人教版高中物理必修第一册第7单元课后练习题及答案

人教版高中物理必修第一册第7单元课后练习题及答案第1页共1页人教版高中物理必修第一册第7单元课后练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平恒力F的作用，从静止开始运动，在3秒内移动了18米。则该恒力F的大小是多少？A.4NB.6NC.8ND.10N参考答案：C2.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，行驶5秒后速度达到多少？A.10m/sB.15m/sC.20m/sD.25m/s参考答案：B3.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过2秒下落了多少高度？（取g=10m/s²）A.20mB.30mC.40mD.50m参考答案：A4.某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50N，物体质量为10kg，地面与物体间的动摩擦因数为0.5，则物体受到的摩擦力大小是多少？（取g=10m/s²）A.25NB.30NC.35ND.40N参考答案：B5.一颗子弹以600m/s的速度水平射入一块厚度为0.1米的木板，穿出时速度为500m/s，子弹在木板中做的是匀减速直线运动，则子弹在木板中的平均加速度大小是多少？A.5×10⁴m/s²B.6×10⁴m/s²C.7×10⁴m/s²D.8×10⁴m/s²参考答案：A6.一个质量为60kg的人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动，则人受到的支持力大小是多少？（取g=10m/s²）A.588NB.628NC.668ND.708N参考答案：B7.一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，突然发现前方50米处有障碍物，司机立即刹车，汽车做匀减速直线运动，刹车后2秒速度减为36km/h，则汽车刹车距离是多少？A.10mB.20mC.30mD.40m参考答案：C8.一个物体从静止开始做匀加速直线运动，第3秒内的位移是6米，则该物体的加速度是多少？A.2m/s²B.3m/s²C.4m/s²D.5m/s²参考答案：B9.一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的2倍，则卫星的运行速度是地球表面重力加速度g的多少倍？（假设地球半径为R，地球表面重力加速度为g）A.0.5√2倍B.√2倍C.0.5倍D.1倍参考答案：A10.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过4秒下落了多少高度？（取g=10m/s²）A.80mB.100mC.120mD.140m参考答案：B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做自由落体运动，经过3秒落地，则它下落的高度是______米（取g=10m/s²）。参考答案：455.牛顿第二定律的数学表达式为______，它描述了力、质量和加速度之间的关系。参考答案：F=ma6.摩擦力的大小与物体间的正压力成______比，其方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。参考答案：正7.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8.一个质量为2kg的物体受到一个10N的恒力作用，其加速度大小是______m/s²。参考答案：59.功的定义是力与物体在力的方向上位移的______，其单位是______。参考答案：乘积10.机械能守恒定律适用于______的系统中，即只有重力或系统内弹力做功时，系统的机械能保持不变。参考答案：只有重力或系统内弹力做功三、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.在国际单位制中，力的单位是千克。参考答案：×3.摩擦力总是阻碍物体的运动。参考答案：×4.重力的方向总是垂直于支持面。参考答案：×5.物体受到的合外力越大，其惯性越小。参考答案：√6.匀速圆周运动是一种匀速运动。参考答案：×7.向心力是维持物体做圆周运动的必要条件。参考答案：√8.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：√9.物体从高处自由下落时，其机械能会逐渐减小。参考答案：×10.牛顿第二定律的公式F=ma中，a与F成正比，与m成反比。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：惯性是物体保持原有运动状态的性质。生活中具体表现有：①静止的物体不易被推动，如箱子不易动；②运动的物体不易停下来，如跑步时不易立刻停止；③汽车刹车时，乘客会向前倾；④旋转的陀螺能保持旋转状态。惯性大小与物体质量有关，质量越大，惯性越大。3.列举两个力矩平衡的条件。参考答案：①作用在杠杆上的动力和阻力大小相等；②动力臂和阻力臂的长度相等；③杠杆在动力和阻力的作用下处于平衡状态。4.分析离心现象产生的原因。参考答案：离心现象产生的原因是物体做圆周运动时，由于惯性，物体总想沿着切线方向运动，但向心力使其保持在圆周轨道上。当向心力消失或不足以维持圆周运动时，物体就会沿切线方向飞出，表现为离心现象。5.解释什么是向心力。参考答案：向心力是使物体做圆周运动的力，方向始终指向圆心。它是效果力，不是真实存在的力，而是描述物体运动状态的一种方式。向心力由合力提供，可以是重力、弹力、摩擦力等力的合力。6.列举一个利用离心现象的实例。参考答案：洗衣机的脱水功能是利用离心现象的实例。洗衣机高速旋转时，衣物做圆周运动，水滴因缺乏足够的向心力而被甩出，从而实现脱水。7.说明匀速圆周运动的特点。参考答案：匀速圆周运动的特点是：①速度大小不变，但速度方向时刻改变；②加速度不为零，且始终指向圆心，称为向心加速度；③角速度恒定；④周期恒定。8.分析影响向心力大小的因素。参考答案：影响向心力大小的因素有：①物体质量；②物体速度平方；③物体运动半径。向心力大小与物体质量成正比，与速度平方成正比，与半径成反比。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秒末的速度和第3秒内的位移。参考答案：6m/s，10m2.一颗子弹以600m/s的速度水平射出，射出点离地面的高度为20m。不计空气阻力，求子弹落地时水平射程和落地时的速度大小。（g取10m/s²）参考答案：48m，640m/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：540N4.一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，水平方向的拉力大小。（g取10m/s²）参考答案：80N5.一轻弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m。现将弹簧一端固定，另一端悬挂一个质量为2kg的物体，弹簧伸长到12cm。求物体的重力势能增加了多少？（g取10m/s²）参考答案：4J6.一辆汽车以72km/h的速度在水平路面上行驶，突然发现前方50m处有一障碍物。司机立即刹车，汽车做匀减速直线运动，求汽车刹车后经过多长时间才能停下来。参考答案：5s7.一物体从倾角为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：8.9m/s8.一质量为2kg的小球从离地面高10m处自由下落，不计空气阻力，求小球落地前瞬间的动能。（g取10m/s²）参考答案：196J标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：根据匀变速直线运动的位移公式x=1/2at²，代入x=18m，t=3s，解得a=4m/s²。再根据牛顿第二定律F=ma，代入m=2kg，a=4m/s²，解得F=8N。故选C。2.参考答案：B解析：根据匀变速直线运动的速度公式v=at，代入a=2m/s²，t=5s，解得v=10m/s。故选B。3.参考答案：A解析：根据自由落体运动的位移公式h=1/2gt²，代入g=10m/s²，t=2s，解得h=20m。故选A。4.参考答案：B解析：物体受到的摩擦力f=μN，其中N是物体受到的支持力。水平方向受力平衡，拉力的水平分力Fcos30°=50×√3/2=25√3N，等于摩擦力f。故选B。5.参考答案：A解析：子弹在木板中的平均加速度a=(v₂-v₁)/t，其中v₁=600m/s，v₂=500m/s，t=0.1s/600m/s=1/6000s。代入解得a=5×10⁴m/s²。故选A。6.参考答案：B解析：人受到的支持力N=mg+ma，代入m=60kg，g=10m/s²，a=1m/s²，解得N=628N。故选B。7.参考答案：C解析：汽车刹车后2秒速度减为36km/h=10m/s，加速度a=(v₂-v₁)/t，代入v₁=20m/s，v₂=10m/s，t=2s，解得a=-5m/s²。刹车距离x=0-v₁²/2a，代入v₁=20m/s，a=-5m/s²，解得x=40m。但题目问的是刹车后2秒内的位移，即从20m/s减速到10m/s的位移，x=0-v₁²/2a，代入v₁=20m/s，a=-5m/s²，解得x=30m。故选C。8.参考答案：B解析：第3秒内的位移等于前3秒的位移减去前2秒的位移，即x₃=x₃-2-x₂-2。根据匀加速直线运动的位移公式x=1/2at²，代入x₃=6m，t₃=3s，解得x₃=4.5m；代入x₂=4m，t₂=2s，解得x₂=2m。所以x₃=6m，x₂=4m，解得a=3m/s²。故选B。9.参考答案：A解析：卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由地球的万有引力提供，即GMm/r²=mv²/r，其中M是地球质量，m是卫星质量，r是轨道半径，v是卫星速度。解得v=√GM/r。地球表面重力加速度g=GM/R²，代入R=2r，解得g=GM/4r²。所以v/g=√GM/r÷GM/4r²=2√2倍。故选A。10.参考答案：B解析：根据自由落体运动的位移公式h=1/2gt²，代入g=10m/s²，t=4s，解得h=80m。故选B。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：圆心参考答案：圆心解析：匀速圆周运动中，物体的速度大小不变，但方向不断变化，因此存在向心加速度。向心加速度的方向始终指向圆心，这是维持物体做圆周运动的必要条件。3.参考答案：mgh参考答案：mgh解析：重力势能是物体由于受到重力作用而具有的能量，其表达式为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：45参考答案：45解析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，其位移公式为h=1/2gt²。代入g=10m/s²和t=3秒，得到h=1/2×10×3²=45米。5.参考答案：F=ma参考答案：F=ma解析：牛顿第二定律是经典力学中的基本定律，它指出物体所受合外力F与其质量m和加速度a之间的关系为F=ma。这个定律描述了力如何改变物体的运动状态。6.参考答案：正参考答案：正解析：摩擦力的大小与物体间的正压力成正比，这是滑动摩擦力的基本性质。其数学表达式为f=μN，其中μ是摩擦系数，N是正压力。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。7.参考答案：匀速直线参考答案：自由落体解析：平抛运动可以分解为水平方向和竖直方向的两个独立运动。水平方向的运动是匀速直线运动，因为不受力的影响；竖直方向的运动是自由落体运动，因为只受重力作用。8.参考答案：5参考答案：5解析：根据牛顿第二定律F=ma，可以求出加速度a=F/m。代入F=10N和m=2kg，得到a=10/2=5m/s²。9.参考答案：乘积参考答案：焦耳解析：功是力与物体在力的方向上位移的乘积，其单位是焦耳。功是描述力对物体做功能力的物理量，符号为W。10.参考答案：只有重力或系统内弹力做功参考答案：只有重力或系统内弹力做功解析：机械能守恒定律适用于只有重力或系统内弹力做功的系统中。在这种系统中，系统的动能和势能可以相互转化，但总机械能保持不变。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。因此，该说法正确。2.参考答案：×解析：在国际单位制（SI）中，力的单位是牛顿（N），而不是千克（kg）。千克是质量的基本单位。力的单位牛顿是根据牛顿第二定律F=ma定义的，即1N=1kg•m/s²。因此，该说法错误。3.参考答案：×解析：摩擦力并不总是阻碍物体的运动。例如，在传送带上的物体，摩擦力是使其随传送带一起运动的原因，是动力。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，而不一定是阻碍物体整体的运动。因此，该说法错误。4.参考答案：×解析：重力的方向总是竖直向下，指向地心，而不是垂直于支持面。重力的方向与支持面的方向无关，除非支持面是水平面，此时重力的方向才与支持面垂直。因此，该说法错误。5.参考答案：√解析：惯性是物体保持其运动状态的性质，惯性大小由物体的质量决定，质量越大，惯性越大。根据牛顿第二定律F=ma，合外力F与加速度a成正比，质量m不变时，合外力越大，加速度越大，即运动状态改变得越快。因此，合外力越大，物体运动状态改变越快，惯性表现越小。因此，该说法正确。6.参考答案：×解析：匀速圆周运动是速度大小不变，但速度方向时刻变化的运动，因此是变速运动。速度是矢量，包括大小和方向，匀速圆周运动的速度方向不断改变，所以是变速运动，而不是匀速运动。因此，该说法错误。7.参考答案：√解析：向心力是使物体沿着圆周路径运动的力，其方向始终指向圆心。如果没有向心力，物体将无法维持圆周运动，会沿切线方向做匀速直线运动。因此，向心力是维持物体做圆周运动的必要条件。因此，该说法正确。8.参考答案：√解析：匀速圆周运动的速度大小不变，而动能公式为E_k=½mv²，其中m是质量，v是速度大小。由于速度大小不变，质量也不变，因此动能保持不变。因此，该说法正确。9.参考答案：×解析：物体从高处自由下落时，如果忽略空气阻力，只受重力作用，其机械能（动能+势能）守恒，不会减小。只有存在非保守力（如空气阻力）做功时，机械能才会转化为内能或其他形式的能量，机械能才会减小。因此，该说法错误。10.参考答案：√解析：牛顿第二定律的公式F=ma中，a与F成正比，与m成反比。该公式表明，在质量m不变的情况下，加速度a与合外力F成正比；在合外力F不变的情况下，加速度a与质量m成反比。这是牛顿第二定律的基本内容。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，揭示了物体不受力或受平衡力时的运动规律。它指出物体具有保持原有运动状态的性质，即惯性。该定律是经典力学的基础，通过理想实验（如伽利略的斜面实验）推导得出，揭示了力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。生活中，如汽车突然刹车时，乘客会向前倾，就是因为乘客具有保持原有运动状态的惯性。2.参考答案：惯性是物体保持原有运动状态的性质。生活中具体表现有：①静止的物体不易被推动，如箱子不易动；②运动的物体不易停下来，如跑步时不易立刻停止；③汽车刹车时，乘客会向前倾；④旋转的陀螺能保持旋转状态。惯性大小与物体质量有关，质量越大，惯性越大。解析：惯性是物体固有的属性，与物体是否受力、是否运动无关。它是物体抵抗运动状态改变的能力。生活中惯性现象普遍存在，如上述例子均体现了物体保持原有运动状态的趋势。惯性是理解牛顿第一定律的关键，也是分析许多力学问题的基础。3.参考答案：①作用在杠杆上的动力和阻力大小相等；②动力臂和阻力臂的长度相等；③杠杆在动力和阻力的作用下处于平衡状态。解析：力矩平衡条件是杠杆平衡的基本要求。当杠杆满足上述任一条件时，杠杆就处于平衡状态。力矩是力对物体转动效应的量度，等于力的大小与力臂（力的作用线到支点的垂直距离）的乘积。力矩平衡条件在生活和工程中有广泛应用，如剪刀、扳手等工具的设计都基于力矩平衡原理。4.参考答案：离心现象产生的原因是物体做圆周运动时，由于惯性，物体总想沿着切线方向运动，但向心力使其保持在圆周轨道上。当向心力消失或不足以维持圆周运动时，物体就会沿切线方向飞出，表现为离心现象。解析：向心力是使物体做圆周运动的力，方向始终指向圆心。离心现象本质上是惯性在圆周运动中的表现。例如，旋转雨伞时，水滴因缺乏足够的向心力而被甩出。离心现象在生活和工程中有广泛应用和危害，如洗衣机的脱水功能就是利用离心现象。5.参考答案：向心力是使物体做圆周运动的力，方向始终指向圆心。它是效果力，不是真实存在的力，而是描述物体运动状态的一种方式。向心力由合力提供，可以是重力、弹力、摩擦力等力的合力。解析：向心力是维持圆周运动的关键，它使物体速度方向不断改变，但速度大小可以不变。向心力的大小与物体质量、速度平方和半径成正比。向心力是理解圆周运动的核心概念，也是分析许多旋转问题的基础。6.参考答案：洗衣机的脱水功能是利用离心现象的实例。洗衣机高速旋转时，衣物做圆周运动，水滴因缺乏足够的向心力而被甩出，从而实现脱水。解析：洗衣机脱水时，衣物随滚筒一起做高速圆周运动，水滴因惯性沿切线方向飞出，达到脱水目的。这是离心现象在生活中的典型应用，通过高速旋转产生足够大的向心力，使水滴被甩出。7.参考答案：匀速圆周运动的特点是：①速度大小不变，但速度方向时刻改变；②加速度不为零，且始终指向圆心，称为向心加速度；③角速度恒定；④周期恒定。解析：匀速圆周运动是速度大小不变但方向不断改变的圆周运动。虽然速度大小恒定，但由于速度方向变化，物体仍有加速度，即向心加速度。向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量。匀速圆周运动是圆周运动中最基本的一种，是理解其他复杂运动的基础。8.参考答案：影响向心力大小的因素有：①物体质量；②物体速度平方；③物体运动半径。向心力大小与物体质