2020-2021學(xué)年高中物理人教版必修1第四單元牛頓運(yùn)動(dòng)定律測(cè)試卷一教師版

2021-2021學(xué)年高一上學(xué)期第四單元測(cè)試卷物理〔一〕考前須知：1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。4．考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。一、選擇題(此題共12小題，每題4分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．下面各組單位中屬于根本物理量單位的是()A．千克、秒B．千克、瓦特C．牛頓、秒D．特斯拉、米【答案】A【解析】千克、秒、米是根本單位，瓦特、牛頓、特斯拉是導(dǎo)出單位，A正確。2．關(guān)于慣性和理想實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．靜止的物體可能沒有慣性B．速度越大的物體慣性越大C．同一物體在地球上和月球上的慣性不同D．伽利略的斜槽實(shí)驗(yàn)以可靠的事實(shí)為根底并把實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理和諧地結(jié)合在一起【答案】D【解析】慣性是物體的固有屬性，任何物體都具有慣性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，與速度、環(huán)境等因素?zé)o關(guān)，故B、C錯(cuò)誤；伽利略的斜槽實(shí)驗(yàn)以可靠的事實(shí)為根底，并把實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理和諧地結(jié)合在一起，故D正確。3．如圖為舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)舉起杠鈴穩(wěn)定時(shí)的示意圖，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．杠鈴所受的重力與杠鈴對(duì)手的壓力是一對(duì)平衡力B．杠鈴對(duì)手的壓力與手對(duì)杠鈴的支持力是一對(duì)平衡力C．杠鈴所受的重力與手對(duì)杠鈴的支持力是一對(duì)作用力與反作用力D．杠鈴對(duì)手的壓力與手對(duì)杠鈴的支持力是一對(duì)作用力與反作用力【答案】D【解析】杠鈴受重力和杠鈴對(duì)手的壓力方向相同，不是平衡力，A錯(cuò)誤；杠鈴對(duì)手的壓力與手對(duì)杠鈴的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，B錯(cuò)誤D正確；杠鈴所受的重力與手對(duì)杠鈴的支持力是一對(duì)平衡力，C錯(cuò)誤。4．如下圖，某興趣小組制作了一個(gè)小降落傘，傘面底端是一個(gè)半徑為R的剛性圓環(huán)，在圓環(huán)上等間距地系有四根長(zhǎng)度均為2R的細(xì)線，將四根細(xì)線的另一端連接在一起，并懸掛一質(zhì)量為m的物體。它們一起豎直向下g時(shí)(g為重力加速度)，每根細(xì)線的張力為()A．eq\f(2\r(3)mg,15)B．eq\f(\r(3)mg,6)C．eq\f(2\r(14)mg,35)D．eq\f(\r(14)mg,14)【答案】A【解析】由幾何關(guān)系可知，每根細(xì)線與豎直方向的夾角均為30°，那么對(duì)下面懸掛的物體，根據(jù)牛頓第二定律可知mg－4Fcos30°＝ma，整理可以得到F＝eq\f(2\r(3)mg,15)，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．體操運(yùn)發(fā)動(dòng)雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)B．蹦床運(yùn)發(fā)動(dòng)在空中上升和下落過(guò)程中都處于失重狀態(tài)C．舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D．游泳運(yùn)發(fā)動(dòng)仰臥在水面上靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)【答案】B【解析】體操運(yùn)發(fā)動(dòng)雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)屬于平衡狀態(tài)，合力為零，所以拉力等于重力，不是超重也不是失重，A錯(cuò)；蹦床運(yùn)發(fā)動(dòng)在空中上升和下落過(guò)程中都只受重力作用，支持力或拉力為零，所以屬于完全失重狀態(tài)，B對(duì)；舉重運(yùn)發(fā)動(dòng)在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間處于平衡狀態(tài)，合力為零，不是超重也不是失重，C錯(cuò)；游泳運(yùn)發(fā)動(dòng)仰臥在水面靜止不動(dòng)處于平衡狀態(tài)，合力為零，不是超重也不是失重，D錯(cuò)。6．如下圖，一條魚在水中正沿直線水平向左加速游動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，關(guān)于水對(duì)魚的作用力的方向，合理的是()【答案】A【解析】魚在重力和水的作用力下向左加速運(yùn)動(dòng)，合力方向水平向左，所以水的作用力斜向左上方，故A正確。7．如下圖，在行駛過(guò)程中，如果車距不夠，剎車不及時(shí)，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺Α榱吮M可能地減少碰撞引起的傷害，人們?cè)O(shè)計(jì)了平安帶及平安氣囊。假定乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為108km/h(即30m/s)，從踩下剎車到車完全停止需要的時(shí)間為5s，平安帶及平安氣囊對(duì)乘客的作用力大約為()A．420NB．600NC．800ND．1000N【答案】A【解析】從踩下剎車到車完全停止的5s內(nèi)，人的速度由30m/s減小到0，視為勻減速運(yùn)動(dòng)，那么有a＝eq\f(vt－v0,t)＝eq\f(－30,5)m/s2＝－6m/s2。根據(jù)牛頓第二定律知平安帶及平安氣囊對(duì)乘客的作用力F＝ma＝70×(－6)N＝－420N，負(fù)號(hào)表示力的方向跟初速度方向相反，A正確。8．如下圖，小球的質(zhì)量為m，用彈簧和細(xì)線懸掛在天花板上，保持靜止，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量忽略不計(jì)，且與水平方向的夾角均為60°。當(dāng)細(xì)線被剪斷的瞬間，關(guān)于小球的加速度大小和方向，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．0B．g，豎直向下C．eq\f(\r(3),2)g，豎直向下D．eq\f(\r(3),3)g，右下方與水平方向成60°【答案】D【解析】細(xì)線被剪斷之前，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖甲所示，正交分解可得F1＝F2＝eq\f(\r(3),3)mg；細(xì)線被剪斷的瞬間，彈簧彈力和小球重力都不變，受力分析如圖乙所示，兩力的合力大小為F＝F1＝eq\f(\r(3),3)mg，力F1方向相反，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma得a＝eq\f(\r(3),3)g，方向向右下方與水平方向成60°角，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。9．關(guān)于牛頓第一定律，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，沒有力的物體將保持靜止，比方自行車B．物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用C．物體如果向正北方向運(yùn)動(dòng)，其受外力方向可以指向正南方D．不受力的物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而受力的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變【答案】BC【解析】根據(jù)牛頓第一定律的內(nèi)容可以判斷力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，不受力的物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；物體的速度不斷增大，說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變，物體必然受到力的作用，故B正確；物體如果向正北方向運(yùn)動(dòng)，如果是勻速那么不受力或受平衡力；如果加速，合力向正北方向；如果減速，合力向正南方向，故C正確；物體受到力的作用，假設(shè)合外力為0，那么物體也可以保持運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)不變，故D錯(cuò)誤。10．如下圖，A、B兩物塊疊放在一起，當(dāng)把A、B兩物塊同時(shí)豎直向上拋出時(shí)(不計(jì)空氣阻力)，那么()A．A的加速度小于gB．B的加速度大于gC．A、B的加速度均為gD．A、B間的彈力為零【答案】CD【解析】先整體，整體受到重力作用，加速度為g，然后隔離任一物塊，可知物塊只能受到重力作用加速度才是g，所以兩物塊間沒有相互作用力，CD正確。11．如圖甲所示為一半圓形坑，現(xiàn)將一顆彈丸先后兩次從A點(diǎn)水平拋出，由于飛行過(guò)程中受氣流作用，影響了彈丸的飛行時(shí)間和速度。假設(shè)從彈丸離開A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，t1和t2分別表示它們落到坑壁的時(shí)間，v表示它在豎直方向的速度，其v－t圖象如圖乙所示，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．第二次彈丸在豎直方向上的位移比第一次小B．第二次彈丸在水平方向上的位移比第一次小C．第二次彈丸在豎直方向上受到的阻力比第一次大D．第二次彈丸在豎直方向上的加速度比第一次大【答案】AC【解析】在v－t圖象中，圖象與時(shí)間軸圍成的面積等于物體豎直方向的位移，由圖象可知，第二次彈丸在豎直方向上的位移比第一次小，A正確；由于水平方向的運(yùn)動(dòng)情況不清楚，因此無(wú)法比擬水平位移的大小，B錯(cuò)誤；在v－t圖象中，圖象的斜率表示豎直方向的加速度，可知第二次彈丸在豎直方向上的加速度比第一次小，根據(jù)牛頓第二定律mg－f=ma，可知第二次彈丸受到的阻力比第一次大，C正確，D錯(cuò)誤。12．如下圖，固定在水平面上的光滑斜面的傾角為θ，其頂端裝有光滑小滑輪，繞過(guò)滑輪的輕繩一端連接一物塊B，另一端被人拉著且人、滑輪間的輕繩平行于斜面。人的質(zhì)量為M，B物塊的質(zhì)量為m，重力加速度為g，當(dāng)人拉著繩子以a1大小的加速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B物塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．物塊一定向上加速運(yùn)動(dòng)B．人要能夠沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，必須滿足m＞MsinθC．假設(shè)a2＝0，那么a1一定等于D．假設(shè)a1＝a2，那么a1可能等于【答案】CD【解析】對(duì)人受力分析，有牛頓第二定律可知F－Mgsinθ＝Ma1，得F＝Mgsinθ＋Ma1；假設(shè)F＞mg，那么物體B加速上升，假設(shè)F＜mg，那么物體B加速下降，假設(shè)F＝mg，物體B靜止，故A錯(cuò)誤；人要能夠沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，只需滿足F＞Mgsinθ即可，故B錯(cuò)誤；假設(shè)a2＝0，那么F＝mg，故mg－Mgsinθ＝Ma1，，故C正確，假設(shè)a1＝a2，F(xiàn)＝Mgsinθ＋Ma1，mg－F＝ma2，那么，故D正確。二、非選擇題(此題共6小題，共52分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(6分)如圖為“研究木板與木塊間動(dòng)摩擦因數(shù)的大小〞的實(shí)驗(yàn)裝置圖，將一木塊和木板疊放于水平桌面上，彈簧測(cè)力計(jì)一端固定，另一端與木塊水平相連。(1)現(xiàn)要測(cè)量木塊和木板之間的滑動(dòng)摩擦力，要使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊和木板之間的滑動(dòng)摩擦力的大小，要求木板的運(yùn)動(dòng)。(填入選項(xiàng)前的字母)A．必須是勻速直線運(yùn)動(dòng)B．必須是加速直線運(yùn)動(dòng)C．必須是減速直線運(yùn)動(dòng)D．勻速直線運(yùn)動(dòng)、加速直線運(yùn)動(dòng)、減速直線運(yùn)動(dòng)均可(2)為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，以下物理量中應(yīng)測(cè)量的有。(填入選項(xiàng)前的字母)A．木板的長(zhǎng)度LB．彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小FC．木板的重力G1D．木塊的重力G2【答案】(1)D(2)BD【解析】(1)木板受重力、木塊對(duì)木板的壓力、木塊對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力、桌面對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力、桌面對(duì)木板的支持力和水平拉力，共6個(gè)力；本實(shí)驗(yàn)中，木板不管處于什么運(yùn)動(dòng)，木塊總處于平衡狀態(tài)，那么彈簧的彈力等于木塊的滑動(dòng)摩擦力，故D正確，ABC錯(cuò)誤。(2)根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的表達(dá)式f＝μFN＝μmg，可得，所以需要測(cè)量的彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小F和木塊的重力G2，應(yīng)選BD。(1)該實(shí)驗(yàn)中小車所受的合力________(選填“等于〞或“不等于〞)力傳感器的示數(shù)，該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？________(選填“需要〞或“不需要〞)。(2)實(shí)驗(yàn)獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，擋光板的寬度l，光電門1和2的中心距離為x.某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過(guò)光電門1和2的擋光時(shí)間分別為t1、t2(小車通過(guò)光電門2后，砝碼盤才落地)，重力加速度為g，那么該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的關(guān)系式是________________?！敬鸢浮?1)等于不需要(2)F＝eq\f(Ml2,2x)(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,t\o\al(2,1)))【解析】(1)由于力傳感器顯示拉力的大小，而拉力的大小就是小車所受的合力，故不需要讓砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。(2)由于擋光板的寬度l很小，故小車在光電門1處的速度v1＝eq\f(l,t1)，在光電門2處的速度為v2＝eq\f(l,t2)，由veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2ax，得a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2x)＝eq\f(1,2x)(eq\f(l2,t\o\al(2,2))－eq\f(l2,t\o\al(2,1)))，故驗(yàn)證的關(guān)系式為F＝Ma＝eq\f(M,2x)(eq\f(l2,t\o\al(2,2))－eq\f(l2,t\o\al(2,1)))＝eq\f(Ml2,2x)(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,t\o\al(2,1)))。15．(6分)小剛在課余制作中需要計(jì)算圓錐的體積，他從一本書中查得圓錐體積的計(jì)算公式為V＝eq\f(1,3)πR3h。小紅說(shuō)，從單位關(guān)系上看，這個(gè)公式肯定是錯(cuò)誤的。她的根據(jù)是什么？【解析】由單位制的知識(shí)可知，物理公式在確定了物理量數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的單位關(guān)系。V單位m3，而物理量eq\f(1,3)πR3h的運(yùn)算單位為m4，顯然V≠eq\f(1,3)πR3h，該公式是錯(cuò)誤的。16．(9分)如下圖，靜止在水平地面上的小黃鴨質(zhì)量m＝20kg，受到與水平面夾角為53°的斜向上的拉力，小黃鴨開始沿水平地面運(yùn)動(dòng)。假設(shè)拉力F＝100N，小黃鴨與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，求：(1)小黃鴨對(duì)地面的壓力；(2)小黃鴨運(yùn)動(dòng)的加速度的大小。(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2)【解析】(1)小黃鴨受力如下圖。根據(jù)平衡條件可得：Fsin53°＋N=mg解得N=120N，方向豎直向上根據(jù)牛頓第三定律得小黃鴨對(duì)地面的壓力N′=N=120N，豎直向下。(2)受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，所以f=μN(yùn)根據(jù)牛頓第二定律得：Fcos53°－f=ma聯(lián)立解得：a=1.8m/s2。17．(10分)如圖，用力F向上提通過(guò)細(xì)繩連在一起的A、B兩物體，使A、B以5m/s2的加速度勻加速豎直上升，A、B的質(zhì)量分別是1kg和2kg，繩子所能承受的最大拉力是35N，取g＝10m/s2，那么：(1)力