2022-2023学年鲁科版必修第一册 第五章 牛顿运动定律 单元测试2

这是一份2022-2023学年鲁科版必修第一册 第五章 牛顿运动定律 单元测试2，共12页。
第五章 牛顿运动定律 满分：100分   时间：60分钟一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）1.在国际单位制中，哪三个物理量的单位是力学的基本单位(   )A.力、质量、加速度 B.质量、长度、时间C.速度、加速度、质量 D.质量、长度、力2.关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是(   )A.伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动，验证了位移与时间的平方成正比D.伽利略用小球在斜面上运动“冲淡重力”，验证了运动速度与位移成正比3.下列关于力和运动关系的说法正确的是(   )A.没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现B.物体受合外力越大，运动得越快，这符合牛顿第二定律C.物体所受合外力为零，则速度一定为零；物体所受合外力不为零，则其速度也一定不为零D.物体所受的合外力最大时，其速度可以为零；物体所受的合外力最小时，其速度可以最大4.为了解决部分高层住户中的老人上下楼的“大问题”，近年来国家推行老旧小区安装电梯的惠民政策。老人某次乘电梯的速度v随时间t变化的图像如图所示，若取竖直向上为正方向，则以下说法正确的是(   )A.3s末老人一定处于超重状态 B.6s末老人一定处于超重状态C.8s末老人一定处于超重状态 D.7~10s内老人向下减速运动5.在某次无人机竖直送货实验中，无人机的质量，货物的质量，无人机与货物间通过轻绳相连。无人机以恒定动力从地面开始加速上升，不计空气阻力，重力加速度取。则(   )
 A.无人机加速上升时货物处于失重状态 B.无人机加速上升时的加速度C.无人机加速上升时轻绳上的拉力 D.无人机加速上升时轻绳上的拉力6.如图所示，在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体，物体与壁间的动摩擦因数为μ，要使物体不致下滑，车厢至少应以多大的加速度前进(   )A. B.mg C. D.g7.如图所示,同种材料物体间用轻质弹簧水平相连,在同一水平力的作用下一起向右加速,弹簧在弹性限度内。第一次水平面光滑,弹簧长为,第二次水平面粗糙,弹簧长为,下列比较正确的是(   )A.  B.C.  D.质量不清楚,无法确定的关系8.如图所示，在光滑水平面上有一段质量分布均匀的粗麻绳，绳子在水平向右的恒力F作用下做匀加速直线运动。绳子上某一点到绳子左端的距离为x，设该点处的张力为T，则能正确反映T与x之间关系的图像是(   )
 A. B. C. D.9.如图甲所示,两长方体叠放在一起放在光滑的水平面上,B物体从静止开始受到一个水平变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,运动过程中始终保持相对静止。则在时间内,下列说法正确的是(   )A.时刻,间的静摩擦力为零 B.时刻,的速度最大C.时刻,的加速度最小 D.时刻,离出发点最远,速度为零10.如图所示，水平面上有一质量为的物体A，左端用跨过光滑定滑轮的细线连接着物体B，物体的质量均为m，用轻弹簧相连放置在倾角为θ的斜面上，不计一切摩擦。开始时，物体A受到水平向右的恒力F的作用而保持静止，已知重力加速度为g。下列说法正确的是(   )
 A.在细线被烧断的瞬间，A的加速度大小为B.在细线被烧断的瞬间，B的加速度大小为0C.剪断弹簧的瞬间，细线上的拉力大小瞬间突变为D.突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为二、实验题（共18分）11.（8分）英国剑桥大学物理教师阿特伍德，善于设计机巧的演示实验，他为验证牛顿第二定律而设计的滑轮装置，称作“阿特伍德机”，该机是最早出现验证牛顿定律的最好设备，于1784年发表于“《关于物体的直线运动和转动》”一文中。如图所示，重物A、B的质量分别为M和m（M大于m），轴承摩擦不计，绳与滑轮质量不计，绳不可伸长。若时光能够倒流，如果你是阿特伍德老师的学生，请你与阿特伍德老师一起来验证牛顿第二定律吧。（1）请你帮阿特伍德老师计算一下重物释放后物体的加速度________________________。（2）通过第一问的计算，可知重物A向下做匀加速直线运动，B向上做匀加速直线运动，如果要测量重物的位移x需要的器材为____________（只要合理即可）。（3）若从重物开始释放计时，当运动时间为t时，其位移为x，请你计算一下重物的加速度为____________。（4）若____________，则牛顿第二定律得到验证。12.（10分）某同学用图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。已知所用交变电流的频率为50Hz。（1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动，这样做的目的是_____。（2）图乙是他某次实验得到的纸带，相邻两计数点间有四个点未画出，部分实验数据在图中已标注，则纸带的________（填“左”或“右”）端与小车相连，小车的加速度是_______。（3）保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表所示。请在图丙的坐标纸中作出图像。根据图像可以得到的实验结论是_________。次数1234加速度0.6180.4820.3170.152质量倒数4.003.032.001.00 三、计算题（共32分）13.（10分）如图所示，质量的物体与竖直墙壁间的动摩擦因数，物体受到一个跟水平方向成60°角的推力F作用后，物体紧靠墙壁滑动的加速度，取，求：（1）若物体向上匀加速运动，推力F的大小是多少？（2）若物体向下匀加速运动，推力F的大小是多少？     14.（10分）用机器托住一个质量的木板,木板上有一个质量的物块。物块与木板之间的动摩擦因数,木板与机器间的动摩擦因数足够大,木板与机器之间不会发生相对移动。整个系统正以初速度沿竖直向上的方向运动(此时刻也是计时的0时刻)。同时风正从物块的右侧面吹来,给物块水平向左的风力F恒为6 N。已知在题设的整个过程中物块不会滑离木板。取。(1)要使物块与木板之间发生相对运动,试判断加速度的方向及加速度的大小至少为多少？(2)若系统加速度的大小为,且系统加速度的方向也满足第(1)问中的要求,求2 s内物块沿板方向的位移大小。     15.（12分）如图，劲度系数为k的轻弹簧放在倾角的光滑斜面上，弹簧下端与斜面底端的固定挡板相连，质量为m的物块A放在斜面上，与弹簧的另一端连接，绕过两定滑轮的细线，一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物块B.用手托着物块B，使连接物块A的细线刚好伸直，弹簧的形变均在弹性限度内，重力加速度为g，求：（1）撤去手的一瞬间，物块A的加速度大小；（2）物块A在向上运动过程中的最大速度.

   
答案以及解析1.答案：B解析：在国际单位制中，质量、长度、时间这三个物理量的单位是力学的基本单位，分别是千克、米和秒。故选B。2.答案：C解析：亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同，A项错误；伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上理想化的推理，B项错误；伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，C项正确；小球在斜面上运动，运动速度与位移不成正比，D项错误。3.答案：D解析：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，即力是物体产生加速度的原因，选项A错误。物体所受合外力为零时，加速度一定为零，但速度不一定为零，可以最大，物体所受合外力最大时，加速度一定最大，但速度不一定最大，可以为零，故选项B、C错误，D正确。4.答案：A解析：3s末电梯具有竖直向上的加速度，老人处于超重状态，故A正确；6s末电梯匀速运动，老人处于平衡状态，故B错误；8s末电梯具有竖直向下的加速度，老人处于失重状态，故C错误；7~10s内老人向上减速运动，故D错误。5.答案：D解析：货物随无人机加速上升，加速度向上，货物处于超重状态，选项A错误；在加速上升过程中，根据牛顿第二定律可知，解得，选项B错误；对货物根据牛顿第二定律可知，解得，选项C错误，D正确。故选D。6.答案：A解析：C选项中的单位是，不是加速度单位，可直接排除；对物体受力分析如图物体不下滑，为静摩擦力，竖直方向上水平方向上可求得故选A。7.答案：B解析：设的质量均为m。水平力为F。第一种情况:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:对A有:联立解得:第二种情况:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:对A有:联立解得:可知:所以有:A、C、D错误,B正确。8.答案：A解析：设绳子总长为L，单位长度质量为m，对整体分析，根据牛顿第二定律有；对长为x的一段绳子分析可知，联立解得，故A正确，B、C、D错误。9.答案：ABD解析：以整体为研究对象,根据牛顿第二定律分析得知,时刻整体所受的合力为0,加速度为0,再以A为研究对象,分析可知,A受到的静摩擦力为0,故A正确;整体在时间内,做加速运动,在时间内,向原方向做减速运动,则时刻,速度最大,故B正确;时刻,整体的合力最大,则的加速度最大,选项C错误;时间内,整体做单向直线运动,位移逐渐增大,则时刻,位移最大,离出发点最远,根据对称性知,时刻速度为0,故D正确。故选A、B、D。10.答案：D解析：对物体A受力分析，水平方向受到拉力F和细线的拉力T，根据平衡条件可知，在细线被烧断的瞬间，细线对物体A的拉力T变为零，由牛顿第二定律得，物体A的加速度，故A错误；在细线被烧断前，对C受力分析，由平衡条件得，弹簧对物体C的弹力，在细线被烧断的瞬间，细线对物体B的拉力变为零，对物体B，由牛顿第二定律得，则物体B的加速度，故B错误；剪断弹簧的瞬间，弹簧的弹力突变为0，所以成为连接体，加速度应为，对物体B：，得，即细线上的拉力大小瞬间突变为，故C错误；撤去F的瞬间，细线拉力会突变，A和B的加速度相等，对物体整体，由牛顿第二定律得，则物体A的加速度，故D正确。11.答案：（1）（2）刻度尺（3）（4）解析：（1）对A物体，根据牛顿第二定律对B物体联立解得（2）在B的下方挂上纸带，穿过打点计时器，打开电源，释放重物，用刻度尺量尺纸带的长度就是物体的位移x大小。（3）根据可得（4）如果说明用牛顿第二定律求得的加速度是正确的，即牛顿第二定律得到验证。
12、（1）答案：平衡摩擦力解析：把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带匀速运动，这样做的目的是平衡摩擦力。（2）答案：左；0.51解析：小车拖着纸带做加速运动，相邻两计数点间距逐渐变太，则纸带的左端与小车相连；根据可得小车的加速度是。（3）答案：见解析解析：作出图像如图：根据图像可以得到的实验结论是在拉力不变时，小车的加速度与质量成反比。
13、（1）答案：39N解析：选物体为研究对象，受力分析如图.当物体向上做匀加速运动时，摩擦力f方向向下，由牛顿第二定律有，联立解得.（2）答案：10N解析：当物体向下做匀加速运动时，摩擦力f方向向上由牛顿第二定律得，解得.14.答案：见解析解析：(1)对物块由牛顿第二定律得:

要使物块与木板发生相对滑动,有:
 联立解得:,方向竖直向下;
(2)若系统加速度的大小为,此时物块与木板间的弹力为:
解得:,
物块与木板间的摩擦力为:
物块在水平方向的加速度为:;
由位移公式得:。
15、（1）答案：解析：设撤去手的一瞬间，物块A的加速度大小为a，根据牛顿第二定律对物块B：对物块A： 解得（2）答案：解析：开始时，对物块A受力分析：当物块A的速度最大时，加速度为0，此时细线上的拉力大小设此时弹簧的伸长量为，则解得，设物块A向上运动的最大速度大小为，根据机械能守恒定律有解得