2019版新教材高中物理 第4章 水平測(cè)試卷（含解析）新人教版必修第一冊(cè)

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1、第四章 水平測(cè)試卷 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題，共48分) 一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分) 1. 牛頓第一定律是建立在理想斜面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)抽象分析推理得出的結(jié)論，它不是實(shí)驗(yàn)定律。利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿水平面滑動(dòng)。水平面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿水平面滑動(dòng)到的最遠(yuǎn)位置

2、依次為1、2、3。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得到的最直接的結(jié)論是(　　) A．如果小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài) B．如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變 C．如果水平面光滑，小球?qū)⒀刂矫嬉恢边\(yùn)動(dòng)下去 D．小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小 答案　C 解析　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，水平面的粗糙程度越低，小球滑得越遠(yuǎn)，由此得出結(jié)論，如果水平面光滑，小球?qū)⒀刂矫嬉恢边\(yùn)動(dòng)下去，故C正確。 2．下列說法正確的是(　　) A．物體受到力的作用時(shí)，力克服了物體的慣性，使其產(chǎn)生了加速度 B．人走在松軟土地上下陷時(shí)具有向下的加速度，說明人對(duì)地面的壓力大于地面

3、對(duì)人的支持力 C．物理公式既能確定物理量之間的數(shù)量關(guān)系，又能確定物理量間的單位關(guān)系 D．對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一個(gè)水平力，當(dāng)力剛作用的瞬間，加速度為零 答案　C 解析　慣性是物體的固有屬性，力能使物體產(chǎn)生加速度，但不能說力克服了物體的慣性，A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律，兩個(gè)物體間的作用力與反作用力總是等大反向的，B錯(cuò)誤；物理公式不僅能確定物理量之間的數(shù)量關(guān)系，也能確定單位關(guān)系，C正確；根據(jù)牛頓第二定律可知，合外力與加速度是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，D錯(cuò)誤。 3．關(guān)于單位制，下列說法中正確的是(　　) A．在力學(xué)的國際單位制中，力的單位、質(zhì)量的單位、位移的單位選定為基本單位 B．牛、千克米

4、每秒都屬于力的單位 C．在厘米、克、秒制中，重力加速度g的值等于9.8 cm/s2 D．在力學(xué)計(jì)算中，所有涉及的物理量的單位都應(yīng)取國際單位 答案　D 解析　力學(xué)單位制中，質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的單位被選為基本單位，故A錯(cuò)誤；根據(jù)F＝ma,1 N＝1 kg·m/s2，故B錯(cuò)誤；在厘米、克、秒制中，g值不變，g＝9.8 m/s2＝980 cm/s2，故C錯(cuò)誤；在力學(xué)計(jì)算中，沒有特殊說明，所有物理量的單位都應(yīng)取國際單位，故D正確。 4．質(zhì)點(diǎn)由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，所受合外力大小隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，則有關(guān)該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，以下說法中不正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)在0～2 s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng) B

5、．質(zhì)點(diǎn)在0～2 s內(nèi)速度不變 C．質(zhì)點(diǎn)在2～4 s內(nèi)加速度大小越來越小 D．質(zhì)點(diǎn)在2～4 s內(nèi)速度大小越來越大 答案　B 解析　0～2 s內(nèi)F恒定，根據(jù)F＝ma加速度恒定，質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；2～4 s內(nèi)F不斷減小，所以加速度不斷減小，但方向仍與速度同向，質(zhì)點(diǎn)仍做加速運(yùn)動(dòng)，速度越來越大，故C、D正確。 5．如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的物塊由相同的材料制成，且M>m，將它們用通過輕而光滑的定滑輪的細(xì)線連接，按圖甲裝置在水平桌面上，兩物塊剛好做勻速運(yùn)動(dòng)。如果互換兩物塊位置，按圖乙裝置在同一水平桌面上，它們的共同加速度大小為(　　) A.g B.g C.g

6、 D．上述均不對(duì) 答案　C 解析　對(duì)題圖甲由牛頓第二定律可得mg－T1＝0，T1－μMg＝0，則μ＝。對(duì)題圖乙由牛頓第二定律可得Mg－T2＝Ma，T2－μmg＝ma，解得a＝g，C正確。 6．在以加速度a勻加速上升的電梯中，有一個(gè)質(zhì)量為m的人，下述說法中正確的是(　　) A．此人對(duì)地球的吸引力為m(g＋a) B．此人對(duì)電梯的壓力為m(g－a) C．此人受到的重力為m(g＋a) D．此人的視重為m(g＋a) 答案　D 解析　人隨電梯加速上升，故處于超重狀態(tài)。根據(jù)超重定義可知，此人的視重(即人對(duì)電梯的壓力大小)應(yīng)為mg＋ma，D正確，B錯(cuò)誤；人對(duì)地球的吸引力與人受到的重力是作用

7、力和反作用力的關(guān)系，大小均為mg，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化不影響人對(duì)地球的吸引力及人受到的重力，故A、C錯(cuò)誤。 7. 如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面間的夾角為θ，以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

8、時(shí)，由于μ

9、重力是恒力，故此時(shí)小球受到重力G、彈簧的拉力F的作用，該合力與未撤離木板時(shí)木板對(duì)小球的彈力大小相等，方向相反，故由牛頓第二定律可知，此時(shí)小球的加速度大小為g，B正確。 9．如圖所示，物體在一外力作用下沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，它的正前方有一根勁度系數(shù)足夠大的彈簧，當(dāng)物體接觸彈簧后，下列說法中正確的是(　　) A．物體立即做減速運(yùn)動(dòng) B．物體仍一直做加速運(yùn)動(dòng) C．在一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，速度繼續(xù)增大 D．當(dāng)彈簧處于最大壓縮量時(shí)，物體的加速度不為零 答案　CD 解析　當(dāng)物體接觸彈簧后，彈簧的彈力逐漸增大，開始階段，彈力小于水平恒力F，合力方向向右，與速度方向相同，物體做加速運(yùn)動(dòng)，

10、后來彈簧的彈力大于F，合力向左，與速度方向相反，物體開始做減速運(yùn)動(dòng)，所以物體接觸彈簧后先加速后減速，A、B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)彈簧處于最大壓縮量時(shí)，彈力大于F，物體的加速度向左，不為零，D正確。 10. 如圖所示，在光滑水平面上有一個(gè)靜止的小車，質(zhì)量為M，小車上靜止地放置著一個(gè)木塊，質(zhì)量為m，木塊和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，用水平恒力F拉動(dòng)小車，g取10 m/s2。下列關(guān)于木塊的加速度a1和小車的加速度a2，可能正確的有(　　) A．a(chǎn)1＝2 m/s2，a2＝2 m/s2 B．a(chǎn)1＝2 m/s2，a2＝3 m/s2 C．a(chǎn)1＝3 m/s2，a2＝4 m/s2 D．a(chǎn)1＝3 m/

11、s2，a2＝2 m/s2 答案　AC 解析　對(duì)上面的木塊受力分析，在水平方向只可能受摩擦力，且Ff≤μmg，因此木塊的加速度最大為am＝＝μg＝3 m/s2。若小車與木塊一起運(yùn)動(dòng)，相對(duì)靜止，則二者加速度相等，且小于am，即a1＝a2＝2 m/s2

12、與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2。下列說法正確的是(　　) A．沙發(fā)會(huì)被推動(dòng) B．沙發(fā)將沿著F1的方向移動(dòng)，加速度為0.6 m/s2 C．由于F1小于滑動(dòng)摩擦力，沙發(fā)將沿著F2的方向移動(dòng)，加速度為0.2 m/s2 D．沙發(fā)的加速度大小為1 m/s2 答案　AD 解析　由二力合成可知，兩個(gè)力的合力大小為F＝＝200 N，方向在水平面內(nèi)，設(shè)F與F1的夾角為θ，則sinθ＝＝0.8，即θ＝53°；而fmax＝μFN＝μmg＝0.3×500 N＝150 N

13、，代入數(shù)據(jù)得a＝1 m/s2，方向沿水平面介于F1、F2之間，且與F1夾角為53°，故B、C錯(cuò)誤，D正確。 12．如圖所示，彈簧下端懸一滑輪，跨過滑輪的細(xì)線兩端系有A、B兩重物，mB＝2 kg，不計(jì)細(xì)線、滑輪的質(zhì)量及摩擦，則A、B兩重物在運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的彈力可能為(g＝10 m/s2)(　　) A．40 N B．60 N C．80 N D．100 N 答案　AB 解析　當(dāng)mB＞mA時(shí)，B向下做加速運(yùn)動(dòng)，處于失重狀態(tài)，細(xì)線的拉力T＜mBg，彈簧的彈力為F＝2T＜2mBg＝40 N。當(dāng)mB＝mA時(shí)，彈簧的彈力為F＝2T＝2mBg＝40 N。當(dāng)mB＜mA時(shí)，B向上做加速運(yùn)動(dòng)，

14、處于超重狀態(tài)，細(xì)線的拉力T＞mBg，兩物體的加速度大小a＜g，所以根據(jù)牛頓第二定律得知：細(xì)線的拉力T＜2mBg，彈簧的彈力為F＝2T＜4mBg＝80 N。故A、B正確，C、D錯(cuò)誤。 第Ⅱ卷(非選擇題，共52分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共 12 分) 13．(4分)如圖所示為探究小車加速度與所受合力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)示意圖局部。該實(shí)驗(yàn)中，兩小車各自受到向左的恒定拉力，通過控制鐵夾子同時(shí)釋放讓兩小車同時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后通過鐵夾子同時(shí)夾住小車后面的細(xì)線使小車同時(shí)突然停止運(yùn)動(dòng)從而使小車近似做了一段勻加速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而比較兩小車的加速度。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)中兩小車加速度的判斷，下列說法正確的是______

15、__。 A．兩小車的加速度之比等于位移之比 B．兩小車的加速度之比等于位移的反比 C．兩小車的加速度之比等于位移平方之比 D．兩小車的加速度之比等于位移平方的反比 答案　A 解析　兩個(gè)小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，由位移公式知x＝at2，所以位移和加速度應(yīng)該成正比的關(guān)系，A正確。 14．(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來研究小車的加速度與所受合力的關(guān)系。將裝有力傳感器的小車放置于水平長(zhǎng)木板上，緩慢向小桶中加入細(xì)砂，直到小車剛開始運(yùn)動(dòng)為止，記下傳感器的示數(shù)F0。再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂，記下傳感器的示數(shù)F1。釋放小車，記錄小車運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器的示數(shù)F2。 (1)

16、下列實(shí)驗(yàn)要求不必要的是________。 A．應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B．用天平測(cè)出細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量 C．先接通電源，再釋放小車 D．應(yīng)使小車和力傳感器的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于細(xì)砂和小桶總質(zhì)量 (2)接通頻率為50 Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶。從比較清晰的點(diǎn)起每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，則小車的加速度a＝________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 (3)同一次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)1________F2(填“＜”“＝”或“＞”)。 (4)改變小桶中砂的重力，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與F的關(guān)系如圖丙。不計(jì)紙帶與計(jì)時(shí)器間的摩擦。圖像中F是實(shí)驗(yàn)

17、中測(cè)得的________。 A．F1 B．F2 C．F1－F0 D．F2－F0 答案　(1)BD　(2)0.16　(3)＞　(4)D 解析　(1)小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量數(shù)據(jù)才可能多且精確，故A不符合題意；實(shí)驗(yàn)中不需要用天平測(cè)出細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量，傳感器可以直接測(cè)出拉力的大小，故B符合題意；應(yīng)先接通電源再釋放小車，這樣才能保證紙帶的大部分都能打上點(diǎn)，才能充分利用整個(gè)紙帶，故C不符合題意；本題拉力可以由力的傳感器測(cè)出，不需要使小桶和細(xì)砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車和力傳感器的總質(zhì)量，故D符合題意； (2)每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)

18、計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔：T＝0.02×5 s＝0.1 s，x1＝3.52 cm＝0.0352 m，x2＝3.68 cm＝0.0368 m，x3＝3.84 cm＝0.0384 m，x4＝4.00 cm＝0.0400 m。由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx＝aT2，代入數(shù)據(jù)得a＝＝0.16 m/s2。 (3)對(duì)小桶(包括細(xì)砂)受力分析，設(shè)小桶(包括細(xì)砂)重力為mg，小車釋放前力傳感器的示數(shù)F1，所以F1＝mg，小車在加速運(yùn)動(dòng)時(shí)力傳感器的示數(shù)F2，根據(jù)牛頓第二定律得：mg－F2＝ma，即F1－F2＝ma>0，所以F1＞F2。 (4)F為小車受到的合力，由題意知，當(dāng)小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器示數(shù)為F0，則F阻＝F

19、0，小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力F＝F2－F阻＝F2－F0，故D正確。 三、計(jì)算題(本題共4小題，共 40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 15．(8分)如圖甲所示，t＝0時(shí)，水平地面上質(zhì)量m＝1 kg的物體在水平向左、大小恒為10 N的力T的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)施加一水平向右的拉力F，拉力F隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，(g＝10 m/s2)求： (1)2 s末物體的速度大??； (2)前2 s內(nèi)物體的位移； (3)t為多少時(shí)物體的速度剛減為0? 答案　(1)6 m/s　(2)6 m　(3)8 s 解析　 (1)由牛

20、頓第二定律得前2 s的加速度： a1＝＝3 m/s2， 由速度公式得2 s末物體的速度：v1＝a1t1＝6 m/s。 (2)由位移公式得前2 s內(nèi)物體的位移： x＝a1t＝6 m。 (3)2 s后，由牛頓第二定律得： a2＝＝－1 m/s2， 由速度公式得：0＝v1＋a2t2， 解得：t2＝6 s， 則t＝t1＋t2＝8 s，即當(dāng)t＝8 s時(shí)，物體速度剛減為0。 16．(8分)水平傳送帶以v＝1.5 m/s速度勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶AB兩端距離為6.75 m，將一物體輕放在傳送帶的A端，它運(yùn)動(dòng)到傳送帶另一端B所需時(shí)間為6 s，求： (1)物體和傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (2

21、)若要使物體以最短時(shí)間到達(dá)B端，則傳送帶的速度至少應(yīng)調(diào)為多大？(g＝10 m/s2) 答案　(1)0.05　(2) m/s 解析　先判斷物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況。 由題設(shè)可得：該物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的平均速度： ＝＝1.125 m/s， 假設(shè)物體在傳送帶上一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則該過程中物體的平均速度 ′＝＝0.75 m/s< 故物體在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與傳送帶速度相同后隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)至B端，故物體的最大速度vm＝v。 (1)對(duì)物體，由牛頓第二定律：μmg＝ma， 則a＝μg， 設(shè)經(jīng)過t1時(shí)間后速度為v，則 v＝at1，x＝vt1＋v(t－t1) 由以上各

22、式解得：μ＝0.05。 (2)由題可知，只有當(dāng)物體在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體全程的平均速度最大，用時(shí)最短，故物體從A端一直勻加速運(yùn)動(dòng)至B端時(shí)的末速度大小即為傳送帶所需達(dá)到的最小速度。 物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為：a＝μg＝0.5 m/s2， 物體從A端一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)，有： v′2＝2ax， 解得：v′＝ m/s， 故傳送帶速度大小至少應(yīng)調(diào)為 m/s。 17. (12分)如圖所示，在海濱游樂場(chǎng)里有一種滑沙運(yùn)動(dòng)。某人坐在滑板上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑到斜坡底端B點(diǎn)后，沿水平的滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來。若人和滑板的總質(zhì)量m＝60.0 kg，滑板與

23、斜坡滑道和水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，斜坡的傾角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度取g＝10 m/s2。求： (1)人從斜坡上滑下的加速度為多大？ (2)若由于場(chǎng)地的限制，水平滑道BC的最大長(zhǎng)度L＝20.0 m，則斜坡上A、B兩點(diǎn)間的距離應(yīng)不超過多少？ 答案　(1)2.0 m/s2　(2)50.0 m 解析　(1)人和滑板在斜坡上的受力如圖甲所示，建立直角坐標(biāo)系。 設(shè)人和滑板在斜坡上滑下的加速度為a1， 由牛頓第二定律得 mgsinθ－Ff＝ma1， FN－mgco

24、sθ＝0，其中Ff＝μFN， 聯(lián)立解得人和滑板滑下的加速度為 a1＝g(sinθ－μcosθ)＝2.0 m/s2。 (2)人和滑板在水平滑道上受力如圖乙所示。 由牛頓第二定律得Ff′＝ma2， FN′－mg＝0， 又Ff′＝μFN′， 聯(lián)立解得人和滑板在水平滑道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a2＝μg＝0.5×10 m/s2＝5.0 m/s2， 設(shè)人從斜坡上滑下的最大距離為L(zhǎng)AB，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式得v＝2a1LAB,0－v＝－2a2L， 聯(lián)立解得LAB＝50.0 m。 18．(12分)如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑斜面上端系有一勁度系數(shù)為k＝100 N/m的輕質(zhì)彈簧，

25、彈簧下端連一個(gè)質(zhì)量為m＝8 kg的小球，球被一垂直于斜面的擋板A擋住，此時(shí)彈簧沒有形變。從t＝0時(shí)刻開始擋板A以加速度a＝1 m/s2沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng)，(g＝10 m/s2)求： (1)t＝0時(shí)刻，擋板對(duì)小球的彈力多大？ (2)從開始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？ (3)小球向下運(yùn)動(dòng)多少距離時(shí)速度最大？ 答案　(1)32 N　(2)0.8 s　(3)0.4 m 解析　(1)t＝0時(shí)刻擋板A以加速度a＝1 m/s2沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng)， 假設(shè)此時(shí)小球和擋板間沒有作用力， 則由牛頓第二定律可知小球的加速度 a球＝＝gcosθ＝3 m/s2>a， 則小球的加速度也

26、是a＝1 m/s2， 對(duì)小球受力分析，設(shè)擋板對(duì)小球的支持力為N， 根據(jù)牛頓第二定律得：mgsin30°－N＝ma， 解得：N＝32 N。 (2)小球與擋板分離時(shí)，此時(shí)小球受豎直向下的重力、垂直斜面向上的支持力FN、沿斜面向上的彈簧彈力F。 設(shè)從開始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間為t，小球的位移為x， 則根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ－F＝ma，F(xiàn)＝kx。 又x＝at2， 聯(lián)立解得mgsinθ－k·at2＝ma， 所以經(jīng)歷的時(shí)間為 t＝ ＝ s＝0.8 s。 (3)小球和擋板分離后，小球接著先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大，此時(shí)小球所受合力為零。 即kx′＝mgsinθ， 解得x′＝＝ m＝0.4 m。 所以速度最大時(shí)小球向下運(yùn)動(dòng)的距離為0.4 m。 10