高一物理必修1第6章《力与运动》测试卷

第6章《力与运动》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，在倾角α＝30°的光滑固定斜面上，有两个质量均为m的小球A，B，它们用劲度系数为k的轻弹簧连接，现对A施加一水平向右的恒力，使A，B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为L，下列说法正确的是()
A．弹簧的原长为L＋
B．水平恒力大小为mg
C．撤去恒力瞬间小球A的加速度为g
D．撤去恒力瞬间小球B的加速度为g
2.如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有()
A．a1＝0，a2＝g
B．a1＝g，a2＝g
C．a1＝0，a2＝g
D．a1＝g，a2＝g
3.如下图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为F f.若木块不滑动，力F的最大值是()
A．
B．
C．－(m＋M)g
D．＋(m＋M)g
4.如下图所示，底板光滑的小车上用两个量程为30 N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为2 kg的物块．在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为15 N．当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为10 N．这时小车运动的加速度大小是()
A． 1 m/s2
B． 3 m/s2
C． 5 m/s2
D． 7 m/s2
5.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2＞v1，则()
A． 0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
B． 0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
C．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
D．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
6.测量国际单位制规定的三个力学基本量分别可用的仪器是下列的()
A．密度计、弹簧测力计、打点计时器
B．米尺、弹簧测力计、秒表
C．秒表、天平、量筒
D．米尺、天平、秒表
7.关于惯性，下列说法正确的是()
A．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大
B．同一物体运动的时的惯性大于静止时的惯性
C． “嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃料消耗忽略不计)
D．惯性大的物体运动状态容易改变，惯性小的物体运动状态不易改变
8.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是()
A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于失重状态
B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处于超重状态
C．在空中运动的铅球处于超重状态
D．电梯匀速下降时，在电梯中的乘客处于失重状态
9.三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同．现用大小相同的外力F沿如下图所示方向分别作用在1和2上，用F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速运动，令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则()
A．a1＝a2＝a3
B．a1＝a2，a2>a3
C．a1>a2，a2<a3
D．a1>a2，a2>a3
10.轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指标．近来，一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时，提出了一个新的概念，叫做“加速度的变化率”，用“加速度的变化率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，并认为，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适．下面四个单位中，适合做加速度的变化率单位的是()
A． m/s
B． m/s2
C． m/s3
D． m2/s3
11.美国物理学家于1995年在国家实验室观察到了顶夸克．这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一．正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为E p＝－K，式中r是正、反顶夸克之间的距离，αs＝0.12是强相互作用耦合常数，无单位，K是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数K的单位是()
A． J
B． N
C． J·m
D． J/m
12.一个质量为2 kg的物体，在5个共点力作用下保持平衡，大小分别为2 N、5 N、9 N、10 N、15 N，现撤消大小为10N的力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小是()
A． 2 m/s2
B． 13 m/s2
C． 12 m/s2
D． 5 m/s2
13.下列关于惯性的说法正确的是()
A．质量越大，物体的惯性越大
B．物体的运动状态改变了，则惯性大小随之变化
C．惯性是物体在匀速直线运动或静止时才表现出来的性质
D．由于子弹的速度越大，其杀伤力就越大，所以子弹的惯性大小与其速度大小有关
14.如图，一小孩用水平力推置于水平地面上的木箱，未推动，下列说法中正确的是()
A．木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力
B．小孩对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力
C．木箱对地面的压力就是木箱所受的重力
D．木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
15.物体A被一根轻弹簧悬于天花板下，画出重物和弹簧的受力图如图所示．关于F1、F2、F3、F4这四个力，下列说法正确的是()
A．F1的反作用力是F4
B．F2的反作用力是F3
C．F1与F2是一对作用力与反作用力
D．F3的施力者是物体A
二、填空题(共3小题)
16.下列给出的关系式中，l是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量的单位都是国际单位制单位．试判断下列表达式的单位，并指出单位所对应的物理量的名称．
(1)单位：________物理量名称：________.
(2)单位：________物理量名称：________.
(3)m单位：________物理量名称：________.
17.如图所示，M为细绳，P、Q为两轻质弹簧，A、B、C三小球质量之比为1∶2∶3，在剪断细绳M的瞬间，三球的瞬间加速度a1＝________，方向________，aB＝________，方向________，aC＝________.(设置重力加速度大小为g)
18.如图所示，与水平面成θ角的皮带传送机，把质量为m的货箱放到向上传送的皮带上，皮带的运转是匀速的，皮带与货箱间的动摩擦因数为μ，货箱从底端放上皮带时的速度为零，到达顶端前已经和皮带相对静止，货箱与皮带间相对运动阶段，货箱受到的摩擦力大小为________；货箱与皮带间相对静止后受到的摩擦力大小为________．
三、实验题(共3小题)
19.用如图所示的装置探究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：
A．用天平称出小车和小桶及其内部所装沙子的质量
B．按图安装好实验器材
C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶
D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量
E．保持小桶及其内部所装沙子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验
F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值
G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在实验步骤________之后．
(2)在上述步骤中，有错误的是________，应把________改为________．
(3)在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为________．
20.某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示．
甲
乙
丙
(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度a为________m/s2;
(2)该实验小组以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F为横轴，作出的图象如丙图中图线1所示，发现图象不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力F′，作a－F′图如丙图中图线2所示，则图象不过原点的原因是____________，对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是____________；
(3)该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F和传感器测
得的F′为横轴作图象，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案：________________________________________________________________________.
21.某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”，他的操作步骤如下：∶将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上，∶将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处，∶将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处，∶用重力为F 的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，使滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t，∶改变钩码个数，使滑块每次从同一位置A由静止释放，重复上述实验．记录的数据及相关计算如下表：
(1)若已知遮光条的宽度d＝1.050 cm；，第一次测量中小车经过光电门时的速度为________m/s.(保留两位有效数字)
(2)实验中遮光条到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为t，可推导出滑块的加速度a与t的关系式为________．
(3)本实验为了研究加速度a与外力F的关系，只要作出________的关系图象，请作出该图线．
(4)根据作出的图象，判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是______________________．
四、计算题(共3小题)
22.如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2.拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1>F2.试求在两个物块运动过程中轻线的拉力F T的大小．
23.如图所示，质量M＝4 kg的木板长为L＝4 m，静止在光滑的水平地面上，其水平上表面左端静置一个质量m＝2 kg的小滑块(可视为质点)．小滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2.从某时刻开始，
用水平力F＝10 N一直向右拉滑块，使滑块从木板上掉下来．(g取10 m/s2)．
(1)该过程木板的位移；
(2)滑块离开木板时的速度；
(3)若在F＝10 N的情况下，能使小滑块恰好能从木板上掉下来，此力作用的最短时间．
24.一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)物块向上滑行的最大距离s；
(2)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ.
答案解析
1.【答案】C
【解析】对小球B分析知，F弹＝mg sin 30°＝mg，则弹簧的伸长量Δx＝＝，所以弹簧的原长为L－.故A错误；对整体分析，2mg sin 30°＝F cos 30°，解得F＝mg.故B错误；撤去恒力瞬间，弹簧的弹力不变，对A球，根据牛顿第二定律得，aA＝＝g，对B球，合
力为零，则B球的加速度为零．故C正确，D错误．
2.【答案】C
【解析】抽出木板前，木块1受重力和弹簧的支持力平衡，mg＝F N；木块2受重力、弹簧的压力和木板对它的支持力，三力平衡．在抽出木板后的瞬间，弹簧对木块1的支持力和对木块2的压力并未改变．木块1受重力和支持力，mg＝F N，a1＝0，木块2受重力和压力，根据牛顿第二定律a2＝＝g，C正确．
3.【答案】A
【解析】当木块所受的摩擦力最大时加速度最大，力F最大，对木块分析可得2F f－Mg＝Ma，对夹子和木块两个物体的整体进行分析可得F－(M＋m)g＝(M＋m)a，联立两式可求得F＝，A项正确．
4.【答案】C
【解析】开始两弹簧测力计的示数均为15 N，当弹簧测力计甲的示数为10 N时，弹簧测力计乙的示数将增为20 N，对物块在水平方向上应用牛顿第二运动定律得：20 N－10 N＝2a得：a＝5 m/s2，故C正确．
5.【答案】D
【解析】0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向始终向右，且大小不变，故A错误；t2～t3小物块做匀速直线运动，此时受力平衡，小物块不受摩擦力作用，故B错误；在0～t1时间内小物块向左减速，受向右的摩擦力作用，在t1～t2时间内小物块向右加速运动，受到向右的摩擦力作用，t1时刻小物块向左运动到速度为零，离A处的距离达到最大，故C错误；t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，则知t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故D正确．6.【答案】D
【解析】在国际单位制中的三个力学基本物理量是长度、质量、时间，故可用仪器米尺、天平、秒表来测量，D正确．
7.【答案】C
【解析】衡量惯性大小的唯一标准就是质量，质量越大，惯性越大，与物体的运动状态、所处的空间位置无关，故A、B错误，C正确；惯性是物体保持原来状态的性质，惯性大的物体运动状态不容易改变，惯性小的物体运动状态容易改变，故D错误．
8.【答案】A
【解析】电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，所以A正确；磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，竖直方向的加速度不变，对地面的压力不变，所以B错误；被推出的铅球在空中运动的过程中加速度的方向向下，处于完全失重状态，故C错误；电梯匀速下降时，在电梯中的乘客处于平衡状态，故选项D错误．
9.【答案】C
【解析】对物块1，由牛顿第二运动定律得：F cos 60°－F f＝ma1，即－μ(mg－F sin 60°)＝ma1
对物块2，由牛顿第二运动定律得F cos 60°－F f′＝ma2，即－μ(mg＋F sin 60°)＝ma2
对物块3，由牛顿第二运动定律得F－F f″＝ma3，即－μmg＝ma3
比较得a1>a3>a2.
10.【答案】C
【解析】新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等于加速度的变化量与时间的比值，而加速度的单位是m/s2，
所以新物理量的单位应该是m/s3，所以C正确．
11.【答案】C
【解析】据题意，正、反顶夸克之间强相互作用势能公式为：E p＝－K，由于αs无单位，r是正、反顶夸克之间的距离，K是与单位制有关的常数，则在国际单位制中常数K由公式K＝－可得
K的单位是J·m，故选项C正确．
12.【答案】D
【解析】撤消大小为10 N的力，其余的力保持不变，物体受到的合力为10 N，则a＝＝＝
5 m/s2，所以D正确．
13.【答案】A
【解析】物体在任何状态下均有惯性，并且物体的惯性大小只与质量有关，和物体的速度无关，A 正确，B、C、D错误．
14.【答案】A
【解析】木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，故A正确，D错误；
木箱受重力、支持力、推力和静摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，推力和静摩擦力也是一对平衡力，故B错误；压力与重力等大、同向，但性质不同，不是同一个力，故C错误．
15.【答案】D
【解析】F1是指弹簧对重物A的拉力，F3是指重物A对弹簧的拉力，F4是指天花板对弹簧的拉力，F2为重物A的重力．则F1的反作用力是F3，F2的反作用力是物体对地球的引力，F3的施力者是物体A，D正确．
16.【答案】(1)s时间(2)m/s2加速度(3)N力
【解析】(1)＝＝1 s，单位为：s
物理量为：时间．
(2)＝1 m/s2，单位为：m/s2
物理量为：加速度．
(3)1 kg·＝1 kg·m/s2＝1 N，单位为：N
物理量为：力．
17.【答案】5g竖直向上 2.5g竖直向下0
【解析】剪断M瞬间FP′＝GA＋GB＋GC＝6mg
绳M的拉力FM′＝0
对A，由牛顿第二定律得a＝＝5g，方向竖直向上．
对B，a＝＝＝2.5g，方向竖直向下
对C，aC＝＝0.
18.【答案】μmg cosθmg sinθ
【解析】货箱与皮带间相对运动阶段，货箱受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为：F f＝μF N＝μmg cosθ，
货箱与皮带间相对静止后受到的摩擦力为静摩擦力，大小与重力沿皮带向下的分量相同为：F f′＝mg sinθ
19.【答案】(1)平衡摩擦力B(2)D 6 V电压的蓄电池4～6 V交流电压的学生电源(3)G作a－M关系图象作a－关系图象
【解析】实验中把小桶及其内部所装沙子的重力看作与小车所受的拉力大小相等，实验中没有考虑摩擦力的作用，故漏掉的步骤为平衡摩擦力．电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工
作，必须接在4 V～6 V交流电压的学生电源上．作a－M关系图象，得到的是双曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改作a－关系图象．
20.【答案】(1)0.195
(2)未平衡摩擦力或平衡不足钩码的重力比细线的拉力大
(3)将n个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动．(其他答案也可以得分)
【解析】(1)根据Δx＝aT2，运用逐差法得：a＝＝m/s2＝0.195 m/s2.
(2)由图线可知，F不等于零时，a仍然为零，可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．力传感器可以直接得出绳子拉力的大小，用钩码的重力表示绳子的拉力，必须满足钩码的质量远小于小车的质量，否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力．所以对于图线上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，原因是钩码的质量未远小于小车的质量．
(3)要使两个图线基本重合，只要满足钩码的质量远小于小车的质量即可．
21.【答案】(1)0.37(2)a＝
(3)F－(4) 没有将气垫导轨调节水平
【解析】(1)第一次测量的速度：v＝≈0.37 m/s.
(2)由运动学公式得：v2＝2as
v＝则解得：a＝
(3)将a＝代入公式F＝ma得：
F＝m＝·
故作出F－图象即可；
利用描点法得出其图象如图所示：
(4)根据图象可知开始时刻拉力并不为零，这说明气垫导轨没有调水平．
22.【答案】
【解析】以两物块整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
F1－F2＝(m1＋m2)a∶
隔离物块m1，由牛顿第二定律得F1－F T＝m1a∶
由∶∶两式解得F T＝
23.【答案】(1)2 m(2)6 m/s(3)s
【解析】(1)由牛顿第二定律知滑块和木板加速度分别为
a1＝，a2＝
它们的位移关系为a1t2－a2t2＝L.
木板位移为：x2＝a2t2＝2 m.
(2)滑块速度为v＝a1t＝6 m/s
(3)设经过时间t1，撤掉F，又经过时间t2滑块恰好滑到木板的右端获得共同速度，由牛顿第二定律知撤掉F时滑块的加速度大小为a1′＝＝μg.
它们的速度关系为a1t1－a1′t2＝a2(t1＋t2)．
它们的位移关系为a1t＋a1t1t2－a1′t－a2(t1＋t2)2＝L，解得t1＝s.
24.【答案】(1)1 m(2)μ＝，θ＝30°
【解析】(1)由图象得物块上滑最大距离等于0～0.5 s内图象的“面积”大小，即有：
s＝×4×0.5 m＝1 m
(2)设物体在上滑过程和下滑过程加速度的大小分别为a1和a2，根据牛顿第二定律，对物块上滑过程有
mg sinθ＋μmg cosθ＝ma1∶
对物块下滑过程有
mg sinθ－μmg cosθ＝ma2∶
由图象得a1＝8 m/s2，a2＝2 m/s2
联立∶∶代入数据得：
μ＝，θ＝30°.。