高一物理人教版必修一第四章牛顿运动定律单元检测.docx

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高一物理人教版必修一第四章牛顿运动定律单元检测

高一物理人教版必修一:

牛顿运动定律　单元检测

一、单选题

1.下列说法正确的是

A.牛顿通过理想斜面实验发现力不是维持物体运动的原因

B.千克、秒、米和牛顿都是力学中的基本单位

C.物体静止时有惯性，一旦开始运动，便不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性

D.法国科学家笛卡尔指出：

一个不受外界任何影响的运动着的物体，将保持原来的运动，一个静止的不受外界任何影响的物体，将保持静止

2.下列各单位中属于力学基本单位的是（　　）

A.牛顿B.米C.焦耳D.瓦特

3.关于两个物体之间的作用力和反作用力，下列说法正确的是（　　）

A.两物体之间的作用力和反作用力的大小不一定相等

B.两物体之间的作用力和反作用力不作用在一条直线上

C.两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等

D.两物体之间的作用力和反作用力作用在同一个物体上

4.重600N的人站在升降机内的台秤上，台秤示数为480N，则升降机的可能正在（）

A.匀速下降B.加速上升C.减速上升D.减速下降

5.如图所示，A，B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上．A，B两小球的质量分别为mA、mB，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A，B两球的加速度分别为

A.都等于

B.0和

C.

和0D.0和

6.图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10m/s2，下列判断正确的是（）

A.前10s悬线的拉力恒为1500NB.46s末材料离地面的距离为22m

C.

材料处于失重状态D.在

钢索最容易发生断裂

7.放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上做直线运动。

拉力F和物块速度v随时间t变化的图象如图，则（）

A.第1s内物块受到的合外力为

B.物块的质量为11kg

C.斜面倾斜角一定是

D.如果3s撤去拉力F，物块瞬时加速度

8.

质量分别是m1、m2的两个物块用细绳连接，在恒力F的作用下，竖直向上匀加速提起，如图所示．则两物体间细绳的拉力大小为（　　）

A.

B.

C.

D.

二、多选题

9.马拉车在水平路面上由静止开始前进，下面的说法中错误的是（   ）

A.因为马拉车，所以车才拉马

B.马拉车的力先产生，车拉马的力后产生

C.马能够拉动车是因为马拉车的力大于车拉马的力

D.马拉车的力和车拉马的力大小相等，方向相反，在同一直线上，是一对平衡力

10.如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA＝6kg、mB＝2kg，A、B之间的动摩擦因数μ＝0.2，开始时F＝10N，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，则（）

A.当拉力

时，物体均保持静止状态

B.两物体始终没有相对运动

C.两物体从受力开始就有相对运动

D.要让两物体发生相对滑动需要F超过48N

11.

如图所示，一个铁球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由落下，接触弹簧后弹簧做弹性压缩．从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和受到的合力的变化情况是（　　）

A.速度先变大后变小B.合力变小，速度变小

C.合力变大  速度变大D.合力先变小后变大

12.如左图所示，水平传送带AB逆时针匀速转动，一个质量为M=1.0kg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右图所示（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=10m/s2。

则（  ）       

A.物块与传送带间的动摩擦因数

B.物块在传送带上的运动时间

C.物块相对于传动带的位移为

D.物块相对于传送带的位移为

三、实验题探究题

13.如图1，为《探究加速度与外力间的关系》的实验装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木板，C为水平桌面）

（1）为了探究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是______

A．控制变量法   B．假设法

C．理想实验法     D．图象法

（2）某同学在实验过程中，得到的图2所示，则出现此种现象的原因是______。

（3）在探究保持质量不变时加速度与物体受力的间关系时，小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值。

A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g

B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g

C．M=200g，m分别为50g、75g、100g、125g

D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g

若其它操作都正确，那么在选用______组值测量时所画出的图线较准确。

四、计算题

14.

质量是60kg的人站在升降机的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数分别是多少？

（取g=10m/s2）

（1）升降机匀速上升；

（2）升降机以6m/s2的加速度匀加速上升；

（3）升降机以3m/s2的加速度匀加速下降．

15.如图所示，水平传送带以v=5m/s的恒定速度运动，传送带长AB=7.5m，今在其左端将一质量为m=1kg的工件轻轻放在上面，工件被带传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，（g=10m/s2）

求：

（1）工件相对皮带滑动时所受到的摩擦力的大小和方向

（2）工件在传送带上相对滑动时的加速度的大小和方向

（ 3 ） 工件经过多长时间由传送带左端运动到右端．

16.如图所示，一条轻绳上端系在车的左上角的A点，另一条轻绳一端系在车左端B点，B点在A点的正下方，A、B距离为L，两条轻绳另一端在C点相结并系一个质量为m的小球，轻绳AC长度为

L，轻绳BC长度为L。

两条轻绳能够承受的最大拉力均为2mg。

（1）轻绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？

（2）在不拉断轻绳的前提下，求车向左运动的最大加速度是多大。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】

【分析】

伽利略根据理想实验推论出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去，说明力不是维持物体运动的原因，笛卡尔指出：

如果运动中的物体没有受到力的作用，不停下来也不偏离原来的方向，国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。

本题主要考查了力与运动的关系，时刻牢记力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力，国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。

【解答】

A.伽利略通过理想斜面实验发现力不是维持物体运动的原因，故A错误；

B.千克、米、秒分别是质量、长度和时间的单位，都是国际单位制中的基本单位，N不是基本单位，故B错误；

C.任何物体在任何情况下都有惯性，故C错误。

D.法国科学家笛卡尔指出：

如果物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，故D正确；

故选D。

2.【答案】B

【解析】

解：

三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，都是基本单位，牛顿、焦耳以及瓦特均为导出单位，所以只有B正确．ACD错误．

故选：

B．

力学中，质量、长度及时间作为基本物理量，其单位作为基本单位．

国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要准确记忆．

3.【答案】C

【解析】

解：

A、由牛顿第三定律可知，任何情况下作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，故AB错误，C正确；

D、作用力和反作用力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故D错误；

故选：

C．

由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失．

本题考查牛顿第三定律及其理解．理解牛顿第三定律与平衡力的区别．作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果．

4.【答案】C

【解析】

【分析】

台秤示数显示人对台秤的压力。

根据人的重力与人对台秤压力的大小关系，确定人处于超重还是失重状态，确定加速度的方向，再确定其运动情况。

本题考查对超重和失重现象的理解和分析能力，其实是牛顿运动定律的特殊应用，常规题。

【解答】

根据题意可知人所受支持力小于自身重力，处于失重状态，人具有竖直向下的加速度，因此升降机的可能运动情况是加速下降或者减速上升，故ABD错误，C正确。

故选C。

5.【答案】B

【解析】

【分析】

当两球处于静止时，根据共点力平衡求出弹簧的弹力，剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律分别求出A、B的加速度大小。

本题考查牛顿第二定律的瞬时问题，抓住剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律进行求解。

【解答】

对A球分析，开始处于静止，则弹簧的弹力F=mAgsin30°，剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，

对A，所受的合力为零，则A的加速度为0，

对B，根据牛顿第二定律得，

，故B正确，ACD错误。

故选B。

6.【答案】B

【解析】

【分析】

根据速度时间图线得出匀加速运动的加速度，结合牛顿第二定律求出拉力的大小，根据图线与时间轴围成的面积求出46s内的位移．根据加速度的方向判断物体的超失重，从而判断何时绳子容易断裂。

本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题。

【解答】

A.由图可知前10s内物体的加速度

，由F-mg=ma可知，悬线的拉力F=mg+ma=150×10.1=1515N，故A错误； 

B.由图象面积可得整个过程上升高度是28m，下降的高度为6m，46s末塔吊的材料离地面的距离为22m，故B正确； 

CD.因30s～36s物体加速度向下，材料处于失重状态，F＜mg，钢索不容易发生断裂 ；前10s材料处于超重状态，F＞mg，钢索最容易发生断裂，故CD错误。

 故选B。

7.【答案】D

【解析】

【分析】

根据v-t图象知道物体先匀加速后匀速，由图象的斜率求解出匀加速运动的加速度，然后根据牛顿第二定律和平衡条件列方程，联立可求得物体的质量和斜面的倾角，再求得第1s内物体的合外力；应用牛顿第二定律求出加速度。

本题的关键先由v-t图象确定运动情况，然后求解出加速度，再根据牛顿第二定律和平衡条件列方程求解物体的质量。

【解答】

ABC.由图可得，0～1s内物体的加速度为：

，由牛顿第二定律可得：

，由图示图象可知，1s后有：

，由图示图象可知：

F=5.5N，

，联立解得：

，则第1s内物块受到的合外力为

，因不知道斜面是否光滑，故无法求出斜面的倾角，故ABC错误；

D.在3s时，根据平衡条件有：

，若3s撤去拉力F，则物体所受合外力为

，根据牛顿第二定律有：

，解得：

，故D正确。

故选D。

8.【答案】B

【解析】

解：

以

、

整体为研究对象，根据牛顿第二定律有：

F-（m1+m2）g=（m1+m2）a

所以物体整体上升的加速度a=

以

为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律有：

T-m2g=m2a

得绳中张力T=

，故B正确，ACD错误；

故选：

B

先以AB

、

为整体，根据牛顿第二定律求得物体上升时的加速度，再以

为研究对象进行受力分析求得绳对

的作用力大小．

正确的对物体进行受力分析，能根据牛顿第二定律求解加速度和作用力，关键是正确使用整体法和隔离处理．

9.【答案】BCD

【解析】

略

10.【答案】BD

【解析】

【分析】

隔离对B分析，求出AB发生相对滑动时的临界加速度，再对整体分析，运用牛顿第二定律求出刚好发生相对滑动时的拉力。

本题主要考查牛顿第二定律的临界问题，关键找出临界状态，运用整体法和隔离法，根据牛顿第二定律进行求解。

【解答】

解：

隔离对B分析，当AB间摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B发生相对滑动，则：

，再对整体：

，可知当拉力达到48N时，A、B才发生相对滑动，所以：

A.当拉力F<12N时，两物体保持相对静止状态一起向右做加速运动，故A错误；

BCD.当F从10N逐渐增加，在F增大到45N的过程中，都未超过48N，所以两物体始终没有相对运动，故BD正确，C错误。

​故选BD。

11.【答案】AD

【解析】

解：

小球与弹簧接触后，开始重力大于弹力，合力向下，a=

，弹力在增大，则合力在减小，由于加速度的方向与速度方向相同，速度增加．

然后弹力大于重力，合力向上，a=

，弹力在增大，则合力在增大，由于加速度方向与速度方向相反，速度减小．

所以合力先变小后变大，加速度先变小后变大，速度先变大后变小．故A、D正确，B、C错误．

故选：

AD

小球与弹簧接触后受重力和弹簧的弹力作用，根据合力的变化得出加速度的变化，结合加速度的方向与速度方向的关系判断速度的变化．

解决本题的关键知道加速度的方向与合力的方向相同，当加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动．

12.【答案】ABD

【解析】

【分析】

根据速度时间图线求出物块匀减速运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出物块与传送带间的动摩擦因数大小；

物块滑上传送带后先做匀减速运动到零，然后反向做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动，结合运动学公式求出向左和向右运动的时间，从而得出物块在传送带上的总时间；

根据运动学公式求出整个过程相对路程的大小。

解决本题的关键理清物块在传送带上整个过程的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式以及速度时间图线进行求解。

【解答】

A.由速度图象可得，物块做匀变速运动的加速度：

由牛顿第二定律得f=Ma得到物块与传送带间的动摩擦因数 

，故A正确；

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

前2秒内物块的位移大小

，向右， 

后1秒内的位移大小

，向左， 

3秒内位移s=s1-s2=3m，向右；                            

物块再向左运动时间

物块在传送带上运动时间t=t1+t2=4.5s，故B正确；

物块在皮带上滑动的3s内，皮带的位移s'=v't1=6m，向左；物块位移的s=s1-s2=3m，向右             

相对位移为：

△s′=s'+s=9m，故C错误，D正确。

故选ABD。

13.【答案】

（1）A

（2）平衡摩擦力时，木板倾角过大

（3）B

【解析】

【分析】

考查实验时平衡摩擦力时出现的误差问题，若坐标轴有截距不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力时过大。

从图上分析两图各是什么原因即可。

​考查平衡摩擦力时出现的误差分析，根据图象对应分析即可，结论就是两个，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力时过大。

对应上即可。

【解答】

（1）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法，故A正确，BCD错误；

（2）图2中：

当拉力F等于0时，小车已经产生力加速度，故原因是平衡摩擦力过度，即平衡摩擦力时木板垫得过高；

（3）实验时为减小系统误差，应满足m＜＜M，故选取M质量大一些m质量越小越好的，故B正确，ACD错误。

故答案为：

（1）A；

（2）平衡摩擦力时，木板倾角过大；（3）B。

14.【答案】解：

（1）升降机匀速上升时，体重计的读数为：

F1=G=mg=60×10N=600N；

（2）当升降机以6m/s2的加速度匀加速上升时，以人为研究对象，根据牛顿第二定律得：

F2-mg=ma1，

代入解得：

F2=960N；

根据牛顿第三定律得到人对体重计的压力大小等于960N，即体重计的读数为960N；

（3）当升降机以3m/s2的加速度匀加速下降时，以人为研究对象，根据牛顿第二定律得：

mg-F3=ma3，

代入解得：

F3=420N；

根据牛顿第三定律得到体重计的读数为420N．

答：

（1）升降机匀速上升时体重计的读数600N；

（2）升降机以6m/s2的加速度匀加速上升时体重计的读数960N；

（3）升降机以3m/s2的加速度匀加速下降时体重计的读数420N．

【解析】

（1）匀速上升时体重计的读数等于升降机对人的支持力的大小；

（2）、（3）根据牛顿第二定律求解人受到的支持力大小，由此得到体重计示数．

本题主要是考查了失重和超重的知识，主要是利用牛顿第二定律进行解答；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：

确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答；掌握超重和失重的条件．

15.【答案】解：

（1）工件的摩擦力f=μmg=0.5×10N=5N．

滑动摩擦力的方向水平向右．

（2）根据牛顿第二定律得，加速度a=

=

，方向向右．

（3）工件匀加速直线运动的时间

，匀加速直线运动的位移

，

工件匀速运动的时间

，

则t=t1+t2=1+1s=2s．

答：

（1）工件相对皮带滑动时所受到的摩擦力的大小为5N，方向向右．

（2）工件在传送带上相对滑动时的加速度的大小为5m/s2，方向向右．

（ 3 ） 工件经过2s时间由传送带左端运动到右端．

【解析】

（1）滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，结合滑动摩擦力公式求出摩擦力的大小．

（2）根据牛顿第二定律求出工件的加速度大小和方向．

（3）根据速度时间公式求出速度达到传送带速度所需的时间，结合位移时间公式求出匀加速直线运动的位移，从而得出匀速运动的位移，求出匀速运动的时间，得出工件运动的总时间．

解决本题的关键理清工件在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，难度中等．

16.【答案】解：

（1）绳BC刚好被拉直时，小球受力如图1所示：

；

因为AB=BC=b，

；

故绳BC方向与AB垂直，

，得：

θ=45°；

由牛顿第二定律，得

，可得：

a=g；

（2）小车向左的加速度增大，AB、BC绳方向不变，所以AC绳拉力不变，BC绳拉力变大，BC绳拉力最大时，小车向左的加速度最大，小球受力如图2所示；

由牛顿第二定律，得

；

因这时：

；所以最大加速度为：

am=3g。

答：

（1）轻绳BC刚好被拉直时，车的加速度是g；

（2）在不拉断轻绳的前提下，求车向左运动的最大加速度是3g。

【解析】

本题考查了牛顿第二定律的应用；本题属于已知受力情况确定运动情况的类型，根据牛顿第二定律进行研究，作出力图是解答的基础。

（1）绳BC刚好被拉直时，拉力仍为零，小球受到AC绳的拉力和重力作用，根据牛顿第二定律求解球的加速度，即为车的加速度；

（2）小车向左的加速度增大，AB、BC绳方向不变，所以AC绳拉力不变，BC绳拉力变大，BC绳拉力最大时，小车向左的加速度最大，根据牛顿第二定律求出车向左运动的最大加速度。