高考物理大一轮复习《牛顿运动定律》综合检测试题

《牛顿运动定律》综合检测

（时间:90分钟满分:100分）

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考点题号

1.牛顿第一定律、物理学史1

2.牛顿第二定律3,5,7,9,11,12

3.超重、失重8

4.牛顿第二定律与图像4,10

5.连接体问题6

6.牛顿第三定律2

7.牛顿运动定律的综合应用16,17,18

8.实验:探究加速度与力、质量的关系13,14

9.实验:测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数15

一、选择题（本题共12小题,每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中,第1〜7题只

有一个选项正确，第8~12题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选

的得0分）

1.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法不符合历史事实

的是（C）

A.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度，如果它不受力,它将以这一速

度永远运动下去

B.笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，

既不停下来也不偏离原来的方向

C.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会

改变

D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

解析:伽利略“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因，即运动必具有一定速度,如果它

不受力,它将以这一速度永远运动下去,故A正确;笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到

力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,符合历史

事实，故B正确;亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动，故C错误;牛顿认为,

物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,符合事实,故D正确.

2.在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相

反方向运动.假定两板与冰面间的动摩擦因数相同.已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由

于（C）

A.在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力

B.在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间

C.在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度

D.在分开后，甲的加速度小于乙的加速度

解析:在推的过程中，作用力与反作用力大小相等,相互作用时间相同，故A,B均错;分开后，

FflFf2

mm

两者滑动摩擦力分别为Ffi=um,g,um2g,则各自的加速度分别为ai=l=ug,a2=2=ug,

2

X］工

2—~

两者做匀减速直线运动的加速度大小相等，且末速度均为0,由V。=2ax可知X"V2,因为X〉X2,

则vi>v2.故C对,D错.

3.（2016•湖北襄阳联考）如图所示,水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体A相连

接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向下的力F压物体A,使A竖直向下做匀加速直线运

动一段距离,整个过程中弹簧一直处在弹性限度内.下列关于所加力F的大小和运动距离x

之间关系图像正确的是（D）

解析:物体A做匀加速直线运动过程中受到竖直向下的压力F、重力和竖直向上的弹力，根据

牛顿第二定律可得F+mg-kx=ma,解得F=ma-

mg+kx,F是关于x的一次函数且在逐渐增大，故D正确.

4.以初速度v竖直向上抛出一小球，小球所受空气阻力与速度的大小成正比,下列图像中，能

正确反映小球从抛出到落回原处的速度随时间变化情况的是（A）

ABCD

解析:设小球所受的阻力F产kv,小球的质量为m,则在小球上升的过程中有mg+F,=ma,得

kv

a=g+m,由于上升过程中小球的速度越来越小，小球的加速度a越来越小，故vt图的斜率的

kv

绝对值越来越小,B,D错误;在下落过程中有a=g-m,下落过程中小球的速度越来越大,故小

球的加速度越来越小,则vt图的斜率的绝对值也越来越小,选项C的斜率的绝对值越来越

大,C错误,A正确.

5.（2016•山东临沂期中）如图所示,在倾角为。的光滑斜面上,物块A,B质量分别为m和2m、

物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A,B紧挨在一起但A,B之间无弹力,

已知重力加速度为g.某时刻将细线剪断，则在细线剪断的瞬间，下列说法正确的是（B）

A.物块A的加速度为0

B.物块A的加速度为g/3

C.物块B的加速度为0

D.物块B的加速度为g/2

1

解析:剪断细线前，弹簧的弹力F*mgsin30。=5mg,细线剪断的瞬间，弹簧的弹力不变，仍为

13mgsin30O.F弹g

F弹6mg；剪断细线瞬间,对A,B系统,加速度为a=3m=3即A和B的加速度均为

g

3

6.（2016•安徽铜陵期中）在竖直墙壁间有质量分别是m和2m的半圆球A和圆球B,其中B球

球面光滑,半圆A与左侧墙壁之间存在摩擦.两球心之间连线与水平方向成30°的夹角，两球

能够一起以加速度a匀加速竖直下滑，已知a〈g,（g为重力加速度），则半球A与左侧墙壁之间

的动摩擦因数为（A）

2小

A.2B.3C.4D.3

解析:球B受力如图所示.

其中F,R分别为A球和右侧墙壁的弹力，由平衡关系可得

F后Feos0,Mg-Fsin0=Ma,

解得Fx=M（g-a）tan”

对两球组成的整体有（m+M）g-iiF\=（M+m）a,

色

而M=2m,联立解得口=2,故选项A正确.

7.（2016•山西太原月考）如图，在倾角为a的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木

板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上

跑，以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为（C）

g

A.2sinaB.gsina

3

C.2gsinaD.2gsina

解析:木板沿斜面加速下滑时,猫保持相对斜面的位置不变,即相对斜面静止,加速度为零.将

木板和猫看成整体,根据牛顿第二定律FyF*+F板=0+2ma（a为木板的加速度,m为猫的质量）,

3

整体受到的合力大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小，即F合=3mgsina,解得a=?gsin

a,所以C正确.

8.（2016•山东烟台期中）某村庄建房时，工人将甲、乙两块砖叠放在一起竖直向上抛给瓦匠，

如图所示.两块破上升过程中始终保持相对静止,则上升过程中（不计空气阻力）（BD）

A.甲砖处于失重状态，乙砖处于超重状态

B.甲乙两砖均处于失重状态

C.甲、乙两砖间存在摩擦力作用

D.甲、乙两砖均只受重力作用

解析：以甲与乙组成的整体为研究对象,在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加

速度为g,方向竖直向下,可知甲、乙两砖均处于失重状态，故A错误,B正确;再以甲为研究对

象,因加速度为g,方向竖直向下，由牛顿第二定律知甲所受合力为甲的重力,所以甲仅受重

力作用，甲、乙两砖间不存在摩擦力作用，故C错误,1）正确.

9.（2016•辽宁沈阳期中）质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上,一水平恒力F作用在其上

促使质量为m的小球静止在圆槽上，如图所示，则（BC）

~77777777777777777777~

MF

A.小球对圆槽的压力为m+M

B.小球对圆槽的压力为M（M+m）2

C.水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力增大

D.水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力减小

F

解析：由整体法可求得系统的加速度a=M+m,圆槽对小球的支持力

2+am2

FN=mVgU颂+）,由牛顿第三定律得，小球对圆槽的压力

FJ=&,当F增大后,F、增大,B,C正确.

10.（2016♦黑龙江双鸭山月考）如图（甲）所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为e的

光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图（乙）

所示,若重力加速度g取10m/T.根据图（乙）中所提供的信息可以计算出（AB）

A.物体的质量

B.斜面的倾角

C.加速度为6m/s?时物体的速度

D.加速度由2m/s,增加到6m/s?过程物体通过的位移

解析:对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图

x方向：Feos0-mgsin0=ma①

y方向：F『Fsin0-mgeos0=0②

从图像中取两个点（20N,2m/s2）,（30N,6m/J）代入①式解得m=2kg,。=37。，所以物体的

重力mg=20N,斜面的倾角为。=37°,故A,B正确.题中并未说明力F随时间变化的情况，故

无法求出加速度为6m/s?时物体的速度大小.因为物体做变加速运动,无法求出物体通过的

位移,故C,D错误.

11.（多选）如图所示,在光滑的斜面上,劲度系数为k的轻弹簧的下端固定,上端与质量为m

的物体B接触（未连接），物体B处于静止状态,此时弹簧被压缩了x0.现用力F缓慢推动物体,

在弹性限度内弹簧长度又被压缩了x。,撤去力F后，物体开始向上运动，运动的最大距离为4x。.

重力加速度为g.则（BC）

A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动

B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为m

C.撤去F后,物体离开弹簧瞬间的速度大小为2xd

D.撤去F后,物体做匀减速运动的时间为2

解析:撤去F后,物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后脱离弹簧做匀减速运动,所以选

kx0

项A错误;撤去F的瞬间物体受到的合外力为kxo,由牛顿第二定律可知物体的加速度为m,

kx0

所以选项B正确;物体离开弹簧后做加速度为m的匀减速直线运动,运动位移2xo静止，由

v2-

V。=2ax可得,物体离开弹簧瞬间的速度大小为2xWm,所以选项C正确；由x=2a-可得,物体

做匀减速运动的时间为24.所以选项D错误.

12.（2016•河北保定月考）一个质量可忽略不计的长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上

放质量分别为m,、=lkg和m“=2kg的A,B两物块,A,B与木板之间的动摩擦因数都为P=0.2,A,B

两物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,水平恒力F作用在A物块上,如图所示（重力加

速度g取10m/s）则下列说法正确的是（CD）

F

"―R|[B]

7/777777777777777777777/

A.若F=1N,则A,B都静止不动

B.若F=l.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5N

C.若F=4N,则B物块所受摩擦力大小为2N

D.若F=6N,则B物块的加速度为1m/s2

解析:若F=1N,则对于整体而言,木板受到地面的摩擦力为0,所以木板与A,B将一起向左运

动,选项A错误;若F=l.5N,而物块AB的最大静摩擦力分别是2N和4N,它们都大于1.5N,

1.5N

故对于整体而言,加速度为a,=1kg+2kg=o.5m/s2,再对A物块受力分析得，1.5N-Fama,

解得FM=1N,选项B错误;若F=4N,则A会做加速运动,将B与木板看成一个整体，则其加速

2N

m2

度a2=B=2kg=im/s；则B物块所受摩擦力大小为Fre=mBa2=2kgX1m/s=2N,选项C正确;

若F=6N,与选项C相似,A做加速运动,通过A的滑动摩擦力对B物块施加力的作用，故B的

加速度为1m/s2,选项D正确.

二、非选择题(共52分)

13.(6分)某实验小组利用长木板、实验小车、打点计时器及沙桶等实验装置来探究质量一

定时,物体的加速度与细绳拉力之间的关系.

(1)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的aF图像如图(a)所

示，可能是图中的图线.(选填“甲”“乙”或"丙”)

(2)如图(b)所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点问

还有四个点没有画出.由此可求得小车通过计数点3时的速度大小为m/s,小车的加

速度大小为m/s)(结果均保留两位有效数字)

1234

1!!!

!2.40!2.89\3.38；单位：cm

图(b)

解析：（1）如果遗漏了平衡摩擦力这一步骤,则当F达到一定值时，小车才有加速度，故他测量

得到的aF图像可能是图中的图线丙.

（2.89+3.38）x10'2

（2）小车通过计数点3时的速度大小为v产2x0.1m/s=0.31m/s;因Ax=0.49

Ax0.49x10'2

cm,根据△x=aT"可知，a=T=°」m/sW）.49m/s；

答案：（1）丙（2）0.310.49

评分标准:每空2分.

14.（6分）（2016•山东日照模拟）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如

图（甲）所示的实验装置.其中M为带滑轮的小车的质量,m为沙和沙桶的质量.（滑轮质量不

计）

1弹簧测力计M

=蔑7而^点计时器

习JuU

（甲）

（1）实验时，一定要进行的操作是.

A.用天平测出沙和沙桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示

数

D.改变沙和沙桶的质量,打出几条纸带

E,为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到如图（乙）所示的一条纸带（两相邻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50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为

m/s"结果保留两位有效数字）.

单位:cm

（乙）

(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的aF图像是一条直线，图线与

横坐标的夹角为0,求得图线的斜率为k,则小车的质量为.

12

A.2tan6B.tan0C.kD.k

解析：(1)小车受到的力可由弹簧测力计读出，故沙和沙桶的质量可以不用测出;将带滑轮的

长木板右端垫高，以平衡摩擦力是需要进行的操作，因为这样小车受到的合力就不考虑摩擦

力了；小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的

示数是需要操作的;改变沙和沙桶的质量,打出几条纸带,是用来测量外力大小的,故也是需

要进行的操作;因为外力的大小可以通过弹簧测力计读出，故不需要保证沙和沙桶的质量m

远小于小车的质量M,所以需要进行的操作是BCD;

(2)小车的加速度

(3.8+3.3+2.8)x0.01m-(2.3+1.9+1.4)x0.01m

a=(3x3x0.02s)2

=1.3m/s2;

aa

(3)因为弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,故tan0=F=k,由Fa及牛顿第二

F合2F2

定律F合=ma得,小车的质量为m=a=a=k,选项D正确.

答案：(1)BCD(2)1.3(3)D

评分标准:每空2分.

15.(8分)(2016•浙江绍兴月考)图(a)为测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装

置示意图，实验步骤如下：

123

,1ill,1I,।।MII|)J।।JJJ।

|IIII|IIIIIIIII|IIIII

05101520

图⑹

①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片宽度d;用米

尺测量两光电门之间的距离s;

②调整轻滑轮，使细线水平；

③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电

门B所用的时间△L和△tB,求出加速度a;

④多次重复步骤③,求a的平均值a；

⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数U.

回答下列问题：

(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图(b)所示，其读数为

cm.

⑵物块的加速度a可用d,s,△3和△tB表示为a=_.

⑶动摩擦因数u可用M,m,占和重力加速度g表示为U=.

(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于(填“偶然”或“系统”)误差.

解析：(1)游标卡尺的读数为

1

L=9mm+2°X10mm=9.50mm=0.950cm.

(2)因为光电门的宽度非常小,所以通过光电门的平均速度可认为是瞬时速度,故通过光电门

dd

AtAt2v2

A的瞬时速度为vA-A,通过光电门B的瞬时速度为vB=B,则根据公式v-o=2as可得

1dd

2At2

a=2s[(AtB)-(A)].

mg-(M+m)a

⑶根据牛顿第二定律可得mg-uMg=(M+m)占，故解得口=Mg

(4)细线没有调整到水平，引起的误差是由于实验装置引起的，所以为系统误差.

jdd

答案：⑴0.950(2)2s[(AtB)2-(AtA)2]

mg-（M+m）a

（3）Mg（4）系统

评分标准:每空2分.

16.（10分）如图（甲）所示，一质量为2.0kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的动

摩擦因数为0.20.从t=0时刻起,物体受到水平方向的力F的作用而开始运动,8s内F随时

间t变化的规律如图（乙）所示.求：（g取10m/s2）

（1）4s末物体速度的大小；

（2）在图（丙）的坐标系中画出物体在8s内的vt图像；（要求计算出相应数值）

（3）物体在8s内的位移大小.

解析：（1）物体在0〜4s内受到水平力F和摩擦力F「的作用，由静止开始向右做匀加速直线

运动，设加速度为aI,4s末速度为V,,由牛顿第二定律

F-Ft-=mai（1分）

Ff=ymg

ai=3m/s2（1分）

vi=aiti=12m/s.（1分）

（2）由图知,4〜5s内物体受到水平力F的大小不变，方向改变，设加速度为a2,5s末速度为

V2,

-（F2+Umg）=ma2

a2=~7m/s2（1分）

V2=vi+a2t2=5m/s（1分）

由图知,5〜8s内物体只受摩擦力Ff作用，

设加速度为a3,速度为V3,

-umg=ma3

2

a3=-2m/s（1分）

v2

t3=-a3

U=2.5s

在t=7.5s时物体停止运动,v3=0（1分）

物体运动的vt图像如图所示.（1分）

⑶由vt图可知（或计算得出）

0〜4s内，Xi=24m

4〜5s内，X2=8.5m

5〜7.5s内，X3=6.25m

X=Xi+X2+X3

解得x=38.75m.（2分）

答案：（1）12m/s（2）见解析（3）38.75m

17.（10分）如图所示,一足够长的木板B