体做匀速运动，动能不变，合外力不做功。
22．
【解析】枪弹在枪筒中的运动可以看做初速度为零的匀加速运动，枪筒的长度就是这个匀加速运动的位移，枪弹射出枪口时的速度为。已知， ， 。根据公式，可得：a=5×105 m/s2。则牛顿第二定律得。
23．
【详解】
当物体做匀速直线运动时，拉力等于摩擦力，即当时，做匀速直线运动，所以，解得：
物体在0-1s内做初速度为零的匀加速直线运动，加速度
在0～1s内对物体受力分析由牛顿第二定律可得，，解得
24．32 8
【详解】
[1]在这个过程中，拉力对物体做功：
=10×4×0.8=32J
[2]根据牛顿第二定律得：

解得：
a=0.5m/s2
在2s末时物体的速度为：
v=at=2×0.5=1m/s
所以拉力的瞬时功率为：
=10×1×0.8=8W
25．1.25 或
【详解】
[1]．根据速度位移公式得，物体上升的加速度大小

根据牛顿第二定律得
mg+f=ma
解得
f=ma﹣mg=0.5×（12.5﹣10）N=1.25N．
[2]．设上升过程中离地面高度为h时，动能和重力势能相等，有：

根据速度位移公式有：

代入数据联立解得
．
设下降过程中离地面高度为h时，动能和重力势能相等，有：

下降时的加速度

根据速度位移公式得
v2=2a′（H﹣h）
代入数据联立解得
h=m．