2024版新教材高中物理第四章运动和力的关系核心素养综合评价新人教版必修第一册 试卷

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第四章核心素养综合评价(时间：75分钟　满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1．张扬同学参加了1000米跑、肺活量、引体向上、投掷实心球等项目的身体素质测试，其测试成绩中用国际单位制单位进行计量的是(　　)A.1000米跑：3分10秒B．肺活量：3200毫升C．引体向上：15次D．投掷实心球：14.5米2．如图甲、乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片．下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(　　)A．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身的速度大于上半身的速度D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象3.如图所示，粗糙的传送带与水平方向夹角为θ，当传送带静止时，在传送带上端轻放一小物块，物块下滑到底端时间为T，则下列说法正确的是(　　)A．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能大于TB．当传送带顺时针转动时，物块下滑的时间可能小于TC．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间等于TD．当传送带逆时针转动时，物块下滑的时间小于T4．[2023·浙江湖州学考检测]如图所示，质量分别为2m、m的物块A和B通过一轻弹簧连接，并放置于倾角为θ的光滑固定斜面上，用一轻绳一端连接B，另一端固定在墙上，绳与斜面平行，物块A和B静止．突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为aA和aB，(弹簧在弹性限度内，重力加速度为g)则(　　)A．aA＝0，aB＝1.5gsinθB．aA＝0，aB＝gsinθC．aA＝0，aB＝3gsinθD．aA＝aB＝gsinθ5．[2023·安徽宣城高一期末]2021年4月16日，嫦娥五号搭载《星光》登月证书颁授仪式在北京举行．如果嫦娥五号携带已封装音乐片《星光》和月壤的上升器离开月球表面的一段运动过程中，在竖直方向上其v­t图像如图所示．则加速及减速过程中，封装装置对质量为1.7kg月壤样品的作用力大小之差为(　　)A．4.5NB．5.2NC．6.8ND．7.6N6.如右图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动．以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下图中表示F和x之间关系的图像可能正确的是(　　)7．潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域时，浮力骤减，称为“掉深”．如图甲，某总质量为3.0×106kg的潜艇，在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，t＝0s时，该潜艇“掉深”，之后在0～30s时间内潜艇竖直方向的v­t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)．取重力加速度为10m/s2，不计水的粘滞阻力，则潜艇(　　)A．在“掉深”前的速度为20m/sB．在高密度海水区域受到的浮力为3.0×106NC．“掉深”后竖直向下的最大位移为100mD．“掉深”后在10～30s时间内处于超重状态二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)8．下列关于伽利略理想实验的叙述，正确的是(　　)A．这个实验是凭空想象的B．这个实验虽然是理想的，但得出的结论是可靠的C．理想实验是一种科学方法D．理想实验是纯思维过程，与实验无关9.如图所示，材料相同，质量分别为M和m的两物体A和B靠在一起放在水平面上．用水平推力F向右推A使两物体一起向右加速运动时(图甲)，A和B之间的作用力为F1，加速度为a1.用同样大小的水平推力F向左推B加速运动时(图乙)，A和B之间的作用力为F2，加速度为a2.则(　　)A．F1∶F2＝1∶1B．F1∶F2＝m∶MC．a1∶a2＝M∶mD．a1∶a2＝1∶110．[2023·广东省梅州市高一上期末]如图所示，一辆公交车沿斜坡向下行驶，斜坡与水平面的夹角θ＝30°，车上悬挂的拉手吊环的悬挂带刚好垂直斜坡，对于车上质量为60kg的乘客，g取10m/s2，下列说法中正确的是(　　)A．乘客处于失重状态B．乘客的加速度大小是5m/s2C．座椅对乘客的支持力大小是300ND．乘客对座椅的压力大小是300N三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题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．)11．(8分)用如图所示的装置可以完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验．　(1)打点计时器使用的电源是________(选填选项前的字母)．A．直流电源B．交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正确操作方法是________(选填选项前的字母)．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量(3)在________(选填选项前的字母)且计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．A．不悬挂槽码B．悬挂槽码(4)实验中，为了保证悬挂槽码的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，悬挂槽码的总质量m与小车M之间应满足的条件是________．A．M≫mB．m≫M12．(8分)用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系．甲乙(1)为了消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下________，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，小车能沿木板做________运动．(2)某次实验测得的数据如表所示，根据这些数据在如图乙所示的坐标图中描点并作出图像，利用a­图像可得到的结论：______________________________________________．13.(10分)有经验的司机能通过控制油门使汽车做匀加速直线运动，某品牌轿车连同司机在内总质量为m＝1500kg，当轿车受到大小为F1＝500N的牵引力时恰好在水平路面上匀速行驶．现司机通过控制油门使轿车受到F2＝2000N的牵引力，从v0＝5m/s开始加速，假设汽车运动时所受的阻力保持不变，试求：(1)轿车运动过程中所受到的阻力大小；(2)轿车做加速运动时的加速度大小；(3)轿车开始加速后3s内通过的位移大小．14.(12分)如图所示，货车内的地板和墙面都是光滑的，左下角放一个小球B，右壁上挂一个相同的球A，两个球的质量均为4kg，悬挂线与右壁成37°角，货车向右加速前进，此时右壁对A球的压力刚好为零，(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)求：(1)线对A球的拉力大小；(2)左壁对B球的压力大小；(3)若货车向右加速运动的加速度a＝10m/s2，则线与右壁的夹角是多大？15．(16分)如图所示，一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道下滑，滑行54m后进入水平雪道，继续滑行40.5m后减速到零．已知小明和滑雪车的总质量为60kg，整个滑行过程用时10.5s，斜直雪道倾角为37°(sin37°＝0.6)．求小明和滑雪车：(1)滑行过程中的最大速度vm的大小；(2)在斜直雪道上滑行的时间t1；(3)在斜直雪道上受到的平均阻力Ff的大小．第四章核心素养综合评价1．解析：时间的国际单位是秒，分不是国际单位制单位，故A项错误；体积的国际单位是立方米，毫升不是国际单位制单位，故B项错误；国际单位制中次数没有单位，次不是国际单位制单位，故C项错误；米是国际单位制单位，故D项正确．答案：D2．解析：甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身的速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了，故A项错误，C项正确；乙图中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，不是因为雨天路面太滑，故B项错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小无关，故D项错误．答案：C3．解析：当传送带顺时针转动时，物块受重力、支持力和沿传送带向上的摩擦力，加速度与传送带静止时相同，所以物块下滑的时间等于T，A、B错误．当传送带逆时针转动时，开始时物块受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力，向下做匀加速直线运动的加速度大于传送带静止时物块的加速度，则物块下滑的时间小于T，故C错误，D正确．答案：D4．解析：剪断轻绳前轻绳的拉力为FT＝3mgsinθ，剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则此时A受力情况不变，加速度仍为0，即aA＝0，小球B受合力大小为FT，则加速度aB＝eq \f(FT,m)＝3gsinθ，C正确．答案：C5．解析：由题中图像得加速过程加速度大小为a1＝3m/s2，减速过程加速度大小为a2＝1m/s2，加速上升，对月壤样品F1－mg′＝ma1，减速上升，对月壤样品mg′－F2＝ma2，作用力大小之差ΔF＝F1－F2，得ΔF＝6.8N，C正确．答案：C6．解析：设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得mg＝kx0，以向上为正方向，物块的位移为x时弹簧对P的弹力F1＝k(x0－x)，对物块P，由牛顿第二定律得，F＋F1－mg＝ma，由以上各式联立可得，F＝kx＋ma.可见F与x是线性关系，且F随着x的增大而增大，当x＝0时，F＝ma>0，故A正确．答案：A7．解析：潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力骤减，则合力竖直向下，加速度向下，潜艇向下做匀加速直线运动，由v­t图像知“掉深”前的速度为零，故A错误；潜艇在海水高密度区域受力平衡，则在高密度海水区域受到的浮力为F浮＝mg＝3.0×106×10N＝3.0×107N，故B错误；由v­t图像可知，潜艇“掉深”后竖直向下先做匀加速运动，后做匀减速运动，则图像面积表示位移，“掉深”后竖直向下的最大位移为x＝eq \f(20×30,2)m＝300m，故C错误；潜艇“掉深”后，10～30s时间内竖直向下做匀减速运动，加速度向上，处于超重状态，故D正确；故选D.答案：D8．解析：理想实验是以可靠的事实为依据，忽略次要因素并把实验情形合理外推到理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验，但不能用实验验证．伽利略的理想实验虽然是假想的，但是实验方法却是科学的，实验结论也是可靠的．选项BC正确．答案：BC9．解析：用水平推力F向右推A时，对整体由牛顿第二定律得：F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a1，对于B由牛顿第二定律得：F1－μmg＝ma1，解得：a1＝eq \f(F,M＋m)－μg，F1＝eq \f(mF,M＋m)，用水平推力F向左推B时，对A、B整体由牛顿第二定律得：F－μ(M＋m)g＝(M＋m)a2，对于A由牛顿第二定律得：F2－μMg＝Ma2，解得：a2＝eq \f(F,M＋m)－μg，F2＝eq \f(MF,M＋m)，所以F1∶F2＝m∶M，a1∶a2＝1∶1，B、D正确，A、C错误．答案：BD10．解析：对车上的拉环受力分析，由牛顿第二定律可知mgsin30°＝ma，解得a＝5m/s2，则乘客的加速度大小是5m/s2，B正确；乘客沿斜坡向下加速运动，加速度有竖直向下的分量，可知乘客处于失重状态，A正确；由上述分析可知，乘客的加速度仅由自身的重力沿斜坡向下的分力提供，则除重力外，乘客只受座椅垂直斜坡向上的支持力，乘客在垂直于斜坡方向受力平衡，可知座椅对乘客的支持力大小是FN＝Mgcos30°＝300eq \r(3)N，根据牛顿第三定律可知，乘客对座椅的压力大小是300eq \r(3)N，C错误，D正确．答案：ABD11．解析：(1)打点计时器需要交流电源，故选B.(2)需要平衡摩擦力和其他阻力的方法是把长木板右端垫高，用小车所受重力的分力来平衡摩擦力和阻力，故选A.(3)不悬挂槽码，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．(4)为了保证悬挂槽码的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，悬挂槽码的总质量m与小车M之间应满足的条件是M≫m.答案：(1)B　(2)A　(3)A　(4)A12．解析：(1)本实验要平衡小车与木板间的摩擦力和纸带与打点计时器间的摩擦力，故平衡摩擦力的时候，小车要带着穿过限位孔的纸带，不能挂上槽码．当摩擦力恰好平衡时，轻推小车，小车做匀速直线运动．(2)a­eq \f(1,M)图线是一条过原点的直线，说明在受力不变时，a与M成反比．答案：(1)槽码　匀速直线　(2)图见解析　受力不变时，a与M成反比13．解析：(1)轿车匀速运动时受力平衡，则Ff＝F1＝500N.(2)由牛顿第二定律：F2－Ff＝ma，则a＝eq \f(F2－Ff,m)代入数据得a＝1m/s2.(3)轿车做匀加速运动的位移为x＝v0t＋eq \f(1,2)at2代入数据得x＝19.5m.答案：(1)500N　(2)1m/s2　(3)19.5m14．解析：(1)对小球A受力分析如图所示，在竖直方向上受力平衡；Fcos37°＝mg得F＝50N.(2)设货车的加速度为a1，以A球为研究对象，根据牛顿第二定律得：mgtan37°＝ma1解得：a1＝gtan37°＝7.5m/s2再以B球为研究对象，根据牛顿第二定律得N＝ma1＝4kg×7.5m/s2＝30N.(3)当货车向右加速运动的加速度a＝10m/s2时，由于10m/s2＞7.5m/s2，所以小球A离开右壁，与右壁不接触，设此时线与右壁的夹角为θ，则mgtanθ＝ma，解得θ＝45°.答案：(1)50N　(2)30N　(3)45°15．解析：(1)小明和滑雪车在斜直雪道上滑行时做初速度为0的匀加速直线运动，在水平雪道上滑行时，做末速度为0的匀减速直线运动，由平均速度公式eq \o(v,\s\up6(－))＝eq \f(x,t)＝eq \f(v0＋v,2)可知：x1＝eq \f(vm,2)t1，x2＝eq \f(vm,2)t2则整个过程有：eq \f(vm,2)＝eq \f(x1＋x2,t1＋t2)＝eq \f(54m＋40.5m,10.5s)＝9m/s解得vm＝18m/s.(2)在斜直雪道上滑行过程中，由x1＝eq \f(vm,2)t1可得，滑行的时间：t1＝eq \f(2x1,vm)＝eq \f(2×54m,18m/s)＝6s.(3)根据匀变速直线运动速度时间关系式v＝v0＋at可得，小明和滑雪车在斜直雪道上的加速度：a＝eq \f(vm,t1)＝3m/s2由牛顿第二定律知：mgsin37°－Ff＝ma解得在斜直雪道上受到的平均阻力大小Ff＝180N.答案：(1)18m/s　(2)6s　(3)180N/(kg－1)4.03.62.01.41.0a/(m·s－2)1.21.10.60.40.3