人教版（2019）高中物理必修第一冊第四章運動和力的關系單元檢測試卷

1、第四章 運動和力的關系單元檢測試卷一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分)1.kg和s是國際單位制中兩個基本單位的符號,這兩個基本單位對應的物理量是()A.質(zhì)量和時間B.質(zhì)量和位移C.重力和時間D.重力和位移2.春秋時期齊國人的著作考工記中有“馬力既竭,辀(zhu)猶能一取焉”,意思是馬對車不施加拉力了,車還能繼續(xù)向前運動一段距離.這一現(xiàn)象說明了( )A.力的作用是相互的 B.力既有大小又有方向C.車有慣性 D.彈力存在于相互接觸的物體之間3.交通法規(guī)中規(guī)定,坐在小汽車前排的司機和乘客都應系上安全帶,這主要是為了減輕在下列哪種情況出現(xiàn)時可能對人造成的傷害( )A.車速太快B.車速太

2、慢 C.緊急剎車 D.突然啟動4.如圖所示,位于足夠長光滑固定斜面上的小物塊,受到一水平向左的推力F,物塊沿斜面加速下滑,在F逐漸增大、方向保持不變的過程中,物塊的加速度大小將( )A.逐漸減小 B.逐漸增大C.先減小后增大D.先增大后減小5.如圖所示為運動員跳水前的起跳動作.下列說法正確的是()A.運動員蹬板的作用力大小大于板對她們的支持力大小B.運動員蹬板的作用力大小小于板對她們的支持力大小C.運動員所受的支持力和重力相平衡D.運動員所受的合外力一定向上6.如圖所示,在光滑的水平面上有一個光滑斜面A,傾角為45,細線的一端固定于斜面A的頂端P處,另一端拴一個質(zhì)量為m的小球.當細線對小球的拉

3、力剛好等于零時,斜面A水平向右運動的加速度a為(g為重力加速度)()A.gB.2gC.2g D.22g7. 圖所示,帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動,小球A用細線懸掛于支架前端,質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端.B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為.若某時刻觀察到細線偏離豎直方向角,則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為(重力加速度為g)( )A.mg,豎直向上B.mg1+2,斜向左上方C.mgtan ,水平向右D.mg1+tan2,斜向右上方8.如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊.假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等

4、.現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是( )二、多項選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分.全部選對得6分,選對但不全的得3分)9.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧上端固定在升降機的天花板上,下端掛一小球,在升降機勻速豎直下降過程中,小球相對于升降機靜止,若升降機突然停止運動,設空氣阻力可忽略不計,彈簧始終在彈性限度內(nèi),且小球不會與升降機的內(nèi)壁接觸,則小球在繼續(xù)下降的過程中( )A.小球的加速度逐漸減小B.小球處于超重狀態(tài)C.小球處于失重狀態(tài)D.小球的速度逐漸減小10.如圖所示,質(zhì)量均為1 kg的小球a,

5、b在輕彈簧A,B及外力F的作用下處于平衡狀態(tài),其中A,B兩個彈簧勁度系數(shù)均為5 N/cm,B彈簧上端與天花板固定連接,軸線與豎直方向的夾角為60,A彈簧豎直,g取10 m/s2.則以下說法正確的是( )A.A彈簧伸長量為3 cmB.外力F=203 NC.B彈簧的伸長量為4 cmD.突然撤去外力F瞬間,b球加速度為011.如圖所示,在水平面上運動的小車里用兩根輕繩連著一質(zhì)量為m的小球,繩子都處于拉直狀態(tài),BC繩水平,AC繩與豎直方向的夾角為,小車處于加速運動中,則下列說法正確的是( )A.小車的加速度一定向左B.小車的加速度一定為gtan C.AC繩對球的拉力一定是mgcosD.BC繩的拉力一定

6、小于AC繩的拉力12.如圖所示,物體B疊放在物體A上,A,B的質(zhì)量均為m,且上、下表面均與斜面平行,它們以共同速度沿傾角為的固定斜面C勻速下滑,則( )A.A,B間沒有摩擦力B.A受到B施加的靜摩擦力方向沿斜面向下C.A受到斜面的滑動摩擦力大小為2mgsin D.A與斜面間的動摩擦因數(shù)為=tan 三、實驗題(本題共2小題,共14分)13.(6分)某同學利用如圖(甲)所示的實驗裝置,探究小車的加速度和它所受拉力F的關系.(1)除備有4個50 g鉤碼外,另有下列實驗器材備選:A.質(zhì)量為300 g的小車B.質(zhì)量為2 kg的小車C.輸出電壓為8 V的直流電源D.輸出電壓為8 V的交流電源為保證實驗成功

7、,選用的實驗小車應為,電源應為.(填字母代號)(2)某同學正確選擇實驗器材后,通過實驗得到如圖(乙)所示的aF圖像,造成圖線未過坐標原點的原因是.14.(8分)某同學設計了一個探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量M的關系實驗.如圖1為實驗裝置簡圖,A為小車,后端連有紙帶,B為打點計時器,C為裝有沙的沙桶(總質(zhì)量為m),D為一端帶有定滑輪的長木板.(1)在這個實驗中,為了探究兩個物理量之間的關系,要保持第三個物理量不變,這種探究方法叫作法.(2)某同學在探究a與F的關系時,把沙和沙桶的總重力當作小車的合力F,作出aF圖線如圖2所示,試分析該圖線不過原點的原因是.圖線右上部彎曲的原因是.(填正確選項的

8、字母的代號)A.平衡阻力時,長木板傾角過小B.平衡阻力時,長木板傾角過大C.沙和沙桶的總質(zhì)量m過小D.沙和沙桶的總質(zhì)量m過大(3)如圖3是某次實驗得出的紙帶,所用電源的頻率為50 Hz,舍去前面比較密集的點,從A點開始,依次選取A,B,C,D,E 5個計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點間都有四個計時點未畫出,圖中給出了相鄰兩點間的距離,則小車運動的加速度大小為a= m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)四、計算題(本題共4小題,共38分)15.(6分)如圖(甲)所示,t=0時,水平地面上質(zhì)量m=1 kg 的物體在水平向左、大小恒為10 N的力FT的作用下由靜止開始運動,同時施加一水平向右的拉力F,拉力F隨時間

9、變化的關系圖像如圖(乙)所示,物體與地面間的動摩擦因數(shù)=0.5,(g=10 m/s2)求:(1)2 s末物體的速度大小;(2)前2 s內(nèi)物體的位移大小;(3)t為多少時物體的速度剛減為0.16.(8分)如圖是上海中心大廈,小明乘坐大廈快速電梯,從底層到達第119層觀光平臺僅用時55 s.若電梯先以加速度a1做勻加速運動,達到最大速度18 m/s,然后以最大速度勻速運動,最后以加速度a2做勻減速運動恰好到達觀光平臺.假定觀光平臺高度為549 m.(1)若電梯經(jīng)過20 s勻加速達到最大速度,求加速度a1的大小及上升高度h;(2)在(1)問中的勻加速上升過程中,若小明的質(zhì)量為 60 kg,求小明對電

10、梯地板的壓力.17.(12分)如圖所示,在傾角為=30的光滑斜面上端系有一勁度系數(shù)為k=100 N/m的輕質(zhì)彈簧,彈簧下端連一個質(zhì)量為m=8 kg的小球,球被一垂直于斜面的擋板A擋住,此時彈簧沒有形變.從t=0 時刻開始擋板A以加速度a=1 m/s2沿斜面向下勻加速運動,(g=10 m/s2)求:(1)從開始運動到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時間.(2)小球向下運動多少距離時速度最大.18.(12分)滑雪運動是近年來逐漸興起的一項休閑運動,某滑雪游樂場有兩個傾角為37的正對的斜坡組成的滑道(粗糙程度相同),如圖所示,滑道底端平滑連接,滑道OA高為h,滑道OB高為23h,一質(zhì)量m=70 kg的游客從A

11、點由靜止滑下,不受其他影響時,經(jīng)O點恰好滑到B點停止,重力加速度g=10 m/s2.則:(sin37=0.6,cos 37=0.8)(1)游客在OB段向上滑動時的加速度為多大?(2)滑雪過程中通過滑雪杖向后推地可獲得沿速度方向向前的持續(xù)推力作用,若該游客到達B點后,想返回A點,需要在整個過程中獲得的持續(xù)推力至少是多大?參考答案一、 單選1.A 2.C 3.C 4.C 5.D解析:運動員蹬板的作用力與板對她們的支持力是作用力和反作用力,大小相等、方向相反,故A,B錯誤;運動員起跳過程,是由靜止獲得速度的過程,因而有豎直向上的加速度,合外力豎直向上,運動員所受的支持力大于重力,故C錯誤,D正確.

12、6.A解析:細線對小球的拉力剛好等于零,說明小球只受重力和斜面的支持力兩個力作用,且隨斜面A一起以加速度a向右加速運動,受力如圖所示,小球所受的合力F合=mgtan 45=mg,加速度a=F合m=g,故選項A正確.7.D 解析:以A為研究對象,受力分析如圖所示根據(jù)牛頓第二定律得mAgtan =mAa,得a=gtan ,方向水平向右.再對B研究得:小車對B的摩擦力為Ff=ma=mgtan ,方向水平向右,小車對B的支持力大小為FN=mg,方向豎直向上,則小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F=FN2+Ff2=mg1+tan2,方向斜向右上方,故選項D正確. 8.A解析:當水平力F較小時,兩物體相對靜

13、止,加速度相同,由F=ma知:兩者的加速度a=Fm1+m2=ktm1+m2,at,當水平力F較大時,m2相對于m1運動,根據(jù)牛頓第二定律得:對m1:a1=m2gm1,由于,m1,m2是定值,故m1的加速度a1不變.對m2:a2=F-m2gm2=kt-m2gm2,a2是時間t的線性函數(shù),故A正確.二、 多選9.BD 10.BD解析: 先對b球受力分析,受重力和彈簧A的拉力,根據(jù)平衡條件有kxA=mg,解得xA=105 cm=2 cm,故A錯誤;再對a,b球整體受力分析,受重力、外力F和彈簧B的拉力,如圖所示;根據(jù)平衡條件有F=2mgtan 60=23mg=203 N,故B正確;B彈簧的彈力FB=

14、2mgcos60=4mg=40 N;根據(jù)胡克定律有FB=kxB,解得xB=8 cm,故C錯誤;撤去力F的瞬間,b球所受重力和彈簧A的拉力都不變,故b球仍處于平衡狀態(tài),加速度為0,故D正確.11.AC解析:對小球進行受力分析可知,小球受到的合力向左,所以加速度方向向左,且小車處于加速運動中,所以小車只能向左做加速運動,故選項A正確;只有當BC繩的拉力等于零時,小車的加速度才為gtan ,故選項B錯誤;豎直方向合力為零,則FTACcos =mg,解得FTAC=mgcos,故選項C正確;由于AC繩上的拉力不變,而BC繩上的拉力會隨著加速度的變化而變化,所以BC繩的拉力可以大于AC繩的拉力,故選項D錯

15、誤.12.BCD解析:對B受力分析,B一定受重力、支持力,因B勻速運動,故A對B應有沿斜面向上的摩擦力,故A錯誤;由牛頓第三定律可知,A受到B的摩擦力應沿斜面向下,故B正確;對A,B整體由于沿斜面勻速下滑,所受滑動摩擦力大小為2mgsin ,故C正確;根據(jù)滑動摩擦力Ff=FN,A與斜面間的摩擦力2mgsin =2mgcos 得=tan ,故D正確.三、 實驗題13.答案:(1)BD(2)平衡阻力時,木板傾角過大評分標準:每空2分.解析:(1)實驗中應保證小車的總質(zhì)量遠遠大于鉤碼的總質(zhì)量,故選用的實驗小車應為質(zhì)量為2 kg的小車,即選B;電源應為輸出電壓為8 V的交流電源,即選D.(2)由圖(乙

16、)可知,aF圖像不過原點,在a軸上有截距,即F=0時有加速度,這是由于在平衡阻力時,木板被墊得太高,木板傾角過大,平衡阻力過度造成的.14. 答案:(1)控制變量(2)BD(3)0.62評分標準:每空2分.解析:(1)在探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量M的關系實驗中,為了探究兩個物理量之間的關系,要保持第三個物理量不變,這種探究方法叫作控制變量法.(2)圖2中當F=0時,a0.也就是說當繩子上沒有拉力時,小車的加速度大于0,這是由于實驗前木板右端墊得過高,即平衡阻力過度導致,故選B;隨著F的增大,沙和沙桶的質(zhì)量越來越大,最后出現(xiàn)了沙和沙桶的質(zhì)量不滿足遠小于小車質(zhì)量的情況,因此圖線出現(xiàn)了彎曲現(xiàn)象

17、,故選D.(3)相鄰兩個計數(shù)點間都有四個計時點未畫出,故相鄰計數(shù)點的時間間隔T=0.1 s根據(jù)逐差法可得加速度a=(8.85+9.47)-(7.60+8.24)4(0.1)210-2 m/s2=0.62 m/s2.四、 計算題15. 解析:(1)由牛頓第二定律得前2 s的加速度a1=FT-F-mgm=3 m/s2,(1分)由速度公式得2 s末物體的速度v1=a1t1=6 m/s.(1分)(2)由位移公式得前2 s內(nèi)物體的位移x=12a1t12=6 m.(1分)(3)2 s后,由牛頓第二定律得a2=FT-F-mgm=-1 m/s2,(1分)由速度公式得0=v1+a2t2,(1分)解得t2=6 s

18、,則t=t1+t2=8 s,即當t=8 s時,物體速度剛減為0.(1分)答案:(1)6 m/s(2)6 m(3)8 s16. 解析:(1)由運動學公式可得電梯勻加速上升時的加速度a1=vmt1=1820 m/s2=0.9 m/s2(2分)電梯勻加速上升的高度h=vm22a1=18220.9 m=180 m.(2分)(2)設小明受到電梯地板的支持力為FN,由牛頓第二定律得FN-mg=ma1,(1分)又因為m=60 kg,所以FN=ma1+mg=600.9 N+6010 N=654 N.(2分)由牛頓第三定律可知,小明對電梯地板的壓力大小FN=FN=654 N,方向豎直向下.(1分)答案:(1)0.9 m/s2180 m(2)654 N,方向豎直向下17. 解析:(1)小球與擋板分離時,小