2020-2021學(xué)年物理新教材人教版必修第一冊分級訓(xùn)練：第四章 運動和力的關(guān)系 章末質(zhì)量評估 Word版含解析

1、章末質(zhì)量評估（四）(時間:90分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分.每小題只有一個選項符合題目要求)1.1960 年第 11 屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制,叫作國際單位制.2018 年 11 月 16 日,第 26 屆國際計量大會通過“修訂國際單位制”決議,正式更新包括國際標準質(zhì)量單位“千克”在內(nèi)的 4 項基本單位定義.以下單位符號屬于國際單位制中基本單位的是()kgm/snmagm/s2sa. b. c. d.解析:國際單位制規(guī)定了七個基本物理量,分別為長度、質(zhì)量、時間、熱力學(xué)溫度、電流、發(fā)光強度、物質(zhì)的量,其對應(yīng)的單位為國際

2、單位制中的七個基本單位,分別為m、kg、s、k、a、cd、mol,故選項b正確,選項a、c、d錯誤.答案:b2.在一次交通事故中,一輛載有30 t“工”字形鋼材的載重汽車由于意外采取緊急制動,結(jié)果車廂上的鋼材向前沖出,壓扁駕駛室.下列關(guān)于這起事故原因的分析正確的是()a.由于車廂上的鋼材有慣性,在汽車制動時,鋼材繼續(xù)向前運動,壓扁駕駛室b.由于汽車緊急制動,其慣性減小,而鋼材慣性較大,所以繼續(xù)向前運動c.由于車廂上的鋼材所受阻力太小,不足以克服其慣性,所以繼續(xù)向前運動d.由于汽車制動前的速度太大,所以汽車的慣性比鋼材的慣性大,在汽車制動后,鋼材繼續(xù)向前運動解析:由于車廂上的鋼材有慣性,在汽車制

3、動時,鋼材繼續(xù)向前運動,壓扁了駕駛室,慣性只與質(zhì)量有關(guān),與運動狀態(tài)、受力情況無關(guān),選項a正確.答案:a3.如圖所示,底板光滑的小車上用兩個量程為30 n,完全相同的彈簧測力計甲和乙系住一個質(zhì)量為2 kg的物塊.在水平地面上,當(dāng)小車做勻速直線運動時,兩彈簧測力計的示數(shù)均為15 n.當(dāng)小車做勻加速直線運動時,彈簧測力計甲的示數(shù)變?yōu)?0 n.這時小車運動的加速度大小是()a.1 m/s2b.3 m/s2c.5 m/s2d.7 m/s2解析:開始兩彈簧測力計的示數(shù)均為15 n,當(dāng)彈簧測力計甲的示數(shù)為10 n時,彈簧測力計乙的示數(shù)將增大為20 n,對物體在水平方向應(yīng)用牛頓第二定律,得20 n-10 n=

4、2 kga,得a=5 m/s2,選項c正確.答案:c4.一根彈簧的下端掛一重物,上端用手牽引使重物向上做勻速直線運動,從手突然停止運動到物體上升到最高點的過程中,重物加速度的數(shù)值將()a.逐漸減小 b.逐漸增大c.先減小后增大 d.先增大再減小解析:物體做勻速直線運動過程中,彈簧彈力和重力等大反向,當(dāng)手突然停止運動后,物體由于具有慣性,將繼續(xù)上升,彈簧的伸長量變小,彈力變小,重力和彈力的合力變大,加速度變大;彈簧恢復(fù)原長時,重物繼續(xù)向上壓縮彈簧,此時彈簧彈力向下,且逐漸增大,重力與彈力的合力變大,加速度變大,直到重物到達最高點.選項b正確.答案:b5.如圖所示,質(zhì)量為4 kg的物體a靜止在豎直

5、的輕彈簧上面.質(zhì)量為1 kg的物體b用細線懸掛起來,a、b緊挨在一起但a、b之間無壓力.某時刻將細線剪斷,則細線剪斷瞬間,b對a的壓力大小為(g取10 m/s2)()a.0 b.8 n c.10 n d.50 n解析:細線剪斷瞬間,彈簧彈力不變,a、b和彈簧整體受到的合力等于物體b的重力,因此整體的加速度為a=mbgma+mb=2 m/s2,對物體b有mbg-fn=mba,所以a、b間作用力fn=mb(g-a)=8 n,選項b正確.答案:b6.右圖為雜技“頂竿”表演的示意圖,一人站在地上,肩上有一質(zhì)量為m0的豎直竹竿,當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時,竿對站在地上的人的壓力大小為()a

6、.(m0+m)g b.(m0+m)g-mac.(m0+m)g+ma d.(m0-m)g解析:竿上的人與竿的相互作用力為ff,則地面上的人受到的壓力為fn=m0g+ff,對質(zhì)量為m的人有mg-ff=ma,解得fn=(m+m0)g-ma,選項b正確.答案:b7.下圖是某人站在壓力傳感器上做下蹲起立的動作時記錄的壓力隨時間變化的圖線,縱坐標為力(單位為n),橫坐標為時間(單位為s).由圖線可知,此人的重力約為650 n,除此之外,還可以得到的信息是()a.此人做了兩次下蹲起立的動作b.此人做了一次下蹲起立的動作c.下蹲過程中人處于失重狀態(tài)d.下蹲過程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析:人下蹲動作有失

7、重和超重兩個過程,先是加速下降,到達一個最大速度后再減速下降,對應(yīng)先失重再超重,起立對應(yīng)先超重再失重,對應(yīng)圖線可知,此人做了一次下蹲起立的動作,選項a、c、d錯誤,選項b正確.答案:b8.在機場和火車站可以看到用于對行李進行安全檢查的水平傳送帶.當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速運動.隨后它們保持相對靜止,行李隨傳送帶一起前進.設(shè)傳送帶勻速前進的速度為0.25 m/s,把質(zhì)量為5 kg的木箱靜止放到傳送帶上,已知木箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.6,那么這個木箱放在傳送帶上后,傳送帶上將留下的摩擦痕跡約為()a.5 mmb.6 mm c.7 mm d.10

8、mm解析:根據(jù)牛頓第二定律有mg=ma,木箱的加速度a=6 m/s2,木箱加速的時間為t=va,這段時間內(nèi)木箱的位移為x1=v22a,而傳送帶的位移為x2=vt,傳送帶上將留下的摩擦痕跡長為l=x2-x1,聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù),解得l=5.2 mm,選項a正確.答案:a二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個選項符合題目要求.全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.乘坐空中纜車飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇.若某一纜車沿著坡度為30的山坡以加速度a上行,如圖所示.在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個質(zhì)量為m的小物塊,小物塊相對斜面靜止(設(shè)纜

9、車保持豎直狀態(tài)運行).則()a.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上b.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下c.小物塊受到的靜摩擦力為12mg+mad.小物塊受到的靜摩擦力為ma解析:小物塊相對斜面靜止,因此小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力.纜車以加速度a上行,小物塊的加速度也為a,以小物塊為研究對象,則有ff-mgsin 30=ma,ff=12mg+ma,方向平行斜面向上,故選項a、c正確.答案:ac10.如果力f在時間t內(nèi)使質(zhì)量為m的物體移動一段距離s,那么()a.力f在時間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動距離s2b.力f在時間t2內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動距離s2c.力f在時間2t內(nèi)使質(zhì)量2m的物體移動

10、距離sd.力f2在時間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動距離s解析:根據(jù)牛頓第二定律得,a=fm,由運動學(xué)公式得,s=12at2=ft22m.同理,力f在時間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動距離為s1=ft2m=2s,選項a錯誤;力f在時間t2內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動距離s2=ft24m=s2,選項b正確;力f在時間2t內(nèi)使質(zhì)量2m的物體移動距離s3=ft2m=2s,選項c錯誤;力f2在時間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動距離s4=ft22m=s,選項d正確.答案:bd11.如圖所示,5個質(zhì)量相同的木塊并排放在水平地面上,它們與地面間的動摩擦因數(shù)均相同,當(dāng)用力f推第一塊使它們共同加速運動時,下列說法不正確的是()a.由左

11、向右,兩塊木塊之間的相互作用力依次變小b.由左向右,兩塊木塊之間的相互作用力依次變大c.第2塊與第3塊木塊之間彈力大小為0.6fd.第3塊與第4塊木塊之間彈力大小為0.6f解析:取整體為研究對象,由牛頓第二定律得f-5mg=5ma.再選取1、2兩塊為研究對象,設(shè)第3塊與第2塊木塊之間彈力為ft,由牛頓第二定律得f-2mg-ft=2ma.兩式聯(lián)立得ft=0.6f.進一步分析可得第3塊與第4塊木塊之間彈力大小為0.4f,第4塊與第5塊木塊之間彈力大小為0.2f,所以從左向右,木塊間的相互作用力是依次變小的.選項a、c說法正確.答案:ac12.下圖是汽車運送圓柱形工件的示意圖.圖中p、q、n是固定在

12、車體上的壓力傳感器,假設(shè)圓柱形工件表面光滑,當(dāng)汽車靜止時,q傳感器示數(shù)為0,p、n傳感器示數(shù)不為0.在汽車向左勻加速啟動過程中,p傳感器示數(shù)為0,而q、n傳感器示數(shù)不為0.已知sin 15=0.26,cos 15=0.97,tan 15=0.27,g取10 m/s2,則汽車向左勻加速啟動的加速度可能為()a.4 m/s2b.3 m/s2c.2 m/s2d.1 m/s2解析:在汽車向左勻加速啟動過程中,p傳感器示數(shù)為0,而q、n傳感器示數(shù)不為0,則小球受重力mg、壓力傳感器n的彈力fn作用和壓力傳感器q向下的彈力fq作用,沿水平、豎直方向正交分解,根據(jù)牛頓第二定律得,fq+mg=fncos 15

13、,f合=fnsin 15=ma,解得a=fq+mgmtan 15=fqm0.27 m/s2+2.7 m/s22.7 m/s2,選項a、b正確.答案:ab三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)某同學(xué)利用圖示的裝置探究系統(tǒng)牛頓第二定律,即一系統(tǒng)的質(zhì)量m一定時,系統(tǒng)運動的加速度a與合力f的關(guān)系.實驗時,有一定數(shù)目的砝碼放置在小車上.實驗過程:將小車從a處由靜止釋放,用速度傳感器測出它運動到b處時的速度v,然后將小車內(nèi)的一個砝碼拿到小桶中,小車仍從a處由靜止釋放,測出它運動到b處時對應(yīng)的速度,重復(fù)上述操作.圖中a、b相距x.(1)設(shè)加速度大小為a,則a與v及x間的關(guān)系式是.(2)如果實驗

14、操作無誤,四位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如下圖像,其中正確的是. a b c d (3)下列措施能夠減小本實驗的誤差的是.a.實驗中必須保證小桶及砝碼的總質(zhì)量遠小于小車及車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量b.實驗前要平衡摩擦力c.細線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行d.圖中a、b之間的距離x盡量小些解析:(1)小車做初速度為0的勻加速直線運動,由勻變速直線運動的速度位移公式得v2=2ax.(2)由(1)可知,v2=2ax,由牛頓第二定律得a=fm,則v2=2xmf,m一定時,v2與f成正比,故選項a正確.(3)設(shè)小桶及桶中砝碼的質(zhì)量為m1,以系統(tǒng)為研究對象,加速度a=fm=m1gm,系統(tǒng)所受拉力大小等于m1g,選項a錯

15、誤;為使系統(tǒng)所受合力大小等于桶與桶中砝碼的重力,實驗前要平衡摩擦力,選項b正確;此外還需要細線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行,選項c正確;為減小實驗誤差,圖中a、b之間的距離x應(yīng)盡量大些,選項d錯誤.答案:(1)v2=2ax(2)a(3)bc14.(8分)某實驗小組用圖甲所示的實驗裝置測量滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù).在一端裝有定滑輪的長木板上固定a、b兩個光電門,與光電門相連的計時器能顯示滑塊上的遮光片通過光電門時的遮光時間,滑塊通過繞過定滑輪的輕質(zhì)細繩與測力計掛鉤相連,測力計下吊著沙桶,測力計能顯示掛鉤所受的拉力,滑塊對長木板的壓力與滑塊的重力大小相等,已知遮光片寬度為d,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/p>

16、g. 甲 乙 (1)為了滿足實驗的要求,下列操作必要的是. a.長木板應(yīng)放在水平桌面上b.長木板沒有定滑輪的一端應(yīng)適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力c.沙桶及測力計的總質(zhì)量應(yīng)遠小于滑塊的質(zhì)量d.定滑輪與滑塊之間的細繩應(yīng)與長木板平行(2)甲同學(xué)測出a、b兩光電門之間的距離為l,滑塊通過a、b兩光電門的時間分別為t1、t2,滑塊的加速度大小a=(用字母l、d、t1、t2表示). (3)多次改變沙桶里沙的質(zhì)量,重復(fù)步驟(2),根據(jù)測得的多組f和a,作出a-f圖像如圖乙所示,由圖像可知,滑塊的質(zhì)量為,滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為.解析:(1)為保證滑塊做勻加速運動,細繩的拉力必須恒定,應(yīng)調(diào)整滑輪高度,使細繩與木板

17、平行,故選項a、d必要;本實驗要測量動摩擦因數(shù),不需要平衡摩擦力,故選項b不必要;由于本實驗中有測力計,故不要求沙桶及測力計的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量,選項c不必要.(2)滑塊通過a、b兩光電門的速度分別為va=dt1,vb=dt2,由勻變速直線運動的速度位移公式可知,2al=vb2-va2,解得a=d22l1t22-1t12.(3)滑塊受到的摩擦力ff=mg,由牛頓第二定律可得f-mg=ma,解得力f與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為a=fm-g,由圖像可得圖線斜率k=a0f0=1m,所以m=f0a0;圖線縱軸截距b=-g=-a0,所以=a0g.答案:(1)ad(2)d22l1t22-1t12(3)f0

18、a0a0g15.(10分)為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運行情況,甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計及停表進行了以下實驗,甲同學(xué)站在體重計上,乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過程中,體重計示數(shù)隨時間變化的情況,并作出了如圖所示的圖像.已知t=0時,電梯靜止不動,從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層,g取10 m/s2.求:(1)電梯啟動和制動時的加速度大小;(2)該大樓的層高.解析:(1)分析圖像可知,甲同學(xué)的質(zhì)量為50 kg,電梯啟動時,根據(jù)牛頓第二定律,f1-mg=ma1,其中f1=600 n,代入數(shù)據(jù)解得a1=2 m/s2.電梯制動時,mg-f2=ma2,其中f2=4

19、00 n,代入數(shù)據(jù)解得a2=2 m/s2.(2)電梯加速時間t1=1 s,減速時間t2=1 s,勻速運動時間t0=26 s,勻速運動的速度v=a1t1=2 m/s,故大樓高度h=v2(t1+t2)+vt0=54 m,層高h=hn-1=3 m.答案:(1)2 m/s22 m/s2(2)3 m16.(10分)有一個冰上推木箱的游戲節(jié)目,規(guī)則是選手們從起點開始用力推木箱,一段時間后放手讓木箱向前滑動,若木箱最后停在有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若木箱最后未停在有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗.其簡化模型如圖所示,ac是長度為l1=7 m的水平冰面,選手們可將木箱放在a點,從a點開始用一恒定不變的水平推力推木箱,bc為有

20、效區(qū)域.已知bc長度l2=1 m,木箱的質(zhì)量m=50 kg,木箱與冰面間的動摩擦因數(shù)=0.1.某選手作用在木箱上的水平推力f=200 n,木箱沿ac做直線運動,若木箱可視為質(zhì)點,g取10 m/s2.為使該選手獲得成功,試求:(1)推力作用在木箱上時的加速度大小;(2)推力作用在木箱上的時間t滿足的條件.解析:(1)設(shè)推力作用在木箱上時,木箱的加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律得f-mg=ma1,解得a1=3 m/s2.(2)設(shè)撤去推力后,木箱的加速度大小為a2,根據(jù)牛頓第二定律得mg=ma2,解得a2=1 m/s2.設(shè)推力作用在木箱上的時間為t,此時間內(nèi)木箱的位移為x1=12a1t2,撤去推力f后

21、木箱繼續(xù)滑行的距離為x2=a12t22a2,要使木箱停在有效區(qū)域內(nèi),須滿足l1-l2x1+x2l1,解得1 st1.08 s.答案:(1)3 m/s2(2)1 st1.08 s17.(12分)可愛的企鵝喜歡在冰面上游玩,如圖所示,有一企鵝在傾角為37的斜面上,先以加速度a=0.5 m/s2從斜面底部由靜止開始沿直線向上勻加速“奔跑”,t=8 s時,突然臥倒,以肚皮貼著冰面向前滑行,最后退滑到出發(fā)點,完成一次游戲(企鵝在滑動過程中姿勢保持不變).若企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數(shù)=0.25,已知 sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2.求:(1)企鵝向上勻加速“奔跑”的位移大小;(2)從靜止開始10 s內(nèi)企鵝的位移和路程.解析:(1)企鵝向上勻加速的位移大小由x1=12at2計算,得x1=16 m,v=at=4 m/s.(2)設(shè)向上滑行時加速度大小為a1,根據(jù)牛頓第二定律有mgsin 37+mgcos