人教版高中物理必修第一册 第四章 运动和力的关系单元检测(含解析)

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名称 人教版高中物理必修第一册 第四章 运动和力的关系单元检测(含解析)
格式 docx
文件大小 835.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-11-23 22:23:20

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人教版高中物理必修第一册第四章运动和力的关系单元检测
一、单选题(本大题共8小题,共32分)
1.[2025广东茂名一中·期中,4分]一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空,宇宙探测器升空到某一高度时关闭发动机。从离开星球表面开始的速度随时间的变化关系如图所示,由图可知(  )
A.8s末探测器的速度方向发生改变
B.探测器在末的加速度大小为
C.末探测器的加速度方向发生改变
D.内探测器的平均速率为
2.[2024江苏连云港·期中,4分]如图所示,水平面上放置一质量为m的正方体物块,当速率为的风垂直吹向某一侧面时,刚好能推动该物块。已知风对物块的垂直推力(其中S为迎风面积,v为风速),滑动摩擦力等于最大静摩擦力。仅使风的速率变为,刚好能推动同材料做成的大正方体物块,则大物块的质量为(  )
A.2m B.4m C.16m D.64m
3.[2025山东烟台·期中,4分]甲、乙两辆汽车同时从同一地点出发,沿同一方向做直线运动,0~60s内两车的v-t图像如图所示,则此过程中,甲、乙两车的最远距离为(  )
A.50m B.75m C.150m D.225m
4.[2025湖南长沙·一模,4分]如图所示为游乐项目中的一段滑索,滑索由固定的倾斜钢索、可以沿钢索运动的无动力滑车及滑车下的悬绳组成。悬绳质量不计,游客坐上滑索后,由静止开始下滑,稳定后悬绳与竖直方向之间的夹角为,假设钢索与水平方向之间的夹角为保持不变,则钢索与滑车之间的动摩擦因数为(  )
A. B.
C. D.
5.[2024河北省衡水中学·期末,4分]2022年12月2日9时,四川省第十六届少数民族传统体育运动会开幕式在凉山州民族体育场举行。本界运动会赛期7天,竞赛项目共设珍珠球、蹴球、射弩、陀螺、押加、高脚竞速、板鞋竞速、民族式摔跤、民族武术、民族健身操10个大项,共82个小项。下列关于运动的描述的相关说法正确的是(  )
A.12月2日9时是一段时间,7天是一个时刻
B.研究运动员在民族武术项目比赛过程中的运动情况时,可以将运动员看成质点
C.在60m板鞋竞速比赛中,某代表队以15s的成绩完赛,该代表队的平均速度大小为4m/s
D.在高脚竞速比赛中,运动员的位移为400m,位移是标量
6.[2025广东汕头·期末,4分]汕头有4个可开行时速350公里高铁的高铁站,其中一个就是已经投入使用的潮南站,潮南站是汕汕铁路的中间站之一,位于潮南区陇田镇田三村,极大丰富周边地区人员的出行,关于潮南站高铁的运动,以下说法正确的是(  )
A.高铁速度小时,加速度一定小
B.高铁速度变化率大时,加速度可能很小
C.高铁加速度为0,速度一定为0
D.高铁加速度减小,速度可能增大
7.[2025广东潮州·期末,4分]我国自主研制的运-20重型运输机,从静止开始滑行到起飞离地,速度v随时间t变化的图像如图所示,在0~39s内,运输机(  )
A.做匀加速直线运动 B.做变加速直线运动
C.加速度大小为0.5 D.滑行的距离为3042m
8.[2025河南·期末,4分]一小球在光滑水平面上做匀速直线运动,现对其施加一水平方向的恒力,小球做曲线运动。在小球做曲线运动过程中,下列说法正确的是(  )
A.该恒力可能与小球的速度方向共线
B.小球的速度方向可能不变
C.小球单位时间内速度的变化量总是不变
D.小球的速度方向可能总是与该恒力的方向垂直
二、多选题(本大题共4小题,共20分)
9.[2025广东揭阳·期末,5分]如图所示,家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动,方便行动困难的老人上下楼。以下说法正确的是(  )
A.升降椅加速上升时,人处于失重状态
B.升降椅减速上升时,人处于失重状态
C.升降椅匀速上升时,升降椅对人的作用力竖直向上
D.升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
10.[2025广西百色·期末,5分]如图所示,弹簧处于压缩状态,物体A处于静止状态。现在突然给小车向左的加速度且随时间逐渐增大,而A始终相对小车不动,在一段时间内(  )
A.物体A受到的摩擦力可能增大。此时方向沿着接触面向左
B.物体A受到的摩擦力大小可能不变
C.物体A受到的摩擦力可能先减小再增大
D.物体A受到的摩擦力一直减小,整个时间段方向始终沿着接触面向右
11.[2025宁夏银川一中·期末,5分]如图所示,倾角为的斜面体固定在水平面上,一横截面半径为的半圆柱体丙放在水平面上,可视为质点的光滑小球乙质量为,用轻绳拴接置于半圆柱上;质量为的物块甲用平行于斜面的轻绳拴接放在斜面体上,拴接小球乙与拴接物块甲的轻绳与竖直的轻绳系于点,且点位于半圆柱圆心的正上方。已知点到水平面的高度为,拴接小球乙的轻绳长度为,整个装置处于静止状态,重力加速度为。则下列说法正确的是(  )
A.小球乙对半圆柱体的压力大小为
B.拴接物块甲的轻绳拉力大小为
C.半圆柱体所受的摩擦力大小为
D.物块甲所受的摩擦力方向可能沿斜面向下
12.[2025四川达州·期末,5分]如图所示为双向两车道上的车辆变道超车情形。A车车长为,B车车长为,两车车头相距为时,B车正以的速度匀速行驶,A车正以的速度借道超车,此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来,其速度,C车车头和B车车头之间相距为。现在A车司机有两个选择,一是放弃超车,驶回与B相同的车道,而后减速行驶;二是加速超车,在B与C相遇之前超过B车,不考虑变道过程的时间和速度的变化,下列说法正确的是(  )
A.若A车选择放弃超车,则至少应该以的加速度匀减速刹车才安全
B.若A车选择加速超车;则A车加速超车的安全时间最长为
C.若A车选择加速超车,则A车加速超车的安全时间最长为
D.若A车选择加速超车,则至少应该以的加速度匀加速超车才安全
三、非选择题(本大题共4小题,共48分)
13.[2025山东烟台·期中,10分]某同学用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”。
(1)平衡摩擦力时,按图把实验器材安装好,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器,小车 (选填“挂”或“不挂”)钩码。用垫块把木板右端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,调节木板与水平方向的夹角,直到小车拖动纸带沿木板做 运动。
(2)某次实验时得到的纸带如图乙所示,A、B、C、D、E为选取的5个计数点,相邻两计数点之间还有4个点没有画出,用刻度尺测得相邻两计数点之间的距离分别为、、、。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则小车运动的加速度大小为 。
(3)若实验平衡摩擦力后,阻力的影响可忽略不计,已知钩码总质量m=30g,小车质量M=250g,则实验中因将钩码重力大小作为细绳对小车的拉力大小引入的百分误差δ= %。(,F为实验中处理数据时细绳的拉力值,为细绳拉力的真实值)
14.[2025广东·高考真题,12分](13分)如图所示,用开瓶器取出紧塞在瓶口的软木塞时,先将拔塞钻旋入木塞内,随后下压把手,使齿轮绕固定支架上的转轴转动,通过齿轮啮合,带动与木塞相固定的拔塞钻向上运动。从0时刻开始,顶部与瓶口齐平的木塞从静止开始向上做匀加速直线运动。木塞所受摩擦力随位移大小的变化关系为,其中为常量,为圆柱形木塞的高,木塞质量为,底面积为,加速度为。齿轮半径为,重力加速度为,瓶外气压减瓶内气压为且近似不变,瓶子始终静止在桌面上。(提示:可用图线下的“面积”表示所做的功)求:
(1) 木塞离开瓶口的瞬间,齿轮的角速度 。
(2) 拔塞的全过程,拔塞钻对木塞做的功。
(3) 拔塞过程中,拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率随时间变化的表达式。
15.[2025广西·期中,12分]如图所示,在校运会米接力比赛中,当甲同学以的速度匀速通过标记点时,乙同学在接力区起点由静止开始以的加速度匀加速预跑,、两点间的距离未知。已知甲同学在完成交接棒前速度保持不变,接力区长度为。
(1)请通过计算说明,乙同学能否在接力区加速至;
(2)若、两点间的距离为,求完成交接棒时乙的速度大小;
(3)为了保证甲、乙在接力区完成交接棒时两者速度相等(这样不容易掉棒),求、两点间的距离。
16.[2025广东茂名一中·期中,14分]某地利用无人机定点空投生活物资。假设由静止释放的一包物资,经刚好着地,忽略空气阻力的作用,,求:
(1)释放后第末物资的速度大小;
(2)无人机距离地面的高度;
(3)物资落地前最后内的平均速度。
参考答案
1.【答案】B
【详解】由图可知探测器在内一直在上升,后开始下降,上升到最高点,故A错误;图斜率表示加速度,故探测器在末的加速度大小为,故B正确;探测器在内图线斜率不变,所以末探测器的加速度方向不发生改变,故C错误;图面积表示位移,则内探测器的路程为,内探测器的平均速率为,故D错误。
2.【答案】D
【详解】设质量为m的立方体边长为L,质量为M的立方体边长为,由题意可得,,化简可得,根据,,故,所以刚好能推动同材料做成的大正方体物块的质量为,选D。
3.【答案】C
4.【答案】A
【详解】令滑车质量为M,游客质量为m,对滑车与游客整体进行分析有,结合几何关系,对游客进行分析有,,解得。
5.【答案】C
【详解】A.12月2日9时是一个时刻,7天是一段时间,A错误;
B.研究运动员在民族武术项目比赛过程中的运动情况时,裁判员要根据运动员的动作进行打分,不可以将运动员看成质点,B错误;
C.在60m板鞋竞速比赛中,某代表队以15s的成绩完赛,根据,可知,该代表队的平均速度大小为4m/s,C正确;
D.在高脚竞速比赛中,运动员的路程为400m,位移是矢量,路程是标量,D错误。选C。
6.【答案】D
【详解】A.高铁速度小时,加速度不一定小,比如高铁起步时,速度小,但加速度不小,A错误;
B.由加速度定义式可知,高铁速度变化率大时,加速度一定大,B错误;
C.高铁加速度为0,速度不一定为0,比如高铁高速匀速运行时,加速度为0,速度不为0,C错误;
D.若高铁的加速度与速度方向相同,加速度减小时,高铁的速度增大,D正确。
选D。
7.【答案】A
【详解】AB.由题图中图像可知,运输机速度随时间均匀增大,其运动为匀加速直线运动,A正确,B错误;
C.运输机的加速度大小为,C错误;
D.运输机滑行的距离为,D错误。
选A。
8.【答案】C
【详解】小球做曲线运动,力与速度一定不共线,A错误;曲线运动的速度方向不断变化,B错误;小球速度的变化量为,小球单位时间内速度的变化量为,根据牛顿第二定律,解得,F不变,不变,C正确;因为小球速度的方向不断变化,恒力的方向不变,所以二者不可能始终垂直,D错误。
9.【答案】BC
【详解】A. 升降椅加速上升时,加速度向上,人处于超重状态,A错误;
B. 当升降椅减速上升时,加速度向下,人处于失重状态,B正确;
C. 当升降椅匀速上升时,人处于平衡状态,升降椅对人的力与人受到的重力平衡,竖直向上,C正确;
D. 升降椅加速上升时,升降椅对人的作用力为支持力和摩擦力,合力斜向上,但不沿楼梯,因为升降椅对人的支持力、摩擦力和人的重力三个力的合力才沿楼梯向上,D错误。
故选BC。
10.【答案】ACD
【详解】由平衡条件知,初始时静摩擦力f向右,当小车突然向左加速时,对木块A,由牛顿第二定律知
由于加速度逐渐增大,而A始终相对小车不动,即弹簧弹力不变,则摩擦力在一段时间内,可能处于一直向右减小过程;也可能处于先向右减小后向左增大过程;还可能处于向左增大过程,ACD符合题意。
选ACD。
11.【答案】AC
【详解】令拴接小球乙的轻绳与竖直方向夹角为θ,则有,解得,对乙进行分析有,,根据牛顿第三定律可知,小球乙对半圆柱体的压力大小为,故A正确;结合上述,对点进行分析有,解得,故B错误;对乙与丙整体进行分析,根据平衡条件有,故C正确;对甲进行分析,由于,可知,物块甲所受的摩擦力方向沿斜面向上,故D错误。
12.【答案】AC
【详解】若A车选择放弃超车,回到B车所在车道,当两车速度相同时,A恰好追上B,此时A加速度最小,根据运动学公式有,,,又,联立解得A车匀减速刹车的加速度至少为,A正确。若A车选择加速超车,设A车加速超车最长时间为,则有,解得,A车安全超车,根据运动学公式有,解得A车能够安全超车的加速度至少为,BD错误,C正确。
13.【答案】(1)不挂;匀速;(2)0.89;(3)12
14.【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】
(1) 木塞从静止开始向上做匀加速直线运动,由运动学公式得(1分)
解得软木塞离开瓶口时的速度(1分)
则此时齿轮的角速度(1分)
(2) 拔塞的全过程中,对木塞,根据动能定理得
(2分)
解得(2分)
(3) 拔塞过程中对木塞,由牛顿第二定律得(1分)
拔塞钻对木塞作用力的瞬时功率(1分)
木塞的速度(1分)
运动的位移(1分)
联立解得(2分)
15.【答案】(1)能
(2)
(3)
【详解】(1)设乙同学加速到时通过的位移为,则有
解得
故乙同学能在接力区加速至
(2)设经过时间两同学相遇完成交接棒,则有
解得(舍去)
故此时乙的速度
解得
(3)设甲、乙的速度相等的时间为,则有
此时甲的位移
乙的位移
故、两点间的距离
解得
16.【答案】(1)
(2)80m
(3),竖直向下
【详解】(1)释放后第2s末物资的速度大小
(2)无人机距离地面的高度
(3)物资落地前最后内的位移
物资落地前最后2s内的平均速度
方向竖直向下
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