第四章 牛顿运动定律(单元测试·提升卷)物理沪科版2020必修第一册
2025-11-24
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4份
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34页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理沪科版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 复习与巩固 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 牛顿运动定律 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.19 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-11-19 |
| 作者 | 欧阳老师原创 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-09-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54153194.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年高一年级必修一物理单元检测卷
第四章·素养提升
考生注意:
1.本试卷,考试时间60分钟,满分100分。
2.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个或三个选项,不可全选,漏选得一半分数,错选不得分;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
3.本考试分设试卷和答题纸。答卷前务必在答题纸正面清楚地填写姓名、班级、学号。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
4.本试卷标注“计算”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,必须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5.本卷取g=10m/s2
伽利略是伟大的意大利物理学家,他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想实验为牛顿建立牛顿第一定律奠定了基础。(本题8分)
1.伽利略的斜面理想实验(如图所示)的意义在于( )
A.证明了力是维持物体运动的原因
B.证明了沿斜面滚下的小球,到了水平面上就做匀速直线运动
C.证明了沿斜面滚下的小球,能滚到另一个斜内面上相同的高度
D.证明了维持物体运动不需要力
2.下列哪一句话可从牛顿第一定律演绎得出( )
A.质量是物体惯性的量度
B.物体的运动需要力来维持
C.质量一定的物体加速度与合外力成正比
D.物体有保持原有运动状态的特性
3.我国高铁技术全球领先,高铁使人们出行更加便捷,速度快,安全性高。小明同学从上海到北京决定选择乘高铁体验并进行一些科学探究。列车启动过程中,小明同学发现杯中水面的形状是下图中的( )
A. B.
C. D.
4.以下哪一个不是国际单位制中的基本单位( )
A.m B. C.s D.N
【答案】1.D 2.D 3.B 4.D
【解析】1.伽利略理想斜面实验:在轨道的一边释放一颗钢珠,如果忽略摩擦力带来的影响,我们发现钢珠从左边滚下后,再从右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;若将右边的倾斜角减小,钢珠还是上升到原来的高度,但通过的路程比原来更长;假设右边的轨道为水平,钢珠想要达到原来的高度,但是钢珠无法达到原来的高度,钢珠将永远运动下去;所以伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因,没有力作用的物体能保持原来的运动状态;故选D。
2.由牛顿第一定律可知,一切物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,而静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态,原来运动的将保持匀速直线运动状态,故物体有保持原有运动状态的特性可从牛顿第一定律演绎得出,故选D。
3.列车启动过程中,速度增大,即杯子的速度增大,而杯子中的水由于惯性仍要保持原来的静止状态,所以水相对杯子向后运动,故选B。
4.力学中的基本物理量为长度、时间、质量,基本物理量的单位为m、s、kg;而力为导出物理量,其单位N为导出量的单位,故不是国际单位制中的基本单位的为N;故选D。
5.篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱,一个标准合格的篮球质量为0.6kg,当地重力加速度g取10m/s2。完成下列问题:(本题9分)
(1)为了检验一篮球弹性性能,某同学将篮球从H1=1.8米高处自由下落,能够自由弹跳到H2=1.25米高度处。如果不考虑篮球在运动中转动和所受的空气阻力。
在篮球与地面接触的运动过程中,篮球( )
A.加速度始终向上 B.速度为0时加速度最大
C.加速度先向上后向下 D.加速度为0时速度最大
(2)在实际情况下,篮球会受到空气阻力的作用,假设空气阻力大小保持不变。某同学将一个篮球竖直向上抛出,一段时间后落回原处,测得篮球上升时加速度为11.5m/s2。则空气阻力__________N。以竖直向上为正方向,篮球离地高度h与运动时间t图像中可能正确的是__________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)BD
(2) 0.9 A
【详解】(1)在篮球与地面接触的运动过程中,篮球下降的过程中篮球的形变量越来越大,弹力越来越大,开始阶段,篮球的压缩量较小,因此地面对篮球向上的弹力小于向下重力,此时篮球的合外力向下,加速度向下,小球做加速运动,根据牛顿第二定律有
随着压缩量的增加,弹力增大,合外力减小,则加速度减小,方向向下。
当mg=kx时,合外力为零,加速度为0,此时速度最大;由于惯性篮球继续向下运动,此时
方向向上,篮球减速,随着压缩量增大,篮球合外力增大,加速度增大,方向向上。故篮球下降过程中加速度先变小后变大,速度先变大后变小,小球运动最低点时,篮球的速度为0,地面的弹力最大,且弹力大于重力,则小球向上的加速度最大。
篮球反弹的过程中,篮球的形变量越来越小,篮球受地面的弹力越来越小,刚开始阶段,弹力大于重力,合力向上,由牛顿第二定律可得
加速度越来越小,速度越来越大。
当时,加速度为0,速度最大;由于惯性,篮球继续上升,此后弹力小于重力,合力向下,由牛顿第二定律可得
加速度方向向下,越来越大;速度减小,弹力为0时篮球离开地面,BD正确,AC错误。故选BD。
(2)[1]篮球竖直向上运动过程由牛顿第二定律可得
解得空气阻力
[2]篮球下降过程,由牛顿第二定律可得
上升过程篮球的速度越来越小,图像的斜率越来越小;下降过程篮球的速度越来越大,图像的斜率越来越大;由,
可知下降过程的时间大于上升到时间,A正确,BCD错误。
故选A。
体育运动
第19届杭州亚运会我国运动员获得了201枚金牌,远超第二名日本。亚运会以及奥运会上众多的运动项目都蕴含着丰富的动力学知识。(本题12分)
6.如图,运动员在平衡木上缓慢做花样动作的过程中( )
A.重心位置一定不变
B.不论是双手还是单手撑在平衡木上,平衡木对人的作用力都不变
C.若运动员双手支撑,则两只手臂的夹角越大,每只手所受平衡木的支持力越大
D.若运动员双手支撑,则两只手臂的夹角越大,每只手所受平衡木的作用力越大
7.本届杭州亚运会上跳水运动员全红婵表演水花消失术,惊呆了所有的评委和观众。在跳水过程中( )
A.运动员从跳台上跳起,上升过程中,处于超重状态
B.运动员到达最高点时,处于平衡状态
C.运动员在下降过程中,处于失重状态
D.运动员起跳时,跳板的支持力大于她对跳板的压力
8.运动员在水平跳台上做原地纵跳时,在快速下蹲后立即蹬伸的过程中,人受到的地面支持力的变化情况(如图,G为重力,F为支持力)用图像表示,则下图正确的是( )
A. B. C. D.
9.蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动,属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。将蹦床运动简化为如图所示。A为某次下落运动员的最高点,B为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置,C为运动员到达的最低点。运动员自A落至C的运动过程中,下列说法错误的是( )
A.A至B,运动员加速运动
B.B至C,运动员减速运动
C.运动员在C点,速度为零,加速度不为零
D.运动员在最低点C的加速度大于g
【答案】6.B 7.C 8.A 9.B
【解析】6.A.运动员做花样动作时,身体姿势改变,重心位置会变化,故A错误;
B.由平衡条件可知,平衡木对人的作用力始终与人的重力等大反向,即不管单手还是双手撑,该作用力不变,故B正确;
C.由平衡条件可知,若运动员双手支撑,每只手所受平衡木的支持力始终为人重力的一半,与两只手臂的夹角无关,故C错误;
D.由平衡条件可知,双手支撑时,每只手所受平衡木的作用力始终等于重力的一半(因为两合力的和等于重力),与夹角无关,故D错误。
故选B。
7.A.运动员从跳台跳起上升过程,加速度向下(重力加速度),处于失重状态,故A错误;
B.到达最高点时,只受重力,加速度为重力加速度,不是平衡状态,故B错误;
C.下降过程加速度向下(重力加速度),处于失重状态,故C正确;
D.跳板的支持力和她对跳板的压力是相互作用力,大小相等、方向相反,故D错误。
故选C。
8.快速下蹲时,先加速向下运动后减速向下运动,可知运动员的加速度先向下后向上,可知其先失重(F<G)后超重(F>G);蹬伸的过程,先加速向上运动后减速向上运动,可知运动员的加速度先向上后向下,可知其先超重(F>G)后失重(F<G),腾空后,运动员处于完全始终(F=0),综合以上可知A选项符合题意。
故选A。
9.A.从A至B,运动员只受重力,运动员加速运动,故A正确,不符合题意;
B.从B至C,运动员先加速运动后减速运动,故B错误,符合题意;
C.运动员在C点时,速度为0,但运动员合力不为0,加速度不为0,故C正确,不符合题意;
D.若运动员从B点静止下落,对称性可知在最低点时加速度向上大小等于g,由于运动是从更高的A点静止下落,则运动到最低点时弹簧压缩量更大,弹力更大,故运动员在最低点C的加速度大于g,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.小易同学的质量为m,分别乘坐三种不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同都为a,加速度方向如图甲、乙、丙所示,小易同学相对电梯均静止,甲、乙中的电梯倾角为θ,重力加速度为g,小易同学和电梯接触面之间动摩擦因数均为μ(本题18分)
(1)在上述加速阶段中,下列说法正确的是( )
A.三种方式中,小易同学均受到了电梯地板的摩擦力作用
B.只有在甲种方式中,小易同学才受到了摩擦力作用
C.在丙种方式中,小易同学受到电梯地板的支持力最大
D.三种方式中,小易同学受到电梯对他的作用力方向均为竖直向上
(2)在电梯匀速上升阶段,下列说法正确的是( )
A.图乙中小易同学与扶梯之间有相对运动趋势
B.图甲中小易同学与扶梯之间有相对运动趋势
C.图甲和图乙中小易同学所受的合外力相同
D.图甲和图乙中小易同学受到扶梯的作用力相同
(3)在电梯加速阶段,甲种方式中,小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为___________________,在乙种方式中,他受到电梯对他的支持力大小为______________________。(以上两个空格,均选用m、a、θ、g、μ表示)
(4)小易同学在地面上最多举起60kg的物体,如果他在丙种电梯中,并且随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动,则他在此电梯中最多能举起____________kg的物体。(已知重力加速度g=10m/s2)
(5)若小易同学坐电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中,速度v随时间t变化的图像如图(a)所示,下列说法中正确的是( )
A.在0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力大小逐渐增大
B.在0~t2时间内,轿厢对人的支持力先减小后增大
C.在t2~t3时间内,轿厢处于失重状态
D.在t2~t3时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
(6)某电梯在从底层向上运行至顶层过程中加速度随时间变化关系如图所示,请定性画出电梯由顶层下降至底层后静止的v-t图线(以向下运动为正方向)。
【答案】(1)C
(2)BCD
(3)
(4)50
(5)BD
(6)
【详解】(1)AB.甲方式,小易同学有沿电梯下滑的趋势,因此小易受到沿电梯向上的摩擦力,乙方式中,小易具有水平方向的加速度,小易受到电梯向右的摩擦力,丙方式中小易水平方向没有相对运动或相对运动的趋势,小易不受摩擦力的作用,故AB错误;
C.甲方式中,小易受到电梯的支持力大小为
方向垂直电梯向上,乙方式中,小易受到的支持力大小为
方向竖直向上,丙方式中,小易受到的支持力大小为
方向竖直向上,三种方式小易受到支持力的大小关系为,故C正确;
D.甲乙方式中,小易同学受到电梯对他的作用力方向斜向上,丙方式中,小易同学受到电梯对他的作用力方向竖直向上,故D错误。
故选C。
(2)A.电梯匀速上升时,图乙中小易同学与电梯之间没有相对运动趋势,故A错误
B.电梯匀速上升时,图甲中小易同学相对于电梯有向下运动的趋势,故B正确;
CD.电梯匀速上升时,电梯对小易的作用力与小易的重力平衡,小易受到的合力为零,故CD正确。
故选BCD。
(3)[1]甲种方式,对小易受力分析由牛顿第二定律可得
解得小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为
[2]乙种方式中,将小易的加速度沿竖直方向进行分解可得
在竖直方向上,由牛顿第二定律可得
联立解得
(4)由题可知,小易的举力
在丙电梯中,对物体受力分析可得
代入数据解得
(5)AB.根据图像的切线斜率表示加速度可知,在0~t1时间内轿厢的加速度先增大后减小,且加速度向下,根据牛顿第二定律
解得
可知钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大;以人为对象,根据牛顿第二定律则有
解得
可知轿厢对人的支持力先减小后增大,故A错误,B正确;
C.在t2~t3时间内,轿厢向下做减速运动,加速度方向向上,轿厢处于超重状态,故C错误;
D.根据图像的切线斜率表示加速度可知,在t2~t3时间内,轿厢的加速度先增大后减小,且加速度向上,根据牛顿第二定律则有
解得
可知钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小,故D正确。
故选BD。
(6)根据图像的斜率表示加速度,结合题目中的图可画出图像如图所示
极限运动,是结合了一些难度较高,且挑战性较大的组合运动项目的统称。(本题22分)
11.2018年11月,“2018FISE世界极限运动巡回赛”战幕在成都拉开,如图为某选手骑摩托车飞跃中的极限动作的频闪照片。关于骑手(含摩托车)在空中的受力情况分析,说法正确的是________。
A.不受力的作用
B.受到重力、空气阻力
C.受到重力和牵引力、空气阻力
D.仅受到重力作用
12.无动力翼装飞行是极限运动者喜爱的挑战项目之一。飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向,进行无动力空中飞行,到达安全极限的高度,运动员将打开降落伞平稳着地。如图所示,一无动力翼装飞行者正沿虚线斜向下飞行,若飞行者匀速飞行,他受到空气的作用力方向________,若飞行者加速飞行,要使他受到空气的作用力最小,则该力的方向________。
13.蹦极是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似视为在竖直方向的运动,重力加速度为g,以竖直向上为正方向。由图可知,人的质量为________,t0时刻人处于________状态(单选:A.超重 B.失重),人的最大加速度为________,描述人在0.2t0~0.4t0间做的运动:_________________。
14.避险车道时极限赛车运动中避免恶性交通事故的重要措施,由制动坡床和防撞措施等组成。如图竖直平面内,制动坡床是与水平面夹角为37°的斜面,坡床表面的动摩擦因数为0.5。在一次比赛中,一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道。已知摩托车冲过终点时的速度为20m/s。求:(注意本题中sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)摩托车冲上坡床时的加速度大小和方向;
(2)摩托车冲上坡床的长度;
【答案】11.B 12. 竖直向上 该力的方向斜左上方,并与虚线垂直 13. A 先向下加速运动,再向下减速运动,直至速度为0 14.(1),方向沿斜面向下;(2)
【解析】11.当骑手在空中运动时,由于速度较快,车手的迎风面积较大,所以空气阻力不能忽略,因此车手受重力、空气阻力作用;故选B。
12.[1]若飞行者匀速飞行,合力为零,因重力竖直向下,根据平衡条件,可知他受空气的作用力竖直向上;
[2]若飞行者加速飞行,合力沿虚线向下,因重力竖直向下,根据平行四边形定则可知,他受空气的作用力应该在竖直向上与虚线之间,要使他受到空气的作用力最小,则该力的方向斜左上方,并与虚线垂直。
13.[1][2]当时间很长时人处于静止,弹性绳对人的拉力等于重力,由图可知最终绳子的拉力大小为,由
得人的质量为
t0时刻绳子的拉力大小为,由牛顿第二定律
可知人的加速度方向向上,故人处于超重状态。
故选A。
[3]人受最大拉力为,由牛顿第二定律有人最大加速速为
[4]0.2t0~0.4t0间人先向下加速运动,再向下减速运动,直至速度为0。
14.(1)摩托车冲上坡床时的加速度大小为
方向沿斜面向下。
(2)由公式
得摩托车冲上坡床的长度
参考系的选择与惯性力的引入
小张同学在解答以下两道问题时进行了一些思考,他查询了一些材料:(本题31分)
【材料一】:浮力产生的原因是浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对它向上的和向下的压力差。
【材料二】:惯性力,是指当物体有加速度时,物体具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,而此时若以研究对象为参考系,并在该参考系上建立坐标系,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在研究对象上令研究对象在坐标系内发生位移。在非惯性系中牛顿运动定律不成立,所以不能直接用牛顿运动定律处理力学问题。若仍然希望能用牛顿运动定律处理这些问题,则必须引入一种作用于物体上的惯性力。
问题1:学校运动会中立定跳远是一项常规项目,某同学参赛时脚蹬地起跳瞬间的受力示意图正确的是( )
问题2:如图所示,某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中,上面塑料盒盛满水,下面塑料盒是空的,然后用细线将乒乓球分别系于塑料盒的上、下底部,当塑料盒静止时,细线均伸直处于竖直方向,现使两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动,则此时P、Q两球相对塑料盒( )
A.P球向右偏移 B.两球均向左偏移 C.Q球向右偏移 D.两球均向右偏移
15.问题1的正确答案为:__________。问题2的正确答案为___________。(选填“A”或“B”或“C”或“D”)
16.在一辆匀速行驶的公交车上有一个站在公交车上的人,他的受力突然变成如问题1中正确答案的受力示意图的状态,则直线行驶的公交车的运动可能发生的改变为:_____________。若这辆公交车原先向北行驶,突然公交车向西拐弯时,则车上的乘客会向______倾倒。
17.小张同学解决问题2时,发现用牛顿第二定律解释加速度的存在性会发现:小球偏移的本质是为了通过______定则合成的合外力能够提供向右的加速度以保持与塑料盒共同运动状态,但他却无法通过受力分析解决偏向。
18.为此,小张同学假设自己是空气中塑料盒内的以为观察者,则以小张同学为参考系,Q球______(选填“处于”或“不处于”)平衡状态,为了能通过受力分析解释气球偏向问题,小张同学查询资料得到【材料一】和【材料二】,请通过受力分析说理作证Q球的偏向(不使用牛顿第一定律):___________________________
19.关于小张同学本次的物理探索过程中运用的物理方法有:_____________。
在探究活动中得到一些结论和规律后要运用于实践:
20.如图所示,水平桌面上有一密闭水箱,A、B、C三个等大的球,密度分别为,,,均用细线系在水箱中,处于同一高度。开始时,水箱静止,细线竖直。现剪断其中一根绳子,则( )(多选题)
A.若剪断A线后的瞬间,则水箱受到的支持力变小
B.若剪断B线后的瞬间,则水箱受到的支持力不变
C.若剪断C线后的瞬间,则水箱受到的支持力变大
D.若剪断C线,当C球撞到水箱壁、停止之后,水箱受到的支持力与剪断绳子前相同
【答案】15. A A 16. 向右做加速运动或向左做减速运动 北 17.平行四边形 18. 处于 空气在以小张同学为参考系下,受到水平向左的惯性力ma和重力G,二力合成的作用效果使得斜方向上产生压力差,导致Q球受到斜向左上方的浮力,为平衡浮力,Q球向左偏,使得绳子拉力与浮力平衡 19.等效替代法 20.ABD
【解析】15.[1]问题1中,根据受力分析可知,该同学受到竖直向下的重力,垂直地面向上的弹力,在起跳瞬间,有对地面向左运动的趋势,故还受到水平向右的摩擦力。
故选A。
[2]问题2中,两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动,密度小的质量小,故惯性小,乒乓球的密度小于水的密度,故P球向右偏移;乒乓球的密度大于空气的密度,故Q球向左偏移。
故选A。
16.[1]受力突然变成如问题1中正确答案的受力示意图的状态,根据惯性公交车突然产生向右的加速度,故公交车可能向右做加速运动或向左做减速运动;
[2]若这辆公交车原先向北行驶,突然公交车向西拐弯时,由于惯性,乘客要保持原来的运动状态,故车上的乘客会向向北倾倒。
17.力是矢量,遵循平行四边形定则,故小球偏移的本质是为了通过平行四边形定则合成的合外力能够提供向右的加速度以保持与塑料盒共同运动状态。
18.[1][2]以小张同学为参考系,Q球处于平衡状态;空气在以小张同学为参考系下,受到水平向左的惯性力和重力,二力合成的作用效果使得斜方向上产生压力差,导致Q球受到斜向左上方的浮力,为平衡浮力,Q球向左偏,使得绳子拉力与浮力平衡。
19.小张同学本次的物理探索过程中运用的物理方法有等效替代法。
20.A.若剪断A线后的瞬间,由于,则A球将加速下降,同时有相同体积的水球加速上升,A球处于失重状态,水球处于超重状态,但A球质量大于水球质量,故可以认为整体处于失重状态,则水箱受到的支持力变小,故A正确;
B.若剪断B线后的瞬间,由于,则B球静止不动,整体处于平衡状态,则水箱受到的支持力不变,故B正确;
C.若剪断C线后的瞬间,由于,则C球将加速上升,同时有相同体积的水球加速下降,C球处于超重状态,水球处于失重状态,但C球质量小于水球质量,故可以认为整体处于失重状态,则水箱受到的支持力变小,故C错误;
D.若剪断C线,当C球撞到水箱壁、停止之后,整体处于平衡状态,水箱受到的支持力与剪断绳子前相同,故D正确。
故选ABD。
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2025-2026学年高一年级必修一物理单元检测卷
第四章·素养提升
考生注意:
1.本试卷,考试时间60分钟,满分100分。
2.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个或三个选项,不可全选,漏选得一半分数,错选不得分;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
3.本考试分设试卷和答题纸。答卷前务必在答题纸正面清楚地填写姓名、班级、学号。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
4.本试卷标注“计算”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,必须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5.本卷取g=10m/s2
伽利略是伟大的意大利物理学家,他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想实验为牛顿建立牛顿第一定律奠定了基础。(本题8分)
1.伽利略的斜面理想实验(如图所示)的意义在于( )
A.证明了力是维持物体运动的原因
B.证明了沿斜面滚下的小球,到了水平面上就做匀速直线运动
C.证明了沿斜面滚下的小球,能滚到另一个斜内面上相同的高度
D.证明了维持物体运动不需要力
2.下列哪一句话可从牛顿第一定律演绎得出( )
A.质量是物体惯性的量度
B.物体的运动需要力来维持
C.质量一定的物体加速度与合外力成正比
D.物体有保持原有运动状态的特性
3.我国高铁技术全球领先,高铁使人们出行更加便捷,速度快,安全性高。小明同学从上海到北京决定选择乘高铁体验并进行一些科学探究。列车启动过程中,小明同学发现杯中水面的形状是下图中的( )
A. B.
C. D.
4.以下哪一个不是国际单位制中的基本单位( )
A.m B. C.s D.N
5.篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱,一个标准合格的篮球质量为0.6kg,当地重力加速度g取10m/s2。完成下列问题:(本题9分)
(1)为了检验一篮球弹性性能,某同学将篮球从H1=1.8米高处自由下落,能够自由弹跳到H2=1.25米高度处。如果不考虑篮球在运动中转动和所受的空气阻力。
在篮球与地面接触的运动过程中,篮球( )
A.加速度始终向上 B.速度为0时加速度最大
C.加速度先向上后向下 D.加速度为0时速度最大
(2)在实际情况下,篮球会受到空气阻力的作用,假设空气阻力大小保持不变。某同学将一个篮球竖直向上抛出,一段时间后落回原处,测得篮球上升时加速度为11.5m/s2。则空气阻力__________N。以竖直向上为正方向,篮球离地高度h与运动时间t图像中可能正确的是__________。
A. B.
C. D.
体育运动
第19届杭州亚运会我国运动员获得了201枚金牌,远超第二名日本。亚运会以及奥运会上众多的运动项目都蕴含着丰富的动力学知识。(本题12分)
6.如图,运动员在平衡木上缓慢做花样动作的过程中( )
A.重心位置一定不变
B.不论是双手还是单手撑在平衡木上,平衡木对人的作用力都不变
C.若运动员双手支撑,则两只手臂的夹角越大,每只手所受平衡木的支持力越大
D.若运动员双手支撑,则两只手臂的夹角越大,每只手所受平衡木的作用力越大
7.本届杭州亚运会上跳水运动员全红婵表演水花消失术,惊呆了所有的评委和观众。在跳水过程中( )
A.运动员从跳台上跳起,上升过程中,处于超重状态
B.运动员到达最高点时,处于平衡状态
C.运动员在下降过程中,处于失重状态
D.运动员起跳时,跳板的支持力大于她对跳板的压力
8.运动员在水平跳台上做原地纵跳时,在快速下蹲后立即蹬伸的过程中,人受到的地面支持力的变化情况(如图,G为重力,F为支持力)用图像表示,则下图正确的是( )
A. B. C. D.
9.蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动,属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。将蹦床运动简化为如图所示。A为某次下落运动员的最高点,B为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置,C为运动员到达的最低点。运动员自A落至C的运动过程中,下列说法错误的是( )
A.A至B,运动员加速运动
B.B至C,运动员减速运动
C.运动员在C点,速度为零,加速度不为零
D.运动员在最低点C的加速度大于g
10.小易同学的质量为m,分别乘坐三种不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同都为a,加速度方向如图甲、乙、丙所示,小易同学相对电梯均静止,甲、乙中的电梯倾角为θ,重力加速度为g,小易同学和电梯接触面之间动摩擦因数均为μ(本题18分)
(1)在上述加速阶段中,下列说法正确的是( )
A.三种方式中,小易同学均受到了电梯地板的摩擦力作用
B.只有在甲种方式中,小易同学才受到了摩擦力作用
C.在丙种方式中,小易同学受到电梯地板的支持力最大
D.三种方式中,小易同学受到电梯对他的作用力方向均为竖直向上
(2)在电梯匀速上升阶段,下列说法正确的是( )
A.图乙中小易同学与扶梯之间有相对运动趋势
B.图甲中小易同学与扶梯之间有相对运动趋势
C.图甲和图乙中小易同学所受的合外力相同
D.图甲和图乙中小易同学受到扶梯的作用力相同
(3)在电梯加速阶段,甲种方式中,小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为___________________,在乙种方式中,他受到电梯对他的支持力大小为______________________。(以上两个空格,均选用m、a、θ、g、μ表示)
(4)小易同学在地面上最多举起60kg的物体,如果他在丙种电梯中,并且随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动,则他在此电梯中最多能举起____________kg的物体。(已知重力加速度g=10m/s2)
(5)若小易同学坐电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中,速度v随时间t变化的图像如图(a)所示,下列说法中正确的是( )
A.在0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力大小逐渐增大
B.在0~t2时间内,轿厢对人的支持力先减小后增大
C.在t2~t3时间内,轿厢处于失重状态
D.在t2~t3时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
(6)某电梯在从底层向上运行至顶层过程中加速度随时间变化关系如图所示,请定性画出电梯由顶层下降至底层后静止的v-t图线(以向下运动为正方向)。
极限运动,是结合了一些难度较高,且挑战性较大的组合运动项目的统称。(本题22分)
11.2018年11月,“2018FISE世界极限运动巡回赛”战幕在成都拉开,如图为某选手骑摩托车飞跃中的极限动作的频闪照片。关于骑手(含摩托车)在空中的受力情况分析,说法正确的是________。
A.不受力的作用
B.受到重力、空气阻力
C.受到重力和牵引力、空气阻力
D.仅受到重力作用
12.无动力翼装飞行是极限运动者喜爱的挑战项目之一。飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向,进行无动力空中飞行,到达安全极限的高度,运动员将打开降落伞平稳着地。如图所示,一无动力翼装飞行者正沿虚线斜向下飞行,若飞行者匀速飞行,他受到空气的作用力方向________,若飞行者加速飞行,要使他受到空气的作用力最小,则该力的方向________。
13.蹦极是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似视为在竖直方向的运动,重力加速度为g,以竖直向上为正方向。由图可知,人的质量为________,t0时刻人处于________状态(单选:A.超重 B.失重),人的最大加速度为________,描述人在0.2t0~0.4t0间做的运动:_________________。
14.避险车道时极限赛车运动中避免恶性交通事故的重要措施,由制动坡床和防撞措施等组成。如图竖直平面内,制动坡床是与水平面夹角为37°的斜面,坡床表面的动摩擦因数为0.5。在一次比赛中,一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道。已知摩托车冲过终点时的速度为20m/s。求:(注意本题中sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)摩托车冲上坡床时的加速度大小和方向;
(2)摩托车冲上坡床的长度;
参考系的选择与惯性力的引入
小张同学在解答以下两道问题时进行了一些思考,他查询了一些材料:(本题31分)
【材料一】:浮力产生的原因是浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对它向上的和向下的压力差。
【材料二】:惯性力,是指当物体有加速度时,物体具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,而此时若以研究对象为参考系,并在该参考系上建立坐标系,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在研究对象上令研究对象在坐标系内发生位移。在非惯性系中牛顿运动定律不成立,所以不能直接用牛顿运动定律处理力学问题。若仍然希望能用牛顿运动定律处理这些问题,则必须引入一种作用于物体上的惯性力。
问题1:学校运动会中立定跳远是一项常规项目,某同学参赛时脚蹬地起跳瞬间的受力示意图正确的是( )
问题2:如图所示,某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中,上面塑料盒盛满水,下面塑料盒是空的,然后用细线将乒乓球分别系于塑料盒的上、下底部,当塑料盒静止时,细线均伸直处于竖直方向,现使两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动,则此时P、Q两球相对塑料盒( )
A.P球向右偏移 B.两球均向左偏移 C.Q球向右偏移 D.两球均向右偏移
15.问题1的正确答案为:__________。问题2的正确答案为___________。(选填“A”或“B”或“C”或“D”)
16.在一辆匀速行驶的公交车上有一个站在公交车上的人,他的受力突然变成如问题1中正确答案的受力示意图的状态,则直线行驶的公交车的运动可能发生的改变为:_____________。若这辆公交车原先向北行驶,突然公交车向西拐弯时,则车上的乘客会向______倾倒。
17.小张同学解决问题2时,发现用牛顿第二定律解释加速度的存在性会发现:小球偏移的本质是为了通过______定则合成的合外力能够提供向右的加速度以保持与塑料盒共同运动状态,但他却无法通过受力分析解决偏向。
18.为此,小张同学假设自己是空气中塑料盒内的以为观察者,则以小张同学为参考系,Q球______(选填“处于”或“不处于”)平衡状态,为了能通过受力分析解释气球偏向问题,小张同学查询资料得到【材料一】和【材料二】,请通过受力分析说理作证Q球的偏向(不使用牛顿第一定律):___________________________
19.关于小张同学本次的物理探索过程中运用的物理方法有:_____________。
在探究活动中得到一些结论和规律后要运用于实践:
20.如图所示,水平桌面上有一密闭水箱,A、B、C三个等大的球,密度分别为,,,均用细线系在水箱中,处于同一高度。开始时,水箱静止,细线竖直。现剪断其中一根绳子,则( )(多选题)
A.若剪断A线后的瞬间,则水箱受到的支持力变小
B.若剪断B线后的瞬间,则水箱受到的支持力不变
C.若剪断C线后的瞬间,则水箱受到的支持力变大
D.若剪断C线,当C球撞到水箱壁、停止之后,水箱受到的支持力与剪断绳子前相同
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高一年级必修一物理单元检测卷
第四章·素养提升
考生注意:
1.本试卷,考试时间60分钟,满分100分。
2.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个或三个选项,不可全选,漏选得一半分数,错选不得分;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
3.本考试分设试卷和答题纸。答卷前务必在答题纸正面清楚地填写姓名、班级、学号。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
4.本试卷标注“计算”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,必须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5.本卷取g=10m/s2
伽利略是伟大的意大利物理学家,他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想实验为牛顿建立牛顿第一定律奠定了基础。(本题8分)
1.伽利略的斜面理想实验(如图所示)的意义在于( )
A.证明了力是维持物体运动的原因
B.证明了沿斜面滚下的小球,到了水平面上就做匀速直线运动
C.证明了沿斜面滚下的小球,能滚到另一个斜内面上相同的高度
D.证明了维持物体运动不需要力
2.下列哪一句话可从牛顿第一定律演绎得出( )
A.质量是物体惯性的量度
B.物体的运动需要力来维持
C.质量一定的物体加速度与合外力成正比
D.物体有保持原有运动状态的特性
3.我国高铁技术全球领先,高铁使人们出行更加便捷,速度快,安全性高。小明同学从上海到北京决定选择乘高铁体验并进行一些科学探究。列车启动过程中,小明同学发现杯中水面的形状是下图中的( )
A. B.
C. D.
4.以下哪一个不是国际单位制中的基本单位( )
A.m B. C.s D.N
5.篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱,一个标准合格的篮球质量为0.6kg,当地重力加速度g取10m/s2。完成下列问题:(本题9分)
(1)为了检验一篮球弹性性能,某同学将篮球从H1=1.8米高处自由下落,能够自由弹跳到H2=1.25米高度处。如果不考虑篮球在运动中转动和所受的空气阻力。
在篮球与地面接触的运动过程中,篮球( )
A.加速度始终向上 B.速度为0时加速度最大
C.加速度先向上后向下 D.加速度为0时速度最大
(2)在实际情况下,篮球会受到空气阻力的作用,假设空气阻力大小保持不变。某同学将一个篮球竖直向上抛出,一段时间后落回原处,测得篮球上升时加速度为11.5m/s2。则空气阻力 N。以竖直向上为正方向,篮球离地高度h与运动时间t图像中可能正确的是 。
A. B.
C. D.
体育运动
第19届杭州亚运会我国运动员获得了201枚金牌,远超第二名日本。亚运会以及奥运会上众多的运动项目都蕴含着丰富的动力学知识。(本题12分)
6.如图,运动员在平衡木上缓慢做花样动作的过程中( )
A.重心位置一定不变
B.不论是双手还是单手撑在平衡木上,平衡木对人的作用力都不变
C.若运动员双手支撑,则两只手臂的夹角越大,每只手所受平衡木的支持力越大
D.若运动员双手支撑,则两只手臂的夹角越大,每只手所受平衡木的作用力越大
7.本届杭州亚运会上跳水运动员全红婵表演水花消失术,惊呆了所有的评委和观众。在跳水过程中( )
A.运动员从跳台上跳起,上升过程中,处于超重状态
B.运动员到达最高点时,处于平衡状态
C.运动员在下降过程中,处于失重状态
D.运动员起跳时,跳板的支持力大于她对跳板的压力
8.运动员在水平跳台上做原地纵跳时,在快速下蹲后立即蹬伸的过程中,人受到的地面支持力的变化情况(如图,G为重力,F为支持力)用图像表示,则下图正确的是( )
A. B. C. D.
9.蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动,属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。将蹦床运动简化为如图所示。A为某次下落运动员的最高点,B为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置,C为运动员到达的最低点。运动员自A落至C的运动过程中,下列说法错误的是( )
A.A至B,运动员加速运动
B.B至C,运动员减速运动
C.运动员在C点,速度为零,加速度不为零
D.运动员在最低点C的加速度大于g
10.小易同学的质量为m,分别乘坐三种不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同都为a,加速度方向如图甲、乙、丙所示,小易同学相对电梯均静止,甲、乙中的电梯倾角为θ,重力加速度为g,小易同学和电梯接触面之间动摩擦因数均为μ(本题18分)
(1)在上述加速阶段中,下列说法正确的是( )
A.三种方式中,小易同学均受到了电梯地板的摩擦力作用
B.只有在甲种方式中,小易同学才受到了摩擦力作用
C.在丙种方式中,小易同学受到电梯地板的支持力最大
D.三种方式中,小易同学受到电梯对他的作用力方向均为竖直向上
(2)在电梯匀速上升阶段,下列说法正确的是( )
A.图乙中小易同学与扶梯之间有相对运动趋势
B.图甲中小易同学与扶梯之间有相对运动趋势
C.图甲和图乙中小易同学所受的合外力相同
D.图甲和图乙中小易同学受到扶梯的作用力相同
(3)在电梯加速阶段,甲种方式中,小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为 ,在乙种方式中,他受到电梯对他的支持力大小为 。(以上两个空格,均选用m、a、θ、g、μ表示)
(4)小易同学在地面上最多举起60kg的物体,如果他在丙种电梯中,并且随电梯以大小为2m/s2的加速度向上加速运动,则他在此电梯中最多能举起 kg的物体。(已知重力加速度g=10m/s2)
(5)若小易同学坐电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中,速度v随时间t变化的图像如图(a)所示,下列说法中正确的是( )
A.在0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力大小逐渐增大
B.在0~t2时间内,轿厢对人的支持力先减小后增大
C.在t2~t3时间内,轿厢处于失重状态
D.在t2~t3时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
(6)某电梯在从底层向上运行至顶层过程中加速度随时间变化关系如图所示,请定性画出电梯由顶层下降至底层后静止的v-t图线(以向下运动为正方向)。
极限运动,是结合了一些难度较高,且挑战性较大的组合运动项目的统称。(本题22分)
11.2018年11月,“2018FISE世界极限运动巡回赛”战幕在成都拉开,如图为某选手骑摩托车飞跃中的极限动作的频闪照片。关于骑手(含摩托车)在空中的受力情况分析,说法正确的是________。
A.不受力的作用
B.受到重力、空气阻力
C.受到重力和牵引力、空气阻力
D.仅受到重力作用
12.无动力翼装飞行是极限运动者喜爱的挑战项目之一。飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向,进行无动力空中飞行,到达安全极限的高度,运动员将打开降落伞平稳着地。如图所示,一无动力翼装飞行者正沿虚线斜向下飞行,若飞行者匀速飞行,他受到空气的作用力方向 ,若飞行者加速飞行,要使他受到空气的作用力最小,则该力的方向 。
13.蹦极是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似视为在竖直方向的运动,重力加速度为g,以竖直向上为正方向。由图可知,人的质量为 ,t0时刻人处于 状态(单选:A.超重 B.失重),人的最大加速度为 ,描述人在0.2t0~0.4t0间做的运动: 。
14.避险车道时极限赛车运动中避免恶性交通事故的重要措施,由制动坡床和防撞措施等组成。如图竖直平面内,制动坡床是与水平面夹角为37°的斜面,坡床表面的动摩擦因数为0.5。在一次比赛中,一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道。已知摩托车冲过终点时的速度为20m/s。求:(注意本题中sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)摩托车冲上坡床时的加速度大小和方向;
(2)摩托车冲上坡床的长度;
参考系的选择与惯性力的引入
小张同学在解答以下两道问题时进行了一些思考,他查询了一些材料:(本题31分)
【材料一】:浮力产生的原因是浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对它向上的和向下的压力差。
【材料二】:惯性力,是指当物体有加速度时,物体具有的惯性会使物体有保持原有运动状态的倾向,而此时若以研究对象为参考系,并在该参考系上建立坐标系,看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在研究对象上令研究对象在坐标系内发生位移。在非惯性系中牛顿运动定律不成立,所以不能直接用牛顿运动定律处理力学问题。若仍然希望能用牛顿运动定律处理这些问题,则必须引入一种作用于物体上的惯性力。
问题1:学校运动会中立定跳远是一项常规项目,某同学参赛时脚蹬地起跳瞬间的受力示意图正确的是( )
问题2:如图所示,某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中,上面塑料盒盛满水,下面塑料盒是空的,然后用细线将乒乓球分别系于塑料盒的上、下底部,当塑料盒静止时,细线均伸直处于竖直方向,现使两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动,则此时P、Q两球相对塑料盒( )
A.P球向右偏移 B.两球均向左偏移 C.Q球向右偏移 D.两球均向右偏移
15.问题1的正确答案为: 。问题2的正确答案为 。(选填“A”或“B”或“C”或“D”)
16.在一辆匀速行驶的公交车上有一个站在公交车上的人,他的受力突然变成如问题1中正确答案的受力示意图的状态,则直线行驶的公交车的运动可能发生的改变为: 。若这辆公交车原先向北行驶,突然公交车向西拐弯时,则车上的乘客会向 倾倒。
17.小张同学解决问题2时,发现用牛顿第二定律解释加速度的存在性会发现:小球偏移的本质是为了通过 定则合成的合外力能够提供向右的加速度以保持与塑料盒共同运动状态,但他却无法通过受力分析解决偏向。
18.为此,小张同学假设自己是空气中塑料盒内的以为观察者,则以小张同学为参考系,Q球 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态,为了能通过受力分析解释气球偏向问题,小张同学查询资料得到【材料一】和【材料二】,请通过受力分析说理作证Q球的偏向(不使用牛顿第一定律):
19.关于小张同学本次的物理探索过程中运用的物理方法有: 。
在探究活动中得到一些结论和规律后要运用于实践:
20.如图所示,水平桌面上有一密闭水箱,A、B、C三个等大的球,密度分别为,,,均用细线系在水箱中,处于同一高度。开始时,水箱静止,细线竖直。现剪断其中一根绳子,则( )(多选题)
A.若剪断A线后的瞬间,则水箱受到的支持力变小
B.若剪断B线后的瞬间,则水箱受到的支持力不变
C.若剪断C线后的瞬间,则水箱受到的支持力变大
D.若剪断C线,当C球撞到水箱壁、停止之后,水箱受到的支持力与剪断绳子前相同
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第四章·素养提升
考生注意:
1.本试卷,考试时间60分钟,满分100分。
2.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个或三个选项,不可全选,漏选得一半分数,错选不得分;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
3.本考试分设试卷和答题纸。答卷前务必在答题纸正面清楚地填写姓名、班级、学号。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
4.本试卷标注“计算”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,必须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5.本卷取g=10m/s2
伽利略是伟大的意大利物理学家,他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的理想实验为牛顿建立牛顿第一定律奠定了基础。(本题8分)
【答案】1.D 2.D 3.B 4.D
【解析】1.伽利略理想斜面实验:在轨道的一边释放一颗钢珠,如果忽略摩擦力带来的影响,我们发现钢珠从左边滚下后,再从右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;若将右边的倾斜角减小,钢珠还是上升到原来的高度,但通过的路程比原来更长;假设右边的轨道为水平,钢珠想要达到原来的高度,但是钢珠无法达到原来的高度,钢珠将永远运动下去;所以伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因,没有力作用的物体能保持原来的运动状态;故选D。
2.由牛顿第一定律可知,一切物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,而静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态,原来运动的将保持匀速直线运动状态,故物体有保持原有运动状态的特性可从牛顿第一定律演绎得出,故选D。
3.列车启动过程中,速度增大,即杯子的速度增大,而杯子中的水由于惯性仍要保持原来的静止状态,所以水相对杯子向后运动,故选B。
4.力学中的基本物理量为长度、时间、质量,基本物理量的单位为m、s、kg;而力为导出物理量,其单位N为导出量的单位,故不是国际单位制中的基本单位的为N;故选D。
5.篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱,一个标准合格的篮球质量为0.6kg,当地重力加速度g取10m/s2。完成下列问题:(本题9分)
【答案】(1)BD
(2) 0.9 A
【详解】(1)在篮球与地面接触的运动过程中,篮球下降的过程中篮球的形变量越来越大,弹力越来越大,开始阶段,篮球的压缩量较小,因此地面对篮球向上的弹力小于向下重力,此时篮球的合外力向下,加速度向下,小球做加速运动,根据牛顿第二定律有
随着压缩量的增加,弹力增大,合外力减小,则加速度减小,方向向下。
当mg=kx时,合外力为零,加速度为0,此时速度最大;由于惯性篮球继续向下运动,此时
方向向上,篮球减速,随着压缩量增大,篮球合外力增大,加速度增大,方向向上。故篮球下降过程中加速度先变小后变大,速度先变大后变小,小球运动最低点时,篮球的速度为0,地面的弹力最大,且弹力大于重力,则小球向上的加速度最大。
篮球反弹的过程中,篮球的形变量越来越小,篮球受地面的弹力越来越小,刚开始阶段,弹力大于重力,合力向上,由牛顿第二定律可得
加速度越来越小,速度越来越大。
当时,加速度为0,速度最大;由于惯性,篮球继续上升,此后弹力小于重力,合力向下,由牛顿第二定律可得
加速度方向向下,越来越大;速度减小,弹力为0时篮球离开地面,BD正确,AC错误。故选BD。
(2)[1]篮球竖直向上运动过程由牛顿第二定律可得
解得空气阻力
[2]篮球下降过程,由牛顿第二定律可得
上升过程篮球的速度越来越小,图像的斜率越来越小;下降过程篮球的速度越来越大,图像的斜率越来越大;由,
可知下降过程的时间大于上升到时间,A正确,BCD错误。
故选A。
体育运动
第19届杭州亚运会我国运动员获得了201枚金牌,远超第二名日本。亚运会以及奥运会上众多的运动项目都蕴含着丰富的动力学知识。(本题12分)
【答案】6.B 7.C 8.A 9.B
【解析】6.A.运动员做花样动作时,身体姿势改变,重心位置会变化,故A错误;
B.由平衡条件可知,平衡木对人的作用力始终与人的重力等大反向,即不管单手还是双手撑,该作用力不变,故B正确;
C.由平衡条件可知,若运动员双手支撑,每只手所受平衡木的支持力始终为人重力的一半,与两只手臂的夹角无关,故C错误;
D.由平衡条件可知,双手支撑时,每只手所受平衡木的作用力始终等于重力的一半(因为两合力的和等于重力),与夹角无关,故D错误。
故选B。
7.A.运动员从跳台跳起上升过程,加速度向下(重力加速度),处于失重状态,故A错误;
B.到达最高点时,只受重力,加速度为重力加速度,不是平衡状态,故B错误;
C.下降过程加速度向下(重力加速度),处于失重状态,故C正确;
D.跳板的支持力和她对跳板的压力是相互作用力,大小相等、方向相反,故D错误。
故选C。
8.快速下蹲时,先加速向下运动后减速向下运动,可知运动员的加速度先向下后向上,可知其先失重(F<G)后超重(F>G);蹬伸的过程,先加速向上运动后减速向上运动,可知运动员的加速度先向上后向下,可知其先超重(F>G)后失重(F<G),腾空后,运动员处于完全始终(F=0),综合以上可知A选项符合题意。
故选A。
9.A.从A至B,运动员只受重力,运动员加速运动,故A正确,不符合题意;
B.从B至C,运动员先加速运动后减速运动,故B错误,符合题意;
C.运动员在C点时,速度为0,但运动员合力不为0,加速度不为0,故C正确,不符合题意;
D.若运动员从B点静止下落,对称性可知在最低点时加速度向上大小等于g,由于运动是从更高的A点静止下落,则运动到最低点时弹簧压缩量更大,弹力更大,故运动员在最低点C的加速度大于g,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.
【答案】(1)C
(2)BCD
(3)
(4)50
(5)BD
(6)
【详解】(1)AB.甲方式,小易同学有沿电梯下滑的趋势,因此小易受到沿电梯向上的摩擦力,乙方式中,小易具有水平方向的加速度,小易受到电梯向右的摩擦力,丙方式中小易水平方向没有相对运动或相对运动的趋势,小易不受摩擦力的作用,故AB错误;
C.甲方式中,小易受到电梯的支持力大小为
方向垂直电梯向上,乙方式中,小易受到的支持力大小为
方向竖直向上,丙方式中,小易受到的支持力大小为
方向竖直向上,三种方式小易受到支持力的大小关系为,故C正确;
D.甲乙方式中,小易同学受到电梯对他的作用力方向斜向上,丙方式中,小易同学受到电梯对他的作用力方向竖直向上,故D错误。
故选C。
(2)A.电梯匀速上升时,图乙中小易同学与电梯之间没有相对运动趋势,故A错误
B.电梯匀速上升时,图甲中小易同学相对于电梯有向下运动的趋势,故B正确;
CD.电梯匀速上升时,电梯对小易的作用力与小易的重力平衡,小易受到的合力为零,故CD正确。
故选BCD。
(3)[1]甲种方式,对小易受力分析由牛顿第二定律可得
解得小易同学受到电梯对他的摩擦力大小为
[2]乙种方式中,将小易的加速度沿竖直方向进行分解可得
在竖直方向上,由牛顿第二定律可得
联立解得
(4)由题可知,小易的举力
在丙电梯中,对物体受力分析可得
代入数据解得
(5)AB.根据图像的切线斜率表示加速度可知,在0~t1时间内轿厢的加速度先增大后减小,且加速度向下,根据牛顿第二定律
解得
可知钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大;以人为对象,根据牛顿第二定律则有
解得
可知轿厢对人的支持力先减小后增大,故A错误,B正确;
C.在t2~t3时间内,轿厢向下做减速运动,加速度方向向上,轿厢处于超重状态,故C错误;
D.根据图像的切线斜率表示加速度可知,在t2~t3时间内,轿厢的加速度先增大后减小,且加速度向上,根据牛顿第二定律则有
解得
可知钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小,故D正确。
故选BD。
(6)根据图像的斜率表示加速度,结合题目中的图可画出图像如图所示
极限运动,是结合了一些难度较高,且挑战性较大的组合运动项目的统称。(本题22分)
【答案】11.B 12. 竖直向上 该力的方向斜左上方,并与虚线垂直 13. A 先向下加速运动,再向下减速运动,直至速度为0 14.(1),方向沿斜面向下;(2)
【解析】11.当骑手在空中运动时,由于速度较快,车手的迎风面积较大,所以空气阻力不能忽略,因此车手受重力、空气阻力作用;故选B。
12.[1]若飞行者匀速飞行,合力为零,因重力竖直向下,根据平衡条件,可知他受空气的作用力竖直向上;
[2]若飞行者加速飞行,合力沿虚线向下,因重力竖直向下,根据平行四边形定则可知,他受空气的作用力应该在竖直向上与虚线之间,要使他受到空气的作用力最小,则该力的方向斜左上方,并与虚线垂直。
13.[1][2]当时间很长时人处于静止,弹性绳对人的拉力等于重力,由图可知最终绳子的拉力大小为,由
得人的质量为
t0时刻绳子的拉力大小为,由牛顿第二定律
可知人的加速度方向向上,故人处于超重状态。
故选A。
[3]人受最大拉力为,由牛顿第二定律有人最大加速速为
[4]0.2t0~0.4t0间人先向下加速运动,再向下减速运动,直至速度为0。
14.(1)摩托车冲上坡床时的加速度大小为
方向沿斜面向下。
(2)由公式
得摩托车冲上坡床的长度
参考系的选择与惯性力的引入
小张同学在解答以下两道问题时进行了一些思考,他查询了一些材料:(本题31分)
【答案】15. A A 16. 向右做加速运动或向左做减速运动 北 17.平行四边形 18. 处于 空气在以小张同学为参考系下,受到水平向左的惯性力ma和重力G,二力合成的作用效果使得斜方向上产生压力差,导致Q球受到斜向左上方的浮力,为平衡浮力,Q球向左偏,使得绳子拉力与浮力平衡 19.等效替代法 20.ABD
【解析】15.[1]问题1中,根据受力分析可知,该同学受到竖直向下的重力,垂直地面向上的弹力,在起跳瞬间,有对地面向左运动的趋势,故还受到水平向右的摩擦力。
故选A。
[2]问题2中,两塑料盒以一定加速度一起向右匀加速运动,密度小的质量小,故惯性小,乒乓球的密度小于水的密度,故P球向右偏移;乒乓球的密度大于空气的密度,故Q球向左偏移。
故选A。
16.[1]受力突然变成如问题1中正确答案的受力示意图的状态,根据惯性公交车突然产生向右的加速度,故公交车可能向右做加速运动或向左做减速运动;
[2]若这辆公交车原先向北行驶,突然公交车向西拐弯时,由于惯性,乘客要保持原来的运动状态,故车上的乘客会向向北倾倒。
17.力是矢量,遵循平行四边形定则,故小球偏移的本质是为了通过平行四边形定则合成的合外力能够提供向右的加速度以保持与塑料盒共同运动状态。
18.[1][2]以小张同学为参考系,Q球处于平衡状态;空气在以小张同学为参考系下,受到水平向左的惯性力和重力,二力合成的作用效果使得斜方向上产生压力差,导致Q球受到斜向左上方的浮力,为平衡浮力,Q球向左偏,使得绳子拉力与浮力平衡。
19.小张同学本次的物理探索过程中运用的物理方法有等效替代法。
20.A.若剪断A线后的瞬间,由于,则A球将加速下降,同时有相同体积的水球加速上升,A球处于失重状态,水球处于超重状态,但A球质量大于水球质量,故可以认为整体处于失重状态,则水箱受到的支持力变小,故A正确;
B.若剪断B线后的瞬间,由于,则B球静止不动,整体处于平衡状态,则水箱受到的支持力不变,故B正确;
C.若剪断C线后的瞬间,由于,则C球将加速上升,同时有相同体积的水球加速下降,C球处于超重状态,水球处于失重状态,但C球质量小于水球质量,故可以认为整体处于失重状态,则水箱受到的支持力变小,故C错误;
D.若剪断C线,当C球撞到水箱壁、停止之后,整体处于平衡状态,水箱受到的支持力与剪断绳子前相同,故D正确。
故选ABD。
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