第4章 运动和力的关系 素养检测-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (人教版 北京专版)

物理 必修第一册 RJ 北京专版 1 4 第四章素养检测 刷速度 2 建议用时：90分钟 1.[江西抚州2024高一上期末] 小球在液体中运动时会受到液体的摩擦阻力，这种阻力称为粘滞力. 如果液体是无限广延的，液体的粘滞性较大，小球的半径较小，且在运动时不产生旋涡，则小球 受到的粘滞力,式中 为液体的粘滞系数，为小球半径， 为小球运动的速度.若采用国 际单位制中的基本单位来表示 的单位，则其单位为( ) B A. B. C. D. 为常数，没有单位 3 解析 粘滞力,可得,则 的单位 ,B正确. 2.[浙江金华十校2023联考] 烟花弹从竖直的炮筒中被推出，升至最高点后爆 炸.上升的过程由于空气阻力的影响， 图像如图所示，从推出到最高点所 用的时间为，上升的最大高度为，图线上点的切线与平行，、 为 已知量，且烟花弹时间内上升的高度为 ，则下列说法正确的是( ) D A.烟花弹上升至最高点时，加速度大小为零 B.烟花弹上升至最高点过程中，空气阻力大小不变 C.烟花弹刚从炮筒被推出的速度满足 D.烟花弹刚从炮筒被推出的速度满足 5 解析 烟花弹上升至最高点时,受重力作用,加速度为,故A错误； 图像的斜率代表加速度,由 题图可知加速度逐渐减小,根据牛顿第二定律有 ,可知空气阻力逐渐减小,故B错误；若 烟花弹做匀变速直线运动,设位移为,根据图像与轴围成的面积表示位移,可知 ,烟花 弹实际上升的高度,即,故C错误；内,若烟花弹做匀变速直线运动,设位移为 ,由 题图可知,结合匀变速直线运动规律可知 ,故D正确. 6 3.[北京2024高一上期末] 如图所示，与水平方向夹角为 的细绳一端系在小球 上， 另一端固定在天花板上点，劲度系数为 的水平轻质弹簧一端与小球连接，另一端 固定在竖直墙上点.小球质量为 ，处于静止状态，弹簧始终处于弹性范围内，重 力加速度为 ，则( ) D A.细绳的拉力大小为 B.弹簧处于伸长状态，伸长量为 C.剪断细绳的瞬间，小球加速度为 D.将弹簧撤掉，维持小球静止在原处的最小外力大小为 7 解析 以小球为研究对象,根据受力平衡可得, ,联立解得细绳的拉 力大小为,弹簧处于压缩状态,压缩量为 ,故A、B错误；剪断细绳的瞬间,弹簧弹力 保持不变,则小球受到的重力和弹簧弹力的合力等于剪断细绳前绳的拉力,小球加速度为 ,故C错误；将弹簧撤掉,若要维持小球静止在原处,当外力与绳子方向垂直时,外 力具有最小值,则有 ,故D正确. 8 4.[湖北荆州沙市五中2024高一上月考] 质量为的木板 静止在水平面上，可视为质点的 物块从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示.和经过 达到同一速度，之后 共同减速直至静止，和运动的图像如图乙所示，重力加速度取 ，下列说法正确 的是( ) C 甲 乙 A.与间的动摩擦因数 B.与水平面间的动摩擦因数 C.的质量 D.的质量 9 解析 由题图乙可知,A在内的加速度 ,对A,由牛顿第二定律得 ,解得,由题图乙知,A、B整体在内的加速度 ,对 A、B整体,由牛顿第二定律得,解得 ,A、B错误；由题图乙可知, B在内的加速度,对B,由牛顿第二定律得 ,代 入数据解得 ,C正确,D错误. 10 5.[湖南怀化2023高一上联考] 一质量为的球固定在杆的上端， 杆的下端固定在升降 机底板上，现用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，如图所示.已知绳的拉力大小为， 取 ，则以下说法正确的是( ) C A.若升降机处于静止状态，则杆对球的作用力大小为 B.若升降机处于静止状态，则杆对球的作用力大小为 C.若升降机处于加速上升状态，加速度大小为，则杆对球的作用力大小为 D.若升降机处于减速上升状态，加速度大小为，则杆对球的作用力大小为 11 解析 若升降机处于静止状态,则球也处于静止状态,由平衡条件可知, 杆对球的作用力大小为 ,故A、B错误；若升降机处于加速上升状态,对球,在竖直方向,由牛顿第 二定律得,解得,在水平方向,由平衡条件得,则 杆对球的作 用力大小为 ,故C正确；若升降机处于减速上升状态,对球,在竖直方向,由牛 顿第二定律得,解得,在水平方向,由平衡条件得,则 杆对 球的作用力大小为 ,故D错误. 12 6.[山东滨州2024高一上期末] 目前中国研制出了可提供任意方向推力 的航空矢量发动机.已知安装有航空矢量发动机的飞机总质量 ，飞行时受到的空气阻力大小与其速率的平方成正比 （即， 为常量）.在竖直方向上，飞机先关闭发动机由静止 下落，然后匀速下落，开启发动机后飞机受到方向竖直向上的恒定推 C A.常量大小为 B.飞机受到的方向竖直向上的恒定推力大小为 C.飞机向下加速至时，飞机加速度大小为 D.飞机向下减速至速度为0时，飞机加速度大小为 力，先向下减速后向上加速然后匀速上升，飞机竖直方向运动过程中的 图像如图所示，以竖 直向上为正方向，重力加速度取 ，不考虑空气相对地面的流动及飞机质量的变化，下列 说法正确的是( ) 13 解析 关闭发动机后飞机匀速下落时,飞机速度大小为 ,飞机的重力与空气阻力平衡,即 ,解得 ,故A错误；打开发动机，飞机匀速上升时的速度大小为 ,飞机的重力和空气阻力之和与方向竖直向上的恒定推力平衡,即 ,解得 ,故B错误；飞机向下加速至时,有 ,代入数据,解得 ,故C正确；飞机向下减速至速度为0时,此时有,解得 ,故D错误. 14 7.[陕西西安铁一中学2024高一上期末] 如图所示，水平面上有一质量为 的物体，左端用跨过定滑轮的细线连接着物体，、物体的质量均为 ， 用轻弹簧相连放置在倾角为 的斜面上，不计一切摩擦.开始时，物体 受 到水平向右的恒力的作用而保持静止，已知重力加速度为 .下列说法正确 的是( ) A A.在细线被烧断的瞬间，的加速度大小为 B.在细线被烧断的瞬间，的加速度大小为 C.剪断弹簧的瞬间，的加速度大小为 D.突然撤去外力的瞬间，的加速度大小为 15 解析 在细线被烧断前,对A、B、C及弹簧整体进行受力分析,根据共点力平衡得 ,在 细线被烧断的瞬间,根据牛顿第二定律有,得 ,故A正确；在细线被烧断前, 对C进行受力分析,根据共点力平衡得弹簧弹力 ,在细线被烧断的瞬间,对B进行受力 分析,根据牛顿第二定律有,解得 ,故B错误；剪断弹簧的瞬间,设 此时细线上的拉力为,对A,由牛顿第二定律得 ,对B,由牛顿第二定律得 ,解得 ,故C错误；突然撤去外力 的瞬间,细线上的拉力发生变化, 以A、B、C及弹簧整体为研究对象,根据牛顿第二定律有,解得 ,故D错误. 16 8.[天津一中2024高一上期末] 如图所示，一辆小车静止在水平地面上， 是固定在小车上的水 平横杆，质量为的物块穿在杆上，通过细线悬吊着质量为的小物体， 在小车的水平底 板上，小车未动时，细线恰好在竖直方向上，现使小车向右运动，全过程中始终未相对杆 移 动，、与小车保持相对静止，已知，受到的摩擦力大小依次为 、 、、 ，以下结论不正确的是( ) B 图1 图2 图3 图4 A. B. C. D. 17 解析 题图1中,A受到的摩擦力大小为；题图2中,A受到的摩擦力大小为 ；题 图3中,对A和B整体分析可知,A受到的摩擦力大小为 ；题图4中,对A和B整体分析 可知,A受到的摩擦力大小为,则,, ,选项A、 C正确,B错误.题图3中,对B分析可知；题图4中,对B分析可知 ,则 ,选项D正确.本题选不正确的,故选B. 18 9.[吉林白山2024高一上期末] 如图所示，质量分别为、的物体、 用 细绳连接后跨过定滑轮，物体放在倾角为 的光滑斜面上，物体 悬挂着， 已知，不计滑轮摩擦，重力加速度为 .则下列说法中正确的是 ( ) D A.细绳对物体的拉力大小为 B.物体的加速度大小为 C.物体和物体 互换位置前后，滑轮受到细绳的作用力大小不相等 D.若将斜面倾角由 增大到 ，细绳的拉力增大 19 解析 设细绳的拉力大小为,则有, ,联立解得 ,,A、B错误；物体A和物体B互换位置后,设细绳的拉力大小为 ,有 ,,解得 ,所以滑轮受到细绳的作用力大小相等,C 错误；对整体有,若将斜面倾角由 增大到 ,加速度将增大, 对B有 ,可知细绳的拉力增大,D正确. 20 10.如图所示，工厂用水平传送带传送工件，传送带两端点、 之间的距离为 ，始终以 的速度顺时针运行，传送带上原来没有任何工件.在 C A.第末，传送带上黑色痕迹的长度为 B.第 末，传送带上有两段不连续的黑色痕迹 C.第末，传送带上有 长度未被留下黑色痕迹 D.第末，两工件在传送带上相距 时刻，将底部涂有黑色染料的一号工件轻放于传送带的左端； 时，再将另一完全相同 的二号工件轻放于传送带的左端.已知传送带与工件之间的动摩擦因数为， ，不计 传送带轮和工件的大小.下列说法正确的是( ) 21 解析 工件在传送带上运动的加速度,则第 末,一号工件的位移 ,传送带的位移 ,则传送带上黑色痕迹的长度 ,A错误；第 末,一号工件与传送带刚好共速,传送带运动了 ,一号工件运动了 ,此时一号工件在传送带上留下的黑色痕迹为 ,二号工件运动了,同样运动了,留下的黑色痕迹长度为 ,两段黑色痕迹正好相接,则整 个传送带上应该有的黑色痕迹,因传送带总长度为,则传送带上有 长度 未被留下黑色痕迹,B错误,C正确；第末,一号工件已经运动了 且与传送带共速,则还需 就要滑离传送带,即在时刻一号工件滑离传送带,而在第 末二号工件刚好与传送 带共速,在传送带上滑行了 ,D错误. 22 11.（8分）[山东滨州2024高一上期末] 图甲是某研究性学习 小组探究“小车质量一定时加速度与力的关系”的实验装置， 手机固定在小车上，在倾斜轨道上等间距 依次摆放三粒磁粒， 智能手机的磁感应强度传感器显示在远离磁粒时磁感应强度 变弱，靠近时变强，最近时出现峰值.用细绳连接小车和钩码， 小车在细绳拉力下做匀加速直线运动.打开智能手机的磁感应 强度传感器，由静止释放小车，小车依次经过三个磁粒，手 1 2 3 4 0.334 0.665 1.011 1.338 机显示磁感应强度的变化图像如图乙所示，记录手机依次驶过两段的时间分别为、 ，计算出 加速度.改变钩码个数 重复实验，记录数据填入表格.回答下列问题： 23 （1）为减小实验误差，下列说法正确的是_____. AC A.本实验轨道倾斜是为了平衡摩擦力 B.细绳不需要平行于轨道 C.钩码质量需要远小于小车及手机总质量 解析 实验中应使细绳的拉力等于所受外力的合力,可知,实验中需要使轨道倾斜以平衡摩擦力,故A 正确；实验中应使细绳的拉力等于所受外力的合力,可知,实验中需要使细绳平行于轨道,故B错误； 平衡摩擦力后,对钩码进行分析,有,对小车分析有,解得 ,可知, 当满足时,有,则为了近似求出小车所受外力的合力,钩码的质量 需要远小于小车及 手机总质量 ,故C正确. 24 （2）由实验测量数据可得加速度表达式为_____________（用符号、、 表示）. 解析 手机依次驶过长度均为两段路程的平均速度分别为, ,由于匀变速直线运动全 过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则有,解得 . 25 （3）根据表格中数据在图丙上补描第三组数据点并绘制 图像，由图像可得,在误差允许的范 围内，小车质量一定时,加速度与力成______（填“正比”或“反比”）. 正比 [答案] 图见解析 解析 根据表格中数据在题图丙上补描第三组数据点,用一条直线将点迹连接起来,使点迹均匀分布 在直线两侧,如图所示.根据牛顿第二定律有,解得,由于 图像是一条过原点 的倾斜的直线,由图像可得,在误差允许的范围内,小车质量一定时加速度与力成正比. 26 12.（12分）水平地面上固定一个倾角为 的斜面.斜面上有一个质量为 的箱子，一 细绳上端固定在箱子的上顶面点，另一端连接一个质量为 的小球.某时刻起，箱子在 沿斜面向下的力作用下，沿斜面向下运动，稳定后，小球相对箱子静止且细绳与竖直方向成 角，已知箱子与斜面间的动摩擦因数，重力加速度 .求： 27 （1）稳定时，细绳上的拉力大小和小球的加速度大小 ； [答案] ; 解析 以小球为研究对象,受到重力和细绳拉力,如图所示.根据图中几何关系可得重力、细绳拉力 与它们的合力构成等边矢量三角形,所以细绳上的拉力大小 ,小球的加速度大小 . 28 （2）作用在箱子上的力 的大小. [答案] 解析 以箱子和小球整体为研究对象,沿斜面方向,根据牛顿第二定律可得 ,解得 . 29 13.（14分）如图甲所示，在建筑装修中，工人用质量为的磨石 对地面和斜壁进行打磨， 当受到方向斜向右下与水平方向夹角 、大小为的推力时， 恰好在水平地面 上做匀速直线运动.已知与地面、与斜壁间的动摩擦因数 均相同.取 ， ， 甲 乙 30 （1）求与地面间的动摩擦因数 ； [答案] 0.5 解析 恰好在水平地面上做匀速直线运动,则有 , , 联立解得 . 31 （2）若用对倾角 的斜壁进行打磨，如图乙所示，当对 施加方向竖直向上、大小为 的推力时，求磨石从静止开始沿斜壁向上运动 （斜壁长足够长）时的速度大小. [答案] 解析 对受力分析如图所示,在沿斜壁方向有 , 在垂直斜壁方向有 , 又, , 联立解得 . 32 14.（16分）[浙江绍兴2024高一上期末] 某款游戏装置的结构简图如图所示，弹射装置将小物块 以一定的初速度从点弹出，滑过平直轨道后冲上倾斜的传送带，最后停在平台 上面 （视为游戏成功）.已知轨道的长度，传送带的长度、倾角 ，物 块与各接触面间的动摩擦因数均为 ，忽略空气阻力，各部分轨道之间平滑连接，取 ,取 .求： 33 （1）要使小物块能滑到传送带上，它被弹射的速度 至少多大； [答案] 解析 小物块能滑到传送带上的临界条件是小物块刚好到达点,此时,小物块在轨道 上滑 行时的加速度大小为 , 根据速度—位移公式有 , 解得 . 34 （2）若传送带以的速度逆时针转动，要使游戏成功，小物块被弹射的速度 至少多大； [答案] 解析 游戏成功的临界条件为小物块刚好能冲到点,,设物块沿传送带上滑时的加速度大小为 , 则有 , 解得 , 在到匀减速过程中,有 , 到匀减速过程中,有 , 联立解得 . 35 （3）若传送带以的速度顺时针转动，要使游戏成功，小物块被弹射的速度 至少多大. [答案] 解析 当物块以的初速被弹出,设到达点时的速度为,若 ,因 ,它将做匀减速运动,加速度大小满足 , 解得 , 能上滑的最大距离为 ,游戏不能成功. 当时,做匀减速运动的加速度大小为,当速度减到 时（与传送带同速）, 紧接着做加速度大小为 的匀减速运动,考虑临界情况,第二段匀减速运动的位移 , 36 则第一段匀减速运动位移 , 根据 , 结合 , 解得 . 37 $$