人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试测试题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试测试题，共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第四章质量评估(A)(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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.关于惯性,下列说法中正确的是 (　)A.磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了B.卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了C.铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大惯性,飞得更远D.月球上物体的重力只有在地面上的,但是惯性没有变化解析:惯性只与质量有关,与速度无关,A、C错误;失重或重力加速度发生变化时,物体质量不变,惯性不变,所以B错误,D正确.答案:D2.如图所示,一辆汽车在平直公路上向左行驶,一个质量为m、半径为R的球,用轻绳悬挂在车厢竖直的光滑后壁上.汽车以加速度a加速前进.绳子对球的拉力设为FT,车厢后壁对球的水平弹力为F.则当汽车的加速度a增大时( 　)A.FT不变,F增大         B.FT增大,F增大C.FT减小,F减小         D.FT减小,F增大解析:设绳子与后壁的夹角为θ,则竖直方向上FTcos θ=mg,则FT=,故FT不变;水平方向上F-FTsin θ=ma,由于a增大,故F增大,所以A正确.答案:A3.细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示(已知cos 53°=0.6,sin 53°=0.8),以下说法正确的是 (　)A.小球静止时弹簧的弹力大小为mgB.小球静止时细绳的拉力大小为mgC.细线烧断瞬间小球的加速度立即为gD.细线烧断瞬间小球的加速度立即为g解析:小球静止时,受力情况如图所示.由平衡条件得弹簧的弹力大小为F=mgtan 53°=mg,细绳的拉力大小为FT==mg,故A、B错误.细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小a==g.故C错误,D正确.答案:D4.如图所示,小球A和B的质量均为m,长度相同的四根细线分别连接在两球间、球与水平天花板上P点以及与竖直墙上的Q点之间,它们均被拉直,且P、B间细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态,则Q、A间水平细线对球的拉力大小为              (　)A.mg B.mg       C.mg   D.mg解析:由于P、B间细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态,则A、B间细线的拉力为零.对A球受力分析,由平衡条件,得FTQA=mgtan 60°=mg,选项A、B、D错误,C正确.答案:C5.用相同材料做成的A、B两木板的质量之比为3∶2,初速度之比为2∶3,它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行,直至停止,则它们              (  　)A.滑行中的加速度之比为2∶3B.滑行的时间之比为1∶1C.滑行的距离之比为4∶9D.滑行的距离之比为3∶2解析:根据牛顿第二定律可得μmg=ma,所以滑行中的加速度a=μg,所以加速度之比为1∶1,A错误;根据公式t=,可得==,B错误;根据公式v2=2ax可得==,C正确,D错误.答案:C6.如图所示,在水平面上运动的小车里用两根轻绳连着一质量为m的小球,绳子都处于拉直状态,BC绳水平,AC绳与竖直方向的夹角为θ,小车处于加速运动中,则下列说法正确的是              (  　)A.小车一定向右运动B.小车的加速度一定为gtan θC.AC绳对球的拉力一定是D.BC绳的拉力一定小于AC绳的拉力解析:对小球进行受力分析可知,小球受到的合力向左,所以加速度方向向左,且小车处于加速运动中,所以小车只能向左做加速运动,A错误;只有当BC绳的拉力等于零时,小车的加速度才为gtan θ,B错误;竖直方向合力为零,则FTACcos θ=mg,解得FTAC=,C正确,由于AC绳上的拉力不变,而BC绳上的拉力会随着加速度的变化而变化,所以BC绳的拉力可以大于AC绳的拉力,D错误.答案:C7.如图所示,光滑水平面上,水平恒力F作用在小车上,使小车和木块一起做匀加速直线运动,小车质量为M,木块质量为m,它们的共同加速度为a,木块与小车间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则在运动过程中              (　)A.木块受到的摩擦力大小一定为μmgB.木块受到的合力大小为(M+m)aC.小车受到的摩擦力大小为D.小车受到的合力大小为(m+M)a解析:把小车和木块看成一个整体,根据牛顿第二定律得a=.木块水平方向只受静摩擦力,根据牛顿第二定律得Ff=ma=,故A错误;对木块运用牛顿第二定律得F合=ma,故B错误;小车受到的摩擦力与Ff大小相等,故C正确;对小车运用牛顿第二定律得F车合=Ma,故D错误.答案:C二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.8.将物体竖直向上抛出,假设运动过程中空气阻力不变,其速度—时间图像如图所示,则 (　)A.上升、下降过程中加速度大小之比为11∶9B.上升、下降过程中加速度大小之比为10∶1C.物体所受的重力和空气阻力之比为9∶1D.物体所受的重力和空气阻力之比为10∶1解析:上升、下降过程中加速度大小分别为:a上=11 m/s2,a下=9 m/s2,由牛顿第二定律得:mg+F阻=ma上,mg-F阻=ma下,联立解得mg∶F阻=10∶1,A、D正确.答案:AD9.如图所示,两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m的圆环,两个圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的物体C、D,当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时,A的悬线与竿垂直,B的悬线竖直向下.下列结论正确的是              (　)A.A环受滑竿的作用力大小为(m+M)gcos θB.B环受到的摩擦力Ff=mgsin θC.C球的加速度a=gsin θD.D受悬线的拉力FT=Mg解析:对C受力分析,如图所示.由牛顿第二定律,得Mgsin θ=Ma, ①细线拉力为FT=Mgcos θ. ②再对A环受力分析,如下图所示.根据牛顿定律,有mgsin θ-Ff=ma, ③FN=mgcos θ+FT. ④联立①②③④式解得:Ff=0,FN=(M+m)gcos θ,故A、C正确.对D受力分析,受重力和拉力,合力与速度在一条直线上,故合力为零,物体做匀速运动,细线拉力等于Mg;再对B环受力分析,如图所示.B环受重力、拉力、支持力,由于做匀速运动,合力为零,故必有向后的摩擦力;根据平衡条件,有(M+m)gsin θ=Ff,FN=(M+m)gcos θ,故B错误,D正确.答案:ACD10.如图所示,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Ff,人的体重为G,下面正确的是              (　)A.a=       B.a=      C.Ff=G   D.Ff=G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=may,解得ay=0.25g,设水平方向上的加速度为ax,则=tan 30°=,所以ax=g,则a==g,Ff=max=G,B、D正确.答案:BD 三、非选择题:共54分.11.(6分)如图甲为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1 s,距离如图所示,单位是cm,则小车的加速度是　　　　m/s2(结果保留两位有效数字).在验证质量一定时加速度a和合外力F的关系时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像,其原因是　　　　　　　　　　　　　. 　　甲　　　　　　　　乙解析:利用逐差法计算加速度,则a===×10-2 m/s2≈1.6 m/s2.答案:1.6　平衡摩擦力过度12.(9分)在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算得到.(1)当M与m的大小关系满足　　　　时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力. (2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图像法处理数据.为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应该作出a与　　　　的图像. (3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-图线如图所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同? 　                         . 解析:(1)只有M与m满足M≫m才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力.(2)由于a∝,所以a-图像应是一条过原点的直线,所以数据处理时,常作出a与的图像.(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时,由题图像知乙的加速度大,故乙的拉力F大(或乙中盘及盘中砝码的质量大).答案:(1)M≫m　(2)　(3)拉力F(或砝码的质量)13.(12分)如图所示,水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面,斜面上放一质量为m的光滑球.静止时,箱子顶部与球接触但无压力.箱子由静止开始向右做匀加速运动,然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止,经过的总位移为x,运动过程中的最大速度为v.(1)求箱子加速阶段的加速度大小a';(2)若a>gtan θ,求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力.解析:(1)由匀变速直线运动公式有:v2=2a'x1、v2=2ax2,且x=x1+x2,解得a'=.(2)假设球不受箱子作用,应满足FNsin θ=ma,FNcos θ=mg,解得a=gtan θ.减速时加速度向左,此加速度由斜面支持力FN与左壁支持力F左共同决定,当a>gtan θ,F左=0,球受力如图所示,在水平方向上根据牛顿第二定律有FNsin θ=ma,在竖直方向有FNcos θ-F上=mg,解得F上=m(acot θ-g).答案:(1)　(2)0　m(acot θ-g)14.(12分)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.他打开降落伞后的速度图线如图甲所示.降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图乙所示.已知运动员的质量为50 kg,降落伞质量也为50 kg,不计运动员所受的阻力,打开伞后伞所受阻力F阻与速率v成正比,即F阻=kv(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6).求:　　　               　  甲　　　　　 乙(1)打开降落伞前运动员下落的距离;(2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向;(3)悬绳能够承受拉力的最小值.解析:(1)h0== m=20 m.(2)均匀下降时,有kv=2mg,将v=5 m/s代入得k=200 N·s/m.打开伞瞬间,对整体有kv0-2mg=2ma,得a==30 m/s2,方向竖直向上.(3)设每根绳拉力为FT,以运动员为研究对象有8FTcos α-mg=ma,FT==312.5 N.由牛顿第三定律得,悬绳能承受拉力的最小值为312.5 N.答案:(1)20 m　(2)k=200 N·s/m　a=30 m/s2　方向竖直向上　(3)312.5 N15.(15分)质量M=3 kg的长木板放在光滑的水平面上.在水平拉力F=11 N作用下由静止开始向右运动.如图所示,当速度达到1 m/s时,将质量m=4 kg的物块轻轻放在木板的右端.已知物块与木板间动摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点(g取10 m/s2).(1)求物块刚放置在木板上时物块和木板的加速度.(2)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止?(3)求物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小.解析:(1)放上物块后,物块的加速度a1==μg=2 m/s2.木板的加速度a2==1 m/s2.(2)当物块与木板速度相等后保持相对静止,故a1t=v0+a2t,得t=1 s,1 s内木板位移x1=v0t+a2t2=1.5 m,物块位移x2=a1t2=1 m.所以木板长至少为L=x1-x2=0.5 m.(3)相对静止后,对整体有F=(M+m)a,对物块Ff=ma,故Ff=m=6.29 N.答案:(1)2 m/s2　1 m/s2　(2)0.5 m　(3)6.29 N