高中物理人教版必修一：章末质量评估(四)

章末质量评估(四)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分．)1．科学家关于物体运动的探讨对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法不符合历史事实的是()A．亚里士多德认为，必需有力作用在物体上，物体的运动状态才会变更B．伽利略通过“志向试验”得出结论：运动必具有肯定速度，假如它不受力，它将以这一速度恒久运动下去C．笛卡儿指出：假如运动中的物体没有受到力的作用，它将接着以同一速度沿同始终线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析：亚里士多德的观点是力是维持物体运动的缘由，即物体有力就运动，没有力就静止，故A错误；伽利略通过“志向试验”得出结论：运动必具有肯定速度，假如它不受力，它将以这一速度恒久运动下去，选项B正确；笛卡儿指出：假如运动中的物体没有受到力的作用，它将接着以同一速度沿同始终线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，选项C正确；牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，选项D正确；故选项A不符合历史事实．答案：A2．关于牛顿运动定律，以下说法中正确的是()A．运动越快的汽车越不简单停下来，是因为汽车运动得越快，惯性就越大B．人从水平地面上猛得竖直向上跳起，地面对人的支持力将会大于人对地面的压力C．N/kg与m/s2都是加速度的国际制单位D．物体的加速度方向有时与合外力方向相同，有时与合外力方向相反答案：C3．一雪橇放在冰面上，现让一只狗拉着雪橇在冰面上匀速前进，则()A．狗对雪橇的拉力与冰面对雪橇的摩擦力是一对作用力与反作用力B．雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对平衡力C．雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对作用力与反作用力D．雪橇对冰面的压力与雪橇受到的重力是一对平衡力解析：雪橇匀速前进，则雪橇受力平衡，狗对雪橇的拉力与冰面对雪橇的摩擦力是一对平衡力，冰面对雪橇的支持力与雪橇受到的重力是一对平衡力，选项A、D错误；雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对作用力与反作用力，选项B错误，选项C正确．答案：C4.如图所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上．起先时小车处于静止状态．当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法中正确的是()A．小球处于超重状态，小车对地面压力大于系统总重力B．小球处于失重状态，小车对地面压力小于系统总重力C．弹簧测力计读数大于小球重力，但小球既不超重也不失重D．弹簧测力计读数大于小球重力，小车肯定向右匀加速运动解析：小球稳定在题图中虚线位置，则小球和小车有相同的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右匀加速运动，也可以向左匀减速运动，故C项正确．答案：C5．竖直上抛物体受到的空气阻力f大小恒定，物体上升到最高点时间为t1，从最高点落回抛出点用时t2，上升时加速度大小为a1，下降时加速度大小为a2，则下列说法正确的是()A．a1<a2，t1<t2 B．a1>a2，t1>t2C．a1<a2，t1>t2 D．a1>a2，t1<t2解析：上升时，mg＋f＝ma1，下降时，mg－f＝ma2，得a1>a2.上升和下降的位移相等，h＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)，因为a1>a2，所以t1<t2.D正确．答案：D6.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L，现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L，斜面倾角为30°，如图所示，A．等于零B．大小为eq\f(1,2)mg，方向沿斜面对下C．大小为eq\f(\r(3),2)mg，方向沿斜面对上D．大小为mg，方向沿斜面对上解析：设弹簧的劲度系数为k，竖直悬挂时有kL＝mg.设物体放在斜面上时所受摩擦力为f，依据物体的平衡条件有kL＋f＝2mgsin30°＝mg；由上述两式联立可得f＝0，A正确．答案：A7.如图所示，小球A和B的质量均为m，长度相同的四根细线分别连接在两球间、球与水平天花板上P点以及与竖直墙上的Q点之间，它们均被拉直，且P、B间细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态，则Q、A间水平细线对球的拉力大小为()A.eq\f(\r(2),2)mg B．mgC.eq\r(3)mg D.eq\f(\r(3),3)mg解析：由题，P、B间细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态，则知A、B间细线的拉力为零．对A球受力分析，由平衡条件，得TQA＝mgtan60°＝eq\r(3)mg，选项A、B、D错误，C正确．故选C.答案：C8.如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为μ，物体B与斜面间无摩擦．在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动．已知斜面的倾角为θ，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为()A．a＝gsinθ，F＝(M＋m)g(μ＋sinθ)B．a＝gcosθ，F＝(M＋m)gcosθC．a＝gtanθ，F＝(M＋m)g(μ＋tanθ)D．a＝gcotθ，F＝μ(M＋m)g解析：B物体受到重力、支持力作用，其合力向左，依据牛顿其次定律得mgtanθ＝ma，解得a＝gtanθ；探讨A、B整体同理有F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a，解得F＝(M＋m)g(μ＋tanθ)，C正确．答案：C9．细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示(已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8)，以下说法正确的是()A．小球静止时弹簧的弹力大小为eq\f(3,4)mgB．小球静止时细绳的拉力大小为eq\f(4,5)mgC．细线烧断瞬间小球的加速度马上为gD．细线烧断瞬间小球的加速度马上为eq\f(5,3)g解析：小球静止时，分析受力状况，如图，由平衡条件得：弹簧的弹力大小为：F＝mgtan53°＝eq\f(4,3)mg，细绳的拉力大小为：T＝eq\f(mg,cos53°)＝eq\f(5,3)mg，故A错误，B错误．细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：a＝eq\f(T,m)，a＝eq\f(5,3)g.故C错误，D正确．故选D.答案：D10．如图所示，用两根绳子OA和OB系住一物体．绳OA固定于A点，手拉绳OB使OB由水平位置渐渐转向OB′方向，同时保持OA与天花板夹角θ(θ<45°)不变．在这一过程中绳OB所受拉力大小将()A．始终减小 B．始终增大C．先减小后增大 D．先增大后减小解析：如图所示，作出物体所受的三个力组成的力的矢量三角形．留意到mg的大小、方向都是不变的；而绳OA的拉力TOA的方向不变，大小变更；绳OB的拉力TOB的大小、方向都变更．由图可知，当TOB垂直于TOA时，TOB取得最小值，故绳OB的拉力先减小后增大．答案：C二、多项选择题(本题共4小题，每题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分．)11.将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图所示，则()A．上升、下降过程中加速度大小之比为11∶9B．上升、下降过程中加速度大小之比为10∶1C．物体所受的重力和空气阻力之比为9∶1D．物体所受的重力和空气阻力之比为10∶1解析：上升、下降过程中加速度大小分别为：a上＝11m/s2，a下＝9m/s2，由牛顿其次定律得：mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，联立解得：mg∶F阻＝10∶1，A答案：AD12．如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变更图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的Ft图线，由图线分析电梯的运动状况，下列结论中正确的是()A．由图线K可知，此时电梯肯定处于匀加速上升状态B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小肯定等于gC．由图线M可知，此时电梯肯定处于静止状态D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向肯定先向上后向下解析：物体对P的压力等于支持力的大小，依据牛顿其次定律推断加速度的大小和方向，从而确定电梯的运动状况．由图线K可知，物体对P的压力大于物体的重力，且渐渐增大，则支持力大于重力，且渐渐增大，依据牛顿其次定律知，加速度方向竖直向上，且渐渐增大，电梯加速度方向竖直向上，且在变更，故A错误；由图线L可知，支持力的大小等于2mg，依据牛顿其次定律得，F－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上，故B正确；由图线M可知，支持力等于重力，知电梯可能处于静止，可能处于匀速直线运动状态，故C错误；由图线N可知，支持力的大小先大于mg再小于mg，依据牛顿其次定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正确．答案：BD13．如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力FN和摩擦力f正确的是()A．FN＝m1g＋m2g－FB．FN＝m1g＋m2g－FC．f＝FcosθD．f＝Fsinθ解析：该题考查连接体的平衡问题，利用隔离法求相互作用力，利用整体法求外力．选整体为探讨对象，在水平方向有f＝Fcosθ，在竖直方向有FN＋Fsinθ＝(m1＋m2)g，FN＝m1g＋m2g－Fsinθ，故答案：AC14．如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列结论正确的是()A．A环受滑竿的作用力大小为(m＋M)gcosθB．B环受到的摩擦力f＝mgsinθC．C球的加速度a＝gsinθD．D受悬线的拉力T＝Mg解析：对C受力分析，如图由牛顿其次定律，得到：Mgsinθ＝Ma①；细线拉力为T＝Mgcosθ②再对A环受力分析，如下图依据牛顿定律，有mgsinθ－f＝ma③N＝mgcosθ＋T④由①②③④解得：f＝0N＝(M＋m)gcosθ，故A、C正确．对D球受力分析，受重力和拉力，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力等于Mg；再对B球受力分析，如图，受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力；依据平衡条件，有(M＋m)gsinθ＝f，N＝(M＋m)gcosθ，故B错误，D正确．故选A、C、D.答案：ACD三、非选择题(共4小题，共46分)15．(8分)某试验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图(a)所示的试验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度．通过变更钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种状况下分别做了试验，得到了两条a－F图线，如图(b)所示．图(a)图(b)(1)图线________是在轨道水平的状况下得到的(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)(2)小车和位移传感器放射部分的总质量为______kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为______N.(3)某同学用小车做“探讨匀变速直线运动”试验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来)，如图所示，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50Hz.该小车做匀变速直线运动的加速度a＝________m/s2，与纸带上D点相对应的瞬时速度v＝______m/s(答案均要求保留3位有效数字)．答案：(1)Ⅱ(2)1kg1N(3)1.93m/s21.1916.(8分)如图所示，小木块在沿斜面对上的恒定外力F作用下，从A点由静止起先做匀加速运动，前进了0.45m抵达B点时，马上撤去外力．此后小木块又前进0.15m到达C点，速度为零．已知木块与斜面动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),6)，木块质量m＝1kg.(1)木块向上经过B点时速度为多大？(2)木块在AB段所受的外力多大？(g＝10m/s2解析：(1)撤去外力后，小木块做匀减速运动从B运动到C，加速度大小为a＝gsinθ＋μgcosθ＝7.5m/s所以有veq\o\al(2,C)－veq\o\al(2,B)＝2as代入可解得vB＝eq\r(2as)＝eq\r(2×7.5×0.15)m/s＝1.5m/s.(2)设外加恒力为F，则刚起先从A运动到B的加速度为a1＝eq\f(F,m)－(gsinθ＋μgcosθ)刚起先是做匀加速直线运动，故有：veq\o\al(2,B)＝2a1s1代入数据可求得：F＝10N.答案：(1)1.5m/s(2)1017．(14分)某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开着陆伞做减速下落．他打开着陆伞后的速度图线如图甲．着陆伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙．已知人的质量为50kg，着陆伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比，即f＝kv(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53图甲图乙(1)打开着陆伞前人下落的距离为多大？(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向？(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少？解析：(1)h0＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)＝20m(2)kv＝2mg，将v＝5m/s代入得k＝200N·对整体：kv0－2mg＝2ma，a＝eq\f(kv0－2mg,2m)＝30m/s2方向竖直向上(3)设每根绳拉力为T，以运动员为探讨对象有：8Tcosα－mg＝ma，T＝eq\f(m（g＋a）,8co