1、第三单元 牛顿运动定律测试题一、单选题(共 15 小题) 1.一本书静放在水平桌面上，则下列说法正确的是( )A 桌面对书的支持力的大小等于书的重力，它们是一对平衡力B 书受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力C 书对桌面的压力就是书的重力，它们是同一性质的力D 书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力2.如图甲所示，在倾角为 30的足够长的光滑斜面上，有一质量为 m 的物体，受到沿斜面方向的力F 作用，力 F 按图乙所示规律变化( 图中纵坐标是 F 与 mg 的比值，力沿斜面向上为正)则物体运动的速度 v 随时间 t 变化的规律是下图中的( 物体的初速度为零，重力加速度取 1
2、0 m/s2)( )ABCD3.一质点受多个力的作用，处于静止状态现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小 a 和速度大小 v 的变化情况是 ( )Aa 和 v 都始终增大Ba 和 v 都先增大后减小Ca 先增大后减小，v 始终增大Da 和 v 都先减小后增大4.质量均为 5 kg 的物块 1、2 放在光滑水平面上并用轻质弹簧秤相连，如图所示，今对物块 1、2分别施以方向相反的水平力 F1、F 2 且 F120 N、F 210 N，则弹簧秤的示数为( )A 30 NB 15 NC 20 ND 10 N5.如图所示，升降机天花
3、板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长量为 10 cm，运动时弹簧伸长量为 9 cm，则升降机的运动状态可能是(g10 m/s 2)( )A 以 a1 m/s 2 的加速度加速上升B 以 a1 m/s 2 的加速度加速下降C 以 a9 m/s 2 的加速度减速上升D 以 a9 m/s 2 的加速度减速下降6.16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是( )A 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明：物体受到的力越大，速度就越大B 一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停
4、下来，这说明：静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C 两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D 一个物体维持匀速直线运动，不需要受力7.如图是一种升降电梯的示意图，A 为载人箱，B 为平衡重物，它们的质量均为 M，上下均有跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动如果电梯中乘客的质量为 m，匀速上升的速度为 v，电梯即将到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升 h 高度后停止，在不计空气和摩擦阻力的情况下，重力加速度为 g，下列说法正确的是 ( )A 关闭电动机后，乘客处于超重状态B 关闭电动机后，乘客处于失重状态C 由于 A、B 质量相等，故关闭电动机后，乘客的加速度大小为 g
5、D 关闭电动机后，电梯上升的高度 h 一定小于8.如图所示，一物体放在倾角为 的传输带上，且物体始终与传输带相对静止关于物体所受到的静摩擦力，下列说法正确的是 ( )A 当传输带加速向上运动时，加速度越大，静摩擦力越大B 当传输带匀速运动时，速度越大，静摩擦力越大C 当传输带加速向下运动时，静摩擦力的方向一定沿斜面向下D 当传输带加速向下运动时，静摩擦力的方向一定沿斜面向上9.如图所示，一木块在光滑水平面上受到一个恒力 F 作用而运动，前方固定一个轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是( )A 将立即做匀减速直线运动 B 将立即做变减速直线运动C 在弹簧弹力大小等于恒力 F 时，木块的速
6、度最大D 在弹簧处于最大压缩量时，木块的加速度为零10.2013 年 6 月 20 日，我国宇航员王亚平在天宫授课时，利用质量测量仪粗略测出了聂海胜的质量若聂海胜受到恒力 F 从静止开始运动，经时间 t 移动的位移为 x，则聂海胜的质量为( )ABCD11.如图所示，质量为 M，中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m 的小铁球，现用一水平向右的推力 F 推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成 角则下列说法正确的是( )A 小铁球受到的合外力方向水平向左B 凹槽对小铁球的支持力为C 系统的加速度为 agtanD 推力 FMg tan12
7、.如图所示，离地面高 h 处有甲、乙两个物体，甲以初速度 v0 水平射出，同时乙以初速度 v0 沿倾角为 45的光滑斜面滑下若甲、乙同时到达地面，则 v0 的大小是( )ABCD 213.如图所示，将一物体用两根等长细绳 OA、OB 悬挂在半圆形架子上，B 点固定不动，在悬挂点A 由位置 C 向位置 D 移动的过程中，物体对 OA 绳的拉力变化是 ( )A 由小变大B 由大变小C 先减小后增大D 先增大后减小14.下列说法正确的是( )A 凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力B 凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力，必定是一对作用力和反
8、作用力C 凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力，才是一对作用力和反作用力D 相互作用的一对力中，究竟哪一个力是作用力、哪一个力是反作用力是任意的15.下面说法正确的是( )A 惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质B 物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来直线运动状态或静止状态的性质C 物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而就无惯性D 惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力无关二、实验题(共 3 小题) 16.在验证牛顿第二定律的实验中，采用如图甲所示的实验装置在探究加速度
9、 a 与所受外力 F 的关系实验过程，某小组得到了如图乙所示的纸带(两计数点间还有两个点没有画出) ，已知打点计时器采用的是频率为 50 Hz 的交流电，则两计数点间的时间间隔为_ s，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s 2(此空保留两位有效数字)由于他们操作不当得到的 aF 关系图象如图丙所示，其原因是：_( 只答一种情况即可)17.图甲为“探究加速度与力，质量关系”的实验装置，光电门固定在水平气垫导轨上的 B 点，用不同重物通过水平细线拉动滑块，每次滑块都从同一位置 A 由静止释放(1)用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度 d 如图乙所示，则 d_cm；实验时，由数字计时器读出遮光条通过
10、光电门的时间 t，则滑块经过光电门时的速度为 _(用字母表示)；(2)滑块的质量用 M 表示，重物的质量用 m 表示，当 M 与 m 的大小关系满足_时，可认为细线对滑块的拉力大小等于重物的重力大小；(3)测出多组重物的质量 m 和对应遮光条通过光电门的时间 t，并算出相应滑块经过光电门的速度v，通过描点作出线性图象，即可研究滑块加速度与力的关系处理数据时应作出_(选填vm，v 2m，v 或 v2 )图象18.某同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时(1)该同学在实验室找到了一个小正方体木块，用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长，示数如图乙所示，则正方体木块的边
11、长为_ cm；(2)接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动设小车的质量为 M，正方体木块的边长为 a，并用刻度尺量出图中 AB 的距离 l(al，且已知 很小时， tansin)，则小车向下滑动时受到的摩擦力为_(3)然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑，不断改变重物的质量 m，测出对应的加速度 a，则下列图象中能正确反映小车加速度 a 与所挂重物质量 m 的关系的是_A. B.C. D.三、计算题(共 3 小题) 19.下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害某地有一倾角为 37(sin 37 )的山坡 C，上面有一质量为 m 的石
12、板 B，其上下表面与斜坡平行；B 上有一碎石堆 A(含有大量泥土) ，A和 B 均处于静止状态，如图所示假设某次暴雨中，A 浸透雨水后总质量也为 m(可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，A、 B 间的动摩擦因数 1 减小为 ，B、C 间的动摩擦因数 2 减小为0.5，A、B 开始运动，此时刻为计时起点；在第 2 s 末，B 的上表面突然变为光滑， 2 保持不变已知 A 开始运动时，A 离 B 下边缘的距离 l27 m，C 足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小 g10 m/s 2.求：(1)在 02 s 时间内 A 和 B 加速度的大小；(2)A 在 B 上总的运动时间20.一
13、水平传送带以 2.0 m/s 的速度顺时针传动，水平部分长为 2.0 m，其右端与一倾角为 37的光滑斜面平滑相连，斜面长为 0.4 m，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最左端，已知物块与传送带间动摩擦因数 0.2，试问：(1)物块到达传送带右端的速度；(2)物块能否到达斜面顶端？若能则说明理由，若不能则求出物块上升的最大高度(sin 370.6，g 取 10 m/s2)21.如图甲所示，质量 m2 kg 的物体在水平面上向右做直线运动过 A 点时给物体作用一个水平向左的恒力 F 并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得 vt 图象如图乙所示取重力加
14、速度 g10 m/s 2.求：(1)力 F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数 ；(2)10 s 末物体离 A 点的距离四、填空题(共 3 小题) 22.用与斜面平行的力 F 拉着物体在倾角为 的光滑斜面上运动，如改变拉力 F 的大小，物体的加速度随外力 F 变化的图象如图所示，已知外力 F 沿斜面向上，重力加速度 g 取 10 m/s2.根据图象中所提供的信息计算出物体的质量为_kg；斜面的倾角为_23.如图所示，飞行员的质量为 m60 kg，重力加速度为 g10 m/s2，他驾驶飞机在竖直平面内做翻筋斗的圆周运动，当飞机飞到最高点时速度为 v1100 m/s，飞行员对机座的压力恰好为零，则
15、轨道半径 R _ m，若飞机飞到最低点时速度为 v2200 m/s，飞行员对机座的压力FN_ N.24.一物块静置于水平面上，现用一与水平方向成 37角的拉力 F 使物体开始运动，如图(a)所示其后一段时间内拉力 F 随时间变化和物体运动速度随时间变化的图象如图(b) 所示，已知物块的质量为 0.9 kg，g10 m/s2.根据图象可求得，物体与地面间的动摩擦因数为_，01 s 内拉力的大小为_N(sin 370.6，cos 370.8)五、简答题(共 1 小题) 25.某同学利用如图 1 所示的实验装置来测量重力加速度 g.细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为 M 的重锤实
16、验操作如下：图 1用米尺量出重锤 1 底端距地面的高度 H；在重锤 1 上加上质量为 m 的小钩码；左手将重锤 2 压在地面上，保持系统静止释放重锤 2，同时右手开启秒表，在重锤 1 落地时停止计时，记录下落时间；重复测量 3 次下落时间，取其平均值作为测量值 t.请回答下列问题：(1)步骤可以减小对下落时间 t 测量的_( 选填“偶然”或“系统”)误差(2)实验要求小钩码的质量 m 要比重锤的质量 M 小很多，主要是为了_A使 H 测得更准确B使重锤 1 下落的时间长一些C使系统的总质量近似等于 2MD使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差现提供一些橡皮泥用于减
17、小该误差，可以怎么做？(4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为 m0.用实验中的测量量和已知量表示 g，得 g_.答案解析1.【答案】A【解析】桌面对书的支持力和书的重力是一对平衡力，大小相等，故 A 正确，B 错误；书对桌面的压力的性质是弹力，重力的性质是万有引力，性质不同，故 C 错误；书对桌面的压力和桌面对书的支持力是作用力与反作用力的关系，故 D 错误2.【答案】C【解析】在 01 s 内，根据牛顿第二定律得 a1 g，方向沿斜面向上，物体向上做匀加速直线运动；在 12 s 内，拉力为零，根据牛顿第二定律得，a 2 g，方向沿斜面向下，物体沿斜面向上做匀减
18、速直线运动，2 s 末速度为零在 23 s 内，根据牛顿第二定律得，a 3 g.方向沿斜面向下，物体沿斜面向下做匀加速直线运动，3 s 末的速度大小 va 3t15 m/s.故 C 正确，A 、B、D 错误3.【答案】C【解析】质点在多个力作用下处于静止状态时，其中一个力必与其余各力的合力等值反向当该力大小逐渐减小到零的过程中，质点所受合力从零开始逐渐增大，做加速度逐渐增大的加速运动；当该力再沿原方向逐渐恢复到原来大小的过程中，质点所受合力方向仍不变，大小逐渐减小到零，质点沿原方向做加速度逐渐减小的加速运动，故 C 正确4.【答案】B【解析】设两物块的质量为 m，以两物块为一整体，应用牛顿第二
19、定律可得：F 1F 22ma，再以物块 2 为研究对象，应用牛顿第二定律得：F TF 2ma ，由以上两式可解得 FT15 N，B 正确5.【答案】B【解析】根据运动时弹簧伸长量为 9 cm，小于静止时弹簧伸长量为 10 cm，可知升降机加速度向下，则升降机的运动状态可能是以 a1 m/s2 的加速度加速下降；也可能是以 a1 m/s2 的加速度减速上升，故 B 正确6.【答案】D【解析】亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因，力越大，物体运动的越快，没有力的作用，物体将会逐渐停下来，故 A、B、C 均是亚里士多德的观点，只有 D 中说法与亚里士多德的观点相反7.【答案】B【解析】关闭电动机
20、后，乘客减速上升，处于失重状态，选项 A 错误，B 正确；对系统由牛顿第二定律得 mg (2Mm)a ，选项 C 错误；由运动学公式得 h ，选项 D 错误8.【答案】A【解析】传输带加速向上运动时，对物体受力分析，由牛顿第二定律得 Ffmgsin ma ，故加速度越大，摩擦力越大，A 正确；传输带匀速运动时，根据平衡条件得 Ffmgsin，静摩擦力与物体运行速度无关，B 错误；当传输带加速向下运动时，如果加速度小于 gsin，摩擦力沿斜面向上，如果加速度大于 gsin，摩擦力沿斜面向下，C、D 错误9.【答案】C【解析】当木块接触弹簧后，恒力 F 先大于弹簧的弹力，后小于弹簧的弹力，木块先做
21、加速运动后做减速运动，随着弹簧的增大，加速度先减小后增大，故先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变减速运动当弹簧弹力大小等于恒力 F 时，木块的速度最大故 A、B 错误，C 正确；在弹簧处于最大压缩量时，弹簧的弹力大于恒力 F，合力向右，加速度不为零故 D 错误10.【答案】D【解析】聂海胜从静止开始做匀加速直线运动 x at2，得加速度 a ，根据牛顿第二定律F mam ，整理可得聂海胜质量 m ，选项 D 对11.【答案】C【解析】根据小铁球与光滑凹槽相对静止位置可知，系统有向右的加速度，小铁球受到的合外力方向水平向右，凹槽对小铁球的支持力为 ，选项 A、B 错误小球所受合外力为
22、mgtan，加速度为 ag tan，推力 F( mM)gtan ，选项 C 正确， D 错误12.【答案】A【解析】甲做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据h gt2 得：t 根据几何关系可知：x 乙 h乙做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知：a g根据位移时间公式可知：x 乙 v 0t at2由式得：v0所以 A 正确13.【答案】C【解析】悬挂点 A 由位置 C 向位置 D 移动的过程中，每个位置都处在平衡状态，合力为零以结点 O 为研究对象，受三个力的作用而处于平衡状态，因此三个力必构成一个闭合矢量三角形因重力的大小和方向始终不变，BO 绳的拉力方向不变，在 AO
23、 绳由位置 C 到 D 移动过程中可以做出一系列的闭合的三角形，如图所示由图可知 OB 绳的拉力由小变大，OA 绳的拉力先减小后增大；则 C 正确14.【答案】D【解析】作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的相互作用力，即两个物体互为施力物体和受力物体其中的任一个力叫作用力时，另一个力叫反作用力，故只有 D 选项正确15.【答案】D【解析】惯性与物体的运动状态无关，选项 A 错误；惯性是物体保持原来的运动状态的性质，与运动状态和是否受力无关，选项 B、C 错误，选项 D 正确16.【 答案】0.06 1.3 平衡摩擦力不够(或未平衡摩擦力 )【解析】打点计时器使用的电源为频率为 50 Hz
24、的交流电源，又由于每 3 个点作为一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔 T0.06 s，根据逐差法求加速度，即小车运动的加速度为：a ，代入数据解得：a 102 m/s21.3 m/s2；本实验中近似认为沙和沙桶的总重力大小等于小车所受合力的大小，由图可知，当 F 不为零时，小车的加速度仍为零，这说明小车受摩擦力作用，所以图线不过原点的原因是平衡摩擦力不够(或未平衡摩擦力) 17.【 答案】(1)0.62 (2)Mm(3)v2m【解析】(1)主尺：0.6 cm，游标尺：对齐的是 2，所以读数为：20.10.1 cm0.02 cm，故遮光条宽度 d 0.62 cm，滑块经过光电门时的瞬时速度
25、可近似认为是滑块经过光电门的平均速度则滑块经过光电门时的速度 v ；(2)根据牛顿第二定律得：对 m：mg T ma ，对 M：TMa，解得：Tmg ；当 Mm 时，即当重物的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于重物的重力(3)由题意可知，该实验中保持小车质量 M 不变，因此有：v 22ass，由题意可知，M，s 不变，画出 v2m 图象，若图象为过原点的直线，则说明外力和加速度成正比，故画出 v2m 图象可以直观的得出结论18.【 答案】(1)3.150 (2) (3)C【解析】19.【 答案】(1)3 m/s 2 1 m/s 2 (2)4 s【解析】(1)在 02 s
26、 时间内， A 和 B 的受力如图所示，其中 Ff1、F N1 是 A 与 B 之间的摩擦力和正压力的大小，F f2、F N2 是 B 与 C 之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得Ff1 1FN1FN1mgcos Ff2 2FN2FN2F N1mgcos规定沿斜面向下为正设 A 和 B 的加速度分别为 a1 和 a2，由牛顿第二定律得mgsinF f1ma 1mgsinF f2F f1ma 2联立式，并代入题给条件得a1 3 m/s2a2 1 m/s2(2)在 t12 s 时，设 A 和 B 的速度分别为 v1 和 v2，则v1a 1t16 m/sv2a 2
27、t12 m/s2 s 后，设 A 和 B 的加速度分别为 a1和 a2.此时 A 与 B 之间摩擦力为零，同理可得a16 m/s 2a22 m/s 2由于 a20，可知 B 做减速运动设经过时间 t2，B 的速度减为零，则有v2a 2t20联立式得 t21 s在 t1t 2 时间内， A 相对于 B 运动的距离为x(a 1t v 1t2a 1t )( a2t v 2t2a 2t )12 m 27 m此后 B 静止不动，A 继续在 B 上滑动设再经过时间 t3 后 A 离开 B，则有lx(v 1a 1t2)t3a 1t 可得 t3 1 s(另一解不合题意，舍去)设 A 在 B 上总的运动时间 t
28、 总 ，有t 总 t 1t 2t 34 s20.【 答案】(1)2 m/s (2) 不能 0.2 m【解析】(1)物块在传送带上先做匀加速直线运动由 mgma 1，x 1 ，可得 x11 mL故物块到达传送带右端前已匀速运动，速度为 2 m/s.(2)物块以速度 v0 冲上斜面，之后做匀减速直线运动，由 mgsinma 2，x 2 可得 x2 m0.4 m.故物块没有到达斜面的最高点，物块上升的最大高度 hmx 2sin0.2 m.21.【 答案】(1)3 N 0.05 (2)2 m，负号表示物体在 A 点以左【解析】(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为 a1，则由 vt 图得 a12
29、m/s 2根据牛顿第二定律，有 Fmgma 1设物体向左做匀加速直线运动的加速度为 a2，则由 vt 图得 a21 m/s 2根据牛顿第二定律，有 Fmgma 2解得：F3 N，0.05(2)设 10 s 末物体离 A 点的距离为 d，d 应为 vt 图与横轴所围的面积，则：d ( 48 66) m2 m ，负号表示物体在 A 点以左22.【 答案】3 30【解析】由受力分析及牛顿第二定律得：F mgsinmaa gsin则由题图知：gsin5sin0.5，即 30又图线的斜率 k 则 m3 kg.23.【 答案】1 000 3 000【解析】当飞机飞到最高点时飞行员对机座的压力恰好为零，由牛
30、顿第二定律 mgm ，得 R1 000 m；飞机飞到最低点时速度机座对飞行员的支持力为 FN，由牛顿第二定律 FNmg m ，解得 FN3 000 N，由牛顿第三定律飞行员对机座的压力 FN3 000 N.24.【 答案】0.21 3.98【解析】当物体做匀速直线运动时，拉力等于摩擦力，即当 F2 N 时，做匀速直线运动，所以(mg Fsin 37)Fcos 37，解得 0.21.物体在 01 s 内做初速度为零的匀加速直线运动，加速度 a m/s22 m/s2.在 01 s 内对物体受力分析由牛顿第二定律可得， F1cos 37(mg F 1sin 37)ma，解得 F13.98 N.25.
31、【 答案】(1)偶然 (2)B (3)在重锤 1 上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤 1 能观察到其匀速下落 (4)2(2+0)2【解析】(1)对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差(2)设系统运动的加速度为 a，则根据牛顿第二定律得( Mm)gMg(2Mm)a即 a ，2+而 H gt2，在 H 一定时，a 越小，则 t 越长，这时测量出时间 t 的误差越小因此实验要求小钩12码的质量 m 要比重锤的质量 M 小很多，主要是为了使重锤 1 下落的时间长一些，选项 B 正确(3)由于摩擦阻力的影响，会产生系统误差，可利用平衡摩擦阻力的方法，平衡摩擦力，其方向为在重锤 1 上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量使轻拉重锤 1 时能观察到其匀速下落(4)根据牛顿第二定律得(M m)gMg(2Mmm 0)a又有 H at212联立解得 g .2(2+0)2
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