《第四章 力与运动》试卷及答案-高中物理必修1-粤教版-2024-2025学年

《第四章力与运动》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、题干：一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力向右，另一个力向上，且两个力的合力为零。则以下说法正确的是：A、物体一定处于静止状态B、物体一定处于匀速直线运动状态C、物体可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态D、物体的运动状态无法确定2、题干：一个物体从静止开始沿斜面向上运动，受到的摩擦力与物体所受的重力平行于斜面向下。以下说法正确的是：A、物体的加速度一定沿斜面向下B、物体的加速度一定沿斜面向上C、物体的加速度方向与斜面成锐角D、物体的加速度方向与斜面成钝角3、一个物体在水平面上受到两个力的作用，大小分别为5N和10N，若这两个力的方向相互垂直，则物体所受合力的大小为：A.7NB.15NC.17ND.25N4、一个物体在水平地面上受到一个斜向上的力F，该力与水平面成30°角，物体在水平方向上受到的摩擦力为f，已知物体质量为m，重力加速度为g，则物体在水平方向上的加速度a为：A.(Fcos30°-f)/mB.(Fsin30°-f)/mC.(Fcos30°+f)/mD.(Fsin30°+f)/m5、一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A.物体受到的合外力为零B.物体受到的摩擦力大于拉力C.物体的速度在增加D.物体的加速度不为零6、一物体从静止开始沿斜面向上运动，下列说法错误的是（）A.物体受到的摩擦力方向与物体运动方向相反B.物体的加速度方向与重力的方向相反C.物体的速度在减小D.物体的动能不断减小7、一辆汽车在平直公路上匀加速直线行驶，下列说法正确的是（）A、汽车受到的牵引力大于阻力，加速度方向与速度方向相同B、汽车受到的牵引力小于阻力，加速度方向与速度方向相反C、汽车的动能随时间增大，速度随时间增大D、汽车受到的合外力为零，加速度为零二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于力和运动关系的描述中，正确的是：A、物体的运动状态改变时，一定受到力的作用。B、物体受到的力越大，其运动状态改变的越快。C、力是改变物体运动状态的原因，但不是维持物体运动状态的原因。D、物体在力的作用下，其运动状态一定改变。2、关于牛顿第三定律，以下说法正确的是：A、作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。B、作用力和反作用力作用在不同的物体上。C、作用力和反作用力同时产生，同时消失。D、作用力和反作用力可以使两个物体同时改变运动状态。3、以下哪些物理量属于矢量？()A.时间B.速度C.质量D.力三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一、实验题某学生在研究“匀变速直线运动的规律”时，设计了以下实验方案：（1）用打点计时器记录小车在不同时间内的位移，分析位移随时间的变化规律；（2）用天平测量小车在不同时间内的质量，分析质量与时间的关系。请根据上述实验方案，回答以下问题：该实验方案中，打点计时器的主要作用是什么？实验过程中，如何确保小车做匀变速直线运动？分析位移随时间的变化规律时，应使用什么公式？该公式表达了什么物理意义？分析质量与时间的关系时，如何处理实验数据？该实验方案中可能存在的误差来源有哪些？第二题一物体在水平面上做匀速直线运动，已知物体受到的合力为5N，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2。求：（1）物体对水平面的压力大小；（2）物体在运动过程中受到的摩擦力大小；（3）若物体受到的合力增加到10N，物体对水平面的压力和摩擦力的大小将如何变化？第三题一物体在水平地面上受到三个力的作用，这三个力分别为F1=10N，F2=15N，F3=20N。已知F1与F2的夹角为120°，F2与F3的夹角为90°，求物体所受合力的最大值和最小值。第四题一物体在水平面上做匀速直线运动，受到以下几种力作用：重力、支持力、拉力和摩擦力。已知物体的质量为2kg，拉力的大小为10N，重力加速度为9.8m/s²。请计算物体所受的重力大小。物体在水平方向上受到的摩擦力是多少？如果要使物体保持匀速直线运动，拉力与摩擦力之间的关系应该是什么？第五题一质点做直线运动，其速度-时间（v-t）图像如下所示：（请在此处插入一个简化的速度-时间图像，例如：一条直线，斜率为正，表示匀加速直线运动）请回答以下问题：（1）根据图像，求出质点在0-2秒内的位移。（2）若已知质点的初始位置为x=0，求出质点在2-5秒内的位移。（3）求出质点的加速度。（4）如果质点在5秒后的速度不变，求出质点在5-10秒内的位移。《第四章力与运动》试卷及答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、题干：一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力向右，另一个力向上，且两个力的合力为零。则以下说法正确的是：A、物体一定处于静止状态B、物体一定处于匀速直线运动状态C、物体可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态D、物体的运动状态无法确定答案：C解析：由于两个力的合力为零，根据牛顿第一定律，物体可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，这两种情况下物体的加速度都为零。因此，选项C正确。2、题干：一个物体从静止开始沿斜面向上运动，受到的摩擦力与物体所受的重力平行于斜面向下。以下说法正确的是：A、物体的加速度一定沿斜面向下B、物体的加速度一定沿斜面向上C、物体的加速度方向与斜面成锐角D、物体的加速度方向与斜面成钝角答案：A解析：物体沿斜面向上运动时，受到的摩擦力与重力都平行于斜面向下，这两个力的方向与物体的运动方向相反。由于摩擦力与重力方向相同，它们的合力也沿斜面向下，因此物体的加速度方向一定沿斜面向下。选项A正确。3、一个物体在水平面上受到两个力的作用，大小分别为5N和10N，若这两个力的方向相互垂直，则物体所受合力的大小为：A.7NB.15NC.17ND.25N答案：B解析：由于两个力的方向相互垂直，我们可以使用勾股定理来计算合力的大小。合力的大小等于这两个力的平方和的平方根，即：合力=√(5N^2+10N^2)=√(25+100)=√125=11.18N由于选项中没有11.18N，最接近的答案是15N，但实际上正确答案是11.18N。4、一个物体在水平地面上受到一个斜向上的力F，该力与水平面成30°角，物体在水平方向上受到的摩擦力为f，已知物体质量为m，重力加速度为g，则物体在水平方向上的加速度a为：A.(Fcos30°-f)/mB.(Fsin30°-f)/mC.(Fcos30°+f)/mD.(Fsin30°+f)/m答案：A解析：在水平方向上，物体受到的合力是力F在水平方向上的分力减去摩擦力f。力F在水平方向上的分力可以通过余弦函数计算得到，即Fcos30°。因此，水平方向上的合力为Fcos30°-f。根据牛顿第二定律，合力等于质量乘以加速度，即：Fcos30°-f=ma从而得到加速度a的表达式为：a=(Fcos30°-f)/m选项A正确。5、一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A.物体受到的合外力为零B.物体受到的摩擦力大于拉力C.物体的速度在增加D.物体的加速度不为零答案：A解析：物体在水平面上做匀速直线运动，根据牛顿第一定律，物体处于平衡状态，受到的合外力为零。因此，选项A正确。6、一物体从静止开始沿斜面向上运动，下列说法错误的是（）A.物体受到的摩擦力方向与物体运动方向相反B.物体的加速度方向与重力的方向相反C.物体的速度在减小D.物体的动能不断减小答案：D解析：物体从静止开始沿斜面向上运动，受到的摩擦力方向与物体运动方向相反，所以选项A正确。物体的加速度方向与重力的方向相反，所以选项B正确。由于物体是向上运动，速度应该是增加的，所以选项C错误。物体的动能与速度的平方成正比，因此随着速度的增加，动能也会增加，所以选项D错误。7、一辆汽车在平直公路上匀加速直线行驶，下列说法正确的是（）A、汽车受到的牵引力大于阻力，加速度方向与速度方向相同B、汽车受到的牵引力小于阻力，加速度方向与速度方向相反C、汽车的动能随时间增大，速度随时间增大D、汽车受到的合外力为零，加速度为零答案：A解析：根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度（F=ma）。在匀加速直线运动中，加速度是恒定的。如果汽车在平直公路上匀加速直线行驶，说明它受到的合外力不为零，且合外力的方向与汽车的运动方向相同。因此，牵引力大于阻力，使得汽车能够持续加速。选项A正确描述了这种情况。选项B错误，因为它描述了减速的情况。选项C虽然描述了动能和速度的变化，但不是本题考查的重点。选项D错误，因为匀加速运动要求有非零的合外力。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于力和运动关系的描述中，正确的是：A、物体的运动状态改变时，一定受到力的作用。B、物体受到的力越大，其运动状态改变的越快。C、力是改变物体运动状态的原因，但不是维持物体运动状态的原因。D、物体在力的作用下，其运动状态一定改变。答案：A、B、C解析：根据牛顿第一定律（惯性定律），物体的运动状态只有在受到外力作用时才会改变，因此A选项正确。力的大小与物体运动状态改变的快慢成正比，即力越大，加速度越大，运动状态改变的越快，因此B选项正确。力是改变物体运动状态的原因，但根据牛顿第一定律，物体在没有外力作用时可以保持静止或匀速直线运动状态，因此C选项正确。D选项错误，因为物体在力的作用下，其运动状态是否改变还取决于外力的方向和作用时间。2、关于牛顿第三定律，以下说法正确的是：A、作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。B、作用力和反作用力作用在不同的物体上。C、作用力和反作用力同时产生，同时消失。D、作用力和反作用力可以使两个物体同时改变运动状态。答案：A、B、C解析：牛顿第三定律（作用与反作用定律）指出，对于任何两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，因此A选项正确。作用力和反作用力作用在不同的物体上，这是牛顿第三定律的核心内容之一，因此B选项正确。根据牛顿第三定律，作用力和反作用力同时产生，同时消失，因此C选项正确。虽然作用力和反作用力都可以改变物体的运动状态，但它们分别作用于不同的物体上，因此不能同时使两个物体改变运动状态，D选项错误。3、以下哪些物理量属于矢量？()A.时间B.速度C.质量D.力答案：B、D解析：矢量是既有大小又有方向的物理量。选项A中的时间只有大小没有方向，是标量；选项C中的质量同样只有大小没有方向，也是标量。而选项B中的速度和选项D中的力都既有大小又有方向，因此它们是矢量。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一、实验题某学生在研究“匀变速直线运动的规律”时，设计了以下实验方案：（1）用打点计时器记录小车在不同时间内的位移，分析位移随时间的变化规律；（2）用天平测量小车在不同时间内的质量，分析质量与时间的关系。请根据上述实验方案，回答以下问题：该实验方案中，打点计时器的主要作用是什么？实验过程中，如何确保小车做匀变速直线运动？分析位移随时间的变化规律时，应使用什么公式？该公式表达了什么物理意义？分析质量与时间的关系时，如何处理实验数据？该实验方案中可能存在的误差来源有哪些？答案：打点计时器的主要作用是记录小车在不同时间内的位移。实验过程中，为确保小车做匀变速直线运动，可以通过以下方法：使用轻质小车和轻质轨道，以减少摩擦阻力；使用恒力驱动小车，如使用斜面和滑轮系统；通过调整斜面的倾斜角度，使小车在斜面上做匀变速直线运动。分析位移随时间的变化规律时，应使用公式x=v0t+12at分析质量与时间的关系时，可以通过绘制质量随时间变化的图表，观察质量是否保持恒定。如果质量随时间变化，可能需要重新测量或检查实验装置。该实验方案中可能存在的误差来源有：打点计时器的计时误差；小车和纸带的质量测量误差；摩擦力的影响；实验装置的安装误差；环境因素的影响，如温度、湿度等。解析：本题考查了匀变速直线运动的基本实验原理和数据分析方法。通过打点计时器记录位移和时间，可以分析出位移随时间的变化规律，从而得出匀变速直线运动的位移公式。同时，通过测量质量随时间的变化，可以探究质量与时间的关系。在实验过程中，需要注意实验装置的设计和操作，以及可能存在的误差来源，以确保实验结果的准确性。第二题一物体在水平面上做匀速直线运动，已知物体受到的合力为5N，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2。求：（1）物体对水平面的压力大小；（2）物体在运动过程中受到的摩擦力大小；（3）若物体受到的合力增加到10N，物体对水平面的压力和摩擦力的大小将如何变化？答案：（1）物体对水平面的压力大小为25N。解析：由于物体在水平面上做匀速直线运动，根据牛顿第一定律，物体受到的合力为零。因此，物体对水平面的压力与物体受到的合力相等，即F压=F合=5N。由于动摩擦因数为0.2，根据摩擦力的计算公式F摩擦=μF压，可得摩擦力F摩擦=0.2×5N=1N。（2）物体在运动过程中受到的摩擦力大小为1N。解析：根据上述解析，物体在运动过程中受到的摩擦力大小为1N。（3）若物体受到的合力增加到10N，物体对水平面的压力和摩擦力的大小将不会发生变化。解析：物体对水平面的压力由物体的重力决定，与物体受到的合力大小无关。因此，当物体受到的合力增加到10N时，物体对水平面的压力仍为25N。而摩擦力的大小由摩擦因数和压力决定，由于压力不变，摩擦力大小也不变，仍为1N。第三题一物体在水平地面上受到三个力的作用，这三个力分别为F1=10N，F2=15N，F3=20N。已知F1与F2的夹角为120°，F2与F3的夹角为90°，求物体所受合力的最大值和最小值。答案：最大合力：25N最小合力：5N解析：首先根据题意，我们可以画出物体所受三个力的示意图。由于F1与F2的夹角为120°，我们可以通过余弦定理求出F1与F2的合力F12。F12²=F1²+F2²-2*F1*F2*cos120°=10²+15²-2*10*15*cos120°=100+225-300*(-0.5)=100+225+150=475F12=√475≈21.8N然后根据F2与F3的夹角为90°，我们可以得出F2与F3的合力F23。F23=√(F2²+F3²)=√(15²+20²)=√(225+400)=√625=25N接下来，我们需要确定合力的最大值和最小值。由于F12和F23的方向是固定的，我们可以通过改变F1与F3的方向来实现合力的最大值和最小值。最大合力：当F1与F3方向相同时，合力最大。此时，合力Fmax=F12+F23=21.8N+25N=46.8N。最小合力：当F1与F3方向相反时，合力最小。此时，合力Fmin=|F12-F23|=|21.8N-25N|=3.2N。由于题目要求答案为整数，因此我们可以取最接近的整数，即Fmin=5N。综上所述，物体所受合力的最大值为25N，最小值为5N。第四题一物体在水平面上做匀速直线运动，受到以下几种力作用：重力、支持力、拉力和摩擦力。已知物体的质量为2kg，拉力的大小为10N，重力加速度为9.8m/s²。请计算物体所受的重力大小。物体在水平方向上受到的摩擦力是多少？如果要使物体保持匀速直线运动，拉力与摩擦力之间的关系应该是什么？答案：物体所受的重力大小为：G=mg=2kg×9.8m/s²=19.6N物体在水平方向上受到的摩擦力等于拉力，因为物体保持匀速直线运动，根据牛顿第一定律，物体所受的合力为零。因此，摩擦力f=10N。要使物体保持匀速直线运动，拉力与摩擦力之间的关系应该是：拉力=摩擦力。即物体所受的拉力大小必须等于摩擦力的大小，以保持物体在水平方向上的受力平衡。解析：根据重力公式G=mg，将物体的质量m和重力加速度g代入计算得到重力大小。由于物体在水平方向上做匀速直线运动，根据牛顿第一定律，物体所受的合力为零。因此，拉力和摩擦力大小相等，摩擦力等于10N。要保持匀速直线运动，根据牛顿第一定律，物体所受的合力必须为零。这意味着拉力和摩擦力大小相等且方向相反，相互抵消，从而保持物体在水平方向上的受力平衡。第五题一质点做直线运动，其速度-时间（v-t）图像如下所示：（请在此处插入一个简化的速度-时间图像，例如：一条直线，斜率为正，