上海市沪教版高中一年级物理第5章同步练习题及答案

上海市沪教版高中一年级物理第5章同步练习题及答案第1页共1页上海市沪教版高中一年级物理第5章同步练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.一个物体做匀速圆周运动，下列说法正确的是A.物体的速度不变B.物体的加速度为零C.物体所受合外力为零D.物体所受合外力方向始终指向圆心参考答案：D2.关于向心力的说法，正确的是A.向心力是一种特殊的力B.向心力可以是重力、弹力或摩擦力的分力C.做匀速圆周运动的物体不受任何力的作用D.向心力的大小与物体质量成正比，与半径成反比参考答案：B3.如图所示，一小球用细线悬挂，静止时细线与竖直方向夹角为θ，现将小球拉到与竖直方向夹角为α的位置释放，小球摆动到最低点时，下列说法正确的是A.小球速度最大B.细线拉力最大C.小球加速度最大D.小球动能最大参考答案：A4.汽车在水平路面上转弯，下列说法正确的是A.汽车受到的静摩擦力提供向心力B.汽车受到的滑动摩擦力提供向心力C.汽车转弯半径越大，所需向心力越小D.汽车转弯速度越大，所需向心力越小参考答案：A5.如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向夹角为θ，现将小球拉到与竖直方向夹角为2θ的位置释放，小球摆动到最低点时，下列说法正确的是A.小球速度为√(gL(1-cosθ))B.细线拉力为3mgC.小球加速度为gD.小球动能等于重力势能的增加量参考答案：B6.如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向夹角为θ，现将小球拉到与竖直方向夹角为2θ的位置释放，小球摆动到最低点时，细线拉力与小球重力之比是A.3B.2C.1D.无法确定参考答案：A7.一个质量为m的物体，在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，周期为T，下列说法正确的是A.物体受到的向心力大小为mR/T^2B.物体受到的向心力方向始终指向圆心C.物体速度大小为2πR/TD.物体加速度大小为4π^2R/T^2参考答案：D8.如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向夹角为θ，现将小球拉到与竖直方向夹角为2θ的位置释放，小球摆动到最低点时，细线拉力与小球重力之差提供向心力，下列说法正确的是A.细线拉力为mg(3+2cosθ)B.小球速度为√(gL(1-cosθ))C.小球加速度为g(3+2cosθ)D.小球动能等于重力势能的增加量参考答案：A9.一个质量为m的物体，在水平面上做匀速圆周运动，半径为R，周期为T，下列说法正确的是A.物体受到的向心力大小为mRω^2B.物体受到的向心力方向始终指向圆心C.物体速度大小为2πR/TD.物体加速度大小为4π^2R/T^2参考答案：D10.如图所示，一个质量为m的小球，用长为L的细线悬挂，细线与竖直方向夹角为θ，现将小球拉到与竖直方向夹角为2θ的位置释放，小球摆动到最低点时，细线拉力与小球重力之差提供向心力，下列说法正确的是A.细线拉力为mg(3+2cosθ)B.小球速度为√(gL(1-cosθ))C.小球加速度为g(3+2cosθ)D.小球动能等于重力势能的增加量参考答案：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.物体做匀速直线运动时，其速度大小与路程的关系是______。参考答案：成正比3.重力的方向总是______。参考答案：竖直向下4.一个物体受到水平方向的推力为10N，竖直方向受到的重力为20N，则该物体受到的合力大小为______N。参考答案：225.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6.在光滑水平面上，一个质量为2kg的物体受到一个水平方向的恒定拉力，2秒内物体从静止开始移动了8米，则该拉力的大小为______N。参考答案：87.物体所含物质的多少叫______。参考答案：质量8.物体运动状态改变的原因是______。参考答案：合外力9.物体受到的合外力越大，其运动状态改变的______。参考答案：越快10.牛顿第一定律描述的是物体在______状态下的运动规律。参考答案：静止或匀速直线运动三、判断题（共10小题，每题2分）1.物体速度变化量越大，其加速度就一定越大。参考答案：×2.在恒力作用下，物体一定做匀变速直线运动。参考答案：×3.物体运动的速度方向不变，但加速度可能变化。参考答案：√4.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：√5.物体受到的合外力越大，其惯性就越大。参考答案：×6.在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，所受合外力为零。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.质点做匀速圆周运动时，其加速度方向始终指向圆心。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.在光滑水平面上，两个物体分别受到水平恒力作用，它们的加速度大小一定相等。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述力矩的定义及其影响因素。参考答案：力矩是指力使物体绕着转动轴转动的作用效果，它等于力的大小与力臂的乘积。力矩的影响因素包括力的大小和力臂的长度。2.说明什么是杠杆的平衡条件。参考答案：杠杆的平衡条件是指杠杆在静止或匀速转动时，作用在杠杆上的所有力矩的代数和为零。数学表达式为：F₁l₁=F₂l₂，其中F₁和F₂是作用在杠杆两端的力，l₁和l₂是这两个力的力臂。3.列举三种常见的简单机械，并简述其工作原理。参考答案：常见的简单机械包括杠杆、滑轮、斜面、轮轴、楔子、螺旋。其中，杠杆的工作原理是利用力臂的不同，通过改变作用力的大小或方向来达到省力或省距离的目的；滑轮的工作原理是利用轮与绳的摩擦力，通过改变力的方向或实现力的传递；斜面的工作原理是利用斜面的长度与高度之比，通过增加作用距离来减小所需的力量；轮轴的工作原理是利用轮和轴的半径差，通过改变力臂来达到省力的目的；楔子的工作原理是利用斜面的组合，通过多次倾斜面来实现分割或紧固；螺旋的工作原理是利用螺旋线的展开，通过旋转运动来实现线性位移或紧固。4.分析力矩和杠杆原理在日常生活中有哪些应用实例。参考答案：力矩和杠杆原理在日常生活中有许多应用实例。例如，开瓶器利用杠杆原理通过较小的力矩打开瓶盖；扳手利用力矩原理拧紧或松开螺母；钳子利用杠杆原理剪断金属丝；跷跷板利用杠杆原理实现平衡和运动；起重机的吊臂利用杠杆原理提升重物；门把手利用轮轴原理转动门锁；斜面坡道利用斜面原理方便车辆上下；剪刀利用杠杆原理剪断纸张或布料；螺丝刀利用螺旋原理拧入螺丝；楔子利用斜面原理劈开木材。5.简述功的定义及其计算公式。参考答案：功是指力对物体作用一段距离所做的功，它等于力的大小与物体在力的方向上移动距离的乘积。计算公式为W=Flcosθ，其中W是功，F是力，l是物体在力的方向上移动的距离，θ是力与移动方向之间的夹角。6.说明功率的定义及其单位。参考答案：功率是指单位时间内所做的功，它描述了做功的快慢。计算公式为P=W/t，其中P是功率，W是功，t是时间。功率的单位是瓦特（W），1瓦特等于1焦耳的功在1秒内完成。7.列举两个影响机械效率的因素。参考答案：影响机械效率的两个主要因素是：有用功和总功。机械效率是指有用功与总功的比值，用公式η=Wu/Wt×100%表示，其中η是机械效率，Wu是有用功，Wt是总功。提高机械效率的方法包括：减小额外功（如摩擦力），增加有用功。8.分析如何提高机械效率。参考答案：提高机械效率的方法包括：减小额外功（如摩擦力），增加有用功；选择合适的机械，根据工作需要选择合适的机械，如使用斜面代替台阶；优化机械设计，改进机械结构，减少不必要的部件；提高机械的制造精度，减少机械磨损；使用高效的传动装置，如使用滚动轴承代替滑动轴承；保持机械的清洁和润滑，减少摩擦阻力；提高机械的工作温度，某些机械在较高温度下效率更高。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，射出点离地面高度为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：水平射程为60m，落地时速度大小为10√5m/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。求电梯中的人对地板的压力。（g取10m/s²）参考答案：600N4.一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。求物体在水平面上运动的加速度。（摩擦系数为0.2，g取10m/s²）参考答案：2m/s²5.一轻弹簧原长为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。求弹簧的伸长量和物体静止时的加速度。（g取10m/s²）参考答案：弹簧伸长量为2cm，加速度为5m/s²6.一辆汽车以72km/h的速度在水平路面上行驶，突然刹车，刹车距离为20m。求汽车的加速度和刹车时间。（g取10m/s²）参考答案：加速度为-5m/s²，刹车时间为4s7.一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，下滑过程中受到的摩擦力为物体重力的0.2倍。求物体下滑到斜面底端时的速度。（g取10m/s²）参考答案：速度为8m/s8.一质量为2kg的小球以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求小球在2秒末的速度方向与水平方向的夹角。（g取10m/s²）参考答案：30°标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：D解析：匀速圆周运动的速度大小不变，但方向时刻改变，所以A错误；加速度不为零，因为速度方向改变，所以B错误；合外力不为零，提供向心力，所以C错误；向心力方向始终指向圆心，所以D正确。2.参考答案：B解析：向心力不是一种特殊的力，而是物体做圆周运动所需的合外力，所以A错误；向心力可以是重力、弹力或摩擦力的分力，例如重力提供向心力就是平抛运动，所以B正确；做匀速圆周运动的物体一定受到合外力，合外力提供向心力，所以C错误；向心力的大小与物体质量成正比，与半径成反比，只适用于匀速圆周运动，所以D错误。3.参考答案：A解析：小球摆动到最低点时，速度最大，因为动能最大，所以A正确；细线拉力最大，因为此时向心力最大，所以B错误；小球加速度最大，因为此时向心加速度最大，所以C错误；小球动能最大，但重力势能最小，所以D错误。4.参考答案：A解析：汽车转弯时，静摩擦力提供向心力，所以A正确；滑动摩擦力提供向心力是危险的，因为会导致车轮打滑，所以B错误；汽车转弯半径越大，所需向心力越小，所以C正确；汽车转弯速度越大，所需向心力越大，所以D错误。5.参考答案：B解析：小球摆动到最低点时，速度为√(2gL(1-cosθ))，所以A错误；细线拉力为3mg，因为此时向心力为2mg，所以B正确；小球加速度为g(3+2cosθ)，所以C错误；小球动能大于重力势能的增加量，因为还要考虑动能的增加量，所以D错误。6.参考答案：A解析：细线拉力与小球重力之比是3，因为此时向心力为2mg，所以细线拉力为3mg，所以A正确；小球速度为√(2gL(1-cosθ))，所以B错误；小球加速度为g(3+2cosθ)，所以C错误；小球动能大于重力势能的增加量，所以D错误。7.参考答案：D解析：物体受到的向心力大小为mR(4π^2/T^2)，所以A错误；物体受到的向心力方向始终指向圆心，所以B正确；物体速度大小为2πR/T，所以C正确；物体加速度大小为4π^2R/T^2，所以D正确。8.参考答案：A解析：细线拉力为mg(3+2cosθ)，因为此时向心力为2mg，所以细线拉力为3mg，所以A正确；小球速度为√(2gL(1-cosθ))，所以B错误；小球加速度为g(3+2cosθ)，所以C错误；小球动能大于重力势能的增加量，所以D错误。9.10.二、填空题1.参考答案：牛顿参考答案：牛顿解析：国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。这是力学中的基本单位，由牛顿第二定律定义，即F=ma中的F单位。2.参考答案：成正比参考答案：成正比解析：匀速直线运动是指物体在直线上以恒定的速度运动，速度v是路程s与时间t的比值，即v=s/t，所以路程s与时间t成正比。3.参考答案：竖直向下参考答案：竖直向下解析：重力是由于地球吸引而使物体受到的力，其方向总是指向地心，即竖直向下。4.参考答案：22参考答案：22解析：由于水平推力与重力方向垂直，所以合力大小可以通过勾股定理计算，即F合=√(F²+G²)=√(10²+20²)=√500≈22.36N，由于题目要求整数，所以取22N。5.参考答案：合外力参考答案：合外力解析：根据牛顿第二定律，物体加速度a与合外力F成正比，即F=ma，所以速度变化说明物体一定受到合外力的作用。6.参考答案：8参考答案：8解析：根据匀加速直线运动的位移公式s=½at²，可以求出加速度a=s/½t²=8/(½2²)=4m/s²，再根据F=ma，拉力F=2kg4m/s²=8N。7.参考答案：质量参考答案：质量解析：质量是物体所含物质的多少，是物体惯性大小的量度，也是物体引力相互作用强度的量度。8.参考答案：合外力参考答案：合外力解析：根据牛顿第二定律，物体运动状态改变的原因是受到合外力的作用，合外力不为零时，物体加速度不为零，运动状态就会改变。9.参考答案：越快参考答案：越快解析：根据牛顿第二定律，合外力越大，加速度越大，即运动状态改变的越快，这是惯性的体现。10.参考答案：静止或匀速直线运动参考答案：静止或匀速直线运动解析：牛顿第一定律描述的是物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律，即物体保持静止或匀速直线运动状态。三、判断题1.参考答案：×解析：加速度是描述速度变化快慢的物理量，其大小不仅取决于速度变化量，还取决于变化所用的时间。速度变化量越大，如果变化所用时间很长，加速度仍然可以很小。因此，物体速度变化量越大，其加速度不一定越大。2.参考答案：×解析：在恒力作用下，如果力的方向与物体的初速度方向不在同一直线上，物体将做曲线运动，而不是匀变速直线运动。只有当恒力的方向与物体的初速度方向在同一直线上时，物体才会做匀变速直线运动。3.参考答案：√解析：物体运动的速度方向不变，但如果速度的大小发生变化，即速度的变化率不为零，那么物体就具有加速度。例如，在平抛运动中，物体的速度方向始终沿水平方向，但速度的大小却在不断变化，因此加速度不为零。4.参考答案：√解析：牛顿第一定律指出，物体在没有受到外力作用或者所受合外力为零时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。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。5.参考答案：×解析：惯性是物体保持其原有运动状态的性质，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体受到的合外力无关。物体受到的合外力越大，其加速度越大，但惯性大小不变。6.参考答案：×解析：在光滑水平面上做匀速圆周运动的物体，虽然速度的大小保持不变，但其速度方向不断变化，因此存在加速度。根据牛顿第二定律，物体必须受到一个指向圆心的合外力，即向心力，所以所受合外力不为零。7.参考答案：√解析：向心力是维持物体做圆周运动的必要条件，它使物体的速度方向不断变化，从而保持圆周运动。如果没有向心力，物体将沿切线方向做匀速直线运动。8.参考答案：√解析：质点做匀速圆周运动时，其速度大小保持不变，但速度方向不断变化，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。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，物体只受到重力作用，其机械能守恒。重力势能转化为动能，但总机械能保持不变。如果考虑空气阻力，机械能会因空气阻力做功而逐渐减小。10.参考答案：√解析：在光滑水平面上，两个物体分别受到水平恒力作用，根据牛顿第二定律F=ma，加速度a与力F成正比，与质量m成反比。如果两个物体受到的恒力大小相等，且质量相等，那么它们的加速度大小一定相等。如果质量不相等，加速度大小将不同。四、简答题1.参考答案：力矩是指力使物体绕着转动轴转动的作用效果，它等于力的大小与力臂的乘积。力矩的影响因素包括力的大小和力臂的长度。解析：力矩（M）是描述力对物体产生转动效应的物理量，其定义式为M=Fl，其中F是作用力，l是力臂（指从转动轴到力的作用线的垂直距离）。力矩是矢量，具有大小和方向，方向遵循右手定则。力矩的大小取决于两个主要因素：一是作用力的大小，力越大，力矩越大；二是力臂的长度，力臂越长，力矩越大。力矩的作用效果是使物体产生转动趋势或改变转动状态。在分析力矩时，需要明确转动轴的位置，并正确计算力臂的长度。力矩在物理学中是描述转动动力学的基础概念，广泛应用于力学、工程学等领域。2.参考答案：杠杆的平衡条件是指杠杆在静止或匀速转动时，作用在杠杆上的所有力矩的代数和为零。数学表达式为：F₁l₁=F₂l₂，其中F₁和F₂是作用在杠杆两端的力，l₁和l₂是这两个力的力臂。解析：杠杆的平衡条件是杠杆力学中的基本原理，它描述了杠杆在平衡状态时各力矩之间的关系。当杠杆平衡时，顺时针方向的力矩总和等于逆时针方向的力矩总和。这个条件可以用来计算杠杆上的未知力或力臂。杠杆的平衡条件不仅适用于理想杠杆，也适用于实际生活中的各种杠杆系统，如剪刀、扳手、seesaw等。理解这个条件对于分析杠杆的工作原理和设计杠杆类工具具有重要意义。3.参考答案：常见的简单机械包括杠杆、滑轮、斜面、轮轴、楔子、螺旋。其中，杠杆的工作原理是利用力臂的不同，通过改变作用力的大小或方向来达到省力或省距离的目的；滑轮的工作原理是利用轮与绳的摩擦力，通过改变力的方向或实现力的传递；斜面的工作原理是利用斜面的长度与高度之比，通过增加作用距离来减小所需的力量；轮轴的工作原理是利用轮和轴的半径差，通过改变力臂来达到省力的目的；楔子的工作原理是利用斜面的组合，通过多次倾斜面来实现分割或紧固；螺旋的工作原理是利用螺旋线的展开，通过旋转运动来实现线性位移或紧固。解析：简单机械是古代力学的重要组成部分，它们通过改变力的作用方式来实现省力、省距离或改变力的方向。杠杆是最基本的简单机械，通过力臂的不同可以实现不同的力学效果。滑轮可以分为定滑轮和动滑轮，定滑轮改变力的方向，动滑轮省力。斜面通过增加作用距离来减小所需的力量，广泛应用于斜坡、楼梯等。轮轴利用轮和轴的半径差实现省力。楔子和螺旋是斜面的变形，分别用于分割、紧固和线性运动。这些简单机械在日常生活中有着广泛的应用，是现代机械原理的基础。4.参考答案：力矩和杠杆原理在日常生活中有许多应用实例。例如，开瓶器利用杠杆原理通过较小的力矩打开瓶盖；扳手利用力矩原理拧紧或松开螺母；钳子利用杠杆原理剪断金属丝；跷跷板利用杠杆原理实现平衡和运动；起重机的吊臂利用杠杆原理提升重物；门把手利用轮轴原理转动门锁；斜面坡道利用斜面原理方便车辆上下；剪刀利用杠杆原理剪断纸张或布料；螺丝刀利用螺旋原理拧入螺丝；楔子利用斜面原理劈开木材。解析：力矩和杠杆原理在日常生活中有着广泛的应用，它们通过改变力的作用方式来实现各种力学效果。开瓶器、扳手、钳子、跷跷板、起重机、门把手、斜面坡道、剪刀、螺丝刀、楔子等都是力矩和杠杆原理的应用实例。这些工具和设备通过合理设计力臂和力的作用点，实现了省力、省距离或改变力的方向的目的，提高了人们的生活和工作效率。力矩和杠杆原理的应用不仅限于这些实例，还广泛应用于各种机械和工具的设计中，是现代工程学的重要基础。5.参考答案：功是指力对物体作用一段距离所做的功，它等于力的大小与物体在力的方向上移动距离的乘积。计算公式为W=Flcosθ，其中W是功，F是力，l是物体在力的方向上移动的距离，θ是力与移动方向之间的夹角。解析：功是描述力对物体产生位移效果的物理量，它是力与位移的乘积。功的计算需要考虑三个因素：力的大小、物体在力的方向上移动的距离以及力与移动方向之间的夹角。当力与移动方向相同（θ=0）时，功最大；当力与移动方向垂直（θ=90°）时，功为零。功的单位是焦耳（J），1焦耳等于1牛顿的力使物体在力的方向上移动1米所做的功。功是能量转化的量度，在力学中是描述力对物体做功能力的基本概念。6.参考答案：功率是指单位时间内所做的功，它描述了做功的快慢。计算公式为P=W/t，其中P是功率，W是功，t是时间。功率的单位是瓦特（W），1瓦特等于1焦耳的功在1秒内完成。解析：功率是描述做功快慢的物理量，它表示单位时间内所做的功。功率的计算需要考虑两个因素：所做的功和时间。功率的单位是瓦特（W），1瓦特等于1焦耳的功在1秒内完成。功率还可以用力和速度的乘积来表示，即P=Fv，其中F是力，v是物体的速度。功率在日常生活和工程中具有重要意义，它反映了做功的效率和能力。例如，发动机的功率决定了车辆的加速性能，电器的功率决定了电器的能耗和性能。7.参考答案：影响机械效率的两个主要因素是：有用功和总功。机械效率是指有用功与总功的比值，用公式η=Wu/Wt×100%表示，其中η是机械效率，Wu是有用功，Wt是总功。提高机械效率的方法包括：减小额外功（如摩擦力），增加有用功。解析：机械效率是描述机械做功效率的物理量，它是有用功与总功的比值。影响机械效率的主要因素包括有用功和总功。有用功是指机械对外界做的有用功，总功是指机械输入的总功，包括有用功和额外功。额外功主要是克服机械自身摩擦、空气阻力等做的功。提高机械效率的方法包括：减小额外功，如使用润滑剂减小摩擦；增加有用功，如提高机械的工作能力。机械效率是衡量机械性能的重要指标，高效的机械可以更好地利用能源，提高工作效率。8.参考答案：提高机械效率的方法包括：减小额外功（如摩擦力），增加有用功；选择合适的机械，根据工作需要选择合适的机械，如使用斜面代替台阶；优化机械设计，改进机械结构，减少不必要的部件；提高机械的制造精度，减少机械磨损；使用高效的传动装置，如使用滚动轴承代替滑动轴承；保持机械的清洁和润滑，减少摩擦阻力；提高机械的工作温度，某些机械在较高温度下效率更高。解析：提高机械效率是工程学和物理学中的重要问题，它关系到能源的利用效率和机械的工作性能。提高机械效率的方法包括：减小额外功，如使用润滑剂减小摩擦，选择滚动轴承代替滑动轴承；增加有用功，如提高机械的工作能力，选择合适的机械；优化机械设计，改进机械结构