2024-2025学年高中物理第5章研究力和运动的关系测评含解析沪科版必修1

PAGE7-第5章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题给出的选项中至少有一项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于惯性,下列说法正确的是()A.在宇宙飞船内,由于物体完全失重,所以物体的惯性消逝B.跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性C.物体在月球上的惯性只是它在地球上的1D.质量是物体惯性的量度,惯性与速度及物体的受力状况无关解析:物体的惯性只与物体的质量有关,与物体的运动状态、所处的位置无关,选项A、B、C错误,选项D正确。答案:D2.2024年10月17日,“神舟”11号载人飞船胜利放射,设近地加速时,飞船以5g的加速度匀加速上升,g为重力加速度。则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为()A.6mg B.5mgC.4mg D.mg解析:对宇航员由牛顿其次定律得N-mg=ma,得N=6mg,再由牛顿第三定律可判定A项正确。答案:A3.轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4cm。若将重物向下拉1cm后放手,则重物在刚释放的瞬间的加速度是()A.2.5m/s2 B.7.5m/s2C.10m/s2 D.12.5m/s2解析:设重物的质量为m,弹簧的劲度系数为k。平衡时:mg=kx1,将重物向下拉1cm,由牛顿其次定律得:k(x1+x2)-mg=ma,联立解得:a=2.5m/s2,选项A正确。答案:A4.如图所示是某商场安装的智能化电动扶梯,无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先渐渐加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经验了这两个过程。那么下列说法中正确的是()A.顾客始终受到静摩擦力的作用B.顾客受到的支持力总是大于重力C.扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方,再竖直向上D.扶梯对顾客作用力的方向先指向左下方,再竖直向上解析:以人为探讨对象,处于加速运动时,人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用,匀速运转时,人不受静摩擦力,故A错误;顾客处于加速直线运动时,受到的支持力才大于重力,故B错误;顾客处于加速运动时,人受到静摩擦力、重力、支持力三个力的作用,则扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方,当处于匀速直线运动时,其作用力竖直向上,故C正确,D错误。答案:C5.如图所示,小车上有一个定滑轮,跨过定滑轮的绳一端系一重球,另一端系在弹簧测力计上,弹簧测力计下端固定在小车上。起先时小车处于静止状态。当小车沿水平方向运动时,小球恰能稳定在图中虚线位置,下列说法中正确的是()A.小球处于超重状态,小车对地面压力大于系统总重力B.小球处于失重状态,小车对地面压力小于系统总重力C.弹簧测力计读数大于小球重力,但小球既不超重也不失重D.弹簧测力计读数大于小球重力,小车肯定向右匀加速运动解析:小球稳定在题图中虚线位置,则小球和小车有相同的加速度,且加速度水平向右,故小球既不超重也不失重,小车既可以向右匀加速运动,也可以向左匀减速运动,故C项正确。答案:C6.导学号63994136放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。由这两个图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()A.0.5kg,0.4 B.1.5kg,2C.0.5kg,0.2 D.1kg,0.2解析:由F-t图像和v-t图像可得,物块在2s到4s内所受外力F1=3N,物块做匀加速运动,a=ΔvΔt=42m/s2=2m/s2,F1-f=ma,物块在4s到6s所受外力F2=2N,物块做匀速直线运动,则F2=f,f=μmg。联立以上各式并代入数据解得m=0答案:A7.(多选)如图所示,电梯的顶部挂有一个弹簧测力计,其下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人视察到弹簧测力计的示数变为8N,关于电梯的运动,以下说法中正确的是(g取10m/s2)()A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为2m/s2B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2m/s2C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2m/s2D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2m/s2解析:由电梯做匀速直线运动时弹簧测力计的示数为10N,可知重物的重力为10N,质量为1kg;当弹簧测力计的示数变为8N时,则重物受到的合力为2N,方向竖直向下,由牛顿其次定律得物体产生向下的加速度,大小为2m/s2,因没有明确电梯的运动方向,故电梯可能向下加速,也可能向上减速,故选B、C。答案:BC8.(多选)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—时间图像如图所示,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,由牛顿其次定律得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:AD9.(多选)如图所示,在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平力将两长方形水泥制品P和Q夹紧,并以加速度a竖直向上搬起,P和Q的质量分别为2m和3m,水平力为F,P和Q间动摩擦因数为μ,在此过程中()A.P受到Q的摩擦力方向肯定竖直向下B.P受到Q的摩擦力大小为2μFC.P受到Q的摩擦力大小为0.5m(g+a)D.P受到Q的摩擦力大小为1.5m(g+a)解析:设每只手与水泥制品的摩擦力大小均为f1,设P受到Q的摩擦力大小为f2、方向竖直向上。对P、Q整体及P分别应用牛顿其次定律有2f1-5mg=5ma,f1+f2-2mg=2ma,联立解得f2=-0.5m(g+a),负号说明P受到Q的摩擦力方向向下,A、C正确。答案:AC10.导学号63994137(多选)如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是()A.Lv+C.2Lμg解析:因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若始终匀加速至右端,则L=12μgt2,可得t=2Lμg,C正确;若始终加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等,则L=0+v2t,可得t=2Lv,D正确;若先匀加速到传送带速度v,再匀速到右端,则v22μg+v(t-v答案:ACD二、试验题(本题共2小题,共18分)11.导学号63994138(9分)“探究加速度与力、质量的关系”的试验装置如图所示。(1)下列说法正确的是。

A.每次变更小车质量时,应重新平衡摩擦力B.试验时应先释放小车后接通电源C.本试验砝码及砝码盘B的质量应远大于小车A的质量D.在用图像探究加速度与质量的关系时,应作a-1m(2)某同学在试验中打出的一条纸带如图所示,他选择了几个计时点作为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,其中s1=7.06cm、s2=7.68cm、s3=8.30cm、s4=8.92cm,已知电源频率为50Hz,则纸带加速度的大小是m/s2。

(3)某同学将长木板右端适当垫高,其目的是。但他把长木板的右端垫得过高,使得倾角过大。用a表示小车的加速度,F表示细线作用于小车的拉力。则他绘出的a-F关系图像是。解析:(1)将木板不带滑轮的一端适当垫高,可以让小车重力的分力与摩擦力平衡,这样当变更小车的质量时,不用重新平衡摩擦力,所以A错误。试验时应当先接通电源后释放纸带,所以B错误。为了让小车所受的合外力近似等于砝码和砝码盘的总重力,系统的加速度要足够小,所以应当让砝码及砝码盘B的质量应远小于小车A的质量,选项C错误。在外力恒定的状况下,加速度与物体的质量成反比,所以应作a-1m(2)依据逐差法,纸带的加速度a=s3+s4-(s1+s2)(3)当倾角过大时,不挂砝码和砝码盘,小车就有加速度,所以选C。答案:(1)D(2)0.62(3)平衡摩擦力C12.(9分)某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”,他们在试验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。试验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。(1)该试验中小车所受的合力(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该试验是否须要满意砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?(选填“须要”或“不须要”)。

(2)试验获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度l,光电门1和2的中心距离为s。某次试验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该试验要验证的关系式是。

解析:(1)由于力传感器显示拉力的大小,而拉力的大小就是小车所受的合力,故不须要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。(2)由于挡光板的宽度l很小,故小车在光电门1处的速度v1=lt1,在光电门2处的速度为v2=lt2,由v22-v12答案:(1)等于不须要(2)F=M三、计算题(本题共3小题,共32分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(10分)如图所示,质量m=1kg的球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成30°角,球与杆之间的动摩擦因数μ=36,球受到竖直向上的拉力F=20N,g取10m/s2(1)球的加速度多大?(2)在力F作用下,球从静止起先运动,经2s内的位移多大?解析:(1)球受到重力mg、杆的支持力N、杆的摩擦力f和竖直向上的拉力F四个力的作用(如图所示),建立直角坐标系,则由牛顿其次定律得Fsin30°-mgsin30°-f=maFcos30°=mgcos30°+Nf=μN联立以上各式代入数据解得a=2.5m/s2。(2)由运动学公式s=12at2