2021学年高一必修1第四单元牛顿运动定律 精品单元模拟试卷 物理(一) 学生

2021学年高一物理精品单元模拟试卷

必修1第四单元牛顿运动定律

物理（一）

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．下面各组单位中属于基本物理量单位的是()

A．千克、秒B．千克、瓦特C．牛顿、秒D．特斯拉、米

2．关于惯性和理想实验，下列说法中正确的是()

A．静止的物体可能没有惯性

B．速度越大的物体惯性越大

C．同一物体在地球上和月球上的惯性不同

D．伽利略的斜槽实验以可靠的事实为基础并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起

3．如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是()

A．杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力

B．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力

C．杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力

D．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力

4．如图所示，某兴趣小组制作了一个小降落伞，伞面底端是一个半径为R的刚性圆环，在圆环上等间距地系有四根长度均为2R的细线，将四根细线的另一端连接在一起，并悬挂一质量为m的物体。它们一起竖直向下加速降落，当物体下落的加速度大小为0.2g时(g为重力加速度)，每根细线的张力为()

A．15

3mg

B．6

3mg

C．35

14mg

D．14

14mg

5．下列说法中正确的是()

A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态

D．游泳运动员仰卧在水面上静止不动时处于失重状态

6．如图所示，一条鱼在水中正沿直线水平向左加速游动。在这个过程中，关于水对鱼的作用力的方向，合理的是()

7．如图所示，在行驶过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害。为了尽可能地减少碰撞引起的伤害，人们设计了安全带及安全气囊。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为108 km/h(即30 m/s)，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带及安全气囊对乘客的作用力大约为()

A．420 N B．600 N C．800 N D．1000 N

8．如图所示，小球的质量为m，用弹簧和细线悬挂在天花板上，保持静止，弹簧和细线的质量忽略不计，且与水平方向的夹角均为60°。当细线被剪断的瞬间，关于小球的加速度大小和方向，下列说法正确的是()

A．0

B．g，竖直向下

C．2

3

g，竖直向下

D．3

3

g，右下方与水平方向成60°

9．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()

A．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车

B．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用

C．物体如果向正北方向运动，其受外力方向可以指向正南方

D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变

10．如图所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力)，

则()

A．A的加速度小于g

B．B的加速度大于g

C．A、B的加速度均为g

D．A、B间的弹力为零

11．如图甲所示为一半圆形坑，现将一颗弹丸先后两次从A点水平抛出，由于飞行过程中受气

流作用，影响了弹丸的飞行时间和速度。若从弹丸离开A点开始计时，t1和t2分别表示它们落到坑壁

的时间，v表示它在竖直方向的速度，其v－t图象如图乙所示，则下列说法正确的是()

A．第二次弹丸在竖直方向上的位移比第一次小

B．第二次弹丸在水平方向上的位移比第一次小

C．第二次弹丸在竖直方向上受到的阻力比第一次大

D．第二次弹丸在竖直方向上的加速度比第一次大

12．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角为θ，其顶端装有光滑小滑轮，绕过滑轮的轻

绳一端连接一物块B，另一端被人拉着且人、滑轮间的轻绳平行于斜面。人的质量为M，B物块的质

量为m，重力加速度为g，当人拉着绳子以a1大小的加速度沿斜面向上运动时，B物块运动的加速度

大小为a2，则下列说法正确的是()

A．物块一定向上加速运动

B．人要能够沿斜面向上加速运动，必须满足m＞M sin θ

C．若a2＝0，则a1一定等于

D．若a1＝a2，则a1可能等于

二、非选择题(本题共6小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题

应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，

答案中必须明确写出数值和单位)

13．(6分)如图为“研究木板与木块间动摩擦因数的大小”的实验装置图，将一木块和木板叠放于

水平桌面上，弹簧测力计一端固定，另一端与木块水平相连。

(1)现要测量木块和木板之间的滑动摩擦力，要使弹簧测力计的示数即为木块和木板之间的滑动

摩擦力的大小，要求木板的运动。(填入选项前的字母)

A．必须是匀速直线运动

B．必须是加速直线运动

C．必须是减速直线运动

D．匀速直线运动、加速直线运动、减速直线运动均可

(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中应测量的有。(填入选项前的字母)

A．木板的长度L B．弹簧测力计的拉力大小F

C．木板的重力G1D．木块的重力G2

14．(9分)某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的

装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一

端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。

(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需

要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)。

(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和

2的中心距离为x.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、

t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是

________________。

15．(6分)小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V

＝3

1

πR3h。小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？

16．(9分)如图所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20 kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动。若拉力F＝100 N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2，

求：

(1)小黄鸭对地面的压力；

(2)小黄鸭运动的加速度的大小。(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2)

17．(10分)如图，用力F向上提通过细绳连在一起的A、B两物体，使A、B以5 m/s2的加速度匀加速竖直上升，已知A、B的质量分别是1 kg和2 kg，绳子所能承受的最大拉力是35 N，取g＝10 m/s2，则：

(1)力F的大小是多少？

(2)为使绳子不被拉断，加速上升的最大加速度是多少？

18．(12分)如图所示，水平传送带以2 m/s的速度运动，传送带长AB＝20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，g＝10 m/s2。试求：

(1)工件开始时的加速度a；

(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移；

(3)工件由传送带左端运动到右端的时间。

物理答案 （一）

一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．【答案】A

【解析】千克、秒、米是基本单位，瓦特、牛顿、特斯拉是导出单位，A 正确。 2．【答案】D

【解析】惯性是物体的固有属性，任何物体都具有惯性，与运动状态无关，故A 错误；质量是惯性大小的唯一量度，与速度、环境等因素无关，故B 、C 错误；伽利略的斜槽实验以可靠的事实为基础，并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起，故D 正确。

3．【答案】D

【解析】杠铃受重力和杠铃对手的压力方向相同，不是平衡力，A 错误；杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力，B 错误D 正确；杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力，C 错误。

4．【答案】A

【解析】由几何关系可知，每根细线与竖直方向的夹角均为30°，则对下面悬挂的物体，根据牛顿第二定律可知mg －4F cos 30°＝ma ，整理可以得到F ＝153mg

，A 正确，B 、C 、D 错误。

5．【答案】B

【解析】体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时属于平衡状态，合力为零，所以拉力等于重力，不是超重也不是失重，A 错；蹦床运动员在空中上升和下落过程中都只受重力作用，支持力或拉力为零，所以属于完全失重状态，B 对；举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间处于平衡状态，合力为零，不是超重也不是失重，C 错；游泳运动员仰卧在水面静止不动处于平衡状态，合力为零，不是超重也不是失重，D 错。

6．【答案】A

【解析】鱼在重力和水的作用力下向左加速运动，合力方向水平向左，所以水的作用力斜向左上方，故A 正确。

7．【答案】A

【解析】从踩下刹车到车完全停止的5 s 内，人的速度由30 m/s 减小到0，视为匀减速运动，则有a ＝t vt －v0＝5－30

m/s 2＝－6 m/s 2。根据牛顿第二定律知安全带及安全气囊对乘客的作用力F ＝ma ＝70×(－6) N ＝－420 N ，负号表示力的方向跟初速度方向相反，A 正确。

8．【答案】D

【解析】细线被剪断之前，小球处于静止状态，对小球进行受力分析，如图甲所示，正交分解可得F 1

＝F 2＝33

mg ；细线被剪断的瞬间，弹簧弹力和小球重力都不变，受力分析如图乙所示，两力的合力大小为F ＝F 1＝33mg ，力F 1方向相反，根据牛顿第二定律F ＝ma 得a ＝33

g ，方向向右下方与水平方向成60°角，D 正确，A 、B 、C 错误。

9．【答案】BC

【解析】根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A 错误；物体的速度不断增大，说明物体的运动状态在改变，物体必然受到力的作用，故B 正确；物体如果向正北方向运动，如果是匀速则不受力或受平衡力；如果加速，合力向正北方向；如果减速，合力向正南方向，故C 正确；物体受到力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动的状态不变，故D 错误。

10．【答案】CD

【解析】先整体，整体受到重力作用，加速度为g ，然后隔离任一物块，可知物块只能受到重力作用加速度才是g ，所以两物块间没有相互作用力，CD 正确。

11．【答案】AC

【解析】在v －t 图象中，图象与时间轴围成的面积等于物体竖直方向的位移，由图象可知，第二次弹丸在竖直方向上的位移比第一次小，A 正确；由于水平方向的运动情况不清楚，因此无法比较水平位移的大小，B 错误；在v －t 图象中，图象的斜率表示竖直方向的加速度，可知第二次弹丸在竖直方向上的加速度比第一次小，根据牛顿第二定律mg －f =ma ，可知第二次弹丸受到的阻力比第一次大，C 正确，D 错误。

12．【答案】CD

【解析】对人受力分析，有牛顿第二定律可知F －Mg sin θ＝Ma 1，得F ＝Mg sin θ＋Ma 1；若F ＞mg ，则物体B 加速上升，若F ＜mg ，则物体B 加速下降，若F ＝mg ，物体B 静止，故A 错误；人要能够沿斜面向上加

速运动，只需满足F ＞Mg sin θ即可，故B 错误；若a 2＝0，则F ＝mg ，故mg －Mg sin θ＝Ma 1，，

故C 正确，若a 1＝a 2，F ＝Mg sin θ＋Ma 1，mg －F ＝ma 2，则，故D 正确。

二、非选择题(本题共6小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13．(6分)

【答案】(1)D (2)BD

【解析】(1)木板受重力、木块对木板的压力、木块对木板的滑动摩擦力、桌面对木板的滑动摩擦力、桌面对木板的支持力和水平拉力，共6个力；本实验中，木板不论处于什么运动，木块总处于平衡状态，则弹簧的弹力等于木块的滑动摩擦力，故D 正确，ABC 错误。

(2)根据滑动摩擦力的表达式f ＝μF N ＝μmg ，可得，所以需要测量的弹簧测力计的拉力大小F 和

木块的重力G 2，故选BD 。

14．(9分)

【答案】(1)等于 不需要 (2)F ＝2x Ml2(22－12)

【解析】(1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。

(2)由于挡光板的宽度l 很小，故小车在光电门1处的速度v 1＝t1l ，在光电门2处的速度为v 2＝t2l ，由v 22

－v 12＝2ax ，得a ＝1＝2x 1(22－12)，故验证的关系式为F ＝Ma ＝2x M (22－12)＝2x Ml2(22－12)。

15．(6分)

【解析】由单位制的知识可知，物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。已知V 单位m 3，而物理量31πR 3h 的运算单位为m 4，显然V ≠31

πR 3h ，该公式是错误的。

16．(9分)

【解析】(1)小黄鸭受力如图所示。根据平衡条件可得：

F sin 53°＋N =mg

解得N =120 N ，方向竖直向上

根据牛顿第三定律得小黄鸭对地面的压力N′=N =120 N ，竖直向下。 (2)受到的摩擦力为滑动摩擦力，所以f =μN 根据牛顿第二定律得：F cos 53°－f =ma 联立解得：a =1.8 m/s 2。 17．(10分)

【解析】(1)以A 、B 整体为研究对象，根据牛顿第二定律有： F －(m A ＋m B )g ＝(m A ＋m B )a 代入数据解得：F ＝45 N 。

(2)以B 为研究对象，进行受力分析，设绳子的拉力为T ，则根据牛顿第二定律有： T max －m B g ＝m B a max 据题意有：T max ＝35 N

可得A 、B 作为一个整体加速上升的最大加速度为a max ＝7.5 m/s 2。 18．(12分)

【解析】(1)工件被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为 F f ＝μmg

工件加速度a ＝＝1 m/s 2，方向水平向右。 (2)工件加速到2 m/s 所需时间t 0＝a v

＝2 s 在t 0时间内运动的位移x 0＝21at 02

＝2 m 。

(3)由于x 0<20 m ，故工件达到与传送带同样的速度后与传送带相对静止，一起运动至B 端 经过时间t 0后，工件做匀速运动的时间为： t 1＝v x －x0

＝9 s

所以工件由传送带左端运动到右端的时间为：t ＝t 0＋t 1＝11 s 。