2019-2020學(xué)年新教材高中物理質(zhì)量檢測(cè)4含解析新人教版必修

PAGEPAGE9質(zhì)量檢測(cè)(四)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1．下列關(guān)于慣性的說法正確的是()A．材料不同的兩個(gè)物體放在地面上，用一個(gè)相同的水平力分別推它們，則難以推動(dòng)的物體慣性大B．在完全失重的情況下，物體的慣性將消失C．把手中的球由靜止釋放后，球能豎直加速下落，說明力是改變物體慣性的原因D．拋出去的標(biāo)槍、手榴彈等是靠慣性向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)的[解析]質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，由于兩物體材料不同，摩擦力可能不同，因此不能判斷其質(zhì)量關(guān)系，也就無法判斷其慣性大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；慣性是物體的屬性，其大小僅由物體的質(zhì)量決定，跟其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，力也不能改變物體的慣性，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確．[答案]D2．(多選)把一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，在電梯中看到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是16N，g取10m/s2，可知電梯的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A．以4m/s2的加速度加速上升B．以2m/s2的加速度減速上升C．以2m/s2的加速度加速下降D．以4m/s2的加速度減速下降[解析]電梯和物體具有相同的加速度；對(duì)物體分析，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力大小，以豎直向下為正方向，根據(jù)牛頓第二定律得a＝eq\f(mg－F,m)＝2m/s2，知電梯以2m/s2的加速度減速上升，或以2m/s2的加速度加速下降，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．[答案]BC3．(多選)如圖所示，用水平力F拉著一物體在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從t＝0時(shí)刻起水平力F的大小隨時(shí)間均勻減小，到t1時(shí)刻F減小為零．物體所受的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖像可能是()[解析]物體開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明物體所受水平向右的拉力F與向左的滑動(dòng)摩擦力等大反向．當(dāng)F減小時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)，若F減小為零之前物體始終運(yùn)動(dòng)，則摩擦力始終為滑動(dòng)摩擦力，大小不變，A正確，若F減小為零之前物體己停止運(yùn)動(dòng)，則停止前摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小不變，停止后摩擦力為靜摩擦力，大小隨F的減小而減小，D正確．[答案]AD4.如圖所示，位于足夠長(zhǎng)的光滑固定斜面上的小物塊，在一水平向左推力F的作用下，沿斜面加速下滑，在F逐漸增大、方向保持不變的過程中，物塊的加速度大小將()A．逐漸減小B．逐漸增大C．先減小后反向增大D．先增大后反向減小[解析]設(shè)斜面的傾角為α，物塊的質(zhì)量為m，加速度大小為a.物塊沿斜面向下加速滑動(dòng)，受力分析如圖所示．根據(jù)牛頓第二定律得mgsinα－Fcosα＝ma，解得a＝gsinα－eq\f(F,m)cosα，當(dāng)F增大時(shí)，加速度a向下減小，物體向下做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F＝mgtanα?xí)r加速度a＝0，物體的速度達(dá)到最大；當(dāng)F繼續(xù)增大，則有Fcosα－mgsinα＝ma，此時(shí)加速度向上增大，物體向下做減速運(yùn)動(dòng)，故C正確．[答案]C5．人在地面上靜止站立時(shí)，受到的支持力等于人的重力．做原地縱跳時(shí)，在快速下蹲后立即蹬伸的過程中，人受到的地面支持力會(huì)發(fā)生變化(如圖所示，G為重力，F(xiàn)為支持力)．下列圖線能正確反映從下蹲開始到離地過程中地面支持力變化的是()[解析]人在地面上靜止站立時(shí)，受到的支持力大小等于人的重力大小，在快速下蹲時(shí)人先向下加速后向下減速到達(dá)最低點(diǎn)，故先具有向下的加速度后具有向上的加速度，則人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，受到的支持力先減小后增大；在人蹬伸的過程中，從最低點(diǎn)到重力與地面的支持力相等的過程中，人具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，人從受力平衡位置繼續(xù)上升時(shí)支持力減小，至人完全離開地面時(shí)支持力減小到零，故選A.[答案]A6．(多選)某物體的質(zhì)量為1kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，其速度—時(shí)間圖像如圖所示，根據(jù)圖像可知()A．物體所受的拉力總是大于它所受的摩擦力B．物體在第3s內(nèi)所受的拉力大于1NC．在0～3s內(nèi)，物體所受的拉力方向始終與摩擦力方向相反D．物體在第2s內(nèi)所受的拉力為零[解析]由圖可知，物體在第1s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，第3s內(nèi)F3＝f＋ma＝1N＋f>1N，B正確；根據(jù)牛頓第二定律和平衡條件可知拉力方向始終與摩擦力方向相反，C正確．A、D錯(cuò)誤．[答案]BC7．(多選)如圖所示，有A、B兩物體，mA＝2mB，用細(xì)繩連接后放在光滑的固定斜面上，在它們下滑的過程中()A．它們的加速度a＝gsinθB．它們的加速度a<gsinθC．細(xì)繩的張力FT＝0D．細(xì)繩的張力FT＝eq\f(1,3)mBgsinθ[解析]選A、B整體為研究對(duì)象受力分析，合外力為重力沿斜面向下的分力，由F＝m總a可得a＝eq\f(3mBgsinθ,3mB)＝gsinθ，故A正確；再隔離A或B受力分析，設(shè)繩上拉力為FT，則對(duì)于A有eq\f(2mBgsinθ－FT,2mB)＝a，故可得繩上的拉力為零，選項(xiàng)A、C正確．[答案]AC8．(多選)如圖甲所示，水平面上質(zhì)量均為m的兩木塊A、B用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動(dòng)木塊A，使木塊A向上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，取木塊A的起始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，圖乙中實(shí)線部分表示從力F作用在木塊A到木塊B剛離開地面這個(gè)過程中，F(xiàn)和木塊A的位移x之間的關(guān)系，則()A．x0＝－eq\f(ma,k)B．x0＝－eq\f(ma＋g,k)C．F0＝maD．F0＝m(a＋g)[解析]設(shè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)彈簧的壓縮量為x′，則對(duì)木塊A有kx′＝mg.在木塊A以加速度a向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中，設(shè)A向上的位移為x，則對(duì)A由牛頓第二定律得F＋k(x′－x)－mg＝ma，解得F－kx＝ma，當(dāng)F＝0時(shí)，x0＝－eq\f(ma,k)；當(dāng)x＝0時(shí)，F(xiàn)0＝ma.故A、C正確．[答案]AC9．如圖所示，小車在水平地面上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，車內(nèi)A、B兩物體疊放在一起，因前方有障礙物，為避免相撞，小車剎車制動(dòng)．在小車整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，A、B兩物體始終保持相對(duì)靜止且隨小車一起運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是()A．在小車勻速運(yùn)動(dòng)過程中，A、B兩物體間存在摩擦力B．在小車勻速運(yùn)動(dòng)過程中，B物體相對(duì)小車有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)C．在小車剎車制動(dòng)過程中，A相對(duì)B一定有沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)D．在小車剎車制動(dòng)過程中，A、B兩物體間一定存在著沿斜面方向的摩擦力[解析]在小車勻速運(yùn)動(dòng)過程中，A物體受到沿斜面向上的靜摩擦力，選項(xiàng)A正確；在小車勻速運(yùn)動(dòng)過程中，A、B整體受到的合力為零，則B物體相對(duì)小車沒有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在小車剎車制動(dòng)的過程中，加速度方向向左，則當(dāng)A與B間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，此時(shí)A、B間的摩擦力為零，此時(shí)存在一個(gè)臨界加速度值，a0＝eq\f(mgtanθ,m)＝gtanθ，當(dāng)a>a0時(shí)，A相對(duì)B有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，此時(shí)B對(duì)A的靜摩擦力沿斜面向下；當(dāng)a<a0時(shí)，A相對(duì)B有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，此時(shí)B對(duì)A的靜摩擦力沿斜面向上，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．[答案]A10．如圖所示，一傾角為α＝30°的斜面固定在水平地面上，木塊m和M疊放在一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，它們始終相對(duì)靜止，m與M間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，M與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，則下列說法正確的是()A．若m、M一起勻加速運(yùn)動(dòng)，可能有μ1＝0，μ2＝0B．若m、M一起勻速運(yùn)動(dòng)，一定有μ1＝0，μ2≠0C．若m、M一起勻加速運(yùn)動(dòng)，一定有μ1≠0，μ2＝0D．若m、M一起勻速運(yùn)動(dòng)，可能有μ1≠0，μ2≠0[解析]M、N一起勻加速下滑，對(duì)m：根據(jù)牛頓第二定律知，m受到三個(gè)力，M對(duì)m的支持力，重力，M對(duì)m的摩擦力，所以一定有μ1≠0，故A錯(cuò)誤．M、N一起勻速下滑，合力都為零，對(duì)m：根據(jù)平衡條件知，M對(duì)m的支持力的大小等于m的重力的大小，M對(duì)m沒有摩擦力，故可能μ1≠0，也可能μ1＝0；對(duì)整體：由平衡條件可知，斜面對(duì)M有摩擦力，方向沿斜面向上，故μ2≠0.故B、C錯(cuò)誤，D正確．[答案]D二、填空題(本題共2小題，共15分)11．(6分)某同學(xué)用下圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離．(1)物塊下滑時(shí)的加速度a＝________m/s2，打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v＝________m/s.(2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量的物理量是________(填正確答案標(biāo)號(hào))．A．物塊的質(zhì)量B．斜面的高度C．斜面的傾角[解析](1)利用逐差法求得加速度a＝eq\f(3.78＋3.65－3.52－3.39×10－2m,4T2)＝3.25m/s2；利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知打C點(diǎn)時(shí)速度v＝eq\f(3.78＋3.65＋3.52＋3.39×10－2m,4T)＝1.79m/s.(2)根據(jù)牛頓第二定律，可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，即μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)，選項(xiàng)C正確．[答案](1)3.251.79(2)C12．(9分)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系．圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼．本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑．(2)將n(依次取n＝1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行．釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s，繪制s－t圖像，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a.(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表．n＝2時(shí)的s－t圖像如圖(b)所示；由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表.n12345a/(m·s－2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a－n圖像．從圖像可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比．(5)利用a－n圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為________kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g＝9.8m·s－2)．(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是________(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))．A．a(chǎn)－n圖線不再是直線B．a(chǎn)－n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)C．a(chǎn)－n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大[解析](3)實(shí)驗(yàn)中小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于小車初速度為零，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有s＝eq\f(1,2)at2，結(jié)合題中s－t圖像得加速度a＝0.39m/s2.(4)根據(jù)(3)所求結(jié)果及表中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并作出a－n圖像如答案圖所示．(5)由(4)知，當(dāng)物體質(zhì)量一定，加速度與合外力成正比，得加速度a與n成正比，即a－n圖像為過原點(diǎn)的直線．a(chǎn)－n圖線的斜率k＝0.196m/s2，平衡摩擦力后，下端所掛鉤碼的總重力提供小車的加速度，nm0g＝(M＋Nm0)a，解得a＝eq\f(m0g,M＋Nm0)n，則k＝eq\f(m0g,M＋Nm0)，可得M＝0.45kg.(6)若未平衡摩擦力，則下端所掛鉤碼的總重力與小車所受摩擦力的合力提供小車的加速度，即nm0g－μ[M＋(N－n)m0]g＝(M＋Nm0)a，解得a＝eq\f(1＋μm0g,M＋Nm0)·n－μg，可見圖線截距不為零，其圖線仍是直線，圖線斜率相對(duì)平衡摩擦力時(shí)有所變大，B、C項(xiàng)正確．[答案](3)0.39(0.37～0.41均可)(4)數(shù)據(jù)點(diǎn)及a－n圖像如下圖所示(5)0.45(0.43～0.47均可)(6)BC三、計(jì)算題(本題共4小題，共45分．解答要寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須寫出數(shù)值和單位)13．(10分)如右圖所示的傳送帶，其水平部分ab長(zhǎng)度為2m，傾斜部分bc長(zhǎng)度為4m，bc與水平方向的夾角為θ＝37°，將一物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在傳送帶的a端，物塊A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25.傳送帶沿圖示方向以v＝2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，若物塊A始終未脫離傳送帶，試求物塊A從a端傳送到c端所用的時(shí)間．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)[解析]物塊A在ab之間運(yùn)動(dòng)，f1＝μFN1，根據(jù)牛頓第二定律得FN1－mg＝0，f1＝ma1，解得a1＝μg＝2.5m/s2，設(shè)物塊A速度達(dá)到2m/s所需時(shí)間為t1，運(yùn)動(dòng)位移為s1.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得t1＝eq\f(v,a1)＝0.8s，s1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝0.8m由s1<2m，可知A在還沒有運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，已與傳送帶速度相同．此后A做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，lab－s1＝vt2，得t2＝0.6sA在bc間運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊A所受的摩擦力方向沿傳送帶向上．mgsinθ－f2＝ma2，又f2＝μmgcosθ得a2＝g(sinθ－μcosθ)＝4m/s2lbc＝vt3＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,3)，得t3＝1s，t3′＝－2s(舍去)則物塊A從a端傳送到c端所用時(shí)間t＝t1＋t2＋t3＝2.4s.[答案]2.4s14．(11分)在寒冷的冬天，路面很容易結(jié)冰，在冰雪路面上汽車一定要低速行駛．在冰雪覆蓋的路面上，車輛遇緊急情況剎車時(shí)，車輪會(huì)抱死而“打滑”．如圖所示，假設(shè)某汽車以10m/s的速度行駛至一個(gè)斜坡的頂端A時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)坡底前方有一位行人，該人正以相對(duì)地面2m/s的速度做同向勻速運(yùn)動(dòng)，司機(jī)立即剎車，但因冰雪路面太滑，汽車仍沿斜坡滑行．已知斜坡高xAB＝3m，長(zhǎng)xAC＝5m，司機(jī)剎車時(shí)行人距坡底C點(diǎn)的距離xCE＝6m，從廠家的技術(shù)手冊(cè)中查得該車輪胎與冰雪路面的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.5.g取10m/s2.(1)求汽車沿斜坡滑下的加速度大小；(2)求汽車沿斜坡滑下到坡底C點(diǎn)的速度；(3)試分析此種情況下，行人是否有危險(xiǎn)．[解析](1)設(shè)斜坡傾角為θ，汽車在斜坡上行駛時(shí)，由牛頓第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma1由幾何關(guān)系得sinθ＝eq\f(3,5)，cosθ＝eq\f(4,5)聯(lián)立以上各式解得汽車在斜坡上滑下時(shí)的加速度a1＝2m/s2(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得veq\o\al(2,C)－veq\o\al(2,A)＝2a1xAC解得汽車到達(dá)坡底C時(shí)的速度vC＝2eq\r(30)m/s(3)汽車到達(dá)坡底經(jīng)歷時(shí)間t1＝eq\f(vC－vA,a1)＝(eq\r(30)－5)s汽車在水平路面運(yùn)動(dòng)階段，由μmg＝ma2得汽車的加速度大小a2＝μg＝5m/s2汽車的速度減至v＝v人＝2m/s時(shí)發(fā)生的位移x1＝eq\f(v\o\al(2,C)－v\o\al(2,人),2a2)＝11.6m經(jīng)歷的時(shí)間t2＝eq\f(vC－v人,a2)＝eq\f(2,5)(eq\r(30)－1)s行人發(fā)生的位移x2＝v人(t1＋t2)＝eq\f(2,5)(7eq\r(30)－27)m≈4.54m因x1－x2＝7.06m>6m，故行人有危險(xiǎn)[答案](1)2m/s2(2)2eq\r(30)m/s(3)有危險(xiǎn)15.(11分)如圖所示，質(zhì)量為m的小球位于距水平地面高度為H處的P點(diǎn)，在水平地面的上方存在一定厚度的“作用力區(qū)域”，如圖中的實(shí)線部分．當(dāng)小球進(jìn)入“作用力區(qū)域”后將受到豎直向上的恒定作用力F，F(xiàn)＝6mg，F(xiàn)對(duì)小球的作用剛好使從P點(diǎn)由靜止釋放的小球不與水平地面接觸．不計(jì)空氣阻力，H＝24m，g取10m/s2.求“作用力區(qū)域”的厚度h.[解析]小球在“作用力區(qū)域”上方的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，進(jìn)入“作用力區(qū)域”的速度是v，在“作用力區(qū)域”內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小是a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則小球在自由落體運(yùn)動(dòng)中有v＝gt1，小球在勻減速直線運(yùn)動(dòng)中有0＝v－at2，聯(lián)立解得gt1＝at2.在“作用力區(qū)域”小球受兩個(gè)力，根據(jù)牛頓第二定律有a＝eq\f(F－mg,m)＝5g，聯(lián)立解得t1＝5t2.小球做自由落體運(yùn)動(dòng)有H－h(huán)＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，小球做勻減速運(yùn)動(dòng)有h＝vt2－eq\f(1,2)