步步高必修一物理第四章章末检测卷

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2019《步步高》高考物理一轮复习讲义：章末自测卷(第四章) Word版含解析

章末自测卷(第四章)(限时：45分钟)一、单项选择题1、关于物体的受力和运动,下列说法中正确的是()A、物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变B、物体做曲线运动时,某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向C、物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变D、做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用答案： D解析：物体在垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变,故A错误；物体做曲线运动时,某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向,而不是加速度方向,故B错误；物体受到变化的合力作用时,它的速度大小可以不改变,比如匀速圆周运动,故C错误；物体做曲线运动的条件：一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用,故D正确、2、(2017·辽宁师大附中期中)狗拉雪橇沿位于平面内的圆弧形道路匀速行驶,以下给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的示意图(图中O为圆心)中正确的是()答案： C解析：题图A中,F f与F的合力不指向圆心,没有力提供向心力,A错误；题图B中,雪橇受到的滑动摩擦力不应指向圆心,应与速度方向相反,B错误；题图C、D中,雪橇受到向后的滑动摩擦力,牵引力与滑动摩擦力的合力指向圆心,牵引力偏向圆弧的内侧,C正确,D错误、3、如图1所示,在足够长的斜面上的A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为t1；若将此球改用2v0抛出,落到斜面上所用时间为t2,则t1与t2之比为()图1 A、1∶1 B、1∶2 C、1∶3 D、1∶4 答案： B解析：斜面倾角的正切值tan θ＝yx＝12gt2v0t＝gt2v0,则运动的时间t＝2v0tan θg,可知运动的时间与平抛运动的初速度有关,初速度变为原来的2倍,则运动时间变为原来的2倍,所以时间之比为1∶2,B正确、4、(2018·湖南衡阳调研)两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是() A、质量大的天体线速度较大B、质量小的天体角速度较大C、两个天体的向心力大小相等D、若在圆心处放一个质点,它受到的合力为零答案： C5、如图2所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点O的上方h处固定细绳的一端,细绳的另一端拴接一质量为m的小球B,绳长AB＝l>h,小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动、要使球不离开水平面,转动轴的转速n的最大值是()图2A 、12πg hB 、πghC 、12πg lD 、2πlg答案： A解析：对小球,在水平方向有F T sin θ＝mω2R ＝4π2mn 2R ,在竖直方向有F T cos θ＋F N ＝mg ,且R ＝h tan θ,当球即将离开水平面时,F N ＝0,转速n有最大值,联立解得n ＝12πg h ,则A 正确、6、(2018·吉林公主岭模拟)飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,此时座位对飞行员的支持力大于其所受的重力,这种现象叫过荷、过荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚至昏厥、受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力大小的支持力影响、g 取10 m/s 2,则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100 m/s 时,圆弧轨道的最小半径为( )A 、100 mB 、111 mC 、125 mD 、250 m答案： C解析：在飞机经过最低点时,对飞行员受力分析：受重力mg 和支持力F N ,两者的合力提供向心力,由题意,F N ＝9mg 时,圆弧轨道半径最小,由牛顿第二定律列出：F N －mg ＝m v 2R min ,则得：8mg ＝m v 2R min,联立解得：R min ＝v 28g ＝10028×10m ＝125 m,故C 正确、 7、假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4 200 km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动,地球半径约为6 400 km,地球同步卫星距地面高为36 000 km,宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运行,每当二者相距最近时,宇宙飞船就向同步卫星发射信号,然后再由同步卫星将信号送到地面接收站、某时刻二者相距最远,从此刻开始,在一昼夜的时间内,接收站共接收到信号的次数为(忽略从宇宙飞船向同步卫星发射信号到地面接收站接收信号所用的时间)( )A 、4次B 、6次C 、7次D 、8次答案： C解析：对飞船,G Mm (R ＋h 1)2＝m 4π2T 21(R ＋h 1),对同步卫星,G Mm ′(R ＋h 2)2＝m ′4π2T 22(R ＋h 2),由于同步卫星的运行周期为T 2＝24 h,可求出载人宇宙飞船的运行周期T 1＝3 h,因此飞船一昼夜内绕地球8圈,比同步卫星多运动了7圈,因此相遇7次,接收站共接收到7次信号,C 正确,A 、B 、D 错误、8、一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上,已知万有引力常量为G ,星球密度为ρ,若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零,则星球自转的角速度为( )A 、43ρG π B 、3πρGC 、ρG πD 、3πρG答案： A二、多项选择题 9、(2018·河南郑州质检)暗物质是二十一世纪物理学之谜,对该问题的研究可能带来一场物理学的革命、为了探测暗物质,我国曾成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星、已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t (t 小于其运动周期),运动的弧长为s ,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G ,则下列说法中正确的是( )A 、“悟空”的线速度大于第一宇宙速度B 、“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度C 、“悟空”的环绕周期为2πt βD 、“悟空”的质量为s 3GT 2β答案： BC解析：第一宇宙速度为卫星的最大环绕速度,“悟空”的线速度不会大于第一宇宙速度,A 错误；根据万有引力提供向心力得a ＝G M r 2,可知半径小的向心加速度大,则“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度,B 正确；“悟空”运动的角速度为ω＝βt ,周期T ＝2πt β,C正确；“悟空”为绕行天体,不能计算其质量,D 错误、10、如图3所示,两个水平圆盘的半径分别为R 、2R ,小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑地一起转动、质量为m 的小物块甲放置在大圆盘上距离转轴为R 处,质量为2m 的小物块乙放置在小圆盘的边缘处,它们与盘面间的动摩擦因数相同、当小圆盘以角速度ω转动时,两物块均相对圆盘静止、下列说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图3A 、小物块甲受到的摩擦力大小为14mω2RB 、两物块的线速度大小相等C 、在角速度ω逐渐增大的过程中,小物块甲先滑动D 、在角速度ω逐渐减小的过程中,摩擦力对两物块做负功答案： AD11、我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的模拟实验活动、假设王跃登陆火星后,测得火星的半径是地球半径的12,质量是地球质量的19、已知地球表面的重力加速度是g ,地球的半径为R ,王跃在地球表面上能向上竖直跳起的最大高度是h ,忽略自转的影响,下列说法正确的是( )A 、火星的密度为2g 3πGRB 、火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等C 、火星表面的重力加速度是4g 9D 、王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后,能达到的最大高度是9h 4答案： ACD解析：由G Mm R 2＝mg ,得g ＝GM R 2,已知火星半径是地球半径的12,质量是地球质量的19,则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的49,即为49g ,选项C 正确；设火星质量为M ′,由万有引力等于重力可得：G M ′m R ′2＝mg ′,解得：M ′＝gR 29G ,密度为：ρ＝M ′V ＝2g 3πGR ,选项A 正确；由G Mm R 2＝m v 2R ,得v ＝GMR ,火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的23倍,选项B 错误；王跃以v 0在地球上起跳时,根据竖直上抛的运动规律得出跳起的最大高度是：h ＝v 202g ,由于火星表面的重力加速度是49g ,王跃以相同的初速度在火星上起跳时,可跳的最大高度h ′＝94h ,故D正确、三、非选择题12、在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图4所示、P 是个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒、高度为h 的探测屏AB 竖直放置,离P 点的水平距离为L ,上端A 与P 点的高度差也为h 、图4(1)若微粒打在探测屏AB 的中点,求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围；(3)若打在探测屏A 、B 两点的微粒的动能相等,求L 与h 的关系、答案： (1)3h g (2)L2g h ≤v ≤L g2h (3)L ＝22h解析： (1)打在AB 中点的微粒 32h ＝12gt2 ①解得t ＝3hg② (2)打在B 点的微粒 v 1＝L t 1；2h ＝12gt 12③解得v 1＝L 2gh ④ 同理,打在A 点的微粒初速度v 2＝L g2h⑤ 则能被屏探测到的微粒的初速度范围为L 2gh ≤v ≤L g2h⑥(3)由能量关系可得12m v 22＋mgh ＝12m v 12＋2mgh⑦联立④⑤⑦式得L ＝22h 、。

步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：第4章曲线运动万有引力与航天章末

第四章章末检测1．一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落，下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动，站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是图中的( )解析开始时小球相对观察者是做自由落体运动，当车突然加速时，等效成小球相对汽车向左突然加速，刚开始加速时，水平方向的相对速度较小，随着时间的延长，水平方向的相对速度逐渐增大，故观察者看到的小球的运动轨迹应该是C 图。

答案C2．中国女排享誉世界排坛，曾经取得辉煌的成就．如图1所示，在某次比赛中，我国女排名将冯坤将排球从底线A 点的正上方以某一速度水平发出，排球正好擦着球网落在对方底线的B 点上，且AB 平行于边界CD .已知网高为h ，球场的长度为s ，不计空气阻力且排球可看成质点，则排球被发出时，击球点的高度H 和水平初速度v 分别为( )．图1A ．H ＝43hB ．H ＝32hC ．v ＝s 3h 3ghD ．v ＝s 4h 6gh 解析由平抛知识可知12gt 2＝H ，H －h ＝12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22得H ＝43h ，A 正确、B 错误．由v t ＝s ，得v ＝s 4h 6gh ，D 正确、C 错误．答案 AD3．“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图2所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动．若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H ，侧壁倾斜角度α不变，则下列说法中正确的是( )．图2A ．摩托车做圆周运动的H 越高，向心力越大B ．摩托车做圆周运动的H 越高，线速度越大C ．摩托车做圆周运动的H 越高，向心力做功越多D ．摩托车对侧壁的压力随高度H 变大而减小解析经分析可知摩托车做匀速圆周运动的向心力由重力及侧壁对摩托车弹力的合力提供，由力的合成知其大小不随H 的变化而变化，A 错误；因摩托车和演员整体做匀速圆周运动，所受合外力提供向心力，即F 合＝m v 2r ，随H 的增高，r 增大，线速度增大，B 正确；向心力与速度方向一直垂直，不做功，C 错误；由力的合成与分解知识知摩托车对侧壁的压力恒定不变，D 错误．答案 B4．如图所示，一小钢球从平台上的A 处以速度v 0水平飞出．经t 0时间落在山坡上B 处，此时速度方向恰好沿斜坡向下，接着小钢球从B 处沿直线自由滑下，又经t 0时间到达坡上的C 处．斜坡BC 与水平面夹角为30°，不计摩擦阻力和空气阻力，则小钢球从A 到C 的过程中水平、竖直两方向的分速度v x 、v y 随时间变化的图像是( )解析小钢球从A 到C 的过程中水平方向的分速度vx ，先是匀速直线运动，后是匀加速直线运动，A 、B 错误；小钢球从A 到C 的过程中竖直方向的分速度vy ，显示加速度为g 的匀加速直线运动，后是加速度为g/4的匀加速直线运动，C 错误、D 正确。

人教版高一物理必修一第四章检测题含答案

人教版高一物理必修一第四章检测题含答案(1)(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--物理必修一第四章一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．1．下述力、加速度、速度三者的关系中，正确的是（）A ．合外力发生改变的一瞬间，物体的加速度立即发生改变B ．合外力一旦变小，物体的速度一定也立即变小C ．合外力逐渐变小，物体的速度可能变小，也可能变大D ．多个力作用在物体上，只改变其中一个力，则物体的加速度一定改变 2．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外谷有瘪粒，为了将它们分离，农村的农民常用一种叫“风谷”的农具即扬场机分选，如图所示，它的分选原理是（） A ．小石子质量最大，空气阻力最小，飞的最远 B ．空气阻力对质量不同的物体影响不同C ．瘪谷粒和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞的最远D ．空气阻力使它们的速度变化不同3．跳伞运动员从静止在空中的直升飞机上下落，在打开降落伞之前做自由落体运动，打开降落伞之后做匀速直线运动。

则描述跳伞运动员的v -t 图象是下图中的（）4．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。

无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。

一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。

那么下列说法中正确的是（）A ．顾客始终受到三个力的作用B ．顾客始终处于超重状态C ．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D ．顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下5．如图所示，一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m =15㎏的重物，重物静止于地面上，有一质量 m =10㎏的猴子，从绳子的另一端沿绳子向上爬.在重物不离开地面条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g =10m/s 2）（）A ．25m/s 2votvotvotvoABDCB ．5m/s 2C ．10m/s 2D ．15m/s 26．物块A 1、A 2、B 1和B 2的质量均为m ，A 1、A 2用刚性轻杆连接，B 1、B 2用轻质弹簧连结。

21-22版：章末检测试卷(第四章)（步步高）

8.(2020·福建漳州八校联考)如图6甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑
固定斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按
图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的
比值，力F沿斜面向上为正).则物体运动的
速度v随时间t变化的规律是下列选项图中
的(物体的初速度为零，重力加速度g取10 m/s2)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
5.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是
加速度计，加速度计构造原理的示意图如图3所示，沿导弹长度方向安装的固
定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与处于原长的劲度系数均为k的
弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连，滑块上有指针，可通过标尺测出滑
√A.人在沿直线匀速前进的车厢内竖直向上跳起后，将落在车厢内的起跳点
B.两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受的力越大，运动速度越大 C.汽车刹车时，速度大难以刹停，速度小容易刹停，这说明物体的速度越大，
惯性越大 D.一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明运动需要
力来维持
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
做匀速运动，k×40＝mg
①
mg－k×5＝ma
②
由①②得：a＝8.75 m/s2.B、D正确.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
11.(2020·宜昌市部分示范高中高一上学期期末)如图8甲所示，在粗糙水
平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度－时间

2014《步步高》物理大一轮复习讲义第04章章末限时练

(满分：100分时间：45分钟)一、单项选择题(每小题5分，共15分)1．一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落，下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动，站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是图中的( )答案 C解析开始时小球相对观察者是做自由落体运动，当车突然加速时，等效成小球相对汽车向左突然加速，刚开始加速时，水平方向的相对速度较小，随着时间的延长，水平方向的相对速度逐渐增大，故观察者看到小球的运动轨迹应该是C 图．2． (2012·安徽理综·14)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km ，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )A ．“天宫一号”比“神舟八号”速度大B ．“天宫一号”比“神舟八号”周期长C ．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D ．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大答案 B解析由题知“天宫一号”运行的轨道半径r 1大于“神舟八号”运行的轨道半径r 2，天体运行时由万有引力提供向心力．根据G Mmr 2＝m v 2r，得v ＝GMr.因为r 1>r 2，故“天宫一号”的运行速度较小，选项A 错误；根据G Mm r 2＝m (2πT )2r 得T ＝2πr 3GM，故“天宫一号”的运行周期较长，选项B 正确；根据G Mmr2＝mω2r ，得ω＝GMr 3，故“天宫一号”的角速度较小，选项C 错误；根据G Mm r 2＝ma ，得a ＝GMr 2，故“天宫一号”的加速度较小，选项D 错误．3．到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星，并发回了大量数据．如果已知万有引力常量为G ，根据下列测量数据，能够得出火星密度的是( )A ．发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r 和卫星的周期TB ．测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径rC ．发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的速度vD ．发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的角速度ω 答案 D解析 A 项中只能测出火星的质量；B 项能测出太阳的质量，在C 、D 项中由T ＝2πω和ρ＝3πGT2知，C 错，D 对．二、多项选择题(每小题8分，共40分)4. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐项目之一．如图1所示，某人从高出水平地面h 的坡上水平击出一个质量为m 的球，由于恒定的水平风力的作用，球竖直地落入距击球点水平距离为L 的A 穴．则( )图1A ．球被击出后做平抛运动B ．球从被击出到落入A 穴所用的时间为 2h gC ．球被击出时的初速度大小为L2g hD ．球被击出后受到的水平风力的大小为mgh /L 答案 BC解析在竖直方向上h ＝12gt 2，所以t ＝2hg，在水平方向上，在时间t 内速度由v 0减至零，有v 0＝at ，且v 02t ＝L ，所以v 0＝L2g h ，a ＝gL h ，水平风力F ＝ma ＝mgL h，因此选项A 、D 错误，B 、C 正确．5. 在杂技表演中，猴子由静止开始沿竖直杆向上做加速度为a 的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v 0水平匀速移动，经过时间t ，猴子沿杆向上移动的高度为h ，人顶杆沿水平地面移动的距离为x ，如图2所示．关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是( )图2A ．相对地面的运动轨迹为直线B ．相对地面做匀加速曲线运动C ．t 时刻猴子对地的速度大小为v 0＋atD ．t 时间内猴子对地的位移大小为x 2＋h 2 答案 BD解析猴子在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀加速直线运动，合力在竖直方向上，与合初速度不共线，所以相对地面做匀加速曲线运动，A 项错，B 项对；合位移为x 合＝x 2＋h 2，D 项对；t 时刻v ＝v 20＋(at )2，C 项错．6．以速度v 0水平抛出一小球后，不计空气阻力，某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是( )A ．此时小球的竖直分速度大小大于水平分速度大小B ．此时小球速度的方向与位移的方向相同C ．此时小球速度的方向与水平方向成45°角D ．从抛出到此时，小球运动的时间为2v 0g答案 AD解析平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动： x ＝v 0t竖直方向的自由落体运动： y ＝12gt 2，v y ＝gt ，tan α＝yx ，tan θ＝v y v 0 联立得：tan θ＝2tan α，t ＝2v 0g所以v y ＝2v 0，故B 、C 错误，A 、D 正确．7. 探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图3所示．若卫星的质量为m ，远月点Q 距月球表面的高度为h ，运行到Q 点时它的角速度为ω，加速度为a ，月球的质量为M 、半径为R ，月球表面的重力加速度为g ，引力常量为G ，则卫星在远月点Q 时对月球的万有引力大小为( )图3A ．maB ．G Mm R 2C.mgR 2(R ＋h )2D ．m (R ＋h )ω2答案 AC解析由F 万＝ma 知A 项正确，B 项中的R 不是Q 点到月心的距离，B 项错误；在Q 点，F 万＝GMm (R ＋h )2，而GM ＝gR 2，所以F 万＝mgR 2(R ＋h )2，C 项正确；由于Q 点是椭圆轨道的端点，不能用圆轨道的向心力公式m (R ＋h )ω2来求Q 点的万有引力，D 项错误． 8．如图4所示，长为l 的细绳一端固定在O 点，另一端拴住一个小球，在O 点的正下方与O 点相距l2的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子的瞬间，下列说法正确的是( )图4A ．小球的线速度不发生突变B ．小球的角速度不发生突变C ．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D ．绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍答案 AC解析由于惯性，小球的线速度不会发生突变，但由于继续做圆周运动的半径减小为原来的一半，则角速度ω＝v r 增为原来的2倍；向心加速度a ＝v 2r 也增为原来的2倍；对小球受力分析，由牛顿第二定律得F T －mg ＝m v 2r ，即F T ＝mg ＋m v 2r ，r 减为原来的一半，拉力增大，但不到原来的两倍．三、非选择题(共45分)9． (12分)已知地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，不考虑地球自转的影响．(1)推导第一宇宙速度v 1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h ，求卫星的运行周期T 的表达式．答案 (1)v 1＝gR (2)T ＝2πR(R ＋h )3g解析 (1)设卫星的质量为m ，地球的质量为M ，地球表面处的某物体质量为m ′ 不考虑地球自转的影响，在地球表面附近满足G Mm ′R 2＝m ′g则GM ＝R 2g ①卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力则m v 21R ＝G Mm R2②将①式代入②式得v 1＝gR(2)由①式可知，卫星受到的万有引力为 F ＝G Mm (R ＋h )2＝mgR 2(R ＋h )2③由牛顿第二定律得F ＝m 4π2T 2(R ＋h )④③④式联立解得T ＝2πR(R ＋h )3g10．(15分)在一足够长的倾角为θ＝37°的光滑斜面顶端，由静止释放小球A ，经过时间t 后，仍在斜面顶端水平抛出另一小球B ，为使抛出的小球B 能够刚好击中小球A ，小球B 应以多大速度抛出？(已知重力加速度为g .sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 答案 gt解析设B 球平抛后经时间t 1落到斜面上其水平位移为x ＝v t 1① 其竖直位移为y ＝12gt 21②考虑到斜面倾角有y ＝x tan θ③ 根据①②③式可得t 1＝2v tan θg ＝3v2g ④B 球位移为s ＝xcos θ＝v t 1cos θ＝15v 28g⑤而在这段时间内A 球总位移为l ＝12g sin θ(t 1＋t )2⑥因为两球相碰，则s ＝l ⑦由⑤⑥⑦可得v ＝gt11．(18分) 如图5所示，半径R ＝0.2 m 的光滑四分之一圆轨道MN 竖直固定放置，末端N与一长L ＝0.8 m 的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮(轮半径很小)做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v 0运动．传送带离地面的高度h ＝1.25 m ，其右侧地面上有一直径D ＝0.5 m 的圆形洞，洞口最左端的A 点离传送带右端的水平距离s ＝1 m ，B 点在洞口的最右端．现使质量为m ＝0.5 kg 的小物块从M 点由静止开始释放，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数μ＝0.5，g 取10 m/s 2.求：图5(1)小物块到达圆轨道末端N 时对轨道的压力； (2)若v 0＝3 m/s ，求小物块在传送带上运动的时间； (3)若要使小物块能落入洞中，求v 0应满足的条件．答案 (1)15 N ，方向竖直向下 (2)0.3 s (3)2 m/s<v 0<3 m/s解析 (1)设小物块滑到圆轨道末端时速度为v 1，根据机械能守恒定律得：mgR ＝12m v 21设小物块在轨道末端所受支持力的大小为F N ，据牛顿第二定律得：F N －mg ＝m v 21R联立以上两式代入数据得：F N ＝15 N根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力为15 N ，方向竖直向下． (2)小物块在传送带上加速运动时，由μmg ＝ma ，得 a ＝μg ＝5 m/s 2加速到与传送带达到共同速度所需要的时间 t 1＝v 0－v 1a ＝0.2 s ，位移x ＝v 1＋v 02t 1＝0.5 m 匀速运动的时间t 2＝L －x v 0＝0.1 s故小物块在传送带上运动的时间t ＝t 1＋t 2＝0.3 s (3)小物块从传送带右端做平抛运动，有h ＝12gt 2恰好落在A 点s ＝v 2t ，得v 2＝2 m/s 恰好落在B 点D ＋s ＝v 3t ，得v 3＝3 m/s故v0应满足的条件是2 m/s<v0<3 m/s。

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唐玲高中物理学习材料唐玲收集整理第四章物体的平衡本章知能检测建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共60分）1． (单选)如图4-3-1所示，放在水平桌面上的木块受到，，两水平推力作用而静止，若撤去，则物体在水平方向上受到的合力为（）图4-3-1A.0 NB.3 N ，向左C.2 N ，向右D.8 N ，向左2． (单选)如图4-3-2所示，质量为的两个球、固定在横杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，杆的长度等于碗的半径，当杆与碗的竖直半径垂直时，两球刚好能平衡，则杆的作用力为（） A. B. C.D.3． (单选)三段不可伸长的细绳、、，能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图4-3-3所示，其中是水平的，端、端都固定，若逐渐增加端所挂物体的质量，则最先断的绳（） A.必定是 B.必定是 C.必定是D.可能是，也可能是4． (单选)如图4-3-4所示，物体静止于光滑的水平面上，力作用于物体的重心点，现要使合力沿着方向，那么，必须同时再加一个力，这个力的最小值是（） A. B. C.D.5． (单选)如图4-3-5所示，在倾角为的固定光滑斜面上，质量为的物体受外力和的作用，的方向水平向右，的方向竖直向上.若物体静止在斜面上，则下列关系正确的是（）， D.，6． (多选)如图4-3-6所示，某人在岸边用绳牵引船匀速靠岸的过程中，若水对船的阻力不变，则（）A.绳子拉力不断增大图4-3-2图4-3-4唐玲B.绳子拉力始终不变C.船受到的浮力不断减小D.船受到的合力不断减小7． (单选)如图4-3-7所示，是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆一端通过铰链固定在点，另一端悬挂一重力为的重物，且端系有一根轻绳并绕过定滑轮，用力拉绳，开始时∠＞90°，现使∠缓慢变小，直到杆接近竖直杆.此过程中，杆所受的力（） A.大小不变 B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小8． (单选)如图4-3-8所示，倾角为的斜面体置于水平面上，物体置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体相连接，连接物体的一段细绳与斜面平行，物体、和斜面都处于静止状态，则（）图4-3-7A.物体受到斜面体的摩擦力一定不为0B.斜面体受到水平面的摩擦力一定为0C.水平面对斜面体的支持力与物体和斜面体的总重力大小相等D.若将细绳剪断，物体依然静止在斜面上，则水平面给斜面体的摩擦力为09． (单选)两个相同的小球和，质量均为，用长度相同的两根细线把、两球悬挂在水平天花板上的同一点，并用长度相同的细线连接、两小球；然后，用一水平方向的力作用在小球上，此时三根细线均处于直线状态，且细线恰好处于竖直方向，如图4-3-9所示.如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则力的大小为（）A.0B.C.D.10. (单选)如图4-3-10所示，重的物体A 放在倾角为37的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm 、劲度系数为800 N/m 的弹簧，其一端固定在斜面顶端，另一端连接物体A 后，弹簧长度为14 cm ，现用一测力计沿斜面向下拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为20 N ，当弹簧的长度仍为14 cm时，测力计的读数不可能为( ) A.10 N B.20 N C.40 ND.0 N二、填空题（本题包括2小题，每空2分，共8分，请将正确的答案填到横线上）11．如图4-3-11所示，用细绳悬挂在天花板下重60 N的小球，在水平弹簧的拉力作用下偏离了竖直方向=30°角，则弹簧对小球的拉力为；若此弹簧的劲度系数为100 N/m ，则弹簧的形变量为 m. 12．如图4-3-12所示，重力为的物体与竖直墙壁间的动摩擦因数0.4，若用斜向上N 的推力托住物体，使物体处于平衡状态，这时物体受到的摩擦力是；要使物体匀速下滑，推力的大小应变为 .（sin 37°0.6，cos 37°0.8）三、计算题（本题包括4小题，解答要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，共32分） 13．（8分）如图4-3-13所示，已知物体重60 N ，、均处于静止状态，与相连的绳水平，绳与水平方向成37°角，绳上的拉力为15 N ，各绳均为轻绳，sin 37°，cos 37°.求：（1）物体受到的摩擦力为多大？（2）物体重力为多大？图4-3-5图4-3-6图4-3-11图4-3-12 图4-3-9图4-3-1314．（8分）如图4-3-14所示，原长分别为和，劲度系数分别为和的轻弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为的物体，最下端挂着质量为的另一物体，整个装置处于静止状态.求：（1）这时两弹簧的总长度多大？（2）若用一个质量为的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，这时平板对物体的支持力多大?图4-3-1415．（8分）如图4-3-15所示，质量为的楔形物块静止在水平地面上，其斜面的倾角为.斜面上有一质量为的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑.在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止.求：（1）斜面对小物块的支持力和摩擦力；（2）地面对楔形物块的支持力和摩擦力.图4-3-1516．（8分）一物体置于粗糙的斜面上，给物体施加一个平行于斜面向上的力，当此力为100 N时物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜面向下时，物体恰能沿斜面向下匀速运动，求施加此力前，物体在斜面上受到的摩擦力为多大？唐玲唐玲本章知能检测参考答案一、选择题1. A 解析：木块原来处于静止状态，则所受摩擦力为静摩擦力，取向右为正方向，由平衡条件得，得静摩擦力 N ，向左，撤去后，使木块产生向左的运动趋势，由于 N ，故木块仍静止，故此时物体在水平方向上受到的合力为0 N （此时静摩擦力 N ，向右与平衡）.2.A 解析：由已知条件知，、间的杆一定水平，对其中一个小球受力分析，由共点力的平衡知识可得，杆的作用力为tan 30°，故选项A 正确.3.A 解析：取结点为研究对象，受力情况如图4-3-16所示，由共点力平衡条件知轴方向：轴方向：又由于由以上三式得：，，，比较可知三力中为最大，故增大重物质量时最先拉断的是绳，A 选项正确.4.A 解析：两分力与合力构成矢量三角形，过矢量端作的垂线即为的最小值5.B 解析：物体静止在斜面上应有，受力如图4-3-17所示，方向：，故A 错，B 对.方向：cossincos ，因，则，C 、D 都错.6.AC 解析：对船受力分析如图4-3-18所示，重力，浮力，绳拉力，水的阻力因为匀速，有cos ，，又不断增大，所以不断增大，不断减小，A 对，C 对.7.A 解析：对点进行受力分析，如图4-3-19所示，点受到三个力的作用，由于缓慢移动，所以，三个力一直处于平衡状态，则有两个力的合力与第三个力等大反向，它们组成，，则有，由于、、都不变，因此杆受到的力也不变.8.D 解析：若细绳对物体的拉力恰好与物体的重力沿斜面向下的分力相等，则物体与斜面体之间的摩擦力为0，选项A 错误；利用整体法判断，斜面体一定受到水平面向左的摩擦力，选项B 错误；同理，在竖直方向利用整体法判断，水平面对斜面体的支持力小于物体和斜面体的总重力，选项C 错误；利用整体法判断，剪断细绳后物体和斜面体系统在水平方向不受外力作用，选项D 正确. 9.C 解析：细线恰好处于竖直方向，说明球受力平衡，、球之间的绳拉力一定为零.再分析球的受力情况，即可解出该题答案.如图4-3-20所示，绳拉力、、重力，由几何关系和正交分解得，即，故C 正确.图4-3-16图4-3-17 图4-3-18 图4-3-19唐玲10.C 解析：A 在斜面上处于静止状态时合外力为零，A 在斜面上受五个力的作用，分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力F ，当摩擦力的方向沿斜面向上时, F ≤22 N ，当摩擦力沿斜面向下时，F 最小值为零，即拉力的取值范围为0≤F ≤22 N,故选C. 二、填空题11.20 0.35 解析：对球受力分析如图4-3-21所示，球受重力、细线的拉力、弹簧的弹力这三个力的作用处于平衡状态，这三个力的合力为零，其中、的合力与重力构成平衡力，根据直角三角形的边角关系得根据胡克定律， m ≈0.35 m.12.10 N 43.5 N 解析：对物体受力分析如图4-3-22所示，因为 sin 37°50.6 N0 N ＜所以物体静止但有下滑的趋势，静摩擦力方向向上，故有sin 37°， N.匀速下滑时，在垂直于墙壁方向有：cos 37°，沿墙壁方向有： sin 37°，解得43.5 N. 三、计算题13.（1）12 N （2）9 N 规范解：（1）以结点为研究对象，其受力情况如图4-3-23 所示.N ，因为结点处于静止状态，则在水平方向上，对绳的拉力在竖直方向上，对绳的拉力物体处于静止状态，故所受摩擦力为静摩擦力，大小为 .（2）物体处于静止状态，则重力大小 . 14.（1）（2）规范解：（1）弹簧受到的拉力等于物体和的重力之和，弹簧受到的拉力等于物体的重力由平衡条件得对物体、有:（）对物体有:所以两弹簧总长度为（2）因弹簧处于拉伸或原长时，弹簧都会受到向下的拉力而伸长，两弹簧的总长度会大于原长之和.所以弹簧必须处于压缩状态，弹簧则处于拉伸状态，且两弹簧形变量大小相等，这样才符合题意. 弹簧处于伸长状态，弹簧处于压缩状态，且形变量相等，设为. 分别对物体、受力分析如图4-3-24所示. 由平衡条件得对物体有:；对物体有:. 解得.15.（1）cos ，垂直斜面向上，沿斜面向下（2）（）sin ，竖直向上 cos ，水平向右规范解：（1）对小物块受力分析如图4-3-25所示，则平行于斜面方向上有：图4-3-20图4-3-21图4-3-22图4-3-23图4-3-24图4-3-25垂直于斜面方向上有：cos ，所以斜面对小物块的支持力大小为cos，方向垂直斜面向上；斜面对小物块的摩擦力大小为sin ，方向沿斜面向下.（2）因两个物体均处于平衡状态，故可以将两者看成一个整体来研究，受力分析如图4-3-26所示.在竖直方向上有sin()，在水平方向上有：cos所以，地面对楔形物块的支持力大小为（）sin，方向竖直向上；地面对楔形物块的摩擦力大小为cos，方向水平向右.16.40 N 解析：物体沿斜面向上运动时，对物体受力分析如图4-3-27所示.由共点力的平衡条件得轴：sin，轴：cos.又因为，物体沿斜面向下运动时，对物体受力分析如图4-3-28所示.由共点力的平衡条件得轴sin，轴：cos.又因为，，联立以上各式，得.代入数据得.当不施加此力时，物体受重力沿斜面向下的分力物体静止在斜面上，受到的静摩擦力为40 N.图4-3-26图4-3-27图4-3-28唐玲。

【新步步高】2016-2016学年高一物理人教版必修一学案与检测：第四章牛顿运动定律章末检测卷 Word版含解析

章末检测卷(四)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题给出的选项中只有一项符合题目要求．)1．在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是( )A ．亚里士多德、伽利略B ．伽利略、牛顿C ．伽利略、爱因斯坦D ．亚里士多德、牛顿答案 B2．关于惯性，下列说法正确的是( )A ．在宇宙飞船内，由于物体完全失重，所以物体的惯性消失B ．跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性C ．物体在月球上的惯性只是它在地球上的16D ．质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关答案 D解析物体的惯性只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处的位置无关，选项A 、B 、C 错误，选项D 正确．3．2013年6月11日，“神舟十号”载人飞船成功发射，设近地加速时，飞船以5g 的加速度匀加速上升，g 为重力加速度，则质量为m 的宇航员对飞船底部的压力为( )A ．6mgB ．5mgC ．4mgD ．mg答案 A解析对宇航员由牛顿第二定律得：F N －mg ＝ma ，得F N ＝6mg ，再由牛顿第三定律可判定A 项正确．4．轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm.若将重物向下拉1 cm 后放手，则重物在刚释放瞬间的加速度是( )A ．2.5 m /s 2B ．7.5 m/s 2C ．10 m /s 2D ．12.5 m/s 2解析设重物的质量为m，弹簧的劲度系数为k.平衡时：mg＝kx1，将重物向下拉1 cm，由牛顿第二定律得：k(x1＋x2)－mg＝ma，联立解得：a＝2.5 m/s2，选项A正确．5．如图1所示，小球系在细绳的一端，放在倾角为α的光滑斜面上，用力F将斜面在水平桌面上缓慢向左移动，使小球缓慢上升(最高点足够高)，那么在斜面运动的过程中，细绳的拉力将()图1A．先增大后减小B．先减小后增大C．一直增大D．一直减小答案 B解析小球受力如图所示，拉力F与支持力F N的合力与重力G等大、反向，且F N的方向不变，可见，在斜面缓慢向左运动时，绳的拉力F先减小后增大．6．如图2所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上．开始时小车处于静止状态．当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法中正确的是()图2A．小球处于超重状态，小车对地面压力大于系统总重力B．小球处于失重状态，小车对地面压力小于系统总重力C．弹簧测力计读数大于小球重力，但小球既不超重也不失重D．弹簧测力计读数大于小球重力，小车一定向右匀加速运动解析小球稳定在题图中虚线位置，则小球和小车有相同的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右匀加速运动，也可以向左匀减速运动，故C项正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题给出的选项中有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)7．物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的是()A．物体所受到静摩擦力的反作用力是物体对斜面的摩擦力B．物体所受重力沿垂直斜面方向的分力就是物体对斜面的压力C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D．物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力答案AD8．如图3所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个重物，电梯竖直方向匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10 m/s2)()图3A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2答案BC解析由电梯竖直方向做匀速直线运动时弹簧测力计的示数为10 N，可知重物的重力为10 N，质量为1 kg；当弹簧测力计的示数变为8 N时，则重物受到的合力为2 N，方向竖直向下，由牛顿第二定律得物体产生向下的加速度，大小为2 m/s2，因没有明确电梯的运动方向，故电梯可能向下加速，也可能向上减速，故选B、C.9．将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图4所示，则()图4A．上升、下降过程中加速度大小之比为11∶9B．上升、下降过程中加速度大小之比为10∶1C．物体所受的重力和空气阻力之比为9∶1D．物体所受的重力和空气阻力之比为10∶1答案AD解析上升、下降过程中加速度大小分别为：a上＝11 m/s2，a下＝9 m/s2，由牛顿第二定律得：mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，联立解得：mg∶F阻＝10∶1，A、D正确．10．如图5所示，一小球自空中自由落下，在与正下方的直立轻质弹簧接触直至速度为零的过程中，关于小球的运动状态，下列几种描述中正确的是()图5A．接触后，小球做减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方答案BD解析从小球下落到与弹簧接触开始，一直到把弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力与小球重力相等的位置是转折点，之前重力大于弹力，之后重力小于弹力，而随着小球向下运动，弹力越来越大，重力恒定，所以之前重力与弹力的合力越来越小，之后重力与弹力的合力越来越大，且反向(竖直向上)．由牛顿第二定律知，加速度的变化趋势和合力的变化趋势一样，而在此过程中速度方向一直向下．三、实验题(本题共2小题，共12分)11．(6分)如图6甲为某次实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D 、E 、F 、G 为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1 s ，A 与各点之间的距离如图甲所示，单位是cm ，纸带的加速度是________ m/s 2(结果保留3位有效数字)，在验证质量一定时加速度a 和合外力F 的关系时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a —F 图象，图线不过原点的原因是____________________________．图6答案 1.59 平衡摩擦力过度解析 a 的计算利用逐差法．a ＝x DE －x AB ＋x EF －x BC ＋x FG －x CD 9T 2＝x DE ＋x EF ＋x FG －(x AB ＋x BC ＋x CD )9T 2＝x AG －x AD －x AD 9T 2＝40.65－2×13.159×0.12×10－2 m/s 2 ≈1.59 m/s 212．(6分)某探究学习小组的同学们要验证牛顿运动定律，他们在实验室组装了一套如图7所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)．图7(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M ，挡光板的宽度l ，光电门1和2的中心距离为x .某次实验过程：力传感器的读数为F ，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t 1、t 2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g ，则该实验要验证的关系式是________________．答案 (1)等于不需要 (2)F ＝Ml 22x (1t 22－1t 21) 解析 (1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．(2)由于挡光板的宽度l 很小，故小车在光电门1处的速度v 1＝l t 1，在光电门2处的速度为v 2＝l t 2，由v 22－v 21＝2ax ，得a ＝v 22－v 212x ＝12x (l 2t 22－l 2t 21)．故验证的关系式为F ＝Ma ＝M 2x (l 2t 22－l 2t 21)＝Ml 22x(1t 22－1t 21)．四、计算题(本题共4小题，共44分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m 的高空静止下落，可以获得持续25 s 的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g 取10 m/s 2，试求：(1)飞船在失重状态下的加速度大小；(2)飞船在微重力状态中下落的距离．答案 (1)9.6 m/s 2 (2)3 000 m解析 (1)设飞船在失重状态下的加速度为a ，由牛顿第二定律得mg －F f ＝ma又F f ＝0.04mg即mg －0.04mg ＝ma解得a ＝9.6 m/s 2(2)由x ＝12at 2得 x ＝12×9.6×252 m ＝3 000 m. 14．(10分)在水平地面上有一个质量为4.0 kg 的物体，物体在水平拉力F 的作用下由静止开始运动.10 s后拉力大小减小为F3，并保持恒定．该物体的速度图象如图8所示(取g＝10m/s2)．求：图8(1)物体受到的水平拉力F的大小；(2)物体与地面间的动摩擦因数．答案(1)9 N(2)0.125解析(1)物体的运动分为两个过程，由题图可知两个过程的加速度分别为：a1＝1 m/s2，a2＝－0.5 m/s2物体受力分析如图甲、乙所示：甲乙对于两个过程，由牛顿第二定律得：F－F f＝ma1F3－F f＝ma2联立以上二式解得：F＝9 N，F f＝5 N(2)由滑动摩擦力公式得：F f＝μF N＝μmg解得μ＝0.12515．(10分)如图9所示，质量m＝1 kg的球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成30°角，球与杆之间的动摩擦因数μ＝36，球受到竖直向上的拉力F＝20 N，g＝10 m/s2，则：图9(1)球的加速度多大？(2)在力F 作用下，球从静止开始运动，经2 s 内的位移多大？答案 (1)2.5 m/s 2 (2)5 m解析 (1)球受到重力mg 、杆的支持力F N 、杆的摩擦力F f 和竖直向上的拉力F 四个力的作用(如图所示)，建立直角坐标系，则由牛顿第二定律得F sin 30°－mg sin 30°－F f ＝maF cos 30°＝mg cos 30°＋F NF f ＝μF N联立以上各式解得a ＝2.5 m/s 2.(2)由运动学公式x ＝12at 2，代入数据得：x ＝5 m. 16．(14分)如图10所示，质量为M ＝1 kg 的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量为m ＝0.5 kg 的小滑块(可视为质点)以v 0＝3 m /s 的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板向前滑动．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g 取10 m/s 2，木板足够长．求：图10(1)滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小和方向；(2)滑块在木板上滑动过程中，滑块相对于地面的加速度大小a ；(3)滑块与木板A 达到的共同速度的大小v .答案 (1)0.5 N ，方向向右 (2)1 m /s 2 (3)1 m/s解析 (1)滑块所受摩擦力为滑动摩擦力F f ＝μmg ＝0.5 N ，方向向左根据牛顿第三定律，滑块对木板的摩擦力方向向右，大小为0.5 N(2)由牛顿第二定律得：μmg ＝ma得出a ＝μg ＝1 m/s 2(3)木板的加速度a′＝mMμg＝0.5 m/s2设经过时间t，滑块和长木板达到共同速度v，则满足：对滑块：v＝v0－at对长木板：v＝a′t由以上两式得：滑块和长木板达到的共同速度v＝1 m/s。

高中物理人教版必修一同步练测：第四章章末检测

第四章章末检测建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1. 下列说法中正确的是( )A.没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现B.物体受力越大，运动得越快，这是符合牛顿第二定律的C.物体所受合外力为零，则速度一定为零，物体所受合外力不为零，则速度也一定不为零D.物体所受的合外力最大时，速度也可以为零，物体所受的合外力最小时，速度也可以最大2.(2012·长春模拟)一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是( )A.车速越大，它的惯性越大B.质量越大，它的惯性越大C.车速越大，刹车后滑行的路程越长D.车速越大，刹车后滑行的路程越短3. 从正在加速上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是( )A.物体向下做自由落体运动B.物体向上运动，加速度向上C.物体向上运动，加速度向下D.物体向上还是向下运动，要看物体离开气球时的速度4. 下列说法中正确的是( )A.甲物体受乙物体的作用，则乙物体一定同时受到甲物体的作用B.甲物体对乙物体的作用一定是作用力，而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力C.若把甲、乙两物体看成质点，则甲、乙两物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上D.若甲物体对乙物体的作用力竖直向上，则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上5. 如图1所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明( )A.电梯一定是在上升B.电梯一定是在下降C.电梯的加速度方向一定是向下D.乘客一定处于超重状态6. 如图2甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度随外力F变化的图象如图乙所示，根据图乙中所标出的数据可计算出( )图 2A.物体的质量为1 kgB.物体的质量为2 kgC.物体与水平面间的动摩擦因数为0.3D.物体与水平面间的动摩擦因数为0.57. 如图3甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为和(∶＝1∶2)的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同.当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为1.当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示)，弹簧的伸长量为2，则x1∶x2等于( )图 3A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.2∶38. (2012·南京模拟)如图4所示，质量为m的球置于斜面上，被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住.现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是( )图 4A.若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B.若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于D.斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值9. (2012·济宁模拟)如图5所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的弹簧的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止.现突然发现物体被弹簧拉动，则判定升降机的运动状态可能是( )图 1图 5A.加速上升B.加速下降C.减速上升D.减速下降10. 如图6所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力.以下说法正确的是()A.若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力B.若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对B均无压力C.若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力D.若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力二、实验题(16分)11. 如图7为“用位移传感器、数据采集器等仪器研究加速度和力的关系”的实验装置.图 7(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持_________________不变，用钩码所受的重力作为___________________，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度.(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图8所示).图 8①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________________________________________________________________________________________________.②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是___________.A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 12. (10分)一个静止在倾角为30°的长斜面上的物体，被向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑.若给此物体一个υ0＝8 m/s沿斜面向上的初速度，g取10 m/s2，则物体经过t＝1 s时间所通过的距离是多少？13. (10分)如图9所示，在倾角为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变.若挡板A以加速度(＜g sin θ)沿斜面向下匀加速运动，问：(1)小球向下运动多少距离时速度最大？(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？图 914. (12分)如图10所示，一平板车以某一速度υ0匀速行驶，某时刻一货箱（可视为质点）无初速度地放置于平板车上，货箱离车后端的距离为＝3 m，货箱放在车上的同时，平板车开始刹车，刹车过程可视为做a＝4 m/s2的匀减速直线运动.已知货箱与平板车之间的动摩擦因数为μ＝0.2，g取10 m/s2.为使货箱不从平板车上掉下来，平板车匀速行驶的速度υ0应满足什么条件？图 1015. (12分)如图11甲所示，质量为m＝1 kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1 s 时撤去拉力，物体运动的部分υ-t图象如图乙所示，g取10 m/s2，试求：图 11(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；(2)t＝6 s时物体的速度，并在图乙上将6 s内物体运动的υ-t图象补画完整，要求标明有关数据.图 6第四章章末检测答题纸得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案二、实验题11.三、计算题12.13.14.15.第四章章末检测参考答案1. D 解析：运动不需要力来维持，物体不受力时，可以做匀速直线运动，选项A错误；物体受力大，加速度大，速度变化快，但速度不一定大，选项B错误；力的大小与速度大小之间没有直接联系，选项C错误，选项D正确.2. BC解析：质量是物体惯性大小的量度，与物体的材料、运动情况无关，选项A错误，选项B正确；汽车刹车时加速度是恒定的，大小为，由公式知初速度越大，刹车后滑行的路程越长，选项C正确，选项D错误.3. C解析：刚离开气球瞬间，物体由于惯性保持向上的速度，但由于合外力向下，加速度方向向下，选项C正确.4. AC解析：物体间的作用是相互的，甲物体受到乙物体的作用，乙物体必定同时受到甲物体的作用，且作用力与反作用力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，相互作用的两个力中，其中任何一个都可以叫做作用力，另一个叫做反作用力.综上所述，选项A、C正确，选项B、D错误.5. D解析：电梯静止时，弹簧的拉力和重力相等.现在，弹簧的伸长量变大，则弹簧的拉力增大，小铁球的合力方向向上，加速度方向向上，小铁球处于超重状态.乘客运动状态与小铁球相同，但是电梯的运动方向可能向上也可能向下，故只有选项D正确.6. BC解析：设物体质量为m，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，由题图乙可看出，当物体所受水平拉力F1＝7 N时，其加速度＝0.5m/s2，由牛顿第二定律得，当物体所受水平拉力F2＝14 N时，其加速度＝4m/s2，由牛顿第二定律得，联立解得m＝2 kg，μ＝0.3，所以选项B、C正确.7. A 解析：水平放置时，，，可得；竖直放置时：，，解得，故x1∶x2＝1∶1，选项A正确.8. D 解析：球受力如图12所示. 图12由牛顿第二定律得：，由此判断A、B错误；根据牛顿第二定律，、和三力的合力等于，选项C错误；根据，知选项D正确.9. BC解析：升降机匀速运动时，在水平方向，物体所受的静摩擦力与弹簧的弹力相平衡，若突然发现物体被弹簧拉动，说明最大静摩擦力已经小于弹力，即正压力突然变小，物体处于失重状态，它的加速度竖直向下，升降机可能是加速下降或减速上升，故选项B、C正确.10. CD解析：若C的斜面光滑，由牛顿第二定律可知，A、B一起下滑或以一初速度沿斜面向上滑行时的加速度，方向沿斜面向下.隔离球B受力分析如图13所示，水平方向应用牛顿第二定律可得：，故Q点对B有压力，选项A、B均错误.若斜劈A沿斜面匀速下滑，球B的加速度为0，球水平方向合力为零，P、Q均对球B无压力，选项C正确；若斜劈A沿斜面加速下滑，则有＞0，即Q点对球B有压力，选项D正确.11. (1)小车的总质量小车所受的外力(2)①在质量不变的情况下，加速度与外力成正比②C解析：(1)因为要探索加速度和力的关系，所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力.(2)由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：得，而实际上，可见AB段明显偏离直线是没有满足Mm造成的.12. 3.2 m解析：设物体的质量为，物体与斜面间的动摩擦因数为，由于物体在斜面上可匀速下滑，所以sin θ＝cos θ.设物体向上运动的加速度大小为a，则sin θ＋cos θ＝，代入数据解得＝10 m/s2设经过时间t0物体的速度减为零＝t0t0＝0.8 s＜1 s物体速度减为零后将静止在斜面上，所以通过的距离为＝＝3.2 m13. (1) (2)解析：(1)球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时小球所受合力为零.即，解得.(2)设球与挡板分离时位移为s，经历的时间为t，从开始运动到分离的过程中，m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力F N，沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F.据牛顿第二定律有，.随着的增大，F增大，F1减小，保持不变，当m与挡板分离时，增大到等于s，F1减小到零，则有：，又s＝1 2t2联立解得mg sin θ－kat2＝ma，.14. υ0≤6 m/s解析：货箱先相对平板车向左滑，当与平板车的速度相等后相对平板车向右滑.若货箱与平板车的速度相等时货箱未从平板车上掉下来，则以后货箱不会从平板车上掉下来.设经过时间t，货箱和平板车达到共同速度图13υ，以货箱为研究对象，由牛顿第二定律得，货箱向右做匀加速运动的加速度①货箱向右运动的位移②又③平板车向右运动的位移④又⑤为使货箱不从平板车上掉下来，应满足＋l≥⑥联立①～⑥式解得：υ0≤代入数据，得：υ0≤6m/s.15. (1)0.5 20 N (2)见解析解析：(1)设撤去拉力前物体的加速度大小为，撤去拉力后物体沿斜面继续上滑的加速度大小为2，由υ-t图象可知：①②对物体在撤去拉力前，由牛顿第二定律得③对物体在撤去拉力后上滑时，由牛顿第二定律得④解得F＝30 N，μ＝0.5(2)加速上滑的时间t1＝1 s，撤去拉力时的速度为υ＝20 m/s，设再经过t2速度减至0.由得＝2 s ⑤在最高点时，因，故物体将沿斜面加速下滑，设加速度大小为a3，据牛顿第二定律得⑥解得＝2 m/s2⑦再经过3 s物体的速度大小为6m/s，方向沿斜面向下，补画完整后的图线及有关数据如图14所示.图14总结：数图结合解决物理问题的答题技巧(1)物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特别是υ-t图象在考题中出现频率极高.(2)对于由已知图象求解相关物理量的问题，往往是结合物理过程从分析图象的横、纵轴所对应的物理量的函数入手，分析图线的斜率、截距所代表的物理意义得出相关信息，结合题目所问，选择合适规律列式求解.(3)针对本题，图线分三段，0～1 s倾斜直线表示匀加速；1 s～3 s倾斜直线表示匀减速；3s后通过计算判断其运动性质.图线斜率代表加速度，纵轴截距代表初速度，线与时间轴所围面积代表位移，理解这些知识再结合牛顿第二定律，本题就不难求解.本资料由书利华教育网(，全国最大的免费教学资源网。

高中物理必修一第四章章末检测试卷(后附答案)

高中物理必修一第四章章末检测试卷（后附答案）(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．对下列现象解释正确的是( )A ．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因B ．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小C ．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒D ．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故2．游乐园中，游客乘坐能加速或减速上升的升降机，可以体会超重和失重的感觉，下列描述正确的是( )A ．当升降机加速上升时，机内游客是处在失重状态B ．当升降机减速下降时，机内游客是处在失重状态C ．当升降机减速上升时，机内游客是处在失重状态D ．当升降机加速下降时，机内游客是处在超重状态3．如图1所示，质量均为m 的A 、B 两球之间系着一条轻弹簧放在光滑水平面上，A球靠紧墙壁，现用力F 将B 球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F 撤去的瞬间，则()图1A ．A 球的加速度为F2m B ．A 球的加速度为零C ．B 球的加速度为F mD ．B 球的加速度为零4．如图2所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在F 1、 F 2和F 3三力作用下保持静止．下列判断正确的是( )图2A ．F 1>F 2>F 3B ．F 3>F 1>F 2C ．F 2>F 3>F 1D ．F 3>F 2>F 15．如图3所示，静止的粗糙传送带上有一木块M 正以速度v 匀速下滑，滑到传送带正中央时，传送带开始以速度v 匀速斜向上运动，则木块从A 滑到B 所用的时间与传送带始终静止不动时木块从A 滑到B 所用的时间比较( )图3A ．两种情况相同B ．前者慢C ．前者快D ．不能确定6．刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．如图4所示，图线1、2分别是甲、乙两辆汽车的刹车距离s 与刹车前的车速v 的关系曲线，已知在紧急刹车过程中，车与地面间是滑动摩擦．据此可知，下列说法中正确的是( )图4A ．甲车与地面间的动摩擦因数较大，甲车的刹车性能好B ．乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好C ．以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好D ．甲车的刹车距离s 随刹车前的车速v 变化快，甲车的刹车性能好7．如图5所示，一固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑，A 与B的接触面光滑．已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间的动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α.B 与斜面之间的动摩擦因数是( )图5A.23tan α B.23cot α C ．tan α D ．cot α8．如图6所示，质量为m 的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB 托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为( )图6A ．0B ．大小为233g ，方向竖直向下 C ．大小为233g ，方向垂直于木板向下 D ．大小为33g ，方向水平向右 9．如图7所示．在光滑水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的物体A 、B ，m 1>m 2，A 、B 间水平连接着一轻质弹簧测力计．若用大小为F 的水平力向右拉B ，稳定后B 的加速度大小为a 1，弹簧测力计示数为F 1；如果改用大小为F 的水平力向左拉A ，稳定后A 的加速度大小为a 2，弹簧测力计示数为F 2.则以下关系式正确的是( )图7A ．a 1＝a 2，F 1>F 2B ．a 1＝a 2，F 1<F 2C ．a 1<a 2，F 1＝F 2D ．a 1>a 2，F 1>F 210.如图8所示，A 、B 两条直线是在A 、B 两地分别用竖直向上的力F 拉质量分别为m A和m B 的物体得出的加速度a 与力F 的关系图线，由图分析可知( )图8A ．两地重力加速度是g A >g BB ．m A <m BC ．两地重力加速度是g A ＝g BD ．m A >m B二、实验题(本题共2小题，共16分)11．(6分)为了探究加速度与力的关系，使用如图9所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为D ，光电门间距离为s ，牵引砝码的质量为m .回答下列问题：图9(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________．A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：________.(用Δt1、Δt2、D、s表示)12．(10分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图10甲所示．图10(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝____________m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：图11(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．三、计算题(本题共4小题，共44分)13．(10分)太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m的高空静止下落，可以获得持续的25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s2，试求：(1)飞船在失重状态下的加速度；(2)飞船在微重力状态中下落的距离．14. (10分)一质量为2 kg的物体(视为质点)从某一高度由静止下落，与地面相碰后(忽略碰撞时间)又上升到最高点，该运动过程的v－t图象如图12所示．如果上升和下落过程中空气阻力大小相等，求：图12(1)物体上升的最大高度；(2)物体下落过程中所受的空气阻力的大小．(g取10 m/s2)15．(10分)某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5 s内沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)问：(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F f为多大？(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？16．(14分)如图13所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20 m．用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2 s拉到B处．(已知cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6.取g＝10 m/s2)图13(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；(2)用大小为30 N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.答案1．D 2．C 3．BC 4．B 5．A 6.B 7．A 8．C 9．A 10．BC11．(1)见解析 (2)D (3)a ＝(D Δt 2)2－(D Δt 1)22s解析 (1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动，或取下牵引砝码，轻推滑行器M ，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt 都相等．(2)答案D.本实验只有在满足m ≪M 的条件下，才可以用牵引砝码的重力近似等于对滑行器的拉力，所以D 是不合适的．(3)由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即有v 1＝D Δt 1，v 2＝D Δt 2，再根据运动学方程v 22－v 21＝2as 得：a ＝(D Δt 2)2－(D Δt 1)22s. 12．(1)0.16(2)如图所示(3)未计入砝码盘的重力13．(1)9.6 m/s 2 (2)3 000 m14．(1)1.5 m (2)4 N15．(1)80 N (2)31516．(1)0.5 (2)1.03 s。

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第四章物体的平衡章末检测试卷(四) Word版含答案

章末检测试卷(四)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，其中1～8为单选题，9～12为多选题，每小题4分，共48分)1.如图1所示，一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起，受到老师的表扬．下列说法正确的是()图1A．石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力B．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力D．石块c对b的作用力一定竖直向上答案 D解析石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故A、B错误；以三石块作为整体研究，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；选取a、b作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与a、b整体的重力平衡，则石块c 对b的作用力一定竖直向上，故D正确．2.如图2所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力()图2A．大小为7.5NB．大小为10NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方答案 D解析小球受力如图所示，则F 2sin α＝G ，F 2cos α＝F 1，tan α＝G F 1＝43，α＝53°，F 2＝G sin α＝100.8N ＝12.5N.3．如图3所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角θ缓慢增大，货物m 相对车厢仍然静止，在此过程中下列说法正确的是( )图3A ．货物对车厢的压力变大B ．货物受到的摩擦力变大C ．地面对车的摩擦力变小D ．地面对车的支持力变小答案 B解析货物处于平衡状态，受重力、支持力和静摩擦力，根据共点力平衡条件，有：mg sin θ＝f ，N ＝mg cos θ，θ增大时，f 增大，N 减小；再根据牛顿第三定律，货物对车厢的压力也就减小，A 错误，B 正确；对货车整体受力分析，只受重力与支持力，不受摩擦力；根据平衡条件，支持力不变，C 、D 错误．4．如图4所示，用完全相同的轻弹簧A 、B 、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A 与竖直方向的夹角为30°，弹簧C 水平，则弹簧A 、C 的伸长量之比为( )图4A.3∶4B ．4∶ 3C．1∶2 D．2∶1答案 D解析将两球和弹簧B看成一个整体，整体受到总重力G、弹簧A和C的拉力，如图，设弹簧A、C的拉力分别为F1和F2.由平衡条件得知，F2和G的合力与F1大小相等、方向相反，则得：F2＝F1sin30°＝0.5F1.根据胡克定律得：F＝kx，k相同，则弹簧A、C的伸长量之比等于两弹簧拉力之比，即有x A∶x C＝F1∶F2＝2∶1.5．如图5所示，一轻绳一端固定在竖直墙上的O点，另一端与轻滑轮M相连，另一轻绳绕过滑轮悬挂一重力为G的物体，绳与滑轮间的摩擦不计，其另一端固定于另一竖直墙上的Q点，且此绳的QM段与竖直方向夹角为60°，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是()图5A．绳OM上的拉力大小为3GB．绳OM上的拉力大小为GC．图中α角的大小为60°D．图中α角的大小为45°答案 A6．如图6所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙角上静止．则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力)，重力加速度为g，下列说法不正确的是()图6 A．墙面对木块一定有压力B．墙面对木块一定有摩擦力C．墙面对木块的作用力大小为3 2FD．墙面对木块的作用力大小为F2＋(mg)2答案 C解析对木块受力分析，受推力、重力，若没有支持力就没有摩擦力，木块不可能平衡，故一定有支持力，同理有静摩擦力，故A、B正确；墙面对木块的作用力(支持力与摩擦力的合力)与重力、推力的合力是平衡关系，重力和推力的合力为F2＋(mg)2，故墙面对木块的作用力为F2＋(mg)2，C错误，D正确；本题选不正确的，故选C.7.置于水平地面上的物体受到水平作用力F处于静止状态，如图7所示．保持作用力F大小不变，将其沿逆时针方向缓缓转过180°，物体始终保持静止，则在此过程中物体对地面的正压力N和地面给物体的摩擦力f的变化是()图7A．N先变小后变大，f不变B．N不变，f先变小后变大C．N、f都是先变大后变小D．N、f都是先变小后变大答案 D解析力F与水平方向的夹角θ先增大后减小．水平方向上，F cosθ－f＝0，f＝F cosθ；竖直方向上，N＋F sinθ－mg＝0，N＝mg－F sinθ.故随θ变化，f、N都是先变小后变大．8．如图8所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为()图8A.1μ1μ2B.1－μ1μ2μ1μ2C.1＋μ1μ2μ1μ2D.2＋μ1μ2μ1μ2答案 B解析对物体A 、B 整体在水平方向上有F ＝μ2(m A ＋m B )g ；对物体B 在竖直方向上有μ1F ＝m B g ；联立解得：m A m B ＝1－μ1μ2μ1μ2，选项B 正确．9.物体C 置于水平地面上，A 、B 由轻绳通过固定在C 上的光滑定滑轮相连，C 的上表面水平，连接B 的轻绳水平，整个系统处于静止状态，如图9所示．下列说法正确的是( )图9A ．B 与C 之间的接触面一定是粗糙的 B ．B 与C 之间的接触面可以是光滑的 C ．C 与地面之间的接触面一定是粗糙的D ．C 与地面之间的接触面可以是光滑的答案 AD解析先对物体A 受力分析，受重力和拉力，由于A 保持静止状态，故拉力等于重力；再对B 受力分析，受重力、支持力、向左的拉力和向右的静摩擦力，故B 与C 间一定有摩擦力，接触面一定粗糙，故A 正确，B 错误；对整体受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力，即C 与地面间没有摩擦力，故C 与地面之间的接触面可能是光滑的，也可能是粗糙的，故C 错误，D 正确．10.如图10所示，物体P 静止于固定的斜面上，P 的上表面水平，现把物体Q 轻轻地叠放在P 上，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则( )图10A ．P 向下滑动B．P静止不动C．P所受的合外力增大D．P与斜面间的静摩擦力增大答案BD解析物体P静止于斜面上，则mg sinθ≤μmg cosθ，把物体Q轻轻地叠放在P上时，P、Q 整体质量增加，相对斜面仍然满足m′g sinθ≤μm′g cosθ，故P静止不动，所受的合外力为零，A、C错误，B正确；P所受的合外力为零，P与斜面间的静摩擦力增大为m′g sinθ，D正确．11.如图11所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且力F通过球心，下列说法正确的是()图11A．球一定受墙的弹力且水平向左B．球可能不受墙的弹力C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D．球可能不受斜面的弹力答案BC解析力F大小合适时，球可以静止在斜面上，当力F增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力，故A错误，B正确；而斜面对球必须有垂直斜面向上的弹力才能使球不下落，故C正确，D错误．12.如图12所示，质量为m的物体放在倾角为θ的固定斜面上，它跟斜面间的动摩擦因数为μ，在恒定水平推力F的作用下，物体沿斜面向上匀速运动，则物体受到的摩擦力是()图12。

新教材高中物理第4章章末过关检测四含解析新人教版必修第一册

新教材高中物理第4章章末过关检测四含解析新人教版必修第一册章末过关检测(四)(时间：60分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．(2019·宿州期末)关于牛顿运动定律的说法正确的是( )A．牛顿第一定律提出了当物体的合外力为零时，物体将处于静止状态B．汽车速度越大，刹车后滑行的距离越长，所以惯性越大C．跳高时，运动员能跳离地面，是因为人对地面的压力大于地面对人的支持力D．在受到相同的作用力时，决定物体运动状态变化难易程度的唯一因素是物体的质量解析：选D.根据牛顿第一定律的内容：当物体不受力或所受合外力为零时，总保持匀速直线运动或静止状态，故A错误；惯性是物体的固有属性，与物体速度的大小无关，故B错误；人对地面的压力与地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故C错误；观察和实验表明，对于任何物体，在受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量，故D正确．2．(2019·江门期末)下列关于单位制的说法中，正确的是( )A．在国际单位制中力学的三个基本单位分别是长度单位m、时间单位s、力的单位N B．长度是基本物理量，其单位m、 cm、 mm都是国际单位制中的基本单位C．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取D．由F＝ma可得到力的单位1 N＝1 kg·m/s解析：选D.三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，故A错误；长度是基本物理量，其单位m是国际单位制中的基本单位， cm与 mm只是常用单位，不属于基本单位，故B错误；公式F＝ma中，各物理量的单位都是采用国际单位，故C 错误；公式F＝ma中，各物理量的单位都是采用国际单位，才由F＝ma可得到力的单位1 N ＝1 kg·m/s，故D正确．3．(2019·辽宁六校协作体高一期中)如图所示，一车内用轻绳悬挂着A、B两球，车向右做匀加速直线运动时，两段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、θ，且α＝θ，则( )A．A球的质量一定等于B球的质量B．A球的质量一定大于B球的质量C．A球的质量一定小于B球的质量D．A球的质量可能大于、可能小于也可能等于B球的质量解析：选D.对A、B整体研究，根据牛顿第二定律得：(m A＋m B)g tan α＝(m A＋m B)a，解得：a＝g tan α；对B研究，根据牛顿第二定律得：m B g tan θ＝m B a，解得：a＝g tan θ；因此不论A的质量是大于、小于还是等于B球的质量，均有α＝θ，故D正确．4．如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为θ，两底角为α和β，a、b为光滑斜面上质量均为m的小木块．现释放a、b后，它们沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对桌面的压力F N的大小为( )A．F N>Mg＋2mg B．F N<MgC．F N＝Mg＋2mg D．Mg<F N<Mg＋2mg解析：选D.根据牛顿第二定律可知，a、b沿斜面向下加速运动，则a、b都有竖直向下的分加速度，会出现失重现象，则a、b对楔形木块竖直向下的压力都比mg小，再隔离楔形木块分析可知，F N比总重力小而比Mg大．5．(2019·金州校级模拟)如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，以下说法正确的是( ) A．从接触弹簧到速度最大的过程是失重过程B．从接触弹簧到加速度最大的过程是超重过程C．从接触弹簧到速度最大的过程加速度越来越大D．速度达到最大时加速度也达到最大解：选A.当弹簧的弹力等于小球的重力时，小球的加速度为零，此时速度最大；则从接触弹簧到速度最大的过程，小球的加速度向下，且加速度逐渐减小，是失重过程，故A正确，C、D错误；当小球到达最低点时小球的加速度最大，则从接触弹簧到加速度最大的过程中，加速度是先向下减小，失重，然后加速度是向上增加，超重，故B错误．6．如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )解析：选A.当水平力F 较小时，两物体相对静止，加速度相同，由F ＝ma 知：两者的加速度a ＝Fm 1＋m 2＝kt m 1＋m 2，a ∝t当水平力F 较大时，m 2相对于m 1运动，根据牛顿第二定律得：对m 1∶a 1＝μm 2g m 1，由于μ、m 1、m 2是定值，故m 1的加速度a 1不变．对m 2∶a 2＝F －μm 2g m 2＝kt －μm 2g m 2， a 2是时间t 的线性函数，选项A 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.“蹦极”是一项非常刺激的运动，某人身系弹性绳由高空P 点自由下落，图中A 点是弹性绳的原长位置，C 点是人所能到达的最低点，B 点是人静止悬吊着时的平衡位置，人从P 点落下到最低点C 的过程中( )A ．人在PA 段做自由落体运动，处于完全失重状态B ．在AB 段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C ．在BC 段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D ．在C 点，人的速度为0，其加速度为0解析：选AB.根据题中所提供的信息，把物理情景转化为一种物理模型，分析人的运动过程，结合超重、失重的概念来处理．人从P 点到C 点的过程中，PA 段做自由落体运动，加速度为g ，方向竖直向下，处于完全失重状态，选项A 正确；AB 段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，选项B 正确；BC 段做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，处于超重状态，选项C 错误；在C 点拉力大于重力，加速度不为0，选项D 错误．8．(2019·红塔校级月考)如图所示，两个质量为m1＝2 kg和m2＝3 kg物体放置于光滑水平面上，中间用轻质弹簧秤连接，两个大小分别为F1＝30 N，F2＝20 N的水平拉力分别作用于m1，m2上．则( )A．弹簧秤示数是26 NB．m1、m2共同运动加速度大小为a＝4 m/s2C．突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为a＝3 m/s2D．突然撤去F1的瞬间，m2的加速度大小为a＝2 m/s2解析：选AD.以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F1－F2＝(m1＋m2)a，代入数据解得：a＝2 m/s2；对m2受力分析：向左的F2和向右的弹簧弹力F，由牛顿第二定律得：F－F2＝m2a，解得：F＝26 N，故A正确，B错误；在突然撤去F2的瞬间，因为弹簧的弹力不能发生突变，所以m1的受力没有发生变化，故加速度大小仍为2 m/s2，故C错误；突然撤去F1的瞬间，m2的受力没有来得及变化，所以m2的加速度大小仍为a＝2 m/s2，故D正确．9.两个叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面上滑下，滑块B受到的摩擦力( )A．等于零B．方向沿斜面向上C．大小等于μ1mg cos θD．大小等于μ2mg cos θ解析：选BC.把A、B两滑块作为一个整体，设其下滑的加速度为a，由牛顿第二定律有(M＋m)g sin θ－μ1(M＋m)g cos θ＝(M＋m)a得a＝g(sin θ－μ1cos θ)．由于a<g sin θ，可见B随A一起下滑过程中，必须受到A对它沿斜面向上的摩擦力，设摩擦力为F B(如图所示)．由牛顿第二定律有mg sin θ－F B＝ma得F B＝mg sin θ－ma＝mg sin θ－mg(sin θ－μ1cos θ)＝μ1mg cos θ.10．(2019·陕西宝鸡高一期末)如图，在光滑的水平面上放置着质量为M的木板，在木板的左端有一质量为m的木块，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块与木板由静止开始运动，经过时间t分离．下列说法正确的是( )A．若仅增大木板的质量M，则时间t增大B．若仅增大木块的质量m，则时间t增大C．若仅增大恒力F，则时间t增大D ．若仅增大木块与木板间的动摩擦因数μ，则时间t 增大解析：选BD.根据牛顿第二定律得，m 的加速度a 1＝F －μmg m ＝F m －μg ，M 的加速度a 2＝μmg M ，根据L ＝12a 1t 2－12a 2t 2，t ＝2L a 1－a 2.若仅增大木板的质量M ，m 的加速度不变，M 的加速度减小，则时间t 减小，故A 错误；若仅增大小木块的质量m ，则m 的加速度减小，M 的加速度增大，则t 变大，故B 正确；若仅增大恒力F ，则m 的加速度变大，M 的加速度不变，则t 变小，故C 错误；若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则m 的加速度减小，M 的加速度增大，则t 变大，故D 正确．三、非选择题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(10分)(2019·东湖区校级模拟)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示．(1)下列说法正确的是________(单选)．A ．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B ．实验时应先释放小车后接通电源C ．本实验砝码及砝码盘B 的质量应远大于小车A 的质量D ．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a －1m A图象 (2)某同学在实验中打出的一条纸带如图2所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个点没有标出，其中s 1＝7.06 cm 、s 2＝7.68 cm 、s 3＝8.30 cm 、s 4＝8.92 cm ，纸带加速度的大小是________m/s 2.(保留两位有效数字)(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是________．但他把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大．用a 表示小车的加速度，F 表示细线作用于小车的拉力．他绘出的a －F 关系图象(如图3)是________(单选)．解析：(1)实验前要平衡摩擦力，每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故A 错误；实验时应先接通电源，然后再释放小车，故B 错误；在砝码及砝码盘B 的质量远小于小车A 的质量时，小车受到的拉力近似等于砝码及砝码盘受到的重力，故C 错误；应用图象法处理加速度与质量关系实验数据时，为了直观，应作a －1m A图象，故D 正确； (2)根据匀变速直线运动的推论公式Δx ＝aT 2可以求出加速度的大小，得纸带的加速度为：a ＝0.083－0.070 6＋0.089 2－0.076 84×0.01m/s 2＝0.62 m/s 2； (3)将长木板右端适当垫高，其目的是平衡摩擦力；把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大，小车所受重力平行于木板的分力大于小车受到的摩擦力，小车受到的合力大于细线的拉力，在小车不受力时，小车已经具有一定的加速度，a －F 图象不过原点，在a 轴上有截距，因此他绘出的a －F 关系图象是C.答案：(1)D (2)0.62 (3)平衡摩擦力 C12．(14分)频闪照相是研究物理过程的重要手段，如图所示是某同学研究小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片，已知斜面足够长，倾角为α＝37°，闪光频率为10 Hz.经测量换算获得实景数据：x 1＝x 2＝40 cm ，x 3＝35 cm ，x 4＝25 cm ，x 5＝15 cm.取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，5＝2.24，设滑块通过平面与斜面连接处时速度大小不变．求：(1)滑块沿斜面上滑时初速度v 0的大小；(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(3)滑块从滑上斜面到返回斜面底端所用的时间．解析：(1)由题意可知，滑块在水平面上做匀速直线运动，则v 0＝x 1T＝4 m/s.(2)滑块在斜面上滑过程做匀减速直线运动，设加速度为a 1.根据公式：x 4－x 3＝a 1T 2由牛顿第二定律：－(mg sin α＋μmg cos α)＝ma 1解得μ＝0.5.(3)设滑块向上滑行所用的时间为t 1，上滑的最大距离为x ，返回斜面底端的时间为t 2，加速度为a 2.0－v 0＝a 1t 1 x ＝12v 0t 1解得t 1＝0.4 s ，x ＝0.8 m滑块沿斜面下滑时，根据牛顿第二定律： mg sin α－μmg cos α＝ma 2x ＝12a 2t 22解得t 2＝255s 所以滑块从滑上斜面到返回斜面底端所用的时间： t ＝t 1＋t 2＝0.4 s ＋255 s ＝1.296 s. 答案：(1)4 m/s (2)0.5 (3)1.296 s13．(16分)(2019·舒城校级月考)如图所示，传送带沿逆时针方向以速度v 0＝2 m/s 匀速运动，两皮带轮A 、B 之间的距离L ＝8.2 m ，皮带绷紧与水平方向的夹角θ＝37°.将一可视为质点的小物块无初速度地从上端放到传送带上，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，物块在与皮带相对滑动时能在皮带上留下白色痕迹．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2)求：物块在带上传送过程中，(1)运动时间t 的值；(2)物块相对传送带的位移Δx 的大小；(3)白色痕迹的长度s 值．解析：设物块刚放到皮带上时与皮带的接触点为P ，则物块速度达到v 0前的过程中，由牛顿第二定律有：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，代入数据解得：a 1＝10 m/s 2经历时间为：t 1＝v 0a 1＝210s ＝0.2 s P 点位移为：x 1＝v 0t 1＝2×0.2 m ＝0.4 m物块位移为：x ′1＝v 0t 12 m ＝2×0.22m ＝0.2 m 划出痕迹的长度为：ΔL 1＝x 1－x ′1＝0.2 m物块的速度达到v 0之后，mg sin θ＞μmg cos θ，所以物块与传送带共速后继续向下匀加速运动．由牛顿第二定律有：mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2代入数据解得：a 2＝2 m/s 2到脱离皮带这一过程，经历时间为t 2. x ′2＝L －x ′1＝v 0t 2＋ 12a 2t 22解得：t2＝2 s此过程中皮带的位移：x2＝v0t2＝4 mΔL2＝x′2－x2＝8 m－4 m＝4 m由于ΔL2＞ΔL1，所以痕迹长度为：s＝ΔL2＝4 m. 所以t＝t1＋t2＝2.2 s物块相对传送带的位移为：Δx＝L－v0t总＝3.8 m. 答案：(1)2.2 s (2)3.8 m (3)4 m。

人教版高中物理必修一第四章达标检测(含答案)

人教版高中物理必修一第四章达标检测一、选择1．下列说法中，正确的是( )A．力是维持物体运动的原因B．惯性是一种力C．物体受恒力作用时，运动状态保持不变D．惯性越大的物体运动状态越难改变2.如图所示，固定斜面CD段光滑，DE段粗糙，A，B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则( )A．在CD段时，A受三个力的作用B．在DE段时，A可能受两个力的作用C．在DE段时，A、B可能处于失重状态D．整个下滑过程中，A、B一定均处于失重状态3.在力学范围内，国际单位制规定了三个基本量，下列仪器所测的物理量不是基本量的是( )A. B. C. D.4.在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0 kg。

若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0 kg，则在这段时间内（重力加速度为g）( )A．该同学所受的重力变小了B．电梯一定在竖直向下运动C．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力D．电梯的加速度大小为0.2g，方向一定竖直向下5．光滑斜面倾角为θ，用平行于斜面向上的力F，作用在质量为m的物体上，物体由静止开始运动时间t后，撤去力F，又经t时间，物体恰回到出发点，则( ) A.F= 2mg sinθ B.4F=3mg sinθ C.3F=4mg sinθ D.3F= mg sinθ6．辉辉小朋友和爸爸一起去游乐园玩滑梯。

假设辉辉的质量m= 30 kg．滑梯斜面与水平面夹角为θ且大小可以调整，第一次当θ₁=30°时恰好匀速下滑，第二次当θ₂= 37°时以加速度a加速下滑。

设他与滑梯面间的动摩擦因数为μ，滑梯对他的支持力和摩擦力分别为FN1、FN2、f₁和f₂，g取10m/ s²，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．则以下正确的是( )A.33=μ B.a=5 m/s² C.F N1= F N2 D.f₁=f₂7.如图所示，两块连接在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在水平的光滑桌面上，现同时施给它们方向如图所示的推力Fa 和拉力Fb，已知Fa>Fb，则关于b对a的作用力，下列说法正确的是( )A．必为推力B．必为拉力C．可能为推力，也可能为拉力D．不可能为零8．如图所示，三个重均为100 N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F=20 N作用在物块2上，三条轻质绳结于O点，水平绳与物块3连接，竖直绳悬挂重物B，倾斜绳通过定滑轮与物体A连接，已知倾斜绳与水平绳间的夹角为120°，A物体重40 N，不计滑轮质量及摩擦，整个装置处于静止状态，则物块3受力个数为( )A.3B.4C.5D.6二、多选1.下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是( )A．物体的速度越大，则加速度一定越大B．物体的加速度为0，所受的合外力一定为0C．物体的速度为0，所受的合外力可能很大D．物体的速度很大,所受的合外力可能为02.关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是( )A．牛顿第一定律是牛顿第二定律在合力为零时的特例，所以牛顿第一定律可以被牛顿第二定律代替B．牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因C．速度大的物体惯性大，所以不容易停下来D．物体的运动不需要力来维持3.如图所示，材料相同，质量分别为M和m的两物体A和B靠在一起放在水平面上。

2023-2024(上高中物理选择性必修第一册第4章光章末学业测评(四)练习册含答案

2023-2024（上）全品学练考高中物理选择性必修第一册第4章光章末学业测评(四)建议用时:40分钟一、选择题1.《康熙几暇格物编》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显见矣”,其中“钱随水光而显见”这种现象形成的原因是()A.光的直线传播B.光的反射C.平面镜成像D.光的折射2.[2022·浙江温州中学月考] 光在生产、生活中有着广泛的应用,下列对光的应用的说法正确的是()A.光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象B.光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象C.3D电影技术利用了光的干涉现象D.全息照相利用了光的偏振现象3.[2022·郑州一中月考] 一束光线穿过介质1、2、3时,光路如图所示,则()A.介质1的折射率最大B.介质2是光密介质C.光在介质2中的速度最大D.当入射角由45°逐渐增大时,在2、3分界面上可能发生全反射4.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化.下列说法能够解释这一现象的是()A.阳光在水面反射后的反射光是偏振光,镜片起起偏器的作用B.阳光在水面反射后的反射光是偏振光,镜片起检偏器的作用C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用5.[2022·岳阳一中月考] 一同学为了测量某液体的折射率,在液面上方H=2 m处固定一水平放置的刻度尺,在液面底部铺有一水平放置的平面镜,在刻度尺上的A点固定一激光笔,激光笔与刻度尺成45°角.向液面发射一束激光,经液面折射和平面镜反射后再折射到刻度尺上的B 点,液体的深度h=1 m,A 、B 两点的距离为5.5 m .根据以上数据可以测得该液体对激光的折射率为 ( )A .5√23B .5√26 C .5√36D .5√336.[2022·湖南雅礼中学月考] 如图所示,一个玻璃是由半径为2 m 、弧度为210°的优弧AB 构成,其折射率为2.该玻璃有一特殊功能:在弧AB 上不能射出玻璃的光线将自动被玻璃吸收,能射出的光线一部分从玻璃射出,另一部分发生反射;在线段AO 上,若光线接触AO 端,将立即被全部吸收.现在玻璃的正右端60°角射入一均匀水平的光线,则能够从弧AB 上射出以及被AO 段吸收的玻璃总边长为 ( )A .(π3+1) m B .(π3+√32) m C .(2π3+2) mD .(π6+√6) m7.(多选)[2022·深圳中学月考] 如图所示,一截面半径为R 的14透明圆柱体,放置在水平桌面上.现有一束位于截面内的光,平行于桌面射到圆柱体表面上,折射进入后得从右侧竖直表面射出,已知入射光线与桌面的距离为√3R2,且图中AD=OD.则 ( )A .这种材料的折射率为√3B .光线从A 点射入圆柱体表面的折射角为30°C .OD 两点的距离为R2D .光线从右侧竖直表面射出时的出射角θ=60°8.(多选)如图所示,一棱镜的横截面为四边形ABCD ,其中∠A=∠C=90°,∠ADC=60°,AB 、BC 面的长度均为d.一细束黄光从距离A 点为x 的P 点垂直AB 面由真空射入棱镜后,恰好在CD 面发生全反射,已知真空中的光速为c ,则下列说法正确的是 ( )A.该棱镜对黄光的折射率为2B.若将一细束红光沿同样方向从P点入射,则该光束也可以在CD面发生全反射C.若将一细束紫光沿同样方向从P点入射,则紫光在棱镜中传播的时间比黄光的长D.若将该束黄光沿同样方向从PB之间的某点入射(即x增大),则黄光在棱镜中传播的时间变长二、计算题9.在双缝干涉实验中,若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz,两光源S1、S2的振动情况恰好相反,光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10-6 m,如图所示,则:(1)P点是亮条纹还是暗条纹?(2)设O为到S1、S2距离相等的点,则P、O间还有几条亮条纹、几条暗条纹?(不包括O、P 两处的条纹)10.如图所示,有一截面圆心角为90°的扇形玻璃棱镜,球心为O,半径为R,轴线OO'垂直于水平面.O点正上方R高度处的点光源S发出一束与OO'夹角为θ=60°的单色光,射到扇形体上3的A点,结果光线以60°的折射角离开扇形体且垂直射到水平面上的B点.不考虑扇形体内光的反射,已知光在真空中的传播速度为c,求:(1)此玻璃棱镜对该单色光的折射率;(2)光在玻璃棱镜中传播的时间.章末学业测评(四)1.D[解析] 钱反射出的光线被碗侧壁挡住,人看不见钱了,倒入一些水后,钱反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线方向,人眼逆着折射光线看去,看到的是变高的钱的像,是光的折射现象,故选D.2.B [解析] 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,A 错误;光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维,光在其中传播过程发生全反射,因此光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象,B 正确;3D 电影技术利用了光的偏振现象,C 错误;全息照相利用了光的干涉现象,D 错误.3.C [解析] 由图可知,光从介质1射入介质2中,折射角大于入射角,则n 1>n 2,光从介质2射入介质3中,折射角小于入射角,则n 2<n 3,根据光的可逆性知,光从2射向1或从2射向3时,若入射角相等,从折射角上可判断n 3>n 1,所以n 3>n 1>n 2,即介质3的折射率最大,故A 错误;相对来说,2是光疏介质,故B 错误;根据v=cn ,因2的折射率最小,所以光在介质2中的传播速度最大,故C 正确;当入射角由45°逐渐增大时,光从2到3是从光疏介质到光密介质,所以在此界面上不会发生全反射,故D 错误.4.B [解析] 阳光属于自然光,阳光在水面发生反射后的反射光是偏振光,转动镜片时发现光有强弱变化,是由于镜片相当于检偏器,当偏振光偏振的方向与偏振镜片偏振的方向平行时可以通过偏振片,当二者方向垂直时不能通过偏振光,所以镜片起检偏器的作用,故选B .5.B [解析] 该液体对激光的折射率为n=sin θ空sin θ液、sin θ空=sin 45°=√22,由A 、B 两点的距离为5.5 m,如图,C 、D 间的水平距离为0.75 m,则sin θ液=√12+(0.75)2=0.6,解得n=√220.6=5√26,故选B .6.A [解析] 由公式sin C=1n=12解得,临界角C =30°,设入射光线从某位置P 点入射的光线,照射到AB 弧面上Q 点时,入射角恰好等于临界角,则能射出的光线的区域对应的圆心角为θ=30°,则能射出光线的部分AB 面的弧长为L=30°360°×2πR =π3(m).设从Q 点反射的光线与OA 交于S 点,则△OQS 为直角三角形,且∠OQS=30°,则被AO 段吸收的玻璃的长度为OS=R sin 30°=1 m,因此能够从弧AB 上射出以及被AO 段吸收的玻璃总边长为s 总=L+OS=(π3+1) m,故选A .7.ABD [解析] 设入射光线与球体的交点为A ,连接OA ,OA 即为入射点的法线.因此图中的角α为入射角.过A 点作球体水平表面的垂线,垂足为B ,如图所示.依题意∠AOB=α,又由△OAB 知,sin α=√32,则α=60°,β=∠AOD=∠BAO=30° ,由折射定律得n=sinαsinβ=√3,选项A 、B 正确;由图可知γ=30°,则AB=OD+ AD sin 30°=32OD ,解得OD=√3R3,选项C 错误;光线从右侧竖直表面射出时,由折射定律得,sinθsinγ=n ,解得θ=60°,选项D 正确.8.AC [解析] 光路如下图甲所示,则根据几何关系可知,α=30°,所以sin α=1n,解得n=2,故A 正确;红光的折射率比黄光小,红光发生全反射的临界角大于黄光的,因此若将一细束红光沿同样方向从P 点入射,则该光束不会在CD 面发生全反射,故B 错误;紫光的频率比黄光大,波长小,因此紫光的折射率大,因此一定会发生全反射,紫光和黄光的光路图均如图乙所示,由于紫光的折射率比黄光大,根据v=cn ,可知紫光在棱镜中的传播速度比黄光小,故时间更长,故C 正确;由C 选项可知,黄光在棱镜中传播的距离为s=PP 1+P 1P 2+P 2P 3=(√3d √3)+√3+(√3d -√3)=2√3d ,因此传播距离和x 无关,因此时间不会变长,故D 错误.9.(1)暗条纹 (2)6条亮条纹 5条暗条纹 [解析] (1)波长λ=cf =5×10-7 mn=Δsλ=3×10-6 m 5×10-7 m=6由于两光源的振动情况恰好相反,所以P 点为暗条纹.(2)O 点到两光源的路程差为0,此处也是暗条纹,由n=6知O 、P 间还有5条暗条纹和6条亮条纹.10.(1) √3 (2)Rc[解析](1)光从光源S 射出经扇形体到达水平面的光路图如图所示. 光由空气射向扇形体,由折射定律,有 n=sinθsinα又θ=60°,γ=∠COD=60°光由扇形体射向空气,由折射定律,有n=sinγsinβ 故a=β由几何知识得α+β=60° 故α=β=30° 解得n=√3(2)光在扇形体中传播的速度为v=cn =√33c由几何关系知AC=AO=√33R光在扇形体中传播的时间t=ACv =R c专题课:几何光学问题的综合分析学习任务一不同色光在介质中的参数比较[科学探究]可见光中,由于不同颜色光的频率并不相同,它们在发生折射和全反射时也有许多不同,如下表:性质红橙黄绿青蓝紫频率低→高波长大→小同一介质中的折射率小→大同一介质中的速度大→小临界角大→小通过棱镜的偏折角小→大例1 [2022·石家庄二中期中] a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空,光路如图所示,则下列叙述正确的是()A.增大入射角,a光先发生全反射B.a光的频率小于b光的频率C.在真空中a光的传播速度大于b光的传播速度D.在真空中a光的波长小于b光的波长变式1 [2022·大连二十四中月考] 如图所示,两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法正确的是()A.在水中a光的频率比b光的频率大B.水面上方介质的折射率大于水的折射率C .保持a 、b 两束光的夹角不变的情况下,都绕A 点顺时针方向旋转某一角度,出射后依然可以合成一束光D .a 光的的波长比b 光的波长大学习任务二几何光学的综合问题[科学思维]1.确定光是由光疏介质进入光密介质,还是由光密介质进入光疏介质.若光是由光密介质进入光疏介质,根据公式sin C=1n 确定临界角.2.画光路图,利用几何知识分析边、角关系并注意判断能否发生全反射,找出临界角.根据折射定律、全反射规律、正弦定理、三角函数等进行有关计算.例2 老师上课喜欢用红色激光笔,它发出的红光用来投映一个光点或一条光线指向物体,如图甲所示,AB 为半圆的直径,O 为圆心,在O 点左侧用红色激光笔从E 点垂直AB 射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C 为45°. (1)求半球形介质的折射率;(2)若取用半球形介质同种材质制成环状介质砖,如图乙所示,内径为R 、外径为R'=√2R 的环状介质砖的圆心为O ,一束平行于水平轴O'O 的光线由A 点进入介质砖,到达B 点(图中未标出)刚好发生全反射,求A 点处光线的入射角和折射角.变式2 (多选)[2022·济南外国语学校期中] 在光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转.如图,ABCD 是棱镜的横截面,截面是底角为45°的等腰梯形.现有与底面BC 平行且频率相同的两束单色光a 、b 射入AB 面,经折射反射,使从CD 面射出的光线发生了翻转.已知棱镜材料对该色光的折射率n=√2,下列说法正确的是 ( )A .两束光中,有一束可能会从底面BC 射出B .两束光都不能从底面BC 射出,光将从CD 面平行于BC 射出 C .若光a 、b 从CD 面平行于BC 射出,a 光离底面BC 更近 D .两束光在棱镜中的传播时间相同例3 [2022·河北卷] 如图所示,一个半径为R 的玻璃球,O 点为球心.球面内侧单色点光源S发出的一束光在A 点射出,出射光线AB 与球直径SC 平行,θ=30°.光在真空中的传播速度为c.求:(1)玻璃的折射率;(2)从S 发出的光线经多次全反射回到S 点的最短时间.1.(几何光学的综合应用)(多选)如图所示,一由玻璃制成的直角三棱镜ABC ,其中AB=AC ,该三棱镜对红光的折射率大于√2.一束平行于BC 边的白光射到AB 面上,光束先在AB 面折射后射到BC 面上,接着又从AC 面射出.下列说法正确的是 ( )A .各色光在AB 面的折射角都小于30° B .各色光在BC 面的入射角都大于45° C .有的色光可能不在BC 面发生全反射D .射到AC 面的有色光束中红光在最上方2.(全反射的应用)为建设“最美城市”打造宜居环境.在城市中心花园建设一人工湖,湖的形状像一个正立的碗,截面为半圆形,如图所示,半径R=90 m,在湖底A 处有一单色LED 灯S ,将湖内注满水.已知水对该单色光的折射率n=54,光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s,不计湖底对光的反射.(1)从LED 灯发出的单色光射出水面所需的最短时间?(2)要使在湖的周围和上方均能看到LED 灯发出的光,LED 灯可移动到距水面的最小距离约为多少?3.(几何光学的综合应用)[2022·广东卷] 一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如图所示.一激光器从罐体底部P 点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O 点.当光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束.已知光在空气中的传播速度为c ,求液体的折射率n 和激光在液体中的传播速度v.章末学业测评(四)1.D [解析] 钱反射出的光线被碗侧壁挡住,人看不见钱了,倒入一些水后,钱反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射光线远离法线方向,人眼逆着折射光线看去,看到的是变高的钱的像,是光的折射现象,故选D .2.B [解析] 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,A 错误;光导纤维是一种由玻璃或塑料制成的纤维,光在其中传播过程发生全反射,因此光导纤维传输信号利用的是光的全反射现象,B 正确;3D 电影技术利用了光的偏振现象,C 错误;全息照相利用了光的干涉现象,D 错误.3.C [解析] 由图可知,光从介质1射入介质2中,折射角大于入射角,则n 1>n 2,光从介质2射入介质3中,折射角小于入射角,则n 2<n 3,根据光的可逆性知,光从2射向1或从2射向3时,若入射角相等,从折射角上可判断n 3>n 1,所以n 3>n 1>n 2,即介质3的折射率最大,故A 错误;相对来说,2是光疏介质,故B 错误;根据v=cn ,因2的折射率最小,所以光在介质2中的传播速度最大,故C 正确;当入射角由45°逐渐增大时,光从2到3是从光疏介质到光密介质,所以在此界面上不会发生全反射,故D 错误.4.B [解析] 阳光属于自然光,阳光在水面发生反射后的反射光是偏振光,转动镜片时发现光有强弱变化,是由于镜片相当于检偏器,当偏振光偏振的方向与偏振镜片偏振的方向平行时可以通过偏振片,当二者方向垂直时不能通过偏振光,所以镜片起检偏器的作用,故选B .5.B [解析] 该液体对激光的折射率为n=sin θ空sin θ液、sin θ空=sin 45°=√22,由A 、B 两点的距离为5.5 m,如图,C 、D 间的水平距离为0.75 m,则sin θ液=√12+(0.75)2=0.6,解得n=√220.6=5√26,故选B .6.A [解析] 由公式sin C=1n=12解得,临界角C =30°,设入射光线从某位置P 点入射的光线,照射到AB 弧面上Q 点时,入射角恰好等于临界角,则能射出的光线的区域对应的圆心角为θ=30°,则能射出光线的部分AB 面的弧长为L=30°360°×2πR =π3(m).设从Q 点反射的光线与OA 交于S 点,则△OQS 为直角三角形,且∠OQS=30°,则被AO 段吸收的玻璃的长度为OS=R sin 30°=1 m,因此能够从弧AB 上射出以及被AO 段吸收的玻璃总边长为s 总=L+OS=(π3+1) m,故选A .7.ABD [解析] 设入射光线与球体的交点为A ,连接OA ,OA 即为入射点的法线.因此图中的角α为入射角.过A 点作球体水平表面的垂线,垂足为B ,如图所示.依题意∠AOB=α,又由△OAB 知,sin α=√32,则α=60°,β=∠AOD=∠BAO=30° ,由折射定律得n=sinαsinβ=√3,选项A 、B 正确;由图可知γ=30°,则AB=OD+ AD sin 30°=32OD ,解得OD=√3R3,选项C 错误;光线从右侧竖直表面射出时,由折射定律得,sinθsinγ=n ,解得θ=60°,选项D 正确.8.AC [解析] 光路如下图甲所示,则根据几何关系可知,α=30°,所以sin α=1n ,解得n=2,故A 正确;红光的折射率比黄光小,红光发生全反射的临界角大于黄光的,因此若将一细束红光沿同样方向从P 点入射,则该光束不会在CD 面发生全反射,故B 错误;紫光的频率比黄光大,波长小,因此紫光的折射率大,因此一定会发生全反射,紫光和黄光的光路图均如图乙所示,由于紫光的折射率比黄光大,根据v=cn ,可知紫光在棱镜中的传播速度比黄光小,故时间更长,故C 正确;由C 选项可知,黄光在棱镜中传播的距离为s=PP 1+P 1P 2+P 2P 3=(√3d √3)+√3+(√3d -√3)=2√3d ,因此传播距离和x 无关,因此时间不会变长,故D 错误.9.(1)暗条纹 (2)6条亮条纹 5条暗条纹 [解析] (1)波长λ=cf =5×10-7 m n=Δsλ=3×10-6 m5×10-7 m =6由于两光源的振动情况恰好相反,所以P 点为暗条纹.(2)O 点到两光源的路程差为0,此处也是暗条纹,由n=6知O 、P 间还有5条暗条纹和6条亮条纹.10.(1) √3 (2)R c [解析](1)光从光源S 射出经扇形体到达水平面的光路图如图所示.光由空气射向扇形体,由折射定律,有n=sinθsinα又θ=60°,γ=∠COD=60°光由扇形体射向空气,由折射定律,有n=sinγsinβ故a=β由几何知识得α+β=60°故α=β=30°解得n=√3(2)光在扇形体中传播的速度为v=c n =√33c由几何关系知AC=AO=√33R 光在扇形体中传播的时间t=AC v =R c。

2019版人教版高中物理必修一第四章章末检测卷(带答案)

2019版人教版高中物理必修一第四章章末检测卷（在成长的道路上要一个阶段一份收获，满分100分。

）一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)1.关于力、运动状态及惯性,下列说法正确的是()A.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因B.一个运动的物体,如果不再受力,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C.伽利略根据理想实验推论出:如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去D.车速越大,刹车后滑行的距离越长,所以惯性越大2.放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑,如图甲所示;在滑块A上放一物体B,物体B始终与A保持相对静止,以加速度a2沿斜面匀加速下滑,如图乙所示;在滑块A 上施加一竖直向下的恒力F,滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑,如图丙所示。

斜面为同一斜面,则()A.a1=a2=a3B.a1=a2<a3C.a1<a2=a3D.a1<a2<a33.如图所示,吊篮P悬挂在天花板上,与吊篮质量相等的物体Q被固定在篮中的轻弹簧托住,当悬挂的细绳烧断的瞬间,吊篮P与Q的加速度大小可能是()A.a P=a Q=gB.a P=2g,a Q=gC.a P=2g,a Q=0D.a P=g,a Q=2g4.同学站在观光电梯地板上,利用速度传感器和计算机研究该观光电梯升降过程中的运动情况,如图所示的v-t图像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向)。

根据图像提供的信息,可以判断下列说法正确的是()A.0～5 s内,观光电梯在加速上升,该同学处于失重状态B.5～10 s内,该同学对电梯地板的压力大于他所受的重力C.10～20 s内,观光电梯在减速下降,该同学处于超重状态D.20～25 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态5.如图所示为英国人阿特伍德设计的装置,不考虑绳与滑轮的质量,不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。

2025高考物理步步高同步练习第四章牛顿第一定律含答案

2025高考物理步步高同步练习第四章1牛顿第一定律[学习目标] 1.理解牛顿第一定律的内容和意义.2.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象.3.知道质量是惯性大小的唯一量度．一、理想实验的魅力1．亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方．2．伽利略的理想实验(1)斜面实验：如图1所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将到达原来的高度．减小第二个斜面的倾角，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长．当第二个斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去．图1(2)推理结论：力不是(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因．3．笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向．二、牛顿第一定律1．牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．2．惯性(1)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性．牛顿第一定律也被叫作惯性定律．(2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．三、惯性与质量物体惯性大小仅与质量有关，描述物体惯性的物理量是它的质量，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关．1．判断下列说法的正误．(1)伽利略的理想实验是永远无法实现的．(√)(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因．(×)(3)由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止．(×)(4)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动．(×)(5)速度越大，物体的惯性越大．(×)(6)受力越大，物体的惯性越大．(×)2．前进中的大巴车突然刹车时，乘客向________倾倒；在匀速直线运动的火车上竖直跳起，人会落在________(选填“原来位置”“原位置前”或“原位置后”)．答案前原来位置一、伽利略理想实验导学探究在伽利略的斜面实验的各个过程中(如图2所示)，哪些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？图2答案小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实，可以通过实验完成，其余各个结论是由推理得出的，不可以用实验完成．知识深化1．伽利略理想实验的推论一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去．2．理想实验的意义(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律．(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律．如图3所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．图3①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度；②两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填数字序号)．(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是________(填选项前的字母)．A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论答案(1)②③①④(2)B解析步骤②是理想实验的实验基础，属于可靠的事实，在此基础上利用推理，先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论，再设想减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度，继续减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面，得到小球将匀速运动的推论．所以正确的顺序排列是②③①④，②是事实，①③④是推论．二、牛顿第一定律导学探究如图4所示是冰壶在冰面上的运动情景．冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远．图4(1)图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？(2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？(3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？答案(1)冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用．说明力是改变物体运动状态的原因．(2)冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然静止；冰壶原来运动，不受外力作用时将保持匀速直线运动状态．(3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态．知识深化1．运动状态改变即速度发生变化，有三种情况：(1)速度的方向不变，大小改变．(2)速度的大小不变，方向改变．(3)速度的大小和方向同时改变．2．对牛顿第一定律的理解(1)定性揭示了力和运动的关系：①力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因．②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态．(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性．因此牛顿第一定律也叫惯性定律．(3)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的．(4)牛顿第一定律无法用实验直接验证．它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态．关于牛顿第一定律的理解正确的是()A．牛顿第一定律无法用实验验证，因此无实际意义B．不受外力作用时，物体静止不动C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块的运动D．奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态答案 D解析牛顿第一定律虽然无法用实验验证，但它阐述了运动和力的关系，其得到的一切结论经过实践证明都是正确的，故A项错误；牛顿第一定律描述了物体在不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动或静止状态，故B项错误；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用改变了木块的运动状态；奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态，故C项错误，D项正确．针对训练1下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用答案 C解析牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的，但无法用实验来直接验证，故选项A、B错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，故选项C正确；物体静止时不受外力或所受合外力为零，故选项D错误．三、惯性导学探究(1)如图5所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？图5(2)“同一物体在地球上的重力比在月球上大，所以物体在地球上的惯性比在月球上大”，这种说法对吗？为什么？答案(1)乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客身体的下半部分受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而上半部分由于惯性要保持原来的运动状态，故向前倾倒．(2)不对．惯性大小只与质量有关，与位置无关．虽然物体在地球上的重力比在月球上大，但物体的质量不变，即惯性不变．知识深化1．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．2．物体惯性的大小由质量决定，与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关．3．惯性的表现(1)在不受力的条件下，惯性表现出维持其原来运动状态的“能力”，有“惰性”的意思．(2)在受力的条件下，惯性的大小表现为运动状态改变的难易程度．质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．[深度思考](1)战斗机在投入战斗时有时要抛掉副油箱，这是为什么？(2)汽车超载时遇到紧急刹车不容易停下来，为什么？答案(1)减小飞机的质量以减小惯性，使飞机有较好的机动性．(2)质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．关于物体的惯性，下列说法中正确的是()A．骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了增大惯性冲上坡B．子弹从枪膛中射出后，在空中飞行速度逐渐减小，因此惯性也减小C．物体惯性的大小由物体质量大小决定D．物体由静止开始运动的瞬间，它的惯性最大答案 C解析骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下是为了增大人和自行车整体的速度．惯性是物体的固有属性，只与物体本身质量有关，与物体的运动状态和受力情况无关，故A、B、D项错误，C项正确．针对训练2关于物体的惯性，以下说法正确的是()A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时人没有惯性C．在同样大小的刹车力的作用下，超载车更不容易停下来，是因为超载车惯性大D．在沿长直水平轨道匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已答案 C解析物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A错误；一切物体都具有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速运动状态，B错误；超载车质量大，保持原来运动状态的本领强，惯性大，C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车厢内原处，D错误．(2020·大同铁路一中高一上学期期末)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗．若突然发现碗中的水向右洒出，如图6所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是()图6A．小车匀速向左运动B．小车一定突然向左加速运动C．小车可能突然向左减速运动D．小车可能突然向右减速运动答案 D解析若小车匀速向左运动，小车、碗、水速度相同且不变，三者无相对运动，水不会洒出，选项A错误；若小车原来向左匀速运动，突然向左减速运动，碗随小车一起开始向左减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动状态，水相对于碗向左运动，水向左洒出，选项C错误；若小车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随小车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中水由于惯性仍保持原来向左的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，选项B错误，D正确．考点一对牛顿第一定律的理解1．(2020·太原市模拟)伽利略的斜面实验证明了()A．使物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止B．使物体静止必须有力的作用，没有力的作用，物体将运动C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态D．物体的运动不需要力来维持答案 D2．(2021·泰兴中学、南菁高中高一上第二次联考)东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运动：“圆物投之于地，东西南北，无之不可；策杖叩动，才微辄停”．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是()A．力是维持物体运动的原因B．力是改变物体惯性大小的原因C．力是改变物体运动状态的原因D．力是改变物体位置的原因答案 C3．关于牛顿第一定律，下列理解正确的是()A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接验证B．牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律C．牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错误的D．向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动答案 A解析牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接验证，A正确，C错误；牛顿第一定律反映了物体不受力时的运动规律，B错误；向上抛出的物体，由于惯性继续向上运动，D错误．考点二惯性的理解与应用4.(2020·扬州市高一上期末)图1为月球车示意图，为完成月球探测、考察、采样等任务，月球车从地球到达月球后()图1A．失去惯性B．惯性增大C．惯性减小D．惯性不变答案 D5．下列关于惯性的说法正确的是()A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B．百米赛跑到达终点时不能立即停下来是由于惯性，停下来时就没有惯性了C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关答案 D解析惯性是物体的固有属性，物体在任何情况下都有惯性，且惯性的大小与物体的运动状态及受力情况均无关，它仅取决于物体的质量大小，因此A、B、C错误，D正确．6．下列事例中(如图2)，利用了惯性的是()图2①跳远运动员在起跳前高速助跑②跳伞运动员在落地前打开降落伞③自行车轮胎制成不平整的花纹④铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转A．①②B．③④C．①④D．②③答案 C7．下列选项是四位同学根据图3中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前(向左)运动的汽车运动情况做出的判断，其中正确的是()图3A．汽车一定做匀加速直线运动B．汽车一定做匀速直线运动C．汽车可能是突然减速D．汽车可能是突然加速答案 C解析当汽车突然向前加速时，人会向后倾，反之人会向前倾，由题图可知，汽车此时可能突然减速，故选项C正确，A、B、D错误．8．图4所示照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程．下面是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是()图4A．这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的B．骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此摔倒C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地了D．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了答案 B9．如图5所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，A的上表面水平，在A 的上表面上放一光滑的小球B，A由静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()图5A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线答案 B解析小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零．当劈形物体A由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状态就要发生改变，但由于惯性，小球原来速度为零，而小球又光滑，除竖直方向受力外，其他方向上不受力，因为力是使物体运动状态改变的原因，故小球只能在竖直方向上运动，在碰到斜面之前，运动轨迹应为竖2实验：探究加速度与力、质量的关系[学习目标] 1.学会用控制变量法探究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－1m图像.3.能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系．一、实验思路——控制变量法1．探究加速度与力的关系保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，测得不同拉力下小车运动的加速度，分析加速度与拉力的变化情况，找出二者之间的定量关系．2．探究加速度与质量的关系保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量，测得不同质量的小车在这个拉力下运动的加速度，分析加速度与质量的变化情况，找出二者之间的定量关系．二、物理量的测量1．质量的测量：用天平测量．在小车中增减砝码的数量可改变小车的质量． 2．加速度的测量(1)方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车移动的位移x ，用秒表测量发生这段位移所用的时间t ，然后由a ＝2xt 2计算出加速度a .(2)方法2：由纸带根据公式Δx ＝aT 2结合逐差法计算出小车的加速度．(3)方法3：不直接测量加速度的具体数值，求不同情况下物体加速度的比值，例如：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t 相等，测出各自的位移x 1、x 2，则a 1a 2＝x 1x 2，把加速度的测量转换成位移的测量． 3．力的测量在阻力得到补偿的情况下，小车受到的拉力等于小车所受的合力．(1)在槽码的质量比小车的质量小得多时，可认为小车所受的拉力近似等于槽码所受的重力． (2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要使槽码的质量远小于小车的质量．三、实验器材小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平．四、进行实验(以参考案例1为例)1．用天平测出小车的质量m ，并把数值记录下来．2．按如图1所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系细线)．图13．补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木位置，启动打点计时器，直到轻推小车使小车在木板上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)，此时小车重力沿木板方向的分力等于打点计时器对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力之和．4．把细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码．保持小车质量不变，改变槽码的个数，以改变小车所受的拉力．处理纸带，测出加速度，将结果填入表1中．表1小车质量一定拉力F/N加速度a/(m·s－2)5.保持槽码个数不变，即保持小车所受的拉力不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，把数据记录在表2中．表2小车所受的拉力一定质量m/kg加速度a/(m·s－2)五、数据分析1．分析加速度a与力F的定量关系图2由表1中记录的数据，以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出a－F图像，如图2所示，若图像是一条过原点的倾斜直线，就能说明a与F成正比．2．分析加速度a与质量m的定量关系由表2中记录的数据，以a为纵坐标，以1m为横坐标，根据测量数据描点，然后作出a－1m图像，如图3所示．若a－1m图像是一条过原点的倾斜直线，说明a与1m成正比，即a与m成反比．图33．实验结论(1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受拉力F成正比．(2)保持拉力F不变时，物体的加速度a与质量m成反比．六、注意事项1．打点前小车应靠近打点计时器且应先启动打点计时器后放开小车．2．在补偿阻力时，不要(选填“要”或“不要”)悬挂槽码，但小车应连着纸带且启动打点计时器．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿木板向下的分力平衡．3．改变槽码的质量的过程中，要始终保证槽码的质量远小于小车的质量．4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点应舍去．一、实验原理与实验操作在研究作用力F一定时，小车的加速度a与小车(含砝码)质量M的关系的实验中，某同学安装的实验装置和设计的实验步骤如下：图4A．用天平称出小车和槽码的质量B．按图4安装好实验器材C．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，释放小车，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．保持槽码的质量不变，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关系图像，并由图像确定a与M的关系(1)请改正实验装置图中的错误．①电磁打点计时器位置___________________________________________；②小车位置________________________；③滑轮位置___________________________________________．(2)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在步骤________之后．(3)在上述步骤中，有错误的是步骤________，应把________________改为____________．(4)在上述步骤中，处理不恰当的是步骤________，应把____________改为____________．答案(1)①应靠右端②应靠近打点计时器③应使细绳平行于木板(2)补偿阻力B(3)D 6 V电压的蓄电池8 V的交流电源(4)G作a－M关系图像作a－1M关系图像解析(1)①电磁打点计时器应固定在长木板无滑轮的一端，且应靠近右端；②释放小车时，小车应靠近打点计时器；③连接小车的细绳应平行于木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于木板．(2)实验时应补偿阻力，使小车所受重力沿木板方向的分力与小车所受阻力平衡，故应垫高长木板右端以补偿阻力．实验中把槽码的重力看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑阻力，故必须补偿阻力且应排在步骤B之后．(3)步骤D中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8 V的交流电源上．(4)步骤G中作a－M关系图像，得到的是曲线，很难进行正确的判断，必须“化曲为直”，改作a－1M关系图像．二、实验数据处理某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量m的关系”的实验，图5所示为实验装置简图(交流电源的频率为50 Hz)．图5(1)图6所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________ m/s2.(结果保留两位有效数字)图6(2)保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1m，数据如下表．序号12345678小车加速度a/(m·s－2) 1.90 1.72 1.49 1.25 1.000.750.500.30 小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.71 1.00 1.67 1m/kg－1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.000.60。

高中物理第四章牛顿运动定律章末检测卷新人教版必修1-新人教版高一必修1物理试题

【步步高】2015年秋高中物理第四章牛顿运动定律章末检测卷新人教版必修1(时间：90分钟总分为：100分)一、单项选择题(此题共6小题，每一小题4分，共24分．每一小题给出的选项中只有一项符合题目要求．)1．在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因〞这个观点的物理学家与建立惯性定律的物理学家分别是( ) A ．亚里士多德、伽利略 B ．伽利略、牛顿 C ．伽利略、爱因斯坦 D ．亚里士多德、牛顿答案 B2．关于惯性，如下说法正确的答案是( )A ．在宇宙飞船内，由于物体完全失重，所以物体的惯性消失B ．跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性C ．物体在月球上的惯性只是它在地球上的16D ．质量是物体惯性的量度，惯性与速度与物体的受力情况无关答案 D解析物体的惯性只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处的位置无关，选项A 、B 、C 错误，选项D 正确．3．2013年6月11日，“神舟十号〞载人飞船成功发射，设近地加速时，飞船以5g 的加速度匀加速上升，g 为重力加速度，如此质量为m 的宇航员对飞船底部的压力为( ) A ．6mg B ．5mg C ．4mg D ．mg 答案 A解析对宇航员由牛顿第二定律得：F N －mg ＝ma ，得F N ＝6mg ，再由牛顿第三定律可判定A 项正确．4．轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm.假设将重物向下拉1cm 后放手，如此重物在刚释放瞬间的加速度是( ) A ．2.5m/s 2B ．7.5 m/s 2C ．10m/s 2D ．12.5 m/s 2答案 A解析设重物的质量为m，弹簧的劲度系数为k.平衡时：mg＝kx1，将重物向下拉1cm，由牛顿第二定律得：k(x1＋x2)－mg＝ma，联立解得：a＝2.5m/s2，选项A正确．5．如图1所示，小球系在细绳的一端，放在倾角为α的光滑斜面上，用力F将斜面在水平桌面上缓慢向左移动，使小球缓慢上升(最高点足够高)，那么在斜面运动的过程中，细绳的拉力将( )图1A．先增大后减小B．先减小后增大C．一直增大D．一直减小答案 B解析小球受力如下列图，拉力F与支持力F N的合力与重力G等大、反向，且F N的方向不变，可见，在斜面缓慢向左运动时，绳的拉力F先减小后增大．6．如图2所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上．开始时小车处于静止状态．当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，如下说法中正确的答案是( )图2A．小球处于超重状态，小车对地面压力大于系统总重力B．小球处于失重状态，小车对地面压力小于系统总重力C．弹簧测力计读数大于小球重力，但小球既不超重也不失重D．弹簧测力计读数大于小球重力，小车一定向右匀加速运动答案 C解析小球稳定在题图中虚线位置，如此小球和小车有一样的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右匀加速运动，也可以向左匀减速运动，故C项正确．二、多项选择题(此题共4小题，每一小题5分，共20分．每一小题给出的选项中有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)7．物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的答案是( )A．物体所受到静摩擦力的反作用力是物体对斜面的摩擦力B．物体所受重力沿垂直斜面方向的分力就是物体对斜面的压力C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D．物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力答案AD8．如图3所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个重物，电梯竖直方向匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的答案是(g取10m/s2)( )图3A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s2答案BC解析由电梯竖直方向做匀速直线运动时弹簧测力计的示数为10N，可知重物的重力为10N，质量为1kg；当弹簧测力计的示数变为8N时，如此重物受到的合力为2N，方向竖直向下，由牛顿第二定律得物体产生向下的加速度，大小为2m/s2，因没有明确电梯的运动方向，故电梯可能向下加速，也可能向上减速，应当选B、C.9．将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图4所示，如此( )图4A．上升、下降过程中加速度大小之比为11∶9B．上升、下降过程中加速度大小之比为10∶1C．物体所受的重力和空气阻力之比为9∶1D．物体所受的重力和空气阻力之比为10∶1答案AD解析上升、下降过程中加速度大小分别为：a上＝11m/s2，a下＝9 m/s2，由牛顿第二定律得：mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，联立解得：mg∶F阻＝10∶1，A、D正确．10．如图5所示，一小球自空中自由落下，在与正下方的直立轻质弹簧接触直至速度为零的过程中，关于小球的运动状态，如下几种描述中正确的答案是( )图5A．接触后，小球做减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方答案BD解析从小球下落到与弹簧接触开始，一直到把弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力与小球重力相等的位置是转折点，之前重力大于弹力，之后重力小于弹力，而随着小球向下运动，弹力越来越大，重力恒定，所以之前重力与弹力的合力越来越小，之后重力与弹力的合力越来越大，且反向(竖直向上)．由牛顿第二定律知，加速度的变化趋势和合力的变化趋势一样，而在此过程中速度方向一直向下．三、实验题(此题共2小题，共12分)11．(6分)如图6甲为某次实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，A与各点之间的距离如图甲所示，单位是cm，纸带的加速度是________m/s2(结果保存3位有效数字)，在验证质量一定时加速度a和合外力F的关系时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a—F图象，图线不过原点的原因是____________________________．图6答案 1.59 平衡摩擦力过度解析 a 的计算利用逐差法．a ＝x DE －x AB ＋x EF －x BC ＋x FG －x CD 9T2＝x DE ＋x EF ＋x FG －x AB ＋x BC ＋x CD9T 2＝x AG －x AD －x AD9T2＝40.65－2×13.159×0.12×10－2m/s 2≈1.59m/s 212．(6分)某探究学习小组的同学们要验证牛顿运动定律，他们在实验室组装了一套如图7所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)．图7(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于〞或“不等于〞)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要〞或“不需要〞)(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M ，挡光板的宽度l ，光电门1和2的中心距离为x .某次实验过程：力传感器的读数为F ，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t 1、t 2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，重力加速度为g ，如此该实验要验证的关系式是________________．答案 (1)等于不需要 (2)F ＝Ml 22x (1t 22－1t 21)解析 (1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．(2)由于挡光板的宽度l 很小，故小车在光电门1处的速度v 1＝l t 1，在光电门2处的速度为v 2＝l t 2，由v 22－v 21＝2ax ，得a ＝v 22－v 212x ＝12x (l 2t 22－l 2t 21)．故验证的关系式为F ＝Ma ＝M 2x (l 2t 22－l 2t 21)＝Ml 22x (1t 22－1t 21)．四、计算题(此题共4小题，共44分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假设未来的某天你乘坐飞船进展“微重力的体验〞行动，飞船由6000m 的高空静止下落，可以获得持续25s 的失重状态，你在这段时间里可以进展关于微重力影响的实验．下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g 取10m/s 2，试求： (1)飞船在失重状态下的加速度大小； (2)飞船在微重力状态中下落的距离．答案 (1)9.6m/s 2(2)3000m解析 (1)设飞船在失重状态下的加速度为a ，由牛顿第二定律得mg －F f ＝ma 又F f ＝0.04mg 即mg －0.04mg ＝ma 解得a ＝9.6m/s 2 (2)由x ＝12at 2得x ＝12×9.6×252m ＝3000m14．(10分)在水平地面上有一个质量为4.0kg 的物体，物体在水平拉力F 的作用下由静止开始运动.10s 后拉力大小减小为F3，并保持恒定．该物体的速度图象如图8所示(取g ＝10m/s 2)．求：图8(1)物体受到的水平拉力F 的大小； (2)物体与地面间的动摩擦因数．答案 (1)9N (2)0.125解析 (1)物体的运动分为两个过程，由题图可知两个过程的加速度分别为：a 1＝1m/s 2，a 2＝－0.5 m/s 2物体受力分析如图甲、乙所示：甲乙对于两个过程，由牛顿第二定律得：F －F f ＝ma 1 F3－F f ＝ma 2联立以上二式解得：F ＝9N ，F f ＝5N(2)由滑动摩擦力公式得：F f ＝μF N ＝μmg 解得μ＝0.12515．(10分)如图9所示，质量m ＝1kg 的球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成30°角，球与杆之间的动摩擦因数μ＝36，球受到竖直向上的拉力F ＝20N ，g ＝10m/s 2，如此：图9(1)球的加速度多大？(2)在力F 作用下，球从静止开始运动，经2s 内的位移多大？答案 (1)2.5m/s 2(2)5m解析 (1)球受到重力mg 、杆的支持力F N 、杆的摩擦力F f 和竖直向上的拉力F 四个力的作用(如下列图)，建立直角坐标系，如此由牛顿第二定律得F sin30°－mg sin30°－F f ＝ma F cos30°＝mg cos30°＋F N F f ＝μF N联立以上各式解得a ＝2.5m/s 2.(2)由运动学公式x ＝12at 2，代入数据得：x ＝5m.16．(14分)如图10所示，质量为M ＝1kg 的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量为m ＝0.5kg 的小滑块(可视为质点)以v 0＝3m/s 的初速度从左端沿木板上外表冲上木板，带动木板向前滑动．滑块与木板上外表间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g 取10 m/s 2，木板足够长．求：图10(1)滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小和方向； (2)滑块在木板上滑动过程中，滑块相对于地面的加速度大小a ； (3)滑块与木板A 达到的共同速度的大小v . 答案 (1)0.5N ，方向向右 (2)1m/s 2(3)1 m/s 解析 (1)滑块所受摩擦力为滑动摩擦力F f ＝μmg ＝0.5N ，方向向左根据牛顿第三定律，滑块对木板的摩擦力方向向右，大小为0.5N (2)由牛顿第二定律得：μmg ＝ma 得出a ＝μg ＝1m/s 2(3)木板的加速度a ′＝m Mμg ＝0.5m/s 2设经过时间t ，滑块和长木板达到共同速度v ，如此满足：对滑块：v ＝v 0－at 对长木板：v ＝a ′t由以上两式得：滑块和长木板达到的共同速度v ＝1m/s。

【步步高】高中物理章末检测卷(四)沪科版必修1(1)

章末检测卷(四)(时刻：90分钟总分值：100分)一、单项选择题(此题共8小题，每题4分．每题给出的选项中只有一项符合题目要求．)1．关于合力与分力，以下说法正确的选项是( )A．合力的大小必然大于每一个分力的大小B．合力的大小至少大于其中一个分力C．合力的大小能够比两个分力都大，也能够比两个分力都小D．合力不能与其中的一个分力相等答案C解析由力的合成的平行四边形定那么知：两个力的合力范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故合力的大小能够比分力大、比分力小或与分力大小相等，故C对，A、B、D都错．2．用如下图的四种方式悬挂一个镜框，绳中所受拉力最小的是( )答案B3.如图1所示，物体A和B一路沿斜面匀速下滑，那么物体A受到的力是( )图1A．重力、B对A的支持力B．重力、B对A的支持力、下滑力C．重力、B对A的支持力、摩擦力D．重力、B对A的支持力、摩擦力、下滑力答案A4.如图2所示，一把正常利用的自动雨伞，关于其中弹簧的状态，正确的说法是( )图2A．不管雨伞收起或打开，弹簧都受到压力B．不管雨伞收起或打开，弹簧都受到拉力C．雨伞打开时，弹簧受到压力；雨伞收起时，弹簧受到拉力D．雨伞打开时，弹簧受到拉力；雨乎收起时，弹簧受到压力答案A5．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图3所示的两种形状，以下说法中正确的选项是( )图3A．夏日与冬季电线对电线杆的拉力一样大B．夏日与冬季电线杆对电线的拉力方向不变C．夏日电线对电线杆的拉力较大D．冬季电线对电线杆的拉力较大答案D解析以电线为研究对象，夏日和冬季电线杆对电线的拉力方向发生转变，即电线重力的两个分力的夹角发生转变．冬季，两分力夹角较大，因此分力较大，使电线对电线杆的拉力较大．综上，选项D正确．6．两个共点力F1和F2的合力大小为6 N，那么F1和F2的大小可能是( )A．F1＝2 N，F2＝9 N B．F1＝4 N，F2＝8 NC．F1＝1 N，F2＝8 N D．F1＝2 N，F2＝1 N答案B7．如图4所示，小球系在细绳的一端，放在倾角为α的滑腻斜面上，使劲将斜面在水平桌面上缓慢向左移动，使小球缓慢上升(最高点足够高)，那么在斜面运动的进程中，细绳的拉力将( )图4A．先增大后减小B．先减小后增大C．一直增大D．一直减小答案B解析小球受力如下图，拉力F与支持力N的合力与重力G等大、反向，且N的方向不变，可见，在斜面缓慢向左运动时，绳的拉力F先减小后增大．8.如图5所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上，A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，现在弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力别离是3 N和5 N．那么细线的拉力及B对地面的压力别离是( )图5A．1 N和0 B．5 N和7 NC．5 N和3 N D．7 N和7 N答案C解析已知弹簧伸长2 cm，弹簧的弹力为F＝2 N，可判定弹簧对A产生向下的拉力，故细线的拉力应为T＝F ＋G A＝5 N，B对地面的压力N＝G B－F＝3 N．综上所述，此题正确选项应是C.二、多项选择题(此题共4小题，每题5分．每题给出的选项中有多项符合题目要求，全数选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)9．2021年10月24日，中国选手廖辉在举重世锦赛夺得三金，打破挺举、总成绩两项世界纪录．如图6所示，假设廖辉抓举质量不变，而两手臂间的夹角变大，当举起维持稳固时，两手臂的使劲F1和它们的合力F的大小转变情形为( )图6A．F1增大B．F1不变C．F增大D．F不变答案AD解析抓举质量不变，两臂使劲的合力F大小等于抓举重力大小，即不变；两手臂间的夹角变大时，由平行四边形定那么知，合力不变，两手臂的使劲变大．10．如图7所示，小车M在恒力F作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判定( )图7A．假设地面滑腻，那么小车必然受三个力作用B．假设地面粗糙，小车也能够不受摩擦力作用C．假设小车做匀速运动，那么小车必然受四个力的作用D．假设小车做匀速运动，那么小车可能受三个力的作用答案BC解析由于F的竖直分力大小可能等于重力，因此地面可能对小车无支持力作用，不论地面滑腻与否，小车都不受摩擦力，现在小车仅受重力和F作用，故A选项错误，B选项正确；假设小车做匀速运动，那么水平方向上所受摩擦力和F的水平分力平稳，这时小车必然受重力、恒力F、地面支持力、摩擦力四个力作用．C正确，D 错误．11．两个力的合力为F，若是它们之间的夹角固定不变，使其中一个力增大，那么( )A．合力F必然增大B．合力F的大小可能不变C．合力F的大小可能增大，也可能减小D．当θ＜90°时，合力F必然减小答案BC解析设两力F a、F b之间的夹角为钝角，由如下图的平行四边形可知，当F a慢慢增大为F a1、F a2、F a3时，其合力由原先的F变成F1、F2、F3，它们可能小于F，可能等于F，还可能大于F，故B、C正确，A错误．假设F a、F b之间的夹角θ＜90°，同理能够判定出D错误．12．如图8所示，用水平力F推静止在斜面上的物块，当力F由零开始慢慢增大而物块仍维持静止状态，那么物块( )图8A．所受合力慢慢增大B．所受斜面摩擦力慢慢增大C．所受斜面支持力慢慢增大D．所受斜面作使劲慢慢变大答案CD解析物块维持静止状态，所受合力仍为零，A错．开始时摩擦力方向沿斜面向上，力F增大，摩擦力减小，当摩擦力方向沿斜面向下时，力F增大，摩擦力增大，B错．物块所受斜面支持力大小等于重力和F沿垂直于斜面方向的分力之和，而重力沿垂直于斜面方向的分力不变，F沿垂直于斜面方向的分力增大，故随着F的增大，物块所受斜面支持力增大，C对．物块所受斜面的作使劲大小等于重力与F的合力，由于F增大，物块所受斜面的作使劲变大，D正确．三、实验题(此题共2小题，共12分)13．(4分)在探讨合力与分力的关系时，先将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮筋，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋．(1)实验对两次拉伸橡皮筋的要求中，以下哪些说法正确的选项是________(填字母代号)．A．将橡皮筋拉伸相同长度即可B．将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度C．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D．将橡皮筋和绳的结点拉到相同位置(2)同窗们在操作进程中有如下说法，其中对减小实验误差有利的说法是________(填字母代号)．A．两细绳必需等长B．弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行C．用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应适当大些D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些答案(1)BD (2)BD14．(8分)在“探讨合力与分力的关系”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计．(1)为了完成实验，某同窗另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，取得的实验数据如下表：弹力F(N)0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50伸长量x(10－2 m)0.74 1.80 2.80 3.72 4.60 5.58 6.42依照表中数据在作出F－x图像并求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图9甲所示，其读数为________N；同时利用(1)中结果取得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示；图9(3)由图取得F合＝________N.答案(1)观点析图53(说明：±2范围内都可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，±0.02范围内都可) 观点析图(3)3.3(说明：±0.2范围内都可)解析(1)以水平方向为x轴，竖直方向为F轴，成立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，在直线上任取一点，如(6×10－2,3.2)，那么k＝3.26×10－2N/m≈53 N/m. (2)弹簧测力计的读数为2.10 N，选标度合力F合的图示如下图．(3)经测量，合力F合＝3.3 N.四、计算题(本大题共4小题，共36分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15.(8分)如图10所示，物重30 N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能经受的最大拉力为20 3 N，再用一绳AB 系于OC绳上的A点，AB绳能经受的最大拉力为30 N，现用水平力拉AB绳能够把OA绳拉到竖直方向成多大角度？图10答案30°解析对A点进行受力分析，如右图所示，由题意可得F OA＝Gcos α，F AB＝G tan α.设OA先断，那么F OA＝20 3 N解得α＝30°，现在F AB＝G tan α＝10 3 N＜30 N.因此，能够把OA绳拉到与竖直方向成30°角处．16．(8分)如图11所示，质量为m的木块放到倾角为θ的斜面上，恰好能够沿斜面匀速下滑．图11(1)求木块匀速下滑进程中受到的摩擦力的大小；(2)假设对木块施加一个平行于斜面向上的力F，使木块沿斜面向上匀速运动，那么力F的大小为多少？答案(1)mg sin θ(2)2mg sin θ解析(1)木块匀速下滑进程中，受力如图甲所示，依照平稳条件可得：f＝mg sin θ(2)木块匀速上滑进程中，受力如图乙所示，依照平稳条件可得：F＝f＋mg sin θ由以上两式可得：F＝2mg sin θ17．(10分)如图12所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是滑腻的，且斜面倾角为θ.质量为m的滑腻球B放在三棱柱和滑腻竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小．图12答案(M＋m)g mg tan θ解析选取A、B整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g、地面支持力N、墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用，如下图，处于平稳状态．依照平稳条件有：N－(M＋m)g＝0①F＝f②由①解得N＝(M＋m)g再以B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力F AB、墙壁对它的弹力F的作用，如下图，处于平稳状态．依照平稳条件有：竖直方向上：F AB cos θ＝mg③水平方向上：F AB sin θ＝F④由③④解得F＝mg tan θ因此f＝F＝mg tan θ18．(10分)如图13所示，物块的质量m＝30 kg，细绳一端与物块相连，另一端绕过滑腻的轻质定滑轮，当人用100 N的力斜向下拉绳索时，滑轮双侧细绳与水平方向的夹角均为30°，物块在水平面上维持静止，滑轮上端的悬绳竖直(取g＝10 N/kg)．求：图13(1)地面对物块的弹力大小和摩擦力大小；(2)滑轮上方竖直悬绳的拉力大小．答案(1)250 N 50 3 N (2)100 N解析(1)如下图，对物块受力分析并正交分解有F sin 30°＋N＝mg①F cos 30°＝f②由①②得N＝250 Nf＝50 3 N(2)如图，对悬绳上任一点受力分析有T＝2F cos 60°解得T＝100 N。

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