2019-2020年高中物理第四章章末质量评估四含解析新人教版必修1

PAGE章末质量评估(四)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每题4分，共48分．其中1～8题为单选，9～12题为多选，漏选得2分，错选、多选不得分．)1．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法不符合历史事实的是()A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案：A2．关于牛顿运动定律，以下说法中正确的是()A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性就越大B．人从水平地面上猛地竖直向上跳起，地面对人的支持力将会大于人对地面的压力C．N/kg与m/s2都是加速度的国际制单位D．物体的加速度方向有时与合外力方向相同，有时与合外力方向相反答案：C3．一雪橇放在冰面上，现让一只狗拉着雪橇在冰面上匀速前进，则()A．狗对雪橇的拉力与冰面对雪橇的摩擦力是一对作用力与反作用力B．雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对平衡力C．雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对作用力与反作用力D．雪橇对冰面的压力与雪橇受到的重力是一对平衡力解析：雪橇匀速前进，则雪橇受力平衡，狗对雪橇的拉力与冰面对雪橇的摩擦力是一对平衡力，冰面对雪橇的支持力与雪橇受到的重力是一对平衡力，选项A、D错误；雪橇对冰面的压力与冰面对雪橇的支持力是一对作用力与反作用力，选项B错误，选项C正确．答案：C4．竖直上抛物体受到的空气阻力f大小恒定，物体上升到最高点用时t1，从最高点落回抛出点用时t2，上升时加速度大小为a1，下降时加速度大小为a2，则下列说法正确的是()A．a1<a2，t1<t2 B．a1>a2，t1>t2C．a1<a2，t1>t2 D．a1>a2，t1<t2解析：由上升时：mg＋f＝ma1，下降时：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)，因为a1>a2，所以t1<t2.D正确．答案：D5.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L，现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L，斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力()A．等于零B．大小为eq\f(1,2)mg，方向沿斜面向下C．大小为eq\f(\r(3),2)mg，方向沿斜面向上D．大小为mg，方向沿斜面向上解析：设弹簧的劲度系数为k，竖直悬挂时有kL＝mg.设物体放在斜面上时所受摩擦力为f，根据物体的平衡条件有kL＋f＝2mgsin30°＝mg；由上述两式联立可得f＝0，A正确．答案：A6.如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m.B和C分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计．B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态．将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间()A．吊篮A的加速度大小为gB．物体B的加速度大小为gC．物体C的加速度大小为2gD．A、B、C的加速度大小都等于g解析：弹簧开始的弹力F＝3mg，剪断轻绳的瞬间，弹力不变，B的合力仍然为零，则B的加速度为0；将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律，得aAC＝eq\f(F＋（m＋2m）g,3m)＝2g，即A、C的加速度均为2g.故选项A、B、D错误，C正确．答案：C7.如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为μ，物体B与斜面间无摩擦．在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动．已知斜面的倾角为θ，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为()A．a＝gsinθ，F＝(M＋m)g(μ＋sinθ)B．a＝gcosθ，F＝(M＋m)gcosθC．a＝gtanθ，F＝(M＋m)g(μ＋tanθ)D．a＝gcotθ，F＝μ(M＋m)g解析：B物体受到重力、支持力作用，其合力向左，根据牛顿第二定律得mgtanθ＝ma，解得a＝gtanθ；研究A、B整体同理有F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a，解得F＝(M＋m)g(μ＋tanθ)，C正确．答案：C8.如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，电磁铁A和秤盘C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳中拉力T的大小为()A．T＝mgB．Mg<T<(M＋m)gC．T＝(M＋m)gD．T>(M＋m)g解析：以A、B、C组成的系统为研究对象，A、C静止，铁片B由静止被吸引加速上升，则系统的重心加速上升，系统处于超重状态，故轻绳的拉力为T>(M＋m)g.故选D项．答案：D9.将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻力不变，其速度—时间图象如图所示，则()A．上升、下降过程中加速度大小之比为11∶9B．上升、下降过程中加速度大小之比为10∶1C．物体所受的重力和空气阻力之比为9∶1D．物体所受的重力和空气阻力之比为10∶1解析：上升、下降过程中加速度大小分别为：a上＝11m/s2，a下＝9m/s2，由牛顿第二定律，得mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，联立解得mg∶F阻＝10∶1，A、D正确．答案：AD10．如图甲所示，竖直电梯中质量为m的物体置于压力传感器P上，电脑可描绘出物体对P的压力F随时间的变化图线；图乙中K、L、M、N四条图线是电梯在四种运动状态下由电脑获得的F-t图线，由图线分析电梯的运动情况，下列结论中正确的是()A．由图线K可知，此时电梯一定处于匀加速上升状态B．由图线L可知，此时电梯的加速度大小一定等于gC．由图线M可知，此时电梯一定处于静止状态D．由图线N可知，此时电梯加速度的方向一定先向上后向下解析：物体对P的压力等于支持力的大小，根据牛顿第二定律判断加速度的大小和方向，从而确定电梯的运动情况．由题图线K可知，物体对P的压力大于物体的重力，且逐渐增大，则支持力大于重力，且逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度方向竖直向上，且逐渐增大，电梯加速度方向竖直向上，且在变化，故A错误；由题图线L可知，支持力的大小等于2mg，根据牛顿第二定律，得F－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上，故B正确；由题图线M可知，支持力等于重力，知电梯可能处于静止，可能处于匀速直线运动状态，故C错误；由题图线N可知，支持力的大小先大于mg再小于mg，根据牛顿第二定律知，加速度的方向先向上，再向下，故D正确．答案：BD11.如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力FN和摩擦力f正确的是()A．FN＝m1g＋m2g－Fsinθ B．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．f＝Fcosθ D．f＝Fsinθ解析：该题考查连接体的平衡问题，利用隔离法求相互作用力，利用整体法求外力．选整体为研究对象，在水平方向有f＝Fcosθ，在竖直方向有FN＋Fsinθ＝(m1＋m2)g，FN＝m1g＋m2g－Fsinθ，故A、C选项正确．答案：AC12.如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m的圆环，两圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的小球C、D，当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列结论正确的是()A．A环受滑竿的作用力大小为(m＋M)gcosθB．B环受到的摩擦力f＝mgsinθC．C球的加速度a＝gsinθD．D球受悬线的拉力T＝Mg解析：对C球受力分析，如图由牛顿第二定律，得到Mgsinθ＝Ma，①细线拉力为T＝Mgcosθ，②再对A环受力分析，如下图根据牛顿第二定律，有mgsinθ－f＝ma，③又N＝mgcosθ＋T，④由①②③④式解得f＝0，N＝(M＋m)gcosθ，故A、C正确．对D球受力分析，受重力和拉力，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力T＝Mg；再对B球进行受力分析，如图，受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力；根据平衡条件，有(M＋m)gsinθ＝f，N＝(M＋m)gcosθ，故B错误，D正确．故选A、C、D.答案：ACD二、实验题(共2小题，共15分)13．(6分)如图甲为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图甲，单位是cm，小车的加速度是________m/s.在验证质量一定时加速度a和合外力F的关系时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其原因是_____________________________________________________________.甲乙解析：a的计算利用逐差法．a＝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平衡摩擦力过度14．(9分)某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图(a)所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图(b)所示．图(a)图(b)(1)图线________是在轨道水平的情况下得到的(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)．(2)小车和位移传感器发射部分的总质量为________kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为______N.(3)某同学用小车做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来)，如图所示，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50Hz.该小车做匀变速直线运动的加速度a＝________m/s2，与纸带上D点相对应的瞬时速度v＝______m/s(结果均保留三位有效数字)．答案：(1)Ⅱ(2)11(3)1.931.19三、计算题(共3小题，共37分)15.(10分)如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45m抵达B点时，立即撤去外力．此后小木块又前进0.15m到达C点，速度为零．已知木块与斜面动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),6)，木块质量m＝1kg，g取10m/s2.则(1)木块向上经过B点时速度为多大？(2)木块在AB段所受的外力多大？解析：(1)撤去外力后，小木块做匀减速运动从B运动到C，加速度大小为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)设外加恒力为F，则刚开始从A运动到B的加速度为a1＝eq\f(F,m)－(gsinθ＋μgcosθ)，木块做匀加速直线运动，故有veq\o\al(2,B)＝2a1s1，代入数据可求得F＝10N.答案：(1)1.5m/s(2)10N16．(12分)某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落．他打开降落伞后的速度图线如图甲．降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙．已知人的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比，即f＝kv(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)．则：图甲图乙(1)打开降落伞前人下落的距离为多大？(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向．(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少？解析：(1)h0＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)＝20m，(2)kv＝2mg，将v＝5m/s代入，得k＝200N·s/m.对整体：kv0－2mg＝2ma，a＝eq\f(kv0－2mg,2m)＝30m/s2，方向竖直向上．(3)设每根绳拉力为T，以运动员为研究对象有：8Tcosα－mg＝ma，T＝eq\f(m（g＋a）,8cos37°)＝312.5N，由牛顿第三定律，得悬绳能承受的拉力至少为312.5N.答案：(1)20m(2)k＝200N·s/ma＝30m/s2方向竖直向上(3)312.5N17．(15分)如图所示，质量为M＝1kg的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量m＝0.5kg的小滑块(可视为质点)以v0＝3m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10m/s2.求：(1)滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小和方向；(2)滑块在木板上滑动过程中，滑块相对于地面的加速度大小a；