2025年高考物理 人教版必修第1冊第4章　1含答案含答案

2025年高考物理人教版必修第1冊第4章1含答案含答案第四章1課后知能作業(yè)基礎(chǔ)鞏固練知識點一伽利略的理想實驗1.在研究運動和力的關(guān)系時，伽利略設(shè)計了著名的理想斜面實驗(如圖所示)，將可靠的事實和縝密的邏輯推理結(jié)合起來，能更深刻地反映自然規(guī)律。下面給出了伽利略斜面實驗的五個事件，請對事件的性質(zhì)進行判斷并正確排序：由A點靜止釋放的小球，①若沒有摩擦時，能滾到另一斜面與A點等高的C點；②當減小小球與斜面的動摩擦因數(shù)時，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點；③若沒有摩擦時減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長的路程，到達與A點等高的D點；④若沒有摩擦時當另一斜面水平放置時，小球?qū)⒀厮矫嬉恢边\動下去；⑤不能滾到另一斜面與A點等高的C點。以下排序正確的是()A．事實⑤→事實②→推論①→推論③→推論④B．事實⑤→事實②→推論③→事實①→推論④C．事實⑤→事實②→事實①→推論③→推論④D．事實⑤→事實②→推論①→事實③→推論④解析：由實驗事實⑤不能滾到另一斜面與A點等高的C點，實驗事實②當減小小球與斜面的動摩擦因數(shù)時，滾到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C點，從而可推理出①若沒有摩擦時，能滾到另一斜面與A點等高的C點，接著推理出③若沒有摩擦時減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長的路程，到達與A點等高的D點，最后使斜面BC成為水平面，小球?qū)⒀厮矫嬉恢边\動下去，即④，故A正確，B、C、D錯誤。故選A。2．科學家關(guān)于物體運動的研究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，必須有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會改變B．伽利略通過“理想實驗”得出結(jié)論：一旦物體具有一定的速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去C．笛卡兒指出：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，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)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)解析：亞里士多德認為物體的運動需要力來維持，A錯誤；伽利略通過“理想實驗”得出：一旦物體具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去，B正確；笛卡兒指出：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向，C正確；由牛頓第一定律知，D正確。故選A。知識點二牛頓第一定律3．下列關(guān)于牛頓第一定律的說法中正確的是()A．牛頓第一定律是根據(jù)伽利略的理想斜面實驗總結(jié)出來的B．牛頓第一定律可以用實驗直接驗證C．牛頓第一定律是牛頓在前人實驗的基礎(chǔ)上根據(jù)邏輯推理得出的D．由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用解析：牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人的實驗事實的基礎(chǔ)上，根據(jù)邏輯推理得出的，是以實驗事實為基礎(chǔ)，但又不是完全通過實驗得出的，A錯誤，C正確；牛頓第一定律是在實驗事實的基礎(chǔ)上進一步推理概括出來的科學理論，不能通過實驗直接得出，但能經(jīng)受住實踐的檢驗，B錯誤；由牛頓第一定律可知，靜止的物體可能不受外力作用，也可能所受合外力為零，D錯誤。故選C。4．下列關(guān)于牛頓第一定律的說法正確的是()A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)B．牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運動狀態(tài)的原因，又揭示了運動狀態(tài)改變的原因C．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律，因此物體在不受力時才有慣性D．牛頓第一定律只是反映慣性大小的，因此也叫慣性定律解析：物體在不受力的作用時，總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，A項錯誤；牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運動狀態(tài)的原因，又揭示了運動狀態(tài)改變的原因，B項正確；慣性是物體的固有屬性，慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與物體是否受力無關(guān)，C項錯誤；牛頓第一定律反映了物體具有慣性以及力是改變物體運動狀態(tài)的原因，D項錯誤。故選B。5.(2024·洛陽高一檢測)如圖所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平。在水平面上放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是()A．沿斜面向下的直線 B．豎直向下的直線C．無規(guī)則曲線 D．拋物線解析：根據(jù)題意，小球是光滑的，豎直方向上受到重力和M的支持力，當劈形物體從靜止開始釋放后，M對小球的支持力減小，小球的合力方向豎直向下，則小球沿豎直向下方向運動，直到碰到斜面，故其運動軌跡是豎直向下的直線。故選B。知識點三慣性6．關(guān)于慣性，下列說法正確的是()A．質(zhì)量相同的物體，慣性相同B．只有不受外力的物體才具有慣性C．“強弩之末，勢不能穿魯縞”，這表明箭的慣性減小了D．在月球上舉重比在地球上容易，所以同一物體在月球上比在地球上慣性小解析：慣性是物體的固有屬性，其大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量相同的物體，慣性相同，A項正確；慣性是物體的固有屬性，所有物體都有慣性，與是否受力無關(guān)，B項錯誤；慣性是物體的固有屬性，其大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與速度的大小無關(guān)，與所在位置無關(guān)，C、D兩項錯誤。故選A。7.如圖所示是一種汽車安全帶控制裝置示意圖。當汽車處于靜止或勻速直線運動時，剎車擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動，安全帶能被拉動。當汽車突然剎車時，擺錘由于慣性繞軸擺動，使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動，安全帶不能被拉動。若擺錘從圖中實線位置擺到虛線位置，汽車的可能運動方向和運動狀態(tài)是()A．向右行駛、勻速直線運動B．向左行駛、勻速直線運動C．向右行駛、突然剎車D．向左行駛、突然剎車解析：若汽車做勻速直線運動，則擺錘不會從實線位置擺到虛線位置，A、B錯誤；由圖可知擺錘向右擺動，根據(jù)慣性知識可推知，汽車可能向左加速或向右減速，C正確，D錯誤。故選C。綜合提升練8.“復興號”高鐵在某段水平軌道上勻速行駛，假設(shè)高鐵上固定著盛滿水的水杯。若突然發(fā)現(xiàn)水杯中的水向右灑出，如圖所示，則關(guān)于高鐵在此種情況下的運動，下列描述正確的是()A．高鐵一定勻速向左運動B．高鐵可能突然向左加速運動C．高鐵可能突然向左減速運動D．高鐵可能突然向右加速運動解析：若高鐵勻速向左運動，則水也勻速運動，速度相等，水不會從紙杯中灑出，故A錯誤；高鐵突然向左加速，由于慣性，水還沒有來得及加速，所以高鐵向左的速度大于水向左的速度，可以出現(xiàn)圖示情況，故B正確；高鐵突然向左減速，由于慣性，水還沒有來得及減速，所以高鐵向左的速度小于水向左的速度，水向左灑出，故C錯誤；高鐵突然向右加速，由于慣性，水還沒有來得及加速，所以高鐵向右的速度大于水向右的速度，水向左灑出，故D錯誤。故選B。9．(2024·湖北武漢高一期末)一列以速度v勻速行駛的列車內(nèi)有一水平桌面，桌面上P處有一相對桌面靜止的小球。由于列車運動狀態(tài)的改變，車廂中的旅客發(fā)現(xiàn)小球沿如圖(俯視圖)中的虛線從P點運動到Q點，則說明列車是減速且在向北轉(zhuǎn)彎的圖是()解析：列車做減速運動，小球由于慣性相對于桌面向前運動，即向左運動，B、D錯誤；列車向北轉(zhuǎn)彎，由于慣性，小球相對于桌面向南運動，C正確，A錯誤。故選C。10．(2024·廣東廣州高一期末)大型油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板，如圖所示，油罐車在水平路面上行駛，下列說法正確的是()A．油罐車勻速前進時，油沒有慣性B．擋板間油的質(zhì)量相對小，可以有效增加變速時油的涌動C．油罐車加速前進時，油的液面前低后高D．油罐車減速前進時，油的液面前低后高解析：物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，稱為慣性。慣性是物體的一種固有屬性，表現(xiàn)為物體對其運動狀態(tài)變化的一種阻抗程度，質(zhì)量是物體慣性大小的量度，與運動狀態(tài)無關(guān)，故A錯誤；慣性表現(xiàn)為物體對其運動狀態(tài)變化的一種阻抗程度，汽車加速或者減速時由于運動狀態(tài)變化，大型油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板后擋板間油的質(zhì)量相對小，可以有效減小變速時油的涌動，故B錯誤；慣性表現(xiàn)為物體對其運動狀態(tài)變化的一種阻抗程度，汽車加速或者減速時由于運動狀態(tài)變化，運輸?shù)挠捅厝话l(fā)生涌動，油罐車加速前進時，車體加速，而油由于慣性仍然相對車體向后涌動，油的液面前低后高；油罐車減速前進時，車體減速，而油由于慣性仍然相對車體向前涌動，油的液面前高后低，故C正確，D錯誤。故選C。11．(多選)(2024·山東聊城高一校聯(lián)考期末)伽利略對自由落體運動及運動和力的關(guān)系的研究，開創(chuàng)了科學實驗和邏輯推理相結(jié)合的科學研究方法。圖a、圖b分別表示這兩項研究中的實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是()A．圖a通過對小球在斜面上的運動研究，合理外推得出自由落體是一種勻變速直線運動B．圖a中先在傾角較小的斜面上實驗，可“沖淡”重力，便于測量時間C．圖b中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，實驗能直接觀察到小球達到等高處D．圖b的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持的結(jié)論解析：圖a通過對小球在斜面上的運動研究，在得出斜面上小球運動特征后，合理外推得出自由落體運動是一種勻變速直線運動，故A正確；圖a中先在傾角較小的斜面上進行實驗，來“沖淡”重力的作用效果，因為在傾角較小的斜面上的小球加速度較小，運動相等位移下所用時間較長，更有利于時間的測量，故B正確；圖b中沒有摩擦阻力的斜面實際并不存在，故實驗不能直接觀察到小球達到等高處，故C錯誤；圖b的實驗為“理想實驗”，伽利略通過結(jié)合實驗結(jié)果，邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持，故D正確。故選ABD。12．電動平衡車是一種時尚代步工具。如圖所示，當人駕駛平衡車在水平路面上勻速直線運動時，下列說法正確的是()A．關(guān)閉電機，平衡車仍繼續(xù)前進是由于其受到慣性作用B．平衡車受到的重力與地面對它的支持力是一對平衡力C．平衡車輪胎上的花紋是為了增大摩擦D．若平衡車在運動過程中所受的力全部消失，平衡車會慢慢停下來解析：關(guān)閉電機，平衡車仍繼續(xù)前進是由于其具有慣性，故A錯誤；平衡車受到的重力與人對它的壓力的合力跟地面對它的支持力是平衡力，故B錯誤；其他條件不變時，接觸面越粗糙摩擦力越大，所以平衡車輪胎上的花紋是為了增大摩擦，故C正確；若平衡車在運動過程中所受的力全部消失，由于慣性，平衡車會做勻速直線運動，故D錯誤。故選C。13．(多選)在靜止的列車上，有兩個注滿水的容器，容器中分別用細線系著鐵球和乒乓球，在列車啟動的過程中，小球所處狀態(tài)表示正確的是(圖中箭頭表示啟動方向)()解析：列車由靜止向右啟動，鐵球和水都有向右運動的趨勢。但是，由于與同體積的“水球”相比，鐵球質(zhì)量大、慣性大，鐵球的運動狀態(tài)難改變，即速度增加的慢，而同體積的“水球”的運動狀態(tài)容易改變，即速度增加快，而且水和容器一起運動，所以列車啟動時，鐵球相對于容器向左運動，故A錯誤，B正確；列車由靜止向右啟動，乒乓球和水都有向右運動的趨勢。但是，由于與同體積的“水球”相比，乒乓球質(zhì)量小、慣性小，乒乓球的運動狀態(tài)容易改變，即速度增加的快，而同體積的“水球”的運動狀態(tài)相對更難以改變，即速度增加慢，而且水和容器一起運動，所以列車啟動時，乒乓球相對于容器向右運動，故C錯誤，D正確。故選BD。第四章2課后知能作業(yè)基礎(chǔ)鞏固練1．用如圖所示的裝置可以完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗。(1)打點計時器使用的電源是_______(填選項前的字母)。A．直流電源 B．交流電源(2)實驗中，需要平衡阻力。正確操作方法是_____(填選項前的字母)。A．把長木板右端墊高B．改變小車的質(zhì)量(3)在_______(填選項前的字母)且計時器打點的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)平衡了阻力的影響。A．不懸掛槽碼 B．懸掛槽碼(4)實驗中，為了保證懸掛槽碼所受重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，懸掛槽碼的總質(zhì)量m與小車(含鉤碼)質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是_A__(填選項前字母)。A．M?m B．m?M解析：(1)打點計時器需要交流電源，故選B。(2)平衡阻力的方法是把長木板右端墊高，用小車所受重力沿木板的分力來平衡阻力，故選A。(3)不懸掛槽碼，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)平衡了阻力的影響。故選A。(4)為了保證懸掛槽碼所受重力近似等于使小車做勻加速運動的拉力，懸掛槽碼的總質(zhì)量m與小車(含鉤碼)質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的條件是M?m。2．(2024·甘肅省會寧縣高一期末)某同學用如圖所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律。(1)為了驗證加速度與合外力成正比，實驗中必須做到_______。A．實驗前要平衡阻力B．每次都必須從相同位置釋放小車C．拉小車的細繩必須保持與軌道平行D．拉力改變后必須重新平衡阻力(2)如圖為某次實驗中得到的一條紙帶，從中確定五個計數(shù)點，量得d1＝8.00cm，d2＝18.00cm，d3＝30.00cm，d4＝44.00cm。每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出。交流電源的頻率50Hz，則小車的加速度a＝_2.0__m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)在驗證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時，某學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖所示的a－F圖像，其中圖線不過原點并在末端發(fā)生彎曲，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有_存在縱截距，說明木板斜角過大，平衡阻力過度、圖線彎曲說明重物的質(zhì)量不再遠遠小于小車質(zhì)量，即m?M不成立__。解析：(1)為了驗證加速度與合外力成正比，必須使小車所受合外力近似等于細線的拉力，這就要求實驗前要平衡阻力，并且拉小車的細繩必須保持與軌道平行，故A、C正確；每次小車應(yīng)從靠近打點計時器的位置釋放，但每次釋放位置沒必要完全相同，故B錯誤；設(shè)平衡阻力時木板抬高的傾角為θ，在沿木板方向根據(jù)平衡條件有Mgsinθ＝μMgcosθ，解得μ＝tanθ，所以木板抬高的傾角θ與所受拉力無關(guān)，每次改變拉力時，不需要重新平衡阻力，故D錯誤。故選AC。(2)根據(jù)連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移差等于一個恒量，即Δx＝aT2可得a＝eq\f(CE－AB,2T2)＝eq\f(d4－d2－d2,2T2)＝eq\f(44.00－18.00－18.00,2×0.12)×10－2m/s2＝2.0m/s2。(3)①圖像不過原點，存在縱截距，說明當F為零時小車就具有了加速度，可能是由于平衡阻力過度(或長木板傾角過大)。②本實驗中用所懸掛盤和重物的總重力mg來作為小車所受的合外力F，實驗要求m?M，若m變大到不再滿足m?M時，則細線拉力將小于mg從而使圖像彎曲，隨著F(即mg)的增大，m將逐漸不滿足m?M，使得a－F圖像的斜率開始偏離eq\f(1,M)，逐漸變?yōu)閑q\f(1,M＋m)，造成斜率減小，從而使圖像向下彎曲。3．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示。(1)在平衡阻力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示。打點計時器打點的時間間隔為0.02s，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，測量并標出相鄰計數(shù)點之間的距離。該小車的加速度a＝_0.16__m/s2。(2)平衡阻力后，將5個相同的砝碼都放在小車上。掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980加速度a/(m·s－2)0.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖丙所示坐標系中作出a－F的關(guān)系圖像。_見解析圖__。(3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點，主要原因是_計算F時忘記加入砝碼盤的重力__。解析：(1)由題意可知計數(shù)點間的時間間隔T＝5T0＝0.1s由題圖乙可知Δx＝(3.84－3.52)cm＝3.2×10－3m，由Δx＝2aT2可得a＝0.16m/s2。(2)a－F圖像如圖所示。(3)平衡阻力后，a－F圖像仍不通過原點，是由于在計算F時忘記加入砝碼盤的重力，使作出的圖像向左平移。4．為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，甲同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為小車的質(zhì)量，m0為沙和沙桶的總質(zhì)量。一輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪和動滑輪一端連接沙桶，另一端連接拉力傳感器，拉力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。實驗過程中，每次在釋放小車后，讀出拉力傳感器的示數(shù)并記為F。(1)實驗過程中，下列操作正確的是_______。A．調(diào)整長木板左端的定滑輪，使得細線與長木板平行B．在不掛沙桶的前提下，將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡阻力C．小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源D．為減小誤差，實驗中要保證沙和沙桶的總質(zhì)量m0遠小于小車的質(zhì)量M(2)甲同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出)，已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_2.0__m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)甲同學以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標，加速度a為縱坐標，畫出的a－F圖像是一條直線，圖線與橫坐標的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為_______。A.eq\f(1,tanθ) B．tanθC.eq\f(2,k) D．eq\f(1,k)解析：(1)實驗時，為保證小車所受的合外力恒定，應(yīng)該讓細線與軌道平行，A正確；實驗時需將長木板右端墊高，以平衡阻力，B正確；實驗時，小車應(yīng)靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，C錯誤；實驗過程中是在釋放小車后再讀出拉力傳感器的讀數(shù)，故拉力傳感器的示數(shù)是小車所受拉力的一半，不需要使小桶(包括沙)的質(zhì)量遠小于車的總質(zhì)量，D錯誤。故選AB。(2)依題意，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T＝5×eq\f(1,50)s＝0.1s根據(jù)Δx＝aT2運用逐差法得a＝eq\f(x36－x03,9T2)≈2.0m/s2。(3)由牛頓第二定律得2F＝Ma則a＝eq\f(2,M)Fa－F圖像的斜率k＝eq\f(2,M)則小車的質(zhì)量M＝eq\f(2,k)。故選C。5．某實驗小組利用如圖所示的裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系。實驗步驟如下：(1)測出滑塊的質(zhì)量M(包括遮光條)，接通氣源，掛上鉤碼，調(diào)節(jié)氣墊導軌的傾角，輕推滑塊后，使滑塊能沿氣