第三章[牛顿运动定律]单元测试题

高三物理单元测试题《牛顿运动定律》

(本卷满分110分，考试用时100分钟)

班级： 姓名： 得分：

一、不定项选择题((本大题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求) 1．下面几个说法中正确的是

A．静止或做匀速直线运动的物体，一定不受力的作用 B．当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到力的作用 D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向

2．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 3．一个单摆悬挂在小车上，随小车沿着斜面滑下，图中的虚线 ①与斜面垂直，虚线②沿斜面方向，则可判断出 A．如果斜面光滑，摆线与②重合 B．如果斜面光滑，摆线与①重合

C．如果斜面粗糙但摩擦力小于下滑力，摆线位于②与③之间 D．如果斜面粗糙但摩擦力大于下滑力，摆线位于①与③之间 4．一根质量分布均匀的长绳AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直线运动，如图甲所示，绳内距A端x处的张力FT与x的关系如图乙所示，由图可知 A．水平外力F＝6N

B．绳子的质量m＝3kg

C．绳子的长度l＝2m D．绳子的加速度a＝2m/s2

5．如图所示，物体A和物体B中间夹一竖直轻弹簧，在竖直向上的恒力F作用下，一起沿竖直方向匀加速向上运动．当把外力F突然撤去的瞬间，下列说法正确的是 A．A、B的加速度立即发生变化 B．只有B的加速度立即发生变化 C．A的加速度一定小于重力加速度g D．B的加速度一定大于重力加速度g

6．在静止的木箱内用细绳b、c系住一个小球d，细绳b水平，细绳c与竖直方向成θ角。当系统静止不动时，两细绳的拉力分别为Tb、Tc，当木箱沿细绳c向右上方加速运动时，两根细绳中的拉力变化情况是

A．Tb减小，Tc增大 B．Tb不变，Tc增大 C．Tb减小，Tc不变 D．Tb和Tc都增大

7．科学研究发现，在月球表面：①没有空气；②重力加速度约为地球表面的l/6；③没有磁场。若宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的有

A．运动过程中氢气球处于失重状态，而铅球处于超重状态 B．运动过程中氢气球、铅球都处于失重状态 C．氢气球和铅球同时落地

D．氢气球和铅球不同时落地，铅球先落到地面

8．如图所示，n个质量为m的相同木块并列放在光滑水平面上，当对木块1施加一个水平向右的推力F时，木块4对木块3的压力大小为

A．F B．3F/n C．F/(n－3) D．(n－3)F/n

9．如图所示，两个质量分别为m1＝2 kg、m2＝3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝30 N、F2＝20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则 A．弹簧秤的示数是10 N B．弹簧秤的示数是50 N

C．在突然撤去F2的瞬间，弹簧秤的示数不变 D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度不变

10．如图所示，物体A和B叠放在光滑水平面上，在水平拉力F1=10 N，F2=12 N的作用下一起加速运动，物体A和B保持相对静止。若mA=4 kg，mB=6 kg，则A与B所受的摩擦力f1和f2的大小和方向为

A．f1向左，f2向右，大小都等于1.2 N B．f1向右，f2向左，大小都等于1.2 N C．f1向左，大小为2 N，f2为零 D．f2向右，大小为3 N，f1为零

11．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由释放，压上弹簧后继续向下运动的过程中，若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立坐标轴ox，则小球的速度平方随坐标x的变化图象如图所示，其中OA段为直线，ABC是平滑的曲线，AB段与OA相切于A点，关于A、B、C各点对应的位置坐标xA、xB、xC，及加速度aA、aB、aC的判断正确的是 A．xAh,aAg B．xBh,aB0

12．在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k。在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，弹簧的形变量为X，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内

A．小车具有向左的加速度，大小为a=g tanθ B．小车一定向左做加速运动 C．弹簧一定处于拉伸状态 D．弹簧的伸长量为X=1tan

gk

二、实验题(本大题共1小题，共13分，将答案写在题中的横线上，不要求写出演算过程)。 13．与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光

发射和接收装置．当有物体从

a

、

b

间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的

之连接的两光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2． （1）用游标卡尺测量窄片K的宽度为d（已知l » d），光电门1，2各自连接的

计时器显示的挡光时间分别为t1、t2，则窄片K通过光电门1的速度表达式v1=_______。 （2）用米尺测量两光电门间距为l，则小车的加速度表达式a=___________。

（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是：在________________________的情况下，调节长木板的倾角，轻推小车让其下滑，直至_____________________________________________。

（4）实验中，有位同学通过测量，把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F，作出a—F图线，如图丙中的实线所示。试分析：图线不通过坐标原点O的原因是________________________；曲线上部弯曲的原因是_________________________________________。

三、计算题(本大题共5小题，共49分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

14．(9分)为了测量小木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如下的实验。在小木板上固定一个弹簧秤（弹簧秤的质量可不计)，弹簧秤下吊一个光滑小球。将木板连同小球一起放在斜面上。如图所示，木板固定时，弹簧秤的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧秤的示数是F2，测得斜面的倾角为θ。由测量的数据计算小木板跟斜面间动摩擦因数为多少?

15．(8分)如图所示，将质量为m的物体B放在质量为M的倾角为θ的光滑斜面A上，当A在水平力F的作用下在光滑水平面上作匀加速直线运动时，B物体恰好不下滑，试求斜面A的加速度及外力F的大小。

16．(10分)质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8m，如图所示，若摩擦力均不计，从静止开始放手让它们运动。求： (1)物体A着地时的速度；

(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离。(g=10m/s2)。

17．(10分)如图所示，在劲度系数为k的弹簧下端挂一质量为m的物体，物体下有一托盘，用托盘托着物体使弹簧恰好处于原长，然后使托盘以加速度a竖直向下做匀加速直线运动(a

18．(12分)如图所示，一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的光滑水平桌面上，板的左端有一质量为m的物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮，某人以恒定的速度v向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，而且此时板的右端尚未到达桌边定滑轮。求： （1）物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移；

（2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板右端，板与桌面的动摩擦因数的范围。

19．（选做题）一弹簧秤秤盘的质量M=1.5kg，盘内放一个质量m=10.5kg的物体P，弹簧质量忽略不计，轻弹簧的劲度系数k=800N/m，系统原来处于静止状态，如图所示。现给物体P施加一竖直向上的拉力F，使P由静止开始向上作匀加速直线运动。已知在前0.2s时间内F是变力，在0.2s以后是恒力。求物体匀加速运动的加速度多大？（取g=10m/s2）

高三物理单元测试题《牛顿运动定律》答案

一、选择题

二、实验题

dd211

13．（1） （2）(22)

t12lt2t1

(3) 不挂砂和砂桶 ； 与两个光电门相连的计时器读数相等为止

(4)平衡摩擦力时木板倾角太大 ； 没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量

三、计算题

14． 解析：设小球的质量为m，木扳与小球的总质量为M，木板与斜面间的动摩擦因数为µ，

由题意得：F1＝mgsinθ ①

放手后，把木板和小球视为一个整体，由牛顿第二定律得：Mg sinθ －µMg cosθ Ma ②

对小球有：mgsinθ－F2＝ma ③ 联立①②③，得：µ＝

15． 解析：物体随斜面一起做匀加速直线运动，必有aA=aB 对斜面A，在力F作用下，加速度必定在水平方向上。

整体分析A、B，由牛顿运动定律可得：F=(M+m)a 得：a=F/(M+m) 对于B：F合=mgtanθ=ma aB=gtanθ

故： aA=aB=mgtanθ F=(M+m)a=(M+m)gtanθ

16． 解析：把A、B视为一个系统，设其加速度大小为a0，则 mg－mgsin300=2ma0 解得：a0=2.5m/s2 故A落地的速度大小为v=2ah=2m/s

A落地时，对于B，其速度大小也为v＝为2m/s，加速度的大小为a＝gsin300＝5m/s2 。

F2

tan F1

v2

故物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离为：x==0.4m

2a

17． 解析：在物体与盘脱离前，物体受重力mg弹簧的拉力kx和托盘的支持力FN的作用，随着托盘向下运动，弹簧的拉力增大，托盘支持力减小但仍维持合外力不变，加速度不变，物体随托盘一起向下匀加速运动。当托盘运动至支持力减为零后，弹簧的拉力增大，将使物体的加速度开始小于a，物体与托盘脱离。所以物体与托盘脱离的条件是支持力F=0。设此时弹簧伸长了x，物体随托盘

运动的时间为t。

由牛顿第二定律得：mg-kx=ma① 由运动规律得：x=

18． 解析：（1）板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同，此时物块刚到达板的中点，设时间为t1，对木板有：vat1，a

122m(ga)

at② 由①②解得t= 2ka

1mg

M

得：t1

Mv

1mg

设在此过程中物块前进位移为S1，板前进位移为S2，则：

lv

S1vt1 S2t1 S1S2

22

lMv2

由以上几式可得物块与板间的摩擦因数为1，板的位移S2

2mgl

（2）设板与桌面间摩擦因数为2，物块在板上滑行的时间为t2则对板有：

va't2， a'

1mg2(mM)g

M

得：t2

Mv

1mg2(mM)g

v

2l

又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3

则：vt3t3l 得：t3 ，2v

Mv2lMv2

为了使物块能到达板的右端，必须满足t2t3即 2，mg(mM)gv2(mM)gl12

Mv2所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数2

2(mM)gl

19． 解析：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘．此时P对盘的压力为零，由于盘的质量M=1.5kg，所以此时弹簧不能处于原长． 开始时，系统处于静止状态，设弹簧压缩量为x1，由平衡条件得：k x 1=(M+m)g t=0.2s时，P与秤盘分离，设弹簧压缩量为x2，对秤盘据牛顿第二定律得： kx2-Mg=Ma t=0.2s内，物体的位移：x =x1- x 2=由以上各式解得：a=6m/s2

12at 2