2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章牛頓運動定律章末質(zhì)量評估含解析粵教版必修第一冊

PAGE9-章末質(zhì)量評估（四）（時間：60分鐘分值：100分）一、單項選擇題（本題共5小題，每題4分，共20分.每小題中只有一個選項是正確的，選對得4分，錯選、不選或多選不得分）1.科學(xué)家關(guān)于物體運動的探討對樹立正確的自然觀具有重要作用.下列說法不符合歷史事實的是（）A.亞里士多德認為，必需有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會變更B.伽利略通過“志向試驗”得出結(jié)論：運動必具有肯定速度，假如它不受力，它將以這一速度恒久運動下去C.笛卡兒指出：假如運動中的物體沒有受到力的作用，它將接著以同一速度沿同始終線運動，既不停下來也不偏離原來的方向D.牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)解析：亞里士多德的觀點是力是維持物體運動的緣由，即物體有力就運動，沒有力就靜止，故A錯誤；伽利略通過“志向試驗”得出結(jié)論：運動必具有肯定速度，假如它不受力，它將以這一速度恒久運動下去，選項B正確；笛卡兒指出：假如運動中的物體沒有受到力的作用，它將接著以同一速度沿同始終線運動，既不停下來也不偏離原來的方向，選項C正確；牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，選項D正確；故選項A不符合歷史事實.答案：A2.一雪橇放在冰面上，現(xiàn)讓一只狗拉著雪橇在冰面上勻速前進，則（）A.狗對雪橇的拉力與冰面對雪橇的摩擦力是一對作用力與反作用力B.雪橇對冰面的壓力與冰面對雪橇的支持力是一對平衡力C.雪橇對冰面的壓力與冰面對雪橇的支持力是一對作用力與反作用力D.雪橇對冰面的壓力與雪橇受到的重力是一對平衡力解析：雪橇勻速前進，則雪橇受力平衡，狗對雪橇的拉力與冰面對雪橇的摩擦力是一對平衡力，冰面對雪橇的支持力與雪橇受到的重力是一對平衡力，A、D錯誤；雪橇對冰面的壓力與冰面對雪橇的支持力是一對作用力與反作用力，B錯誤，C正確.答案：C3.如圖所示，一輛汽車在平直馬路上向左行駛，一個質(zhì)量為m、半徑為R的球，用輕繩懸掛在車廂豎直的光滑后壁上.汽車以加速度a加速前進.繩子對球的拉力設(shè)為T，車廂后壁對球的水平彈力為F.則當(dāng)汽車的加速度a增大時（）A.T不變，F(xiàn)增大 B.T增大，F(xiàn)增大C.T減小，F(xiàn)減小 D.T減小，F(xiàn)增大解析：設(shè)繩子與后壁的夾角為θ，則豎直方向上：Tcosθ＝mg，則T＝eq\f(mg,cosθ)，故T不變；水平方向上：F－Tsinθ＝ma，由于a增大，故F增大，所以A正確.答案：A4.細繩拴一個質(zhì)量為m的小球，小球用固定在墻上的水平彈簧支撐，小球與彈簧不粘連，平衡時細繩與豎直方向的夾角為53°，如圖所示（已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8），以下說法正確的是（）A.小球靜止時彈簧的彈力大小為eq\f(3,4)mgB.小球靜止時細繩的拉力大小為eq\f(4,5)mgC.細線燒斷瞬間小球的加速度馬上為gD.細線燒斷瞬間小球的加速度馬上為eq\f(5,3)g解析：小球靜止時，分析受力狀況，如圖，由平衡條件得：彈簧的彈力大小為：F＝mgtan53°＝eq\f(4,3)mg，細繩的拉力大小為T＝eq\f(mg,cos53°)＝eq\f(5,3)mg，故A、B錯誤.細繩燒斷瞬間彈簧的彈力不變，則小球所受的合力與燒斷前細繩拉力的大小相等、方向相反，則此瞬間小球的加速度大小為：a＝eq\f(T,m)，a＝eq\f(5,3)g.故C錯誤，D正確.答案：D5.如圖所示，小球A和B的質(zhì)量均為m，長度相同的四根細線分別連接在兩球間、球與水平天花板上P點以及與豎直墻上的Q點之間，它們均被拉直，且P、B間細線恰好處于豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則Q、A間水平細線對球的拉力大小為（）A.eq\f(\r(2),2)mg B.mgC.eq\r(3)mg D.eq\f(\r(3),3)mg解析：由題，P、B間細線恰好處于豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則知A、B間細線的拉力為零.對A球受力分析，由平衡條件，得TQA＝mgtan60°＝eq\r(3)mg，選項A、B、D錯誤，C正確.答案：C二、多項選擇題（本題共5小題，每題6分，共30分.每小題有多個選項是正確的，全選對得6分，少選得3分，選錯、多選或不選不得分）6.將物體豎直向上拋出，假設(shè)運動過程中空氣阻力不變，其速度—時間圖像如圖所示，則（）A.上升、下降過程中加速度大小之比為11∶9B.上升、下降過程中加速度大小之比為10∶1C.物體所受的重力和空氣阻力之比為9∶1D.物體所受的重力和空氣阻力之比為10∶1＝9m/s2，由牛頓其次定律得：mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，聯(lián)立解得：mg∶F阻＝10∶1，A、D正確.答案：AD7.如圖甲所示，豎直電梯中質(zhì)量為m的物體置于壓力傳感器P上，電腦可描繪出物體對P的壓力F隨時間的變更圖線；圖乙中K、L、M、N四條圖線是電梯在四種運動狀態(tài)下由電腦獲得的F-t圖線，由圖線分析電梯的運動狀況，下列結(jié)論中正確的是（）圖甲圖乙A.由圖線K可知，此時電梯肯定處于勻加速上升狀態(tài)B.由圖線L可知，此時電梯的加速度大小肯定等于gC.由圖線M可知，此時電梯肯定處于靜止?fàn)顟B(tài)D.由圖線N可知，此時電梯加速度的方向肯定先向上后向下解析：物體對P的壓力等于支持力的大小，依據(jù)牛頓其次定律推斷加速度的大小和方向，從而確定電梯的運動狀況.由圖線K可知，物體對P的壓力大于物體的重力，且漸漸增大，則支持力大于重力，且漸漸增大，依據(jù)牛頓其次定律知，加速度方向豎直向上，且漸漸增大，電梯加速度方向豎直向上，且在變更，故A錯誤；由圖線L可知，支持力的大小等于2mg，依據(jù)牛頓其次定律得，F(xiàn)－mg＝ma，解得a＝g，方向豎直向上，故B正確；由圖線M可知，支持力等于重力，知電梯可能處于靜止，可能處于勻速直線運動狀態(tài)，故C錯誤；由圖線N可知，支持力的大小先大于mg再小于mg，依據(jù)牛頓其次定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正確.答案：BD8.靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用，該力隨時間變更的關(guān)系如圖所示，則以下說法中正確的是（）A.物體在2s內(nèi)的位移為零B.4s末物體將回到動身點C.2s末物體的速度為零D.物體始終在朝同一方向運動解析：依據(jù)題圖像可知，物體先朝正方向做勻加速直線運動，接著做勻減速直線運動，再做正方向的勻加速直線運動，周期性地朝單方向運動，由于加速和減速階段的加速度大小相等，所以2s末的速度為零，位移不為零，A、B錯誤，C、D正確.答案：CD9.如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動（m1在地面上，m2在空中），力F與水平方向成θ角.則m1所受支持力FN和摩擦力f正確的是（）A.FN＝m1g＋m2g－FsinθB.FN＝m1g＋m2g－FcosθC.f＝FcosθD.f＝Fsinθ解析：該題考查連接體的平衡問題，利用隔離法求相互作用力，利用整體法求外力.選整體為探討對象，在水平方向有f＝Fcosθ，在豎直方向有FN＋Fsinθ＝（m1＋m2）g，F(xiàn)N＝m1g＋m2g－Fsinθ，故A、C選項正確.答案：AC10.如圖所示，兩個傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個質(zhì)量均為m圓環(huán)，兩個圓環(huán)上分別用細線懸吊兩個質(zhì)量均為M的物體C、D，當(dāng)它們都沿滑竿向下滑動并保持相對靜止時，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下.下列結(jié)論正確的是（）A.A環(huán)受滑竿的作用力大小為（m＋M）gcosθB.B環(huán)受到的摩擦力f＝mgsinθC.C球的加速度a＝gsinθD.D受懸線的拉力T＝Mg解析：對C受力分析，如圖所示.由牛頓其次定律，得到Mgsinθ＝Ma，①細線拉力為T＝Mgcosθ，②再對A環(huán)受力分析，如下圖所示.依據(jù)牛頓定律，有mgsinθ－f＝ma，③FN＝mgcosθ＋T，④由①②③④解得：f＝0，F(xiàn)N＝（M＋m）gcosθ，故A、C正確.對D受力分析，受重力和拉力，合力與速度在一條直線上，故合力為零，物體做勻速運動，細線拉力等于Mg；再對B環(huán)受力分析，如圖，B環(huán)受重力、拉力、支持力，由于做勻速運動，合力為零，故必有向后的摩擦力；依據(jù)平衡條件，有（M＋m）gsinθ＝f，F(xiàn)N＝（M＋m）gcosθ，故B錯誤，D正確.答案：ACD三、非選擇題（共5小題，共50分）11.（6分）如圖甲為試驗中用打點計時器打出的一條較志向的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1s，距離如圖，單位是cm，小車的加速度是m/s2，在驗證質(zhì)量肯定時加速度a和合外力F的關(guān)系時，某學(xué)生依據(jù)試驗數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a-F圖像，其緣由是（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位有效數(shù)字）.圖甲圖乙解析：利用逐差法計算加速度.a＝eq\f(（sDE－sAB）＋（sEF－sBC）＋（sFG－sCD）,9T2)＝eq\f(（sDE＋sEF＋sFG）－（sAB＋sBC＋sCD）,9T2)＝eq\f(sAG－sAD－sAD,9T2)＝eq\f(40.65－2×13.15,9×0.12)×10－2m/s2≈1.60m/s2.答案：1.60平衡摩擦力過度12.（8分）在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系試驗中，采納如圖所示的試驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿意時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系試驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量肯定，變更小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采納圖像法處理數(shù)據(jù).為了比較簡單地觀測加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)做a與的圖像.（3）乙、丙同學(xué)用同一裝置做試驗，畫出了各自得到的a－eq\f(1,M)圖線如圖所示，兩個同學(xué)做試驗時的哪一個物理量取值不同？________________________________________________________.解析：（1）只有M與m滿意M?m才能使繩對小車的拉力近似等于盤及盤中砝碼的重力.（2）由于a∝eq\f(1,M)，所以a-eq\f(1,M)圖像應(yīng)是一條過原點的直線，所以數(shù)據(jù)處理時，常作出a與eq\f(1,M)的圖像.（3）兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量相等時，由題圖像知乙的加速度大，故乙的拉力F大（或乙中盤及盤中砝碼的質(zhì)量大）.答案：見解析13.（12分）一物體沿斜面對上以12m/s的初速度起先滑動，它沿斜面對上以及沿斜面對下滑動的vt圖像如圖所示，求斜面的傾角以及物體與斜面的動摩擦因數(shù)（g取10m/s2）.解析：由題圖像可知，上滑過程的加速度a上＝eq\f(12,2)m/s2＝6m/s2，下滑過程的加速度a下＝eq\f(12,3)m/s2＝4m/s2.上滑過程和下滑過程對物體受力分析如圖.上滑過程a上＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)＝gsinθ＋μgcosθ，下滑過程a下＝gsinθ－μgcosθ，解得θ＝30°，μ＝eq\f(\r(3),15).答案：θ＝30°μ＝eq\f(\r(3),15)14.（12分）如圖，水平地面上的矩形箱子內(nèi)有一傾角為θ的固定斜面，斜面上放一質(zhì)量為m的光滑球.靜止時，箱子頂部與球接觸但無壓力.箱子由靜止起先向右做勻加速運動，然后改做加速度大小為a的勻減速運動直至靜止，經(jīng)過的總位移為s，運動過程中的最大速度為v.（1）求箱子加速階段的加速度大小a′；（2）若a>gtanθ，求減速階段球受到箱子左壁和頂部的作用力.解析：（1）由勻變速直線運動公式有：v2＝2a′s1、v2＝2as2，且s＝s1＋s2，解得：a′＝eq\f(av2,2as－v2).（2）假設(shè)球不受箱子作用，應(yīng)滿意FNsinθ＝ma，F(xiàn)Ncosθ＝mg，解得a＝gtanθ.減速時加速度向左，此加速度由斜面支持力FN與左壁支持力F左共同確定，當(dāng)a>gtanθ，F(xiàn)左＝0，球受力如圖所示，在水平方向上，依據(jù)牛頓其次定律有FNsinθ＝ma，在豎直方向有FNcosθ－F上＝mg，解得F上＝m（acotθ－g）.答案：（1）eq\f(av2,2as－v2)（2）0m（acotθ－g）15.（12分）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做減速下落.他打開著陸傘后的速度圖線如圖甲.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37°，如圖乙.已知人的質(zhì)量為50kg，著陸傘質(zhì)量也為50kg，不計人所受的阻力，打開傘后傘所受阻力f阻與速率v成正比，即f阻＝kv（g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）.求：圖甲圖乙（1）打開著陸傘前人下落的距離.（2）阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a的大小和方向.（3