人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题解析版.docx
- 文档编号:25062503
- 上传时间:2023-06-04
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:218.41KB
人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题解析版.docx
《人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题解析版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题解析版.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
人教版高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题解析版
高中物理必修一第四章《牛顿运动定律》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图,下列说法中正确的是( )
A.杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力
B.杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力
C.杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力
D.杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力
2.如图所示,甲中小球用轻绳系在轻支架上,轻支架固定在台秤的秤盘上;乙中小球用轻绳系在天花板上,已知ρ球>ρ水,两小球全部浸没在水中,甲、乙两图中除了小球系的位置不同,其他全部相同.设甲图未剪断轻绳时台秤示数为FN1,剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN2,乙图未剪断轻绳时台秤示数为FN3,剪断后小球在水中运动时台秤示数为FN4,以下正确的是( )
A.FN1>FN2=FN4>FN3
B.FN2=FN4>FN1>FN3
C.FN1>FN4>FN3>FN2
D.FN4>FN2>FN3>FN1
3.如图所示,足够长的水平传送带以v0=2m/s的速率顺时针匀速运行.t=0时,在最左端轻放一个小滑块,t=2s时,传送带突然制动停下.已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2.下列关于滑块相对地面运动的v-t图象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:
小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )
A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置
B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态
C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变
D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小
5.如图所示,是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力的变化图线,根据图线可以得出的结论是( )
A.作用力大时,反作用力小
B.作用力和反作用力的方向总是相反的
C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D.相互作用的两个物体一定都处于静止状态
6.一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动后匀速运动.探测器是通过喷气而获得推力的.以下关于喷气方向的描述中正确的是( )
A.探测器加速运动时,沿直线向后喷气
B.探测器加速运动时,竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气
D.探测器匀速运动时,不需要喷气
7.如图所示,半球形物体A和小球B紧靠着放在一固定斜面上,并处于静止状态,忽略小球B表面的摩擦,用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C,物体A始终保持静止状态,则下列说法中正确的是( )
A.物体A受到4个力的作用
B.物体A受到斜面的摩擦力大小始终不变
C.小球B对物体A的压力大小始终不变
D.小球B对物体A的压力大小一直增加
8.如下图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进.突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A.m
B.ma
C.m
D.m(g+a)
9.如图所示,下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上,弹簧正上方有一物块,从高处自由下落到弹簧上端的O点,开始将弹簧压缩.弹簧被压缩了x0时,物块的速度变为零.从O点开始接触,物块加速度的数值随弹簧O点下降高度x的变化图象是下列图中的( )
A.
B.
C.
D.
10.下列说法正确的是( )
A.体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下降过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后的那段时间内处于超重状态
D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
11.下面各组单位中属于基本物理量单位的是( )
A.千克、秒
B.千克、瓦特
C.牛顿、秒
D.特斯拉、米
12.如图所示,一个质量为2kg的小木板放在光滑的地面上,在小木板上放着一个小物体质量为m=1kg,它被一根水平方向上压缩了的弹簧推着而静止在小木板上,这时弹簧的弹力为2N,现沿水平向右的方向对小木板施以作用力,使小木板由静止开始运动起来,运动中力F由0逐渐增加到9N的过程中,以下说法正确的是( )
A.物体与小木板先保持相对静止一会,后来相对滑动
B.物体受到的摩擦力一直减小
C.当力F增大到6N时,物体不受摩擦力作用
D.小木板受到9N拉力时,物体受到的摩擦力为3N
13.如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g,若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( )
A.
B.
C.
mgtanα
D.
mgcotα
14.下列现象属于完全失重状态的是( )
A.电梯里的小孩随电梯一起下降时
B.天宫二号以加速度g向上做匀加速运动
C.火箭点火加速升空离开地面时
D.宇航员在太空舱中“飘浮”时
15.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因,没有力的物体将保持静止,比如自行车
B.物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用
C.物体如果向正北方向运动,其受外力方向必须指向正北
D.不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,而受力的物体运动状态一定改变
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)如图所示,某人用轻绳拉着小车在平直路面上匀速运动.下列说法正确的是( )
A.人拉绳的力和绳拉车的力是一对作用力和反作用力
B.人拉绳的力和绳拉人的力是一对平衡力
C.绳拉车的力和车拉绳的力一定同时产生、同时消失
D.人拉绳的力和绳拉车的力一定大小相等
17.(多选)如图所示,A、B两物块叠放在一起,当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力),则( )
A.A的加速度小于g
B.B的加速度大于g
C.A、B的加速度均为g
D.A、B间的弹力为零
18.(多选)如图所示,固定在水平面上的光滑斜面的倾角为θ,其顶端装有光滑小滑轮,绕过滑轮的轻绳一端连接一物块B,另一端被人拉着且人、滑轮间的轻绳平行于斜面.人的质量为M,B物块的质量为m,重力加速度为g,当人拉着绳子以a1大小的加速度沿斜面向上运动时,B物块运动的加速度大小为a2,则下列说法正确的是( )
A.物块一定向上加速运动
B.人要能够沿斜面向上加速运动,必须满足m>Msinθ
C.若a2=0,则a1一定等于
D.若a1=a2,则a1可能等于
19.(多选)如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.则( )
A.A对地面的压力等于(M+m)g
B.A对地面的摩擦力方向向左
C.B对A的压力大小为
mg
D.细线对小球的拉力大小为
mg
20.(多选)如图所示,P和Q叠放在一起,静止在水平桌面上.在下列各对力中属于作用力和反作用力的是( )
A.P所受的重力和Q对P的支持力
B.Q所受的重力和Q对P的支持力
C.P对Q的压力和Q对P的支持力
D.Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力
三、实验题
21.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02s,从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,测量并标出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=________m/s2.
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
请根据实验数据在下图所示坐标系中作出a-F的关系图象.
(3)根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点.请说明主要原因.
四、计算题
22.如图所示,静止在水平地面上的小黄鸭质量m=20kg,受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力,小黄鸭开始沿水平地面运动.若拉力F=100N,小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2,求:
(1)把小黄鸭看做质点,作出其受力示意图;
(2)地面对小黄鸭的支持力;
(3)小黄鸭运动的加速度的大小.(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)
五、填空题
23.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设计了一个如图所示的理想实验,他的设想步骤如下:
①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动.
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中,步骤________属于可靠的事实,步骤______是理想化的推论.
24.现有下列物理量和单位,按下面的要求选择填空.
A.力 B.米/秒 C.牛顿 D.加速度 E.质量 F.秒 G.厘米 H.长度
I.时间 J.千克 K.米
(1)属于物理量的有________________.
(2)在国际单位制中,其单位作为基本单位的物理量有________________.
(3)在国际单位制中属于基本单位的有________________,属于导出单位的有________________.
25.如图所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30kg,人的质量M=50kg,g取10m/s2,此时人对地面的压力大小为________N.
26.如图所示,在车厢顶上吊一小球,小球悬线与竖直方向夹角为α,行车速度方向如图所示,质量为m的物体相对车厢静止,则物体受到摩擦力大小为________,方向为________.
27.下列给出的关系式中,l是长度,v是速度,m是质量,g是重力加速度,这些量的单位都是国际单位制单位.试判断下列表达式的单位,并指出单位所对应的物理量的名称.
(1)
单位:
________物理量名称:
________.
(2)
单位:
________物理量名称:
________.
(3)m
单位:
________物理量名称:
________.
六、简答题
28.小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积,他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V=
πR3h.小红说,从单位关系上看,这个公式肯定是错误的.她的根据是什么?
答案解析
1.【答案】D
【解析】
2.【答案】A
【解析】以容器和球组成的整体为研究对象,将细线剪断,在球下沉的过程中球加速下降,加速度方向向下,存在失重现象,而球下降留下的空位由水来填充,所以相当于一个与球同样大小的水球向上加速运动,存在超重现象,由于同样体积的小球质量大于水球的质量,所以整体存在失重现象,台秤的示数小于系统总重力,台秤的示数减小,即FN1>FN2,FN2=FN4,A正确.
3.【答案】B
【解析】 刚被放在传送带上时,滑块受到滑动摩擦力作用做匀加速运动,a=μg=2m/s2,滑块运动到与传送带速度相同需要的时间t1=1s,然后随传送带一起匀速运动的时间t2=t-t1=1s,当传送带突然制动停下时,滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止,a′=-a=-2m/s2,运动的时间t3=
=
s=1s,选项B正确.
4.【答案】A
【解析】
5.【答案】B
【解析】从图上可以看出作用力和反作用力关于时间轴对称,即大小相等、方向相反,A错误,B正确;作用力和反作用力只能作用在不同的物体上,故C错误;无论物体静止还是运动,作用力和反作用力的关系都不改变,故D错误.
6.【答案】C
【解析】探测器由静止沿与月球表面成一倾斜角的直线飞行,加速运动时,其推力和月球对探测器的引力的合力应与其加速运动的方向相同,喷气方向应与F推方向相反,使其反作用力在探测器上产生两个分力,其中一个分力产生加速度,另一个分力与引力平衡,如图所示,探测器匀速运动时,必受平衡力作用,因此应竖直向下喷气,使其反作用力大小与引力大小相等、方向相反,故选C.
7.【答案】A
【解析】物体A受重力、压力、支持力和静摩擦力,共4个力,A正确;再对A、B整体分析,受拉力、重力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件,有:
Ff=(M+m)sinα+Fcosα,
对球B分析,受水平拉力、重力和支持力,三力平衡,三个力构成首尾相连的矢量三角形,如图所示:
将小球B缓慢拉至物体A的最高点过程中,θ变小,故支持力FN变小,拉力F也变小,静摩擦力减小,故B、C、D错误.
8.【答案】C
【解析】西瓜与汽车具有相同的加速度a,对西瓜A受力分析如图,F表示周围西瓜对A的作用力,则由牛顿第二定律得:
=ma,解得:
F=m
,C正确.
9.【答案】D
【解析】在平衡位置以上,重力大于弹力,有a=
=g-
,在平衡位置以下,重力小于弹力,有a=
=
-g,知a与x成线性关系.若物体从弹簧原长位置释放,根据对称性,平衡位置在最终压缩量的中点,最低点的加速度等于g,从某一高度释放,要下降得更低,最低点的弹力会更大,根据牛顿第二定律,加速度应大于g.故D正确,A、B、C错误.
10.【答案】B
【解析】当物体具有向上的加速度时,即向上做加速运动或向下做减速运动时,物体处于超重状态;当物体具有向下的加速度时,即向下做加速运动或向上做减速运动时,物体处于失重状态.在A、C、D选项中,运动员处于静止状态,即处于平衡状态,只有选项B中运动员的加速度为重力加速度,方向竖直向下,处于失重状态,而且处于完全失重状态,B正确.
11.【答案】A
【解析】千克、秒是基本单位,瓦特、牛顿、特斯拉是导出单位,A正确.
12.【答案】C
【解析】由题,当弹簧的弹力是2N向右时,物体仍然静止在木板上,所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于2N.若要使物体相对于木板向左滑动,则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于2N,方向向右,即物体受到的合力至少为向右的4N的力,物体的加速度:
a=
=m/s2=4m/s2,同时,物体与木板有相对运动时,木板的加速度要大于物体的加速度,当二者相等时,为最小拉力.则:
Fm=(M+m)a=(2+1)×4N=12N
即只有在拉力大于12N时,物体才能相对于木板滑动,所以在拉力小于9N时,物体绳子相对于木板静止.故A错误;若物体与木板之间的摩擦力恰好为0,则物体只受到弹簧的弹力的作用,此时物体的加速度:
a′=
=2m/s2
由于物体始终相对于木板静止,所以此时整体在水平方向的受力:
F0=(M+m)a′=(2+1)×2N=6N
所以:
当力F增大到6N时,物体不受摩擦力作用.
则拉力小于6N之前,摩擦力随拉力F的增大而减小,当拉力大于6N时,摩擦力又随拉力的增大而增大.故B错误,C正确.
小木板受到9N拉力时,整体的加速度:
a″=
=
m/s2=3m/s2
物体受到的摩擦力为Ff′,则:
ma″=Ff′+2
所以:
Ff′=ma″-2=1×3-2N=1N.故D错误.
13.【答案】A
【解析】对石块受力分析,如图:
根据共点力平衡条件,将弹力F1、F2合成,结合几何关系,有:
mg=2×Fsinα
所以:
F=
,故选项A正确.
14.【答案】D
【解析】电梯里的小孩随电梯一起下降时,没有说明加速度的方向,所以不能判断出是否是完全失重状态.故A错误;天宫二号以加速度g向上做匀加速运动时加速度方向向上,是超重状态.故B错误;火箭点火加速升空离开地面时加速度的方向向上,处于超重状态.故C错误;宇航员在太空舱中“飘浮”时只受到重力的作用,处于完全失重状态.故D正确.
15.【答案】B
【解析】 根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因,不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,故A错误,B正确;若物体向正北方向做匀速直线运动,则物体不受力或所受合外力为零,C错误;物体
受到力的作用,若合外力为0,则物体也可以保持运动状态不变,故D错误.
16.【答案】CD
【解析】人拉绳的力和绳拉人的力是一对作用力和反作用力,大小相等、方向相反、同时产生、同时消失,故A、B错误,C、D正确。
17.【答案】CD
【解析】先整体,整体受到重力作用,加速度为g,然后隔离任一物块,可知物块只能受到重力作用加速度才是g,所以两物块间没有相互作用力.
18.【答案】CD
【解析】对人受力分析,由牛顿第二定律可知F-Mgsinθ=Ma1,得:
F=Mgsinθ+Ma1,若F>mg,则物体B加速上升,若F<mg,则物体B加速下降,若F=mg,物体B静止,故A错误;人要能够沿斜面向上加速运动,只需满足F>Mgsinθ即可,故B错误;若a2=0,故F=mg,故mg-Mgsinθ=Ma1,a1=
,故C正确;若a1=a2,F=Mgsinθ+Ma1,mg-F=ma2;则a1等于
,故D正确.
19.【答案】AC
【解析】以A、B整体为研究对象可知A对地面的压力等于(M+m)g,A正确;A、B整体在水平方向没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,A对地面没有摩擦力,B错误;以B为研究对象,进行受力分析可知:
设A对B的支持力为F2,线对B的拉力为F1,F2与竖直方向的夹角为θ.F2cosθ=mg,F1=mgtanθ,解得B对A的压力大小F2′=
mg,细线对小球的拉力大小F1′=
,C正确,D错误.
20.【答案】CD
【解析】Q对P的支持力与P对Q的压力是一对作用力与反作用力,A、B错误,C正确;Q对桌面的压力的反作用力是桌面对Q的支持力,D正确.
21.【答案】
(1)0.16
(2)
(3)计算F时忘记加入砝码盘的重力
【解析】
(1)由题意可知计数间隔T=5T0=0.1s.
由题图乙可知Δx=0.16cm=1.6×10-3m,由x=aT2可得a=0.16m/s2.
(2)a-F图线如图所示.
(3)平衡小车与桌面之间的摩擦力后,a-F图象仍不通过原点,可能是在计算F时忘记加入砝码盘的重力,使作出的图象向左平移造成的.
22.【答案】
(1)
(2)120N,方向坚直向上 (3)1.8m/s2
【解析】
(1)如图,小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用
(2)根据牛顿第二定律列出方程:
竖直方向有:
Fsin53°+FN=mg,
解得FN=mg-Fsin53°=120N,方向竖直向上;
(3)小黄鸭受到的摩擦力为滑动摩擦力,
所以Ff=μFN=24N
根据牛顿第二定律得:
Fcos53°-Ff=ma,
解得a=1.8m/s2.
23.【答案】 ②③①④ ② ①③④
【解析】 本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确的结论.而②是可靠事实,因此放在第一步,③①是在斜面上无摩擦的设想,最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.
24.【答案】
(1)A、D、E、H、I
(2)E、H、I (3)F、J、K B、C
【解析】力是物理量,米/秒是导出单位,加速度是物理量,质量是物理量,秒是国际单位制中的基本单位,厘米是长度的单位,是基本单位,但不是国际单位制中的基本单位,长度是物理量,时间是物理量,千克、米是国际单位制中的基本单位.
25.【答案】200
【解析】因匀速提起重物,则FT=mg.即绳对人的拉力为mg,所以地面对人的支持力为FN=Mg-mg=(50-30)×10N=200N,根据牛顿第三定律,人对地面的压力大小为200N.
26.【答案】mgtanα 向右
【解析】小球受到两个力,即重力与绳子的拉力合力水平向右,与运动方向相反,可知小车在做匀减速运动,加速度大小为a=gtanα.由于物体相对静止在小车上,故物体也在做匀减速运动,产生此加速度的力为静摩擦力.方向向右,大小为Ff=ma=mgtanα
27.【答案】
(1)s 时间
(2)m/s2 加速度 (3)N 力
【解析】
(1)
=
=1s,单位为:
s
物理量为:
时间.
(2)
=1m/s2,单位为:
m/s2
物理量为:
加速度.
(3)1kg·
=1kg·m/s2=1N,单位为:
N
物理量为:
力.
28.【答案】已知V单位m3,而物理量V=πR3h的运算单位为m4,显然V≠πR3h,该公式是错误的.
【解析】已知V单位m3,而物理量V=πR3h的运算单位为m4,显然V≠πR3h,该公式是错误的.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 牛顿运动定律 人教版 高中物理 必修 第四 牛顿 运动 定律 单元 检测 题解