2024-2025学年新教材高中物理第四章运动和力的关系章末质量评估训练含解析新人教版必修第一册

PAGE11-章末质量评估（四）(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫作国际单位制.2024年11月16日,第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议,正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义.以下单位符号属于国际单位制中基本单位的是 ()①kg②m/s③N④m⑤A⑥g⑦m/s2⑧sA.②③⑦ B.①④⑤⑧ C.⑤⑥⑧ D.①③④解析:国际单位制规定了七个基本物理量,分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量,其对应的单位为国际单位制中的七个基本单位,分别为m、kg、s、K、A、cd、mol,故选项B正确,选项A、C、D错误.答案:B2.在一次交通事故中,一辆载有30t“工”字形钢材的载重汽车由于意外实行紧急制动,结果车厢上的钢材向前冲出,压扁驾驶室.下列关于这起事故缘由的分析正确的是 ()A.由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,钢材接着向前运动,压扁驾驶室B.由于汽车紧急制动,其惯性减小,而钢材惯性较大,所以接着向前运动C.由于车厢上的钢材所受阻力太小,不足以克服其惯性,所以接着向前运动D.由于汽车制动前的速度太大,所以汽车的惯性比钢材的惯性大,在汽车制动后,钢材接着向前运动解析:由于车厢上的钢材有惯性,在汽车制动时,钢材接着向前运动,压扁了驾驶室,惯性只与质量有关,与运动状态、受力状况无关,选项A正确.答案:A3.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为30N,完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为2kg的物块.在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为15N.当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为10N.这时小车运动的加速度大小是 ()A.1m/s2 B.3m/s2 C.5m/s2 D.7m/s2解析:起先两弹簧测力计的示数均为15N,当弹簧测力计甲的示数为10N时,弹簧测力计乙的示数将增大为20N,对物体在水平方向应用牛顿其次定律,得20N-10N=2kg×a,得a=5m/s2,选项C正确.答案:C4.一根弹簧的下端挂一重物,上端用手牵引使重物向上做匀速直线运动,从手突然停止运动到物体上升到最高点的过程中,重物加速度的数值将()A.渐渐减小 B.渐渐增大C.先减小后增大 D.先增大再减小解析:物体做匀速直线运动过程中,弹簧弹力和重力等大反向,当手突然停止运动后,物体由于具有惯性,将接着上升,弹簧的伸长量变小,弹力变小,重力和弹力的合力变大,加速度变大;弹簧复原原长时,重物接着向上压缩弹簧,此时弹簧弹力向下,且渐渐增大,重力与弹力的合力变大,加速度变大,直到重物到达最高点.选项B正确.答案:B5.如图所示,质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面.质量为1kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力.某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g取10m/s2) ()A.0 B.8NC.10N D.50N解析:细线剪断瞬间,弹簧弹力不变,A、B和弹簧整体受到的合力等于物体B的重力,因此整体的加速度为a=mBgmA+mB=2m/s2,对物体B有mBg-FN=mBa,所以A、B间作用力FN=答案:B6.右图为杂技“顶竿”表演的示意图,一人站在地上,肩上有一质量为m0的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对站在地上的人的压力大小为 ()A.(m0+m)g B.(m0+m)g-maC.(m0+m)g+ma D.(m0-m)g解析:竿上的人与竿的相互作用力为Ff,则地面上的人受到的压力为FN=m0g+Ff,对质量为m的人有mg-Ff=ma,解得FN=(m+m0)g-ma,选项B正确.答案:B7.下图是某人站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时记录的压力随时间变更的图线,纵坐标为力(单位为N),横坐标为时间(单位为s).由图线可知,此人的重力约为650N,除此之外,还可以得到的信息是 ()A.此人做了两次下蹲—起立的动作B.此人做了一次下蹲—起立的动作C.下蹲过程中人处于失重状态D.下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态解析:人下蹲动作有失重和超重两个过程,先是加速下降,到达一个最大速度后再减速下降,对应先失重再超重,起立对应先超重再失重,对应图线可知,此人做了一次下蹲—起立的动作,选项A、C、D错误,选项B正确.答案:B8.在机场和火车站可以看到用于对行李进行平安检查的水平传送带.当旅客把行李放到传送带上时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李起先做匀加速运动.随后它们保持相对静止,行李随传送带一起前进.设传送带匀速前进的速度为0.25m/s,把质量为5kg的木箱静止放到传送带上,已知木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.6,那么这个木箱放在传送带上后,传送带上将留下的摩擦痕迹约为()A.5mm B.6mmC.7mm D.10mm解析:依据牛顿其次定律有μmg=ma,木箱的加速度a=6m/s2,木箱加速的时间为t=va,这段时间内木箱的位移为x1=v22a,而传送带的位移为x2=vt,传送带上将留下的摩擦痕迹长为l=x2-x答案:A二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.乘坐空中缆车饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择.若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,如图所示.在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行).则 ()A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面对上B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面对下C.小物块受到的静摩擦力为12mg+D.小物块受到的静摩擦力为ma解析:小物块相对斜面静止,因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力.缆车以加速度a上行,小物块的加速度也为a,以小物块为探讨对象,则有Ff-mgsin30°=ma,Ff=12mg+ma,方向平行斜面对答案:AC10.假如力F在时间t内使质量为m的物体移动一段距离s,那么 ()A.力F在时间t内使质量m2的物体移动距离B.力F在时间t2内使质量m2C.力F在时间2t内使质量2m的物体移动距离sD.力F2在时间t内使质量m2解析:依据牛顿其次定律得,a=Fm,由运动学公式得,s=12at2=Ft22m.同理,力F在时间t内使质量m2的物体移动距离为s1=Ft2m=2s,选项A错误;力F在时间t2内使质量m2的物体移动距离s2=Ft24m=s2,选项B正确;力F在时间2t内使质量2m的物体移动距离s3=答案:BD11.如图所示,5个质量相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的动摩擦因数均相同,当用力F推第一块使它们共同加速运动时,下列说法不正确的是 ()A.由左向右,两块木块之间的相互作用力依次变小B.由左向右,两块木块之间的相互作用力依次变大C.第2块与第3块木块之间弹力大小为0.6FD.第3块与第4块木块之间弹力大小为0.6F解析:取整体为探讨对象,由牛顿其次定律得F-5μmg=5ma.再选取1、2两块为探讨对象,设第3块与第2块木块之间弹力为FT,由牛顿其次定律得F-2μmg-FT=2ma.两式联立得FT=0.6F.进一步分析可得第3块与第4块木块之间弹力大小为0.4F,第4块与第5块木块之间弹力大小为0.2F,所以从左向右,木块间的相互作用力是依次变小的.选项A、C说法正确.答案:AC12.下图是汽车运输圆柱形工件的示意图.图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,当汽车静止时,Q传感器示数为0,P、N传感器示数不为0.在汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为0,而Q、N传感器示数不为0.已知sin15°=0.26,cos15°=0.97,tan15°=0.27,g取10m/s2,则汽车向左匀加速启动的加速度可能为 ()A.4m/s2 B.3m/s2 C.2m/s2 D.1m/s2解析:在汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为0,而Q、N传感器示数不为0,则小球受重力mg、压力传感器N的弹力FN作用和压力传感器Q向下的弹力FQ作用,沿水平、竖直方向正交分解,依据牛顿其次定律得,FQ+mg=FNcos15°,F合=FNsin15°=ma,解得a=FQ+mg0.27m/s2+2.7m/s2>2.7m/s2,选项A、B正确.答案:AB三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)某同学利用图示的装置探究系统牛顿其次定律,即一系统的质量m肯定时,系统运动的加速度a与合力F的关系.试验时,有肯定数目的砝码放置在小车上.试验过程:将小车从A处由静止释放,用速度传感器测出它运动到B处时的速度v,然后将小车内的一个砝码拿到小桶中,小车仍从A处由静止释放,测出它运动到B处时对应的速度,重复上述操作.图中A、B相距x.(1)设加速度大小为a,则a与v及x间的关系式是.

(2)假如试验操作无误,四位同学依据试验数据作出了如下图像,其中正确的是.

ABCD(3)下列措施能够减小本试验的误差的是.

A.试验中必需保证小桶及砝码的总质量远小于小车及车内砝码的总质量B.试验前要平衡摩擦力C.细线在桌面上的部分应与长木板平行D.图中A、B之间的距离x尽量小些解析:(1)小车做初速度为0的匀加速直线运动,由匀变速直线运动的速度位移公式得v2=2ax.(2)由(1)可知,v2=2ax,由牛顿其次定律得a=Fm,则v2=2xmF,m肯定时,v2(3)设小桶及桶中砝码的质量为m1,以系统为探讨对象,加速度a=Fm=m1gm,系统所受拉力大小等于m1g,选项A错误;为使系统所受合力大小等于桶与桶中砝码的重力,试验前要平衡摩擦力,选项B正确;此外还须要细线在桌面上的部分应与长木板平行,选项C正确;为减小试验误差,图中A、答案:(1)v2=2ax(2)A(3)BC14.(8分)某试验小组用图甲所示的试验装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数.在一端装有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门,与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时的遮光时间,滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连,测力计下吊着沙桶,测力计能显示挂钩所受的拉力,滑块对长木板的压力与滑块的重力大小相等,已知遮光片宽度为d,当地的重力加速度为g.甲乙(1)为了满意试验的要求,下列操作必要的是.

A.长木板应放在水平桌面上B.长木板没有定滑轮的一端应适当垫高,以平衡摩擦力C.沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量D.定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行(2)甲同学测出A、B两光电门之间的距离为l,滑块通过A、B两光电门的时间分别为t1、t2,滑块的加速度大小a=(用字母l、d、t1、t2表示).

(3)多次变更沙桶里沙的质量,重复步骤(2),依据测得的多组F和a,作出a-F图像如图乙所示,由图像可知,滑块的质量为,滑块与长木板间的动摩擦因数为.

解析:(1)为保证滑块做匀加速运动,细绳的拉力必需恒定,应调整滑轮高度,使细绳与木板平行,故选项A、D必要;本试验要测量动摩擦因数,不须要平衡摩擦力,故选项B不必要;由于本试验中有测力计,故不要求沙桶及测力计的总质量远小于滑块的质量,选项C不必要.(2)滑块通过A、B两光电门的速度分别为vA=dt1,vB=dt2,由匀变速直线运动的速度—位移公式可知,2al=vB2-(3)滑块受到的摩擦力Ff=μmg,由牛顿其次定律可得F-μmg=ma,解得力F与加速度a的函数关系式为a=Fm由图像可得图线斜率k=a0F0=1m,所以m=F0a0;图线纵轴截距b=-μg=-答案:(1)AD(2)d22l115.(10分)为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯运行状况,甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及停表进行了以下试验,甲同学站在体重计上,乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中,体重计示数随时间变更的状况,并作出了如图所示的图像.已知t=0时,电梯静止不动,从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层,g取10m/s2.求:(1)电梯启动和制动时的加速度大小;(2)该大楼的层高.解析:(1)分析图像可知,甲同学的质量为50kg,电梯启动时,依据牛顿其次定律,F1-mg=ma1,其中F1=600N,代入数据解得a1=2m/s2.电梯制动时,mg-F2=ma2,其中F2=400N,代入数据解得a2=2m/s2.(2)电梯加速时间t1=1s,减速时间t2=1s,匀速运动时间t0=26s,匀速运动的速度v=a1t1=2m/s,故大楼高度h=v2(t1+t2)+vt0=54m,层高Δh=h答案:(1)2m/s22m/s2(2)3m16.(10分)有一个冰上推木箱的嬉戏节目,规则是选手们从起点起先用力推木箱,一段时间后放手让木箱向前滑动,若木箱最终停在有效区域内,视为胜利;若木箱最终未停在有效区域内就视为失败.其简化模型如图所示,AC是长度为l1=7m的水平冰面,选手们可将木箱放在A点,从A点起先用一恒定不变的水平推力推木箱,BC为有效区域.已知BC长度l2=1m,木箱的质量m=50kg,木箱与冰面间的动摩擦因数μ=0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F=200N,木箱沿AC做直线运动,若木箱可视为质点,g取10m/s2.为使该选手获得胜利,试求:(1)推力作用在木箱上时的加速度大小;(2)推力作用在木箱上的时间t满意的条件.解析:(1)设推力作用在木箱上时,木箱的加速度为a1,依据牛顿其次定律得F-μmg=ma1,解得a1=3m/s2.(2)设撤去推力后,木箱的加速度大小为a2,依据牛顿其次定律得μmg=ma2,解得a2=1m/s2.设推力作用在木箱上的时间为t,此时间内木箱的位移为x1=12a1t2撤去推力F后木箱接着滑行的距离为x2=a1要使木箱停在有效区域内,须满意l1-l2≤x1+x2≤l1,解得1s≤t≤1.08s.答案:(1)3m/s2(2)1s≤t≤1.08s17.(12分)可爱的企鹅喜爱在冰面上游玩,如图所示,有一企鹅在倾角为37°的斜面上,先以加速度a=0.5m/s2从斜面底部由静止起先沿直线向上匀加速“奔跑”,t=8s时,突然卧倒,以肚皮贴着冰面对前滑行,最终退滑到动身点,完成一次嬉戏(企鹅在滑动过程中姿态保持不变).若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:(1)企鹅向上匀加速“奔跑”的位移大小;(2)从静止起先10s内企鹅的位移和路程.解析:(1)企鹅向上匀加速的位移大小由x1=12at2计算,得x1=16m,v=at(2)设向上滑行时加速度大小为a1,依据牛顿其次定律有mgsin37°+μmgco