第四章 运动和力的关系 章节小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）必修第1册（含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章 运动和力的关系 章节小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）必修第1册（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 474.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-18 10:48:19 | ||
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文档简介
第四章《运动和力的关系》章节小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)
1.下列说法中,正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.惯性是一种力
C.物体受恒力作用时,运动状态保持不变
D.惯性越大的物体运动状态越难改变
2.在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为50.0 kg。若电梯运动中的某一段时间内,该同学发现体重计示数为如图所示的40.0 kg,则在这段时间内(重力加速度为g)( )
A.该同学所受的重力变小了
B.电梯一定在竖直向下运动
C.该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力
D.电梯的加速度大小为0.2g,方向一定竖直向下
3.如图所示,固定斜面CD段光滑,DE段粗糙,A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑,下滑过程中A、B保持相对静止,则( )
A.在CD段时,A受三个力的作用
B.在DE段时,A可能受两个力的作用
C.在DE段时,A、B可能处于失重状态
D.整个下滑过程中,A、B一定均处于失重状态
4.光滑斜面倾角为θ,用平行于斜面向上的力F,作用在质量为m的物体上,物体由静止开始运动时间t后,撤去力F,又经t时间,物体恰回到出发点,则( )
A.F=2mg sin θ
B.4F=3mg sin θ
C.3F=4mg sin θ
D.3F=mg sin θ
5.如图所示,在水平地面上有两个完全相同的滑块A、B,两滑块之间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力F1、F2的作用下运动,且F1>F2。以A、B为一个系统,当运动达到稳定时,若地面光滑,设弹簧的伸长量为Δl1,系统加速度为a1;若地面粗糙,设弹簧的伸长量为Δl2,系统加速度为a2,则下列关系式正确的是( )
A.Δl1=Δl2,a1=a2 B.Δl1>Δl2,a1>a2
C.Δl1=Δl2,a1>a2 D.Δl1<Δl2,a16.如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g。某时刻将细线剪断,则在细线剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
A.物块A的加速度为0
B.物块A的加速度为
C.物块B的加速度为0
D.物块B的加速度为
7.如图甲所示,在倾角为30°的足够长的光滑斜面上,有一质量为m的物体,受到沿斜面方向的力F作用,力F按图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正)。则物体运动的速度v随时间t变化的规律是下图中的(物体的初速度为零,重力加速度取10 m/s2)( )
8.如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动,当其速度达到v后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)( )
A.μ与a之间一定满足关系μ>
B.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为
C.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为
D.黑色痕迹的长度为
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.下列关于牛顿第一定律的说法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律是牛顿第二定律在合力为零时的特例,所以牛顿第一定律可以被牛顿第二定律代替
B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因
C.速度大的物体惯性大,所以不容易停下来
D.物体的运动不需要力来维持
10.下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则加速度一定越大
B.物体的加速度为0,所受的合外力一定为0
C.物体的速度为0,所受的合外力可能很大
D.物体的速度很大,所受的合外力可能为0
11.如图所示,细线的一端固定在斜面体顶端,另一端拴一质量为0.1 kg的小球,斜面体倾角为53°。当二者一起以加速度5 m/s2向右匀加速运动时,细线拉力为T1;当二者一起以加速度10 m/s2向右匀加速运动时,细线拉力为T2,g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,则( )
A.T1=1.1 N B.T1=0.625 N
C.T2=1.25 N D.T2= N
12.如图所示,轻弹簧两端拴接两个小球a、b。在水平恒力F的作用下拴接小球的细线固定在竖直墙壁上,两球静止,两细线与竖直墙壁的夹角θ=60°,弹簧竖直,已知两小球的质量都为2 kg,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.水平外力F的大小为40 N
B.弹簧的拉力大小为40 N
C.剪断上端细线瞬间,a球的加速度为10 m/s2
D.剪断上端细线瞬间,b球的加速度仍为0
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(8分)某同学欲运用牛顿第二定律测量滑块的质量M,其实验装置如图甲所示,设计的实验步骤为:
甲
(1)调整长木板倾角,当钩码的质量为m0时滑块恰好沿木板向下做匀速运动;
(2)保持木板倾角不变,撤去钩码,将滑块移近打点计时器,然后释放滑块,滑块沿木板向下做匀加速直线运动,并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频率为50 Hz)。
请回答下列问题:
乙
丙
①打点计时器打下D点时,滑块的速度vD= m/s;(结果保留3位有效数字)
②滑块做匀加速直线运动的加速度a= m/s2;(结果保留3位有效数字)
③滑块的质量M= (用字母a、m0和当地重力加速度g表示)。
(3)保持木板倾角不变,挂上质量为m(均小于m0)的钩码,滑块沿木板向下匀加速运动,测出滑块的加速度;多次改变钩码的质量,分别求出相应的加速度。
(4)若绳的拉力与所挂钩码的重力大小相等,作出a-mg图像如图丙所示,则由图丙可求得滑块的质量M= kg。(g取10 m/s2,结果保留3位有效数字)
14.(6分)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。
图(a)
图(b)
(1)图线 是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”);
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m= kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ= 。(g取10 m/s2)
15.(8分)如图甲所示,质量m=2 kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图像如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)10 s末物体离A点的距离。
16.(14分)如图,质量为2.5 kg 的一只长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.6。铁箱内一个质量为0.5 kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。求:
(1)木块对铁箱的压力(结果保留三位有效数字);
(2)水平拉力F的大小;
(3)减小拉力F,经过一段时间,木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹,当铁箱的速度为6 m/s时撤去拉力,又经过1 s时间,木块从铁箱左侧到达右侧,求铁箱的长度是多少 (结果保留三位有效数字)
17.(10分)四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2 kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36 N,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N。(g取10 m/s2)
(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞。求在t=5 s时离地面的高度h。
(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100 m处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落到地面时的速度v。
(3)接(2)问,无人机坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地(到达地面时速度为零),求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间t1。(结果可保留根号)
18.(14分)如图甲所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图像分别如图乙中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标分别为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0)。根据v-t图像,求:
(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2,达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3;
(2)物块质量m与长木板质量M之比;
(3)物块相对长木板滑行的距离Δx。
参考答案：
1-5DDCCC
6-8BCC
9.BD
10.BCD
11.AD
12.AD
13.
(2)①1.69(2分) ②3.88(2分) ③m0(2分) (4)0.200(2分)
14.
(1)①(2分) (2)0.5(2分) 0.2(2分)
15.
(1)3 N 0.05 (2)2 m
16.
(1)对木块:在竖直方向,由平衡条件得mg=Ff=μ2FN(1分)
解得:FN= N=16.7 N(1分)
由牛顿第三定律得:木块对铁箱的压力为:FN'=FN=16.7 N(1分)
方向水平向左(1分)
(2)对木块:在水平方向根据牛顿第二定律可得:FN=ma(1分)
解得:a= m/s2(1分)
对铁箱和木块整体:F-μ1(M+m)g=(M+m)a(1分)
故水平拉力为:F=(M+m)(a+μ1g)=118 N(1分)
(3)撤去拉力F时,铁箱和木块的速度均为v=6 m/s,因μ1>μ2,以后木块相对铁箱滑动。(1分)
木块的加速度大小a2=μ2g=3 m/s2(1分)
铁箱的加速度大小a3==6.6 m/s2(1分)
铁箱减速到0所用时间为t0=v/a3=0.9 s<1 s,故木块到达铁箱右端时,铁箱已经停止运动。(1分)
则经t=1 s木块比铁箱向右多移动距离L即铁箱长。
即有L=(1分)
代入数据解得L=1.77 m(1分)
17.
(1)75 m (2)40 m/s (3) s
18.
(1)1.5 m/s2 1 m/s2 0.5 m/s2 (2) (3)20 m
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)
1.下列说法中,正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.惯性是一种力
C.物体受恒力作用时,运动状态保持不变
D.惯性越大的物体运动状态越难改变
2.在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为50.0 kg。若电梯运动中的某一段时间内,该同学发现体重计示数为如图所示的40.0 kg,则在这段时间内(重力加速度为g)( )
A.该同学所受的重力变小了
B.电梯一定在竖直向下运动
C.该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力
D.电梯的加速度大小为0.2g,方向一定竖直向下
3.如图所示,固定斜面CD段光滑,DE段粗糙,A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑,下滑过程中A、B保持相对静止,则( )
A.在CD段时,A受三个力的作用
B.在DE段时,A可能受两个力的作用
C.在DE段时,A、B可能处于失重状态
D.整个下滑过程中,A、B一定均处于失重状态
4.光滑斜面倾角为θ,用平行于斜面向上的力F,作用在质量为m的物体上,物体由静止开始运动时间t后,撤去力F,又经t时间,物体恰回到出发点,则( )
A.F=2mg sin θ
B.4F=3mg sin θ
C.3F=4mg sin θ
D.3F=mg sin θ
5.如图所示,在水平地面上有两个完全相同的滑块A、B,两滑块之间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力F1、F2的作用下运动,且F1>F2。以A、B为一个系统,当运动达到稳定时,若地面光滑,设弹簧的伸长量为Δl1,系统加速度为a1;若地面粗糙,设弹簧的伸长量为Δl2,系统加速度为a2,则下列关系式正确的是( )
A.Δl1=Δl2,a1=a2 B.Δl1>Δl2,a1>a2
C.Δl1=Δl2,a1>a2 D.Δl1<Δl2,a1
A.物块A的加速度为0
B.物块A的加速度为
C.物块B的加速度为0
D.物块B的加速度为
7.如图甲所示,在倾角为30°的足够长的光滑斜面上,有一质量为m的物体,受到沿斜面方向的力F作用,力F按图乙所示规律变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正)。则物体运动的速度v随时间t变化的规律是下图中的(物体的初速度为零,重力加速度取10 m/s2)( )
8.如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动,当其速度达到v后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)( )
A.μ与a之间一定满足关系μ>
B.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为
C.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为
D.黑色痕迹的长度为
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.下列关于牛顿第一定律的说法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律是牛顿第二定律在合力为零时的特例,所以牛顿第一定律可以被牛顿第二定律代替
B.牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因
C.速度大的物体惯性大,所以不容易停下来
D.物体的运动不需要力来维持
10.下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则加速度一定越大
B.物体的加速度为0,所受的合外力一定为0
C.物体的速度为0,所受的合外力可能很大
D.物体的速度很大,所受的合外力可能为0
11.如图所示,细线的一端固定在斜面体顶端,另一端拴一质量为0.1 kg的小球,斜面体倾角为53°。当二者一起以加速度5 m/s2向右匀加速运动时,细线拉力为T1;当二者一起以加速度10 m/s2向右匀加速运动时,细线拉力为T2,g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,则( )
A.T1=1.1 N B.T1=0.625 N
C.T2=1.25 N D.T2= N
12.如图所示,轻弹簧两端拴接两个小球a、b。在水平恒力F的作用下拴接小球的细线固定在竖直墙壁上,两球静止,两细线与竖直墙壁的夹角θ=60°,弹簧竖直,已知两小球的质量都为2 kg,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.水平外力F的大小为40 N
B.弹簧的拉力大小为40 N
C.剪断上端细线瞬间,a球的加速度为10 m/s2
D.剪断上端细线瞬间,b球的加速度仍为0
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(8分)某同学欲运用牛顿第二定律测量滑块的质量M,其实验装置如图甲所示,设计的实验步骤为:
甲
(1)调整长木板倾角,当钩码的质量为m0时滑块恰好沿木板向下做匀速运动;
(2)保持木板倾角不变,撤去钩码,将滑块移近打点计时器,然后释放滑块,滑块沿木板向下做匀加速直线运动,并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频率为50 Hz)。
请回答下列问题:
乙
丙
①打点计时器打下D点时,滑块的速度vD= m/s;(结果保留3位有效数字)
②滑块做匀加速直线运动的加速度a= m/s2;(结果保留3位有效数字)
③滑块的质量M= (用字母a、m0和当地重力加速度g表示)。
(3)保持木板倾角不变,挂上质量为m(均小于m0)的钩码,滑块沿木板向下匀加速运动,测出滑块的加速度;多次改变钩码的质量,分别求出相应的加速度。
(4)若绳的拉力与所挂钩码的重力大小相等,作出a-mg图像如图丙所示,则由图丙可求得滑块的质量M= kg。(g取10 m/s2,结果保留3位有效数字)
14.(6分)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。
图(a)
图(b)
(1)图线 是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”);
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m= kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ= 。(g取10 m/s2)
15.(8分)如图甲所示,质量m=2 kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图像如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)10 s末物体离A点的距离。
16.(14分)如图,质量为2.5 kg 的一只长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.6。铁箱内一个质量为0.5 kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。求:
(1)木块对铁箱的压力(结果保留三位有效数字);
(2)水平拉力F的大小;
(3)减小拉力F,经过一段时间,木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹,当铁箱的速度为6 m/s时撤去拉力,又经过1 s时间,木块从铁箱左侧到达右侧,求铁箱的长度是多少 (结果保留三位有效数字)
17.(10分)四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2 kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36 N,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N。(g取10 m/s2)
(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞。求在t=5 s时离地面的高度h。
(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100 m处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落到地面时的速度v。
(3)接(2)问,无人机坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地(到达地面时速度为零),求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间t1。(结果可保留根号)
18.(14分)如图甲所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图像分别如图乙中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标分别为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0)。根据v-t图像,求:
(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2,达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3;
(2)物块质量m与长木板质量M之比;
(3)物块相对长木板滑行的距离Δx。
参考答案：
1-5DDCCC
6-8BCC
9.BD
10.BCD
11.AD
12.AD
13.
(2)①1.69(2分) ②3.88(2分) ③m0(2分) (4)0.200(2分)
14.
(1)①(2分) (2)0.5(2分) 0.2(2分)
15.
(1)3 N 0.05 (2)2 m
16.
(1)对木块:在竖直方向,由平衡条件得mg=Ff=μ2FN(1分)
解得:FN= N=16.7 N(1分)
由牛顿第三定律得:木块对铁箱的压力为:FN'=FN=16.7 N(1分)
方向水平向左(1分)
(2)对木块:在水平方向根据牛顿第二定律可得:FN=ma(1分)
解得:a= m/s2(1分)
对铁箱和木块整体:F-μ1(M+m)g=(M+m)a(1分)
故水平拉力为:F=(M+m)(a+μ1g)=118 N(1分)
(3)撤去拉力F时,铁箱和木块的速度均为v=6 m/s,因μ1>μ2,以后木块相对铁箱滑动。(1分)
木块的加速度大小a2=μ2g=3 m/s2(1分)
铁箱的加速度大小a3==6.6 m/s2(1分)
铁箱减速到0所用时间为t0=v/a3=0.9 s<1 s,故木块到达铁箱右端时,铁箱已经停止运动。(1分)
则经t=1 s木块比铁箱向右多移动距离L即铁箱长。
即有L=(1分)
代入数据解得L=1.77 m(1分)
17.
(1)75 m (2)40 m/s (3) s
18.
(1)1.5 m/s2 1 m/s2 0.5 m/s2 (2) (3)20 m