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人教版高中物理必修一

第四章

牛顿运动定律

单元检测

一、单选题

1.如图，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B．若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦．设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2

，

已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析判断正确的表达式是（

）

A. T1= B. T1= C. T1= D. T1=

2.学校“身边的物理”社团小组利用传感器研究物体的运动．在一小球内部装上无线传感器，并将小球竖直上抛出，通过与地面上接收装置相连的计算机描绘出小球上抛后运动规律的相关图象．已知小球在运动过程中受到的空气阻力随速度的增大而增大，则下列图象可能是计算机正确描绘的是（已知v、t分别表示小球速度的大小、运动的时间）（ ）

A. B. C. D.

3.如图，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g．粒子运动加速度为（ ）

A. g B. g C. g D. g 4.如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B（长木板足够长）的左端放着小物块A．某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F=kt，其中k为已知常数．若物体之间的滑动摩擦力（f）的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v﹣t图象的是（

）

A. B. C. D.

5.竖直向上抛的物体在上升过程中由于受到空气阻力,加速度大小为体下降过程中的加速度大小为( )

A. B. g C. ,若空气阻力大小不变,那么这个物 D.

6.磁感应强度的单位不能用以下哪一个表示(

)

A. T B. C. D.

7.如图所示，在匀速行驶的列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是（ ）

A. 若小球向左滚动，则列车一定在向右加速 B. 若小球向左滚动，则列车可能在向右减速

C. 列车向右运动时突然刹车，小球向右滚动 D. 列车向右运动时突然刹车，小球向左滚动

8.关于作用力和反作用力，下列说法中错误的是(

)

A. 可以把物体间相互作用的任何一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力

B. 若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力

C. 作用力与反作用力一定是同时产生、同时消失的

D. 作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，因此它们可能成为一对平衡力

9.如图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重．她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程；由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程．关于她的实验现象，下列说法中正确的是（

）

A. 只有“起立”过程，才能出现失重的现象

B. 只有“下蹲”过程，才能出现超重的现象

C. “下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象

D. “起立”、“下蹲”的过程，都能出现超重和失重的现象

10.如图所示，光滑水面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为2m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是2μmg．现用水平拉力F拉其中一个质量为m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对2m木块的最大拉力为（

）

A. B. C. D. 8μmg

11.如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是（

）

A. 小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力

B. 小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力

C. 小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力

D. 小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力

12.下面列举了四个物理量的单位，其中属于国际单位制（SI）的基本单位的是（

）

A. 牛顿（N） B. 千克（kg） C. 速度（m/s） D. 加速度（m/s2）

13.用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3：2，初速度之比为2：3，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们（ ）

A. 滑行中的加速度之比为2：3 B. 滑行的时间之比为1：1 C. 滑行的距离之比为4：9 D. 滑行的距离之比为3：2 二、填空题

14.建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为100kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20kg的建筑材料以0.5m/s的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为________ （g取lOm/s）

22

15.如图甲所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图所示，单位是cm，小车的加速度是多少________ m/s2？在验证质量一定时，加速度a和合外力F的关系时，某学生根据实验数据作出了如图乙所

示的a﹣F图象，该图线不过原点，其原因是________．

16.如图1所示是在做“验证牛顿第二定律”的实验时的装置，实验中使用的是电火花打点计时器，所用的电源是________（填“直流”或“交流”）电源，电压为________ V，频率是50Hz．放在水平桌面的小车（包括里面的钩码）的总质量为M，悬挂的每个钩码的质量为m．挂一个钩码时，水平木板上的小车恰好匀速运动，挂5个同样钩码时小车带动的纸带如图2所示，每相邻两点之间有四个点没有画出来，纸带上数字的单位是厘米，都是该点到点“0”的距离，该纸带________（填“是”或“不是”）从开始的“0”点就做匀加速直线运动．

22小车做匀加速直线运动段的加速度a=________m/s（保留三位有效数字），g=9.8m/s

，

=________（用分数表示）．

17.牛顿________定律又叫做惯性定律，________是衡量物体惯性大小的唯一量度．

三、解答题

18.一次小明在做物理作业时，推导出某物体运动时的位移x，初速度v0

，

加速度a和时间t之间有下面2的关系：x＝v0t＋

at3

，

小明以为发现了一条新的运动规律，高兴地拿去给老师看。老师一看，立即遗憾地告诉他，这个公式是错误的！不可能有满足这个公式的运动。聪明的同学，你能很快看出该式的错误吗？

19.光滑斜面AB与一粗糙水平面BC连接，斜面倾角θ=30°，质量m=2kg的物体置于水平面上的D点，DB间的距离d=7m，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，将一水平向左的恒力F=8N作用在该物体上，t=2s后撤去该力，不考虑物体经过B点点时的速度损失．求撤去拉力F后，经过多长时间物体经过B点？

四、实验探究题

20.某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所

接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：

A．按图甲所示，安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；

D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）对于上述实验，下列说法正确的是

．

A. 小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B. 弹簧测力计的读数为小车所受合外力

C. 实验过程中砝码处于超重状态 D. 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量

2（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为________m/s

．

（结果保留2位有效数字）

（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象（如图丙），与本实验相符合的是________．

21.某同学在用如图1所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时，该同学在实验室找到了一个小正方体木块，接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动．

（1）设小车的质量为M，正方体木块的边长为a，并用刻度尺量出图中AB的距离为l（a＜l且已知θ很小时tanθ≈sinθ），则小车向下滑动时受到的摩擦力为________；

（2）然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑，不断改变重物的质量m，测出对应的加速度a，则图2图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是________．

五、综合题

22.一个放在水平面上的木块质量m为2kg．在水平方向受到F1、F2的作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=8N，动摩擦因数μ=0.2．重力加速度g=10m/s2

，

求

（1）木块受到的摩擦力的大小、方向；

（2）撤去力F2后，木块的加速度的大小和方向；

（3）若撤去力F2瞬间，恰有一小动物以v=6m/s的速度匀速同方向飞经木块．则木块要经过多少时间能追上该小动物．

23.如图(a)所示，一质量为m的滑块(可视为质点)沿某斜面顶端A由静止滑下，己知滑块与斜面间的动摩擦。因数μ和滑块到斜面顶端的距离x的关系如图(b)所示。斜面倾角为37

，

长为l

，

求：

（1）滑块滑至斜面中点时的加速度大小；

（2）滑块滑至斜面底端时的速度大小。

24.如图所示，一个质量为5kg的物体放在光滑水平地面上，用40N的水平拉力F使物体由静止开始做匀加速直线运动．求：

（1）物体在5s末速度的大小：

（2）物体在前5s内运动位移的大小．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

2.【答案】D

3.【答案】A

4.【答案】B

5.【答案】C

6.【答案】D

7.【答案】C

8.【答案】D

9.【答案】D

10.【答案】A

11.【答案】C

12.【答案】B

13.【答案】C

二、填空题

14.【答案】790N

15.【答案】1.59；长木板垫得过高，倾角太大，平衡摩擦力过度

16.【答案】交流；220；不是；2.90；17.【答案】第一；质量

三、解答题

18.【答案】解：作为表示物理规律的方程，它两边的单位必须是相同的。不妨设速度、加速度、时间分别22是1 m/s、1 m/s、1 s代入x＝v0t＋

at3中得：x＝1 m/s×（1 s）2＋

×1 m/s2×（1 s）3＝

2m·s。我们知道，位移的单位是米，可见上式中左右两边单位不同，因此，可判断公式x＝v0t＋

可能有什么运动服从它。

at3是错误的，不19.【答案】解：物体在水平面上运动过程：设撤去F前后物体的加速度大小分别为a1、a2

，

由牛顿第二定律得：F﹣μmg=ma1

，

μmg=ma2

，

22代入解得a1=2m/s

，

a2=2m/s

．

恒力F作用t=2s后物体的位移为x1= 此时物体的速度为v=a1t1=4m/s =4m，

设撤去拉力F后，物体第一次经过B点的时间为t1

，

则由d﹣x1=vt1﹣

代入解得 t1=1s（另一解t1=3s，舍去，根据t1=3s，判断出物体到不了B点）

物体在斜面上运动过程：设加速度大小为a3

，

2则mgsin30°=ma3

，

a3=5m/s

．

由上可得物体滑到B点时速度大小为v0=v﹣a2t1=2m/s 则物体物体在斜面上滑行的总时间t2= =0.8s 所以物体第二次经过B点的时间为t3=t1+t2=1.8s．

答：撤去拉力F后，物体两次经过B点，第一次时间为1s，第二次时间为1.8s．

四、实验探究题

20.【答案】（1）B （2）0.16 （3）A

21.【答案】（1）（2）C

五、综合题

22.【答案】（1）解：木块在水平方向受到F1、F2的作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=8N，根据平衡条件，静摩擦力为：

f0=F1﹣F2=10﹣8=2N 与F2同向，向左

（2）解：滑动摩擦力：f=μN=μmg=0.2×2×10=4N

撤去力F2后，物体受重力、支持力、推力F1、滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

F1﹣f=ma 解得：

a= 向右

（3）解：撤去力F2瞬间，恰有一小动物以v=6m/s的速度匀速同方向飞经木块，追赶过程，有：

vt= 解得：

t=0（开始时刻）或t=

23.【答案】（1）滑块滑至斜面中点时，由图b可知，μ=0.5

则对滑块，由牛顿第二定律得：

mgsin37°-μmgcos37°=ma

代入数据解得：a=

（2）滑块由顶端滑至底端，由动能定理得：mgsin37°+Wf=

由图b的物理意义得：Wf=

解得：vB= .

24.【答案】（1）解：根据牛顿第二定律得：F=ma，

2代入数据解得，物体的加速度：a=8m/s

，

物体在t=5s时速度的大小为：v=at=8×5m/s=40m/s．

（2）解：5s内的位移为：x= at2= ×8×52=100m