人教版（2019）高中物理必修一单元测试卷（四）

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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）
1．下列说法正确的是（ ）
A．参考系必须选取地面或相对于地面不动的物体
B．研究月球绕地球的运动轨迹时，不能把月球看成质点
C．只有在物体运动状态发生改变时，物体才具有惯性
D．在单方向直线运动中，物体的位移大小等于它的路程
【来源】湖南省娄底市新化县2021-2022学年高一上学期期末物理试题
【答案】D
【详解】A．参考系的选取不是固定的，可以选取地面或相对于地面不动的物体，故A错误；
B．研究月球绕地球运动轨迹时，月球的大小和形状可以忽略，能看成质点，故B错误；
C．物体在任何状态下均具有惯性，与运动的状态无关，故C错误；
D．在单方向直线运动中，物体的位移大小等于它的路程，故D正确。
故选D。
【点睛】
2．如图为轿车常用的剪式千斤顶。若车轮刚被顶起时，千斤顶两臂间的夹角为，汽车对千斤顶的压力为，若用国际单位制基本单位来表示这一数据，正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【来源】山西省太原市 2022-2023学年高一上学期期末物理试题
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律有
可得
所以有
故选A。
3．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造了许多物理学方法。以下关于物理学方法叙述正确的是（ ）
A．在探究加速度与力和质量之间的关系时，先保持质量不变研究加速度和力的关系，再保持力不变研究加速度和质量的关系，该实验采用了“假设法”
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后用各小段的位移相加之和代表物体整个运动过程的位移，这里采用了“微元累积法”
C．2022年世锦赛中，裁判员给跳水冠军全红婵打分时，将其看作质点，这种保留主要因素忽略次要因素的思维方法通常称为“理想化方法”
D．在探究自由落体运动规律实验中，伽利略把斜面实验的结果推广到竖直方向运动，这种方法被称为“放大法”
【来源】2023届四川省雅安市高三上学期零诊考试物理试题
【答案】B
【详解】A．在探究加速度与力和质量之间的关系时，先保持质量不变研究加速度和力的关系，再保持力不变研究加速度和质量的关系，该实验采用了“控制变量法”，A错误；
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后用各小段的位移相加之和代表物体整个运动过程的位移，这里采用了“微元累积法”，B正确；
C．2022年世锦赛中，裁判员给跳水冠军全红婵打分时，不能将其看作质点，C错误；
D．在探究自由落体运动规律实验中，伽利略把斜面实验的结果推广到竖直情况，是思维方法的一种“升华”，这种研究方法称之为“合理外推”，D错误。
故选B。
4．如图所示，水平传送带A、B两端相距x＝6m，以的速度（始终保持不变）顺时针运转，今将一小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至A端，由于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。已知煤块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度大小，则煤块从A运动到B的过程中（ ）
A．煤块从A运动到B的时间是2sB．煤块从A运动到B的时间是3s
C．划痕长度是2mD．划痕长度是4m
【来源】山东省临沂第一中学2022-2023学年高一上学期期末线上自测物理试题
【答案】D
【详解】AB．煤块在传送带上匀加速运动时，根据牛顿第二定律有
得
当煤块速度和传送带速度相同前，煤块做匀加速直线运动的位移
因此煤块先加速后匀速，匀加速运动的时间
煤块做匀速直线运动的时间
所以煤块从A运动到B的总时间
故AB错误；
CD．煤块在加速阶段相对传送带的位移即产生划痕，则有
故C错误，D正确。
故选D。
5．杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。若E表示杨氏模量，弹性体原长为，形变量为，横截面积为S，所受压力为F，则有。在国际单位制中，E的单位为（ ）
A．B．
C．D．
【来源】4.4力学单位制-2023-2024学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）
【答案】D
【详解】根据题意可知
则杨氏模量E的单位应为
故选D。
6．沙漠游乐场有两个沙坡 PM、QM，P、Q、M 三点在同一竖直圆周上，圆心为 O，圆周最低点为 M，P、Q 位置如图所示，Q 点高于 P 点，且均低于 O 点。人与两沙坡滑动摩擦系数相同。一名游客分别从 P、Q 两点由静止下滑到 M 点的过程中，加速度大小分别为a1、a2，经历的时间分别为 t1、t2，机械能变化量的绝对值分别为 E1、E2，到达 M 点的速度大小分别为 v1、v2，则 （ ）
A．a1＞a2B．t1＝t2C．v1＞v2D．E1＜E2
【来源】江苏省南京师范大学附属中学2022-2023学年高一下学期4月期中物理试题
【答案】D
【详解】A．人在斜坡上受到重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律有
解得
Q 点高于 P 点，PM与水平方向的夹角小于QM与水平方向的夹角，则有
故A错误；
B．由几何知识可知斜面的长度为，根据运动学公式有
则t1和t2不一定相等，故B错误；
C．Q 点高于 P 点，，人到达M点的速度为
可知，故C错误；
D．损失的机械能等于克服摩擦力做的功，则有
PM与水平方向的夹角小于QM与水平方向的夹角，则有
故D正确。
故选D。
7．如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用一个恒力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（ ）
A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零
B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零
C．斜面对球的弹力大小与加速度大小有关
D．斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma
【来源】广东省广州市第十七中学2022-2023学年高三上学期12月月考物理试题
【答案】D
【详解】根据题意，设斜面的倾斜角为，以小球为研究对象，受力分析，如图所示
小球受重力、竖直挡板对它的弹力和斜面对它的弹力；
A．水平方向上，由牛顿第二定律有
可得
可知，无论多小，也不可能为零，故A错误；
BC．竖直方向上，由平衡条件有
解得
可知斜面的弹力与加速度无关，大小不变为一个定值，不可能为零，故BC错误；
D．根据牛顿第二定律可知，小球重力、斜面和挡板对小球的弹力三个力的合力等于ma，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共3小题，每小题5分，部分选对得3分，有选错的得0分，共15分。）
8．下列说法中正确的是（ ）
A．超载运行的大货车不容易停下来是因为其质量大、惯性大
B．行驶的火车上，水平桌面上静止的乒乓球突然向前滚动，说明火车在刹车
C．电动车转弯时要通过控制适当的速度和角度，来调控人和车的惯性
D．佩戴安全带可有效减小驾乘人员的惯性，避免严重交通事故伤害
【来源】甘肃省武威市古浪县第五中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷
【答案】AB
【详解】A．超载运行的大货车不容易停下来是因为其质量大、惯性大，A正确；
B．向前行驶的火车，减速刹车时，由于乒乓球的惯性，水平桌面上静止的乒乓球向前滚动，B正确；
C．电动车转弯时要通过控制适当的速度和角度，但人和车的质量不变，则人和车的惯性不变，C错误；
D．佩戴安全带不会改变驾乘人员的质量，则不会改变驾乘人员的惯性，D错误。
故选AB。
9．质量m＝2.0kg的质点在恒定的合外力F＝4.0N的作用下，以向右的初速度做匀变速直线运动，经过一段时间后，质点通过的路程与位移的大小之比为，且该段时间的末速度大于。下列说法正确的是（ ）
A．这段时间为3s
B．这段时间末质点的速度大小为4m/s
C．质点通过的位移大小为2m
D．质点在这段时间内的平均速度大小为0.8m/s
【来源】安徽省皖江名校联盟2023-2024学年高三上学期10月阶段考试物理试题
【答案】AB
【详解】A．若质点一直做匀加速直线运动，则质点通过的位移大小等于路程，表明质点应先做匀减速直线运动，后做反向的匀加速直线运动，且由于其末速度大于，说明质点应处于出发位置的左侧，其运动情景如图所示
则有
解得
据初速度为零的匀加速直线运动的特点知，质点通过和的时间相等，质点运动的加速度大小
减速到零所用的时间
故这段时间
故A正确；
B．研究质点向左运动的过程，这段时间末的速度
故B正确；
C．根据平均速度和位移的关系，得
故质点通过的位移大小
故C错误：
D．平均速度
故D错误。
故选AB。
10．如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”。此过程中（ ）

A．人被向上“托起”时处于失重状态
B．人受到的重力大小小于气流对人的作用力大小
C．人对气流的作用力大小等于气流对人的作用力大小
D．人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力
【来源】甘肃省酒泉市2022-2023学年高一上学期期末物理试题
【答案】BC
【详解】A．人被向上“托起”时处于超重状态，故A错误；
B．人被向上“托起”，故气流对人的作用力大于重力，故B正确；
C．根据牛顿第三定律可知人对气流的作用力大小等于气流对人的作用力大小，故C正确；
D．人受到的重力和人受到气流的力受力物体都是人，故人受到的重力和人受到气流的力不是一对作用力与反作用力，故D错误。
故选BC。
三、实验题（本题共7空，每空2分，共14分。）
11．物理实验小组用如图（a）所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。
(1)关于本实验，下列说法正确的是 。
A．必须平衡摩擦力B．必须控制槽码质量不变
C．必须控制小车质量不变D．必须保证槽码的质量远小于小车的质量
(2)某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2（结果保留三位有效数字）。
(3)按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为 （用k表示）。
【来源】2024届天津市宁河区芦台第一中学高三下学期二模物理试题
【答案】(1)AC
(2)2.00
(3)
【详解】（1）A．实验中必须平衡摩擦力，选项A正确；
BC．研究质量不变的情况下，加速度与力的关系时，必须控制小车质量不变，选项B错误，C正确；
D．因为有弹簧测力计测量小车受的拉力，则不需要保证槽码的质量远小于小车的质量，选项D错误。
故选AC。
（2）小车的加速度大小为
（3）由牛顿第二定律
即
由图像可知
解得
12．为了探究物体的加速度与质量的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，装置中有打点计时器、纸带、带滑轮的长木板（滑轮光滑）、垫块、小车和砝码（总质量用M表示）、砂和砂桶（总质量用m表示）、刻度尺等，请回答下列问题：
（1）图中将长木板一端适当垫高的目的是 ，当检测到 时，可认为该目的达到。
（2）实验时，可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量，在完成本实验时，为了使砂桶和砂受到的总重力近似等于小车受到的牵引力，应满足的条件为 （用题中所给物理量的符号表示）。
（3）下列是实验中的相关操作和有关分析，其中正确的是 。
A．小车释放前应靠近打点计时器
B．每次改变小车（包括车中砝码）的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．为了直观判断小车加速度和质量的关系，应作出a—M图像图像
D．将砂桶和砂所受的总重力近似地当成小车受到的牵引力会给实验带来系统误差
【来源】湖北省十堰市2022-2023学年高一上学期期末调研考试物理试题
【答案】 平衡小车受到的摩擦力 小车带着纸带做匀速直线运动 ABD
【详解】（1）[1]由于实验中要求细线的拉力等于小车所受外力的合力，则实验时必须要平衡摩擦力，图中将长木板一端适当垫高的目的是平衡小车受到的摩擦力；
[2]平衡小车受到的摩擦力时，不挂砂桶和砂，将长木板一端适当垫高，使小车沿长木板向下做匀速直线运动，此时纸带上的点迹分布均匀，即检测到纸带上的点迹分布均匀。
（2）[3]对小车有
对砂桶和砂有
解得
可知，当
时有
（3）[4]A．为了避免纸带上出现大量的空白段落，小车释放前应靠近打点计时器，A正确；
B．平衡摩擦力时近似有
解得
根据上述可知，平衡摩擦力过程与小车质量无关，即每次改变小车（包括车中砝码）的质量时，不需要重新平衡摩擦力，B正确；
C．根据
可知，力一定时，加速度与质量成反比关系，即a—M图像为一条曲线，为了直观判断小车加速度和质量的关系，应作出图像，该图像为一条直线，C错误；
D．根据上述可知，将砂桶和砂所受的总重力大于细线的拉力，即将砂桶和砂所受的总重力近似地当成小车受到的牵引力会给实验带来系统误差，D正确。
故选ABD。
四、解答题（本题共3小题，共43分。）
13．（12分）一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。现有一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直的柱子上，由升降机送上78m的高处，然后，让座舱自由落下。当落到离地面33m的位置时开始制动，座舱匀减速到地面时刚好停下。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。则：
（1）座舱下落的最大速度是多少？
（2）若座舱中某人用手水平托着重33N的铅球，那么，座舱下落过程中球对手的压力是多少？
【来源】2024届四川省内江市高中高三上学期第一次模拟考试（一模）理综试题
【答案】（1）；（2）自由落体阶段T=0；减速下降阶段T=78N
【详解】（1）座舱开始做减速运动前瞬间的速度为最大，自由下落的高度为
根据自由落体运动规律可知，其最大速度为
由以上两式解得最大速度为
（2）对于铅球，受重力mg和手的支持力N作用，在座舱自由下落阶段，根据牛顿第二定律有
解得
T=0
根据牛顿第三定律有，即球对手的压力为零；
在座舱匀减速下落阶段，根据匀变速直线运动规律
加速度
根据牛顿第二定律有
由以上两式解得
T=78N
根据牛顿第三定律有
即球对手的压力为78N。
14．（14分）如图所示，质量为的一只长方体形空铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量为的木块恰好能相对静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）铁箱运动的加速度大小；
（2）水平拉力的大小；
【来源】2022届安徽省六安市第一中学高三上学期第三次月考物理试题
【答案】（1）；（2）104N
【详解】（1）对木块，在竖直方向由平衡条件得
则
对木块，在水平方向，根据牛顿第二定律有
解得
（2）对铁箱和木块整体，根据牛顿第二定律有
解得水平拉力
15．（17分）如图所示，用大小F=12N的外力拉着木块静止在倾角为30°的斜面上，F的方向与斜面平行。已知木块的质量为2kg，与斜面间的动摩擦因数。g取10m/s2，求：
（1）斜面对木块的支持力大小；
（2）斜面对木块的摩擦力的大小和方向；
（3）如果增大F为20N，则木块的加速度大小。
【来源】云南省昆明市云南师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期教学测评月考物理试卷（三）
【答案】（1）；（2）2N，方向沿斜面向下；（3）
【详解】（1）对木块受力分析，垂直斜面方向
解得
（2）沿斜面方向
解得
方向沿斜面向下。
（3）根据牛顿第二定律
其中

联立解得