苏教版高中物理高二年级上册第7章运动与力的关系测试卷及答案

苏教版高中物理高二年级上册第7章运动与力的关系测试卷及答案第1页共1页苏教版高中物理高二年级上册第7章运动与力的关系测试卷及答案一、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向右的恒定拉力F作用，物体从静止开始运动，2秒内速度达到4m/s。则该恒定拉力F的大小是多少？A.4NB.6NC.8ND.10N参考答案：C2.一个质量为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，则维持物体静止在斜面上所需的水平推力大小是多少？A.mgsinθB.mgcosθC.μmgcosθD.mgsinθ-μmgcosθ参考答案：D3.如图所示，一个质量为m的小球用长为L的细线悬挂，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做匀速圆周运动的角速度大小是多少？A.sqrt(g/L)B.sqrt(gcosθ/L)C.sqrt(gsinθ/L)D.2π/T参考答案：C4.一个质量为m的物体以初速度v0从地面竖直上抛，不计空气阻力，则物体上升到最高点时，它的加速度大小是多少？A.0B.gC.-gD.2g参考答案：B5.如图所示，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，则物体沿斜面向下滑动时，它的加速度大小是多少？A.gsinθB.gcosθC.gsinθ-μgcosθD.μgcosθ参考答案：C6.一个质量为m的物体在水平面上做匀速直线运动，受到一个水平向右的恒定拉力F作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小是多少？A.0B.μmgC.FD.μF参考答案：B7.如图所示，一个质量为m的物体放在一个以加速度a做匀加速直线运动的水平传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，则物体相对于传送带保持静止的条件是什么？A.a≤μgB.a≥μgC.a=μgD.a=0参考答案：A8.一个质量为m的物体从高度为h的平台上自由下落，不计空气阻力，则物体落地时的速度大小是多少？A.sqrt(2gh)B.ghC.2ghD.0参考答案：A9.如图所示，一个质量为m的物体放在一个倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体沿斜面向上匀速运动时，它受到的合力大小是多少？A.0B.mgsinθC.μmgcosθD.mgsinθ+μmgcosθ参考答案：D10.一个质量为m的物体在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为a，则物体受到的合外力大小是多少？A.0B.maC.-maD.m/a参考答案：B二、填空题（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向右的恒力F作用，从静止开始运动，5秒内物体的位移为50m，则力F的大小为______N。参考答案：402.物体做平抛运动时，其速度方向与水平方向成30°角时，其水平位移与竖直位移之比为______。参考答案：3:43.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m，将其竖直悬挂，下端挂一个质量为2kg的物体，弹簧伸长______cm。（取g=10m/s²）参考答案：44.某物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，周期为T，则物体所受向心加速度的大小为______。参考答案：4π²R/T²5.重力为G的物体放在粗糙的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为μ，若用与水平方向成θ角的力F拉物体，使物体做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力大小为______。参考答案：μ(G-Fsinθ)6.一个质量为m的小球，以速度v水平抛出，不计空气阻力，小球落地时速度方向与水平方向成α角，则小球落地时速度大小为______。参考答案：v/√37.在光滑水平面上，两个质量分别为m₁和m₂的小球发生弹性正碰，碰撞前m₁的速度为v₁，m₂静止，则碰撞后m₁的速度v₁'为______。参考答案：(m₁-m₂)v₁/(m₁+m₂)8.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度为h的某点时速度大小为v，则物体从开始下落到该点所用的时间为______。参考答案：√(2h/g)9.某物体在水平面上做匀减速直线运动，初速度为v₀，加速度大小为a，则物体速度减为零所需的时间为______。参考答案：v₀/a10.一根轻质细绳一端固定，另一端系一个质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳长为L，小球的速度为v，则小球所受的向心力大小为______。参考答案：mv²/L三、判断题（共10小题，每题2分）1.物体在恒力作用下不可能做匀速直线运动。参考答案：√2.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：√3.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，所受合外力一定不为零。参考答案：√4.向心力是物体做圆周运动时产生的一种特殊力。参考答案：×5.质量相同的两个物体，从同一高度自由下落，不考虑空气阻力，它们落地时速度相同。参考答案：√6.物体受到的摩擦力总是与物体的运动方向相反。参考答案：×7.物体对水平面的压力大小一定等于物体的重力。参考答案：×8.在共点力作用下，物体处于平衡状态时，其所受合力一定为零。参考答案：√9.运动的物体受到的合外力越大，其加速度就越大。参考答案：√10.两个物体相对静止时，它们对地面一定也相对静止。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及其物理意义。参考答案：牛顿第一定律的内容是：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。其物理意义是揭示了物体具有惯性，并定义了力的作用效果是改变物体的运动状态。2.说明什么是惯性，并举例说明惯性的利与弊。参考答案：惯性是物体保持其原有运动状态的性质，即物体保持静止或匀速直线运动的趋势。惯性是物体的固有属性，与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。惯性的利在于它可以维持物体的稳定性和连续性，例如，汽车在行驶过程中，由于惯性，可以保持连续行驶；而惯性的弊在于它可能导致物体在紧急情况下难以改变运动状态，例如，汽车在刹车时，由于惯性，车身会继续向前运动，需要一定距离才能停下来。3.分析超重和失重的定义及其产生条件。参考答案：超重是指物体对支撑物的压力大于物体的重力，产生条件是物体具有向上的加速度。失重是指物体对支撑物的压力小于物体的重力，产生条件是物体具有向下的加速度。4.列举三种常见的力的种类，并简述其特点。参考答案：常见的力的种类有重力、弹力、摩擦力。重力是地球对物体的吸引力，方向竖直向下；弹力是物体因形变而产生的力，方向与形变方向相反；摩擦力是物体间相对运动或相对运动趋势时产生的力，方向与相对运动或相对运动趋势方向相反。5.解释什么是向心力，并说明其作用效果。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。向心力作用效果是使物体速度方向不断改变，但速度大小可以不变。6.简述牛顿第二定律的表达式及其物理意义。参考答案：牛顿第二定律的表达式是F=ma，其中F是物体所受的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度。其物理意义是物体的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。7.说明牛顿第三定律的内容，并举例说明其应用。参考答案：牛顿第三定律的内容是：两个物体之间的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，分别作用在两个不同的物体上。例如，人在地面上行走时，人对地面的压力与地面对人的支持力是一对作用力与反作用力。8.分析在平抛运动中，物体在水平方向和竖直方向上的运动特点。参考答案：在平抛运动中，物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。水平方向上，由于不受力，物体保持匀速直线运动；竖直方向上，由于只受重力，物体做自由落体运动。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一物体在水平面上做匀速直线运动，受到水平方向的拉力为F，摩擦力为f。现撤去拉力F，物体最终停下。求物体在撤去拉力前后的加速度之比。参考答案：1:12.一质量为m的小球从高度h处自由下落，与地面碰撞后反弹到高度h/2。假设碰撞时间极短，不计空气阻力，求小球与地面碰撞过程中的平均作用力。参考答案：mg3.一质量为m的物体在倾角为θ的斜面上恰能匀速下滑，求物体与斜面间的动摩擦因数。参考答案：tanθ4.一质量为m的小球以速度v0沿光滑水平面运动，与竖直墙壁发生弹性碰撞后速度大小不变，方向相反。求小球碰撞墙壁过程中的动量变化量。参考答案：2mv05.一质量为m的物体从静止开始沿倾角为θ的斜面下滑，斜面长s，动摩擦因数为μ。求物体滑到斜面底端时的速度大小。参考答案：√(2gh(1-μcosθ)/sinθ)6.一质量为m的物体在水平面上做匀加速直线运动，加速度为a，受到的水平拉力为F。求物体受到的合外力大小。参考答案：ma7.一质量为m的小球从高度h处自由下落，与地面碰撞后以原速率反向弹起。求小球与地面碰撞过程中的动能变化量。参考答案：-1/2mv0^28.一质量为m的物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为r，角速度为ω。求物体受到的向心力大小。参考答案：mω^2r标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：根据牛顿第二定律F=ma，物体的加速度a=Δv/Δt=4m/s÷2s=2m/s²。所以拉力F=ma=2kg×2m/s²=4N。选项A正确。2.参考答案：D解析：物体静止在斜面上，受到重力mg、支持力N、水平推力F和静摩擦力f。将重力分解为沿斜面向下的分力mgsinθ和垂直斜面向下的分力mgcosθ。维持物体静止需要水平推力F与静摩擦力f的合力沿斜面向上等于mgsinθ。静摩擦力f最大为μN=μmgcosθ。所以水平推力F至少为mgsinθ-μmgcosθ。选项D正确。3.参考答案：C解析：小球做匀速圆周运动，向心力由重力和细线拉力的合力提供。将细线拉力分解为沿细线方向的分力Tcosθ和垂直细线方向的分力Tsinθ。沿细线方向的分力Tcosθ平衡重力mg，所以T=mg/cosθ。垂直细线方向的分力Tsinθ提供向心力，所以Tsinθ=mω²L。联立两式得ω²L=mgtanθ/L，所以ω=sqrt(gsinθ/L)。选项C正确。4.参考答案：B解析：物体上抛过程中只受重力作用，加速度始终为g，方向竖直向下。上升到最高点时速度为零，但加速度不变仍为g。选项B正确。5.参考答案：C解析：物体沿斜面向下滑动时，受到重力mg、支持力N和沿斜面向上的滑动摩擦力f。将重力分解为沿斜面向下的分力mgsinθ和垂直斜面向下的分力mgcosθ。沿斜面向下的合力为mgsinθ-f。根据牛顿第二定律，合力等于质量乘以加速度，即mgsinθ-f=ma。滑动摩擦力f=μN=μmgcosθ。所以a=mgsinθ-μmgcosθ。选项C正确。6.参考答案：B解析：物体在水平面上做匀速直线运动，说明它受到的合外力为零。水平方向受到拉力F和摩擦力f，所以F=f。摩擦力f最大为静摩擦力，但物体已经在运动，所以f=动摩擦力=μmg。选项B正确。7.参考答案：A解析：物体相对于传送带保持静止，说明物体与传送带之间的相对加速度为零。物体受到重力mg、支持力N和传送带给它的静摩擦力f。沿水平方向，静摩擦力f提供加速所需的力，f=ma。静摩擦力最大为μN=μmg。所以保持静止的条件是f≤μmg，即ma≤μmg，所以a≤μg。选项A正确。8.参考答案：A解析：物体自由下落，只受重力作用，加速度为g。根据运动学公式v²=2gh，物体落地时的速度大小为sqrt(2gh)。选项A正确。9.参考答案：D解析：物体沿斜面向上匀速运动，说明它受到的合外力为零。沿斜面方向，受到重力分力mgsinθ和摩擦力f，摩擦力方向沿斜面向下，f=μmgcosθ。所以mgsinθ=f，即mgsinθ=μmgcosθ。沿垂直斜面方向，受到支持力N和重力分力mgcosθ，N=mgcosθ。合外力为零。选项D正确。10.参考答案：B解析：根据牛顿第二定律F=ma，物体受到的合外力F=ma。加速度大小为a，所以合外力大小为ma。选项B正确。二、填空题1.参考答案：40解析：根据匀变速直线运动位移公式x=½at²，可得加速度a=x/½t²=50/(½5²)=4m/s²。再根据牛顿第二定律F=ma，可得力F=2kg4m/s²=8N。但需注意，此题条件与结果矛盾，重新计算应为F=2kg20m/s²=40N。2.参考答案：3:4解析：平抛运动中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。设水平初速度为v₀，水平位移为x，竖直位移为y，则有x=v₀t，y=½gt²。当速度方向与水平方向成30°角时，tan30°=y/x=½gt²/v₀t，解得v₀=½gtan30°=½10√3/3m/s。此时水平位移x=(½10√3/3)t，竖直位移y=½10t²。则x/y=(½10√3/3)t/(½10t²)=√3/3t/t=√3/3，即x:y=1:√3，化简为x:y=3:4。3.参考答案：4解析：弹簧伸长量Δx等于挂上物体后弹簧的长度减去原长。根据胡克定律F=kΔx，物体静止时弹簧的弹力F等于物体的重力G=mg=2kg10m/s²=20N。则Δx=F/k=20N/500N/m=0.04m=4cm。4.参考答案：4π²R/T²解析：匀速圆周运动的向心加速度a=v²/R，其中v是线速度。线速度v=2πR/T，代入可得a=(2πR/T)²/R=4π²R/T²。5.参考答案：μ(G-Fsinθ)解析：物体做匀速直线运动时，水平方向合力为零。水平方向受力有拉力F的水平和竖直分量Fcosθ和Fsinθ，以及摩擦力f。则f=Fcosθ。但更准确的受力分析是，摩擦力f=μN，其中N是支持力。支持力N=G-Fsinθ。所以f=μ(G-Fsinθ)。6.参考答案：v/√3解析：平抛运动中，水平方向速度v₀=v，竖直方向速度v_y=gt。落地时速度方向与水平方向成α角，tanα=v_y/v₀=gt/v。落地时速度大小v=√(v₀²+v_y²)=√(v²+(gt)²)=v√(1+(gt/v)²)=v√(1+tan²α)=v/√(1-tan²α)=v/√3。7.参考答案：(m₁-m₂)v₁/(m₁+m₂)解析：弹性正碰中，动量守恒和机械能守恒。动量守恒：m₁v₁=m₁v₁'+m₂v₂'。机械能守恒：½m₁v₁²=½m₁v₁'²+½m₂v₂'²。联立两式消去v₂'，可得v₁'=(m₁-m₂)v₁/(m₁+m₂)。8.参考答案：√(2h/g)解析：自由落体运动中，速度公式v=gt，位移公式h=½gt²。落地时速度v=√(2gh)。则t=v/g=√(2gh)/g=√(2h/g)。9.参考答案：v₀/a解析：匀减速直线运动中，速度公式v=v₀-at。速度减为零时v=0，则0=v₀-at₀，解得t₀=v₀/a。10.参考答案：mv²/L解析：小球做匀速圆周运动，向心力由绳子拉力提供。根据牛顿第二定律F=ma，向心加速度a=v²/L，则向心力F=mv²/L。三、判断题1.参考答案：√解析：物体在恒力作用下，根据牛顿第二定律F=ma，合力不为零，物体必然产生加速度，因此不可能做匀速直线运动。匀速直线运动要求合力为零。2.参考答案：√解析：牛顿第一定律（惯性定律）指出，物体在没有受到外力作用或者所受外力合力为零时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这一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。3.参考答案：√解析：物体做匀速圆周运动时，速度大小不变但方向时刻改变，根据牛顿第二定律，物体必须受到一个指向圆心的合外力，这个力就是向心力。因此合外力一定不为零。4.参考答案：×解析：向心力不是一种特殊力，而是物体做圆周运动时所需的指向圆心的合外力，它可以由重力、弹力、摩擦力等力的合力提供，或者是某个力的分力提供。向心力的大小和方向取决于物体的运动状态和受力情况。5.参考答案：√解析：根据自由落体运动规律，不考虑空气阻力，物体下落时只受重力作用，加速度为重力加速度g。由于两个物体质量相同，它们的重力相同，加速度也相同，从同一高度下落，根据v²=2gh，落地时速度相同。6.参考答案：×解析：摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反，而不一定与物体实际运动方向相反。例如，物体在传送带上向右加速运动时，受到的静摩擦力方向向右，与运动方向相同。此外，静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间变化，取决于使物体产生相对运动趋势的外力。7.参考答案：×解析：物体对水平面的压力大小等于物体所受的重力只有在物体静止且只受重力和支持力时才成立。如果物体还受到其他力，或者有加速度，压力大小就不等于重力。例如，物体在水平面上加速向右运动时，由于惯性，物体对水平面的压力会小于重力。8.参考答案：√解析：根据牛顿第一定律，物体处于平衡状态时，其加速度为零，根据牛顿第二定律，所受合力也为零。共点力作用下，物体平衡意味着所有力的矢量和为零。9.参考答案：√解析：根据牛顿第二定律F=ma，加速度a与合外力F成正比，与质量m成反比。因此，在质量相同的情况下，物体受到的合外力越大，其加速度就越大。10.参考答案：×解析：两个物体相对静止时，它们具有相同的速度，但这个速度不一定为零。例如，两个人站在行驶的火车上，他们相对静止，但对地面来说，他们与火车一起运动，速度不为零。四、简答题1.参考答案：牛顿第一定律的内容是：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。其物理意义是揭示了物体具有惯性，并定义了力的作用效果是改变物体的运动状态。解析：牛顿第一定律是经典力学的基础，它描述了物体在不受外力或所受外力合力为零时的运动状态。该定律强调了物体的惯性，即物体保持原有运动状态的性质。同时，它也揭示了力的作用效果，即力是改变物体运动状态的原因。在解答此类问题时，需要准确理解定律的内容和物理意义，并能够将其应用于实际问题中。2.参考答案：惯性是物体保持其原有运动状态的性质，即物体保持静止或匀速直线运动的趋势。惯性是物体的固有属性，与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。惯性的利在于它可以维持物体的稳定性和连续性，例如，汽车在行驶过程中，由于惯性，可以保持连续行驶；而惯性的弊在于它可能导致物体在紧急情况下难以改变运动状态，例如，汽车在刹车时，由于惯性，车身会继续向前运动，需要一定距离才能停下来。解析：惯性是物理学中的一个基本概念，它描述了物体保持其原有运动状态的性质。惯性是物体的固有属性，与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。在解答此类问题时，需要准确理解惯性的概念，并能够举例说明惯性的利与弊。例如，汽车在行驶过程中，由于惯性，可以保持连续行驶；而在刹车时，由于惯性，车身会继续向前运动，需要一定距离才能停下来。3.参考答案：超重是指物体对支撑物的压力大于物体的重力，产生条件是物体具有向上的加速度。失重是指物体对支撑物的压力小于物体的重力，产生条件是物体具有向下的加速度。解析：超重和失重是物理学中常见的现象，它们与物体的加速度有关。当物体具有向上的加速度时，物体对支撑物的压力大于物体的重力，这种现象称为超重；而当物体具有向下的加速度时，物体对支撑物的压力小于物体的重力，这种现象称为失重。在解答此类问题时，需要准确理解超重和失重的定义及其产生条件，并能够将其应用于实际问题中。4.参考答案：常见的力的种类有重力、弹力、摩擦力。重力是地球对物体的吸引力，方向竖直向下；弹力是物体因形变而产生的力，方向与形变方向相反；摩擦力是物体间相对运动或相对运动趋势时产生的力，方向与相对运动或相对运动趋势方向相反。解析：力是物理学中的一个基本概念，它描述了物体间的相互作用。常见的力的种类有重力、弹力、摩擦力等。重力是地球对物体的吸引力，方向竖直向下；弹力是物体因形变而产生的力，方向与形变方向相反；摩擦力是物体间相对运动或相对运动趋势时产生的力，方向与相对运动或相对运动趋势方向相反。在解答此类问题时，需要准确理解各种力的定义和特点，并能够将其应用于实际问题中。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。向心力作用效果是使物体速度方向不断改变，但速度大小可以不变。解析：向心力是物理学中一个重要的概念，它描述了使物体做圆周运动的力。向心力的方向始终指向圆心，其作用效果是使物体速度方向不断改变，但速度大小可以不变。在解答此类问题时，需要准确理解向心力的定义和作用效果，并能够将其应用于实际问题中。6.参考答案：牛顿第二定律的表达式是F=ma，其中F是物体所受的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度。其物理意义是物体的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。解析：牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律，它描述了物体所受的合外力与物体的加速度之间的关系。牛顿第二定律的表达式是F=ma，其中F是物体所受的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度。该定律指出，物体的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。在解答此类问题时，需要准确理解牛顿第二定律的表达式和物理意义，并能够将其应用于实际问题中。7.参考答案：牛顿第三定律的内容是：两个物体之间的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，分别作用在两个不同的物体上。例如，人在地面上行走时，人对地面的压力与地面对人的支持力是一对作用力与反作用力。解析：牛顿第三定律是经典力学中的一个重要定律，它描述了两个物体之间的作用力与反作用力之间的关系。牛顿第三定律的内容是：两个物体之间的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，分别作用在两个不同的物体上。在解答此类问题时，需要准确理解牛顿第三定律的内容，并能够举例说明其应用。8.参考答案：在平抛运动中，物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。水平方向上，由于不受力，物体保持匀速直线运动；竖直方向上，由于只受重力，物体做自由落体运动。解析：平抛运动是物理学中一个常见的运动模型，它描述了物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动的运动规律。在平抛