人教版（2019）高中物理必修第一册《第4章 运动和力的关系》单元测试卷

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人教版（2019）必修第一册《第4章 运动和力的关系》2023年单元测试卷一、选择题1．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。撑杆跳高的过程中包含很多物理知识，下列说法正确的是（　　）A．持杆助跑过程，重力的反作用力是地面对运动员的支持力 B．撑杆起跳上升阶段，弯曲的撑杆对人的作用力大于人对撑杆的作用 C．撑杆起跳上升阶段先处于超重状态后处于失重状态 D．最高点手已离开撑杆，运动员还能继续越过横杆，是因为受到了一个向前的冲力2．下列关于惯性的说法中，正确的是（　　）A．系好安全带是为了减小惯性 B．运动员跑得越快惯性越大 C．质量大的物体惯性大 D．汽车在刹车时惯性减小3．下面关于失重和超重的说法中错误的是（　　）A．物体处于失重状态时所受重力减小，处于超重状态时所受重力增大 B．在电梯上出现失重状态对，电梯有可能处于上升过程 C．在电梯上出现超重状态时，电梯有可能处于下降过程 D．只要物体运动的加速度方向竖直向下，必定处于失重状态4．水平面上有一质量m＝2kg的小球，小球与左端固定的水平轻弹簧及上端固定的不可伸长的轻绳相连，如图所示，轻绳与竖直方向成θ＝45°角。g＝10m/s2。下列说法正确的是（　　）A．此时，绳上的拉力为20N B．若剪断轻绳，则剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为20N C．若剪断轻绳，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10m/s2，方向向左 D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为零5．在某次军事演习中，长为L的某坦克炮管在时间t内能等间隔地连续发射n颗炮弹（视为质点）。若每颗炮弹的质量均为m，则在发射炮弹的过程中，一颗炮弹在炮管中所受的合力大小为（　　）A． B． C． D．6．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动（　　）A．方向向左，逐渐减小 B．方向向左，大小不变 C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小7．如图所示，一小球套在倾斜的固定光滑杆上，杆与竖直方向夹角为θ，另一端与小球相连，弹簧与杆处于同一竖直平面内。现将小球沿杆拉到与O同一高度处，静止释放小球，小球沿杆下滑，小球速度恰好为零。若弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，则（　　）A．释放瞬间小球的加速度大小为gsinθ B．当弹簧与杆垂直时，小球的速度最大 C．小球沿杆向下的加速度为gcosθ的位置在杆上一共有三个 D．小球沿杆运动时可能受到两个、三个或四个外力的作用8．如图所示，在水平的桌面上放置由同种材料做成的M、m两个物块，现用力F推物块m，则（　　）A．若桌面是光滑的，则M、N间的相互作用力为 B．若桌面是光滑的，则M、N间的相互作用力为 C．若物块与桌面的动摩擦因数为μ，则M、m间的相互作用力为+μMg D．若物块与桌面的动摩擦因数为μ，则M、m间的相互作用力为﹣μMg9．同学们学习了惯性和惯性定律之后，展开了辩论，下列观点中正确的是（　　）A．惯性是使物体保持原来运动状态的力 B．惯性的大小与速度的大小有关，速度大的物体惯性一定大 C．惯性定律即牛顿第一定律，适用于宏观低速物体，但不可解决微观物体高速运动的问题 D．惯性定律即牛顿第一定律，是牛顿第二定律在物体的加速度a＝0条件下的特例二、多选题（多选）10．如图所示，某同学站在电梯内的体重计上，当电梯静止时；电梯启动后的一段时间内，体重计的示数变为40kg，下列说法正确的是（　　）A．电梯可能向下加速运动，加速度大小为 B．该同学对体重计的压力小于体重计对该同学的支持力 C．该同学处于失重状态，但重力不变 D．若电梯突然停止，体重计的示数将大于50 kg三、计算题11．滑雪运动是把滑雪板装在靴底上在雪地上进行速度、跳跃和滑降的竞赛运动。滑雪运动中当滑雪板相对雪地速度较大时，会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过8m/s时1＝0.25变为μ2＝0.125。一滑雪者从倾角θ＝37°的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平地面，如图所示。不计空气阻力，已知坡长L＝24.1m2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间；（2）滑雪者到达B处时的速度大小；（3）若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数μ3＝0.5，求滑雪者在水平地面上运动的最大距离。12．如图所示，木块质量m＝0.78kg，在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，在3s末时撤去拉力F，已知木块与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，cos37°＝0.80，g＝10m/s2，求拉力F以及物体在5s内滑行的总位移的大小。某同学是这样分析的：由牛顿第二定律可得Fcosθ﹣μmg＝ma，可求出拉力F的大小。物体加速阶段滑行的时间t1＝3s，位移x1＝，末速度v1＝at1，减速阶段滑行的时间t2＝2s，加速度a'＝μg，可求出位移x2，则滑行的总位移x＝x1+x2。你认为这位同学的分析是否正确，若正确，请列式并完成计算，请说明理由，并用你自己的方法算出正确的结果。四、解答题13．图甲为“探究加速度与力的关系”的实验装置，小车总质量为M，槽码的质量为m。（1）实验时打点计时器应使用 　 　（填“直流”或“交流”）电源。（2）实验过程中，下列做法正确的是 　 　。A.应保持M不变，改变mB.应保持m不变，改变MC.应保持M比m小得多D.应保持M和m的比值不变（3）如图乙所示是实验中获得的一条纸带的一部分，选取A、B、C三个计数点，每相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s　 　m/s2。（4）若某同学实验时遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他得丙到的a﹣F图像。应该是图 　 　（填“甲”“乙”或“丙”）图线。14．如图所示，质量均为1kg的长木板A、B静止在水平面上并靠在一起，长木板A长为1m的物块C从长木板A的左端以一定的水平初速度v0滑上长木板A，已知A与水平面间的动摩擦因数为0.1，B与水平面间的摩擦力忽略不计，重力加速度g取10m/s2，要使物块C能滑上长木板B，物块C滑上A时的初速度大小至少为多少？15．如图，有一质量M＝4kg，长L＝2m，木板上表面光滑，下表面与地面间的动摩擦因数μ＝0.1，木板和铁块处于静止状态．铁块可视为质点，g取10m/s2。现用水平外力F＝8.5N向右拉木板，求：（1）此后铁块将做什么运动？（2）铁块经过多长时间离开木板？（3）铁块着地时离木板左端多远？（结果保留二位小数）人教版（2019）必修第一册《第4章 运动和力的关系》2023年单元测试卷（26）参考答案与试题解析一、选择题1．解：A、重力是由于地球的吸引而产生的，其反作用力均为人对地球的引力；B、弯曲的撑杆对人的作用力和人对撑杆的作用是相互作用力，弯曲的撑杆对人的作用力等于人对撑杆的作用；C、撑杆起跳上升阶段人的加速度先向上，故先处于超重状态后处于失重状态；D、最高点手已离开撑杆，是因为人的惯性，故D错误。故选：C。2．解：惯性只和质量有关与运动状态无关，系好安全带是为了减小惯性带来的伤害，C正确；故选：C。3．解：A、物体处于失重状态或处于超重状态时物体对支持物压力小于或大于物体的重力。故A错误。B、在电梯上出现失重状态时，电梯的速度方向可能向下，即电梯可能向下做加速运动。故B正确。C、在电梯上出现超重现象时，电梯有可能向下做减速运动。D、只要物体运动的加速度方向向下，物体对支持物的压力必定小于重力。故D正确。本题选择错误的，故选：A。4．解：A.设绳子拉力为T，对小球根据平衡条件有：Tcos45°＝mgN，故A错误；B.剪断轻绳前，设弹簧的弹力为F，解得F＝20N，弹簧弹力不变，故B正确；C.剪断的瞬间轻弹簧的弹力不变，则重力与弹簧弹力的合力为20N，根据牛顿第二定律a＝，解得a＝102，方向与竖直方向成45°角指向左下方，故C错误；D.剪断弹簧的瞬间，弹簧弹力瞬间消失，此时小球的速度为零，沿绳方向小球受力平衡，重力沿垂直绳方向的分力等于合力，解得：a＝52，故D错误；故选：B。5．解：每颗炮弹在炮管中做相同的匀加速直线运动，根据运动学公式有L＝其中t′＝可得可得炮弹的加速度为由牛顿第二定律知，一颗炮弹在炮管中所受的合力大小为，故ABC错误。故选：D。6．解：A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动、B整体根据牛顿第二定律有a＝＝μg然后隔离B，根据牛顿第二定律有fAB＝mBa＝μmBg 大小不变，物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左；故选：B。7．解：A、小球受力如图所示，将重力按照垂直杆方向和沿杆方向分解，释放瞬间小球的加速度大小：a＝，故A错误；B、当弹簧与杆垂直时，合力方向沿杆向下，所以速度没有达到最大值；C、开始时弹簧处于原长，弹簧先逐渐变短，且小球所受弹力方向与杆垂直，直到最低点时弹簧最长、弹簧和杆垂直时，这三个位置小球所受合力均为：F合＝mgcosθ，根据牛顿第二定律可知，故C正确；D、小球在刚开始下滑和弹簧恢复原长这两个位置，其余位置还要受到弹簧的弹力、三个力的作用，故D错误。故选：C。8．解：AB、对整体根据牛顿第二定律有F＝（M+m）aN＝Ma，两式联立解得两物块间的相互作用力为，B正确；CD、若物块与桌面间的动摩擦因数为μ，对M根据牛顿第二定律有FN′﹣μMg＝Ma′，两式联立解得两物块间的相互作用力为。故选：B。9．解：AB、惯性是物体的一种属性，它是物体保持原来运动状态的一种性质。故AB错误；C、牛顿运动定律只适用于宏观低速；D、牛顿第二定律与牛顿第一定律并不是包含关系。故选：C。二、多选题10．解：ABC、由于体重计示数变小，加速度方向向下，体重计的示数显示的是该同学对体重计的压力大小，该同学对体重计的压力等于体重计对同学的支持力大小，由牛顿第二定律存mg﹣F＝ma，F＝40g＝，故AC正确；D、若电梯原本向上减速运动，即要向上减速运动，处于失重状志；若电梯原本向下加速运动，即要向下减速运动，则体重计的示数将大于50kg。故选：AC。三、计算题11．解：（1）由牛顿第二定律得 mgsinθ﹣μ1mgcosθ＝ma1得：a4＝gsinθ﹣μ1gcosθ＝10×0.4﹣0.25×10×0.4＝4m/s2滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间：t8＝＝2s（2）由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣μ2mgcosθ＝ma3得：a2＝动摩擦因数改变前的位移：则由代入数据：代入数据解得：vB＝15m/s（3）根据牛顿第二定律：a3＝μ3g＝3m/s2在水平面滑行的距离：x3＝＝＝22.5m答：（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间4s；（2）滑雪者到达B处时的速度大小15m/s；（3）若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数μ3＝0.6，求滑雪者在水平地面上运动的最大距离22.5m。12．解：不正确。因为：在外力F斜向上时摩擦力大小不等于。以木块为研究对象，在恒定拉力F作用时FN+Fsin37°＝mg联立方程组解得拉力代入数值得F＝4.5N匀加速阶段的位移速度v1＝at2＝2×3m/s＝2m/s匀减速运动的加速度时间位移物体在5s内滑行的总位移x＝x1+x4＝9m+4.3m＝13.5m答：不正确。因为：在外力F斜向上时摩擦力大小不等于，正确的结果如上所示。四、解答题13．解：（1）打点计时器使用的是交流电源；（2）AB、由于研究的是加速度a与作用力的关系，而改变拉力F，故A正确；CD、拉力F≈Ma＝M×＝，必须满足m≪M；故选：A。（3）由逐差公式求加速度，a＝2＝0.57m/s8。（4）若某同学实验时遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则当钩码有一定的质量时，即加速度为零。故答案为：（1）交流（2）A（3）0.57（4）丙。14．解：设物块C的质量为m，长木板A，根据题设条件由于：μ2mg＞μ1（m+M）g因此物块C滑上长木板A后，长木板A和B会向右一起滑动C相对于A滑动时，根据牛顿第二定律有：aC＝μ3g＝0.4×10m/s6＝4m/s2aA＝＝m/s2＝7.5m/s2设物块C刚好能滑上长木板B时，物块C的初速度大小为v5，则由题设条件有：C与AB恰好共速：v1﹣aCt＝aAt联立解得：v8＝3m/s则物块C滑上木块B时的初速度大小v0至少为5m/s。答：要使物块C能滑上长木板B，物块C滑上A时的初速度大小至少为3m/s。15．解：（1）由于木板上表面光滑，木板在外力作用下向右做匀加速运动时，继续保持静止，做自由落体运动。（2）对木板，由牛顿第二定律得F−μ（M+m）g＝Ma1代入数据解得：a1＝5m/s2由运动学规律，则得t1＝＝s＝2s即铁块经过2s时间离开木板。（3）铁块自由下落到落地用时＝铁块滑落时木板的速度为v6＝a1t1＝8×2m/s＝2m/s铁块滑落后，木板加速度发生变化 F−μMg＝Ma7代入数据解得：a2＝1.125m/s6铁块着地时离木板左端距离为 x＝≈0.65m答：（1）铁块先保持静止，后做自由落体运动；（2）铁块经过2s时间离开木板；（3）铁块着地时离木板左端0.65m