辽宁省沈阳市第七中学高二物理第4章测试卷及答案

辽宁省沈阳市第七中学高二物理第4章测试卷及答案第1页共1页辽宁省沈阳市第七中学高二物理第4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.下列哪个物理量是标量？A.速度B.加速度C.力D.功参考答案：D2.一物体做匀变速直线运动，初速度为5m/s，加速度为2m/s²，经过3秒后的速度是多少？A.1m/sB.11m/sC.19m/sD.15m/s参考答案：B3.质量为2kg的物体静止在倾角为30°的斜面上，物体受到的摩擦力大小是多少？（已知动摩擦因数为0.5）A.9.8NB.4.9NC.14.7ND.10N参考答案：B4.一质量为3kg的物体在水平恒力F的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动，加速度为4m/s²，恒力F的大小是多少？A.12NB.9.8NC.6ND.15N参考答案：A5.质量为1kg的物体用细绳悬挂在天花板上，细绳与竖直方向夹角为30°，物体受到的拉力大小是多少？A.9.8NB.5NC.8.7ND.10N参考答案：B6.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了达到实验目的，下列哪个操作是正确的？A.保持力不变，改变质量，观察加速度的变化B.保持质量不变，改变力，观察加速度的变化C.同时改变力和质量，观察加速度的变化D.以上都不对参考答案：B7.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过2秒下落的高度是多少？A.19.6mB.9.8mC.4.9mD.6.5m参考答案：A8.一物体做平抛运动，初速度为10m/s，水平方向经过3秒后，物体的水平位移是多少？（不计空气阻力）A.30mB.20mC.10mD.40m参考答案：A9.两个共点力，大小分别为10N和15N，它们的合力最大是多少？A.25NB.5NC.10ND.15N参考答案：A10.一物体在水平桌面上受到一个水平向右的拉力F，物体保持静止，下列说法正确的是？A.拉力F等于重力B.拉力F等于摩擦力C.拉力F等于支持力D.拉力F等于零参考答案：B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.在探究“加速度与力、质量的关系”实验中，为了使实验结果更准确，应该保持______不变，改变______，研究加速度a与合力F的关系。参考答案：质量，合力2.一个质量为m的物体，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，则物体受到的摩擦力f等于______。参考答案：F-ma3.用一个弹簧测力计分别沿与水平面成θ1和θ2的两个不同方向（θ1θ2）拉着同一个静止在水平面上的物体，使物体都做匀速直线运动，则两次弹簧测力计的示数F1和F2的关系是______。参考答案：F1F24.质量为m的物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过时间t下落的高度h等于______。参考答案：1/2gt^25.一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t速度达到v，则恒力F做的功等于______。参考答案：1/2mv^26.两个质量分别为m1和m2的物体发生弹性正碰，碰撞前m1的速度为v1，m2静止，则碰撞后m1和m2的速度v1'和v2'分别等于______和______。参考答案：v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m1v1/(m1+m2)7.一个物体从倾角为θ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μ，则物体下滑的加速度a等于______。参考答案：gsinθ-μgcosθ8.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的作用，从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t位移为s，则力F对物体做的功等于______。参考答案：Fs9.一个质量为m的物体，从高度为h的平台上水平飞出，不计空气阻力，飞行时间为t，则物体落地时速度的大小v等于______。参考答案：√(2gh)10.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要测量重物的质量m、下落的高度h和下落的时间t，其中______是不需要测量的物理量。参考答案：重物的质量m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，由静止开始做匀加速直线运动，经3秒位移为18m，则力F的大小为10N。参考答案：√2.一个质量为5kg的物体，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0.2，则物体下滑2秒时的速度大小为10m/s。参考答案：×3.用一个弹簧测力计分别沿与水平面成30°和45°的两个不同方向（θ1=30°，θ2=45°）拉着一个静止在水平面上的物体，使其保持静止，则两个方向的拉力大小之比为√3:√2。参考答案：√4.在探究“加速度与力、质量的关系”实验中，为了使实验结果更准确，应该使用质量较大的小车和较小的拉力。参考答案：√5.一个质量为3kg的物体在水平桌面上受到一个水平向右的拉力F=10N的作用，物体保持静止，则物体受到的静摩擦力大小为10N。参考答案：×6.两个共点力，大小分别为8N和6N，它们的合力最大是14N，最小是2N。参考答案：√7.一物体做匀变速直线运动，初速度为4m/s，加速度为3m/s²，则4秒后的速度大小为16m/s。参考答案：√8.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过3秒下落的高度是44.1m。参考答案：×9.一物体做平抛运动，初速度为12m/s，水平方向经过2秒后，物体的水平位移是24m。参考答案：√10.滑动摩擦力的大小一定与物体对接触面的正压力成正比。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.在探究“功”的实验中，小明同学用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动，记录了弹簧测力计的示数和木块移动的距离。请简述该实验中“做功”的两个必要因素是什么？参考答案：力、位移2.一个质量为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0.5。请计算物体受到的静摩擦力大小。参考答案：10N3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学用打点计时器记录了物体自由下落过程中的纸带。请简述该实验中需要测量的物理量有哪些？参考答案：物体的质量、下落的高度、打点计时器打出的纸带上的点迹4.一个质量为3kg的物体，从倾角为45°的斜面顶端由静止开始下滑，经过2秒到达斜面底部。请计算物体下滑过程中的加速度大小。参考答案：5m/s²5.一个劲度系数为50N/m的弹簧，原长为10cm，当弹簧伸长到15cm时，求弹簧的弹力大小。参考答案：5N6.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，从静止开始做匀加速直线运动，2秒内位移为8m。请计算水平恒力F的大小。参考答案：4N7.两个共点力，大小分别为10N和8N，它们的合力最大是18N，最小是2N。请计算这两个力的夹角范围。参考答案：0°≤θ≤180°8.一个物体做匀变速直线运动，初速度为5m/s，加速度为2m/s²，请计算3秒后物体的速度大小。参考答案：11m/s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.某城市为了缓解交通压力，计划在一段平直的公路上修建一个半径为R的圆弧形弯道。已知该公路的坡度为1:10（即路面每水平延伸10米，高度上升1米），弯道入口处与出口处的高度差为h。请计算该圆弧形弯道的长度L，并说明在设计与施工中需要考虑哪些因素以确保交通安全。（结果用R和h表示）参考答案：L=πR+2√(R²+h²)2.一根质量为m、长度为L的均匀细杆，可绕其一端O点在竖直平面内自由转动。现用一水平力F作用在杆的另一端，使杆从水平位置缓慢抬起至与水平面成θ角。请求出此时水平力F的大小，并分析在抬起过程中力F做功的变化情况。参考答案：F=mgl(1-cosθ)/sinθ3.一个质量为m的小球从高为h的A点由静止释放，沿光滑的轨道滑到B点后进入一个半径为R的圆形轨道。若要使小球能够通过圆形轨道的最高点C，小球在B点的速度v至少应为多大？请推导出计算公式，并说明在C点小球受到的轨道支持力大小。参考答案：v=√(2gh+gL(1-cosθ)/R)4.某工厂设计了一个利用重力势能转化为动能的传送装置。装置由一个高为H的斜面和一个水平传送带组成，斜面与水平面的夹角为α。现有一个质量为m的物体从斜面顶端由静止滑下，进入水平传送带后由于摩擦力作用做匀减速运动，最终停在传送带某处。请计算物体在传送带上滑行的距离x，并分析影响x大小的因素。参考答案：x=H/tanα(√(1+μ²)-1)5.在探究“功”的实验中，小明同学用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动。已知弹簧测力计的示数为F，木块移动的距离为s。请回答以下问题：①若实验中弹簧测力计的读数始终偏大，会对实验结果产生什么影响？②若实验中木块与水平面间的动摩擦因数为μ，请计算克服摩擦力所做的功Wf。参考答案：①使克服摩擦力所做的功偏大，导致实验结果偏大；②Wf=μmgcosθ•s6.某科研团队正在研发一种新型风力发电机，其叶片可视为一个质量为m、长度为L的均匀细杆，绕水平轴O自由转动。当风力作用时，叶片从水平位置转动到与水平面成θ角。请计算此时风力对叶片做功的大小，并说明影响做功大小的因素。参考答案：W=(1/2)mgL(1-cosθ)7.在验证机械能守恒定律的实验中，小明同学用打点计时器记录了物体自由下落过程中的纸带。已知打点计时器的工作频率为f，纸带上某两点间的距离为s，两点的时间间隔为t。请计算物体在这段时间内的平均速度v，并说明如何利用v-t图像验证机械能守恒。参考答案：v=s/t8.某工程需要在一个斜坡上修建一条公路，斜坡的倾角为β。为了确保车辆行驶安全，需要在弯道处设置限速标志。已知车辆在该弯道处的最大静摩擦因数为μ，请计算车辆在该弯道处能够安全行驶的最大速度v，并说明影响v大小的因素。参考答案：v=√(μgRtanβ)标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：D解析：本题考查〈矢量和标量〉。速度、加速度和力都是矢量，具有大小和方向；而功是标量，只有大小没有方向。故D正确。2.参考答案：B解析：本题考查〈匀变速直线运动的速度公式〉。根据v=v₀+at，代入v₀=5m/s，a=2m/s²，t=3s，得到v=5+2×3=11m/s。故B正确。3.参考答案：B解析：本题考查〈斜面上的受力分析〉。物体受到的重力沿斜面向下的分力为mgsinθ=2×9.8×sin30°=9.8N。动摩擦力f=μN=μmgcosθ=0.5×2×9.8×cos30°≈8.49N。由于重力分力小于最大静摩擦力，物体保持静止，摩擦力等于重力分力，为9.8N。故A正确。4.参考答案：A解析：本题考查〈牛顿第二定律〉。根据F=ma，代入m=3kg，a=4m/s²，得到F=3×4=12N。故A正确。5.参考答案：B解析：本题考查〈平衡条件下的受力分析〉。物体受到的重力为mg=1×9.8=9.8N。细绳的拉力T与重力平衡，T=mg/cos30°=9.8/cos30°≈11.31N。但题目问的是拉力大小，应为9.8N。故A正确。6.参考答案：B解析：本题考查〈探究加速度与力、质量的关系实验〉。实验目的是探究加速度与力、质量的关系，应保持质量不变，改变力，观察加速度的变化。故B正确。7.参考答案：A解析：本题考查〈自由落体运动的高度公式〉。根据h=1/2gt²，代入g=9.8m/s²，t=2s，得到h=1/2×9.8×4=19.6m。故A正确。8.参考答案：A解析：本题考查〈平抛运动的水平位移公式〉。水平方向做匀速直线运动，水平位移x=v₀t=10×3=30m。故A正确。9.参考答案：A解析：本题考查〈力的合成〉。两个力的合力最大时，两个力同方向，合力大小等于两个力的大小之和，为10+15=25N。故A正确。10.参考答案：B解析：本题考查〈共点力平衡条件〉。物体保持静止，说明合力为零，水平方向拉力F与摩擦力f平衡，即F=f。故B正确。二、填空题1.参考答案：质量，合力解析：本题考查“探究加速度与力、质量的关系”实验。实验目的是研究加速度a与合力F、质量m之间的关系。为了研究a与F的关系，应该保持质量m不变，改变合力F，观察加速度a的变化。实验中通常使用控制变量法，即控制一个变量不变，研究另一个变量对结果的影响。2.参考答案：F-ma解析：本题考查牛顿第二定律和摩擦力。物体在水平恒力F的作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，合力F=ma。物体受到的摩擦力f等于F-ma，即f是拉力F与物体所受合力ma的差值。3.参考答案：F1F2解析：本题考查力的分解和摩擦力。物体在水平面上做匀速直线运动时，受到的摩擦力f等于拉力沿水平方向的分量。由于θ1θ2，所以F1沿水平方向的分量大于F2沿水平方向的分量，因此F1F2。4.参考答案：1/2gt^2解析：本题考查自由落体运动。物体自由下落时，加速度为g，经过时间t下落的高度h等于1/2gt^2，这是自由落体运动的规律。5.参考答案：1/2mv^2解析：本题考查功和动能定理。物体在水平恒力F的作用下做匀加速直线运动，经过时间t速度达到v，根据动能定理，恒力F做的功等于物体动能的增加量，即1/2mv^2。6.参考答案：v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m1v1/(m1+m2)解析：本题考查弹性正碰。根据动量守恒定律和机械能守恒定律，可以列出以下方程：m1v1=m1v1'+m2v2'1/2m1v1^2=1/2m1v1'^2+1/2m2v2'^2解这个方程组，可以得到v1'和v2'的表达式。7.参考答案：gsinθ-μgcosθ解析：本题考查斜面运动。物体在斜面上受到重力、支持力和摩擦力的作用。重力沿斜面的分力是mgsinθ，摩擦力是μmgcosθ，根据牛顿第二定律，合力等于质量乘以加速度，即a=mgsinθ-μmgcosθ。8.参考答案：Fs解析：本题考查功。力F对物体做的功等于力F与物体位移s的乘积，即Fs。因为物体在水平恒力F的作用下做匀加速直线运动，所以功等于Fs。9.参考答案：√(2gh)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。飞行时间t等于自由落体运动的时间，即t=√(2h/g)。落地时速度的大小v等于水平方向速度和竖直方向速度的矢量和，即v=√(v0^2+(gt)^2)=√(2gh)。10.参考答案：重物的质量m解析：本题考查验证机械能守恒定律的实验。实验中需要测量重物的质量m、下落的高度h和下落的时间t，根据机械能守恒定律，重物的重力势能减少量等于动能的增加量。因为重力势能等于mgh，所以不需要测量重物的质量m。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查〈匀变速直线运动规律〉。根据位移公式x=½at²，代入x=18m，t=3s，解得加速度a=4m/s²。再根据牛顿第二定律F=ma，代入m=2kg，a=4m/s²，解得力F=8N。题干中给出的力F大小为10N，与计算结果不符，故该说法错误。2.参考答案：×解析：本题考查〈斜面运动与牛顿运动定律〉。物体下滑的加速度a=g(sinθ-μcosθ)，代入g=10m/s²，θ=30°，μ=0.2，解得a=2m/s²。下滑2秒的速度v=at=2m/s²×2s=4m/s。题干中给出的速度大小为10m/s，与计算结果不符，故该说法错误。3.参考答案：√解析：本题考查〈共点力平衡条件〉。物体保持静止，则合力为零。沿水平方向的平衡方程为F₁cosθ₁=F₂cosθ₂，沿竖直方向的平衡方程为F₁sinθ₁+F₂sinθ₂=mg。联立两式消去mg，解得F₁:F₂=cosθ₂sinθ₁:cosθ₁sinθ₂=√3:√2。题干中给出的比例关系正确，故该说法正确。4.参考答案：√解析：本题考查〈探究加速度与力、质量的关系实验〉。实验中为了减小误差，应该使用质量较大的小车以减小摩擦阻力的影响，同时使用较小的拉力以减小系统误差，使实验现象更明显。题干中的说法符合实验要求，故该说法正确。5.参考答案：×解析：本题考查〈受力分析〉。物体保持静止，则合力为零。水平方向受力平衡方程为F-f=0，解得静摩擦力f=F=10N。但根据静摩擦力的性质，静摩擦力的大小应等于使物体开始运动的外力，即f≤μN。水平桌面的支持力N=mg=30N，最大静摩擦力f_max=μN=0.2×30N=6N。由于F=10N大于最大静摩擦力，物体将开始运动，此时静摩擦力已不是10N。故该说法错误。6.参考答案：√解析：本题考查〈力的合成〉。两个力的合力大小范围为|F₁-F₂|≤F≤F₁+F₂。代入F₁=8N，F₂=6N，得到合力最大为F=8N+6N=14N，最小为F=8N-6N=2N。题干中给出的范围正确，故该说法正确。7.参考答案：√解析：本题考查〈匀变速直线运动规律〉。根据速度公式v=v₀+at，代入v₀=4m/s，a=3m/s²，t=4s，解得速度v=4m/s+3m/s²×4s=16m/s。题干中给出的速度大小与计算结果一致，故该说法正确。8.参考答案：×解析：本题考查〈自由落体运动规律〉。根据自由落体位移公式h=½gt²，代入g=10m/s²，t=3s，解得下落高度h=½×10m/s²×(3s)²=45m。题干中给出的下落高度为44.1m，与计算结果不符，故该说法错误。9.参考答案：√解析：本题考查〈平抛运动规律〉。水平方向做匀速直线运动，位移x=v₀t，代入v₀=12m/s，t=2s，解得水平位移x=12m/s×2s=24m。题干中给出的水平位移与计算结果一致，故该说法正确。10.参考答案：×解析：本题考查〈滑动摩擦力〉。滑动摩擦力的大小f=μN，其中μ为动摩擦因数，N为正压力。动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关，而与正压力无关。题干中的说法错误，故该说法错误。四、简答题1.参考答案：力、位移解析：本题考查功的概念。做功的两个必要因素是作用在物体上的力以及物体在力的方向上移动的距离。2.参考答案：10N解析：本题考查静摩擦力的计算。物体静止在斜面上，受到重力、支持力和静摩擦力的作用。由于物体静止，静摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡。重力沿斜面向下的分力为Gsinθ，其中G=mg=2kg×9.8m/s²=19.6N，sin30°=0.5，所以静摩擦力f=19.6N×0.5=9.8N。但由于动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力为μN=0.5×19.6N=9.8N，所以静摩擦力大小为10N。3.参考答案：物体的质量、下落的高度、打点计时器打出的纸带上的点迹解析：本题考查验证机械能守恒定律实验中需要测量的物理量。需要测量的物理量包括物体的质量、下落的高度以及打点计时器打出的纸带上的点迹，通过这些数据可以计算出物体的动能和势能，从而验证机械能守恒定律。4.参考答案：5m/s²解析：本题考查匀变速直线运动的加速度计算。根据匀变速直线运动的位移公式s=½at²，可以计算出加速度a=2s/t²=2×8m/(2s)²=5m/s²。5.参考答案：5N解析：本题考查胡克定律的应用。根据胡克定律F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量。弹簧伸长量为15cm-10cm=5cm=0.05m，所以弹力F=50N/m×0.05m=5N。6.参考答案：4N解析：本题考查牛顿第二定律的应用。根据牛顿第二定律F=ma，其中m为物体的质量，a为物体的加速度。根据匀变速直线运动的位移公式s=½at²，可以计算出加速度a=2s/t²=2×8m/(2s)²=4m/s²。所以水平恒力F=2kg×4m/s²=8N。7.参考答案：0°≤θ≤180°解析：本题考查力的合成。两个力的合力大小范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2，即2N≤F≤18N。当两个力同向时，合力最大，夹角为0°；当两个力反向时，合力最小，夹角为180°。所以夹角范围为0°≤θ≤180°。8.参考答案：11m/s解析：本题考查匀变速直线运动的速度计算。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。所以3秒后物体的速度大小为v=5m/s+