物理粵教版必修一第四章力與運動章末檢測

章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(1～7為單選題，8～12為多選題，每小題4分，共48分)1．在物理學史上，正確認識運動和力的關系且推翻“力是維持物體運動的原因”這個觀點的物理學家及建立慣性定律的物理學家分別是()A．亞里士多德、伽利略 B．伽利略、牛頓C．伽利略、愛因斯坦 D．亞里士多德、牛頓答案B2．伽利略的斜面實驗為牛頓運動定律奠定了基礎，下列有關說法正確的是()A．物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質是慣性B．已知月球上的重力加速度是地球上的eq\f(1,6)，故一個物體從地球上移到月球上慣性減小為原來的eq\f(1,6)C．同一物體運動越快越難停止運動，說明物體的速度越大，其慣性越大D．由于巨輪慣性很大，施力于巨輪，經(jīng)過很長一段時間后慣性變小答案A解析慣性是指物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，所以物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質是慣性，其大小和物體的質量有關系，與物體的運動狀態(tài)無關，A正確，C、D錯誤；在月球上和地球上，重力加速度的大小不一樣，所受的重力大小也就不一樣，但質量不變，慣性也不變，B錯誤．3．如圖1所示，乘客在公交車上發(fā)現(xiàn)車廂頂部A處有一小水滴落下，并落在地板偏前方的B點處，由此判斷公交車的運動情況是()圖1A．向前加速運動B．向前減速運動C．向后勻速運動D．向后減速運動答案B解析水滴離開車頂后，由于慣性在水平方向上保持離開時的速度不變，而水滴落點B在A點正下方的前面，表明若車向前行駛，水滴下落時，車正在減速，A錯誤，B正確；若車向后減速運動時，水滴下落時將落在A點正下方的后方，故D錯誤．若車向后勻速運動，水滴將落在A點的正下方，C錯誤．4.如圖2所示，建筑工人在砌墻時需要將磚塊運送到高處，采用的方式是一工人甲在低處將一摞磚豎直向上拋出，在高處的工人乙將其接?。繅K磚的質量均為m，現(xiàn)只考慮最上層的兩塊磚，不計空氣阻力，下列說法正確的是()圖2A．工人甲在將磚塊拋出時(磚未離手)磚塊處于失重狀態(tài)B．工人甲在將磚塊拋出時(磚未離手)磚塊間的作用力等于mgC．工人甲在將磚塊拋出后，磚塊處于失重狀態(tài)D．工人甲在將磚塊拋出后，磚塊間的作用力等于mg答案C解析工人甲在將磚塊拋出時(磚未離手)，磚塊具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，A錯誤；由牛頓第二定律FN－mg＝ma，所以磚塊間作用力FN＝m(g＋a)>mg，B錯誤；工人甲在將磚塊拋出后，磚塊受重力作用具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，C正確；工人甲在將磚塊拋出后，磚塊間的作用力等于0，D錯誤．故選C.5.如圖3所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細線懸掛于支架前端，質量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端．B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ.若某時刻觀察到細線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向為()圖3A．mg，豎直向上B．mgeq\r(1＋μ2)，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mgeq\r(1＋tan2θ)，斜向右上方答案D解析以A為研究對象，受力分析如圖所示根據(jù)牛頓第二定律得：mAgtanθ＝mAa，得：a＝gtanθ，方向水平向右．再對B研究得：小車對B的摩擦力為：f＝ma＝mgtanθ，方向水平向右，小車對B的支持力大小為FN＝mg，方向豎直向上，則小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為：F＝eq\r(F\o\al(2,N)＋f2)＝mgeq\r(1＋tan2θ)，方向斜向右上方，D正確．6．如圖4所示，A、B兩球質量相等，光滑斜面的傾角為θ，圖甲中，A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜面垂直，彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有()圖4A．兩圖中兩球加速度均為gsinθB．兩圖中A球的加速度均為零C．圖乙中輕桿的作用力一定不為零D．圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍答案D解析撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為2mgsinθ，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中A球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為2mgsinθ，加速度為2gsinθ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱悖珹、B球所受合力均為mgsinθ，加速度均為gsinθ，故圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍，故A、B、C錯誤，D正確．7．如圖5所示，在光滑的水平桌面上有一物體A，通過繩子與物體B相連，假設繩子的質量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽略不計，繩子不可伸長．如果mB＝3mA，則繩子對物體A的拉力大小為()圖5A．mBg B.eq\f(3,4)mAgC．3mAg D.eq\f(3,4)mBg答案B解析對A、B整體進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得mBg＝(mA＋mB)a，對物體A，設繩的拉力為F，由牛頓第二定律得，F(xiàn)＝mAa，解得F＝eq\f(3,4)mAg，故B正確．8．靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用，該力隨時間變化的關系如圖6所示，則以下說法中正確的是()圖6A．物體在2s內(nèi)的位移為零B．4s末物體將回到出發(fā)點C．2s末物體的速度為零D．物體一直在朝同一方向運動答案CD解析根據(jù)圖象可知，物體先朝正方向做勻加速直線運動，接著做勻減速直線運動，再做正方向的勻加速直線運動，周期性的朝單方向運動，由于加速和減速階段的加速度大小相等，所以2s末的速度為零，位移不為零，A、B錯誤，C、D正確．9．將一個小球以某一初速度豎直上拋，空氣阻力與速度大小成正比，且始終小于小球的重力．從拋出到落回拋出點的全過程中，下列判斷正確的是()A．上升經(jīng)歷的時間一定小于下降經(jīng)歷的時間B．小球的加速度方向不變，大小一直在減小C．小球的加速度方向不變，大小先減小后增大D．上升到最高點時，小球的速度為零，加速度也為零答案AB解析由于空氣阻力的影響，球上升和下降經(jīng)過同一高度處時，一定是上升的速度大于下降的速度，因此上升過程的平均速度一定大，故上升經(jīng)歷的時間一定小于下降經(jīng)歷的時間，故A正確；無論上升還是下降，合力始終向下，上升過程mg＋kv＝ma，v減小因此a減?。幌陆颠^程mg－kv＝ma，v增大因此a減小，即小球的加速度一直減小，故B正確，C錯誤；最高點處速度為零，加速度為g，故D錯誤．10．如圖7所示，某旅游景點的傾斜索道與水平線夾角θ＝30°，當載人車廂以加速度a斜向上加速運動時，人對車廂的壓力為體重的1.25倍，此時人與車廂相對靜止，設車廂對人的摩擦力為f，人的體重為G，下面正確的是()圖7A．a(chǎn)＝eq\f(g,4) B．a(chǎn)＝eq\f(g,2)C．f＝eq\f(\r(3),3)G D．f＝eq\f(\r(3),4)G答案BD解析由于人對車廂底的正壓力為其重力的1.25倍，所以在豎直方向上有Fy－mg＝ma上，解得a上＝0.25g，設水平方向上的加速度為a水，則eq\f(a上,a水)＝tan30°＝eq\f(\r(3),3)，所以a水＝eq\f(\r(3),4)g，則a＝eq\f(a水,cos30°)＝eq\f(1,2)g，f＝ma水＝eq\f(\r(3),4)G，B、D正確．11.如圖8所示，一小球從空中自由落下，在與正下方的直立輕質彈簧接觸直至速度為零的過程中，關于小球的運動狀態(tài)，下列說法中正確的是()圖8A．接觸后，小球做減速運動，加速度的絕對值越來越大，速度越來越小，最后等于零B．接觸后，小球先做加速運動，后做減速運動，其速度先增大后減小直到為零C．接觸后，速度為零的地方就是彈簧被壓縮最大之處，加速度為零的地方也是彈簧被壓縮最大之處D．接觸后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方答案BD解析從小球下落到與彈簧接觸開始，一直到把彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧彈力與小球重力相等的位置是轉折點，之前重力大于彈力，之后重力小于彈力，而隨著小球向下運動，彈力越來越大，重力恒定，所以之前重力與彈力的合力越來越小，之后重力與彈力的合力越來越大，且反向(豎直向上)．由牛頓第二定律知，加速度的變化趨勢和合力的變化趨勢一樣，而在此過程中速度方向一直向下．12.如圖9所示為運送糧袋的傳送裝置，已知AB間長度為L，傳送帶與水平方向的夾角為θ，工作時運行速度為v，糧袋與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，正常工作時工人在A點將糧袋放到運行中的傳送帶上，關于糧袋從A到B的運動(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，以下說法正確的是()圖9A．糧袋到達B點的速度可能大于、等于或小于vB．糧袋開始運動的加速度為g(sinθ－cosθ)，若L足夠大，則以后將以速度v做勻速運動C．若μ＜tanθ，則糧袋從A到B一直做加速運動D．不論μ大小如何，糧袋從A到B一直做勻加速運動，且a＞gsinθ答案AC解析糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運動，到達B點時的速度小于v；可能先勻加速運動，當速度與傳送帶相同后，做勻速運動，到達B點時速度與v相同；也可能先做加速度較大的勻加速運動，當速度與傳送帶相同后做加速度較小的勻加速運動，到達B點時的速度大于v；故A正確．糧袋開始時受到沿斜面向下的滑動摩擦力，大小為μmgcosθ，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度a＝g(sinθ＋μcosθ)，故B錯誤．若μ＜tanθ，則重力的下滑分力大于滑動摩擦力，故a的方向一直向下，糧袋從A到B一直是做加速運動，可能是一直以g(sinθ＋μcosθ)的加速度勻加速；也可能先以g(sinθ＋μcosθ)的加速度勻加速，后以g(sinθ－μcosθ)的加速度勻加速，故C正確．由以上分析可知，糧袋從A到B不一定一直做勻加速運動．故D錯誤．二、實驗題(本題共2小題，共14分)13．(6分)某探究學習小組的同學們要“探究加速度與力、質量的定量關系”，他們在實驗室組裝了一套如圖10所示的裝置，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．實驗時，調整軌道的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力(圖中未畫出)．圖10(1)該實驗中小車所受的合力________(選填“等于”或“不等于”)力傳感器的示數(shù)，該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量？________(選填“需要”或“不需要”)．(2)實驗獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質量M，擋光板的寬度l，光電門1和光電門2的中心距離為s.某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后，砝碼盤才落地)，已知重力加速度為g，則該實驗要驗證的關系式是________________．答案(1)等于不需要(2)F＝eq\f(Ml2,2s)(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,t\o\al(2,1)))解析(1)由于力傳感器顯示拉力的大小，而拉力的大小就是小車所受的合力，故不需要讓砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量．(2)由于擋光板的寬度l很小，故小車在光電門1處的速度v1＝eq\f(l,t1)，在光電門2處的速度為v2＝eq\f(l,t2)，由veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2as，得a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2s)＝eq\f(1,2s)(eq\f(l2,t\o\al(2,2))－eq\f(l2,t\o\al(2,1)))．故驗證的關系式為F＝Ma＝eq\f(M,2s)(eq\f(l2,t\o\al(2,2))－eq\f(l2,t\o\al(2,1)))＝eq\f(Ml2,2s)(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,t\o\al(2,1)))．14．(8分)如圖11所示為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機DIS直接顯示物體加速度)探究加速度與力的關系”的實驗裝置．圖11(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持______________不變，用鉤碼所受的重力大小作為__________，用DIS測小車的加速度．(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量．在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a－F關系圖線(如圖12所示)．圖12①分析此圖線OA段可得出的實驗結論是____________________________．②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是______．(填選項前字母)A．小車與軌道之間存在摩擦B．軌道保持了水平狀態(tài)C．所掛鉤碼的總質量太大D．所用小車的質量太大答案(1)小車總質量小車所受的合外力(2)①在質量不變時，加速度與合外力成正比②C解析(1)保持小車的總質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合外力，用DIS測加速度．(2)①OA段為直線，說明在質量不變的條件下，加速度與合外力成正比．②設小車質量為M，所掛鉤碼的質量為m，由實驗原理得mg＝F＝Ma，即a＝eq\f(mg,M)＝eq\f(F,M)，而實際上a′＝eq\f(mg,M＋m)，可見a′＜a，AB段明顯偏離直線是由于沒有滿足M?m造成的，故A、B、D錯誤，C正確．三、計算題(本題共3小題，共38分．要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)15．(10分)在水平地面上有一個質量為4.0kg的物體，物體在水平拉力F的作用下由靜止開始運動.10s后拉力大小減小為eq\f(F,3)，并保持恒定．該物體的速度－時間圖象如圖13所示(取g＝10m/s2)．求：(1)物體所受到的水平拉力F的大小；圖13(2)該物體與地面間的動摩擦因數(shù)．答案(1)9N(2)0.125解析(1)物體的運動分為兩個過程，由題圖可知兩個過程的加速度分別為：a1＝1m/s2，a2＝－0.5m/s2對物體受力分析如圖甲、乙所示：甲乙對于兩個過程，由牛頓第二定律得：F－f＝ma1eq\f(F,3)－f＝ma2聯(lián)立以上二式解得：F＝9N，f＝5N(2)由滑動摩擦力公式得：f＝μFN＝μmg解得μ＝0.125.16．(12分)如圖14所示，某人用輕繩牽住一只質量m＝0.6kg的氫氣球，因受水平風力的作用，系氫氣球的輕繩與水平方向成37°角．已知空氣對氣球的浮力為15N，人的質量M＝50kg，且人受的浮力忽略不計．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖14(1)求水平風力的大小；(2)求人對地面的壓力大?。?3)若水平風力增強，人對地面的壓力如何變化？并說明理由．答案(1)12N(2)491N(3)見解析解析(1)對氫氣球進行受力分析，如圖甲所示．由平衡條件可知，豎直方向，F(xiàn)?。絤g＋FTsin37°；水平方向，F(xiàn)風＝FTcos37°，解得F風＝12N，F(xiàn)T＝15N.(2)對人進行受力分析，如圖乙所示．由平衡條件可知，豎直方向，F(xiàn)N＝Mg－FT′sin37°＝500N－15N×0.6＝491N；根據(jù)牛頓第三定律，人對地面的壓力大小為491N.(3)若風力增強，只改變了水平方向的力，視氫氣球及人為一整體，所以豎直方向上的受力情況沒有改變，人對地面的壓力不變．17．(16分)如圖15所示，一質量為mB＝2kg的木板B靜止在光滑的水平面上，其右端上表面緊靠一固定斜面軌道的底端