高中物理《必修第一冊》課后習題第四章測評

第四章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.(2021湖北高一期末)春秋戰(zhàn)國時期齊國的著作《考工記》中有“馬力既竭,辀猶能一取焉”,意思是:(馬拉車時)即使馬力已經用盡(馬不對車施加拉力),車還能促使馬前進好幾步。下列相關說法正確的是()A.該現(xiàn)象說明力是使物體運動的原因B.馬對車不施加拉力時,車將做勻速直線運動C.馬對車不施加拉力時,車由于慣性并未立即停止運動D.該現(xiàn)象表明馬的慣性比車的慣性小2.在解一道文字計算題時(由字母表達結果的計算題),一個同學解得位移x=F2m(t1+t2),式中F、m、t1(或t2)分別表示力、質量、時間,用單位制的方法檢查,這個結果(A.可能是正確的B.一定是錯誤的C.如果用國際單位制,結果可能正確D.用國際單位制,結果錯誤;如果用其他單位制,結果可能正確3.某物體由靜止開始運動,它所受到的合力F隨時間t變化的規(guī)律如圖所示,則在0~t0這段時間的速度v隨時間t變化的規(guī)律可能是()4.如圖所示,在水平向右做勻加速直線運動的平板車上有一圓柱體,其質量為m且與豎直擋板及斜面間均無摩擦,斜面傾角為θ。當車的加速度a突然增大時,斜面對圓柱體的彈力F1和擋板對圓柱體的彈力F2的變化情況是()A.F1增大,F2不變B.F1不變,F2增大C.F1減小,F2增大D.F1增大,F2減小5.假設撐竿跳高運動員從最高處到墊子的高度差為A=5.0m,從接觸海綿墊子到速度為0的整個過程用時約為0.2s,該過程可視為勻減速直線運動,整個過程忽略空氣阻力,g取10m/s2。則下列說法正確的是()A.運動員接觸海綿墊子時的速度大小為2m/sB.運動員自由下落時間約為2.0sC.從接觸海綿墊子到速度為0,運動員的加速度大小為50m/s2D.海綿墊子受到的平均作用力是運動員體重的4倍6.(2022山東臨沂高一期末)如圖所示,A、B兩物塊質量分別為2m、m,用一輕彈簧相連,將A用長度適當?shù)妮p繩懸掛于天花板上,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),B物塊恰好與水平桌面接觸而沒有擠壓,此時輕彈簧的伸長量為x,現(xiàn)將懸繩剪斷,則下列說法正確的是()A.懸繩剪斷后,A物塊向下運動2x時速度最大B.懸繩剪斷后,A物塊向下運動3x時速度最大C.懸繩剪斷瞬間,A物塊的加速度大小為2gD.懸繩剪斷瞬間,A物塊的加速度大小為g7.(2020河北巨鹿中學高一月考)如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內三根固定的光滑細桿,它們與水平面之間的夾角分別為90°、60°、30°,a、b、c、d位于同一圓周上,a點為圓周的最高點,d點為最低點。每根桿上都套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出),三個滑環(huán)分別從a、b、c處由靜止釋放,用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達d所用的時間,用a1、a2、a3依次表示各滑環(huán)沿桿下滑過程的加速度,則下列說法正確的是()A.t1∶t2∶t3=3∶2∶1 B.t1∶t2∶t3=1∶1∶1C.a1∶a2∶a3=3∶2∶1 D.a1∶a2∶a3=1∶1∶1二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.(2021天津南開區(qū)高一期末)如圖甲所示,某同學站在體重計上觀察超重與失重現(xiàn)象。由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過程;由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過程。他穩(wěn)定站立時,體重計的示數(shù)為500N,關于實驗現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.“起立”過程是超重現(xiàn)象,“下蹲”過程是失重現(xiàn)象B.“起立”和“下蹲”過程都有超重和失重現(xiàn)象出現(xiàn)C.圖乙記錄的是他先“下蹲”穩(wěn)定后又“起立”的過程D.“下蹲”過程先出現(xiàn)失重現(xiàn)象,“起立”過程先出現(xiàn)超重現(xiàn)象9.機場和火車站的安全檢查儀用于對旅客的行李進行安全檢查。其傳送裝置可簡化為如圖所示模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率向左運行。旅客把行李(可視為質點)無初速度地放在A處,設行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離為2m,g取10m/s2。若乘客把行李放到傳送帶的同時也以v=1m/s的恒定速率平行于傳送帶運動到B處取行李,則()A.乘客與行李同時到達B處B.乘客提前0.5s到達B處C.行李提前0.5s到達B處D.若傳送帶速度足夠大,行李最快也要2s才能到達B處10.(2022山東濟寧高一期末)如圖所示,5顆完全相同的象棋棋子整齊疊放在水平面上,第5顆棋子最左端與水平面上的a點重合,所有接觸面間的動摩擦因數(shù)均相同,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力?，F(xiàn)將水平向右的恒力F作用在第3顆棋子上,恒力作用一小段時間后,五顆棋子的位置情況可能是()三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)用圖甲所示裝置測物塊與長木板間的動摩擦因數(shù),長木板固定在水平桌面上,圓弧軌道與長木板的上表面相切。光電門安裝在長木板上,位置可以調節(jié);物塊上固定寬d=2.10mm的遮光條,從圓弧軌道上某點由靜止釋放。(1)某次遮光條通過光電門的時間t=0.84ms,則物塊通過光電門的速度v=m/s。(結果保留三位有效數(shù)字)

(2)調節(jié)光電門位置,測每次遮光條通過光電門的時間t及對應的物塊在長木板上停止后遮光條與光電門之間的距離x。多次測量,得到1t2-x圖像如圖乙所示,已知圖線斜率為k,重力加速度為g,則物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=(3)本實驗中,(選填“需要”或“不需要”)保證物塊必須從圓弧軌道上同一點由靜止釋放。

12.(9分)某學習小組利用圖甲中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系,圖中長木板水平放置,其左端固定一輕滑輪,輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小車相連,另一端可懸掛鉤碼,本實驗中可用的鉤碼共有N個,已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,每個鉤碼的質量為m,小車的質量為m',重力加速度取g,實驗要點如下:(1)實驗開始時平衡摩擦力:在長木板不帶滑輪的一端下方某位置墊上一個小物塊后,發(fā)現(xiàn)小車拉著通過打點計時器的紙帶在木板上做加速運動,則應將小物塊向(選填“左”或“右”)移動,才能使小車拉著紙帶在板上做勻速運動;

(2)平衡摩擦力后,將n(依次取n=1,2,3,4…)個鉤碼掛在左端,其余N-n個鉤碼放在小車內,用手按住小車并使輕繩與木板平行,打開電源,釋放小車,獲得一條清晰的紙帶,經數(shù)據處理后可得到相應的加速度a;(3)圖乙為某次實驗得到的紙帶,且每隔4個點取1個計數(shù)點,利用圖中測得的數(shù)據可計算出小車的加速度a=m/s2(保留三位有效數(shù)字);

(4)本次實驗中(選填“需要”或“不需要”)滿足“小車及車上鉤碼的總質量遠大于所掛鉤碼質量”的條件;

(5)圖丙是利用不同n對應不同a作出的a-n圖像,如果圖丙中圖線斜率為k,通過理論分析可知本實驗中可用的鉤碼的總個數(shù)為N=。(用題中字母表示)

13.(10分)如圖所示的升降機中,用OA、OB兩根繩子吊一個質量為20kg的重物,若OA與豎直方向的夾角θ=37°,OA垂直于OB,且兩繩所能承受的最大拉力均為320N。(1)請判斷,隨著拉力增大,OA繩先斷還是OB繩先斷。(2)為使繩子不斷,升降機豎直向上的加速度最大為多少?14.(12分)質量為m=2kg的物體靜止在水平地面上,物體與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5?，F(xiàn)在對物體施加如圖所示的力F,F=10N,θ=37°,且sin37°=0.6,cos37°=0.8。經t=10s后撤去力F,再經一段時間,物體靜止,g取10m/s2。求:(1)物體運動過程中的最大速度;(2)物體運動的總位移大小。15.(16分)現(xiàn)階段無人機在農業(yè)、工業(yè)、環(huán)境保護、國防等領域有著廣泛的應用。如圖所示,一質量m=2kg的小型四旋翼遙控無人機從地面由靜止開始豎直向上勻加速起飛,上升過程中的升力F=30N,從起飛開始計時,當t1=10s時的速度大小v1=10m/s。之后,控制遙控器使無人機立即失去升力,當無人機下落到離地面某一高度時控制遙控器使無人機立即獲得與上升時大小相等的升力,最后無人機落回地面時的速度恰好為零,已知無人機在整個運動過程中受到的空氣阻力大小恒定,重力加速度g取10m/s2,求:(1)無人機受到的空氣阻力;(2)無人機失去升力后上升的最大高度;(3)無人機再次獲得升力時的高度。

第四章測評1.C由題意可知,即使馬力已經用盡(馬不對車施加拉力),車還能促使馬前進好幾步,說明沒有力物體還能運動,故A錯誤;由題意可知,馬對車不施加拉力時,車將做減速運動,最后停止,故B錯誤;即使馬不對車施加拉力,車還能促使馬前進好幾步,說明車由于慣性并未立即停止運動,故C正確;此現(xiàn)象不能說明馬的慣性與車的慣性的大小關系,故D錯誤。2.B公式右邊的單位為Nkg·s=kg·ms23.D由題圖看出,合力F減小,則由牛頓第二定律得知加速度a減小,而物體由靜止開始運動,則加速度與速度同向,物體速度越來越大,在t0時刻加速度為零,速度最大;而v-t圖像的斜率表示加速度,縱坐標表示速度,綜上可能的為D圖。4.B平板車的加速度沿水平方向,則圓柱體的加速度沿水平方向,對圓柱體受力分析如圖所示,因為圓柱體在豎直方向上合力為零,則F1cosθ=mg,當平板車的加速度增大時,斜面對圓柱體的彈力F1不變;水平方向上F2-F1sinθ=ma,加速度增大時,擋板對圓柱體的彈力F2增大。故選B。5.C由運動規(guī)律可得,運動員接觸海綿墊子時的速度大小由v2=2gh,解得v=10m/s,運動員自由下落時間t1=vg=1.0s,故A、B錯誤;從接觸海綿墊子到速度為0,運動員的加速度大小a=vt2=50m/s2,根據牛頓第二定律F-mg=ma,可得F=6mg,所以根據牛頓第三定律可知海綿墊子受到的平均作用力為6mg,故C6.B剪斷懸繩前,對B受力分析,B受到重力和彈簧的彈力,知彈力F=mg剪斷瞬間,A的合力為F合=2mg+F=3mg,根據牛頓第二定律a=F合2m=32g,C、D錯誤;彈簧開始處于伸長狀態(tài),彈力F=mg=kx;當A向下運動到彈力向上且等于重力時,加速度為零,速度最大,即從原長向下壓縮x'=2mgk=2x,7.B設任一細桿與豎直方向的夾角為α,根據牛頓第二定律有mgcosα=ma,解得環(huán)的加速度大小a=gcosα,則a1=g,a2=32g,a3=12g,加速度之比為a1∶a2∶a3=2∶3∶1,C、D錯誤;設所在圓周的半徑為R,則環(huán)下滑的位移x=2Rcosα,根據x=12at2,得t=4Rg,8.BCD從下蹲狀態(tài)站起來的過程中,人先向上做加速運動,后向上做減速運動,最后回到靜止狀態(tài),即人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)。從站立狀態(tài)蹲下去的過程中,人先向下做加速運動,后向下做減速運動,最后回到靜止狀態(tài),即人先處于失重狀態(tài),后處于超重狀態(tài)。故A錯誤,B、D正確。物體對支持物的壓力大于物體所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象,即顯示質量大于實際質量;物體對支持物的壓力小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象,即顯示質量小于實際質量。圖乙中第一次變化,顯示質量先小于質量再大于質量,即先失重后超重,因此為“下蹲”過程;第二次變化,顯示質量先大于質量再小于質量,即先超重后失重,因此為“起立”過程,故C正確。9.BD行李無初速度地放在傳送帶上,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳送帶相等的速度做勻速直線運動,加速時a=μg=1m/s2,用時t1=va=1s達到共同速度,位移x1=v2t1=0.5m,此后行李勻速運動t2=lAB-x1v=1.5s,到達B處共用時2.5s,乘客到達B處用時t=lABv=2s,故B正確,A、C錯誤。若傳送帶速度足夠大,行李一直勻加速運動,最短運動時間10.AD因3對4的滑動摩擦力為3μmg,小于4和5之間的最大靜摩擦力4μmg,則4不可能滑動;同理5也不可能滑動,排除圖B;當力F較小時,對1、2、3整體以共同的加速度向右運動,此時如圖A所示;當F較大時,2、3之間會產生滑動,由于3對2有摩擦力作用,則1、2的整體要向右移動,故圖C錯誤,圖D正確。11.解析(1)遮光條通過光電門的時間t=0.84ms,則物塊通過光電門的速度v=dt=2.10×10-3(2)由牛頓第二定律得μmg=ma,所以a=μg,根據運動學關系可知dt2=2ax,即1t2=2μgd2·x,(3)本實驗中,物塊在長木板上運動后,由光電門測量通過光電門時的初速度,故不需要保證物塊必須從圓弧軌道上同一點由靜止釋放。答案(1)2.50(2)kd212.解析(1)小車做加速運動,說明斜面傾角過大,應減小傾角,因此應將小物塊向右移動。(3)根據Δx=aT2并代入數(shù)據可得a=2.02m/s2。(4)由于小車和鉤碼(含車上放置的和細繩末端所掛的)的總質量一定,所以小車的加速度a與細繩末端所掛鉤碼的重力始終成正比,因此不需要滿足“小車及車上鉤碼的總質量遠大于所掛鉤碼質量”的條件。(5)圖像為過坐標原點的直線,由牛頓第二定律和圖像可知a=mgNm+m'n=kn,答案(1)右(3)2.02(4)不需要(5)g13.解析(1)OA垂直于OB,分析物塊受力有FTOAsinθ=FTOBcosθ因為θ=37°,所以FTOA>FTOB,故OA繩先斷。(2)分析知當OA繩拉力最大時,升降機加速度最大,FTm代入數(shù)據可得a=10m/s2。答案(1)OA繩先斷(2)10m/s2