高中物理人教版必修一检测题第四章 章末过关检测（四） Word版含解析

章末过关检测(四)
(时间：60分钟　分值：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1. (2019·北京朝阳区高一检测)如图所示，一个热气球与沙包的总质量为m，在空气中以大小为的加速度加速下降，为了使它匀速下降，则应该抛掉的沙的质量为(假定空气对热气球的浮力恒定，空气的其它作用忽略不计)(　　)
A.　　　　　　　　　　　 B.
C. D.
解析：选A.物体加速下降时，它受到重力与空气的浮力作用，则mg－F浮＝ma，则F浮＝，为了使它匀速下降，则物体应该受到平衡力的作用，即重力应该变为，故应该抛掉的沙的质量为，选项A正确．
2. (2019·辽宁六校高一期末)如图所示，一车内用轻绳悬挂着A、B两球，车向右做匀加速直线运动时，两段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、θ，且α＝θ，则(　　)
A．A球的质量一定等于B球的质量
B．A球的质量一定大于B球的质量
C．A球的质量一定小于B球的质量
D．A球的质量可能大于、可能小于也可能等于B球的质量
解析：选D.对A、B整体研究，根据牛顿第二定律得：(mA＋mB)gtan α＝(mA＋mB)a，解得：gtan α＝a；对B研究，根据牛顿第二定律得：mBgtan θ＝mBa，解得：a＝gtan α；因此不论A的质量是大于、小于还是等于B球的质量，均有α＝θ，故D正确．
3.如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为θ，两底角为α和β，a、b为光滑斜面上质量均为m的小木块．现释放a、b后，它们沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对桌面的压力FN的大小为(　　)
A．FN>Mg＋2mg　　　　　 B．FNC．FN＝Mg＋2mg D．Mg解析：选D.根据牛顿第二定律可知，a、b沿斜面向下加速运动，则a、b都有竖直向下的分加速度，会出现失重现象，则a、b对楔形木块竖直向下的压力都比mg小，再隔离楔形木块分析可知，FN比总重力小而比Mg大．
4.一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数μ和h分别为(　　)
A．tan θ和　　　　　　　 B.tan θ和
C．tan θ和 D.tan θ和
解析：选D.根据牛顿第二定律，mgsin θ＋μmgcos θ＝ma，而0－v2＝－2a，解得μ＝tan θ，当速度为时，0－＝－2a，解得h＝.
5．如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(　　)
解析：选A.当水平力F较小时，两物体相对静止，加速度相同，由F＝ma知：
两者的加速度a＝＝，a∝t
当水平力F较大时，m2相对于m1运动，根据牛顿第二定律得：
对m1∶a1＝，由于μ、m1、m2是定值，故m1的加速度a1不变．
对m2∶a2＝＝，
a2是时间t的线性函数．选项A正确．
6.(2019·上海行知中学高一期末)如图所示，站在做匀加速直线运动的车厢内的人向前推车壁，人的质量为m，车厢的加速度大小为a，则下列说法中正确的是(　　)
A．车厢对此人的作用力的合力方向水平向左
B．车厢对此人的作用力的合力方向水平向右
C．车厢对此人的作用力的合力的大小为ma
D．车厢对此人的作用力的合力的大小为m
解析：选D.人和车厢一起向右加速运动，由牛顿第二定律可知，车对人在水平方向上有向右的合力ma，同时在竖直方向上还有对人的支持力mg，所以车厢对人的合力为m，所以D正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)
7.“蹦极”是一项非常刺激的运动，某人身系弹性绳由高空P点自由下落，图中A点是弹性绳的原长位置，C点是人所能到达的最低点，B点是人静止悬吊着时的平衡位置，人从P点落下到最低点C的过程中(　　)
A．人在PA段做自由落体运动，处于完全失重状态
B．在AB段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C．在BC段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D．在C点，人的速度为0，其加速度为0
解析：选AB.根据题中所提供的信息，把物理情景转化为一种物理模型，分析人的运动过程，结合超重、失重的概念来处理．人从P点到C点的过程中，PA段做自由落体运动，加速度为g，方向竖直向下，处于完全失重状态，选项A正确；AB段做加速度逐渐减小的加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，选项B正确；BC段做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，处于超重状态，选项C错误；在C点拉力大于重力，加速度不为0，故选项D错误．
8．(2019·河北百校联盟高一期末)伽利略被誉为“经典物理学的奠基人”，成功地解释了力和运动的关系，如图，让小球沿斜面AB由静止滚下，沿水平面BC向前运动，直到滚到另一个斜面CD.如果无摩擦力，无论BC多长、斜面AB比斜面CD陡些还是缓些，小球总会在斜面CD上的某点速度变为零，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同．设起点为p，终点为q，下列说法正确的是　(　　)
A．力不是维持物体运动的原因
B．力是维持物体运动的原因
C．小球在斜面上运动距离与斜面倾角的正弦成正比
D．小球在A、B斜面上运动的时间之比等于斜面倾角正弦的反比
解析：选AD.伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故A正确，B错误；由s＝＝gt2sin α，t＝ ，故C错误，D正确．
9.两个叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面上滑下，滑块B受到的摩擦力为(　　)
A．等于零 B．方向沿斜面向上
C．大小等于μ1mgcos θ D．大小等于μ2mgcos θ
解析：选BC.把A、B两滑块作为一个整体，设其下滑的加速度为a，由牛顿第二定律有
(M＋m)gsin θ－μ1(M＋m)gcos θ＝(M＋m)a
得a＝g(sin θ－μ1cos θ)．
由于a得FB＝mgsin θ－ma＝mgsin θ－mg(sin θ－μ1cos θ)＝μ1mgcos θ.
10．(2019·陕西宝鸡高一期末)如图，在光滑的水平面上放置着质量为M的木板，在木板的左端有一质量为m的木块，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块与木板由静止开始运动，经过时间t分离．下列说法正确的是(　　)
A. 若仅增大木板的质量M，则时间t增大
B. 若仅增大木块的质量m，则时间t增大
C. 若仅增大恒力F，则时间t增大
D. 若仅增大木块与木板间的动摩擦因数为μ，则时间t增大
解析：选BD.根据牛顿第二定律得，m的加速度a1＝＝－μg，M的加速度a2＝，根据L＝a1t2－a2t2，t＝.若仅增大木板的质量M，m的加速度不变，M的加速度减小，则时间t减小，故A错误；若仅增大小木块的质量m，则m的加速度减小，M的加速度增大，则t变大，故B正确；若仅增大恒力F，则m的加速度变大，M的加速度不变，则t变小，故C错误；若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则m的加速度减小，M的加速度增大，则t变大，故D正确．
三、非选择题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(10分)质量一定，在探究加速度与力的关系时，某同学根据精确的测量，记录实验数据如下表所示．
小车质量m/kg
小车受的拉力
F/N
小车加速度
a/(m·s－2)
1.00
0.100
0.08
0.300
0.22
0.500
0.42
0.700
0.59
(1)在如图所示坐标中，作出a－F图象．
(2)分析图象得到的结论是________________________________________________．
(3)图象斜率的物理意义是_______________________________________________．
(4)在你所作出的a－F图象中，F等于砝码所受重力，实际上比细线的真实拉力________(选填“大”或“小”)．
解析：(1)图象如图所示．
(2)质量一定时，加速度与合外力成正比．
(3)图象斜率的绝对值为质量的倒数.
(4)由m′g－FT＝m′a可知，FT答案：(1)见解析图　(2)质量一定时，加速度与合外力成正比　(3)图象斜率的绝对值为质量的倒数　(4)大
12．(14分)频闪照相是研究物理过程的重要手段，如图所示是某同学研究小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片，已知斜面足够长，倾角为α＝37°，闪光频率为10 Hz.经测量换算获得实景数据：x1＝x2＝40 cm，x3＝35 cm，x4＝25 cm，x5＝15 cm.取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，＝2.24，设滑块通过平面与斜面连接处时速度大小不变．求：
(1)滑块沿斜面上滑时初速度v0的大小；
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ；
(3)滑块从滑上斜面到返回斜面底端所用的时间．
解析：(1)由题意可知，滑块在水平面上做匀速直线运动，则v0＝＝4 m/s.
(2)滑块在斜面上滑过程做匀减速直线运动，设加速度为a1.根据公式：x4－x3＝a1T2
由牛顿第二定律：－(mgsin α＋μmgcos α)＝ma1
解得μ＝0.5.
(3)设滑块向上滑行所用的时间为t1，上滑的最大距离为x，返回斜面底端的时间为t2，加速度为a2.
0－v0＝a1t1
x＝v0t1
解得t1＝0.4 s，x＝0.8 m
滑块沿斜面下滑时，根据牛顿第二定律：
mgsin α－μmgcos α＝ma2
x＝a2t
解得t2＝ s
所以滑块从滑上斜面到返回斜面底端所用的时间：
t＝t1＋t2＝0.4 s＋ s＝1.296 s.
答案：(1)4 m/s　(2)0.5　(3)1.296 s
13．(16分)如图所示，一质量m＝0.4 kg 的小物块，以v0＝2 m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2 s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10 m．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝.重力加速度g取10 m/s2.
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小；
(2)若拉力F与斜面夹角为30°时，拉力F最小，求拉力F的最小值．
解析：(1)设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得
L＝v0t＋at2①
v＝v0＋at②
联立①②式，代入数据得
a＝3 m/s2③
v＝8 m/s.④
(2)设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得
Fcos α－mgsin θ－Ff＝ma⑤
Fsin α＋FN－mgcos θ＝0⑥
又Ff＝μFN⑦
联立⑤⑥⑦式得
F＝⑧
代入数据得F的最小值为
Fmin＝ N.
答案：(1)3 m/s2　8 m/s　(2) N