【高一】人教版必修一牛顿运动定律练习题及答案解析- 《牛顿运动定律》章末测试.docx

《牛顿运动定律》章末测试
说明：本测试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，考试时间90分钟，满分100分．
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分. 每小题至少有一个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
1．(多选题)伽利略在研究力与运动关系时成功地设计了理想斜面实验，关于理想实验说法中正确的是(　　)
A．理想实验是建立在经验事实基础上的合乎逻辑的科学推理
B．理想实验完全是逻辑思维的结果，不需要经过客观事实的检验
C．理想实验抓住了客观事实的主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律
D．理想实验所提出的设想在现实生活中是不可能出现的，因此得出的结论是没有价值的
答案　AC
2．如图，桌面上有一光滑的木块，木块上有一小球，推动木块，小球的位置可能落在桌面上的哪点(　　)

A．A点　　　　　　　　　 B．B点
C．O点 D．无法确定
解析　小球具有惯性，要保持原来的状态，在水平方向上不受摩擦力的作用，在重力的作用下，落在O点，故选C.
答案　C
3.

如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是(　　)
A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B. 上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
解析　无论物体在上升过程中还是下降过程中，两物体组成的系统都只受重力作用，系统处于完全失重状态，所以在整个过程中，A对B的压力始终为零，故选项A正确．
答案　A
4．在机场货物托运处，常用传送带运送行李和货物，如图所示，靠在一起的两个质地相同，质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行，下列说法正确的是(　　)

A．匀速上行时b受3个力作用
B．匀加速上行时b受4个力作用
C．若上行过程传送带因故突然停止时，b受4个力作用
D．若上行过程传送带因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原来大
解析　由于两包装箱的质地相同，则动摩擦因数相同．无论两包装箱匀速、匀加速运动，ab之间均无相对运动趋势，故无相互作用力，包装箱b只受3个力的作用，A正确；当传送带因故突然停止时，两包装箱加速度仍然相同，故两者之间仍无相互作用力，C错误；传送带因故突然停止后，包装箱受到的摩擦力与停止前无法比较，所以D错误．
答案　A

5．在一次消防演习中， 质量为60 kg的消防员欲到达距离楼顶l＝40 m处的房间. 如图所示， 他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑， 已知消防员从开始下滑到A点共用了t＝4 s, 试估算他沿绳子下滑时受到的摩擦力f大小最接近(　　)
A. 100 N B. 300 N
C. 600 N D. 900 N
解析　因为下滑时间t＝4 s, 由l＝at2知a＝5 m/s2, 由牛顿第二定律： mg－f＝ma, 则f＝m(g－a)＝300 N, 故B正确.
答案　B
6. (多选题)质量不等的两物块A和B，其质量分别为mA和mB，置于光滑水平面上，如图①所示，当水平恒力F作用于左端A上，两物块一起以a1匀加速运动时，A、B间的作用力大小为FN1，当水平恒力F作用于右端B上，如②图所示，两物块一起以加速度a2匀加速运动时，A、B间的作用力大小为FN2，则(　　)

　　　　①　　　　　　　　　　　②
A. a1＝a2 B. FN1＋FN2＜F
C. FN1＋FN2＝F D. FN1:FN2＝mB:mA
解析　以整体为研究对象可知a1＝a2，F作用在A时，有
＝
F作用在B时有＝
故FN1＋FN2＝F
FN1:FN2＝mB:mA.
答案　ACD

7. (多选题)如右图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v2′，则下列说法正确的是(　　)
A. 若v1＜v2，则v2′＝v1
B. 若v1＞v2，则v2′＝v2
C. 不管v2多大，总有v2′＝v2
D. 只有v1＝v2时，才有v2′＝v1
解析　若v1<v2，物体在传送带上减速至零，然后反向加速达到与传递带速度相等，即v′2＝v1，若v1>v2，则向左减速到零再反向加速至v2，故A、B选项正确．
答案　AB
8. (多选题)质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则(　　)
A. 升降机加速度方向竖直向下
B. 台秤示数减少ma
C. 升降机一定向上运动
D. 升降机一定做加速运动
解析　失重状态下物体的加速度一定向下，由牛顿第二定律得mg－FN＝ma
ma为台秤示数的减少量，故A、B选项正确．
答案　AB
9. 一个人站在吊台上，利用如右图所示的定滑轮装置拉绳，把吊台和自己提升起来，人的质量为55 kg，吊台的质量为15 kg，起动吊台向上的加速度是0.2 m/s2，这时人对吊台的压力为(g取9.8 m/s2)(　　)

A. 700 N B. 350 N
C. 200 N D. 275 N
解析　对整体由牛顿第二定律
2F－(Mg＋mg)＝(M＋m)a①
以人为研究对象
F＋FN－Mg＝Ma②
联立①②解得FN＝200 N
由牛顿第三定律可知人对吊台的压力大小为200 N.
答案　C
10.

两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4 s时间内的v－t图象如图所示．若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为(　　)
A. 和0.30 s B. 3和0.30 s
C. 和0.28 s D. 3和0.28 s
解析　由题意可知，甲物体的加速度大小a甲与乙物体加速度大小之比＝，由于仅在两物体间存在相互作用，即甲、乙两物体所受合外力大小相等，故两物体的质量之比＝.由题中v－t图象可得，a乙＝ m/s2＝10 m/s2，则a乙＝，得t1＝ s＝0.3 s，故选项B正确．
答案　B
第Ⅱ卷(非选择题)
二、实验题(本题包括2小题，共14分)

11. (8分)用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：
A. 用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；
B. 按图装好实验器材；
C. 把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；
D. 将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；
E. 保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；
F. 分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；
G. 作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系．
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在________步实验步骤之后．
(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把_____________改为________________．
(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．x_k_b_1
解析　本题主要考查对实验原理和实验步骤的理解和分析，实验中把小桶及桶中砂子的重力看做与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力．电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6 V以下交流电压的学生电源上．作a－M关系图象，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改为a－关系图象．
答案　(1)平衡摩擦力　B
(2)D　6 V电压的蓄电池　6 V以下交流电压的学生电源
(3)G　a－M　a－

12. (6分)在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学做出的a－的关系图象，如图所示，从图象中可以看出，作用在物体上的恒力F＝________N．当物体的质量为2.5 kg时，它的加速度为________m/s2.
解析　F＝Ma＝×2 N＝5 N.
当M＝2.5 kg时，a′＝＝ m/s2＝2 m/s2.
答案　5　2
三、计算题(本题包括3小题，共36分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)

13. (10分)如图所示，A、B两物体用最大张力为100 N的轻绳相连，mA＝4 kg，mB＝8 kg，在拉力F的作用下向上加速运动，为使轻绳不被拉断，F的最大值是多少？(g＝ 10 m/s2)
解析　当轻绳的拉力FT＝100 N时，对应轻绳不被拉断的物体B的最大加速度，也对应F的最大值，先以B为研究对象，受力分析如图所示．

由牛顿第二定律得
FT－mBg＝mBa.①
再以A、B整体为研究对象
由牛顿第二定律得
F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a②
联立①②解得F＝150 N.
答案　150 N
14. (13分) 如图所示，在车厢中，一小球被a、b两根轻质细绳拴住，其中a绳与竖直方向成α角，绳b成水平状态，已知小球的质量为m，求：

(1)车厢静止时，细绳a和b所受到的拉力．
(2)当车厢以一定的加速度运动时，a绳与竖直方向的夹角不变，而b绳受到的拉力变为零，求此时车厢的加速度的大小和方向．
解析　(1)由平衡条件得：
Fasinα－Fb＝0
Facosα－mg＝0，
解得：Fb＝mgtanα
Fa＝
(2)由小球受力分析知，小球所受合力为
F＝mgtanα
由牛顿第二定律得：
a＝F/m＝gtanα，方向水平向右，
小车加速度与小球相同．
答案　(1)　mgtanα
(2)gtanα，方向水平向右
15．(13分)如图所示，光滑水平面上放一足够长的木板A，质量M＝2 kg，小铁块B质量为m＝1 kg，木板A和小铁块B之间的动摩擦因数μ＝0.2，小铁块B以v0＝6 m/s的初速度滑上木板A.(g＝10 m/s2)．
(1)用外力固定木板A，求小铁块在木板上滑行的距离；
(2)不固定木板A，小铁块B滑上木板之后要多长时间A、B相对静止？

解析　(1)小铁块B在木版上滑行的加速度大小为a1，则
a1＝＝μg＝2 m/s2
小铁块以v0为初速度做加速度大小为a2的匀减速直线运动，设在木板上滑行的距离为s，则s＝v/2a1＝9 m.
(2)木板A的加速度大小为a2，则
a2＝＝1 m/s2
当A、B相对静止时，它们的速度相等，设经过的时间为t，则有
vA＝a2t
vB＝v0－a1t
vA＝vB
解得：t＝＝2 s.
答案　(1)9 m　(2)2 s