北京市高一物理必修第一册第5章测试卷及答案

北京市高一物理必修第一册第5章测试卷及答案第1页共1页北京市高一物理必修第一册第5章测试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.一个物体做匀变速直线运动，已知其加速度为2m/s²，初速度为3m/s，则第3秒末的速度是多少？A.9m/sB.7m/sC.6m/sD.5m/s参考答案：B2.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平恒力作用，由静止开始运动，2秒内速度达到8m/s，该恒力的大小是多少？A.8NB.10NC.12ND.16N参考答案：B3.物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过2秒和4秒时，物体下落的高度之比是多少？A.1:2B.1:4C.3:4D.4:1参考答案：A4.一个物体以10m/s的初速度沿光滑斜面下滑，斜面的倾角为30°，则物体下滑2秒的位移是多少？A.20mB.24mC.28mD.30m参考答案：B5.某人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动，则此人相对于电梯地板的压力比静止时增大还是减小？A.增大B.减小C.不变D.无法确定参考答案：A6.一辆汽车以20m/s的速度在平直路上行驶，刹车后加速度为4m/s²，则汽车刹车后6秒内行驶的距离是多少？A.120mB.160mC.200mD.240m参考答案：B7.在水平面上，一个质量为5kg的物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，要使物体保持匀速直线运动，水平推力应为多大？A.9.8NB.10NC.15ND.20N参考答案：B8.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过1秒和3秒时，物体下落的平均速度之比是多少？A.1:1B.1:2C.1:3D.3:1参考答案：A9.在光滑水平面上，一个质量为3kg的物体受到一个水平恒力作用，由静止开始运动，3秒内位移为27m，该恒力的大小是多少？A.9NB.12NC.15ND.18N参考答案：A10.一个物体以5m/s的初速度沿倾角为45°的斜面匀减速上滑，加速度大小为2m/s²，则物体上滑多远后会停止？A.6.25mB.6.75mC.7.25mD.7.75m参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）1.在国际单位制中，力的单位是______。参考答案：牛顿2.物体做匀速圆周运动时，其加速度的方向始终指向______。参考答案：圆心3.重力势能的表达式为______，其中h表示物体相对于零势能面的高度。参考答案：mgh4.一个物体从静止开始自由下落，经过3秒，它的速度大小为______米每秒（取g=10米每秒平方）。参考答案：305.牛顿第二定律的数学表达式为______，其中F表示物体所受的合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。参考答案：F=ma6.物体在水平面上做匀速直线运动，说明它所受的合外力为______。参考答案：零7.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，它的机械能______。参考答案：守恒8.物体做平抛运动时，它的水平分速度______。参考答案：不变9.一个物体在水平面上受到一个水平向右的恒力作用，它的加速度大小与恒力的大小成______比。参考答案：正10.物体做圆周运动时，它的向心加速度大小与角速度的平方成正比，与半径成______比。参考答案：正三、判断题（共10小题，每题2分）1.牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因。参考答案：√2.物体受到的合外力越大，其惯性越小。参考答案：×3.在匀速圆周运动中，物体的加速度方向始终指向圆心。参考答案：√4.向心力是维持物体做圆周运动所必须的力，它是一种效果力。参考答案：×5.物体从高处自由下落时，不计空气阻力，其机械能会逐渐减小。参考答案：×6.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其动能保持不变。参考答案：√7.质点做匀速圆周运动时，其速度大小不变，但速度方向时刻改变。参考答案：√8.万有引力定律是牛顿发现的，它适用于任何两个质点之间。参考答案：√9.在地球赤道处，物体随地球自转所需的向心力是由重力提供的。参考答案：×10.火箭发射升空时，其推力大于重力，因此火箭会向上加速。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述牛顿第一定律的内容。参考答案：任何物体都要保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2.说明什么是惯性，并举例说明惯性的应用。参考答案：惯性是物体保持原有运动状态的性质。例如，汽车突然刹车时，乘客由于惯性会向前倾倒。3.列举两个生活中的实例，说明力可以改变物体的运动状态。参考答案：例如，踢足球时，球由静止变为运动；刹车时，汽车由运动变为静止。4.简述什么是滑动摩擦力，并说明影响滑动摩擦力大小的因素。参考答案：滑动摩擦力是两个相对滑动的物体之间产生的阻碍相对运动的力。影响滑动摩擦力大小的因素有：接触面的粗糙程度和正压力。5.分析超重和失重的区别，并举例说明超重和失重现象。参考答案：超重是指物体对支撑物的压力大于物体的重力；失重是指物体对支撑物的压力小于物体的重力。例如，电梯加速上升时，乘客会感到超重；电梯加速下降时，乘客会感到失重。6.简述牛顿第三定律的内容，并举例说明。参考答案：作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个不同的物体上。例如，人走路时，脚向后蹬地，地对脚产生一个向前的反作用力，使人向前运动。7.列举两个实例，说明如何增大或减小摩擦力。参考答案：增大摩擦力的方法有：增大接触面的粗糙程度和增大正压力；减小摩擦力的方法有：减小接触面的粗糙程度、减小正压力、使用滚动摩擦代替滑动摩擦、使接触面脱离。例如，鞋底有花纹是为了增大摩擦力；汽车轮胎有纹路也是为了增大摩擦力。8.说明什么是向心力，并举例说明向心力的来源。参考答案：向心力是使物体沿着圆周运动的力，方向始终指向圆心。向心力的来源可以是重力、弹力、摩擦力等。例如，地球绕太阳运动，向心力由太阳对地球的引力提供。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。求物体在第3秒末的速度和前3秒内的位移。参考答案：速度为6m/s，位移为9m2.一颗子弹以600m/s的速度水平射出，射出点离地面高度为20m。不计空气阻力，求子弹落地时水平位移和速度大小。（g取10m/s²）参考答案：水平位移为60m，速度大小为800m/s3.一质量为50kg的人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动。求电梯对人的支持力。（g取10m/s²）参考答案：支持力为515N4.一物体在水平面上受到一个与水平方向成30°角的斜向上拉力，拉力大小为100N，物体质量为20kg，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。求物体在水平面上做匀速直线运动时，拉力作用点距地面的高度。（g取10m/s²）参考答案：高度为0.5m5.一质量为2kg的小球从离地面高10m处自由下落，与地面碰撞后反弹到离地面高5m处。求小球与地面碰撞过程中损失的机械能。参考答案：损失的机械能为30J6.一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为0.1。求物体下滑到斜面底端时的速度大小。（g取10m/s²）参考答案：速度大小为10m/s7.一质量为50kg的人站在电梯中，电梯以2m/s²的加速度竖直向下运动。求电梯对人的支持力。（g取10m/s²）参考答案：支持力为450N8.一物体在水平面上受到一个与水平方向成45°角的斜向上拉力，拉力大小为200N，物体质量为30kg，物体与水平面间的动摩擦因数为0.3。求物体在水平面上做匀速直线运动时，拉力作用点距地面的高度。（g取10m/s²）参考答案：高度为1m标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：物体做匀变速直线运动，速度公式为v=v₀+at。已知初速度v₀=3m/s，加速度a=2m/s²，时间t=3s，代入公式得v=3+2×3=9m/s。但题目问的是第3秒末的速度，即t=3s时的瞬时速度，计算结果为9m/s。选项A正确。其他选项计算错误。2.参考答案：B解析：物体做匀加速直线运动，加速度公式为a=Δv/Δt。已知末速度v=8m/s，初速度v₀=0m/s，时间t=2s，代入公式得a=8/2=4m/s²。根据牛顿第二定律F=ma，恒力F=2kg×4m/s²=8N。选项A正确。其他选项计算错误。3.参考答案：A解析：物体自由下落，高度公式为h=½gt²。经过2秒的高度h₁=½×9.8×2²=19.6m，经过4秒的高度h₂=½×9.8×4²=78.4m。高度之比为h₁:h₂=19.6:78.4=1:4。选项B正确。其他选项计算错误。4.参考答案：B解析：物体沿光滑斜面下滑，加速度a=gsinθ。已知初速度v₀=10m/s，倾角θ=30°，加速度a=9.8×sin30°=4.9m/s²。位移公式为x=v₀t+½at²，代入数据得x=10×2+½×4.9×2²=20+9.8=29.8m。选项B最接近。其他选项计算错误。5.参考答案：A解析：人站在电梯中，电梯向上加速，人受到的合力F=mg+ma。根据牛顿第三定律，地板对人的支持力N=F=mg+mamg。因此，压力比静止时增大。选项A正确。其他选项错误。6.参考答案：B解析：汽车刹车后做匀减速直线运动，加速度a=-4m/s²，初速度v₀=20m/s，末速度v=0m/s。根据速度位移公式v²-v₀²=2ax，代入数据得0-20²=2×(-4)x，解得x=100/4=25m。但题目问的是6秒内行驶的距离，由于汽车刹车后速度减为零，6秒内行驶的距离就是25m。选项B正确。其他选项计算错误。7.参考答案：B解析：物体保持匀速直线运动，水平推力F=μmg。已知质量m=5kg，动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=9.8m/s²，代入公式得F=0.2×5×9.8=9.8N。选项B正确。其他选项计算错误。8.参考答案：A解析：物体自由下落，平均速度公式为v_avg=(v₀+v)/2。经过1秒的速度v₁=gt=9.8m/s，经过3秒的速度v₃=gt=29.4m/s。平均速度v_avg₁=(0+9.8)/2=4.9m/s，v_avg₃=(0+29.4)/2=14.7m/s。平均速度之比v_avg₁:v_avg₃=4.9:14.7=1:3。选项A正确。其他选项计算错误。9.参考答案：A解析：物体做匀加速直线运动，位移公式为x=½at²。已知位移x=27m，时间t=3s，代入公式得a=2x/t²=2×27/3²=6m/s²。根据牛顿第二定律F=ma，恒力F=3kg×6m/s²=18N。选项A正确。其他选项计算错误。10.参考答案：A解析：物体沿斜面匀减速上滑，加速度a=gsinθ。已知初速度v₀=5m/s，倾角θ=45°，加速度a=9.8×sin45°=6.93m/s²。根据速度位移公式v²-v₀²=2ax，代入数据得0-5²=2×(-6.93)x，解得x=25/(2×6.93)≈3.61m。选项A最接近。其他选项计算错误。二、填空题1.参考答案：牛顿解析：力的单位在国际单位制中是牛顿，这是由艾萨克•牛顿的名字命名的，用来表示物体所受的力的大小。2.参考答案：圆心解析：匀速圆周运动中，物体的加速度方向始终指向圆心，这个加速度称为向心加速度，它使物体保持圆周运动。3.参考答案：mgh解析：重力势能的表达式为mgh，其中m是物体的质量，g是重力加速度，h是物体相对于零势能面的高度。4.参考答案：30解析：物体自由下落的速度公式为v=gt，其中g=10米每秒平方，t=3秒，所以v=103=30米每秒。5.参考答案：F=ma解析：牛顿第二定律的数学表达式为F=ma，表示物体所受的合外力与它的质量和加速度的乘积成正比。6.参考答案：零解析：物体在水平面上做匀速直线运动，说明它所受的合外力为零，根据牛顿第一定律，物体在没有外力作用时保持匀速直线运动状态。7.参考答案：守恒解析：一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，只有重力做功，它的机械能守恒，即动能和势能的总和保持不变。8.参考答案：不变解析：物体做平抛运动时，水平方向不受力，所以水平分速度保持不变，只有竖直方向受重力作用，速度不断变化。9.参考答案：正解析：根据牛顿第二定律F=ma，物体在水平面上受到一个水平向右的恒力作用，它的加速度大小与恒力的大小成正比。10.参考答案：正解析：物体做圆周运动时，向心加速度的大小为a=v^2/r=ω^2r，其中v是线速度，ω是角速度，r是半径，所以向心加速度大小与角速度的平方成正比，与半径成正比。三、判断题1.参考答案：√解析：牛顿第一定律，即惯性定律，指出物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。该定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。当物体不受外力或所受外力合力为零时，物体将保持其原有的运动状态，表现为静止或匀速直线运动。因此，该说法正确。2.参考答案：×解析：惯性是物体保持其原有运动状态的性质，惯性的大小仅由物体的质量决定，质量越大，惯性越大。牛顿第一定律和第二定律共同揭示了力的作用效果，牛顿第二定律表述为F=ma，其中F是合外力，m是质量，a是加速度。由此可知，在质量一定的情况下，合外力越大，加速度越大；但在质量不确定的情况下，不能直接得出合外力越大，惯性越小。因此，该说法错误。3.参考答案：√解析：匀速圆周运动是指物体沿着圆周轨迹运动，且速度大小保持不变。在匀速圆周运动中，物体的速度方向时刻改变，因此存在加速度。这个加速度称为向心加速度，其方向始终指向圆心，负责改变速度的方向。向心加速度的大小由公式a=v²/r给出，其中v是速度大小，r是圆周半径。因此，该说法正确。4.参考答案：×解析：向心力是维持物体做圆周运动所必须的力，它使物体不断改变运动方向，从而保持圆周运动。向心力是一种效果力，它是由其他力（如重力、张力、摩擦力等）提供的合力，或者是某个力的分力。向心力的大小由公式F=mv²/r给出，其中m是质量，v是速度大小，r是圆周半径。向心力不是一种独立的力，而是力的效果表现。因此，该说法错误。5.参考答案：×解析：在自由下落过程中，如果不计空气阻力，物体只受到重力的作用。重力是保守力，做功不会改变物体的机械能。机械能是动能和势能的总和，在自由下落过程中，动能增加，势能减少，但机械能总量保持不变。因此，该说法错误。6.参考答案：√解析：在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，其速度大小保持不变，因此动能（动能公式为K=½mv²）也保持不变。虽然速度方向时刻改变，但速度大小不变，所以动能保持不变。因此，该说法正确。7.参考答案：√解析：匀速圆周运动是指物体沿着圆周轨迹运动，且速度大小保持不变。在匀速圆周运动中，物体的速度方向时刻改变，因此存在加速度。这个加速度称为向心加速度，其方向始终指向圆心，负责改变速度的方向。因此，该说法正确。8.参考答案：√解析：万有引力定律是牛顿发现的，它表述为两个质点之间的引力与它们的质量乘积成正比，与它们之间的距离平方成反比。公式为F=G(m₁m₂)/r²，其中G是万有引力常数，m₁和m₂是两个质点的质量，r是它们之间的距离。该定律适用于任何两个质点之间，无论它们是宏观物体还是微观粒子。因此，该说法正确。9.参考答案：×解析：在地球赤道处，物体随地球自转所需的向心力是由地球的离心力提供的，而不是由重力提供的。重力是地球对物体的吸引力，其方向指向地心。离心力是惯性力，是物体在非惯性参考系中表现出的力，其方向背离旋转中心。在赤道处，物体所需的向心力由重力的水平分量提供，但重力本身并不提供向心力。因此，该说法错误。10.参考答案：√解析：火箭发射升空时，其推力大于重力，因此火箭会向上加速。根据牛顿第二定律F=ma，火箭的加速度a=(F_net)/m，其中F_net是火箭所受的合外力，F_net=F_thrust-F_gravity，F_thrust是推力，F_gravity是重力。由于推力大于重力，合外力向上，因此火箭向上加速。因此，该说法正确。四、简答题1.参考答案：任何物体都要保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。解析：牛顿第一定律，又称惯性定律，揭示了物体保持原有运动状态的性质，即惯性。该定律指出，在不受外力或所受外力合力为零时，物体将保持静止或做匀速直线运动。这是经典力学的基础，描述了物体运动的自然趋势。2.参考答案：惯性是物体保持原有运动状态的性质。例如，汽车突然刹车时，乘客由于惯性会向前倾倒。解析：惯性是物体固有的属性，与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。惯性在生活中的应用广泛，如跳远时需要助跑，利用惯性提高跳跃距离；锤子敲击钉子时，锤头由于惯性继续运动，将钉子钉入物体。3.参考答案：例如，踢足球时，球由静止变为运动；刹车时，汽车由运动变为静止。解析：力可以改变物体的运动状态，包括改变物体的速度大小和方向。力的作用效果是使物体产生加速度，从而改变物体的运动状态。这是牛顿第二定律的直接体现。4.参考答案：滑动摩擦力是两个相对滑动的物体之间产生的阻碍相对运动的力。影响滑动摩擦力大小的因素有：接触面的粗糙程度和正压力。解析：滑动摩擦力的大小与接触面的性质和正压力成正比，即f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是正压力。增大接触面的粗糙程度或正压力，都会增大滑动摩擦力。5.参考答案：超重是指物体对支撑物的压力大于物体的重力；失重是指物体对支撑物的压力小于物体的重力。例如，电梯加速上升时，乘客会感到超重；电梯加速下降时，乘客会感到失重。解析：超重和失重现象是由于物体加速度的影响。当物体加速上升时，支撑物对物体的支持力大于重力，产生超重现象；当物体加速下降时，支持力小于重力，产生失重现象。6.参考答案：作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个不同的物体上。例如，人走路时，脚向后蹬地，地对脚产生一个向前的反作用力，使人向前运动。解析：牛顿第三定律描述了力的相互作用性质，即任何作用力都存在一个大小相等、方向相反的反作用力。这对力作用在两个不同的物体上，且同时产生、同时消失。7.参考答案：增大摩擦力的方法有：增大接触面的粗糙程度和增大正压力；减小摩擦力的方法有：减小接触面的粗糙程度、减小正压力、使用滚动摩擦代替滑动摩擦、使接触面脱离。例如，鞋底有花纹是为了增大摩擦力；汽车轮胎有纹路也是为了增大摩擦力。解析：摩擦力的大小与接触面的性质和正压力有关。通过改变这些因素，可以增大或减小摩擦力。在日常生活中，根据需要选择合适的方法来调节摩擦力。8.参考答案：向心力是使物体沿着圆周运动的力，方向始终指向圆心。向心力的来源可以是重力、弹力、摩擦力等。例如，地球绕太阳运动，向心力由太阳对地球的引力提供。解析：向心力是维持物体做圆周运动的必要条件，其大小与物体的质量、速度和半径有关，即F=mv²/r。向心力的来源可以是各种力的合力，具体取决于物体的运动状态和所处环境。五、应用题1.参考答案：速度为6m/s，位移为9m解析：第3秒末的速度v=at=2×3=6m/s。前3秒内的位移x=1/2at²=1/2×2×3²=9m。2.参考答案：水平位移为60m，速度大小为800m/s解析：子弹在水平方向做匀速直线运动，水平位移x=v₀t=600×2=120m。子弹在竖直方向做自由落体运动，落地时间