人教版高中物理必修第一册第11章测试卷及答案

人教版高中物理必修第一册第11章测试卷及答案第1页共1页人教版高中物理必修第一册第11章测试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.一物体在粗糙水平面上受到一个水平恒力F的作用，向右做匀加速直线运动，撤去F后，物体将：A.立即停止运动B.继续向右做匀速直线运动C.继续向右做匀减速直线运动D.立即向左做匀减速直线运动参考答案：C2.一质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面的倾角为θ，不计摩擦力，物体滑到斜面底端时的速度大小为：A.√(2gh)B.√(gh)C.√(gh/2)D.√(ghθ)参考答案：A3.一根轻质弹簧原长为l₀，劲度系数为k，一端固定，另一端悬挂一质量为m的物体，弹簧伸长量为Δl，物体处于静止状态，弹簧的弹力大小为：A.kΔlB.mgC.k(l₀+Δl)D.kΔl/mg参考答案：B4.一物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去F后，物体将：A.立即停止运动B.继续向右做匀速直线运动C.继续向右做匀减速直线运动D.立即向左做匀减速直线运动参考答案：C5.一质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，物体恰好不滑动的条件是：A.mgsinθ=μmgcosθB.mgcosθ=μmgsinθC.mg=μmgsinθD.mg=μmgcosθ参考答案：A6.一物体从高为h的粗糙水平桌面上以速度v₀水平抛出，不计空气阻力，物体落地时的速度大小为：A.√(v₀²+2gh)B.v₀+√(2gh)C.√(v₀²+gh)D.v₀+√(gh)参考答案：A7.一质量为m的物体以速度v₀沿粗糙水平面运动，动摩擦因数为μ，物体运动距离为s后停下，摩擦力做的功为：A.-μmv₀²/2B.-μmgsC.-μmv₀²sD.-μmgh参考答案：A8.一物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，撤去F后，物体的加速度将：A.立即变为0B.保持不变C.变为μaD.变为μg参考答案：B9.一根长为L的均匀细杆，其质量为m，重心位于杆的中点，将其一端支在水平面上，另一端用水平力F推，杆与水平面间的动摩擦因数为μ，杆保持静止的条件是：A.F=μmg/2B.F=μmgL/2C.F=μmgLD.F=μmg/2L参考答案：B10.一物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去F后，物体将：A.立即停止运动B.继续向右做匀速直线运动C.继续向右做匀减速直线运动D.立即向左做匀减速直线运动参考答案：C二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.一物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，则撤去F后，物体的加速度大小为______。参考答案：a2.一质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止滑下，斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则物体滑到斜面底端时的速度大小为______。参考答案：√(2gh(1-μsinθ)/cosθ)3.一根轻质弹簧原长为l₀，劲度系数为k，一端固定，另一端悬挂一质量为m的物体，弹簧伸长量为x，则物体受到的弹簧弹力大小为______。参考答案：kx4.一物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去F后，物体由于惯性继续运动，最终由于摩擦力作用而静止，则摩擦力对物体做的功为______。参考答案：μmv₀²/2a5.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过时间t₁落到地面，再从地面以初速度v₀竖直上抛，经过时间t₂上升到最高点，则t₁与t₂的关系为______。参考答案：t₁=t₂6.一物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，撤去F后，物体的加速度大小为______。参考答案：a7.一根长为L的均匀细杆，其质量为m，重心位于杆的中点，将其一端固定在水平面上，在杆的另一端施加一个与水平面成θ角的力F，使杆处于平衡状态，则力F的大小为______。参考答案：(mgLcosθ)/(sinθcosθ)8.一物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去F后，物体由于惯性继续运动，最终由于摩擦力作用而静止，则摩擦力对物体做的功为______。参考答案：μmv₀²/2a9.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过时间t₁落到地面，再从地面以初速度v₀竖直上抛，经过时间t₂上升到最高点，则t₁与t₂的关系为______。参考答案：t₁=t₂10.一根轻质弹簧原长为l₀，劲度系数为k，一端固定，另一端悬挂一质量为m的物体，弹簧伸长量为x，则物体受到的弹簧弹力大小为______。参考答案：kx三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）。参考答案：√2.物体受到的合外力越大，其加速度就越大，这是牛顿第二定律的体现。参考答案：√3.两个物体相互作用时，作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上。参考答案：√4.物体在水平面上做匀速直线运动时，受到的合外力为零。参考答案：√5.摩擦力总是阻碍物体的运动，其方向与物体运动方向相反。参考答案：×6.重力是物体由于受到地球吸引而产生的力，其方向总是竖直向下。参考答案：√7.力对物体做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。参考答案：√8.机械效率越高的机械，其有用功越多。参考答案：×9.动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能越大。参考答案：√10.势能包括重力势能和弹性势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述牛顿第一定律的内容。参考答案：一切物体总保持静止状态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.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，物体从静止开始运动，5秒内通过的距离为25米。求拉力F的大小。（g取10N/kg）参考答案：10N3.质量为m的物块静止在倾角为30°的粗糙斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5。求物块所受的摩擦力大小。参考答案：mgsin30°=10N4.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为50N/m。现将其一端固定，另一端悬挂一个质量为1kg的物体，弹簧伸长到12cm。求物体所受的重力大小。参考答案：10N5.一个质量为2kg的小球从倾角为45°的光滑斜面顶端由静止滑下，斜面的高度为5米。求小球滑到底端时的速度大小。（g取10N/kg）参考答案：10m/s6.在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学记录了两个互成角度的力F1和F2的合力F。下列说法中正确的是？A.F1和F2的方向必须相反B.F一定大于F1和F2中的任意一个C.F可能等于F1或F2D.F一定小于F1和F2的矢量和参考答案：C7.在光滑水平面上，一个质量为3kg的物体以速度v0向右运动，与一个质量为2kg、静止在水平面上的物体发生弹性正碰。求碰撞后两个物体的速度大小。参考答案：v1=2m/s，v2=3m/s8.一个半径为R的半球形碗，一个质量为m的小球从碗的边缘由静止滑下。求小球滑到碗的最低点时对碗的压力大小。（g取10N/kg）参考答案：(5/3)mg五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度行驶，刹车后做匀减速直线运动，经过5s速度减为18km/h。求汽车刹车后的加速度大小和刹车后还能行驶多远？参考答案：加速度大小为2m/s²，刹车后还能行驶37.5m2.如图所示，一个质量为2kg的物体静止在倾角为30°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2。求物体沿斜面向下滑动的加速度大小。参考答案：加速度大小为2.94m/s²3.一个质量为50kg的人站在电梯中，电梯从静止开始以1m/s²的加速度竖直向上做匀加速运动。求电梯对人的支持力大小。参考答案：支持力大小为605N4.如图所示，一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m。现将其一端固定在墙上，另一端悬挂一个质量为2kg的物体。求弹簧伸长后的长度。参考答案：弹簧伸长后的长度为11cm5.一个质量为0.5kg的小球以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力。求小球落地时速度的大小和方向。（取g=10m/s²）参考答案：落地时速度的大小为10√5m/s，方向与水平方向成45°6.如图所示，一个半径为R的半球形碗，一个质量为m的小球从碗的边缘由静止滑下。求小球滑到碗的最低点时对碗的压力大小。参考答案：小球滑到碗的最低点时对碗的压力大小为3mg7.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要测量重锤下落的高度和速度。请简述实验步骤并说明如何验证机械能守恒。参考答案：实验步骤：①将打点计时器固定在铁架台上，用纸带穿过打点计时器；②将重锤系在纸带的一端，用夹子将纸带固定在打点计时器上；③将纸带穿过限位孔；④用刻度尺测量重锤下落的高度；⑤用打点计时器打出纸带，记录纸带上的点迹；⑥分析纸带上的点迹，求出重锤下落的速度；⑦计算重锤的动能和势能，比较两者是否相等，验证机械能守恒。8.一个质量为2kg的物体受到一个水平向右的恒定拉力F，在光滑水平面上做匀加速直线运动。已知物体在3s内位移为18m，求拉力F的大小。参考答案：拉力F的大小为12N标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查“牛顿第一定律与第二定律”。物体在水平恒力F作用下做匀加速直线运动，说明合力不为零。撤去F后，物体只受重力与支持力，合力为零，根据牛顿第一定律，物体将保持原来的运动状态，即继续向右做匀速直线运动。选项A错误，物体不会立即停止；选项B错误，物体不会立即做匀速直线运动；选项D错误，物体不会立即向左运动。故正确答案为C。2.参考答案：A解析：本题考查“机械能守恒定律”。物体从斜面顶端由静止滑下，不计摩擦力，只有重力做功，机械能守恒。设物体滑到斜面底端时的速度大小为v，根据机械能守恒定律，有mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh)。故正确答案为A。3.参考答案：B解析：本题考查“胡克定律与力的平衡”。物体处于静止状态，说明合力为零。弹簧的弹力大小等于物体的重力，即F=mg。根据胡克定律，F=kΔl，所以kΔl=mg，解得Δl=mg/k。故正确答案为B。4.参考答案：C解析：本题考查“牛顿第一定律与第二定律”。物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，说明合力为零。撤去F后，物体只受重力与支持力，合力为零，根据牛顿第一定律，物体将保持原来的运动状态，即继续向右做匀速直线运动。故正确答案为C。5.参考答案：A解析：本题考查“力的平衡条件”。物体静止在斜面上，说明合力为零。沿斜面向下的分力为mgsinθ，沿斜面向上的摩擦力为f=μmgcosθ。物体恰好不滑动，说明这两个力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ，解得tanθ=μ。故正确答案为A。6.参考答案：A解析：本题考查“平抛运动”。物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。设落地时竖直方向的速度为vy，根据自由落体运动规律，vy=√(2gh)。水平方向的速度为v₀，落地时速度大小为v=√(v₀²+vy²)=√(v₀²+2gh)。故正确答案为A。7.参考答案：A解析：本题考查“功的计算”。摩擦力做的功等于摩擦力的大小乘以物体运动的距离，方向与运动方向相反。摩擦力大小为f=μmg，做的功为W=-f•s=-μmg•s=-μmgs。故正确答案为A。8.参考答案：B解析：本题考查“牛顿第二定律”。物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，加速度为a，根据牛顿第二定律，F-μmg=ma。撤去F后，物体只受重力与支持力，合力为零，根据牛顿第二定律，0-μmg=ma'，解得a'=-μg。加速度大小不变，方向相反。故正确答案为B。9.参考答案：B解析：本题考查“力的平衡条件与杠杆原理”。细杆一端支在水平面上，另一端用水平力F推，杆处于平衡状态。重力G=mg，作用点在杆的中点，力臂为L/2。支持力N作用在支点，力臂为L。根据杠杆原理，力矩平衡条件为F•L=mg•(L/2)，解得F=μmgL/2。故正确答案为B。10.参考答案：C解析：本题考查“牛顿第一定律与第二定律”。物体在水平恒力F的作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，说明合力为零。撤去F后，物体只受重力与支持力，合力为零，根据牛顿第一定律，物体将保持原来的运动状态，即继续向右做匀速直线运动。故正确答案为C。二、填空题1.参考答案：a解析：本题考查“牛顿第二定律”。物体在水平恒力F作用下做匀加速直线运动，设水平面光滑，则F=ma。撤去F后，物体只受摩擦力f作用，根据牛顿第二定律f=ma'，且f=μmg。联立可得a'=μg。由于题目未说明水平面光滑，所以撤去F后，物体的加速度大小为μg。2.参考答案：√(2gh(1-μsinθ)/cosθ)解析：本题考查“动能定理”与“受力分析”。物体下滑过程中，重力做正功W_G=mgh，摩擦力做负功W_f=-μmgsinθ。根据动能定理，W_G+W_f=1/2mv²，代入s=h/tanθ，联立可得v=√(2gh(1-μsinθ)/cosθ)。3.参考答案：kx解析：本题考查“胡克定律”。弹簧伸长量为x时，根据胡克定律，弹簧弹力F=-kx，方向与伸长方向相反。由于题目只问弹力大小，所以F=kx。4.参考答案：μmv₀²/2a解析：本题考查“动能定理”与“受力分析”。物体在水平恒力F作用下做匀速直线运动，撤去F后，物体由于惯性继续运动，最终由于摩擦力作用而静止。撤去F时，物体速度为v₀，根据动能定理，摩擦力做功W_f=-μmgs=0-1/2mv₀²，联立可得W_f=μmv₀²/2a。5.参考答案：t₁=t₂解析：本题考查“自由落体运动”与“竖直上抛运动”。自由落体运动时间t₁=√(2h/g)，竖直上抛运动时间t₂=2v₀/g。由于h=v₀²/2g，联立可得t₁=t₂。6.参考答案：a解析：本题考查“牛顿第二定律”。物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面做匀加速直线运动，设水平面光滑，则F=ma。撤去F后，物体只受摩擦力f作用，根据牛顿第二定律f=ma'，且f=μmg。联立可得a'=μg。由于题目未说明水平面光滑，所以撤去F后，物体的加速度大小为μg。7.参考答案：(mgLcosθ)/(sinθcosθ)解析：本题考查“杠杆平衡条件”。设杆的重心为G，支点为O，施加的力为F，则根据杠杆平衡条件，FLsinθ=mgLcosθ，联立可得F=(mgLcosθ)/(sinθcosθ)。8.参考答案：μmv₀²/2a解析：本题考查“动能定理”与“受力分析”。物体在水平恒力F作用下做匀速直线运动，撤去F后，物体由于惯性继续运动，最终由于摩擦力作用而静止。撤去F时，物体速度为v₀，根据动能定理，摩擦力做功W_f=-μmgs=0-1/2mv₀²，联立可得W_f=μmv₀²/2a。9.参考答案：t₁=t₂解析：本题考查“自由落体运动”与“竖直上抛运动”。自由落体运动时间t₁=√(2h/g)，竖直上抛运动时间t₂=2v₀/g。由于h=v₀²/2g，联立可得t₁=t₂。10.参考答案：kx解析：本题考查“胡克定律”。弹簧伸长量为x时，根据胡克定律，弹簧弹力F=-kx，方向与伸长方向相反。由于题目只问弹力大小，所以F=kx。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查力的单位。在国际单位制中，力的单位确实是牛顿（N），这是由牛顿第二定律F=ma定义的，其中力F的单位就是牛顿。牛顿是表示力的基本单位，符合物理学的基本规定。2.参考答案：√解析：本题考查牛顿第二定律。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不变的情况下，合外力越大，加速度就越大。这是力学中的基本规律，适用于所有惯性参考系。3.参考答案：√解析：本题考查作用力与反作用力。根据牛顿第三定律，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，并且作用在同一直线上。这是相互作用力的基本性质，在物理学中非常重要。4.参考答案：√解析：本题考查牛顿第一定律。根据牛顿第一定律（惯性定律），物体在没有受到合外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。因此，物体在水平面上做匀速直线运动时，受到的合外力为零。5.参考答案：×解析：本题考查摩擦力的性质。摩擦力是阻碍物体相对运动的力，其方向总是与物体相对运动的方向相反。但在某些情况下，摩擦力也可以是动力，例如人走路时，脚向后蹬地，地面给脚向前的摩擦力就是动力。因此，摩擦力不一定总是阻碍物体的运动。6.参考答案：√解析：本题考查重力的性质。重力是物体由于受到地球吸引而产生的力，其方向总是竖直向下，指向地心。这是地球表面物体普遍受到的一种力，是重力势能的来源。7.参考答案：√解析：本题考查力做功的条件。力对物体做功的两个必要因素是：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。只有同时满足这两个条件，力才对物体做功。如果物体没有在力的方向上移动，或者力与位移方向垂直，力都不做功。8.参考答案：×解析：本题考查机械效率。机械效率是有用功与总功的比值，表示机械做功的有效程度。机械效率越高，说明有用功占总功的比例越大，但并不一定意味着有用功越多。有用功的多少还取决于总功的大小，因此机械效率高并不一定有用功越多。9.参考答案：√解析：本题考查动能的计算。动能的表达式为Ek=1/2mv²，其中m是物体的质量，v是物体的速度。由公式可以看出，动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比。质量越大、速度越快，动能越大。10.参考答案：√解析：本题考查势能的分类。势能包括重力势能和弹性势能。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，表达式为Ep=mgh，其中m是质量，g是重力加速度，h是高度。弹性势能则与弹性物体的形变程度有关。因此，势能确实包括重力势能和弹性势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。四、简答题1.参考答案：一切物体总保持静止状态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：本题考查牛顿第一定律。牛顿第一定律揭示了物体在不受力或受平衡力作用时的运动规律，即保持静止或匀速直线运动状态。该定律是经典力学的基础，体现了惯性是物体的固有属性。2.参考答案：10N解析：本题考查匀变速直线运动规律。由位移公式x=v0t+1/2at^2，代入v0=0，t=5s，x=25m，可求得加速度a=10m/s^2。再由牛顿第二定律F=ma，代入m=2kg，a=10m/s^2，可得F=20N。注意单位换算，1m/s^2=1N/kg。3.参考答案：mgsin30°=10N解析：本题考查斜面力学问题。物块在斜面上受重力mg、支持力N和摩擦力f。沿斜面方向，重力分力mgsin30°向下，摩擦力f向上。由平衡条件f=mgsin30°，代入m=2kg，g=10N/kg，sin30°=1/2，可得f=10N。动摩擦力大小与支持力成正比，但本题未求支持力，可直接用分力平衡求解。4.参考答案：10N解析：本题考查胡克定律与重力。弹簧伸长量Δx=12cm-10cm=2cm=0.02m。由胡克定律F=kΔx，代入k=50N/m，Δx=0.02m，可得弹力F=1N。物体静止时，弹力与重力平衡，故重力G=F=1N。注意单位换算，1N/kg=1m/s^2。5.参考答案：10m/s解析：本题考查机械能守恒定律。小球下滑过程中，重力势能转化为动能。由机械能守恒定律mgh=1/2mv^2，代入m=2kg，g=10N/kg，h=5m，可得v=√(2gh)=10m/s。注意斜面光滑，无能量损失。6.参考答案：C解析：本题考查力的平行四边形定则。F1和F2的方向不一定相反，A错误。合力F可能大于、等于或小于F1和F2中的任意一个，B错误。F一定小于F1和F2的矢量和，C正确。F可能等于F1或F2，当另一个分力为零时，D错误。实验中要求橡皮条拉长到同一位置，体现合力与分力的等效替代。7.参考答案：v1=2m/s，v2=3m/s解析：本题考查弹性正碰。由动量守恒定律m1v0=m1v1+m2v2，代入m1=3kg，m2=2kg，v0=1m/s，可得3v1+2v2=3。由机械能守恒1/2m1v0^2=1/2m1v1^2+1/2m2v2^2，代入数据可得9v1^2+4v2^2=9。联立两式解得v1=2m/s，v2=3m/s。注意正碰时速度交换问题。8.参考答案：(5/3)mg解析：本题考查圆周运动与牛顿第二定律。小球在最低点受重力mg和碗的支持力N。由牛顿第二定律N-mg=mv^2/R。由机械能守恒mgh=1/2mv^2，代入h=R，可得v=√(2gh)=√(2gR)。代入上式得N=mg+mv^2/R=mg+2mg/3=(5/3)mg。对碗的压力大小等于支持力N。五、应用题1.参考答案：加速度大小为2m/s²，刹车后还能行驶37.5m解析：本题考查《匀变速直线运动规律》。先由速度时间公式求出加速度：a=(v₂-v₁)/t=(5-20)/5=-3m/s²，负号表示加速度方向与速度方向相反，大小为3m/s²。再由速度位移公式求出刹车距离：x=(v₂²-v₁²)/2a=(0-20²)/(-6)=66.67m。但要注意，刹车后速度减为18km/h即5m/s时，汽车还未停止，还需继续刹车。所以刹车后还能行驶的距离为37.5m。2.参考答案：加速度大小为2.94