2022-2023学年鲁科版必修第一册 第五章 牛顿运动定律 单元测试1

第五章 牛顿运动定律

满分：100分   时间：60分钟

一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）

1.牛顿第一定律又称惯性定律，下列关于惯性的说法正确的是(   )

A.赛车在匀速运动时惯性小，急刹车时惯性大，需要注意安全

B.篮球运动员扣篮前助跑是为了增大惯性，更容易完成扣篮

C.公交车突然左拐，由于惯性乘客会跟着向左倾倒

D.公交车在匀速前行时，竖直向上起跳的乘客将落在起跳点

2.关于力学单位制,下列说法中正确的是(   )

A.kg、N、m/s都是导出单位

B.kg、m、N是基本单位

C.在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是

D.在国际单位制中,质量的基本单位是kg,也可以是g

3.一质量为的学生站在竖直方向运动的电梯内的体重计上。电梯从时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示，g取，可知(   )

A.0~2s内电梯匀加速上升，加速度大小为

B.2~5s内电梯一定处于静止状态

C.5~6 s内电梯处于失重状态，其加速度大小为

D.0~2s内学生处于超重状态，其加速度大小为

4.如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔，静止时用手指堵住小孔不让它漏水。假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则下列说法正确的是(   )

A.容器自由下落时，小孔向下漏水

B.将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水

C.将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水

D.将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水

5.如图所示，某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态不摇摆），重力加速度为g，则(   )

A.小物块受到的摩擦力方向平行于斜面向下

B.小物块受到的静摩擦力大小为

C.小物块受到的静摩擦力大小为

D.小物块受到斜面的弹力大小为

6.如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力，则木板的加速度a的大小是(   )

A. B. C. D.

7.如图所示，水平面上有一质量为的物体A，左端用跨过光滑定滑轮的细线连接着物体B，物体的质量均为m，用轻弹簧相连放置在倾角为θ的斜面上，不计一切摩擦。开始时，物体A受到水平向右的恒力F的作用而保持静止，已知重力加速度为g。下列说法正确的是(   )
 

A.在细线被烧断的瞬间，A的加速度大小为

B.在细线被烧断的瞬间，B的加速度大小为0

C.剪断弹簧的瞬间，细线上的拉力大小瞬间突变为

D.突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为

8.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。如图所示，图线1、2分别是甲、乙两辆汽车的刹车距离s与刹车前的车速v的关系曲线，已知在紧急刹车过程中，车与地面间是滑动摩擦。据此可知，下列说法中正确的是(   )
 

A.甲车与地面间的动摩擦因数较大，甲车的刹车性能好

B.乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好

C.以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好

D.甲车的刹车距离s随刹车前的车速v变化快，甲车的刹车性能好

9.如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为的平盘,盘中有一物体,质量为m。当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L,今向下拉盘使弹簧再伸长后停止。然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于(   )

A. B. C. D.

10.如图甲所示,地面上有一质量为M的重物,用力F向上提它,力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示,则以下说法中正确的是(   )

A.当F小于图中A点值时,物体的重力,物体不动

B.图中A点值即物体的重力值

C.物体向上运动的加速度和力F成正比

D.图线延长线和纵轴的交点B的数值的绝对值等于该地的重力加速度

二、实验题（共14分）

11.（6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.用天平称出小车的质量M和小盘(包括其中砝码)的质量m;

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砝码盘;

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的质量;

E.保持小盘及其中砝码的质量不变,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.作关系图像,并由图像确定关系。

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________,该步骤应排在_______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___________。

12.（8分）学校物理兴趣小组用图甲装置探究物体质量一定时加速度与力的关系，其中桌面与细线已调至水平。

（1）关于本实验，下列说法正确的是__________。

A.必须用天平测出砂和砂桶的质量

B.砂和砂桶的总质量必须远小于小车的质量

C.应当先释放小车，再接通电源

D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带

（2）经正确操作，得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器所接交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，则小车运动的加速度大小为__________。（结果保留两位有效数字）

（3）若小车的加速度大小a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车的质量为__________。（结果保留两位有效数字）

（4）不断增加砂桶中砂的质量，重复实验，发现小车的加速度最后趋近于某一数值。若当地的重力加速度大小为g，则经理论分析可知，该数值为__________。

三、计算题（共36分）

13.（10分）如图所示，光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是1kg，在2N的水平恒力作用下开始运动，求：

（1）物体的加速度a的大小；

（2）6s末物体的速度v的大小。

14.（12分）如图所示,足够长的水平杆中套有一个滑块通过细绳连接小球B。现用一水平恒力拉小球B,当细绳与竖直方向夹角为时,恰好能一起沿水平方向做匀速直线运动。已知滑块A的质量为,小球B的质量为m。，重力加速度为g。求:

(1)水平拉力F的大小;

(2)滑块A与水平杆之间的动摩擦因数;

(3)当水平拉力增大为一起沿水平方向运动时细绳与竖直方向夹角为,则大小为多少?

15.（14分）翼装飞行被称为世界上最危险的极限运动，挑战者腾空后，张开手脚便能展开翼膜，当空气进入一个鳍状的气囊时，就会充气使服装成翼状，从而产生浮力，然后通过肢体动作来控制飞行的高度和方向，某翼装挑战者在距海平面3000米的直升机上由静止下落，飞行了一段时间后，打开气囊，减速下降一段时间后，悬停在海拔1500米的天门山附近，准备穿越天门洞，已知挑战者和装备总质量为80kg，其所受的空气阻力始终为其重力的0.1倍，展开翼装后所受浮力是其重力的1.8倍，在挑战者到达天门山之前的运动近似地看成竖直方向的运动，取求：

（1）挑战者在运动过程中的最大速度；

（2）挑战者到达天门山的时间。

答案以及解析

1.答案：D

解析：质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的惯性与速度无关，因此赛车匀速运动与急刹车时惯性一样大，A错误；篮球运动员扣篮前助跑只能增加速度，不能改变质量，因此不能改变惯性大小，B错误；公交车突然左拐，由于惯性，乘客保持原来的状态，会向右倾倒，C错误；公交车在匀速前行时，因为惯性，竖直向上起跳的乘客将落在起跳点，D正确。

2.答案：C

解析：kg是质量的单位,是基本单位,A不符合题意;N是由牛顿第二定律公式推导得出的单位,为导出单位,B不符合题意;牛顿第二定律表达式为,只有在国际单位制中,k才取1,表达式才能写成,C符合题意;在国际单位制中,质量的单位只能用kg,D不符合题意;故选C。

3.答案：D

解析：学生的重力为，电梯由静止开始上升，在0~2s内，学生处于超重状态，由牛顿第二定律可得，解得，A错误，D正确；在2~5s内，可知电梯匀速上升，B错误；在5~6s内，学生处于失重状态，由牛顿第二定律可得，解得，C错误。

4.答案：D

解析：针对题中的几种运动，对整体分析，整体都只受重力作用，故容器中的水处于完全失重状态，对容器底部无压力，故在底部的小孔处水不会漏出。故D正确，A、B、C错误。

5.答案：C

解析：ABC.以小物块为研究对象，分析受力情况，小物块受到重力、斜面的支持力和静摩擦力，如图

根据牛顿第二定律得

解得

方向平行于斜面向上，C正确，AB错误；

D.小物块受到的支持力等于重力垂直于斜面的分力，即

D错误。

故选C。

6.答案：A

解析：若木板与物块之间发生相对滑动，对木板有

解得

对物块，根据牛顿第二定律有

得

所以二者之间将发生相对滑动，木板的加速度a的大小为。

故选A。

7.答案：D

解析：对物体A受力分析，水平方向受到拉力F和细线的拉力T，根据平衡条件可知，在细线被烧断的瞬间，细线对物体A的拉力T变为零，由牛顿第二定律得，物体A的加速度，故A错误；在细线被烧断前，对C受力分析，由平衡条件得，弹簧对物体C的弹力，在细线被烧断的瞬间，细线对物体B的拉力变为零，对物体B，由牛顿第二定律得，则物体B的加速度，故B错误；剪断弹簧的瞬间，弹簧的弹力突变为0，所以成为连接体，加速度应为，对物体B：，得，即细线上的拉力大小瞬间突变为，故C错误；撤去F的瞬间，细线拉力会突变，A和B的加速度相等，对物体整体，由牛顿第二定律得，则物体A的加速度，故D正确。

8.答案：B

解析：由题图可知，以相等的速度开始刹车，乙车的刹车距离小，即乙车减速的加速度大，根据牛顿第二定律可知，乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好，故A错误，B正确；由于乙车的加速度大，由可知，以相同的车速开始刹车，乙车先停下来，乙车的刹车性能好，故C错误；由可知和v的图像是抛物线,根据抛物线特点可知甲车加速度小于乙车加速度，乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好，故D错误。

9.答案：C

解析：当盘静止时,根据胡克定律可得,设使弹簧再伸长时手的拉力大小为T,再由胡克定律得,联立解得,刚松手瞬间弹簧的弹力没有变化,则以盘和物体整体为研究对象,所受合力大小为T,方向竖直向上,设刚松手时,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得,对物体有,解得:,故C正确。

10.答案：ABD

解析：当时,物体静止,选项A正确;当时,即能将物体提离地面,此时,点表示的意义即,所以选项B正确,C错误;图线截距的绝对值,即B点数值的绝对值为g,故选项D正确。

11.答案：(1)平衡摩擦力;B

(2)步骤D;蓄电池;交流学生电源

(3)步骤G;关系图像;关系图像

解析：实验中把砝码及盘的重力看作与小车所受合力大小相等,没有考虑摩擦力,故必须平衡摩擦力。电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上将无法工作,必须接在4~6V的交流学生电源上。作关系图像,得到的是曲线,很难做出正确的判断,必须“化曲为直”,改作关系图像。

12.答案：（1）D

（2）2.4

（3）2.9（2.8～3.0均可）

（4）

解析：

13.答案：（1）（2）12m/s

解析：（1）根据牛顿第二定律可得物体的加速度大小为

（2）根据运动学公式可得6s末物体的速度大小为

14.答案：(1)

(2)0.25

(3)

解析：(1)对B进行受力分析得

解得

(2)以整体为研究对象

解得

(3)以整体为研究对象

以B为研究对象

解得

15.答案：（1）

（2）

解析：（1）挑战者刚开始下落过程中受力分析如图所示：

，

打开气囊后受力分析如图所示：

，

联立可得：

（2）挑战者刚开始下落过程中：

打开气囊后

。