高中物理必修一练习题

高中物理必修一练习题高中物理必修一是整个物理学大厦的基石，它不仅引入了质点、位移、速度、加速度等核心概念，更重要的是建立了运动与力之间的联系，培养同学们的物理思维和分析解决问题的能力。练习题的作用，在于检验对基本概念的理解深度，熟悉物理规律的应用场景，并在实践中锤炼科学的解题方法。下面，我们将通过一系列典型练习题，帮助同学们巩固所学知识，提升应用能力。一、概念辨析与理解物理概念是构建物理知识体系的砖瓦，对概念的准确理解是学好物理的前提。例题1：关于质点，下列说法正确的是（）A.研究地球绕太阳公转时，不能将地球看作质点B.研究一列火车通过某一电线杆的时间时，可以将火车看作质点C.研究乒乓球运动员打出的弧旋球时，能将乒乓球看作质点D.质点是一个理想化模型，实际并不存在思路点拨：质点概念的核心在于“当物体的形状和大小对所研究的问题影响可以忽略不计时，物体可以被看作质点”。这需要根据具体研究的问题来判断。解答过程：A.地球公转时，地球的大小远小于日地距离，形状和大小对公转研究无影响，可看作质点。A错误。B.火车通过电线杆，其长度与电线杆的线度相比不能忽略，火车的长度会影响通过时间，故不能看作质点。B错误。C.研究弧旋球，球的旋转是关键，其形状和大小（及表面情况）对旋转效果有直接影响，不能看作质点。C错误。D.质点是为了简化研究而引入的理想化模型，现实中不存在只有质量而无体积的物体。D正确。答案：D易错点提醒：并非大的物体不能看作质点，小的物体一定能看作质点，关键在于“研究的问题”。例题2：关于速度和加速度，下列说法中正确的是（）A.物体速度变化量越大，加速度一定越大B.物体速度为零时，加速度一定为零C.物体加速度减小时，其速度也一定减小D.物体加速度方向保持不变，其速度方向也一定保持不变思路点拨：加速度是描述速度变化快慢的物理量，定义式为a=Δv/Δt。它是矢量，方向与速度变化量Δv的方向相同。要区分速度、速度的变化量、速度的变化率（加速度）三者的关系。解答过程：A.加速度由速度变化量和发生这个变化所用时间共同决定，仅变化量大，若时间更长，加速度可能很小。A错误。B.速度为零，加速度不一定为零。例如，将小球竖直向上抛，到达最高点时速度为零，但加速度仍为重力加速度g，方向竖直向下。B错误。C.加速度减小，说明速度变化变慢。若加速度方向与速度方向相同，物体仍在加速，只是加速得慢了。C错误。D.加速度方向不变，速度方向可能改变。例如，平抛运动，加速度方向始终竖直向下，但速度方向时刻变化。D错误。答案：无正确选项（或根据选项设置调整，此处为示例，强调分析过程）易错点提醒：加速度与速度无必然联系，加速度关注的是“变化”。二、运动学规律的应用匀变速直线运动的规律是必修一的重点内容，包括速度公式、位移公式、速度-位移关系式等。熟练掌握这些公式，并能灵活选择应用，是解决运动学问题的关键。例题3：一辆汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t₁速度达到v，随后以速度v匀速行驶一段时间t₂，最后刹车做匀减速直线运动，又经过时间t₃停止。已知汽车刹车过程的加速度大小为a。求：（1）汽车在匀加速阶段的加速度大小；（2）汽车在整个运动过程中的总位移。思路点拨：本题涉及匀加速、匀速、匀减速三个阶段的运动。解决多过程问题，关键是分析清楚每个过程的运动性质、初末状态量以及各过程间的联系（如前一过程的末速度是后一过程的初速度）。画出运动示意图有助于理清物理过程。解答过程：（1）设匀加速阶段的加速度为a₁。对于匀加速阶段：初速度v₀=0，末速度v₁=v，时间t₁。由速度公式v=v₀+a₁t₁可得：a₁=(v-0)/t₁=v/t₁。（2）总位移为三个阶段位移之和：x=x₁+x₂+x₃。匀加速阶段位移x₁：x₁=v₀t₁+½a₁t₁²=0+½*(v/t₁)*t₁²=½vt₁。匀速阶段位移x₂：速度为v，时间t₂。x₂=v*t₂。匀减速阶段：初速度v₂=v，末速度v₃=0，加速度大小a（方向与运动方向相反）。可将其视为反向的匀加速直线运动，或直接应用公式。由速度-位移公式：v₃²-v₂²=2(-a)x₃（注意加速度方向与初速度方向相反，取初速度方向为正，则加速度为负）。即0-v²=-2ax₃，解得x₃=v²/(2a)。（或由平均速度求位移：x₃=(v+0)/2*t₃=vt₃/2）故总位移x=½vt₁+vt₂+v²/(2a)（或½vt₁+vt₂+vt₃/2）。答案：（1）v/t₁；（2）½vt₁+vt₂+v²/(2a)(或其他等价表达)易错点提醒：匀减速运动中，加速度与初速度方向相反，列式时注意符号；选择合适的公式可以使计算更简便。例题4：一个物体从高处自由落下，已知它在最后1秒内下落的高度是总高度的一半，求物体下落的总高度。（重力加速度g取10m/s²，不计空气阻力）思路点拨：自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。本题涉及“最后1秒”的位移，这类问题通常可以考虑用总过程的位移减去前(t-1)秒的位移等于最后1秒的位移来求解，其中t为总下落时间。解答过程：设物体下落的总高度为H，总时间为t。根据自由落体位移公式，总位移H=½gt²。①前(t-1)秒内下落的高度h=½g(t-1)²。②依题意，最后1秒内下落的高度为总高度的一半，即H-h=H/2。③将①②代入③得：½gt²-½g(t-1)²=½*½gt²化简得：t²-(t-1)²=t²/2展开(t²-(t²-2t+1))=t²/2→2t-1=t²/2→t²-4t+2=0解得t=[4±√(16-8)]/2=[4±√8]/2=2±√2由于时间t>1s（最后1秒才有意义），故t=2+√2(秒)(另一解2-√2约为0.59s，舍去)将t=2+√2代入①式：H=½*10*(2+√2)²=5*(4+4√2+2)=5*(6+4√2)=30+20√2(米)答案：H=30+20√2米(若题目允许，可保留根号形式，或根据要求取近似值)易错点提醒：注意数学运算的准确性，以及对解的合理性进行判断。三、力学与牛顿运动定律理解力的概念，掌握常见的三种力（重力、弹力、摩擦力）的产生条件和方向判断，能正确进行受力分析，是解决力学问题的基础。牛顿运动定律则揭示了力与运动的关系，是整个经典力学的核心。例题5：在粗糙的水平面上有一个质量为m的物体，现用一个水平方向的拉力F拉物体，使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：（1）物体受到的滑动摩擦力大小；（2）物体运动的加速度大小；（3）若拉力F与水平方向成θ角斜向上拉物体，其他条件不变，则此时物体运动的加速度大小又是多少？思路点拨：本题考查受力分析及牛顿第二定律的应用。（1）（2）问是水平拉力的情况，（3）问是拉力有倾角的情况，需要注意压力的变化会导致滑动摩擦力的变化。受力分析的一般步骤：确定研究对象->按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析->画出受力示意图->建立坐标系，列方程求解。解答过程：（1）物体在竖直方向受力平衡，支持力N₁=mg。滑动摩擦力f₁=μN₁=μmg。（2）水平方向，根据牛顿第二定律F-f₁=ma₁。即F-μmg=ma₁，解得a₁=(F-μmg)/m=F/m-μg。（3）当拉力F与水平方向成θ角斜向上时，对F进行正交分解。水平方向分力Fₓ=Fcosθ。竖直方向分力Fᵧ=Fsinθ。竖直方向受力平衡：N₂+Fᵧ=mg，故N₂=mg-Fsinθ。此时滑动摩擦力f₂=μN₂=μ(mg-Fsinθ)。水平方向，根据牛顿第二定律Fₓ-f₂=ma₂。即Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=ma₂。解得a₂=[Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)]/m=F(cosθ+μsinθ)/m-μg。答案：（1）μmg；（2）F/m-μg；（3）[F(cosθ+μsinθ)]/m-μg易错点提醒：拉力方向变化时，正压力随之变化，从而摩擦力变化。受力分析时要全面，避免漏力或添力。例题6：一个质量为m的物块放在倾角为θ的固定光滑斜面上，斜面体质量为M，放在光滑的水平地面上。现用一水平力F推斜面体，使物块与斜面体保持相对静止，共同向右加速运动。重力加速度为g。求：（1）物块对斜面体的压力大小；（2）水平力F的大小。思路点拨：本题涉及连接体问题，物块与斜面体相对静止，具有共同的加速度a。解决此类问题，可以采用整体法和隔离法相结合。整体法可以求出系统的加速度，隔离法可以求出物体间的相互作用力。解答过程：由于斜面光滑，物块不受摩擦力。（1）隔离物块m：物块受重力mg和斜面的支持力N（垂直于斜面向上）。因为物块与斜面体共同向右加速，加速度水平向右。对物块，建立水平（x轴）和竖直（y轴）坐标系。水平方向：Nsinθ=ma（牛顿第二定律，合力提供加速度）。①竖直方向：Ncosθ=mg（竖直方向合力为零，因为加速度在水平方向）。②由②式解得N=mg/cosθ。根据牛顿第三定律，物块对斜面体的压力大小N'=N=mg/cosθ，方向垂直斜面向下。（2）对整体（M和m）：水平方向只受推力F，系统总质量为(M+m)，加速度为a。根据牛顿第二定律F=(M+m)a。③由①式a=Nsinθ/m，将N=mg/cosθ代入得a=(mg/cosθ)*sinθ/m=gtanθ。代入③式得F=(M+m)gtanθ。答案：（1）mg/cosθ；（2）(M+m)gtanθ易错点提醒：选择合适的研究对象（整体或隔离）能使问题简化。对单个物体进行受力分析时，要明确加速度方向，根据牛顿第二定律列方程。四、练习与反思物理学习离不开练习，但更重要的是通过练习进行反思和总结。每做完一道题，尤其是错题，要思考：*本题考查的核心知识