高中鲁科版 (2019)第5章 牛顿运动定律本章综合与测试单元测试课时训练

这是一份高中鲁科版 (2019)第5章 牛顿运动定律本章综合与测试单元测试课时训练，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

（新教材）鲁科版 物理 必修第一册 第5章 牛顿运动定律 单元测试题


本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分


分卷I


一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)


1.某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案，如图所示。关于小磁铁，下列说法中正确的是( )





A． 磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上


B． 磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力


C． 磁铁受到五个力的作用


D． 磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力


2.将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，下列描述皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是( )


A．B．C．D．


3.关于超重和失重，下列说法正确的是( )


A． 物体处于超重时，物体一定在上升


B． 物体处于失重状态时，物体可能在上升


C． 物体处于完全失重时，地球对它的引力就消失了


D． 物体在完全失重时，它所受到的合外力为零


4.如图所示，传送带与水平地面的倾角为θ＝37°，AB的长度为64 m，传送带以20 m/s的速度沿逆时针方向转动，在传送带上端A点无初速度地放上一个质量为8 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，则物体从A点运动到B点所用的时间为(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.对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是( )


A． 采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性


B． “强弩之末势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了


C． 货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性


D． 自行车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的


6.质量为5 kg的木箱以大小为2 m/s2的加速度水平向右做匀减速运动，在箱内有一轻弹簧，其一端被固定在箱子的右侧壁，另一端拴接一个质量为3 kg的滑块，木箱与滑块相对静止，如图所示．若不计滑块与木箱之间的摩擦，下列判断正确的是( )





A． 弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为10 N


B． 弹簧被压缩，弹簧的弹力大小为6 N


C． 弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为10 N


D． 弹簧被拉伸，弹簧的弹力大小为6 N


7.一个物体质量为2 kg，在几个力作用下处于静止状态，现把一个大小为10 N的力撤去，其它力保持不变，则该物体将( )


A． 沿该力的方向开始做匀加速运动，加速度的大小是5 m/s2


B． 沿该力的相反方向做匀加速运动，加速度的大小是5 m/s2


C． 沿该力的方向做匀速直线运动


D． 由于惯性，物体仍保持原来的静止状态不变


8.下列事例中，利用了物体的惯性的是( )





A． ①②


B． ③④


C． ①④


D． ②③


9.如图所示，在以速度v逆时针匀速转动的、与水平方向倾角为θ的足够长的传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小物块，小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ(μ＜tanθ)，则下列图象中能够客观反映出小物块的速度随时间变化关系的是( )








A．B． C．D．


10.爱因斯坦说：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端．”在科学史上，伽利略享有“近代科学方法论的奠基人”的美誉．根据你对物理学的学习和对伽利略的了解，他的物理思想方法的研究顺序是


( )


A． 提出假说，数学推理，实验验证，合理外推


B． 数学推理，实验验证，合理外推，提出假说


C． 实验验证，合理外推，提出假说，数学推理


D． 合理外推，提出假说，数学推理，实验验证


二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)


11.(多选)对于“落体运动快慢”、“力与物体运动关系”等问题，亚里士多德和伽利略存在着不同的观点．下列说法中是伽利略的观点的是( )


A． 重的物体下落的快，轻的物体下落的慢


B． 物体下落的快慢与物体的轻重没有关系


C． 物体的运动需要力来维持


D． 物体的运动不需要力来维持


12.(多选)如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( )





A． 物块先向左运动，再向右运动


B． 物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动


C． 木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动


D． 木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零


13.(多选)如图所示，光滑圆柱形物件A放在同半径的凹槽B中，B放在光滑水平面上，在由零逐渐增大的水平外力F作用下，系统向右运动，运动过程中A，B保持相对静止．下列说法中正确的是( )





A． 物体A的加速度不断增大


B． 物体B对地面的压力不断增大


C．B对A的弹力大小不断增大，与水平外力F的夹角逐渐变小


D．B对A的弹力大小不断增大，与水平外力F的夹角逐渐变大


14.(多选)一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2(g取10 m/s2)，则( )


A． 2 s末物体的速度为2 m/s


B． 2 s内物体的位移为6 m


C． 2 s内物体的位移为2 m


D． 2 s内物体的平均速度为2 m/s


分卷II


三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)


15.某同学设计了用光电门传感器“探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量M关系”的实验．





(1)如图a所示，在小车上固定宽度为L的挡光片，将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上，释放小车，传感器记录下小车经过光电门的时间分别是Δt1、Δt2，可以测得小车的加速度a＝________(用题中的符号L、d、Δt1、Δt2表示)．


(2)在该实验中必须采用________法(填物理方法)，应保持________不变，通过改变钩码的个数来改变小车所受的拉力大小，研究加速度a随拉力F变化的规律．


(3)甲、乙两名同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图b所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？ ____________________________________________


____________________________.


四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)


16.如图1，质量为M的长木板，静止放在粗糙的水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板．从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块和木板的图象分别如图2中的折线所示，根据图2，(g＝10 m/s2)求：





图1





图2


(1)m与M间动摩擦因数μ1及M与地面间动摩擦因数μ2；


(2)m与M的质量之比；


(3)从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块m、长木板M各自对地的位移．


17.某同学设计了一个测量长距离电动扶梯加速度的实验，实验装置如图甲所示．将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上，实验员站在健康秤上相对健康秤静止．使电动扶梯由静止开始斜向上运动，整个运动过程可分为三个阶段，先加速、再匀速、最终减速停下．已知电动扶梯与水平方向夹角为37°.重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.某次测量的三个阶段中电子健康秤的示数F随时间t的变化关系，如图乙所示．





(1)画出加速过程中实验员的受力示意图；


(2)求该次测量中实验员的质量m；


(3)求该次测量中电动扶梯加速过程的加速度大小a1和减速过程的加速度大小a2.


18.如图甲所示，水平传送带AB逆时针匀速转动，一个质量为M＝1.0 kg的小物块以某一初速度由传送带左端滑上，通过速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向，以物块滑上传送带时为计时零点)．已知传送带的速度保持不变，g取10 m/s2.求：





甲





乙


(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ；


(2)物块在传送带上运动的时间．





答案解析


1.【答案】B


【解析】小磁铁受到的磁力与受到的弹力大小相等，是一对平衡力，故A错误；小磁铁与黑板间在水平方向存在两对作用力与反作用力：①黑板对磁铁的吸引力与磁铁对黑板的吸引力。②黑板对磁铁的弹力与磁铁对黑板的弹力，故B正确；小磁铁受到四个力的作用，竖直方向重力和摩擦力，水平方向黑板对小磁铁的吸引力和黑板对小磁铁的弹力，故C错误；磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是相互作用力，故D错误。


2.【答案】C


【解析】对皮球进行受力分析，皮球受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力作用，且阻力大小Ff＝kv，根据牛顿第二定律可知，皮球在上升过程中的加速度大小a＝＝，因为皮球上升过程中速度v减小，加速度a减小，所以皮球的速度减小得越来越慢，加速度a也减小得越来越慢，当速度v＝0时，加速度a＝g，故选项C正确．


3.【答案】B


【解析】物体处于超重时，具有向上的加速度，但其运动方向不确定，可能向上加速，也可能向下减速，A错误；物体处于失重或者是完全失重状态时，具有向下的加速度，可能向下加速，也可能向上减速，B正确；完全失重时，物体仍受到地球对它的吸引力，即受到重力的作用，合外力不为零，C、D错误．


4.【答案】A


【解析】开始时物体下滑的加速度：a1＝g(sin 37°＋μcs 37°)＝10 m/s2，运动到与传送带共速的时间为：t1＝＝s＝2 s，下滑的距离：x1＝a1t2＝20 m；由于tan 37°＝0.75＞0.5故物体加速下滑，且此时：a2＝g(sin 37°－μcs 37°)＝2 m/s2，根据x2＝vt2＋a2t，即64－20＝20t2＋×2×t，解得：t2＝2 s，故总时间为t＝4 s，选项A正确．


5.【答案】C


【解析】惯性是物体的固有属性，大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何因素均无关，故A、B错误；摘下或加挂一些车厢，改变了质量，从而改变了惯性，故C正确；人和车的质量不变，则其惯性不变，故D错误．


6.【答案】B


【解析】因为木箱与滑块相对静止，所以滑块的加速度与木箱加速度相同，根据牛顿第二运动定律可知，滑块所受合外力水平向左，所以弹簧被压缩，弹力大小F＝ma＝3 kg×2 m/s2＝6 N.


7.【答案】B


【解析】物体开始处于静止状态，合力为零，撤去10 N的拉力，则合力的大小为10 N，方向与10 N的拉力方向相反，根据牛顿第二运动定律得：a＝＝5m/s2，则物体沿该力相反方向做匀加速运动，加速度大小为5 m/s2.B正确，A、C、D错误．


8.【答案】C


【解析】②中打开降落伞是为了增大运动员受到的阻力，③中轮胎制成不平整花纹是为了增大轮胎与地面的摩擦力，故选项C正确。


9.【答案】C


【解析】刚放上去的时候，物块受重力，支持力，摩擦力方向向下，物块做加速运动，故由牛顿第二定律：mgsinθ＋μmgcsθ＝ma1解得：a1＝gsinθ＋μgcsθ，物块做加速运动，当物块速度大于传送带速度后，摩擦力变为向上，由于μ＜tanθ，即μmgcsθ＜mgsinθ，物块做加速运动，则由牛顿第二定律：mgsinθ－μmgcsθ＝ma2解得：a2＝gsinθ－μgcsθ由于a1＞a2，故选C.


10.【答案】A


【解析】本题反应了正确的科学探索的物理思想和物理方法及步骤：①为了解决物理问题提出假说，假说是否科学要看是否满足物理规律，故需要②数学推理，在数学上即理论上通过了，但物理是实验科学，所有的规律要经的起实验的验证，故需要③实验验证，还要看该规律是否普遍成立，故需要④合理外推．故A正确，B、C、D错误．


11.【答案】BD


【解析】


12.【答案】BC


【解析】由题知道：当物块相对木板滑动了一段距离仍有相对运动时撤掉拉力，此时物块的速度小于木板的速度，两者之间存在滑动摩擦力，物块受到木板的滑动摩擦力方向向右，与其速度方向相同，向右做加速运动，而木板受到物块的滑动摩擦力方向向左，与其速度方向相反，向右做减速运动，当两者速度相等时一起向右做匀速直线运动，B、C正确．


13.【答案】AC


【解析】对整体分析可知，整体的加速度增大，则A的加速度也不断增大，整体在竖直方向不受外力，故在竖直方向的受力情况不变，故B对地面的压力不变，故A正确，B错误；


因A的加速度增大，而A受重力和B对A的作用力，因重力不变，故弹力在竖直方向上的分量不变，而水平分量一定会增大，故B对A的弹力大小不断增大，但与水平外力F的夹角应减小，故C正确，D错误．


14.【答案】AC


【解析】物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力Ff，则根据牛顿第二定律得


F－Ff＝ma，又Ff＝μmg


联立解得，a＝1 m/s2.


所以物体2 s末的速度为v＝at＝1×2 m/s＝2 m/s，A正确；


2 s内的位移为x＝at2＝2 m，B错误，C正确；


2 s内物体的平均速度＝＝m/s＝1 m/s，D错误．


15.【答案】(1) (2)控制变量 小车的总质量 (3)小车的总质量


【解析】(1)小车经过光电门1、2时的瞬间速度分别为v1＝，v2＝；


根据匀变速直线运动的速度位移公式v－v＝2ad，


解得：a＝.


(2)在本实验操作中，采用了控制变量法，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先不改变小车的总质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系．


(3)由题图b可知在拉力相同的情况下a乙＞a甲，所以两同学的实验中小车的总质量不同．


16.【答案】(1)0.15 0.05


(2)3∶2


(3)44 m 24 m


【解析】(1)由图可知．ac为m的速度图象．m的加速度为：


a1＝m/s2＝1.5 m/s2


根据牛顿第二定律得：μ1mg＝ma1


所以得：μ1＝＝0.15


由图可知cd为二者一起减速运动的图象，其加速度为：


a3＝m/s2＝0.5 m/s2


又a3＝μ2g，解得：μ2＝＝0.05


(2)对bc段，对M写动力学方程：


μ1mg－μ2(mg＋Mg)＝Ma2


由bc图可知：a2＝1 m/s2


把μ1、μ2代入上式，可得：＝


(3)图象acd与横轴所围面积可求m对地位移为：x1＝m＝44 m


图象bcd与横轴所围面积可求M对地位移为：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)加速过程，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，又有竖直向上的加速度，所以支持力大于重力，受力示意图如图所示．





(2)3－6 s电梯匀速运动，实验员受力平衡


F＝mg＝600 N m＝60 kg


(3)加速阶段，对加速度分解如图所示





对竖直方向，根据牛顿第二定律


F－mg＝ma1sin 37°


a1＝m/s2≈0.56 m/s2


同理减速时，根据牛顿第二定律


mg－F′＝ma2sin 37°


a′＝m/s2≈0.42 m/s2


18.【答案】(1)0.2 (2)4.5 s


【解析】(1)由速度图象可得，物块做匀变速运动的加速度：a＝＝2.0 m/s2


由牛顿第二定律得Ff＝Ma


得到物块与传送带间的动摩擦因数μ＝＝0.2


(2)由速度图象可知，物块初速度大小v＝4 m/s、传送带速度大小v′＝2 m/s，物块在传送带上滑动t1＝3 s后，与传送带相对静止．


前2秒内物块的位移大小x1＝t＝4 m，方向向右


后1秒内的位移大小x2＝t′＝1 m，方向向左


3秒内位移x＝x1－x2＝3 m，方向向右


物块再向左运动时间t2＝＝1.5 s


物块在传送带上运动时间t＝t1＋t2＝4.5 s