《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理粤教必修1单元检测：第四章 力与运动（含答案）

第四章　力与运动单元检测
（时间：60分钟　满分：100分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分， ( http: / / www.21cnjy.com )共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．下列一组单位中，哪一组中各单位都是国际单位制中的基本单位（　　）
A．米、牛顿、秒　　　　　　 B．米、千克、秒
C．千克、焦耳、秒 D．米、千克、帕斯卡
2．关于物体的惯性，以下说法中正确的是（　　）
A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大
B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平衡，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性
C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大
D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗 ( http: / / www.21cnjy.com )紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已
3．下列说法正确的是（　　）
A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大
B．物体所受到的合外力不变（F合≠0），其运动状态就不改变
C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化
D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大
4．如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法正确的是（　　）
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A．若不计空气阻力，在上升过程中，A对B有向上的支持力
B．若不计空气阻力，在下落过程中，B对A没有压力
C．若考虑空气阻力，在下落过程中，B对A的压力向下
D．若考虑空气阻力，在上升过程中，A对B的压力向下
5．下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车的运动情况作出的判断，其中正确的是（　　）
A．汽车一定做匀加速直线运动
B．汽车一定做匀速直线运动
C．汽车可能是突然减速
D．汽车可能是突然加速
6．如图所示，用平行于斜面的力F把质量为m的物体沿粗糙斜面上拉，斜面与水平面的夹角θ＝30°，物体与斜面的动摩擦因数μ＝，并使其加速度大小等于该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小，则F的大小是（　　）
A． B． C．mg D．
7．如图所示，三个质量相同的物块A、B、C ( http: / / www.21cnjy.com )用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上且处于平衡状态．在将A、B之间的绳剪断的瞬间，A、B的加速度分别为（取向下为正，重力加速度为g）（　　）
A．aA＝－2g，aB＝2g
B．aA＝－g，aB＝g
C．aA＝－2g，aB＝g
D．aA＝0，aB＝2g
8．有两个光滑固定斜面AB和BC，A和C两点在同一水平面上，斜面BC比斜面AB长，如图所示．一个滑块自A点以速度vA上滑，到达B点时速度减小为零，紧接着沿BC滑下．设滑块从A点到C点的总时间是t0。那么下列选项中能正确表示滑块速率v随时间t变化的规律的图象是（　　）
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9.如图所示，弹簧测力计外 ( http: / / www.21cnjy.com )壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m的重物．现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为（　　）
A．mg B．F
C． D．
10．如图所示，一水平方向足够长的传送 ( http: / / www.21cnjy.com )带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动，一物体以水平速度v2从右端滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时速率为v2′，则下列说法正确的是（　　）
A．若v1＜v2，则v2′＝v1
B．若v1＞v2，则v2′＝v2
C．不管v2多大，总有v2′＝v2
D．只有v1＝v2时，才有v2′＝v2
二、实验题（本题共12分）
11．某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧测力计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。
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（1）木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）________。
（2）改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是________。
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（3）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________。
a．可以改变滑动摩擦力的大小
b．可以更方便地获取多组实验数据
c．可以比较精确地测出摩擦力的大小
d．可以获得更大的加速度以提高实验精度
三、计算题（要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分．有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位，共48分）
12．（16分）如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定推力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45 m抵达B点时，立即撤去外力．此后小木块又前进0.15 m到达C点，速度为零．已知木块与斜面动摩擦因数μ＝，木块质量m＝1 kg.求：
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（1）木块向上经过B点时速度为多大？
（2）木块在AB段所受的推力多大？（取g＝10 m·s－2）
13．（16分）如图所示，一皮带输 ( http: / / www.21cnjy.com )送机的皮带以v＝13.6 m·s－1的速率做匀速运动，其有效输送距离AB＝29.8 m，与水平方向夹角为θ＝37°.将一小物体轻放在A点，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.1，求物体由A到B所需的时间．（g取10 m·s－2）
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14．（16分）在海滨游乐园里有一 ( http: / / www.21cnjy.com )种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来。斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.50，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m·s－2。
（1）若斜坡倾角θ＝37°，人和滑板的总质量 ( http: / / www.21cnjy.com )m＝60 kg，求人在斜坡上下滑的加速度大小。（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）
（2）若由于受到场地限制，A点到C点的水平距离为s＝50 m，为确保人身安全，你认为在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求？
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参考答案
1答案：B　点拨：力学中的基本单位有米、千克、秒，其他都是导出单位。
2答案：C　点拨：一切物体在任何情况下都具有惯性，质量是惯性大小的唯一量度，在同样的力作用下，运动状态改变越难，质量越大，惯性也越大。
3答案：CD　点拨：物体所受的合外力越大，物体的加速度（速度变化率）也越大，则速度变化得越快，但速度改变量还与时间有关，故选项A错误、C正确；物体的合外力不为零，就会迫使运动状态（运动的快慢和方向）发生变化，选项B错误；合外力的大小与速度的大小之间没有直接关系，选项D正确。
4答案：BCD　点拨：不计空气阻力，A、B向下的加速度都为g，A、B之间在竖直方向上无相互作用力。
若考虑空气阻力，在下落过程中，对于A、B整体有：
（mA＋mB）g－f＝（mA＋mB）a
加速度向下，a＜g
对于B：mBg－FN＝ma
A对B有向上的支持力，大小为FN＝m（g－a）。
若考虑空气阻力上升过程，同理分析，A对B有向下作用力。
5答案：C　点拨：由图中乘客的身体姿势（向前倾倒）可知，汽车可能是突然减速。这是因为当汽车突然减速时，乘客的下半身随车突然减速，而上半身由于惯性还要以原来的速度前进，所以表现出向前倾倒。故选项C正确。
6答案：C　点拨：由题意知：F－mgsin 30°－μmgcos 30°＝mgsin 30°－μmgcos 30°，解得F＝mg.
7答案：A　点拨：设竖直向 ( http: / / www.21cnjy.com )下为正方向，轻绳剪断前弹簧对A的拉力F1＝－3mg，B、C之间弹簧产生的弹力F2＝mg，绳被剪断后的瞬间弹簧弹力不变，有：
aA＝＝－2g，aB＝＝2g.
8答案：C　点拨：设AB长为L1，倾角为α，BC长为L2，倾角为β.滑块沿AB上滑的加速度大小为a1＝gsin α，滑块从A滑到B所用的时间为：t1＝，由运动学公式得＝2a1L1.又滑块从B滑到C时的加速度大小为： a2＝gsin β，滑到C点的速度为：vC＝，从B滑到C所用的时间为：t2＝，由几何关系可得，L1sin α＝L2sin β，联立解得：vC＝vA，t1＜t2，综合得出，正确选项为C.
9答案：C　点拨：弹簧测力计的示数等于弹簧的弹力，设为F′.先将弹簧测力计和重物看成一个整体，利用牛顿第二定律可得：
F－（m＋m0）g＝（m＋m0）a
然后隔离重物利用牛顿第二定律可得：F′－mg＝ma
联立两式可得：F′＝，故选项C正确。
10答案：AB　点拨：设物体的质量为m，物体与传送带之间的滑动摩擦力大小为Ff，物体相对传送带滑动的加速度大小为a.物体在传送带上滑动，则有：Ff＝ma，物体在传送带上向左滑动的位移为：x＝.速度减为零后，在滑动摩擦力的作用下开始向右匀加速运动，加速度大小仍为a，若v1＞v2，滑到传送带右端时的速度大小为：v2′＝，比较可以得出，v2′＝v2＜v1；若v1＜v2，物体还没有运动到传送带的右端，速度就和传送带的速度相同，物体与传送带之间不再存在摩擦力，物体随传送带一起匀速运动，v2′＝v1＜v2.正确选项为A、B.
11答案：（1）　保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值
（2）c　（3）bc
点拨：（1）由d＝可得，减小偶然误差的主要方法是多次测量，求平均值。
（2）由题意可知，F1是水瓶的重力，设绳中拉力为T，对木板，a＝，在M板 m水时T≈F1，a＝，排除a、b选项；逐渐增加水的质量，将不再满足T≈F1，而是T＜F1，将导致小车加速度实际值较理论值偏小，故选项C正确。
（3）质量可以连续改变，可以获取多组数据，可更精确地测出摩擦力的大小。
12答案：（1）1.5 m/s　（2）10 N
点拨：（1）撤去外力后，小木块做匀减速运动从B运动到C，速度大小为a＝gsin θ＋μgcos θ＝7.5 m/s2
所以有－＝－2as
代入可解得vB＝＝＝1.5 m/s
（2）设外加恒力为F则刚开始从A运动到B的加速度为
a1＝－（gsin θ＋μgcos θ）
刚开始是做匀加速直线运动，故有：＝2a1s1
代入数据可求得：F＝10 N
13答案：3 s
点拨：当物体开始运动时，受滑动摩擦力沿传送带向下，做加速度为a1的匀加速运动，
a1＝g（sin 37°＋μcos 37°）＝6.8 m/s2
速度增大到v＝13.6 m/s所用的时间为t1，
由v＝at得t1＝＝2 s
位移x1＝＝13.6 m
因为重力的下滑分力大于滑动摩擦力，物体运动速度将大于13.6 m/s仍做匀加速运动。
x2＝AB－x1＝16.2 m
a2＝
＝g（sin 37°－μcos 37°）＝5.2 m/s2
由x＝v0t＋
解得t2＝1 s或t2′＝－6.23 s（舍）
物体由A到B所需的时间为t＝t1＋t2＝（2＋1） s＝3 s.
14答案：（1）2 m/s　（2）不超过25 m
点拨： （1）在斜坡上下滑时，人及滑板受力如图所示，由牛顿第二定律得
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mgsin θ－Ff＝ma，FN－mgcos θ＝0，
解得a＝g（sin θ－μcos θ）＝2 m/s2.
（2）设斜坡倾角为θ，斜坡的最大高度为h，滑到底端时的速度为v，v2＝，沿BC
前进时的加速度a′＝μg，沿BC滑行的距离L＝.为确保安全要求，则L＋hcot θ≤s.联立解得h≤25 m。故斜坡的高度不应超过25 m.