廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系過關(guān)檢測新人教版必修第一冊

第四章過關(guān)檢測(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每題4分,共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第8~10題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.關(guān)于力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及慣性,下列說法正確的是()A.牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由B.一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體,假如不再受力,它總會(huì)漸漸停下來,這說明,靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長時(shí)間不受力時(shí)的“自然狀態(tài)”C.伽利略依據(jù)志向試驗(yàn)推論出:假如沒有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個(gè)速度,將保持這個(gè)速度接著運(yùn)動(dòng)下去D.車速越大,剎車后滑行的距離越長,所以慣性越大答案C解析伽利略最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體,它總會(huì)漸漸停下來,是因?yàn)槲矬w受到了摩擦力,假如不受力,物體會(huì)恒久運(yùn)動(dòng)下去,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。伽利略依據(jù)志向試驗(yàn)推論出:假如沒有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個(gè)速度,將保持這個(gè)速度接著運(yùn)動(dòng)下去,選項(xiàng)C正確。慣性只與質(zhì)量有關(guān),與速度無關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.如圖所示,乘客在公交車上發(fā)覺車廂頂部A處有一小水滴落下,并落在地板偏前方的B點(diǎn)處,由此推斷公交車的運(yùn)動(dòng)狀況是()A.向前加速運(yùn)動(dòng) B.向前減速運(yùn)動(dòng)C.向后勻速運(yùn)動(dòng) D.向后減速運(yùn)動(dòng)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(shí)的速度不變,而水滴落點(diǎn)B在A點(diǎn)正下方的前面,表明若車向前行駛,水滴下落時(shí),車正在減速,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;若車向后減速運(yùn)動(dòng),水滴下落時(shí)將落在A點(diǎn)正下方的后方,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;若車向后勻速運(yùn)動(dòng),水滴將落在A點(diǎn)的正下方,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。3.如圖所示,帶支架的平板小車沿水平面對(duì)左做直線運(yùn)動(dòng),小球A用細(xì)線懸掛于支架前端,質(zhì)量為m的物塊B始終相對(duì)于小車靜止地?cái)[放在右端。B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若某時(shí)刻視察到細(xì)線偏離豎直方向θ,則此刻小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?重力加速度為g)()A.mg,豎直向上 B.mg1+μC.mgtanθ,水平向右 D.mg1+tan答案D解析以A為探討對(duì)象,受力分析如圖所示,依據(jù)牛頓其次定律得mAgtanθ=mAa,得a=gtanθ,方向水平向右;再對(duì)B探討得,小車對(duì)B的摩擦力為Ff=ma=mgtanθ,方向水平向右,小車對(duì)B的支持力大小為FN=mg,方向豎直向上,則小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F=FN2+4.如圖所示,質(zhì)量分別為m'和m的物塊由相同的材料制成,且m'>m,將它們用通過定滑輪的細(xì)線連接(與m'相連的細(xì)線水平),定滑輪質(zhì)量、軸摩擦忽視不計(jì)。假如按圖甲放置,則質(zhì)量為m的物塊剛好勻速下降。假如兩物塊互換位置,如圖乙所示,則它們的共同加速度大小為(重力加速度為g)()A.m'gmC.(m'-m答案C解析勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),依據(jù)平衡條件知,mg=μm'g;互換位置后,對(duì)兩物塊分別應(yīng)用牛頓其次定律得,m'g-F=m'a,F-μmg=ma,聯(lián)立解得a=(m5.(2024·北京朝陽高三期中)某同學(xué)制作了一個(gè)“豎直加速度測量儀”,可以用來測量豎直上下電梯運(yùn)行時(shí)的加速度,其構(gòu)造如圖所示。把一根輕彈簧上端固定在小木板上,下端懸吊0.9N重物時(shí),彈簧下端的指針指木板上刻度為C的位置,把懸吊1.0N重物時(shí)指針位置O的刻度標(biāo)記為0,以后該重物就固定在彈簧上,和小木板上的刻度構(gòu)成了一個(gè)“豎直加速度測量儀”。加速度的方向向上為正、向下為負(fù),g取10m/s2,()A.當(dāng)指針在位置C時(shí)彈簧的彈力為0.8NB.CO之間的彈力之差為0.2NC.位置C標(biāo)注的加速度為-1.0m/s2D.位置D標(biāo)注的加速度為1.0m/s2答案C解析當(dāng)彈簧下端懸吊0.9N的重物時(shí),指針指在位置C,依據(jù)平衡條件可得位置C時(shí)彈簧的彈力為0.9N,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;CO之間的彈力之差為ΔF=1.0N-0.9N=0.1N,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題意可知,每一小格代表0.01N,指針在C點(diǎn)時(shí),電梯加速度向下,由牛頓其次定律得-0.01×10N=ma1,其中m=0.1kg,解得a1=-1.0m/s2,故選項(xiàng)C正確;當(dāng)電梯加速度向上時(shí),指針指在D點(diǎn),由牛頓其次定律0.01×5N=ma2,解得a2=0.5m/s2,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.(2024·全國高一課時(shí)練習(xí))假設(shè)撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從最高處到墊子的高度差為h=5.0m,從接觸海綿墊子到速度為0的整個(gè)過程用時(shí)約為0.2s,該過程可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng),整個(gè)過程忽視空氣阻力,g取10m/s2。則下列說法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)員接觸海綿墊子時(shí)的速度大小為2m/sB.運(yùn)動(dòng)員自由下落時(shí)間約為2.0sC.從接觸海綿墊子到速度為0,運(yùn)動(dòng)員的加速度大小為50m/s2D.海綿墊子受到的平均作用力是運(yùn)動(dòng)員體重的4倍答案C解析由運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得,運(yùn)動(dòng)員接觸海綿墊子時(shí)的速度大小由v2=2gh,解得v=10m/s,運(yùn)動(dòng)員自由下落時(shí)間t1=vg=1.0s,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;從接觸海綿墊子到速度為0,運(yùn)動(dòng)員的加速度大小a=vt2=50m/s2,故選項(xiàng)C正確;依據(jù)牛頓其次定律F-mg=ma,可得F=6mg7.(2024·北京朝陽高三期中)“血沉”是指紅細(xì)胞在肯定條件下沉降的速度,在醫(yī)學(xué)中具有重要意義。測量“血沉”可將經(jīng)過處理后的血液放進(jìn)血沉管內(nèi),由于重力作用,血液中的紅細(xì)胞將會(huì)下沉。設(shè)血沉管豎直放置且足夠深,紅細(xì)胞的形態(tài)為球體。已知紅細(xì)胞下落受到血液的粘滯阻力表達(dá)式為Ff=6πηrv,其中η為血液的粘滯系數(shù),r為紅細(xì)胞半徑,v為紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的速率。若某血樣中半徑為r的紅細(xì)胞,由靜止下沉直到勻速運(yùn)動(dòng)的速度為vm,紅細(xì)胞密度為ρ1,血液的密度為ρ2。以下說法正確的是()A.該紅細(xì)胞先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)B.該紅細(xì)胞的半徑可表示為r=9C.若血樣中紅細(xì)胞的半徑較小,則紅細(xì)胞勻速運(yùn)動(dòng)的速度較大D.若采納國際單位制中的基本單位來表示η的單位,則其單位為kg答案B解析紅細(xì)胞在下沉過程中,依據(jù)牛頓其次定律,有mg-Ff-F浮=ma,向下運(yùn)動(dòng)過程中,速度增大,阻力增大,加速度減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大,所以紅細(xì)胞先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)紅細(xì)胞勻速時(shí),mg=Ff+F浮,紅細(xì)胞的質(zhì)量為m=ρ1·43πr3,浮力為F浮=ρ2·43πr3g,聯(lián)立可得ρ1·43πr3g=6πηrvm+ρ2·43πr3g,解得r=9ηvm2g(ρ1-ρ2),故選項(xiàng)B正確;由上述分析可知,若血樣中紅細(xì)胞的半徑較小,則紅細(xì)胞勻速運(yùn)動(dòng)的速度較小,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由粘滯阻力公式8.(2024·陜西禮泉縣其次中學(xué)高二開學(xué)考試)某馬戲團(tuán)演員做滑桿表演,已知豎直滑桿上端固定,下端懸空,滑桿的重力為200N,在桿的頂部裝有一拉力傳感器,可以顯示桿頂端所受拉力的大小。從演員在滑桿上端(可認(rèn)為在頂端)做完動(dòng)作時(shí)起先計(jì)時(shí),演員先在桿上靜止了0.5s,然后沿桿下滑,3.5s末剛好滑到桿底端,并且速度恰好為零,整個(gè)過程演員的v-t圖像和傳感器顯示的拉力F隨時(shí)間t變更的狀況分別如圖甲、乙所示,g取10m/s2。下列說法正確的是()甲乙A.滑桿長4.5mB.演員的重力為800NC.演員在最終2s內(nèi)始終處于超重狀態(tài)D.傳感器顯示的最小拉力為620N答案ACD解析演員下滑的位移即為桿的長度,由圖甲可知x=12vt=12×3m/s×(3.5s-0.5s)=4.5m,選項(xiàng)A正確;由題意,0~0.5s內(nèi),演員處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡F=G桿+G,解得G=600N,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由圖甲,演員在最終2s內(nèi)始終沿桿向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向沿桿向上,所以演員處于超重狀態(tài),選項(xiàng)C正確;由圖乙,0.5~1.5s內(nèi)傳感器顯示的拉力最小,由圖甲,這段時(shí)間內(nèi)演員沿桿向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=ΔvΔt=3m/s1.5s-0.5s=3m/s2,依據(jù)牛頓其次定律9.如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩物塊置于光滑水平地面上,A、B接觸面光滑,傾角為θ,現(xiàn)分別以水平推力F1、F2作用于A物塊上,保持A、B相對(duì)靜止共同運(yùn)動(dòng),則下列說法正確的是()A.采納甲方式比采納乙方式的最大加速度大B.兩種狀況下獲得的最大加速度相同C.兩種狀況下所加的最大推力相同D.采納乙方式可用的最大推力大于甲方式的最大推力答案BC解析甲方式中,F1最大時(shí),A剛要離開地面,A受力如圖甲所示,則FN1cosθ=mg ①對(duì)B有FN1'sinθ=ma1 ②由牛頓第三定律可知FN1'=FN1 ③乙方式中,F2最大時(shí),B剛要離開地面,B受力如圖乙所示,則FN2cosθ=mg ④FN2sinθ=ma2 ⑤由①③④可知FN2=FN1=FN1' ⑥由②⑤⑥式可得a2=a1,對(duì)整體易知兩種狀況下所加的最大推力相同。故選項(xiàng)B、C正確,A、D錯(cuò)誤。10.(2024·廣東中山模擬)如圖甲所示的水平傳送帶AB逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),一物塊沿曲面從肯定高度處由靜止起先下滑,以某一初速度從傳送帶左端滑上,在傳送帶上由速度傳感器記錄下物塊速度隨時(shí)間的變更關(guān)系如圖乙所示(圖中取向左為正方向,以物塊剛滑上傳送帶時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn))。已知傳送帶的速度保持不變,重力加速度g取10m/s2。關(guān)于物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)第一次回到傳送帶左端的時(shí)間t,下列計(jì)算結(jié)果正確的是()A.μ=0.4 B.μ=0.2C.t=4.5s D.t=3s答案BC解析由題圖乙可得,物塊做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a=ΔvΔt=2.0m/s2,由牛頓其次定律得Ff=ma=μmg,則可得物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;在v-t圖像中,圖線與t二、試驗(yàn)題(18分)11.(8分)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的試驗(yàn)中:(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行試驗(yàn)之前,將試驗(yàn)器材組裝成如圖所示的裝置圖。請你指出該裝置中的兩處錯(cuò)誤或不妥之處:①_________________________________________________________;

②_________________________________________________________。

(2)改正試驗(yàn)裝置后,該同學(xué)順當(dāng)?shù)赝瓿闪嗽囼?yàn)。下圖是他在試驗(yàn)中得到的一條紙帶,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s,由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a為m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(3)為保證繩子對(duì)小車的拉力約等于小盤和重物的總重力mg,小盤和重物的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量m'應(yīng)滿意的關(guān)系是。

答案(1)①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源不應(yīng)運(yùn)用干電池,應(yīng)運(yùn)用交變電源②小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)(或試驗(yàn)中沒有平衡阻力)(2)0.20(3)m?m'解析(2)由紙帶數(shù)據(jù)可得x1=0.72cm,x2=1.63cm-0.72cm=0.91cm,x3=2.74cm-1.63cm=1.11cm,x4=4.04cm-2.74cm=1.30cm,用逐差法求加速度,a1=x3-x12T2=1.11×10-2-0.72×10-22×0(3)為保證繩子對(duì)小車的拉力約等于小盤和重物的總重力mg,小盤和重物的總質(zhì)量m必需遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量m',即m?m'。12.(10分)某同學(xué)將力傳感器固定在小車上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測量繩對(duì)小車的拉力,探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,依據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出如圖所示的a-F圖像。(1)圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的緣由是。

(2)本試驗(yàn)中(選填“須要”或“不須要”)細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量。

(3)由圖像求出小車和傳感器的總質(zhì)量為kg。

答案(1)未平衡阻力或平衡阻力不足(2)不須要(3)1解析(1)a-F圖像與橫軸交點(diǎn)為(0.1,0),說明施加外力在0.1N之內(nèi)小車和傳感器沒有加速度,說明試驗(yàn)前沒有平衡阻力或者平衡阻力不足。(2)因傳感器可干脆測出小車和傳感器受到的拉力,因此不須要保證細(xì)沙和桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量。(3)a-F圖像斜率為1m,由題圖知圖像斜率k=三、計(jì)算題(本題共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(8分)如圖所示,一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。試求當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)線的拉力FT。答案5mg解析本題中當(dāng)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的加速度較小時(shí),滑塊對(duì)小球存在支持力;當(dāng)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的加速度較大時(shí),小球?qū)⒚撾x滑塊斜面而“飄”起來。因此,本題存在一個(gè)臨界條件:當(dāng)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的加速度為某一臨界值時(shí),斜面對(duì)小球的支持力恰好為零(小球?qū)⒁x開斜面而“飄”起來)。我們首先求解臨界條件,此時(shí)小球受兩個(gè)力:重力mg、繩的拉力FT。依據(jù)牛頓其次定律有FT·cosθ=ma ①FT·sinθ-mg=0 ②聯(lián)立①②兩式并將θ=45°代入,得a=g,即當(dāng)斜面體滑塊向左運(yùn)動(dòng)的加速度為a=g時(shí),小球恰好對(duì)斜面無壓力。當(dāng)a>g時(shí),小球?qū)ⅰ帮h”起來,當(dāng)a=2g時(shí),小球已“飄”起來了,此時(shí)小球的受力狀況如圖所示,故依據(jù)①②兩式并將a=2g代入,解得FT=5mg。14.(10分)在水平地面上有一個(gè)質(zhì)量為4.0kg的物體,物體在水平拉力F的作用下由靜止起先運(yùn)動(dòng)。10s后拉力大小減小為F3,并保持恒定。該物體的速度—時(shí)間圖像如圖所示(g取10m/s2(1)物體所受到的水平拉力F的大小;(2)該物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。答案(1)9N(2)0.125解析(1)物體的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過程,由題圖可知兩個(gè)過程的加速度分別為a1=1m/s2a2=-0.5m/s2物體受力分析如圖甲、乙所示對(duì)于兩個(gè)過程,由牛頓其次定律得F-Ff=ma1F3-Ff=ma聯(lián)立以上二式解得F=9NFf=5N。(2)由滑動(dòng)摩擦力公式得Ff=μFN=μmg解得μ=0.125。15.(12分)如圖所示,某人用輕繩牽住一只質(zhì)量m=0.6kg的氫氣球,因受水平風(fēng)力的作用,系氫氣球的輕繩與水平方向成37°角。已知空氣對(duì)氣球的浮力為15N,人的質(zhì)量m人=50kg,且人受的浮力忽視不計(jì)。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)(1)求水平風(fēng)力的大小。(2)求人對(duì)地面的壓力大小。(3)若水平風(fēng)力增加,人對(duì)地面的壓力如何變更?并說明理由。答案(1)12N(2)491N(3)不變,理由見解析解析(1)對(duì)氫氣球進(jìn)行受力分析,如圖甲所示甲由平衡條件可知,豎直方向,F浮=mg+FTsin37°水平方向,F風(fēng)=FTcos37°解得F風(fēng)=12N,FT=15N。(2)對(duì)人進(jìn)行受力分析,如圖乙所示乙由平衡條件可知,豎直方向,FN=m人g-FT'sin37°=500N-15N×0.6=491N依據(jù)牛頓第三定律,人對(duì)地面的壓力大小為491N。(3)若風(fēng)力增加,只變更了水平方向的力,視氫氣球及人為一整體,所以豎直方向上的受力狀況沒有變更,人對(duì)地面的壓力不變。16.(12分)如圖所示,甲、乙兩傳送帶傾斜放置,與水平方向夾角均為37°,傳送