2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運動和力的關(guān)系測評A含解析新人教版必修第一冊

PAGE9-第四章測評(A)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分。第1~5小題只有一個選項正確,第6~8小題有多個選項正確)1.關(guān)于力學(xué)學(xué)問和物理學(xué)史,下列說法正確的是()A.牛頓、千克、秒是國際單位制中的三個基本單位B.在任何單位制中,牛頓其次定律的公式F=kma中的k都等于1C.伽利略通過志向斜面試驗證明,力是維持物體運動狀態(tài)的緣由D.牛頓第肯定律不行能用試驗干脆驗證答案:D解析:牛頓不是國際單位制中的基本單位,牛頓是導(dǎo)出單位,故A錯誤;只有在國際單位制中,牛頓其次定律的公式F=kma中的k才等于1,故B錯誤;伽利略通過志向斜面試驗,得出力不是維持物體運動狀態(tài)的緣由的結(jié)論,故C錯誤;牛頓第肯定律是由志向斜面試驗推理得出的結(jié)論,不行以用試驗干脆驗證,故D正確。2.(2024北京期末)如圖所示,在彈簧測力計下掛一重物,用手提著彈簧測力計,使重物在豎直方向上做多種方式的運動。視察并記錄彈簧測力計示數(shù)的改變狀況,下列說法正確的是()A.加速向上運動,彈簧測力計示數(shù)小于重力的數(shù)值B.勻速向上運動,彈簧測力計示數(shù)大于重力的數(shù)值C.加速向下運動,彈簧測力計示數(shù)大于重力的數(shù)值D.減速向下運動,彈簧測力計示數(shù)大于重力的數(shù)值答案:D解析:重物加速向上運動時,加速度向上,重物處于超重狀態(tài),彈簧測力計的示數(shù)大于重力的數(shù)值,故A錯誤;重物勻速向上運動時,彈簧測力計的示數(shù)等于重力的數(shù)值,故B錯誤;重物加速向下運動時,加速度向下,重物處于失重狀態(tài),彈簧測力計的示數(shù)小于重力的數(shù)值,故C錯誤;重物減速向下運動時,重物加速度向上,重物處于超重狀態(tài),彈簧測力計的示數(shù)大于重力的數(shù)值,故D正確。3.如圖所示,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置時的位移,在彈簧復(fù)原原長前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是()答案:A解析:設(shè)物塊P靜止時,彈簧的長度為l0,對其受力分析如圖所示。依據(jù)牛頓其次定律,得F+k(l-l0-x)-mg=ma,又k(l-l0)=mg,故F=kx+ma,A正確。4.(2024湖北荊州月考)如圖所示,質(zhì)量相等的A、B兩小球分別連在輕繩兩端,輕彈簧的一端與A球相連,另一端固定在傾角為30°的光滑斜面頂端,重力加速度大小為g。則剪斷輕繩的瞬間()A.A的加速度為零,B的加速度大小為gB.A、B的加速度大小均為0.5gC.A、B的加速度均為零D.A的加速度為零,B的加速度大小為0.5g答案:B解析:設(shè)小球的質(zhì)量為m,對整體分析,彈簧的彈力F=2mgsin30°=mg。剪斷細線的瞬間,彈簧的彈力不變,對A分析,aA=F-mgsin30°m=5.(2024湖北期末)如圖甲所示,用力傳感器探討橡皮繩中拉力的大小隨時間的改變。向下拉小球然后釋放,小球沿豎直方向運動,某段時間內(nèi)采集到的信息如圖乙所示,則()A.t2~t3時間內(nèi)小球向上運動,速度不斷減小B.t3~t4時間內(nèi)小球向下運動,加速度不斷增大C.t4~t5時間內(nèi)小球向上運動,速度不斷增大D.t5~t6時間內(nèi)小球向下運動,加速度不斷增大答案:D解析:t2~t3時間內(nèi)拉力大于重力,但越來越小,故說明小球向上運動,速度不斷增大,故A錯誤;t3~t4時間內(nèi)拉力減小,且小于重力,說明小球向上運動,速度減小,加速度增大,故B錯誤;t4~t5時間內(nèi)小球受到拉力小于重力,但拉力變大,故說明小球在向下運動,速度增加,故C錯誤;t5~t6時間內(nèi)小球受拉力變大,故小球向下運動,速度減小,加速度不斷增大,故D正確。此題關(guān)鍵是要通過圖像獲得小球所受的拉力的信息,結(jié)合牛頓其次定律推斷加速度和速度的改變,逐步形成科學(xué)思維。6.如圖所示,光滑固定斜面C傾角為θ,質(zhì)量均為m的兩物塊A、B以某一初速度沿斜面一起向上做勻減速直線運動。已知物塊A上表面是水平的,則在該減速運動過程中,下列說法正確的是()A.物塊B受到的靜摩擦力水平向左B.物塊A、B處于失重狀態(tài)C.物塊B受到A的支持力大于mgD.A、B之間的靜摩擦力大小為mgsinθcosθ答案:ABD解析:將A、B的加速度沿水平和豎直方向分解,在水平方向B的加速度向左,A對B的摩擦力水平向左,故A項正確;豎直方向A、B的加速度向下,A、B處于失重狀態(tài),物塊B受到A的支持力小于B的重力,故B項正確,C項錯誤;對A、B整體進行受力分析,2ma=2mgsinθ,沿斜面的加速度為a=gsinθ,在水平方向上加速度的重量為a1=gsinθcosθ,對B進行受力分析,物塊A、B之間的摩擦力供應(yīng)B的水平加速度,摩擦力大小為Ff=mgsinθcosθ,故D項正確。7.某運動員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升機上由靜止跳下,跳離飛機一段時間后打開著陸傘減速下落。他打開著陸傘后的速度圖線如圖甲所示。著陸傘用8根對稱的繩懸掛運動員,每根繩與中軸線的夾角均為α=37°,如圖乙所示。已知運動員的質(zhì)量為50kg,著陸傘的質(zhì)量也為50kg,不計運動員所受的阻力,打開傘后傘所受阻力Ff與速度v成正比,即Ff=kv(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。則下列推斷正確的是()A.打開著陸傘前人下落的距離為20mB.k=100N·s/mC.打開傘瞬間運動員的加速度a=30m/s2,方向豎直向上D.懸繩能夠承受的拉力至少為625N答案:AC解析:依據(jù)速度位移公式得,打開著陸傘前人下落的距離h0=v022g=2022×10m=20m,故A正確;最終勻速下降時有kv=(m1+m2)g,代入數(shù)據(jù)解得k=200N·s/m,故B錯誤;打開傘瞬間對整體依據(jù)牛頓其次定律可得kv0-(m1+m2)g=(m1+m2)a,解得a=kv0m1+m2-g=200×20100m/s2-10m/s2=30m/s2,方向豎直向上,故C正確;設(shè)每根繩拉力為FT,以運動員為探討對象有8FTcos37°8.運輸糧袋的傳送裝置如圖所示,已知A、B間長度為l,傳送帶與水平方向的夾角為θ,工作時運行速度為v,糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,正常工作時工人在A點將糧袋輕放到運行中的傳送帶上,關(guān)于糧袋從A到B的運動(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),以下說法正確的是()A.糧袋到達B點的速度可能大于、可能等于、也可能小于vB.糧袋起先運動的加速度為g(sinθ-μcosθ),若l足夠大,則以后將以速度v做勻速運動C.若μ<tanθ,則糧袋從A到B始終做加速運動D.不論μ大小如何,糧袋從A到B始終做勻加速運動,且a>gsinθ答案:AC解析:糧袋在傳送帶上可能始終做勻加速運動,到達B點時的速度小于v;可能先勻加速運動,當(dāng)速度與傳送帶速度相同后,做勻速運動,到達B點時速度與v相同;也可能先做加速度較大的勻加速運動,當(dāng)速度與傳送帶速度相同后做加速度較小的勻加速運動,到達B點時的速度大于v;故A正確。糧袋起先時受到沿斜面對下的滑動摩擦力,大小為μmgcosθ,依據(jù)牛頓其次定律得,加速度a=g(sinθ+μcosθ),故B錯誤。若μ<tanθ,則重力沿斜面對下的分力大于滑動摩擦力,故a的方向始終向下,糧袋從A到B始終是做加速運動,可能是始終以g(sinθ+μcosθ)的加速度勻加速;也可能先以g(sinθ+μcosθ)的加速度勻加速,后以g(sinθ-μcosθ)的加速度勻加速,故C正確。由以上分析可知,糧袋從A到B不肯定始終做勻加速運動,故D錯誤。二、試驗題(本題共2小題,共18分)9.(9分)在探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的試驗中,得到下表所示數(shù)據(jù)。次數(shù)質(zhì)量m/kg受力F/N加速度a/(m·s-2)10.50.2520.5031.0041.051.5(1)若利用前三組數(shù)據(jù)探究加速度與受力的關(guān)系,則2、3組數(shù)據(jù)中物體的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)為kg;若利用后三組數(shù)據(jù)探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系,則4、5組數(shù)據(jù)中物體所受的力應(yīng)當(dāng)為N。

(2)為了驗證“加速度與物體質(zhì)量成反比”的猜想,采納圖像法處理數(shù)據(jù)。下面是四個小組描繪出的不同圖像,你覺得能夠精確驗證上述猜想的圖像有。

答案:(1)0.51.00(2)BC解析:(1)該試驗采納的是限制變量法,應(yīng)保持一個量不變,探討其他兩個量之間的關(guān)系。若利用1、2、3組數(shù)據(jù)探究加速度與受力的關(guān)系,應(yīng)保持物體的質(zhì)量不變,則2、3組數(shù)據(jù)中物體的質(zhì)量和1組數(shù)據(jù)中物體的質(zhì)量相等,都為0.5kg;若利用3、4、5組數(shù)據(jù)探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)保持力不變,則4、5組數(shù)據(jù)中物體所受的力和3組數(shù)據(jù)中物體所受的力相等,都為1.00N。(2)a-m圖線只能推斷出當(dāng)力不變時隨著m的增大,a減小,不能干脆得出a與m成反比,若畫出的a-1m圖線是過原點的傾斜直線,則說明加速度與物體質(zhì)量成反比,若畫出的1a-10.(9分)(2024山東濟南期末)某同學(xué)用圖甲所示的試驗裝置驗證牛頓其次定律。甲(1)該同學(xué)在平衡摩擦力后進行試驗,為了便于探究、減小誤差,應(yīng)使小車質(zhì)量m車與砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m滿意的條件。

(2)他試驗時將打點計時器接到頻率為50Hz的交變電源上,得到一條紙帶,打出的部分計數(shù)點如圖乙所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出),其中s1=3.59cm,s2=4.39cm,s3=5.19cm,s4=5.99cm,s5=6.79cm,s6=7.59cm。則小車的加速度a=m/s2,打點計時器在打B點時小車的速度vB=m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

乙(3)通過試驗得到如圖丙所示的a-F圖像,造成這一結(jié)果的緣由是:在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角(選填“偏大”或“偏小”)。

丙答案:(1)m車?m(2)0.800.40(3)偏大解析:(1)對整體分析,依據(jù)牛頓其次定律得a=mgm車+m,則繩子的拉力F=m車a=m車mgm車+m=(2)計數(shù)點間的時間間隔為T,由勻變速直線運動的推論Δx=aT2可知,加速度a=s6+s5B點的瞬時速度為vB=s1+s(3)當(dāng)F=0時,小車已經(jīng)具有了加速度,說明在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角偏大。三、計算題(本題共3小題,共42分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(13分)(2024陜西榆林期末)如圖所示,一個質(zhì)量為m=2kg的物塊,在F=10N的拉力作用下,從靜止起先沿水平面做勻加速直線運動,拉力方向與水平方向成θ=37°角,物塊與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)畫出物塊的受力示意圖。(2)求此物塊受到的滑動摩擦力的大小。(3)求此物塊在2s末的速度。答案:(1)物塊的受力示意圖如下(2)7N(3)1m/s解析:(1)物塊受到重力、拉力、支持力和滑動摩擦力,受力示意圖如答案圖所示。(2)物塊豎直方向受力平衡,有Fsin37°+FN=mg解得FN=mg-Fsin37°此物塊受到的滑動摩擦力為Ff=μFN=μ(mg-Fsin37°)=7N。(3)依據(jù)牛頓其次定律,有Fcos37°-Ff=ma代入數(shù)據(jù)解得a=0.5m/s2所以物塊在2s末的速度為v=at=0.5×2=1m/s。12.(14分)(2024安徽六安測試)如圖所示,裝卸工要將質(zhì)量為50kg的木箱(可視為質(zhì)點)移到卡車上,他找來長為5.5m的直木板,做了一個傾角為37°的固定斜面。裝卸工用大小為550N、方向沿斜面對上的拉力F將木箱從斜面底端由靜止拉上卡車。已知木箱與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。求:(1)木箱沿斜面對上加速運動時加速度的大小;(2)要將木箱拉上卡車,拉力F至少需作用多長的距離。答案:(1)1m/s2(2)5m解析:設(shè)斜面對木箱的彈力為FN,摩擦力為Ff,勻加速過程的加速度為a1,勻減速過程的加速度為a2。(1)由牛頓其次定律得垂直于斜面方向,FN=mgcos37°平行于斜面方向,F-mgsin37°-Ff=ma1Ff=μFN代入數(shù)據(jù)解得a1=1m/s2。(2)撤去拉力后,平行于斜面方向,mgsin37°+μmgcos37°=ma2代入數(shù)據(jù)解得a2=10m/s2設(shè)運動最大速度為v,則v2=2a1x1v2=2a2x2x1+x2=5.5m代入數(shù)據(jù)解得x1=5m。13.(15分)(2024湖北沙市期末)如圖所示,始終繃緊的水平傳送帶以v=4.0m/s的恒定速率沿順時針方向轉(zhuǎn)動,質(zhì)量m車=10kg的平板車停在傳送帶的右端?，F(xiàn)把質(zhì)量m=5.0kg、可視為質(zhì)點的行李箱輕輕放到距傳送帶右端x0=5.0m位置。行李箱與傳送帶、平板車間的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.2、μ2=0.5,平板車與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ3=0.1。(不計空氣阻力,g取10m/s2)(1)求行李箱在傳送帶上運動的時間t。(2)求行李箱滑到平板車上后,在相對滑動過程中,行李箱及平板車的加速度大小分別是多少?(3)若行李箱由傳送帶滑到平板車上時速度不變,要想行李箱恰不從平板車上滑出,則平板車的最小長度lmin為多少(結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示)。答案:(1)2.25s(2)5m/s21m/s2(3)43解析:此題主要考查牛頓運動定律的應(yīng)用,意在培育學(xué)生的綜合分析實力,形成科學(xué)思維