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粤教版2019必修第一册高一物理同步精品练习第四章牛顿运动定律章节测试卷(C卷)(原卷版+解析)
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绝密★启用前高一物理必修第一册 第四章测试卷（C卷）（原卷版）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________考试时间 ： X月X日 命题人： 审题人： 满分100分，考试时间75分钟。考生注意：1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。第I卷（选择题部分）一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1. 如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是 ( )A. 杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力B. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力C. 杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力D. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力2．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是( ) A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零 B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力3.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A．450 N B．400 NC．350 N D．300 N4．如图所示，质量分别为m、M的物体用细绳连接，放在倾角为θ的光滑斜面上，用平行于斜面向上的恒力F拉两个物体，使它们一起沿斜面向上加速运动，则中间绳的张力是( )A．Mg B．F－mg C.eq \f(M,M＋m)F D．F5. 一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动，某时刻起，牵引力逐渐减小直到为零，在此过程中小车仍沿原来运动方向运动，则此过程中，小车的加速度A. 保持不变 B. 逐渐减小，方向与运动方向相同C. 逐渐增大，方向与运动方向相同 D. 逐渐增大，方向与运动方向相反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，运动过程中B受到的摩擦力( ) A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小7. 如图所示，足够长的水平传送带以的速率顺时针匀速运行，时，在最左端轻放一个小滑块，时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为，取，下列关于滑块相对地面运动的图像正确的是（ ）A. B. C. D. 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，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8．原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是( )A．加速上升 B．减速上升 C．加速下降 D．减速下降9.如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4 830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N10. 如图所示，在平直轨道做匀变速运动的车厢中，用轻细线悬挂一个小球，悬线与竖直方向保持恒定的夹角，则（ ）A. 小车一定具有方向向左的加速度B. 小车一定具有方向向右的加速度C. 小车的加速度大小为D. 小车的加速度大小为第II卷（非选择题）三、实验题（本题共2小题，共16分）11.（8分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．(1)下列说法正确的是________．A．在探究加速度与质量的关系时，应该保证拉力的大小不变B．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接(2)在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是________．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是________．A. B. C. D.12．（8分）要探究加速度与合外力的关系，某同学设计了如图所示实验装置，其中长木板放在水平桌面上。(1)调节砂桶中砂的质量，调节定滑轮的高度，使连接小车的细线与长木板平行，小车靠近打点计时器，接通电源，轻推小车，打点计时器打出的点间隔均匀，弹簧测力计的示数为F0，则小车受到的摩擦力大小等于______；(2)______(选填“悬挂”或“不悬挂”)砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，接通电源，轻推小车，使打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀，此番操作的目的是______；(3)某次实验打出的纸带如图所示，O、A、B、C、D为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，根据纸带上的数据求得小车运动的加速度a＝______m/s2(结果保留两位有效数字)；(4)保持小车的质量不变，多次改变砂桶中砂的质量进行实验，得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F，作出a－F图像，则可能的是______。四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）13．(12分)如图所示，小车内有一质量为M1＝0.4 kg的小球用细线吊在车内的顶棚上，车厢内的地板上有一质量为M2＝15 kg的木箱，当小车向右做匀加速直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ＝37°，木箱与地板相对静止。(g＝10 m/s2)求：(1)小车运动的加速度大小和细线对小球的拉力大小； (2)木箱受到的摩擦力大小。14.（12分）一位工人在水平道路上推一辆运料车，车的质量为，所用的水平推力为，产生的加速度为，设运料车受到的阻力不变，已知重力加速度。求：运料车受到的阻力多大；车的速度为时，工人撤去水平推力，求车的加速度；从车速为撤去水平推力开始计时，求第末车的速度。15.（14分）2020年初，新冠疫情爆发，举国上下打响了一场抗击疫情的阻击战．隔离患者，切断传染源是防止疫情蔓延的重要办法．如图是某城市酒店隔离点采用机器人为病人送餐的情景．若隔离病区的配餐点和目标位置处在直线通道上且相距x0=32m，机器人送餐时从静止开始启动，到达目标位置停下让病人取餐．已知机器人加速和减速过程均可看作匀变速运动，为防止食物翻倒或发生相对移动，加速度大小都不超过2m/s2，载物平台呈水平状态，餐盘及食物的总质量m=2kg.求： (1)机器人以最大加速度启动时经过3s达到的速度v； (2)把食物平稳送到目标位置的最短时间t； (3)以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小． 绝密★启用前高一物理必修第一册 第四章测试卷（C卷）（解析版）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________考试时间 ： X月X日 命题人： 审题人： 满分100分，考试时间75分钟。考生注意：1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。第I卷（选择题部分）一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1. 如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是 ( )A. 杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力B. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力C. 杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力D. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力【答案】D【解析】杠铃受重力和杠铃对手的压力方向相同，不是平衡力，A错误；杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力，B错误D正确；杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力，C错误．2．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是( ) A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零 B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力【答案】A【解析】A、B两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A物体对B物体的压力一定为零，A选项正确。3.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A．450 N B．400 NC．350 N D．300 N【答案】C【解析】汽车的速度v0＝90 km/h＝25 m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a＝ eq \f(v0,t) ＝ eq \f(25,5) m/s2＝5 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律可得：F＝ma＝70×5 N＝350 N，所以C正确。4．如图所示，质量分别为m、M的物体用细绳连接，放在倾角为θ的光滑斜面上，用平行于斜面向上的恒力F拉两个物体，使它们一起沿斜面向上加速运动，则中间绳的张力是( )A．Mg B．F－mg C.eq \f(M,M＋m)F D．F【答案】C【解析】先对整体应用牛顿第二定律可得 F－(M＋m)g sin θ＝(M＋m)a。对M应用牛顿第二定律，有FM－Mg sin θ＝Ma。两式联立得FM＝eq \f(M,M＋m)F。5. 一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动，某时刻起，牵引力逐渐减小直到为零，在此过程中小车仍沿原来运动方向运动，则此过程中，小车的加速度A. 保持不变 B. 逐渐减小，方向与运动方向相同C. 逐渐增大，方向与运动方向相同 D. 逐渐增大，方向与运动方向相反【答案】D【解析】开始时，小车在水平面上做匀速直线运动，受到重力、水平面的支持力、牵引力和阻力，根据平衡条件可知牵引力与阻力大小相等，方向相反。在牵引力逐渐减小直到为零的过程中，竖直方向上重力与支持力仍平衡，合力为零，水平方向上阻力不变，则牵引力小于阻力，合力方向与运动方向相反。合力大小等于阻力与牵引力之差，随着牵引力的减小，合力增大，根据牛顿第二定律得知，加速度逐渐增大，方向与运动方向相反。故D正确，ABC错误。故选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，运动过程中B受到的摩擦力( ) A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小【答案】A【解析】A、B相对静止做匀减速直线运动，则加速度大小、方向均恒定并与速度方向相反；隔离B，只有静摩擦力提供加速度，A正确。7. 如图所示，足够长的水平传送带以的速率顺时针匀速运行，时，在最左端轻放一个小滑块，时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为，取，下列关于滑块相对地面运动的图像正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】刚被放在传送带上时，滑块受到滑动摩擦力作用做匀加速运动滑块运动到与传送带速度相同需要的时间然后随传送带一起匀速运动的时间当传送带突然制动停下时，滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止运动的时间 故选D。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，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8．原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是( )A．加速上升 B．减速上升 C．加速下降 D．减速下降【答案】BC【解析】升降机匀速运动时，物体静止在升降机的地板上，说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡，物体突然被弹簧拉向右方，说明摩擦力减小，其原因只能是物体与地板间的正压力减小，物体处于失重状态，故升降机具有向下的加速度，即可能减速上升或加速下降。9.如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4 830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N【答案】AD【解析】热气球从地面刚开始竖直上升时v＝0，空气阻力Ff＝0。由F浮－mg＝ma，得F浮＝m(g＋a)＝4 830 N，选项A正确；最终热气球匀速上升，说明热气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大，选项B错误；热气球做加速度减小的加速运动，故热气球上升10 s后的速度小于5 m/s，选项C错误；匀速上升时F浮－mg－Ff′＝0，计算得Ff′＝230 N，选项D正确。10. 如图所示，在平直轨道做匀变速运动的车厢中，用轻细线悬挂一个小球，悬线与竖直方向保持恒定的夹角，则（ ）A. 小车一定具有方向向左的加速度B. 小车一定具有方向向右的加速度C. 小车的加速度大小为D. 小车的加速度大小为【答案】BC【解析】有题图可知，小球所受合力方向向右，其大小为根据牛顿第二定律有解得因为小球和小车一起运动，所以小车和小球的运动状态相同，即小车具有向右的加速度，其加速度大小为，故AD错误，BC正确。故选BC。第II卷（非选择题）三、实验题（本题共2小题，共16分）11.（8分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．(1)下列说法正确的是________．A．在探究加速度与质量的关系时，应该保证拉力的大小不变B．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接(2)在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是________．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是________．A. B. C. D.【答案】(1)A (2)0.62 (3)平衡摩擦力 B【解析】(1)探究加速度与质量的关系时，应该控制力不变， A正确；若不满足“重物的质量远小于小车的质量”这一条件，重物的重力就不等于小车受到的拉力，探究过程会产生影响，B错误；在探究加速度与力的关系时，需测量至少5次，记录五组数据，画出图象，根据图象探究关系，C错误；探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该将点拟合成一条倾斜的直线，D错误．(2)加速度a＝＝m/s2≈0.62 m/s2.(3)长木板右端垫高的目的是平衡摩擦力，若木板倾角过小，即平衡摩擦力不足，会出现有拉力，但加速度仍为零的情况，即B图．12．（8分）要探究加速度与合外力的关系，某同学设计了如图所示实验装置，其中长木板放在水平桌面上。(1)调节砂桶中砂的质量，调节定滑轮的高度，使连接小车的细线与长木板平行，小车靠近打点计时器，接通电源，轻推小车，打点计时器打出的点间隔均匀，弹簧测力计的示数为F0，则小车受到的摩擦力大小等于______；(2)______(选填“悬挂”或“不悬挂”)砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，接通电源，轻推小车，使打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀，此番操作的目的是______；(3)某次实验打出的纸带如图所示，O、A、B、C、D为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，根据纸带上的数据求得小车运动的加速度a＝______m/s2(结果保留两位有效数字)；(4)保持小车的质量不变，多次改变砂桶中砂的质量进行实验，得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F，作出a－F图像，则可能的是______。【答案】(1)F0 (2)不悬挂 补偿阻力(或平衡摩擦力) (3)0.39 (4)甲;【解析】(1)当打点计时器打出的点迹均匀时，小车匀速运动，则所受的拉力等于摩擦力，而拉力等于弹簧测力计的示数，则小车受到的摩擦力大小等于F0；(2)不悬挂砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，接通电源，轻推小车，使打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀，此番操作的目的是补偿阻力(或平衡摩擦力)；(3)根据逐差法可得小车运动的加速度a＝xBD−xCB4T2＝(15.05−6.74−6.74)×10−34×0.12m/s2≈0.39m/s2(4)根据a＝1MF，因小车的拉力是由弹簧测力计测量出的，则不会出现图像上部分弯曲的情况，故选甲。四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）13．(12分)如图所示，小车内有一质量为M1＝0.4 kg的小球用细线吊在车内的顶棚上，车厢内的地板上有一质量为M2＝15 kg的木箱，当小车向右做匀加速直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ＝37°，木箱与地板相对静止。(g＝10 m/s2)求：(1)小车运动的加速度大小和细线对小球的拉力大小； (2)木箱受到的摩擦力大小。【答案】(1)7.5 m/s2 5.0 N (2)112.5 N【解析】(1)对小球受力分析如图甲所示，可得M1gtan θ＝M1a所以a＝gtan θ＝7.5 m/s2T＝eq \f(M1g,cos 37°)＝eq \f(0.4×10,0.8) N＝5.0 N (2)对木箱受力分析如图乙可得f＝M2a＝15×7.5 N＝112.5 N14.（12分）一位工人在水平道路上推一辆运料车，车的质量为，所用的水平推力为，产生的加速度为，设运料车受到的阻力不变，已知重力加速度。求：运料车受到的阻力多大；车的速度为时，工人撤去水平推力，求车的加速度；从车速为撤去水平推力开始计时，求第末车的速度。【答案】（1）9N （2）0.2m/s2【解析】（1）根据牛顿第二定律得：解得：（2）撤去拉力的瞬间，只受摩擦力，则解得（3）车运动时间， 所以15.（14分）2020年初，新冠疫情爆发，举国上下打响了一场抗击疫情的阻击战．隔离患者，切断传染源是防止疫情蔓延的重要办法．如图是某城市酒店隔离点采用机器人为病人送餐的情景．若隔离病区的配餐点和目标位置处在直线通道上且相距x0=32m，机器人送餐时从静止开始启动，到达目标位置停下让病人取餐．已知机器人加速和减速过程均可看作匀变速运动，为防止食物翻倒或发生相对移动，加速度大小都不超过2m/s2，载物平台呈水平状态，餐盘及食物的总质量m=2kg.求： (1)机器人以最大加速度启动时经过3s达到的速度v； (2)把食物平稳送到目标位置的最短时间t； (3)以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小．【答案】 （1）机器人以最大加速度启动时经过3s达到的速度v为6m/s； （2）把食物平稳送到目标位置的最短时间t为8s； （3）以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小为20.4N。;【解析】（1）机器人做匀加速直线运动时，以最大加速度启动3s末的速度 v=at 代入数据可得：v=6m/s （2）机器人先以最大的加速度加速，再以最大的加速度减速到目标位置时恰好速度为零用时最短。 设加速过程和减速过程的位移分别为x加和x减，则：x加=x减=vm22a=x02 代入数据可得vm=8m/s 根据运动学公式可得 t加=t减=vma=82s=4s 则把食物平稳送到目标位置的最短时间t t=t加+t减=4s+4s=8s （3）平台对餐盘竖直方向的支持力：FN=mg 水平方向的摩擦力Ff=ma 故平台对餐盘的作用力大小F=FN2+Ff2 联立代入数据可得：F=416N=20.4N
绝密★启用前高一物理必修第一册 第四章测试卷（C卷）（原卷版）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________考试时间 ： X月X日 命题人： 审题人： 满分100分，考试时间75分钟。考生注意：1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。第I卷（选择题部分）一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1. 如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是 ( )A. 杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力B. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力C. 杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力D. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力2．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是( ) A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零 B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力3.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A．450 N B．400 NC．350 N D．300 N4．如图所示，质量分别为m、M的物体用细绳连接，放在倾角为θ的光滑斜面上，用平行于斜面向上的恒力F拉两个物体，使它们一起沿斜面向上加速运动，则中间绳的张力是( )A．Mg B．F－mg C.eq \f(M,M＋m)F D．F5. 一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动，某时刻起，牵引力逐渐减小直到为零，在此过程中小车仍沿原来运动方向运动，则此过程中，小车的加速度A. 保持不变 B. 逐渐减小，方向与运动方向相同C. 逐渐增大，方向与运动方向相同 D. 逐渐增大，方向与运动方向相反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，运动过程中B受到的摩擦力( ) A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小7. 如图所示，足够长的水平传送带以的速率顺时针匀速运行，时，在最左端轻放一个小滑块，时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为，取，下列关于滑块相对地面运动的图像正确的是（ ）A. B. C. D. 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，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8．原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是( )A．加速上升 B．减速上升 C．加速下降 D．减速下降9.如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4 830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N10. 如图所示，在平直轨道做匀变速运动的车厢中，用轻细线悬挂一个小球，悬线与竖直方向保持恒定的夹角，则（ ）A. 小车一定具有方向向左的加速度B. 小车一定具有方向向右的加速度C. 小车的加速度大小为D. 小车的加速度大小为第II卷（非选择题）三、实验题（本题共2小题，共16分）11.（8分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．(1)下列说法正确的是________．A．在探究加速度与质量的关系时，应该保证拉力的大小不变B．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接(2)在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是________．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是________．A. B. C. D.12．（8分）要探究加速度与合外力的关系，某同学设计了如图所示实验装置，其中长木板放在水平桌面上。(1)调节砂桶中砂的质量，调节定滑轮的高度，使连接小车的细线与长木板平行，小车靠近打点计时器，接通电源，轻推小车，打点计时器打出的点间隔均匀，弹簧测力计的示数为F0，则小车受到的摩擦力大小等于______；(2)______(选填“悬挂”或“不悬挂”)砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，接通电源，轻推小车，使打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀，此番操作的目的是______；(3)某次实验打出的纸带如图所示，O、A、B、C、D为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，根据纸带上的数据求得小车运动的加速度a＝______m/s2(结果保留两位有效数字)；(4)保持小车的质量不变，多次改变砂桶中砂的质量进行实验，得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F，作出a－F图像，则可能的是______。四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）13．(12分)如图所示，小车内有一质量为M1＝0.4 kg的小球用细线吊在车内的顶棚上，车厢内的地板上有一质量为M2＝15 kg的木箱，当小车向右做匀加速直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ＝37°，木箱与地板相对静止。(g＝10 m/s2)求：(1)小车运动的加速度大小和细线对小球的拉力大小； (2)木箱受到的摩擦力大小。14.（12分）一位工人在水平道路上推一辆运料车，车的质量为，所用的水平推力为，产生的加速度为，设运料车受到的阻力不变，已知重力加速度。求：运料车受到的阻力多大；车的速度为时，工人撤去水平推力，求车的加速度；从车速为撤去水平推力开始计时，求第末车的速度。15.（14分）2020年初，新冠疫情爆发，举国上下打响了一场抗击疫情的阻击战．隔离患者，切断传染源是防止疫情蔓延的重要办法．如图是某城市酒店隔离点采用机器人为病人送餐的情景．若隔离病区的配餐点和目标位置处在直线通道上且相距x0=32m，机器人送餐时从静止开始启动，到达目标位置停下让病人取餐．已知机器人加速和减速过程均可看作匀变速运动，为防止食物翻倒或发生相对移动，加速度大小都不超过2m/s2，载物平台呈水平状态，餐盘及食物的总质量m=2kg.求： (1)机器人以最大加速度启动时经过3s达到的速度v； (2)把食物平稳送到目标位置的最短时间t； (3)以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小． 绝密★启用前高一物理必修第一册 第四章测试卷（C卷）（解析版）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________考试时间 ： X月X日 命题人： 审题人： 满分100分，考试时间75分钟。考生注意：1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。第I卷（选择题部分）一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1. 如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图，下列说法中正确的是 ( )A. 杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力B. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力C. 杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力D. 杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力【答案】D【解析】杠铃受重力和杠铃对手的压力方向相同，不是平衡力，A错误；杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力，B错误D正确；杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力，C错误．2．如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是( ) A．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力一定为零 B．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力C．下降过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降过程中A物体对B物体的压力等于A物体受到的重力【答案】A【解析】A、B两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A物体对B物体的压力一定为零，A选项正确。3.行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A．450 N B．400 NC．350 N D．300 N【答案】C【解析】汽车的速度v0＝90 km/h＝25 m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a＝ eq \f(v0,t) ＝ eq \f(25,5) m/s2＝5 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律可得：F＝ma＝70×5 N＝350 N，所以C正确。4．如图所示，质量分别为m、M的物体用细绳连接，放在倾角为θ的光滑斜面上，用平行于斜面向上的恒力F拉两个物体，使它们一起沿斜面向上加速运动，则中间绳的张力是( )A．Mg B．F－mg C.eq \f(M,M＋m)F D．F【答案】C【解析】先对整体应用牛顿第二定律可得 F－(M＋m)g sin θ＝(M＋m)a。对M应用牛顿第二定律，有FM－Mg sin θ＝Ma。两式联立得FM＝eq \f(M,M＋m)F。5. 一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动，某时刻起，牵引力逐渐减小直到为零，在此过程中小车仍沿原来运动方向运动，则此过程中，小车的加速度A. 保持不变 B. 逐渐减小，方向与运动方向相同C. 逐渐增大，方向与运动方向相同 D. 逐渐增大，方向与运动方向相反【答案】D【解析】开始时，小车在水平面上做匀速直线运动，受到重力、水平面的支持力、牵引力和阻力，根据平衡条件可知牵引力与阻力大小相等，方向相反。在牵引力逐渐减小直到为零的过程中，竖直方向上重力与支持力仍平衡，合力为零，水平方向上阻力不变，则牵引力小于阻力，合力方向与运动方向相反。合力大小等于阻力与牵引力之差，随着牵引力的减小，合力增大，根据牛顿第二定律得知，加速度逐渐增大，方向与运动方向相反。故D正确，ABC错误。故选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，运动过程中B受到的摩擦力( ) A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小【答案】A【解析】A、B相对静止做匀减速直线运动，则加速度大小、方向均恒定并与速度方向相反；隔离B，只有静摩擦力提供加速度，A正确。7. 如图所示，足够长的水平传送带以的速率顺时针匀速运行，时，在最左端轻放一个小滑块，时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为，取，下列关于滑块相对地面运动的图像正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】刚被放在传送带上时，滑块受到滑动摩擦力作用做匀加速运动滑块运动到与传送带速度相同需要的时间然后随传送带一起匀速运动的时间当传送带突然制动停下时，滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止运动的时间 故选D。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，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8．原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是( )A．加速上升 B．减速上升 C．加速下降 D．减速下降【答案】BC【解析】升降机匀速运动时，物体静止在升降机的地板上，说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡，物体突然被弹簧拉向右方，说明摩擦力减小，其原因只能是物体与地板间的正压力减小，物体处于失重状态，故升降机具有向下的加速度，即可能减速上升或加速下降。9.如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4 830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N【答案】AD【解析】热气球从地面刚开始竖直上升时v＝0，空气阻力Ff＝0。由F浮－mg＝ma，得F浮＝m(g＋a)＝4 830 N，选项A正确；最终热气球匀速上升，说明热气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大，选项B错误；热气球做加速度减小的加速运动，故热气球上升10 s后的速度小于5 m/s，选项C错误；匀速上升时F浮－mg－Ff′＝0，计算得Ff′＝230 N，选项D正确。10. 如图所示，在平直轨道做匀变速运动的车厢中，用轻细线悬挂一个小球，悬线与竖直方向保持恒定的夹角，则（ ）A. 小车一定具有方向向左的加速度B. 小车一定具有方向向右的加速度C. 小车的加速度大小为D. 小车的加速度大小为【答案】BC【解析】有题图可知，小球所受合力方向向右，其大小为根据牛顿第二定律有解得因为小球和小车一起运动，所以小车和小球的运动状态相同，即小车具有向右的加速度，其加速度大小为，故AD错误，BC正确。故选BC。第II卷（非选择题）三、实验题（本题共2小题，共16分）11.（8分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．(1)下列说法正确的是________．A．在探究加速度与质量的关系时，应该保证拉力的大小不变B．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接(2)在实验中，某同学得到了一条纸带如图所示，选择了A、B、C、D、E作为计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，电源频率为50 Hz，可以计算出小车的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是________．如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a－F关系图象可能是________．A. B. C. D.【答案】(1)A (2)0.62 (3)平衡摩擦力 B【解析】(1)探究加速度与质量的关系时，应该控制力不变， A正确；若不满足“重物的质量远小于小车的质量”这一条件，重物的重力就不等于小车受到的拉力，探究过程会产生影响，B错误；在探究加速度与力的关系时，需测量至少5次，记录五组数据，画出图象，根据图象探究关系，C错误；探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该将点拟合成一条倾斜的直线，D错误．(2)加速度a＝＝m/s2≈0.62 m/s2.(3)长木板右端垫高的目的是平衡摩擦力，若木板倾角过小，即平衡摩擦力不足，会出现有拉力，但加速度仍为零的情况，即B图．12．（8分）要探究加速度与合外力的关系，某同学设计了如图所示实验装置，其中长木板放在水平桌面上。(1)调节砂桶中砂的质量，调节定滑轮的高度，使连接小车的细线与长木板平行，小车靠近打点计时器，接通电源，轻推小车，打点计时器打出的点间隔均匀，弹簧测力计的示数为F0，则小车受到的摩擦力大小等于______；(2)______(选填“悬挂”或“不悬挂”)砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，接通电源，轻推小车，使打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀，此番操作的目的是______；(3)某次实验打出的纸带如图所示，O、A、B、C、D为计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，根据纸带上的数据求得小车运动的加速度a＝______m/s2(结果保留两位有效数字)；(4)保持小车的质量不变，多次改变砂桶中砂的质量进行实验，得到多组小车的加速度a和弹簧测力计的示数F，作出a－F图像，则可能的是______。【答案】(1)F0 (2)不悬挂 补偿阻力(或平衡摩擦力) (3)0.39 (4)甲;【解析】(1)当打点计时器打出的点迹均匀时，小车匀速运动，则所受的拉力等于摩擦力，而拉力等于弹簧测力计的示数，则小车受到的摩擦力大小等于F0；(2)不悬挂砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，接通电源，轻推小车，使打点计时器在纸带上打出的点间隔均匀，此番操作的目的是补偿阻力(或平衡摩擦力)；(3)根据逐差法可得小车运动的加速度a＝xBD−xCB4T2＝(15.05−6.74−6.74)×10−34×0.12m/s2≈0.39m/s2(4)根据a＝1MF，因小车的拉力是由弹簧测力计测量出的，则不会出现图像上部分弯曲的情况，故选甲。四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）13．(12分)如图所示，小车内有一质量为M1＝0.4 kg的小球用细线吊在车内的顶棚上，车厢内的地板上有一质量为M2＝15 kg的木箱，当小车向右做匀加速直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ＝37°，木箱与地板相对静止。(g＝10 m/s2)求：(1)小车运动的加速度大小和细线对小球的拉力大小； (2)木箱受到的摩擦力大小。【答案】(1)7.5 m/s2 5.0 N (2)112.5 N【解析】(1)对小球受力分析如图甲所示，可得M1gtan θ＝M1a所以a＝gtan θ＝7.5 m/s2T＝eq \f(M1g,cos 37°)＝eq \f(0.4×10,0.8) N＝5.0 N (2)对木箱受力分析如图乙可得f＝M2a＝15×7.5 N＝112.5 N14.（12分）一位工人在水平道路上推一辆运料车，车的质量为，所用的水平推力为，产生的加速度为，设运料车受到的阻力不变，已知重力加速度。求：运料车受到的阻力多大；车的速度为时，工人撤去水平推力，求车的加速度；从车速为撤去水平推力开始计时，求第末车的速度。【答案】（1）9N （2）0.2m/s2【解析】（1）根据牛顿第二定律得：解得：（2）撤去拉力的瞬间，只受摩擦力，则解得（3）车运动时间， 所以15.（14分）2020年初，新冠疫情爆发，举国上下打响了一场抗击疫情的阻击战．隔离患者，切断传染源是防止疫情蔓延的重要办法．如图是某城市酒店隔离点采用机器人为病人送餐的情景．若隔离病区的配餐点和目标位置处在直线通道上且相距x0=32m，机器人送餐时从静止开始启动，到达目标位置停下让病人取餐．已知机器人加速和减速过程均可看作匀变速运动，为防止食物翻倒或发生相对移动，加速度大小都不超过2m/s2，载物平台呈水平状态，餐盘及食物的总质量m=2kg.求： (1)机器人以最大加速度启动时经过3s达到的速度v； (2)把食物平稳送到目标位置的最短时间t； (3)以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小．【答案】 （1）机器人以最大加速度启动时经过3s达到的速度v为6m/s； （2）把食物平稳送到目标位置的最短时间t为8s； （3）以最大加速度减速过程中平台对餐盘的作用力F的大小为20.4N。;【解析】（1）机器人做匀加速直线运动时，以最大加速度启动3s末的速度 v=at 代入数据可得：v=6m/s （2）机器人先以最大的加速度加速，再以最大的加速度减速到目标位置时恰好速度为零用时最短。 设加速过程和减速过程的位移分别为x加和x减，则：x加=x减=vm22a=x02 代入数据可得vm=8m/s 根据运动学公式可得 t加=t减=vma=82s=4s 则把食物平稳送到目标位置的最短时间t t=t加+t减=4s+4s=8s （3）平台对餐盘竖直方向的支持力：FN=mg 水平方向的摩擦力Ff=ma 故平台对餐盘的作用力大小F=FN2+Ff2 联立代入数据可得：F=416N=20.4N
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