2013高中物理必修一【牛顿运动定律】章末测试卷（带详细解析答案）

1、在近代社会，各国之间的经济贸易、政治往来以及科学文化的沟通非常频繁，对度量衡单位统一的呼声越来越高，于是出现了国际单位制．在下列所给单位中，用国际单位制中基本单位表示加速度的单位的是(　　)

A．cm/s²　　　　　　　                  B．m/s²

C．N/kg                                           D．N/m

答案：B

2、下列有关惯性大小的叙述中，正确的是(　　)

A．物体跟接触面间的摩擦力越大，其惯性就越大

B．物体所受的合力越大，其惯性就越大

C．物体的质量越大，其惯性就越大

D．物体的速度越大，其惯性就越

解析：选C.惯性大小只与质量有关，与物体的受力情况、速度大小无关，故C正确．

3、下列说法中正确的是(　　)

A．放在水平桌面上静止的物体，其重力与对桌面的压力大小相等，是一对平衡力

B．人向前走，是因为地面对人脚的作用力大于脚对地面的作用力

C．鸡蛋掉在地上破了，而地面未损坏，说明地面对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对地面的作用力

D．跳高运动员能从地面上跳起，是由于起跳过程中地面给运动员的支持力大于运动员所受的重力

答案：D

4、如图4－7所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在篮中的轻弹簧托住，当悬挂的细绳烧断的瞬间，吊篮P与Q的加速度大小是(　　)

图4－7

A．a_P＝a_Q＝g　　　                         B．a_P＝2g　a_Q＝g

C．a_P＝2g　a_Q＝0                           D．a_P＝g　a_Q＝2g

解析：选C.绳断瞬间，弹簧弹力未变，Q受力未变，故a＝0，故只有C对．

5、如图4－8所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为(　　)

图4－8

A．(M＋m)g 

B．(M＋m)g－F

C．(M＋m)g＋Fsinθ 

D．(M＋m)g－Fsinθ

解析：选D.匀速上滑的小物块和静止的楔形物块都处于平衡状态，可将二者看作一个处于平衡状态的整体．由竖直方向上受力平衡可得(M＋m)g＝F_N＋F·sinθ，因此，地面对楔形物块的支持力F_N＝(M＋m)g－Fsinθ，D选项正确．

6、如图4－9所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为(　　)

图4－9

A．g　　　　　　　　                     B.

g

C．0                                                D.

解析：选D.以整体为研究对象，所受合外力为(M＋m)g，根据牛顿第二定律：(M＋m)g＝Ma′＋ma

因M始终没有运动，所以a′＝0，故a＝

，所以D对．

7、如图4－10所示，A为电磁铁，C为胶木托盘，C上放一质量为M的铁片B，A和C(包括支架)的总质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小(　　)

图4－10

A．F＝mg

B．mg＜F＜(M＋m)g

C．F＝(M＋m)g

D．F＞(M＋m)g

解析：选D.当电磁铁A没有通电时，整个装置处于静止状态，轻绳对装置向上的拉力等于(M＋m)g.当电磁铁A通电后，由于磁铁的吸引作用，使铁片B加速上升．

对B而言，设A对B的引力为F_T，由牛顿第二定律可知F_T＞Mg.由牛顿第三定律可知B对A向下的引力F_T′＝F_T＞Mg.取A和C的整体为研究对象，由平衡条件可得F＝mg＋F_T′，故F＞(M＋m)g.正确选项为D.

8、如图4－11所示，细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．当细线对小球的拉力刚好等于零时，水平向右的加速度a的大小为(g为重力加速度)(　　)

图4－11

A．g                                                B．2g

C.

g                                            D.

g

解析：选A.细线对小球的拉力刚好等于零，说明小球只受重力和斜面的支持力两个力，且随A一起向右以a做加速运动，小球受力如图所示，故小球的合力F＝mg.

加速度a＝

＝g，A对．

9、如图4－12所示，两个质量相同的物体A、B紧靠在光滑的水平面上，它们分别受到F₁和F₂两力的作用．已知F₁>F₂，则A、B之间的相互作用力的大小为(　　)

图4－12

A．F₁                                              B．F₂

C．(F₁＋F₂)/2                                  D．(F₁－F₂)/2

解析：选C.本题中对整体而言，有a＝

，隔离A物体分析可得a＝

，F即A、B两物体间作用力的大小．由以上两式可得F＝

，即C正确．

10、将物体竖直上抛，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图4－13所示，则物体所受的重力和空气阻力之比为(　　)

图4－13

A．1∶10                                         B．10∶1

C．9∶1                                           D．8∶1

解析：选B.上升、下降过程中加速度大小分别为：

a_上＝11 m/s²，a_下＝9 m/s²，

由牛顿第二定律得：

代入数据解得：

mg/F_f＝10∶1，B正确．

11、在“研究牛顿第二定律”的实验中，某同学选用的实验装置如图4－14所示：

图4－14

(1)在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板，将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是____________________________________．

(2)请指出这个同学实验装置中的三处错误：

A．________________________________________________________________________.

B．________________________________________________________________________.

C．________________________________________________________________________.

答案：(1)平衡摩擦力或重力沿木板向下的分力与摩擦力平衡

(2)A.小车没有紧靠打点计时器，拉小车的细线与木板不平行

B．滑轮没有伸出桌边沿，致使悬线碰桌边沿

C．打点计时器工作电源错接为直流电源

12、在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图4－15所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

图4－15

(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．

图4－16

(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－

图线如图4－16所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？________________________________________________________________________

解析：(1)只有M与m满足M?m才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力．

(2)由于a∝

，所以a－

图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与

的图象．

(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时，由图象知乙的加速度大，故乙的拉力F大(或乙中盘及盘中砝码的质量大)．

答案：见解析

13、一个氢气球，质量为200 kg，系一根绳子使它静止不动，且绳子竖直，如图4－17所示．当割断绳子后，气球以2 m/s²的加速度匀加速上升，求割断绳子前绳子的拉力为多大？

图4－17

解析：以气球为研究对象，绳断前，气球静止，故所受重力G、空气浮力F₁、绳的拉力F₂三力平衡：

即G＋F₂＝F₁①

绳断后，气球在空气浮力F₁和重力G的作用下匀加速上升，由牛顿第二定律得：

F₁－G＝ma②

已知a＝2 m/s²

所以F₁＝G＋ma＝2400 N，

F₂＝F₁－G＝400 N.

答案：400 N

14、用力F提拉用细绳连在一起的A、B两物体，以5 m/s²的加速度匀加速竖直上升如图4－18所示，已知A、B的质量分别为1 kg和2 kg，绳子所能承受的最大拉力是35 N，(g＝10 m/s²)求：

图4－18

 (1)力F的大小是多少？

(2)为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度为多少？

解析：(1)整体法求F

由牛顿第二定律得：

F－(m_A＋m_B)g  ＝(m_A＋m_B)a

∴F＝(m_A＋m_B)(g＋a)＝(1＋2)×(10＋5) N＝45 N.

(2)绳恰好不被拉断时，绳对B的拉力为F′＝35 N，此时加速度最大

对B由牛顿第二定律得：

F′－m_Bg＝ma_m

∴a_m＝

＝

 m/s²＝7.5 m/s².

答案：(1)45 N　(2)7.5 m/s²

15、如图4－19所示，一质量为5 kg的滑块在F＝15 N的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速直线运动．若滑块与水平地面间的动摩擦因数是0.2，g取10 m/s²，问：

图4－19

 (1)滑块运动的加速度大小；

(2)如果力F作用8 s后撤去，则撤去F后滑块还能滑行的距离．

解析：(1)根据牛顿第二定律，F－F_f＝ma₁

得a₁＝

＝

＝

 m/s²＝1 m/s².

(2)撤去F后，滑块在摩擦力作用下做匀减速直线运动．

撤去F后，a₂＝

＝

＝μg＝0.2×10 m/s²＝2 m/s²

撤去F时刻，v＝a₁t＝1×8 m/s＝8 m/s

由v²－v

＝2ax，可得

x₂＝

＝

 m＝16 m.

答案：(1)1 m/s²　(2)16 m

16、如图4－20所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为μ，对物体施加一个与水平方向成θ角的力F，试求：

图4－20

 (1)物体在水平面上运动时力F的值的范围．

(2)力F取什么值，物体在水平面上运动的加速度最大？

(3)物体在水平面上运动所获得的最大加速度的数值．

解析：物体在水平面上运动，F的值中隐蔽着临界问题，用极限法将物理现象推向极端，当F有最小值时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，此时物体的受力如图甲所示，由图得：F₁cosθ＝μF_N，F₁sinθ＋F_N＝mg.

解得：F₁＝

甲　　　　　　　乙

当F有最大值时物体即将离开地面，此时地面对物体的支持力为零，物体的受力如图乙所示，由图得：

F₂cosθ＝ma_max，F₂sinθ＝mg

解得：F₂＝

，a_max＝gcotθ

则物体在水平面上运动时F的值应满足

≤F≤

.

答案：(1)

≤F≤

　(2)

　(3)gcotθ