2020-2021學(xué)年物理新教材人教版必修第一冊(cè)分級(jí)訓(xùn)練：第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系 章末質(zhì)量評(píng)估 Word版含解析

1、章末質(zhì)量評(píng)估（四）(時(shí)間:90分鐘滿(mǎn)分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.1960 年第 11 屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制訂了一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制,叫作國(guó)際單位制.2018 年 11 月 16 日,第 26 屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)“修訂國(guó)際單位制”決議,正式更新包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量單位“千克”在內(nèi)的 4 項(xiàng)基本單位定義.以下單位符號(hào)屬于國(guó)際單位制中基本單位的是()kgm/snmagm/s2sa. b. c. d.解析:國(guó)際單位制規(guī)定了七個(gè)基本物理量,分別為長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、熱力學(xué)溫度、電流、發(fā)光強(qiáng)度、物質(zhì)的量,其對(duì)應(yīng)的單位為國(guó)際

2、單位制中的七個(gè)基本單位,分別為m、kg、s、k、a、cd、mol,故選項(xiàng)b正確,選項(xiàng)a、c、d錯(cuò)誤.答案:b2.在一次交通事故中,一輛載有30 t“工”字形鋼材的載重汽車(chē)由于意外采取緊急制動(dòng),結(jié)果車(chē)廂上的鋼材向前沖出,壓扁駕駛室.下列關(guān)于這起事故原因的分析正確的是()a.由于車(chē)廂上的鋼材有慣性,在汽車(chē)制動(dòng)時(shí),鋼材繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),壓扁駕駛室b.由于汽車(chē)緊急制動(dòng),其慣性減小,而鋼材慣性較大,所以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)c.由于車(chē)廂上的鋼材所受阻力太小,不足以克服其慣性,所以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)d.由于汽車(chē)制動(dòng)前的速度太大,所以汽車(chē)的慣性比鋼材的慣性大,在汽車(chē)制動(dòng)后,鋼材繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)解析:由于車(chē)廂上的鋼材有慣性,在汽車(chē)制

3、動(dòng)時(shí),鋼材繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),壓扁了駕駛室,慣性只與質(zhì)量有關(guān),與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力情況無(wú)關(guān),選項(xiàng)a正確.答案:a3.如圖所示,底板光滑的小車(chē)上用兩個(gè)量程為30 n,完全相同的彈簧測(cè)力計(jì)甲和乙系住一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物塊.在水平地面上,當(dāng)小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為15 n.當(dāng)小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)變?yōu)?0 n.這時(shí)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小是()a.1 m/s2b.3 m/s2c.5 m/s2d.7 m/s2解析:開(kāi)始兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為15 n,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)為10 n時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)將增大為20 n,對(duì)物體在水平方向應(yīng)用牛頓第二定律,得20 n-10 n=

4、2 kga,得a=5 m/s2,選項(xiàng)c正確.答案:c4.一根彈簧的下端掛一重物,上端用手牽引使重物向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從手突然停止運(yùn)動(dòng)到物體上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,重物加速度的數(shù)值將()a.逐漸減小 b.逐漸增大c.先減小后增大 d.先增大再減小解析:物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧彈力和重力等大反向,當(dāng)手突然停止運(yùn)動(dòng)后,物體由于具有慣性,將繼續(xù)上升,彈簧的伸長(zhǎng)量變小,彈力變小,重力和彈力的合力變大,加速度變大;彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),重物繼續(xù)向上壓縮彈簧,此時(shí)彈簧彈力向下,且逐漸增大,重力與彈力的合力變大,加速度變大,直到重物到達(dá)最高點(diǎn).選項(xiàng)b正確.答案:b5.如圖所示,質(zhì)量為4 kg的物體a靜止在豎直

5、的輕彈簧上面.質(zhì)量為1 kg的物體b用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái),a、b緊挨在一起但a、b之間無(wú)壓力.某時(shí)刻將細(xì)線(xiàn)剪斷,則細(xì)線(xiàn)剪斷瞬間,b對(duì)a的壓力大小為(g取10 m/s2)()a.0 b.8 n c.10 n d.50 n解析:細(xì)線(xiàn)剪斷瞬間,彈簧彈力不變,a、b和彈簧整體受到的合力等于物體b的重力,因此整體的加速度為a=mbgma+mb=2 m/s2,對(duì)物體b有mbg-fn=mba,所以a、b間作用力fn=mb(g-a)=8 n,選項(xiàng)b正確.答案:b6.右圖為雜技“頂竿”表演的示意圖,一人站在地上,肩上有一質(zhì)量為m0的豎直竹竿,當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí),竿對(duì)站在地上的人的壓力大小為()a

6、.(m0+m)g b.(m0+m)g-mac.(m0+m)g+ma d.(m0-m)g解析:竿上的人與竿的相互作用力為ff,則地面上的人受到的壓力為fn=m0g+ff,對(duì)質(zhì)量為m的人有mg-ff=ma,解得fn=(m+m0)g-ma,選項(xiàng)b正確.答案:b7.下圖是某人站在壓力傳感器上做下蹲起立的動(dòng)作時(shí)記錄的壓力隨時(shí)間變化的圖線(xiàn),縱坐標(biāo)為力(單位為n),橫坐標(biāo)為時(shí)間(單位為s).由圖線(xiàn)可知,此人的重力約為650 n,除此之外,還可以得到的信息是()a.此人做了兩次下蹲起立的動(dòng)作b.此人做了一次下蹲起立的動(dòng)作c.下蹲過(guò)程中人處于失重狀態(tài)d.下蹲過(guò)程中先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析:人下蹲動(dòng)作有失

7、重和超重兩個(gè)過(guò)程,先是加速下降,到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降,對(duì)應(yīng)先失重再超重,起立對(duì)應(yīng)先超重再失重,對(duì)應(yīng)圖線(xiàn)可知,此人做了一次下蹲起立的動(dòng)作,選項(xiàng)a、c、d錯(cuò)誤,選項(xiàng)b正確.答案:b8.在機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站可以看到用于對(duì)行李進(jìn)行安全檢查的水平傳送帶.當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時(shí),傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng).隨后它們保持相對(duì)靜止,行李隨傳送帶一起前進(jìn).設(shè)傳送帶勻速前進(jìn)的速度為0.25 m/s,把質(zhì)量為5 kg的木箱靜止放到傳送帶上,已知木箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6,那么這個(gè)木箱放在傳送帶上后,傳送帶上將留下的摩擦痕跡約為()a.5 mmb.6 mm c.7 mm d.10

8、mm解析:根據(jù)牛頓第二定律有mg=ma,木箱的加速度a=6 m/s2,木箱加速的時(shí)間為t=va,這段時(shí)間內(nèi)木箱的位移為x1=v22a,而傳送帶的位移為x2=vt,傳送帶上將留下的摩擦痕跡長(zhǎng)為l=x2-x1,聯(lián)立各式并代入數(shù)據(jù),解得l=5.2 mm,選項(xiàng)a正確.答案:a二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.乘坐空中纜車(chē)飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇.若某一纜車(chē)沿著坡度為30的山坡以加速度a上行,如圖所示.在纜車(chē)中放一個(gè)與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,小物塊相對(duì)斜面靜止(設(shè)纜

9、車(chē)保持豎直狀態(tài)運(yùn)行).則()a.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上b.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下c.小物塊受到的靜摩擦力為12mg+mad.小物塊受到的靜摩擦力為ma解析:小物塊相對(duì)斜面靜止,因此小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力.纜車(chē)以加速度a上行,小物塊的加速度也為a,以小物塊為研究對(duì)象,則有ff-mgsin 30=ma,ff=12mg+ma,方向平行斜面向上,故選項(xiàng)a、c正確.答案:ac10.如果力f在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量為m的物體移動(dòng)一段距離s,那么()a.力f在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離s2b.力f在時(shí)間t2內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離s2c.力f在時(shí)間2t內(nèi)使質(zhì)量2m的物體移動(dòng)

10、距離sd.力f2在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離s解析:根據(jù)牛頓第二定律得,a=fm,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得,s=12at2=ft22m.同理,力f在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離為s1=ft2m=2s,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;力f在時(shí)間t2內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離s2=ft24m=s2,選項(xiàng)b正確;力f在時(shí)間2t內(nèi)使質(zhì)量2m的物體移動(dòng)距離s3=ft2m=2s,選項(xiàng)c錯(cuò)誤;力f2在時(shí)間t內(nèi)使質(zhì)量m2的物體移動(dòng)距離s4=ft22m=s,選項(xiàng)d正確.答案:bd11.如圖所示,5個(gè)質(zhì)量相同的木塊并排放在水平地面上,它們與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同,當(dāng)用力f推第一塊使它們共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法不正確的是()a.由左

11、向右,兩塊木塊之間的相互作用力依次變小b.由左向右,兩塊木塊之間的相互作用力依次變大c.第2塊與第3塊木塊之間彈力大小為0.6fd.第3塊與第4塊木塊之間彈力大小為0.6f解析:取整體為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得f-5mg=5ma.再選取1、2兩塊為研究對(duì)象,設(shè)第3塊與第2塊木塊之間彈力為ft,由牛頓第二定律得f-2mg-ft=2ma.兩式聯(lián)立得ft=0.6f.進(jìn)一步分析可得第3塊與第4塊木塊之間彈力大小為0.4f,第4塊與第5塊木塊之間彈力大小為0.2f,所以從左向右,木塊間的相互作用力是依次變小的.選項(xiàng)a、c說(shuō)法正確.答案:ac12.下圖是汽車(chē)運(yùn)送圓柱形工件的示意圖.圖中p、q、n是固定在

12、車(chē)體上的壓力傳感器,假設(shè)圓柱形工件表面光滑,當(dāng)汽車(chē)靜止時(shí),q傳感器示數(shù)為0,p、n傳感器示數(shù)不為0.在汽車(chē)向左勻加速啟動(dòng)過(guò)程中,p傳感器示數(shù)為0,而q、n傳感器示數(shù)不為0.已知sin 15=0.26,cos 15=0.97,tan 15=0.27,g取10 m/s2,則汽車(chē)向左勻加速啟動(dòng)的加速度可能為()a.4 m/s2b.3 m/s2c.2 m/s2d.1 m/s2解析:在汽車(chē)向左勻加速啟動(dòng)過(guò)程中,p傳感器示數(shù)為0,而q、n傳感器示數(shù)不為0,則小球受重力mg、壓力傳感器n的彈力fn作用和壓力傳感器q向下的彈力fq作用,沿水平、豎直方向正交分解,根據(jù)牛頓第二定律得,fq+mg=fncos 15

13、,f合=fnsin 15=ma,解得a=fq+mgmtan 15=fqm0.27 m/s2+2.7 m/s22.7 m/s2,選項(xiàng)a、b正確.答案:ab三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)某同學(xué)利用圖示的裝置探究系統(tǒng)牛頓第二定律,即一系統(tǒng)的質(zhì)量m一定時(shí),系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的加速度a與合力f的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí),有一定數(shù)目的砝碼放置在小車(chē)上.實(shí)驗(yàn)過(guò)程:將小車(chē)從a處由靜止釋放,用速度傳感器測(cè)出它運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)的速度v,然后將小車(chē)內(nèi)的一個(gè)砝碼拿到小桶中,小車(chē)仍從a處由靜止釋放,測(cè)出它運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)對(duì)應(yīng)的速度,重復(fù)上述操作.圖中a、b相距x.(1)設(shè)加速度大小為a,則a與v及x間的關(guān)系式是.(2)如果實(shí)驗(yàn)

14、操作無(wú)誤,四位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如下圖像,其中正確的是. a b c d (3)下列措施能夠減小本實(shí)驗(yàn)的誤差的是.a.實(shí)驗(yàn)中必須保證小桶及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及車(chē)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量b.實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力c.細(xì)線(xiàn)在桌面上的部分應(yīng)與長(zhǎng)木板平行d.圖中a、b之間的距離x盡量小些解析:(1)小車(chē)做初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得v2=2ax.(2)由(1)可知,v2=2ax,由牛頓第二定律得a=fm,則v2=2xmf,m一定時(shí),v2與f成正比,故選項(xiàng)a正確.(3)設(shè)小桶及桶中砝碼的質(zhì)量為m1,以系統(tǒng)為研究對(duì)象,加速度a=fm=m1gm,系統(tǒng)所受拉力大小等于m1g,選項(xiàng)a錯(cuò)

15、誤;為使系統(tǒng)所受合力大小等于桶與桶中砝碼的重力,實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力,選項(xiàng)b正確;此外還需要細(xì)線(xiàn)在桌面上的部分應(yīng)與長(zhǎng)木板平行,選項(xiàng)c正確;為減小實(shí)驗(yàn)誤差,圖中a、b之間的距離x應(yīng)盡量大些,選項(xiàng)d錯(cuò)誤.答案:(1)v2=2ax(2)a(3)bc14.(8分)某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù).在一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定a、b兩個(gè)光電門(mén),與光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器能顯示滑塊上的遮光片通過(guò)光電門(mén)時(shí)的遮光時(shí)間,滑塊通過(guò)繞過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與測(cè)力計(jì)掛鉤相連,測(cè)力計(jì)下吊著沙桶,測(cè)力計(jì)能顯示掛鉤所受的拉力,滑塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力與滑塊的重力大小相等,已知遮光片寬度為d,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/p>

16、g. 甲 乙 (1)為了滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的要求,下列操作必要的是. a.長(zhǎng)木板應(yīng)放在水平桌面上b.長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端應(yīng)適當(dāng)墊高,以平衡摩擦力c.沙桶及測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量d.定滑輪與滑塊之間的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行(2)甲同學(xué)測(cè)出a、b兩光電門(mén)之間的距離為l,滑塊通過(guò)a、b兩光電門(mén)的時(shí)間分別為t1、t2,滑塊的加速度大小a=(用字母l、d、t1、t2表示). (3)多次改變沙桶里沙的質(zhì)量,重復(fù)步驟(2),根據(jù)測(cè)得的多組f和a,作出a-f圖像如圖乙所示,由圖像可知,滑塊的質(zhì)量為,滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.解析:(1)為保證滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng),細(xì)繩的拉力必須恒定,應(yīng)調(diào)整滑輪高度,使細(xì)繩與木板

17、平行,故選項(xiàng)a、d必要;本實(shí)驗(yàn)要測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù),不需要平衡摩擦力,故選項(xiàng)b不必要;由于本實(shí)驗(yàn)中有測(cè)力計(jì),故不要求沙桶及測(cè)力計(jì)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,選項(xiàng)c不必要.(2)滑塊通過(guò)a、b兩光電門(mén)的速度分別為va=dt1,vb=dt2,由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度位移公式可知,2al=vb2-va2,解得a=d22l1t22-1t12.(3)滑塊受到的摩擦力ff=mg,由牛頓第二定律可得f-mg=ma,解得力f與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為a=fm-g,由圖像可得圖線(xiàn)斜率k=a0f0=1m,所以m=f0a0;圖線(xiàn)縱軸截距b=-g=-a0,所以=a0g.答案:(1)ad(2)d22l1t22-1t12(3)f0

18、a0a0g15.(10分)為了測(cè)量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況,甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及停表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn),甲同學(xué)站在體重計(jì)上,乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過(guò)程中,體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的情況,并作出了如圖所示的圖像.已知t=0時(shí),電梯靜止不動(dòng),從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層,g取10 m/s2.求:(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小;(2)該大樓的層高.解析:(1)分析圖像可知,甲同學(xué)的質(zhì)量為50 kg,電梯啟動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律,f1-mg=ma1,其中f1=600 n,代入數(shù)據(jù)解得a1=2 m/s2.電梯制動(dòng)時(shí),mg-f2=ma2,其中f2=4

19、00 n,代入數(shù)據(jù)解得a2=2 m/s2.(2)電梯加速時(shí)間t1=1 s,減速時(shí)間t2=1 s,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0=26 s,勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=a1t1=2 m/s,故大樓高度h=v2(t1+t2)+vt0=54 m,層高h(yuǎn)=hn-1=3 m.答案:(1)2 m/s22 m/s2(2)3 m16.(10分)有一個(gè)冰上推木箱的游戲節(jié)目,規(guī)則是選手們從起點(diǎn)開(kāi)始用力推木箱,一段時(shí)間后放手讓木箱向前滑動(dòng),若木箱最后停在有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若木箱最后未停在有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗.其簡(jiǎn)化模型如圖所示,ac是長(zhǎng)度為l1=7 m的水平冰面,選手們可將木箱放在a點(diǎn),從a點(diǎn)開(kāi)始用一恒定不變的水平推力推木箱,bc為有

20、效區(qū)域.已知bc長(zhǎng)度l2=1 m,木箱的質(zhì)量m=50 kg,木箱與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1.某選手作用在木箱上的水平推力f=200 n,木箱沿ac做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),若木箱可視為質(zhì)點(diǎn),g取10 m/s2.為使該選手獲得成功,試求:(1)推力作用在木箱上時(shí)的加速度大小;(2)推力作用在木箱上的時(shí)間t滿(mǎn)足的條件.解析:(1)設(shè)推力作用在木箱上時(shí),木箱的加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律得f-mg=ma1,解得a1=3 m/s2.(2)設(shè)撤去推力后,木箱的加速度大小為a2,根據(jù)牛頓第二定律得mg=ma2,解得a2=1 m/s2.設(shè)推力作用在木箱上的時(shí)間為t,此時(shí)間內(nèi)木箱的位移為x1=12a1t2,撤去推力f后

21、木箱繼續(xù)滑行的距離為x2=a12t22a2,要使木箱停在有效區(qū)域內(nèi),須滿(mǎn)足l1-l2x1+x2l1,解得1 st1.08 s.答案:(1)3 m/s2(2)1 st1.08 s17.(12分)可愛(ài)的企鵝喜歡在冰面上游玩,如圖所示,有一企鵝在傾角為37的斜面上,先以加速度a=0.5 m/s2從斜面底部由靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)向上勻加速“奔跑”,t=8 s時(shí),突然臥倒,以肚皮貼著冰面向前滑行,最后退滑到出發(fā)點(diǎn),完成一次游戲(企鵝在滑動(dòng)過(guò)程中姿勢(shì)保持不變).若企鵝肚皮與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25,已知 sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2.求:(1)企鵝向上勻加速“奔跑”的位移大小;(2)從靜止開(kāi)始10 s內(nèi)企鵝的位移和路程.解析:(1)企鵝向上勻加速的位移大小由x1=12at2計(jì)算,得x1=16 m,v=at=4 m/s.(2)設(shè)向上滑行時(shí)加速度大小為a1,根據(jù)牛頓第二定律有mgsin 37+mgcos