章末质量评估(四) 秋学期高中物理必修1(人教版)学案

章末质量评估(四)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每题4分，共48分．其中1～8题为单选，9～12题为多选，漏选得2分，错选、多选不得分．) 1．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法不符合历史事实的是()A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：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，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案：A2．关于牛顿运动定律，以下说法中正确的是()A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性就越大B．人从水平地面上猛地竖直向上跳起，地面对人的支持力将会大于人对地面的压力C．N/kg与m/s2都是加速度的国际制单位D．物体的加速度方向有时与合外力方向相同，有时与合外力方向相反答案：C3．一雪橇放在冰面上，现让一只狗拉着雪橇在冰面上匀速前进，则( )A ．狗对雪橇的拉力与冰面对雪橇的摩擦力是一对作用力与反作用力B ．雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对平衡力C ．雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对作用力与反作用力D ．雪橇对冰面的压力与雪橇受到的重力是一对平衡力解析：雪橇匀速前进，则雪橇受力平衡，狗对雪橇的拉力与冰面对雪橇的摩擦力是一对平衡力，冰面对雪橇的支持力与雪橇受到的重力是一对平衡力，选项A 、D 错误；雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对作用力与反作用力，选项B 错误，选项C 正确．答案：C4．竖直上抛物体受到的空气阻力f 大小恒定，物体上升到最高点用时t 1，从最高点落回抛出点用时t 2，上升时加速度大小为a 1，下降时加速度大小为a 2，则下列说法正确的是( )A ．a 1<a 2，t 1<t 2B ．a 1>a 2，t 1>t 2C ．a 1<a 2，t 1>t 2D ．a 1>a 2，t 1<t 2解析：由上升时：mg ＋f ＝ma 1，下降时：mg －f ＝ma 2，得a 1>a 2.上升和下降的位移相等，h ＝12a 1t 21＝12a 2t 22，因为a 1>a 2，所以t 1<t 2.D 正确．答案：D5.用轻弹簧竖直悬挂质量为m 的物体，静止时弹簧伸长量为L ，现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m 的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L ，斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力( )A ．等于零B ．大小为12mg ，方向沿斜面向下 C ．大小为32mg ，方向沿斜面向上 D ．大小为mg ，方向沿斜面向上解析：设弹簧的劲度系数为k ，竖直悬挂时有kL ＝mg .设物体放在斜面上时所受摩擦力为f ，根据物体的平衡条件有kL ＋f ＝2mg sin 30°＝mg ；由上述两式联立可得f ＝0，A 正确．答案：A6.如图所示，吊篮A 、物体B 、物体C 的质量分别为m 、3m 、2m .B 和C 分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计．B 和C 在吊篮的水平底板上处于静止状态．将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间( )A ．吊篮A 的加速度大小为gB ．物体B 的加速度大小为gC ．物体C 的加速度大小为2gD ．A 、B 、C 的加速度大小都等于g解析：弹簧开始的弹力F ＝3mg ，剪断轻绳的瞬间，弹力不变，B 的合力仍然为零，则B 的加速度为0；将C 和A 看成一个整体，根据牛顿第二定律，得a AC ＝F ＋（m ＋2m ）g 3m＝2g ，即A 、C 的加速度均为2g .故选项A 、B 、D 错误，C 正确．答案：C7.如图所示，质量为M 的斜面A 置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为μ，物体B 与斜面间无摩擦．在水平向左的推力F 作用下，A 与B 一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动．已知斜面的倾角为θ，物体B 的质量为m ，则它们的加速度a 及推力F 的大小为( )A ．a ＝g sin θ，F ＝(M ＋m )g (μ＋sin θ)B ．a ＝g cos θ，F ＝(M ＋m )g cos θC ．a ＝g tan θ，F ＝(M ＋m )g (μ＋tan θ)D ．a ＝g cot θ，F ＝μ(M ＋m )g解析：B 物体受到重力、支持力作用，其合力向左，根据牛顿第二定律得mg tan θ＝ma ，解得a ＝g tan θ；研究A 、B 整体同理有F －μ(M ＋m )g ＝(M ＋m )a ，解得F ＝(M ＋m )g (μ＋tan θ)，C 正确．答案：C8.如图所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，电磁铁A 和秤盘C (包括支架)的总质量为M ，B 为铁片，质量为m ，整个装置用轻绳悬挂于O 点．当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳中拉力T 的大小为( )A．T＝mgB．Mg<T<(M＋m)gC．T＝(M＋m)gD．T>(M＋m)g解析：以A、B、C组成的系统为研究对象，A、C静止，铁片B 由静止被吸引加速上升，则系统的重心加速上升，系统处于超重状态，故轻绳的拉力为T>(M＋m)g.故选D项．答案：D9.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—时间图象如图所示，则()A．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．答案：AD10．如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P 上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的F-t图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是()A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于gC．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下解析：物体对P的压力等于支持力的大小，根据牛顿第二定律判断加速度的大小和方向，从而确定电梯的运动情况．由题图线K可知，物体对P的压力大于物体的重力，且逐渐增大，则支持力大于重力，且逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度方向竖直向上，且逐渐增大，电梯加速度方向竖直向上，且在变化，故A错误；由题图线L可知，支持力的大小等于2mg，根据牛顿第二定律，得F－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上，故B正确；由题图线M可知，支持力等于重力，知电梯可能处于静止，可能处于匀速直线运动状态，故C错误；由题图线N可知，支持力的大小先大于mg再小于mg，根据牛顿第二定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正确．答案：BD11.如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力F N和摩擦力f 正确的是()A．F N＝m1g＋m2g－F sin θB．F N＝m1g＋m2g－F cos θC．f＝F cos θD．f＝F sin θ解析：该题考查连接体的平衡问题，利用隔离法求相互作用力，利用整体法求外力．选整体为研究对象，在水平方向有f＝F cos θ，在竖直方向有F N＋F sin θ＝(m1＋m2)g，F N＝m1g＋m2g－F sin θ，故A、C选项正确．答案：AC12.如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m的圆环，两圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的小球C、D，当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列结论正确的是()A．A环受滑竿的作用力大小为(m＋M)g cos θB．B环受到的摩擦力f＝mg sin θC．C球的加速度a＝g sin θD．D球受悬线的拉力T＝Mg解析：对C球受力分析，如图由牛顿第二定律，得到Mg sin θ＝Ma，①细线拉力为T＝Mg cos θ，②再对A环受力分析，如下图根据牛顿第二定律，有mg sin θ－f＝ma，③又N＝mg cos θ＋T，④由①②③④式解得f＝0，N＝(M＋m)g cos θ，故A、C正确．对D球受力分析，受重力和拉力，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力T＝Mg；再对B球进行受力分析，如图，受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力；根据平衡条件，有(M＋m)g sin θ＝f，N＝(M ＋m)g cos θ，故B错误，D正确．故选A、C、D.答案：ACD二、实验题(共2小题，共15分)13．(6分)如图甲为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7个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1 s，距离如图甲，单位是cm，小车的加速度是________m/s.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，其原因是________ _____________________________________________________.甲乙解析：a的计算利用逐差法．a＝s DE－s AB＋s EF－s BC＋s FG－s CD9T2＝s DE＋s EF＋s FG－（s AB＋s BC＋s CD）9T2＝s AG－s AD－s AD9T2＝40.65－2×13.159×0.12×10－2 m/s2≈1.59 m/s2答案：1.59平衡摩擦力过度14．(9分)某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图(a)所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图(b)所示．图(a)图(b)(1)图线________是在轨道水平的情况下得到的(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)．(2)小车和位移传感器发射部分的总质量为________kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为______N.(3)某同学用小车做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来)，如图所示，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50 Hz.该小车做匀变速直线运动的加速度a＝________m/s2，与纸带上D点相对应的瞬时速度v＝______m/s(结果均保留三位有效数字)．答案：(1)Ⅱ(2)11(3)1.93 1.19三、计算题(共3小题，共37分)15.(10分)如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45 m抵达B点时，立即撤去外力．此后小木块又前进0.15 m到达C点，速度为零．已知木块与斜面动摩擦因数μ＝36，木块质量m＝1 kg，g取10 m/s2.则(1)木块向上经过B点时速度为多大？(2)木块在AB段所受的外力多大？解析：(1)撤去外力后，小木块做匀减速运动从B运动到C，加速度大小为a＝g sin θ＋μg cos θ＝7.5 m/s2，所以有v2C－v2B＝2as，代入可解得v B＝2as＝2×7.5×0.15 m/s＝1.5 m/s.(2)设外加恒力为F，则刚开始从A运动到B的加速度为a1＝F m－(g sin θ＋μg cos θ)，木块做匀加速直线运动，故有v2B＝2a1s1，代入数据可求得F＝10 N.答案：(1)1.5 m/s(2)10 N16．(12分)某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落．他打开降落伞后的速度图线如图甲．降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙．已知人的质量为50 kg，降落伞质量也为50 kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比，即f＝k v(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)．则：图甲图乙(1)打开降落伞前人下落的距离为多大？(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向．(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少？解析：(1)h0＝v202g＝20 m，(2)k v＝2mg，将v＝5 m/s代入，得k＝200 N·s/m.对整体：k v0－2mg＝2ma，a＝k v0－2mg2m＝30 m/s2，方向竖直向上．(3)设每根绳拉力为T，以运动员为研究对象有：8T cos α－mg＝ma，T＝m（g＋a）8cos 37°＝312.5 N，由牛顿第三定律，得悬绳能承受的拉力至少为312.5 N.答案：(1)20 m(2)k＝200 N·s/m a＝30 m/s2方向竖直向上(3)312.5 N17．(15分)如图所示，质量为M＝1 kg的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量m＝0.5 kg的小滑块(可视为质点)以v0＝3 m/s 的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2.求：(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)若长木板足够长，滑块与长木板达到的共同速度大小v.解析：(1)滑块在木板上滑动过程中，滑块受到的摩擦力f＝μmg ＝0.5 N，方向水平向左．根据牛顿第三定律，滑块对木板的摩擦力为0.5 N，方向水平向右．(2)由牛顿第二定律得：μmg＝ma，得出a＝μg＝1 m/s2.(3)对木板，由牛顿第二定律μmg＝Ma′，可得a′＝μmgM＝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.答案：(1)0.5 N方向水平向右(2)1 m/s2 (3)1 m/s。