2019-2020年高中物理第四章章末質(zhì)量評(píng)估四含解析新人教版必修1

PAGE章末質(zhì)量評(píng)估(四)(時(shí)間：90分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共12小題，每題4分，共48分．其中1～8題為單選，9～12題為多選，漏選得2分，錯(cuò)選、多選不得分．)1．科學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)樹立正確的自然觀具有重要作用．下列說(shuō)法不符合歷史事實(shí)的是()A．亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)改變B．伽利略通過“理想實(shí)驗(yàn)”得出結(jié)論：運(yùn)動(dòng)必具有一定速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去C．笛卡兒指出：如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不停下來(lái)也不偏離原來(lái)的方向D．牛頓認(rèn)為，物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)答案：A2．關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，以下說(shuō)法中正確的是()A．運(yùn)動(dòng)越快的汽車越不容易停下來(lái)，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)得越快，慣性就越大B．人從水平地面上猛地豎直向上跳起，地面對(duì)人的支持力將會(huì)大于人對(duì)地面的壓力C．N/kg與m/s2都是加速度的國(guó)際制單位D．物體的加速度方向有時(shí)與合外力方向相同，有時(shí)與合外力方向相反答案：C3．一雪橇放在冰面上，現(xiàn)讓一只狗拉著雪橇在冰面上勻速前進(jìn)，則()A．狗對(duì)雪橇的拉力與冰面對(duì)雪橇的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力B．雪橇對(duì)冰面的壓力與冰面對(duì)雪橇的支持力是一對(duì)平衡力C．雪橇對(duì)冰面的壓力與冰面對(duì)雪橇的支持力是一對(duì)作用力與反作用力D．雪橇對(duì)冰面的壓力與雪橇受到的重力是一對(duì)平衡力解析：雪橇勻速前進(jìn)，則雪橇受力平衡，狗對(duì)雪橇的拉力與冰面對(duì)雪橇的摩擦力是一對(duì)平衡力，冰面對(duì)雪橇的支持力與雪橇受到的重力是一對(duì)平衡力，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；雪橇對(duì)冰面的壓力與冰面對(duì)雪橇的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．答案：C4．豎直上拋物體受到的空氣阻力f大小恒定，物體上升到最高點(diǎn)用時(shí)t1，從最高點(diǎn)落回拋出點(diǎn)用時(shí)t2，上升時(shí)加速度大小為a1，下降時(shí)加速度大小為a2，則下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)1<a2，t1<t2 B．a(chǎn)1>a2，t1>t2C．a(chǎn)1<a2，t1>t2 D．a(chǎn)1>a2，t1<t2解析：由上升時(shí)：mg＋f＝ma1，下降時(shí)：mg－f＝ma2，得a1>a2.上升和下降的位移相等，h＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)，因?yàn)閍1>a2，所以t1<t2.D正確．答案：D5.用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)，現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)，斜面傾角為30°，如圖所示，則物體所受摩擦力()A．等于零B．大小為eq\f(1,2)mg，方向沿斜面向下C．大小為eq\f(\r(3),2)mg，方向沿斜面向上D．大小為mg，方向沿斜面向上解析：設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，豎直懸掛時(shí)有kL＝mg.設(shè)物體放在斜面上時(shí)所受摩擦力為f，根據(jù)物體的平衡條件有kL＋f＝2mgsin30°＝mg；由上述兩式聯(lián)立可得f＝0，A正確．答案：A6.如圖所示，吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量分別為m、3m、2m.B和C分別固定在彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計(jì)．B和C在吊籃的水平底板上處于靜止?fàn)顟B(tài)．將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間()A．吊籃A的加速度大小為gB．物體B的加速度大小為gC．物體C的加速度大小為2gD．A、B、C的加速度大小都等于g解析：彈簧開始的彈力F＝3mg，剪斷輕繩的瞬間，彈力不變，B的合力仍然為零，則B的加速度為0；將C和A看成一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律，得aAC＝eq\f(F＋（m＋2m）g,3m)＝2g，即A、C的加速度均為2g.故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確．答案：C7.如圖所示，質(zhì)量為M的斜面A置于粗糙水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體B與斜面間無(wú)摩擦．在水平向左的推力F作用下，A與B一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩者無(wú)相對(duì)滑動(dòng)．已知斜面的傾角為θ，物體B的質(zhì)量為m，則它們的加速度a及推力F的大小為()A．a(chǎn)＝gsinθ，F(xiàn)＝(M＋m)g(μ＋sinθ)B．a(chǎn)＝gcosθ，F(xiàn)＝(M＋m)gcosθC．a(chǎn)＝gtanθ，F(xiàn)＝(M＋m)g(μ＋tanθ)D．a(chǎn)＝gcotθ，F(xiàn)＝μ(M＋m)g解析：B物體受到重力、支持力作用，其合力向左，根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ＝ma，解得a＝gtanθ；研究A、B整體同理有F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a，解得F＝(M＋m)g(μ＋tanθ)，C正確．答案：C8.如圖所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，電磁鐵A和秤盤C(包括支架)的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，整個(gè)裝置用輕繩懸掛于O點(diǎn)．當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引加速上升的過程中，輕繩中拉力T的大小為()A．T＝mgB．Mg<T<(M＋m)gC．T＝(M＋m)gD．T>(M＋m)g解析：以A、B、C組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，A、C靜止，鐵片B由靜止被吸引加速上升，則系統(tǒng)的重心加速上升，系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，故輕繩的拉力為T>(M＋m)g.故選D項(xiàng)．答案：D9.將物體豎直向上拋出，假設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力不變，其速度—時(shí)間圖象如圖所示，則()A．上升、下降過程中加速度大小之比為11∶9B．上升、下降過程中加速度大小之比為10∶1C．物體所受的重力和空氣阻力之比為9∶1D．物體所受的重力和空氣阻力之比為10∶1解析：上升、下降過程中加速度大小分別為：a上＝11m/s2，a下＝9m/s2，由牛頓第二定律，得mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，聯(lián)立解得mg∶F阻＝10∶1，A、D正確．答案：AD10．如圖甲所示，豎直電梯中質(zhì)量為m的物體置于壓力傳感器P上，電腦可描繪出物體對(duì)P的壓力F隨時(shí)間的變化圖線；圖乙中K、L、M、N四條圖線是電梯在四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下由電腦獲得的F-t圖線，由圖線分析電梯的運(yùn)動(dòng)情況，下列結(jié)論中正確的是()A．由圖線K可知，此時(shí)電梯一定處于勻加速上升狀態(tài)B．由圖線L可知，此時(shí)電梯的加速度大小一定等于gC．由圖線M可知，此時(shí)電梯一定處于靜止?fàn)顟B(tài)D．由圖線N可知，此時(shí)電梯加速度的方向一定先向上后向下解析：物體對(duì)P的壓力等于支持力的大小，根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度的大小和方向，從而確定電梯的運(yùn)動(dòng)情況．由題圖線K可知，物體對(duì)P的壓力大于物體的重力，且逐漸增大，則支持力大于重力，且逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度方向豎直向上，且逐漸增大，電梯加速度方向豎直向上，且在變化，故A錯(cuò)誤；由題圖線L可知，支持力的大小等于2mg，根據(jù)牛頓第二定律，得F－mg＝ma，解得a＝g，方向豎直向上，故B正確；由題圖線M可知，支持力等于重力，知電梯可能處于靜止，可能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；由題圖線N可知，支持力的大小先大于mg再小于mg，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正確．答案：BD11.如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面上，m2在空中)，力F與水平方向成θ角．則m1所受支持力FN和摩擦力f正確的是()A．FN＝m1g＋m2g－Fsinθ B．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．f＝Fcosθ D．f＝Fsinθ解析：該題考查連接體的平衡問題，利用隔離法求相互作用力，利用整體法求外力．選整體為研究對(duì)象，在水平方向有f＝Fcosθ，在豎直方向有FN＋Fsinθ＝(m1＋m2)g，F(xiàn)N＝m1g＋m2g－Fsinθ，故A、C選項(xiàng)正確．答案：AC12.如圖所示，兩個(gè)傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個(gè)質(zhì)量均為m的圓環(huán)，兩圓環(huán)上分別用細(xì)線懸吊兩個(gè)質(zhì)量均為M的小球C、D，當(dāng)它們都沿滑竿向下滑動(dòng)并保持相對(duì)靜止時(shí)，A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下．下列結(jié)論正確的是()A．A環(huán)受滑竿的作用力大小為(m＋M)gcosθB．B環(huán)受到的摩擦力f＝mgsinθC．C球的加速度a＝gsinθD．D球受懸線的拉力T＝Mg解析：對(duì)C球受力分析，如圖由牛頓第二定律，得到Mgsinθ＝Ma，①細(xì)線拉力為T＝Mgcosθ，②再對(duì)A環(huán)受力分析，如下圖根據(jù)牛頓第二定律，有mgsinθ－f＝ma，③又N＝mgcosθ＋T，④由①②③④式解得f＝0，N＝(M＋m)gcosθ，故A、C正確．對(duì)D球受力分析，受重力和拉力，合力與速度在一條直線上，故合力為零，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，細(xì)線拉力T＝Mg；再對(duì)B球進(jìn)行受力分析，如圖，受重力、拉力、支持力，由于做勻速運(yùn)動(dòng)，合力為零，故必有向后的摩擦力；根據(jù)平衡條件，有(M＋m)gsinθ＝f，N＝(M＋m)gcosθ，故B錯(cuò)誤，D正確．故選A、C、D.答案：ACD二、實(shí)驗(yàn)題(共2小題，共15分)13．(6分)如圖甲為實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，距離如圖甲，單位是cm，小車的加速度是________m/s.在驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)加速度a和合外力F的關(guān)系時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a-F圖象，其原因是_____________________________________________________________.甲乙解析：a的計(jì)算利用逐差法．a(chǎn)＝eq\f(sDE－sAB＋sEF－sBC＋sFG－sCD,9T2)＝eq\f(sDE＋sEF＋sFG－（sAB＋sBC＋sCD）,9T2)＝eq\f(sAG－sAD－sAD,9T2)＝eq\f(40.65－2×13.15,9×0.12)×10－2m/s2≈1.59m/s2答案：1.59平衡摩擦力過度14．(9分)某實(shí)驗(yàn)小組為探究加速度與力之間的關(guān)系設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，用DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))測(cè)小車的加速度．通過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖(b)所示．圖(a)圖(b)(1)圖線________是在軌道水平的情況下得到的(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)．(2)小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為________kg，小車在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為______N.(3)某同學(xué)用小車做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來(lái))，如圖所示，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz.該小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2，與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v＝______m/s(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)．答案：(1)Ⅱ(2)11(3)1.931.19三、計(jì)算題(共3小題，共37分)15.(10分)如圖所示，小木塊在沿斜面向上的恒定外力F作用下，從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)了0.45m抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)，立即撤去外力．此后小木塊又前進(jìn)0.15m到達(dá)C點(diǎn)，速度為零．已知木塊與斜面動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),6)，木塊質(zhì)量m＝1kg，g取10m/s2.則(1)木塊向上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度為多大？(2)木塊在AB段所受的外力多大？解析：(1)撤去外力后，小木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)從B運(yùn)動(dòng)到C，加速度大小為a＝gsinθ＋μgcosθ＝7.5m/s2，所以有veq\o\al(2,C)－veq\o\al(2,B)＝2as，代入可解得vB＝eq\r(2as)＝eq\r(2×7.5×0.15)m/s＝1.5m/s.(2)設(shè)外加恒力為F，則剛開始從A運(yùn)動(dòng)到B的加速度為a1＝eq\f(F,m)－(gsinθ＋μgcosθ)，木塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故有veq\o\al(2,B)＝2a1s1，代入數(shù)據(jù)可求得F＝10N.答案：(1)1.5m/s(2)10N16．(12分)某運(yùn)動(dòng)員做跳傘訓(xùn)練，他從懸停在空中的直升機(jī)上由靜止跳下，跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開降落傘做減速下落．他打開降落傘后的速度圖線如圖甲．降落傘用8根對(duì)稱的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖乙．已知人的質(zhì)量為50kg，降落傘質(zhì)量也為50kg，不計(jì)人所受的阻力，打開傘后傘所受阻力f與速率v成正比，即f＝kv(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)．則：圖甲圖乙(1)打開降落傘前人下落的距離為多大？(2)求阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a的大小和方向．(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少？解析：(1)h0＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)＝20m，(2)kv＝2mg，將v＝5m/s代入，得k＝200N·s/m.對(duì)整體：kv0－2mg＝2ma，a＝eq\f(kv0－2mg,2m)＝30m/s2，方向豎直向上．(3)設(shè)每根繩拉力為T，以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象有：8Tcosα－mg＝ma，T＝eq\f(m（g＋a）,8cos37°)＝312.5N，由牛頓第三定律，得懸繩能承受的拉力至少為312.5N.答案：(1)20m(2)k＝200N·s/ma＝30m/s2方向豎直向上(3)312.5N17．(15分)如圖所示，質(zhì)量為M＝1kg的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.5kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v0＝3m/s的初速度從左端沿木板上表面沖上木板，帶動(dòng)木板一起向前滑動(dòng)．已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，重力加速度g取10m/s2.求：(1)滑塊在木板上滑動(dòng)過程中，長(zhǎng)木板受到的摩擦力大小和方向；(2)滑塊在木板上滑動(dòng)過程中，滑塊相對(duì)于地面的加速度大小a；