2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系章末質(zhì)量評(píng)估訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE11-章末質(zhì)量評(píng)估（四）(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.1960年第11屆國際計(jì)量大會(huì)制訂了一種國際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制,叫作國際單位制.2024年11月16日,第26屆國際計(jì)量大會(huì)通過“修訂國際單位制”決議,正式更新包括國際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量單位“千克”在內(nèi)的4項(xiàng)基本單位定義.以下單位符號(hào)屬于國際單位制中基本單位的是 ()①kg②m/s③N④m⑤A⑥g⑦m/s2⑧sA.②③⑦ B.①④⑤⑧ C.⑤⑥⑧ D.①③④解析:國際單位制規(guī)定了七個(gè)基本物理量,分別為長度、質(zhì)量、時(shí)間、熱力學(xué)溫度、電流、發(fā)光強(qiáng)度、物質(zhì)的量,其對(duì)應(yīng)的單位為國際單位制中的七個(gè)基本單位,分別為m、kg、s、K、A、cd、mol,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.答案:B2.在一次交通事故中,一輛載有30t“工”字形鋼材的載重汽車由于意外實(shí)行緊急制動(dòng),結(jié)果車廂上的鋼材向前沖出,壓扁駕駛室.下列關(guān)于這起事故緣由的分析正確的是 ()A.由于車廂上的鋼材有慣性,在汽車制動(dòng)時(shí),鋼材接著向前運(yùn)動(dòng),壓扁駕駛室B.由于汽車緊急制動(dòng),其慣性減小,而鋼材慣性較大,所以接著向前運(yùn)動(dòng)C.由于車廂上的鋼材所受阻力太小,不足以克服其慣性,所以接著向前運(yùn)動(dòng)D.由于汽車制動(dòng)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(dòng)后,鋼材接著向前運(yùn)動(dòng)解析:由于車廂上的鋼材有慣性,在汽車制動(dòng)時(shí),鋼材接著向前運(yùn)動(dòng),壓扁了駕駛室,慣性只與質(zhì)量有關(guān),與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力狀況無關(guān),選項(xiàng)A正確.答案:A3.如圖所示,底板光滑的小車上用兩個(gè)量程為30N,完全相同的彈簧測力計(jì)甲和乙系住一個(gè)質(zhì)量為2kg的物塊.在水平地面上,當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),兩彈簧測力計(jì)的示數(shù)均為15N.當(dāng)小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)甲的示數(shù)變?yōu)?0N.這時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是 ()A.1m/s2 B.3m/s2 C.5m/s2 D.7m/s2解析:起先兩彈簧測力計(jì)的示數(shù)均為15N,當(dāng)彈簧測力計(jì)甲的示數(shù)為10N時(shí),彈簧測力計(jì)乙的示數(shù)將增大為20N,對(duì)物體在水平方向應(yīng)用牛頓其次定律,得20N-10N=2kg×a,得a=5m/s2,選項(xiàng)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(yùn)動(dòng),從手突然停止運(yùn)動(dòng)到物體上升到最高點(diǎn)的過程中,重物加速度的數(shù)值將()A.漸漸減小 B.漸漸增大C.先減小后增大 D.先增大再減小解析:物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)過程中,彈簧彈力和重力等大反向,當(dāng)手突然停止運(yùn)動(dòng)后,物體由于具有慣性,將接著上升,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;彈簧復(fù)原原長時(shí),重物接著向上壓縮彈簧,此時(shí)彈簧彈力向下,且漸漸增大,重力與彈力的合力變大,加速度變大,直到重物到達(dá)最高點(diǎn).選項(xiàng)B正確.答案:B5.如圖所示,質(zhì)量為4kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面.質(zhì)量為1kg的物體B用細(xì)線懸掛起來,A、B緊挨在一起但A、B之間無壓力.某時(shí)刻將細(xì)線剪斷,則細(xì)線剪斷瞬間,B對(duì)A的壓力大小為(g取10m/s2) ()A.0 B.8NC.10N D.50N解析:細(xì)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=2m/s2,對(duì)物體B有mBg-FN=mBa,所以A、B間作用力FN=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(shí),竿對(duì)站在地上的人的壓力大小為 ()A.(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(duì)質(zhì)量為m的人有mg-Ff=ma,解得FN=(m+m0)g-ma,選項(xiàng)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(dòng)作時(shí)記錄的壓力隨時(shí)間變更的圖線,縱坐標(biāo)為力(單位為N),橫坐標(biāo)為時(shí)間(單位為s).由圖線可知,此人的重力約為650N,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(dòng)作B.此人做了一次下蹲—起立的動(dòng)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(dòng)作有失重和超重兩個(gè)過程,先是加速下降,到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降,對(duì)應(yīng)先失重再超重,起立對(duì)應(yīng)先超重再失重,對(duì)應(yīng)圖線可知,此人做了一次下蹲—起立的動(dòng)作,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.答案:B8.在機(jī)場和火車站可以看到用于對(duì)行李進(jìn)行平安檢查的水平傳送帶.當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時(shí),傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李起先做勻加速運(yùn)動(dòng).隨后它們保持相對(duì)靜止,行李隨傳送帶一起前進(jìn).設(shè)傳送帶勻速前進(jìn)的速度為0.25m/s,把質(zhì)量為5kg的木箱靜止放到傳送帶上,已知木箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6,那么這個(gè)木箱放在傳送帶上后,傳送帶上將留下的摩擦痕跡約為()A.5mm B.6mmC.7mm D.10mm解析:依據(jù)牛頓其次定律有μmg=ma,木箱的加速度a=6m/s2,木箱加速的時(shí)間為t=va,這段時(shí)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-x答案:A二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)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(gè)與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,小物塊相對(duì)斜面靜止(設(shè)纜車保持豎直狀態(tài)運(yùn)行).則 ()A.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對(duì)上B.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面對(duì)下C.小物塊受到的靜摩擦力為12mg+D.小物塊受到的靜摩擦力為ma解析:小物塊相對(duì)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,以小物塊為探討對(duì)象,則有Ff-mgsin30°=ma,Ff=12mg+ma,方向平行斜面對(duì)答案:AC10.假如力F在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量為m的物體移動(dòng)一段距離s,那么 ()A.力F在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離B.力F在時(shí)間t2內(nèi)使質(zhì)量m2C.力F在時(shí)間2t內(nèi)使質(zhì)量2m的物體移動(dòng)距離sD.力F2在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量m2解析:依據(jù)牛頓其次定律得,a=Fm,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得,s=12at2=Ft22m.同理,力F在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離為s1=Ft2m=2s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;力F在時(shí)間t2內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離s2=Ft24m=s2,選項(xiàng)B正確;力F在時(shí)間2t內(nèi)使質(zhì)量2m的物體移動(dòng)距離s3=答案:BD11.如圖所示,5個(gè)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(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法不正確的是 ()A.由左向右,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:取整體為探討對(duì)象,由牛頓其次定律得F-5μmg=5ma.再選取1、2兩塊為探討對(duì)象,設(shè)第3塊與第2塊木塊之間彈力為FT,由牛頓其次定律得F-2μmg-FT=2ma.兩式聯(lián)立得FT=0.6F.進(jìn)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(xiàng)A、C說法正確.答案:AC12.下圖是汽車運(yùn)輸圓柱形工件的示意圖.圖中P、Q、N是固定在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(shí),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(dòng)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sin15°=0.26,cos15°=0.97,tan15°=0.27,g取10m/s2,則汽車向左勻加速啟動(dòng)的加速度可能為 ()A.4m/s2 B.3m/s2 C.2m/s2 D.1m/s2解析:在汽車向左勻加速啟動(dòng)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,依據(jù)牛頓其次定律得,FQ+mg=FNcos15°,F合=FNsin15°=ma,解得a=FQ+mg0.27m/s2+2.7m/s2>2.7m/s2,選項(xiàng)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)牛頓其次定律,即一系統(tǒng)的質(zhì)量m肯定時(shí),系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的加速度a與合力F的關(guān)系.試驗(yàn)時(shí),有肯定數(shù)目的砝碼放置在小車上.試驗(yàn)過程:將小車從A處由靜止釋放,用速度傳感器測出它運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度v,然后將小車內(nèi)的一個(gè)砝碼拿到小桶中,小車仍從A處由靜止釋放,測出它運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)對(duì)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)假如試驗(yàn)操作無誤,四位同學(xué)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如下圖像,其中正確的是.

ABCD(3)下列措施能夠減小本試驗(yàn)的誤差的是.

A.試驗(yàn)中必需保證小桶及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量B.試驗(yàn)前要平衡摩擦力C.細(xì)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(yùn)動(dòng),由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得v2=2ax.(2)由(1)可知,v2=2ax,由牛頓其次定律得a=Fm,則v2=2xmF,m肯定時(shí),v2(3)設(shè)小桶及桶中砝碼的質(zhì)量為m1,以系統(tǒng)為探討對(duì)象,加速度a=Fm=m1gm,系統(tǒng)所受拉力大小等于m1g,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;為使系統(tǒng)所受合力大小等于桶與桶中砝碼的重力,試驗(yàn)前要平衡摩擦力,選項(xiàng)B正確;此外還須要細(xì)線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行,選項(xiàng)C正確;為減小試驗(yàn)誤差,圖中A、答案:(1)v2=2ax(2)A(3)BC14.(8分)某試驗(yàn)小組用圖甲所示的試驗(yàn)裝置測量滑塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù).在一端裝有定滑輪的長木板上固定A、B兩個(gè)光電門,與光電門相連的計(jì)時(shí)器能顯示滑塊上的遮光片通過光電門時(shí)的遮光時(shí)間,滑塊通過繞過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與測力計(jì)掛鉤相連,測力計(jì)下吊著沙桶,測力計(jì)能顯示掛鉤所受的拉力,滑塊對(duì)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铀俣葹間.甲乙(1)為了滿意試驗(yàn)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(jì)的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量D.定滑輪與滑塊之間的細(xì)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(shí)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)多次變更沙桶里沙的質(zhì)量,重復(fù)步驟(2),依據(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(dòng)摩擦因數(shù)為.

解析:(1)為保證滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng),細(xì)繩的拉力必需恒定,應(yīng)調(diào)整滑輪高度,使細(xì)繩與木板平行,故選項(xiàng)A、D必要;本試驗(yàn)要測量動(dòng)摩擦因數(shù),不須要平衡摩擦力,故選項(xiàng)B不必要;由于本試驗(yàn)中有測力計(jì),故不要求沙桶及測力計(jì)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,選項(xiàng)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(yùn)動(dòng)的速度—位移公式可知,2al=vB2-(3)滑塊受到的摩擦力Ff=μmg,由牛頓其次定律可得F-μmg=ma,解得力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為a=Fm由圖像可得圖線斜率k=a0F0=1m,所以m=F0a0;圖線縱軸截距b=-μg=-答案:(1)AD(2)d22l115.(10分)為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行狀況,甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及停表進(jìn)行了以下試驗(yàn),甲同學(xué)站在體重計(jì)上,乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過程中,體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變更的狀況,并作出了如圖所示的圖像.已知t=0時(shí),電梯靜止不動(dòng),從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層,g取10m/s2.求:(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)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50kg,電梯啟動(dòng)時(shí),依據(jù)牛頓其次定律,F1-mg=ma1,其中F1=600N,代入數(shù)據(jù)解得a1=2m/s2.電梯制動(dòng)時(shí),mg-F2=ma2,其中F2=400N,代入數(shù)據(jù)解得a2=2m/s2.(2)電梯加速時(shí)間t1=1s,減速時(shí)間t2=1s,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0=26s,勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=a1t1=2m/s,故大樓高度h=v2(t1+t2)+vt0=54m,層高Δh=h答案:(1)2m/s22m/s2(2)3m16.(10分)有一個(gè)冰上推木箱的嬉戲節(jié)目,規(guī)則是選手們從起點(diǎn)起先用力推木箱,一段時(shí)間后放手讓木箱向前滑動(dòng),若木箱最終停在有效區(qū)域內(nèi),視為勝利;若木箱最終未停在有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗.其簡化模型如圖所示,AC是長度為l1=7m的水平冰面,選手們可將木箱放在A點(diǎn),從A點(diǎn)起先用一恒定不變的水平推力推木箱,BC為有效區(qū)域.已知BC長度l2=1m,木箱的質(zhì)量m=50kg,木箱與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1.某選手作用在木箱上的水平推力F=200N,木箱沿AC做直線運(yùn)動(dòng),若木箱可視為質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2.為使該選手獲得勝利,試求:(1)推力作用在木箱上時(shí)的加速度大小;(2)推力作用在木箱上的時(shí)間t滿意的條件.解析:(1)設(shè)推力作用在木箱上時(shí),木箱的加速度為a1,依據(jù)牛頓其次定律得F-μmg=ma1,解得a1=3m/s2.(2)設(shè)撤去推力后,木箱的加速度大小為a2,依據(jù)牛頓其次定律得μmg=ma2,解得a2=1m/s2.設(shè)推力作用在木箱上的時(shí)間為t,此時(shí)間內(nèi)木箱的位移為x1=12a1t2撤去推力F后木箱接著滑行的距離為x2=a1要使木箱停在有效區(qū)域內(nèi),須滿意l1-l2≤x1+x2≤l1,解得1s≤t≤1.08s.答案:(1)3m/s2(2)1s≤t≤1.08s17.(12分)可愛的企鵝喜愛在冰面上游玩,如圖所示,有一企鵝在傾角為37°的斜面上,先以加速度a=0.5m/s2從斜面底部由靜止起先沿直線向上勻加速“奔跑”,t=8s時(shí),突然臥倒,以肚皮貼著冰面對(duì)前滑行,最終退滑到動(dòng)身點(diǎn),完成一次嬉戲(企鵝在滑動(dòng)過程中姿態(tài)保持不變).若企鵝肚皮與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:(1)企鵝向上勻加速“奔跑”的位移大小;(2)從靜止起先10s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(jì)算,得x1=16m,v=at(2)設(shè)向上滑行時(shí)加速度大小為a1,依據(jù)牛頓其次定律有mgsin37°+μmgco