物理粤教版必修一第四章力与运动章末检测

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(1～7为单选题，8～12为多选题，每小题4分，共48分)1．在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是()A．亚里士多德、伽利略 B．伽利略、牛顿C．伽利略、爱因斯坦 D．亚里士多德、牛顿答案B2．伽利略的斜面实验为牛顿运动定律奠定了基础，下列有关说法正确的是()A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．已知月球上的重力加速度是地球上的eq\f(1,6)，故一个物体从地球上移到月球上惯性减小为原来的eq\f(1,6)C．同一物体运动越快越难停止运动，说明物体的速度越大，其惯性越大D．由于巨轮惯性很大，施力于巨轮，经过很长一段时间后惯性变小答案A解析惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，其大小和物体的质量有关系，与物体的运动状态无关，A正确，C、D错误；在月球上和地球上，重力加速度的大小不一样，所受的重力大小也就不一样，但质量不变，惯性也不变，B错误．3．如图1所示，乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下，并落在地板偏前方的B点处，由此判断公交车的运动情况是()图1A．向前加速运动B．向前减速运动C．向后匀速运动D．向后减速运动答案B解析水滴离开车顶后，由于惯性在水平方向上保持离开时的速度不变，而水滴落点B在A点正下方的前面，表明若车向前行驶，水滴下落时，车正在减速，A错误，B正确；若车向后减速运动时，水滴下落时将落在A点正下方的后方，故D错误．若车向后匀速运动，水滴将落在A点的正下方，C错误．4.如图2所示，建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处，采用的方式是一工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出，在高处的工人乙将其接住．每块砖的质量均为m，现只考虑最上层的两块砖，不计空气阻力，下列说法正确的是()图2A．工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态B．工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间的作用力等于mgC．工人甲在将砖块抛出后，砖块处于失重状态D．工人甲在将砖块抛出后，砖块间的作用力等于mg答案C解析工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)，砖块具有向上的加速度，处于超重状态，A错误；由牛顿第二定律FN－mg＝ma，所以砖块间作用力FN＝m(g＋a)>mg，B错误；工人甲在将砖块抛出后，砖块受重力作用具有向下的加速度，处于失重状态，C正确；工人甲在将砖块抛出后，砖块间的作用力等于0，D错误．故选C.5.如图3所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端．B与小车平板间的动摩擦因数为μ.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为()图3A．mg，竖直向上B．mgeq\r(1＋μ2)，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右D．mgeq\r(1＋tan2θ)，斜向右上方答案D解析以A为研究对象，受力分析如图所示根据牛顿第二定律得：mAgtanθ＝mAa，得：a＝gtanθ，方向水平向右．再对B研究得：小车对B的摩擦力为：f＝ma＝mgtanθ，方向水平向右，小车对B的支持力大小为FN＝mg，方向竖直向上，则小车对物块B产生的作用力的大小为：F＝eq\r(F\o\al(2,N)＋f2)＝mgeq\r(1＋tan2θ)，方向斜向右上方，D正确．6．如图4所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有()图4A．两图中两球加速度均为gsinθB．两图中A球的加速度均为零C．图乙中轻杆的作用力一定不为零D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍答案D解析撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，故图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍，故A、B、C错误，D正确．7．如图5所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长．如果mB＝3mA，则绳子对物体A的拉力大小为()图5A．mBg B.eq\f(3,4)mAgC．3mAg D.eq\f(3,4)mBg答案B解析对A、B整体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得mBg＝(mA＋mB)a，对物体A，设绳的拉力为F，由牛顿第二定律得，F＝mAa，解得F＝eq\f(3,4)mAg，故B正确．8．静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图6所示，则以下说法中正确的是()图6A．物体在2s内的位移为零B．4s末物体将回到出发点C．2s末物体的速度为零D．物体一直在朝同一方向运动答案CD解析根据图象可知，物体先朝正方向做匀加速直线运动，接着做匀减速直线运动，再做正方向的匀加速直线运动，周期性的朝单方向运动，由于加速和减速阶段的加速度大小相等，所以2s末的速度为零，位移不为零，A、B错误，C、D正确．9．将一个小球以某一初速度竖直上抛，空气阻力与速度大小成正比，且始终小于小球的重力．从抛出到落回抛出点的全过程中，下列判断正确的是()A．上升经历的时间一定小于下降经历的时间B．小球的加速度方向不变，大小一直在减小C．小球的加速度方向不变，大小先减小后增大D．上升到最高点时，小球的速度为零，加速度也为零答案AB解析由于空气阻力的影响，球上升和下降经过同一高度处时，一定是上升的速度大于下降的速度，因此上升过程的平均速度一定大，故上升经历的时间一定小于下降经历的时间，故A正确；无论上升还是下降，合力始终向下，上升过程mg＋kv＝ma，v减小因此a减小；下降过程mg－kv＝ma，v增大因此a减小，即小球的加速度一直减小，故B正确，C错误；最高点处速度为零，加速度为g，故D错误．10．如图7所示，某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ＝30°，当载人车厢以加速度a斜向上加速运动时，人对车厢的压力为体重的1.25倍，此时人与车厢相对静止，设车厢对人的摩擦力为f，人的体重为G，下面正确的是()图7A．a＝eq\f(g,4) B．a＝eq\f(g,2)C．f＝eq\f(\r(3),3)G D．f＝eq\f(\r(3),4)G答案BD解析由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍，所以在竖直方向上有Fy－mg＝ma上，解得a上＝0.25g，设水平方向上的加速度为a水，则eq\f(a上,a水)＝tan30°＝eq\f(\r(3),3)，所以a水＝eq\f(\r(3),4)g，则a＝eq\f(a水,cos30°)＝eq\f(1,2)g，f＝ma水＝eq\f(\r(3),4)G，B、D正确．11.如图8所示，一小球从空中自由落下，在与正下方的直立轻质弹簧接触直至速度为零的过程中，关于小球的运动状态，下列说法中正确的是()图8A．接触后，小球做减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增大后减小直到为零C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方答案BD解析从小球下落到与弹簧接触开始，一直到把弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力与小球重力相等的位置是转折点，之前重力大于弹力，之后重力小于弹力，而随着小球向下运动，弹力越来越大，重力恒定，所以之前重力与弹力的合力越来越小，之后重力与弹力的合力越来越大，且反向(竖直向上)．由牛顿第二定律知，加速度的变化趋势和合力的变化趋势一样，而在此过程中速度方向一直向下．12.如图9所示为运送粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，以下说法正确的是()图9A．粮袋到达B点的速度可能大于、等于或小于vB．粮袋开始运动的加速度为g(sinθ－cosθ)，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动C．若μ＜tanθ，则粮袋从A到B一直做加速运动D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a＞gsinθ答案AC解析粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v；故A正确．粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmgcosθ，根据牛顿第二定律得，加速度a＝g(sinθ＋μcosθ)，故B错误．若μ＜tanθ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下，粮袋从A到B一直是做加速运动，可能是一直以g(sinθ＋μcosθ)的加速度匀加速；也可能先以g(sinθ＋μcosθ)的加速度匀加速，后以g(sinθ－μcosθ)的加速度匀加速，故C正确．由以上分析可知，粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动．故D错误．二、实验题(本题共2小题，共14分)13．(6分)某探究学习小组的同学们要“探究加速度与力、质量的定量关系”，他们在实验室组装了一套如图10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．实验时，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)．图10(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)．(2)实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和光电门2的中心距离为s.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和光电门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，则该实验要验证的关系式是________________．答案(1)等于不需要(2)F＝eq\f(Ml2,2s)(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,t\o\al(2,1)))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，故不需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＝eq\f(l,t1)，在光电门2处的速度为v2＝eq\f(l,t2)，由veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2as，得a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2s)＝eq\f(1,2s)(eq\f(l2,t\o\al(2,2))－eq\f(l2,t\o\al(2,1)))．故验证的关系式为F＝Ma＝eq\f(M,2s)(eq\f(l2,t\o\al(2,2))－eq\f(l2,t\o\al(2,1)))＝eq\f(Ml2,2s)(eq\f(1,t\o\al(2,2))－eq\f(1,t\o\al(2,1)))．14．(8分)如图11所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机DIS直接显示物体加速度)探究加速度与力的关系”的实验装置．图11(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持______________不变，用钩码所受的重力大小作为__________，用DIS测小车的加速度．(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据画出a－F关系图线(如图12所示)．图12①分析此图线OA段可得出的实验结论是____________________________．②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______．(填选项前字母)A．小车与轨道之间存在摩擦B．轨道保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大答案(1)小车总质量小车所受的合外力(2)①在质量不变时，加速度与合外力成正比②C解析(1)保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受的合外力，用DIS测加速度．(2)①OA段为直线，说明在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比．②设小车质量为M，所挂钩码的质量为m，由实验原理得mg＝F＝Ma，即a＝eq\f(mg,M)＝eq\f(F,M)，而实际上a′＝eq\f(mg,M＋m)，可见a′＜a，AB段明显偏离直线是由于没有满足M≫m造成的，故A、B、D错误，C正确．三、计算题(本题共3小题，共38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)15．(10分)在水平地面上有一个质量为4.0kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动.10s后拉力大小减小为eq\f(F,3)，并保持恒定．该物体的速度－时间图象如图13所示(取g＝10m/s2)．求：(1)物体所受到的水平拉力F的大小；图13(2)该物体与地面间的动摩擦因数．答案(1)9N(2)0.125解析(1)物体的运动分为两个过程，由题图可知两个过程的加速度分别为：a1＝1m/s2，a2＝－0.5m/s2对物体受力分析如图甲、乙所示：甲乙对于两个过程，由牛顿第二定律得：F－f＝ma1eq\f(F,3)－f＝ma2联立以上二式解得：F＝9N，f＝5N(2)由滑动摩擦力公式得：f＝μFN＝μmg解得μ＝0.125.16．(12分)如图14所示，某人用轻绳牵住一只质量m＝0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角．已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M＝50kg，且人受的浮力忽略不计．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图14(1)求水平风力的大小；(2)求人对地面的压力大小；(3)若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？并说明理由．答案(1)12N(2)491N(3)见解析解析(1)对氢气球进行受力分析，如图甲所示．由平衡条件可知，竖直方向，F浮＝mg＋FTsin37°；水平方向，F风＝FTcos37°，解得F风＝12N，FT＝15N.(2)对人进行受力分析，如图乙所示．由平衡条件可知，竖直方向，FN＝Mg－FT′sin37°＝500N－15N×0.6＝491N；根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小为491N.(3)若风力增强，只改变了水平方向的力，视氢气球及人为一整体，所以竖直方向上的受力情况没有改变，人对地面的压力不变．17．(16分)如图15所示，一质量为mB＝2kg的木板B静止在光滑的水平面上，其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端