北师大版高一物理上册第4章同步练习题及答案

北师大版高一物理上册第4章同步练习题及答案第1页共1页北师大版高一物理上册第4章同步练习题及答案一、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.物体在水平面上受到一个水平向右的恒力F作用而做匀加速直线运动，若撤去该力，则物体将：A.立即停止运动B.继续向右做匀速直线运动C.继续向右做变加速直线运动D.立即向左做匀减速直线运动参考答案：B3.关于摩擦力，下列说法正确的是：A.摩擦力总是阻碍物体的运动B.摩擦力总是与物体的运动方向相反C.摩擦力的大小总等于μN，其中μ为动摩擦因数，N为正压力D.静摩擦力的大小与正压力成正比参考答案：D4.一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力大小为：A.μmgB.mgsinθC.mgcosθD.μmgcosθ参考答案：D5.汽车在水平路面上转弯，所需的向心力主要是由什么提供的？A.汽车的重力B.汽车的牵引力C.汽车的摩擦力D.汽车的惯性参考答案：C6.物体做平抛运动时，下列说法正确的是：A.物体的加速度恒定不变B.物体的速度大小恒定不变C.物体的位移大小恒定不变D.物体的动能恒定不变参考答案：A7.在光滑水平面上，两个质量分别为m₁和m₂的小球发生正碰，碰撞前m₁的速度为v₀，m₂静止，碰撞后m₁的速度为v₁，m₂的速度为v₂，则根据动量守恒定律，下列关系正确的是：A.m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂B.m₁v₀²=m₁v₁²+m₂v₂²C.m₁v₁=m₂v₂D.m₁v₀=m₁v₁²+m₂v₂²参考答案：A8.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到一个水平恒力F作用，从静止开始运动，则第2秒内物体的位移是多少？A.F/2mB.F/4mC.2F/3mD.3F/2m参考答案：A9.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，则第3秒内物体下落的高度是多少？A.4.5mB.9mC.14.5mD.19m参考答案：A10.关于功，下列说法正确的是：A.力越大，做的功越多B.位移越大，做的功越多C.力和位移方向相同，做的功越多D.力和位移方向垂直，做的功为零参考答案：D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.物体运动的速度发生变化，说明物体一定受到______力的作用。参考答案：合外力3.物体所受合外力为零时，物体将保持______状态或做______运动。参考答案：静止4.牛顿第二定律的公式表达式为______，其中F表示______，m表示______，a表示______。参考答案：F=ma5.一个质量为5kg的物体，受到一个水平向右的恒定拉力F作用，在水平桌面上向右做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，若物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，则拉力F的大小为______N，摩擦力的大小为______N。参考答案：206.重力势能的表达式为______，其中m表示______，g表示______，h表示______。参考答案：Ep=mgh7.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3秒，物体下落的高度为______米（取g=10m/s²）。参考答案：458.物体做平抛运动时，其水平方向的运动是______运动，竖直方向的运动是______运动。参考答案：匀速直线9.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒定力F作用，从静止开始做匀加速直线运动，5秒内位移为50米，则力F的大小为______N。参考答案：410.物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，3秒末的速度大小为______m/s。参考答案：6三、判断题（共10小题，每题2分）1.物体做平抛运动时，其加速度始终不变。参考答案：√2.在共点力作用下，物体的平衡条件是合力为零。参考答案：√3.物体受到的合外力越大，其运动状态改变得越快。参考答案：√4.摩擦力总是阻碍物体的运动。参考答案：×5.动摩擦因数只与接触面的材料有关，与接触面积无关。参考答案：√6.物体在水平面上做匀速圆周运动时，受到的合外力提供向心力。参考答案：√7.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：√8.物体从高处自由下落时，不考虑空气阻力，其机械能守恒。参考答案：√9.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：√10.重力的方向总是竖直向下的。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.说明惯性在生活中的具体表现。参考答案：①汽车突然刹车时，乘客由于惯性向前倾倒；②抖动衣服可以去除灰尘；③跳远运动员需要助跑；④旋转的陀螺能保持旋转状态。3.列举两个力是相互作用力的实例。参考答案：①马拉车时，马向前用力，车向后用力；②你推墙时，你对墙用力，墙对你用力；③跳水运动员起跳时，人对跳板用力，跳板对人用力。4.分析超重和失重的区别。参考答案：超重是指物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体自身重力的情况；失重是指物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体自身重力的情况。5.解释什么是向心力。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。6.判断物体做匀速圆周运动时，加速度是否为零。参考答案：×。7.简述离心现象的原理。参考答案：离心现象是物体在受到的合力不足以提供所需的向心力时，由于惯性而远离圆心的现象。8.列举一个应用向心力原理的实例。参考答案：汽车转弯时需要限制速度；火车转弯时外轨比内轨高；摩天轮的运行；花样滑冰的旋转动作。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3秒末的速度和位移。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，不计空气阻力，求它在空中飞行5秒后的水平位移和竖直位移。（取g=10m/s²）参考答案：水平位移为3000m，竖直位移为250m3.一质点做圆周运动，半径为0.5m，角速度为4rad/s。求质点的线速度和向心加速度。参考答案：线速度为2m/s，向心加速度为16m/s²4.一物体从高处自由落下，落地时速度为20m/s。求物体下落的高度。（取g=10m/s²）参考答案：下落高度为20m5.一质点做简谐运动，周期为2秒，振幅为5cm。求质点的角频率和最大速度。参考答案：角频率为πrad/s，最大速度为10πcm/s6.一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，斜面长10m。求物体滑到斜面底端所需的时间。（取g=10m/s²）参考答案：时间约为3.65s7.一质点做匀速圆周运动，半径为2m，线速度为4m/s。求质点的角速度和周期。参考答案：角速度为2rad/s，周期为πs8.一物体从高处以10m/s的初速度水平射出，不计空气阻力，求它在空中飞行3秒后的水平位移和竖直位移。（取g=10m/s²）参考答案：水平位移为30m，竖直位移为45m标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：根据匀变速直线运动的速度公式v=v₀+at，其中v₀为初速度，a为加速度，t为时间。代入题目中给出的数据，v=3m/s+2m/s²×3s=9m/s。所以第3秒末的速度是9m/s。选项A、C、D的计算结果分别为5m/s、6m/s、7m/s，均不正确。2.参考答案：B解析：根据牛顿第一定律，物体在没有受到外力作用或者受到的合外力为零时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。物体在水平面上受到水平向右的恒力F作用而做匀加速直线运动，说明F是物体所受的合外力。当撤去该力时，物体不再受到水平方向的力，因此将保持撤去力时的运动状态，即继续向右做匀速直线运动。选项A、C、D的说法均不正确。3.参考答案：D解析：摩擦力是两个相互接触的物体之间，由于相对运动或相对运动趋势而产生的阻碍相对运动的力。摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。摩擦力的大小与正压力和动摩擦因数有关，对于滑动摩擦力，f=μN；对于静摩擦力，f≤μN，且实际大小取决于使物体发生相对运动趋势的外力。选项A、B、C的说法均不正确。4.参考答案：D解析：物体静止在倾角为θ的斜面上，受到重力mg、斜面的支持力N和静摩擦力f的作用。重力mg可以分解为沿斜面向下的分力mgsinθ和垂直于斜面向下的分力mgcosθ。由于物体静止，所以沿斜面向下的分力mgsinθ与静摩擦力f平衡，即f=mgsinθ。同时，静摩擦力f的大小还受到最大静摩擦力μN的限制，即f≤μN。由于物体静止，静摩擦力f的实际大小等于沿斜面向下的分力mgsinθ，所以f=μmgcosθ。选项A、B、C的计算结果分别为μmg、mgsinθ、μmgcosθ，均不正确。5.参考答案：C解析：汽车在水平路面上转弯时，需要向心力来保持圆周运动。向心力是由汽车与路面之间的摩擦力提供的。汽车的重力与支持力平衡，牵引力提供沿路面方向的分力，而摩擦力提供指向圆心的分力，即向心力。选项A、B、D的说法均不正确。6.参考答案：A解析：平抛运动是指物体以一定的初速度水平抛出，只在重力作用下做的运动。平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。由于只受重力作用，所以平抛运动的加速度恒定不变，大小为g，方向竖直向下。选项B、C、D的说法均不正确。7.参考答案：A解析：在光滑水平面上，两个小球发生正碰，碰撞前后系统不受外力作用，因此系统的动量守恒。根据动量守恒定律，碰撞前两小球的总动量等于碰撞后两小球的总动量，即m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂。选项B、C、D的说法均不正确。8.参考答案：A解析：在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到一个水平恒力F作用，从静止开始运动，做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，F=ma，所以a=F/m。根据匀变速直线运动的位移公式x=v₀t+½at²，其中v₀为初速度，a为加速度，t为时间。代入题目中给出的数据，x=0+½×(F/m)×(2s)²=2F/4m=F/2m。所以第2秒内物体的位移是F/2m。选项B、C、D的计算结果分别为F/4m、2F/3m、3F/2m，均不正确。9.参考答案：A解析：自由落体运动是指物体从静止开始只在重力作用下做的运动。自由落体运动的位移公式为h=½gt²，其中g为重力加速度，t为时间。第3秒内物体下落的高度等于前3秒内物体下落的高度减去前2秒内物体下落的高度，即h₃=½g(3s)²-½g(2s)²=½g(9s²-4s²)=½g(5s²)=2.5gs²。取g=10m/s²，则h₃=2.5×10m/s²×(1s)²=4.5m。所以第3秒内物体下落的高度是4.5m。选项B、C、D的计算结果分别为9m、14.5m、19m，均不正确。10.参考答案：D解析：功是力对物体作用的空间累积效应，定义为力与物体在力的方向上位移的乘积，即W=Fdcosθ，其中F为力，d为位移，θ为力与位移之间的夹角。力和位移方向垂直，即θ=90°，cosθ=0，所以做的功为零。选项A、B、C的说法均不正确。二、填空题1.参考答案：牛顿参考答案：牛顿解析：力的单位在国际单位制中是牛顿，这是由艾萨克•牛顿提出的力学定律所确定的。牛顿是表示力的大小的基本单位，符号为N。2.参考答案：合外力参考答案：合外力解析：根据牛顿第二定律，物体运动的速度发生变化，即加速度不为零，说明物体一定受到合外力的作用。合外力是物体所受所有外力的矢量和。3.参考答案：静止参考答案：匀速直线解析：根据牛顿第一定律，物体所受合外力为零时，物体将保持静止状态或做匀速直线运动。这是经典力学中的惯性定律。4.参考答案：F=ma参考答案：合外力参考答案：质量参考答案：加速度解析：牛顿第二定律的公式表达式为F=ma，其中F表示合外力，m表示质量，a表示加速度。这个定律描述了力、质量和加速度之间的关系。5.参考答案：20参考答案：10解析：根据牛顿第二定律，合外力F=ma=5kg×2m/s²=10N。由于物体在水平桌面上向右做匀加速直线运动，所以拉力F与摩擦力f的合力等于10N。摩擦力f=μN=μmg=0.2×5kg×10m/s²=10N。因此，拉力F=10N+10N=20N。6.参考答案：Ep=mgh参考答案：质量参考答案：重力加速度参考答案：高度解析：重力势能的表达式为Ep=mgh，其中m表示质量，g表示重力加速度，h表示高度。重力势能是物体由于受到重力作用而具有的能量。7.参考答案：45解析：根据自由落体运动的公式，物体下落的高度h=1/2gt²=1/2×10m/s²×(3s)²=45米。这是不计空气阻力的情况下自由落体运动的计算结果。8.参考答案：匀速直线参考答案：自由落体解析：物体做平抛运动时，其水平方向的运动是匀速直线运动，因为水平方向不受力，速度保持不变。竖直方向的运动是自由落体运动，因为只受重力作用，加速度为g。9.参考答案：4解析：根据匀加速直线运动的公式，位移s=1/2at²，所以加速度a=2s/t²=2×50m/(5s)²=4m/s²。根据牛顿第二定律，合外力F=ma=2kg×4m/s²=8N。但是，由于题目中只提到水平向右的恒定力F，所以F=8N。10.参考答案：6解析：根据匀加速直线运动的公式，速度v=at=2m/s²×3s=6m/s。这是物体从静止开始做匀加速直线运动，3秒末的速度大小。三、判断题1.参考答案：√解析：平抛运动的加速度是重力加速度g，方向竖直向下，大小恒定不变，不随物体位置或速度变化而变化。2.参考答案：√解析：共点力作用下物体的平衡条件是物体所受合外力为零，即所有力的矢量和为零，此时物体保持静止或匀速直线运动状态。3.参考答案：√解析：根据牛顿第二定律F=ma，物体受到的合外力F越大，其加速度a就越大，即运动状态改变得越快，体现力的瞬时效应。4.参考答案：×解析：摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势方向相反，但不一定阻碍物体整体运动，例如传送带上的物体随传送带一起加速运动时，摩擦力是提供加速度的主动力。5.参考答案：√解析：动摩擦因数是反映接触面性质的一个无量纲系数，只与接触面的材料及粗糙程度有关，与接触面积大小无关。6.参考答案：√解析：水平面上做匀速圆周运动的物体，其速度大小不变但方向时刻改变，存在向心加速度，根据牛顿第二定律，合外力必须指向圆心提供向心力。7.参考答案：√解析：牛顿第一定律（惯性定律）指出物体在不受外力或受合外力为零时保持静止或匀速直线运动状态，揭示了力是改变物体运动状态的原因。8.参考答案：√解析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，若不计空气阻力，只有重力做功，根据机械能守恒定律，物体的机械能（动能+重力势能）保持守恒。9.参考答案：√解析：匀速圆周运动的速度大小不变，根据动能公式Ek=1/2mv^2，质量m不变、速度v大小不变，则动能保持不变，但速度方向时刻改变，动量是矢量。10.参考答案：√解析：重力的方向总是竖直向下，指向地心，这是地球对物体的引力在局部表现，是客观规律，与物体运动状态无关。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：牛顿第一定律阐述了物体不受力或受平衡力时的运动状态，即保持静止或匀速直线运动。这是经典力学的基础，揭示了惯性是物体的固有属性。定律强调了力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。在解答此类问题时，需明确区分运动状态和受力情况，并理解惯性定律与惯性概念的区别。2.参考答案：①汽车突然刹车时，乘客由于惯性向前倾倒；②抖动衣服可以去除灰尘；③跳远运动员需要助跑；④旋转的陀螺能保持旋转状态。解析：惯性是物体保持原有运动状态的性质。当物体受力使其运动状态改变时，物体内部各部分由于惯性会表现出抵抗这种改变的趋势。生活中的惯性现象多种多样，如汽车刹车时乘客向前倾倒是因为乘客保持原有运动状态的趋势，抖衣服时灰尘因惯性离开衣服等。理解惯性需结合具体情境分析物体受力与运动状态的变化关系。3.参考答案：①马拉车时，马向前用力，车向后用力；②你推墙时，你对墙用力，墙对你用力；③跳水运动员起跳时，人对跳板用力，跳板对人用力。解析：相互作用力是指两个物体之间相互施加的力，具有同时产生、大小相等、方向相反、作用在同一直线上等特点。判断两个力是否为相互作用力，需检查是否满足这四个条件。上述例子中，马与车、人与墙、人与跳板之间的力都符合相互作用力的定义，它们分别作用在两个不同的物体上，且大小相等、方向相反。4.参考答案：超重是指物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体自身重力的情况；失重是指物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体自身重力的情况。解析：超重和失重是物体在非惯性参考系中表现出的现象，与物体实际所受重力大小无关。超重发生在物体具有向上的加速度时（如加速上升或减速下降），失重发生在物体具有向下的加速度时（如加速下降或减速上升）。完全失重时，物体对支持物的压力为零，但物体仍受重力作用。5.参考答案：向心力是使物体沿着圆周运动的力，方向始终指向圆心。解析：向心力不是某种特殊的力，而是按效果命名的力，可以是重力、弹力、摩擦力或它们的合力。向心力作用效果是改变物体速度方向，维持物体做圆周运动。向心力大小与物体质量、速度平方和半径成正比（F=mv²/r），方向时刻变化但始终指向圆心。6.参考答案：×。解析：匀速圆周运动是速度大小不变但方向时刻变化的运动，因此存在加速度。这个加速度称为向心加速度，方向指向圆心。向心加速度是维持物体做圆周运动的原因，其大小为a=mv²/r。物体做匀速圆周运动时，加速度不为零，且始终指向圆心。错误观点认为匀速运动加速度为零，忽略了速度方向的变化。7.参考答案：离心现象是物体在受到的合力不足以提供所需的向心力时，由于惯性而远离圆心的现象。解析：离心现象本质上是惯性表现，非真实存在的离心力。当物体做圆周运动时，如果提供向心力的合外力突然消失或不足以维持圆周运动，物体将沿切线方向飞出。例如，旋转雨伞时，水滴因缺乏足够向心力而被甩出。离心现象在生活中的应用有洗衣机的脱水功能等。8.参考答案：汽车转弯时需要限制速度；火车转弯时外轨比内轨高；摩天轮的运行；花样滑冰的旋转动作。解析：向心力原理