2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運動和力的關(guān)系單元測試卷含解析新人教版必修第一冊

PAGE9-第4章單元測試卷第Ⅰ卷選擇題一、單項選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分)1.關(guān)于牛頓第肯定律,下列說法正確的是()。A.它是由志向斜面試驗干脆得出的B.它表明,物體只有在不受外力作用時才具有慣性C.它的成立不須要條件,也叫慣性定律D.它成立的條件并不存在,故該定律無實際意義答案：C解析：牛頓第肯定律是由志向斜面試驗經(jīng)過推理總結(jié)得出來的,選項A錯誤;牛頓第肯定律即慣性定律,其成立是不須要條件的,任何物體都具有這種慣性,與物體是否受力無關(guān),選項B錯誤、C正確;牛頓第肯定律描述了物體在不受力時所表現(xiàn)出的運動狀態(tài),說明物體的運動是不須要力來維持的,同時說明力是變更物體運動狀態(tài)的緣由,選項D錯誤。2.關(guān)于作用力與反作用力及一對平衡力的相識,下列說法正確的是()。A.一對平衡力的合力為零,它們的作用效果相互抵消;一對作用力與反作用力的合力也為零,它們的作用效果也相互抵消B.作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝,且性質(zhì)相同,而平衡力的性質(zhì)卻不肯定相同C.作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝,且一對平衡力也是如此D.先有作用力,后才有反作用力;一對平衡力卻是同時作用在同一個物體上答案：B解析：作用力與反作用力是作用在兩個不同的物體上的力,它們不能進(jìn)行合成,作用效果也會體現(xiàn)在兩個不同的物體上,無法相互抵消,選項A錯誤;作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝,且性質(zhì)相同,而平衡力不肯定同時產(chǎn)生、同時消逝,且平衡力的性質(zhì)也不肯定相同,選項B正確,C、D均錯誤。3.兩磚塊疊在一起放在豎直升降電梯的水平地板上,當(dāng)兩磚塊間的壓力小于上面磚塊的重力時,電梯可能的運動是()。A.向上加速運動 B.向上減速運動C.向下勻速運動 D.向下減速運動答案：B解析：由題意可知上面磚塊處于失重狀態(tài),因此斷定整體加速度豎直向下,電梯可能加速下降,也可能減速上升,故B項正確。4.關(guān)于慣性,下列說法正確的是()。A.速度大的物體不能很快地停下來,是因為物體速度越大,慣性越大B.靜止的火車起動時,速度變更慢,是因為靜止的物體慣性大C.乒乓球可以快速抽殺,是因為乒乓球慣性小D.在宇宙飛船中的物體不具有慣性答案：C解析：一切物體均具有慣性,質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,乒乓球可以快速抽殺,是因為乒乓球的質(zhì)量小,其慣性小。5.如圖4-35所示,一輛小車靜止在水平地面上,用一條彈力與形變量關(guān)系滿意胡克定律的橡皮筋將小球P懸掛于車頂O點,在O點正下方固定一光滑小釘A(在橡皮筋的左側(cè)),它到O點的距離恰好等于橡皮筋的原長l0。現(xiàn)使小車從靜止起先向右做加速度漸漸增大的直線運動,在此過程中(橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)),小球的高度()。圖4-35A.保持不變B.漸漸降低C.漸漸上升D.上升或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)確定答案：A解析：設(shè)小車的加速度為a,橡皮筋的勁度系數(shù)為k,伸長量為x,小釘A下方的橡皮筋與水平面的夾角為θ,可知kxsinθ=mg,而小球P距A點的高度h=xsinθ,可得h=mgk,可見,小球距A點的高度h與小球隨小車在水平面上運動的加速度大小a無關(guān),即小球的高度h6.如圖4-36所示,水平地面上停放著一輛車子,車廂里用細(xì)線懸掛A、B兩個小球?，F(xiàn)使小車向右做勻加速直線運動,最終小球與車之間保持相對靜止。下列四幅圖描繪了兩懸線的狀態(tài),其中正確的是()。圖4-36圖4-37答案：B解析：設(shè)兩小球隨小車一起向右運動的加速度為a,細(xì)線OA與豎直方向的夾角為θ1,以兩小球的整體為探討對象,它們受到總的重力(m1+m2)g與細(xì)線OA的拉力T1,有(m1+m2)g·tanθ1=(m1+m2)a,解得tanθ1=ag;設(shè)細(xì)線OB與豎直方向的夾角為θ2,以小球B為探討對象,其受到重力m2g及細(xì)線OB的拉力T2,有m2gtanθ2=m2a,解得tanθ2=ag?？梢妰蓱揖€與豎直方向夾角相等7.如圖4-38所示,質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=3kg的A、B兩物體疊放在光滑水平面上,兩者之間用一細(xì)線繞過一輕質(zhì)光滑滑輪連接,連接A、B的細(xì)線均沿水平方向。已知A、B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度g=10m/s2,當(dāng)對滑輪施加一水平向右的拉力F=26N時,A、B的加速度分別為()。圖4-38A.5.5m/s2、5m/s2 B.5.2m/s2、5.2m/s2C.6.5m/s2、4.3m/s2 D.7.5m/s2、3.7m/s2答案：A解析：由于滑輪為輕質(zhì)的,因此A、B受到細(xì)線的拉力相等,且均為0.5F,而A的質(zhì)量比B的小,若A、B發(fā)生相對滑動,則A應(yīng)相對B向右運動。設(shè)A、B恰好發(fā)生相對滑動時,水平向右的拉力為F0,以A、B整體為探討對象,它們共同的加速度a=F0mA+mB;以B為探討對象,有a=μmAg+0.5F0mB,解得F0=20N<26N,說明拉力F=26N時,A、B之間已發(fā)生了相對滑動,故A的加速度aA=0.58.如圖4-39所示,n個質(zhì)量均為m的木塊并排放在水平地面上,當(dāng)木塊1受到水平恒力F而向前加速運動時,木塊2對木塊3的作用力為()。圖4-39A.FB.若地面光滑,為F;否則小于FC.若地面光滑,為1-2nF;D.不論地面是否光滑,均為1-答案：D解析：設(shè)木塊放在動摩擦因數(shù)為μ的地面上,則對整體有:F-μnmg=nma,解得a=F-μnmgnm;再對3及其以后的木塊分析,則有T-(n-2)μmg=(n-2)ma,解得:T=1-2nF,T與動摩擦因數(shù)無關(guān),故無論地面是否光滑,均為1-2nF,9.直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子,如圖4-40所示。設(shè)箱子投放的初速度為零,箱子在下落的過程中受到的空氣阻力與其下落速度的二次方成正比,且在運動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)。關(guān)于箱內(nèi)物體受到的支持力,下列說法正確的是()。圖4-40A.箱內(nèi)物體在箱子剛從飛機(jī)上投下時受到的支持力最大B.箱內(nèi)物體在箱子接近地面時受到的支持力比在剛投下時受到的支持力大C.箱內(nèi)物體受到的支持力為零D.若下落的距離足夠長,箱內(nèi)物體有可能不受支持力而“飄”起來答案：B解析：由于箱子所受的空氣阻力與下落速度的二次方成正比,故箱子在下落過程中的加速度a越來越小,結(jié)合mg-FN=ma可知選項A錯誤、B正確;因為箱子在運動過程中要受到空氣阻力作用,不是處于完全失重狀態(tài),所以箱內(nèi)物體受到的支持力不為零,選項C錯誤;若下落距離足夠長,箱子最終將做勻速直線運動,這時箱內(nèi)物體受到的支持力等于重力,故物體不行能離開箱子的底部而“飄”起來,選項D錯誤。10.如圖4-41所示,在光滑水平面上放著兩塊長度相同、質(zhì)量分別為M1和M2的木板,兩個完全相同的物塊分別放在兩木板的左端,起先時,木板與物塊均靜止。今在兩物塊上各作用一水平恒力F1、F2,當(dāng)物塊和木板分別時,兩木板的速度分別為v1和v2。已知兩物塊與其接觸的木板間的動摩擦因數(shù)相同。下列說法正確的是()。圖4-41A.若F1=F2、M1>M2,則v1>v2B.若F1=F2、M1<M2,則v1>v2C.若F1>F2、M1=M2,則v1>v2D.若F1<F2、M1=M2,則v1<v2答案：B解析：解法一:常規(guī)解法設(shè)物塊的質(zhì)量為m,木板的長度為L,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ。物塊在質(zhì)量為M的木板上運動時,依據(jù)牛頓其次定律,對物塊有:F-μmg=mam,對木板有:μmg=MaM。設(shè)物塊在木板上運動的時間為t,由運動學(xué)學(xué)問有:12amt2-12aMt2=L,v=aM聯(lián)立解得:v=μmgM由上式可知:若F1=F2、M1<M2,則v1>v2,選項B正確;若F1<F2、M1=M2,則v1>v2,選項D錯誤。本題的正確答案是B。解法二:極限分析法分析A、B選項時,令質(zhì)量大者無限大。若木板的質(zhì)量無限大,則其加速度無限小,且二者從相對運動到分別的時間也較短。由v=at可知,分別時木板的速度也很小,故選項B正確。同理,在分析C、D選項時,令力大者無窮大。若作用在木塊上的力F無限大,則物塊的加速度無限大,則兩者從相對運動到分別的時間會極短。對于木板來說,由v=at可知,由于加速的時間短,則分別時木板的速度也較小,選項D錯誤。第Ⅱ卷非選擇題二、填空題(本題共2小題,共12分)11.(6分)如圖4-42所示是探究牛頓其次定律時打出的一條紙帶,相鄰計數(shù)點的時間間隔為T,間距s1、s2、s3、…s6已測量出。圖4-42(1)請寫出三個不同的計算加速度的表達(dá)式:、、。

圖4-43答案：a=s2-s1T2a=13T2(s4-s1)a=19T2[(s6+s5+s4解析：利用s1、s2兩段,由Δs=aT2得a=s2-s1T2。因為s2-s1=aT2,s3-s2=aT2,s4-s3=aT2,所以s4-s1=3aT2,故a=13T2(s4-s1)。同理,a=13T2(s5-s2)=13T2(s6-s3),所以3a=13T2[(s4-s1)+(s5-s2)+(s6-s3)],即a=19T(2)甲、乙兩同學(xué)用同一裝置做試驗,畫出了各自的a-F圖像(如圖4-43所示)。這兩個同學(xué)在做試驗時,采納的物理量不同的是,其大小關(guān)系為。

答案：兩者所用的小車和砝碼的總質(zhì)量m甲<m乙解析：在a-F圖像上,F相同時,由圖像可知a甲>a乙,F相同時,加速度與質(zhì)量成反比,則m甲<m乙,即甲、乙兩同學(xué)在試驗中所用小車和砝碼的總質(zhì)量不同,且m甲<m乙。12.(6分)完成下列題目。(1)如圖4-44甲所示,是掛上砝碼盤,裝入適量砝碼,按試驗要求打出的一條紙帶。A、B、C、D、E是紙帶上選取的五個計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個計時點未畫出。用刻度尺測出各計數(shù)點到A點之間的距離,已知打點計時器接在頻率為50Hz的溝通電源兩端。其中打出計數(shù)點“C”時木塊的速度vC=m/s,木塊的加速度a=m/s2(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。

圖4-44答案：0.54m/s1.0m/s2(2)試驗時變更砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量m,分別測量木塊在不同外力作用下的加速度a。依據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a-m關(guān)系圖像,如圖乙實線所示。此圖像的上端明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要緣由可能是。

答案：砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量不再滿意遠(yuǎn)小于木塊質(zhì)量三、計算題(本題共4小題,共48分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(10分)如圖4-45所示,在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個物體,物體與車壁間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,要使物體不致下滑,車廂至少應(yīng)以多大的加速度前進(jìn)?(g取10m/s2)圖4-45答案：設(shè)物體的質(zhì)量為m,在豎直方向上有mg=F,F為摩擦力。在臨界狀態(tài)下,F=μFN,FN為物體所受水平彈力。又由牛頓其次定律FN=ma。由以上各式得加速度a=FNm=gμ=100.8m/s2=1214.(12分)在傾角θ=37°的直滑道上,一名質(zhì)量m=75kg的滑雪運動員由靜止起先向下滑行。運動員所受空氣阻力與速度成正比,比例系數(shù)為k,運動員與滑道間的動摩擦因數(shù)為μ。今測得運動員從靜止起先沿滑道下滑的速度—時間圖像如圖4-46所示,圖中的OA直線是t=0時刻速度圖線的切線,速度圖線末段BC平行于時間軸,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:圖4-46(1)t=0時刻運動員的加速度大小;答案：由速度—時間圖像可知,物體起先時做加速度減小的加速直線運動,最終做勻速運動。在t=0時刻,圖線切線的斜率即為該時刻的加速度,故有a0=12-03-0m/s2(2)動摩擦因數(shù)μ和比例系數(shù)k。答案：在t=0時刻起先加速時,v0=0,由牛頓其次定律可得mgsinθ-kv0-μmgcosθ=ma0, ①最終勻速時,vm=10m/s,a=0,由平衡條件可得mgsinθ-kvm-μmgcosθ=0, ②由①②聯(lián)立解得:μ=0.25,k=30kg/s。15.(12分)航模愛好小組設(shè)計出一架遙控飛行器,其質(zhì)量m=2kg,動力系統(tǒng)供應(yīng)的恒定升力F=28N。試飛時,飛行器從地面由靜止起先豎直上升(起先計時)。設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變,取g=10m/s2。(1)第一次試飛,飛行器的動力系統(tǒng)正常工作,在t1=8s時,已知飛行器距離地面的高度H=64m。求飛行器所受阻力的大小f。答案：飛行器的動力系統(tǒng)正常工作時,設(shè)飛行器上升時的加速度大小為a1,有:H=12a1t12,F-mg-f=ma1,解得:a1=2m/s2,f=4(2)其次次試飛,起先階段,飛行器的動力系統(tǒng)正常工作,但在t2=6s時出現(xiàn)故障,且馬上失去升力。求飛行器能上升的最大高度hm。答案：在t2=6s時,設(shè)飛行器的速度為v,距離地面的高度為h;在t2=6s之后,設(shè)飛行器上升時的加速度大小為a2,有:v=a1t2,h=12a1t22或h=v22a1,mg+f=ma2,hm-h16.(14分)如圖4-47所示,質(zhì)量為M的木板靜止在足夠長的光滑水平臺面上,一質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)在細(xì)線的水平拉力作用下,以速度v從木板的最左端滑上,并始終以該速度運動。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ,物塊最遠(yuǎn)只能向右到達(dá)木板的中間位置,且此時木板的右端距離平臺的最右端(定滑輪所在處)還很遠(yuǎn)。求:圖4-47(1)木板做加速運動的加速度大小a剛好間t;答案：在物塊到達(dá)木板的中間位置之前,物塊與木板間發(fā)生相對滑動,木板在物塊對它的滑動摩擦力作用下做加速運動,其加