人教版高中物理必修一 第四章 达标检测（解析版）

人教版高中物理必修一
第四章
达标检测
一、选择
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.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
3.在力学范围内，国际单位制规定了三个基本量，下列仪器所测的物理量不是基本量的是
(
)
A.
B.
C.
D.
4.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她的支持力
D．电梯的加速度大小为0.2g，方向一定竖直向下
5．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
sinθ
B.4F=3mg
sinθ
C.3F=4mg
sinθ
D.3F=
mg
sinθ
6．辉辉小朋友和爸爸一起去游乐园玩滑梯。假设辉辉的质量m=
30
kg．滑梯斜面与水平面夹角为θ且大小可以调整，第一次当θ?=30°时恰好匀速下滑，第二次当θ?=
37°时以加速度a加速下滑。设他与滑梯面间的动摩擦因数为μ，滑梯对他的支持力和摩擦力分别为、、f?和f?，g取10m/
s?，sin
37°=0.6，cos
37°=0.8．则以下正确的是
(
)
A.
B.a=5
m/s?
C.=
D.f?=f?
7.如图所示，两块连接在一起的物块a和b，质量分别为和，放在水平的光滑桌面上，现同时施给它们方向如图所示的推力和拉力，已知>，则关于b对a的作用力，下列说法正确的是
(
)
A．必为推力
B．必为拉力
C．可能为推力，也可能为拉力
D．不可能为零
8．如图所示，三个重均为100
N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F=20
N作用在物块2上，三条轻质绳结于O点，水平绳与物块3连接，竖直绳悬挂重物B，倾斜绳通过定滑轮与物体A连接，已知倾斜绳与水平绳间的夹角为120°，A物体重40
N，不计滑轮质量及摩擦，整个装置处于静止状态，则物块3受力个数为(
)
A.3
B.4
C.5
D.6
二、多选
1.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
2.关于牛顿第一定律的下列说法中，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
3.如图所示，材料相同，质量分别为M和m的两物体A和B靠在一起放在水平面上。用水平推力F向右推A使两物体一起向右加速运动时（图甲），A和B之间的作用力为F?，加速度为a?。用同样大小的水平推力F向左推B加速运动时（图乙），A和B之间的作用力为F?，加速度为a?。则
(
)
A.F?:F?=1:1
B.F?:
F?=m:M
C.a?:
a?=M:m
D.a?:a?=1:1
4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=
10
m/s?，下列说法正确的是
(
)
A．水平外力F的大小为N
B．弹簧的拉力大小力40
N
C．剪断上端细线瞬间，a球的加速度为10
m／s?
D．剪断上端细线瞬间，b球的加速度仍为0
5.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5m/s?向右匀加速运动时，细线拉力为T?；当二者一起以加速度10m/s?向右匀加速运动时，细线拉力为T?，g取10
m/s?,sin
53°=0.8,cos
53°=0.6，则
(
)
A.T?=
1.1
N
B.T?=
0.625
N
C.T?=
1.25
N
D.T?=N
6.
如图是伽利略“理想实验”原理图，A、C、D、E在同一水平面上，、、、为小钢珠在D、E、F、G处的速度大小，若轨道都光滑，则以下说法正确的是
(
)
A.>
B.=
C.本实验是为了说明“小钢珠上升的高度与释放高度相同”
D.本实验是为了说明“小钢珠在水平面上的匀速直线运动不需要力来维持”
7．如图所示，A球的质量为m，B球的质量为2m，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间
(
)
A.A球的瞬时加速度为0
B.B球的瞬时加速度为0
C.A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为3g
sinθ
D.B球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为3g
sinθ
8．如图所示，质量为m?的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m?的木块。t=0时刻起，给木块施加一水平恒力F。分别用a?、a?和v?、v?表示木板、木块的加速度和速度大小，图中可能符合它们运动情况的是
(
)
A.
B.
C.
D.
9．如图所示，水平传送带由电动机带动并始终保持以速度v匀速运动。现将质量为m的某物体由静止释放在传送带上的左端，过一会儿物体能保持与传送带相对静止。设物体与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程下列说法正确的是
(
)
A.物体先做匀加速运动，后做匀速运动
B.物体先受滑动摩擦力，后受静摩擦力
C.μ越大，物体在传送带上的运动时间越短
D.m越大，物体在传送带上的运动时间越长
三、填空
1.某实验小组要做“探究小车的加速庋与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图1。
(1)本实验首先要平衡摩擦力，其目的是____；
A．使实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力
B．使实验时小车所受的合外力等于细线的拉力
C．使实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力
(2)本实验____（填“需要”或“不需要”）钩码的质量远小于小车的质量；
(3)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，在纸带上每连续5个间隔取一个计数点，相邻两个计数点之间的距离如图2，打点计时器的频率f=50
Hz，则小车的平均加速度为____m/
s?（结果保留3位有效数字）；
(4)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图像可能是下图中的____。
四、按要求做题
1.某班级同学用如图1所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系。甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上，小车乙上固定一个加速度传感器，小车甲上固定一个力传感器，力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接，在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始向下运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。
(1)下列关于实验操作的说法中正确的是____。
A．轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
B．轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
C．实验中，在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
D．实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
(2)三个实验小组选用的小车乙（含加速度传感器）的质量分别为m?=
1.0
kg，m?=2.0
kg，m?=3.0
kg。三个小组已经完成了a-F图像，如图2所示。
(3)在验证了a和F的关系后，为了进一步验证a和m的关系，可直接利用图2的三条图线收集数据，然后作图，请写出该如何收集数据____。
2.车厢内一质量为m=2
kg的光滑小球，在绳牵引作用下随车一起向右做匀加速直线运动，绳与竖直车壁夹角θ=37°，求：
(1)当a?=6
m/s?时，绳上拉力T为多大；
(2)当a?=10m/s?时，绳上拉力T为多大。
3.如图所示为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目，人坐在船中，随着提升机到达高处，再沿着水槽飞滑而下，劈波斩浪的刹那带给人惊险刺激的感受。设乘客与船的总质量为m=
100
kg，船与斜坡水槽和水平水槽间的动摩擦因数均为μ=0.5，斜坡水槽的倾角θ=
37。(sin
37°=0.6,cos
37°=0.8)，斜坡水槽与水平水槽间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，船进入水平水槽后继续滑行25
m后停止，重力加速度g取10
m／s?。求：
(1)船沿斜坡水槽下滑的加速庋大小：
(2)船滑到斜坡水槽底部O点时的速度大小；
(3)它在斜坡上滑下的距离。
答案:
一、
1．D力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，故A错误；惯性不是力，惯性是物体的一种属性，与质量有关，故B错误；物体受恒力作用时，若合力不为零，则加速度不为零，运动状态发生改变，故C错误；惯性的大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变，故D正确。
2.C
在CD段，A，B整体的加速度，对A分析，有：，解得：，可知A受重力和支持力两个力作用，故A错误；设DE段B物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在DE段．A、B整体的加速度，对A分析，有：，解得：，方向沿斜面向上，所以A一定受三个力，故B错误；在下滑过程中，在CD段，加速度沿斜面向下，A、B均处于失重状态：在DE段，可能做加速运动，可能做匀速直线运动，也可能做减速运动，即可能处于失重状态，也可能处于平衡状态或超重状态，故C正确，D错误。
3．B在国际单位制中，规定力学中的三个基本单位分别是米、千克、秒，其物理量规定为基本物理量，分别是长度、质量、时间，测量使用的仪器分别是刻度尺、天平和秒表，弹簧测力计是测量力的仪器。本题要求选择所测的物理量不是基本量的仪器，故选B。
4．D该同学在这段时间内处于失重状态，对体重计的压力变小了，而该同学的重力并没有改变,故A错误；以竖直向下为正方向，则有：mg-F=ma，解得a=
0.2g，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，故B错误，D正确；人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故C错误。
5．C以物体为研究对象，撤去F前，根据牛顿第二定律可得：F-mg
sinθ=ma?；撤去F后，根据牛顿第二定律可得：mg
sinθ=ma?，撤去F前物体做匀加速直线运动，则有：，撤去F时速度v=a?t，撤去F后，，物体能回到出发点满足：x?=-x?，联立以上各式解得：a?=
3a?，整理可得：3F=
4mg
sin
θ，故C正确，A、B、D均错误。
6．A当θ?=
30°时，恰好匀速下滑，根据平衡条件可得：mg
sin
30°=μmg
cos
30°，解得：，故A正确；当θ?=37°时，以加速度口加速下滑，根据牛顿第二定律可得：mg
sin
37°-μmg
cos
37°=ma，解得：a=1.4
m/s?，故B错误；支持力=mg
cosθ，由于θ?<θ?，所以>，故C错误：摩擦力f=μmg
cosθ，由于θ?<θ?，所>，故D错误。
7．C对整体，水平方向受推力和拉力而做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：;对a，由牛顿第二定律可得：，则：。若，F为负值，b对a为推力；若，F为正值，则b对a为拉力；若，F为零。故C正确，A、B、D均错误。
8.C对物体A分析，绳子的拉力为：T==40
N，则Tcos
60°=
20
N;对B和1、2、3四个物体整体分析，水平方向有：F=20
N=Tcos
60°，则物体3不受地面的摩擦力；对物体1、2整体分析：受重力、支持力、向右的拉力F和向左的静摩擦力，根据平衡条件可得
=F=
20
N，即2、3间摩擦力20
N，故物体3受重力、支持力、压力、摩擦力、绳子的拉力，共5个力的作用，故C正确，A、B、D错误。
二、
1.BCD速度与加速度之间没有必然联系，如当物体以很大的速度匀速直线运动时，其加速度为零，故A错误;根据牛顿第二定律F=
ma可知，若物体的加速度a=0，则所受合外力一定为0，故B正确：物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大，如枪膛中点火瞬间的子弹，速度为零，加速度很大，合力很大，故C正确；若物体做速度很大的匀速直线运动时，加速度为零，则合外力也为零，故D正确。
2．BD牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论，不是牛顿第二定律在合力为零时的特例，它们的含义并不是完全相同的，故A错误：由牛顿第一定律的内容可知，物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故B、D均正确；惯性的大小仅与物体的质量有关，与物体速度的大小无关，故C错误。
3.BD用水平推力，向右推A时，对整体，由牛顿第二定律可得：，对B，有：，解得：，；用水平力F向左推B时，对A.B整体，由牛顿第二定律可得：，对a，有：，解得：，，所以F?：F?=m：M，a?：a?
=1：1，故B.D正确，A、C错误。
4．AD对b球受力分析：受到竖直向下的重力、弹簧的拉力，若受细线的拉力，则在水平方向上合力不可能为零，故细线对b的拉力为零，所以=
20
N，剪断上端细线瞬间，弹簧的弹力不发生突变，b球所受合力仍为零，则b的加速度仍为零，故B错误，D正确；对a球受力分析：受弹簧的弹力、重力、水平拉力和细线的拉力作用，处于平衡状态，故有：，解得，故A正确；剪断细线前，细线的拉力，则剪断上端细线瞬间，a所受合力为80
N，加速度a=
m/s?
=40
m／s?，故C错误。
5．AD设斜面对小球的支持力刚好等于0时，水平向右的加速度为a?，小球只受重力和细线的拉力T作用；水平方向，有：Tcos53°=ma?，竖直方向，有：T
sin
53°=
mg，解得：a?=
0.75g=
7.5
m/s?。由于a?=5m/s?
53°-FN
sin
53°=
ma?，在y方向，有：T?sin
53°+FN
cos
53°=
mg，解得：T?=1.1
N，故A正确，B错误；因a?=
10
m/s?
>a?，所以小球已离开斜面，设此时细线与水平面夹角为α，细线对小球的拉力为T?，对小球，水平方向，有：T?cosα=ma?，竖直方向，有：T?sinα=mg，解得：T?=N，故C错误，D正确。
6.BD由于A、C、D、E在同一水平面上，且轨道都光滑，所以D、E两点速度大小相等，故A错误：轨道都光滑，则小球在水平的轨道上做匀速直线运动，所以各点的速度都是相等的，故B正确；伽利略设计这个理想实验，其目的是说明亚里士多德的“力是维持物体运动状态的原因”的结论是错误的，即说明物体的运动不需要力来维持，故C错误，D正确。
7．BC剪断细线前，对B受力分析，根据平衡条件有：F=
2mg
sinθ；剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧的弹力不变，则B所受的合力仍为零，即B的瞬时加速度为0，故B正确，D错误；剪断细线前，细线对A的拉力为：F?=mg
sin
θ+F=3mg
sinθ，剪断细线后，A的合力的大小与剪断细线前的拉力大小相等，根据牛顿第二定律可得：，方向沿斜面向下，故A错误，C正确。
8．AC，木块可能与木板保持相对静止，一起做匀加速直线运动，即加速度大小相等，故A正确；木块可能相对木板向前滑动，即木块的加速度大于木板的加速度，都做匀加速直线运动，故B、D均错误，C正确。
9．AC刚开始时，物体受向右的滑动摩擦为作用，则物体先做匀加速运动，当物体与传送带共速后，随传送带做匀速运动，故A正确：物体先受滑动摩擦力，匀速运动后不受摩擦力，故B错误；μ越大，物体在传送带上加速阶段的加速度越大，加速运动的时间越短，则物体在传送带上运动时间越短，故C正确；物体在传送带上加速阶段的加速度与物块的质量无关，故D错误。
三、
1.答案：(1)B
(2)不需要
(3)0.999
(4)C
解析：(1)实验时为了使小车所受的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力，故B正确。
(2)使用传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量。
(3)交变电流的频率f=50
Hz，则周期为T=
0.02
s，每连续5个间隔取一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔t=5T=0.1
s；根据逐差法可知小车的加速度为：
。
(4)若没有平衡摩擦力，则当F≠0且较小时，a=0。也就是说当细线上有较小拉力时小车的加速度还为0．所以可能是图中的C。
四、
1.答案：(1)BD
(3)在a-F图像上作一条垂直于横轴的直线，与三条图线分别有三个交点，记录下三个交点的纵坐标a，分别与各图线对应的m组成三组数据
解析：(1)轨道倾斜是为了平衡小车乙的摩擦力，故A错误，B正确；实验中只能在小车乙加速运动过程中采集数据，故C错误，D正确。(3)在a-F图线上作一条垂直于横轴的直线（即F相同），记录下与三条图线的交点纵坐标a，分别与各图线对应的m组成三组数据，利用正比关系更直观、更容易判定的特点，判定加速度。与质量的倒数是不是正比关系。
2.答案(1)25
N(2)N
解析：当小球与车壁间的弹力为零时，设此时小球的加速度为a?对小球，则有：
解得：a?=
7.5
m/s?。
(1)由于a?=6m/s?
cos
37°=mg
解得：T==25
N
(2)由于a?=10
m/s?
>a?=
7.5
m／s?，所以小球已离开车壁飘起，小球仅受重力和绳拉力两个力，这两个力的合力沿水平方向，产生a?的加速度，则由牛顿第二定律可得：
解得：T=
N
3．答案(1)2
m／s?(2)m/s
(3)62.5
m
解析：(1)设船在斜坡水槽上滑下的加速度大小为a?，由牛顿第二定律可得：
mg
sinθ-f?=ma?
N?-mg
cos
θ=0
f?=μN?
联立以上各式，代入数据解得：a?=2
m／s?
(2)(3)设船在水平水槽上的加速度大小为a?，由牛顿第二定律可得：
f?=ma?
N?
-mg=0
f?=μN?
联立以上各式解得：a?=5
m/s?
设从斜坡水槽上滑下的距离为L?，在水平水槽上滑动的距离为L?，由运动学公式可得：
代入数据，解得：m/s
联立解得：L?=
62.5
m