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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·基础通关
建议用时:60分钟,满分:100分
第I卷选择题
一.选择题(本题共10小题,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.如图所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上面放一光滑小球
m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()
m
M
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则曲线
D.抛物线
2.伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上
由静止开始滚下,并且做了上百次。假设某次实验在固定斜面上任取三个位置A、B、C,让小球分别
由A、B、C滚下,使A、B、C与斜面底端的距离分别为S、、S3,小球由A、B、C运动到斜面底端
的时间分别为t、红、,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v、2、,则下列关系式中
正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是()
Y=业=
=2=
A.222
B.号t号
当--当
C.h t2 t3
D.S3-S2=S2-51
3.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的棱长,将它们以初速度竖直
向上抛出,下列说法中正确的是()
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B
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向上
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向下
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A的压力向下
4.如图所示,两个小球A和B之间用轻弹簧连接,然后用细绳悬挂起来,A的质量为,B的质量为
2m,剪断细绳的瞬间,A球和B球的加速度分别是()
QA
OB
A.0和g
B.g和0
C.2g和0
D.3g和0
5.某文献中出现的单位“/s3”与以下哪个物理量随时间的变化率有关()
A.速度
B.加速度
C.位移
D.力
6.艺术课上,老师将学生们的剪纸作品进行展出时,用一枚小磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,
下列关于各物体的受力情况正确的是(
)
A,磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的
B.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等
C.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等
D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力
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7.一物体以初速度沿足够长的斜面上滑,下列一(图像可能正确的是()
式:不不
A.②③
B.②④
C.①②③
D.①②④
8.某火车由8节质量相等的车厢组成,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第1节对第2节车厢的牵引力为F。
若每节车厢所受阻力均相等,则第7节对第8节车厢的牵引力为()
F
A.F
C.7
D.8
9.如图所示,一倾角为37的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈恰能匀速下滑。现给物体施加一个与竖
直方向夹角为37°斜向下的力F=5N作用,斜劈仍静止,(sin37°=0.6,cos37°=0.8),则()
378
77777777777777
A.物体仍能沿斜面匀速下滑
B.地面对斜劈的支持力增大4N
C.地面对斜劈的摩擦力大小为零
D.地面对斜劈的摩擦力大小为3N
10.如图所示,某同学站在上行的电梯上随电梯一起向上加速运动,设该同学运动速度为”,所受摩擦力
大小为F,支持力大小为下,重力大小为G。则()
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A.>G
B.=G
C.
R:与v反向
D.
F:与v同向
第Ⅱ卷非选择题
二、填空题:本题共7小题,共26分。
302V
X=
11.某物理量X的表达式为4πG,其中®是角速度,V是体积,G是万有引力常量。万有引力常量G
用基本单位可表示为
。据此可以判断X是
(填写物理量名称)
12.质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固
定不动,与水平地面的夹角=37°。力F作用2s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25s后,速度减
为零。则物体与斜面间的动摩擦因数,物体的总位移=」
m。(已知
sin37°-0.6,cos37°=0.8,8=10m/s
50kg
13.质量为的小理乘坐电梯,其速度v随时间t的变化关系如图所示(取竖直向上为正方向),则他
处于超重状态的时间段是」
t=40时,小理对电梯的压力大小为N(8=10ms
)o
个y(ms)
0
36
46
→t/s
10
30
-1.2
14.如图,固定斜面的倾角为30°,A、B两物体的质量之比为8:1,A与斜面的动摩擦因数为6。B用
不可伸长的轻绳分别与A和地面相连。开始时A、B离地高度相同。已知地面上的重力加速度为g。
若在C处剪断轻绳,B落地前瞬间A、B的速度大小之比为;若在D处剪断轻绳,此时A、B
的加速度大小之比为一。
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B
30°
777
77777777777777
a=8 gsin30°-48 mg cos30°-mg=&
9m
9故
60°.30
2g
15.如图所示,两细绳与水平的车顶面的夹角为和
0°,物体的质量为”m。当小车以大小为28的加速
度向右匀加速运动时,绳1的拉力大小为
、绳2的拉力大小为。
60°
30°y
2
☐m
(●)
16.某同学下蹲、起立,通过力传感器采集的图像如图所示。已知重力加速度
8=10m/s2
则人的质量
约为
kg下蹲过程的最大加速度为
m/s2,此时处于
状态。
F/N
1000
500
8 t/s
17.如图甲所示,斜面固定在水平地面上,可视为质点的物体从斜面底端以10ms的速度沿斜面向上滑动,
到达斜面顶端时速度恰好为0,之后又滑回斜面底端。规定平行于斜面向上为正方向,物体运动的部
分一‘图像如图所示,取重力加速度大小g取
0m/s
。则物体与斜面间的动摩擦因数为一,物
体滑回斜面底端时的速度大小为m/s。
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v/(m's)
10
77777777777777777777777
2t/s
甲
三、计算题:本题共3小题,44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后
答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
18.AB为光滑水平面,BC为倾角α=30°的光滑固定斜面,两者在B处平滑连接。质量m=1.6kg的物体,
受到与水平方向成37°斜向上拉力F的作用,从A点开始运动,到B点时撤去F,物体冲上光滑斜
面至D点的瞬间静止,物体在运动过程中的+图像如图(b),g取10m/s
。求:
↑/(m·s)
D
0
Min7
tis
2
图(a)
图b)
(1)AB段的长度:
(2)拉力F的大小:
(3)物体冲上斜面的最大距离。
19.图(1)表示用水平恒力F拉动水平面上的物体,使其做匀加速运动。当改变拉力的大小时,相对应
的匀加速运动的加速度a也会变化,a和F的关系如图(2)所示:
(1)该物体的质量为多少?
(2)在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码,保持砝码与该物体相对静止,其他条件不变,请
在图(2)的坐标上画出相应的a-F图线。
(3)由图线还可以得到什么物理量?(要求写出相应的表达式或数值)
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xa(m/s2)
8
6
2
F
→FN)
0
2345
图(1)
图(2)
20.如图所示,足够长的长木板A的质量为m=2kg,可视为质点的物块B的质量为m2=1kg,A与B之间
的动摩擦因数=0.4,B以初速度y6m/s从左端滑上静止在光滑水平面上的A木板,同时对B施加一
个大小为F=6N、方向水平向左的恒力,重力加速度g-10m/s2。求:
Vo
F←
B
(I)B在A上相对A向右滑动过程中,A和B的加速度大小:
(2)A与B达到的共同速度的大小:
(3)B向右运动的最大位移。
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第四章·基础通关
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
C
D
B
C
C
C
C
A
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题:本题共5小题,共26分。
11. 质量
12. 0.25
13.
14.
15. 0
16. 50 6 失重
17. 0.5
三、计算题:本题共3小题,44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
18.
【答案】(1)5m
(2)5N
(3)2.5m
【详解】(1)AB段的长度为图像前2s的面积
(2)由图像的斜率可知,2s前的加速度大小为
根据牛顿第二定律
合力为
解得F=5N
(3)由于斜面光滑,则物体在斜面上,根据牛顿第二定律
解得
根据运动学公式
解得x=2.5m
19.
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)对物体受力分析,由牛顿第二定律得
整理得
与图线对比可得,图线斜率为
解得物体的质量为
(2)在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码,保持砝码与该物体相对静止,对整体受力分析,由牛顿第二定律得
代入数据解得
可知图线与原来图线的纵截距相同、斜率是原来图线的一半,所以图线如图
(3)图线的纵轴截距为
解得,物体与地面间的动摩擦因数
20.
【答案】(1)2m/s2,10m/s2
(2)1m/s
(3)2m
【详解】(1)根据题意,B相对A向右滑动过程中,B受到向左的恒力和滑动摩擦力做匀减速运动,A受摩擦力向右做匀加速运动,设A和B的加速度大小分别为a1、a2,由牛顿第二定律,对有
解得A的加速度大小
对B有
解得B的加速度大小
(2)设经过时间t,A和B达到共同速度v,则有
解得
A和B达到共同速度的大小
(3)假设当两者达到共同速度后相对静止,系统只受恒力F作用,设系统的加速度为a3,则由牛顿第二定律有
解得
此时A需要的摩擦力为
B与A间的最大静摩擦力为
假设成立,所以两者将一起向右做匀减速运动,综上所述,由运动学公式可得,B第一段的位移为
B第二段的位移为
则B向右运动的最大位移
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………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
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建议用时:60分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
1. 选择题(本题共10小题,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.如图所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上面放一光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线
C.无规则曲线 D.抛物线
2.伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,并且做了上百次。假设某次实验在固定斜面上任取三个位置A、B、C,让小球分别由A、B、C滚下,使A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3,则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的棱长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向上
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向下
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A的压力向下
4.如图所示,两个小球A和B之间用轻弹簧连接,然后用细绳悬挂起来,A的质量为m,B的质量为2m,剪断细绳的瞬间,A球和B球的加速度分别是( )
A.0和g B.g和0 C.2g和0 D.3g和0
5.某文献中出现的单位“m/s3”与以下哪个物理量随时间的变化率有关( )
A.速度 B.加速度 C.位移 D.力
6.艺术课上,老师将学生们的剪纸作品进行展出时,用一枚小磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,下列关于各物体的受力情况正确的是( )
A.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的
B.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等
C.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等
D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力
7.一物体以初速度沿足够长的斜面上滑,下列图像可能正确的是( )
A.②③ B.②④ C.①②③ D.①②④
8.某火车由8节质量相等的车厢组成,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第1节对第2节车厢的牵引力为。若每节车厢所受阻力均相等,则第7节对第8节车厢的牵引力为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,一倾角为37°的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈恰能匀速下滑。现给物体施加一个与竖直方向夹角为37°斜向下的力F=5N作用,斜劈仍静止,(sin37°=0.6,cos37°=0.8),则( )
A.物体仍能沿斜面匀速下滑
B.地面对斜劈的支持力增大4N
C.地面对斜劈的摩擦力大小为零
D.地面对斜劈的摩擦力大小为3N
10.如图所示,某同学站在上行的电梯上随电梯一起向上加速运动,设该同学运动速度为v,所受摩擦力大小为,支持力大小为,重力大小为G。则( )
A. B. C.与v反向 D.与v同向
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题:本题共7小题,共26分。
11.某物理量X的表达式为,其中是角速度,V是体积,G是万有引力常量。万有引力常量G用基本单位可表示为 。据此可以判断X是 (填写物理量名称)
12.质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37°。力F作用2s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25s后,速度减为零。则物体与斜面间的动摩擦因数μ= ,物体的总位移s= m。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,)
13.质量为的小理乘坐电梯,其速度v随时间t的变化关系如图所示(取竖直向上为正方向),则他处于超重状态的时间段是 ,时,小理对电梯的压力大小为 N()。
14.如图,固定斜面的倾角为,A、B两物体的质量之比为8∶1,A与斜面的动摩擦因数为。B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连。开始时A、B离地高度相同。已知地面上的重力加速度为g。若在C处剪断轻绳,B落地前瞬间A、B的速度大小之比为 ;若在D处剪断轻绳,此时A、B的加速度大小之比为 。
故
15.如图所示,两细绳与水平的车顶面的夹角为和,物体的质量为。当小车以大小为的加速度向右匀加速运动时,绳的拉力大小为 、绳2的拉力大小为 。
16.某同学下蹲、起立,通过力传感器采集的图像如图所示。已知重力加速度 ,则人的质量约为 kg 下蹲过程的最大加速度为 m/s2,此时处于 状态。
17.如图甲所示,斜面固定在水平地面上,可视为质点的物体从斜面底端以10m/s的速度沿斜面向上滑动,到达斜面顶端时速度恰好为0,之后又滑回斜面底端。规定平行于斜面向上为正方向,物体运动的部分图像如图所示,取重力加速度大小g取。则物体与斜面间的动摩擦因数为 ,物体滑回斜面底端时的速度大小为 m/s。
三、计算题:本题共3小题,44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
18.AB为光滑水平面,BC为倾角的光滑固定斜面,两者在B处平滑连接。质量m=1.6kg的物体,受到与水平方向成θ=37°斜向上拉力F的作用,从A点开始运动,到B点时撤去F,物体冲上光滑斜面至D点的瞬间静止,物体在运动过程中的v-t图像如图(b),g取10。求:
(1)AB段的长度;
(2)拉力F的大小;
(3)物体冲上斜面的最大距离。
19.图(1)表示用水平恒力拉动水平面上的物体,使其做匀加速运动。当改变拉力的大小时,相对应的匀加速运动的加速度a也会变化,a和F的关系如图(2)所示:
(1)该物体的质量为多少?
(2)在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码,保持砝码与该物体相对静止,其他条件不变,请在图(2)的坐标上画出相应的图线。
(3)由图线还可以得到什么物理量?(要求写出相应的表达式或数值)
20.如图所示,足够长的长木板A的质量为m1=2kg,可视为质点的物块B的质量为m2=1kg,A与B之间的动摩擦因数μ=0.4,B以初速度v0=6m/s从左端滑上静止在光滑水平面上的A木板,同时对B施加一个大小为F=6N、方向水平向左的恒力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)B在A上相对A向右滑动过程中,A和B的加速度大小;
(2)A与B达到的共同速度的大小;
(3)B向右运动的最大位移。
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·基础通关
建议用时:60分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
1. 选择题(本题共10小题,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.如图所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上面放一光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线
C.无规则曲线 D.抛物线
【答案】B
【详解】由题意知,小球在水平方向上不受外力作用,由牛顿第一定律,小球在此方向上将保持原有的运动状态不变,即水平方向小球既不向左也不向右运动,只有竖直方向上的运动,因此小球的运动轨迹是一条竖直向下的直线。
故选B。
2.伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,并且做了上百次。假设某次实验在固定斜面上任取三个位置A、B、C,让小球分别由A、B、C滚下,使A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3,则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.由于小球从不同位置下滑,因此到达低端的速度不同,即
A错误;
B.根据
可知
伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑做匀变速直线运动,B正确;
C.从静止开始的匀加速的运动,根据
可知
公式正确,但不是伽利略用来证明小球沿光滑斜面下滑做匀变速直线运动的公式,C错误;
D.由于A、B、C三个位置是任意的,因此
D错误。
故选B。
3.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的棱长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向上
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向下
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A的压力向下
【答案】C
【详解】AD.将容器以初速度v0竖直向上抛出后,若不计空气阻力,以整体为研究对象,由牛顿第二定律知加速度为g,再以容器A为研究对象,上升和下落过程其所受合力等于其重力,则B对A没有压力,A对B也没有支持力,故AD错误;
B.若考虑空气阻力,以整体为研究对象,上升过程,根据牛顿第二定律有f+mg=ma
则上升过程加速度大于g;再以球B为研究对象,B的加速度大于g,根据牛顿第二定律,B受到的合力大于重力,故B受重力和向下的压力,A对B的压力向下,故B错误;
C.若考虑空气阻力,以整体为研究对象,下落过程,根据牛顿第二定律有mg-f′=ma′
则下落过程加速度小于g,再以B为研究对象,根据牛顿第二定律B受到的合力小于重力,故B受重力和向上的力,即A对B的支持力向上,B对A的压力向下,故C正确。
故选C。
4.如图所示,两个小球A和B之间用轻弹簧连接,然后用细绳悬挂起来,A的质量为m,B的质量为2m,剪断细绳的瞬间,A球和B球的加速度分别是( )
A.0和g B.g和0 C.2g和0 D.3g和0
【答案】D
【详解】绳剪断前,对B,由平衡条件得
绳剪断后瞬间,弹簧弹力来不及变化,对A有
解得
由于弹力不变,则B的受力情况不变,其加速度为0。
故选D。
5.某文献中出现的单位“m/s3”与以下哪个物理量随时间的变化率有关( )
A.速度 B.加速度 C.位移 D.力
【答案】B
【详解】加速度的国际单位为m/s2,可知该单位与加速度随时间的变化率有关。
故选B。
6.艺术课上,老师将学生们的剪纸作品进行展出时,用一枚小磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,下列关于各物体的受力情况正确的是( )
A.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的
B.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等
C.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等
D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的,故A错误;
D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对相互作用力,故D错误;
C.设剪纸的重力大小为G1,磁铁的重力大小为G2,对磁铁分析,根据平衡条件以及牛顿第三定律可知磁铁对剪纸的摩擦力大小为
对磁铁和剪纸整体分析,可知黑板对剪纸的摩擦力大小为
故C正确;
B.根据平衡条件可知黑板对剪纸的压力大小等于磁铁对剪纸的压力大小,均设为N,则黑板对剪纸的作用力大小为
磁铁对剪纸的作用力大小为
故B错误。
故选C。
7.一物体以初速度沿足够长的斜面上滑,下列图像可能正确的是( )
A.②③ B.②④ C.①②③ D.①②④
【答案】C
【详解】设斜面倾角为,若斜面光滑,则物体的加速度大小为
方向沿斜面向下,物体先向上做匀减速直线运动,再反向以相同的加速度向下加速运动,对应的图像为②;
若斜面粗糙,设物体与斜面间的动摩擦因数为,则物体上滑时的加速度大小为
若满足,则物体向上做匀减速运动到速度减为0后,物体处于静止状态,对应的图像为①;
若满足,则物体向上做匀减速运动到速度减为0后,反向向下加速运动的加速度大小为
对应的图像为③。
故选C。
8.某火车由8节质量相等的车厢组成,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第1节对第2节车厢的牵引力为。若每节车厢所受阻力均相等,则第7节对第8节车厢的牵引力为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令每节车厢质量均为m,对对第2节至第8节车厢整体分析有
对第8节车厢进行分析有
解得
故选C。
9.如图所示,一倾角为37°的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈恰能匀速下滑。现给物体施加一个与竖直方向夹角为37°斜向下的力F=5N作用,斜劈仍静止,(sin37°=0.6,cos37°=0.8),则( )
A.物体仍能沿斜面匀速下滑
B.地面对斜劈的支持力增大4N
C.地面对斜劈的摩擦力大小为零
D.地面对斜劈的摩擦力大小为3N
【答案】C
【详解】ACD.一物体沿斜劈恰能匀速下滑,根据受力平衡可知物体所受支持力和滑动摩擦力的合力竖直向上;给物体施加的外力F方向斜向左下,物体所受支持力和摩擦力同比增大,所以物体所受支持力和滑动摩擦力的合力仍竖直向上,则物体所受合力方向一定沿斜面向下,物体将沿斜面向下做加速运动;以斜劈为对象,由于物体所受支持力和滑动摩擦力的合力一直竖直向上,所以物体对斜面的压力和滑动摩擦力的合力一直竖直向下,根据受力平衡可知,斜劈受到地面的摩擦力一定为0,故AD错误,C正确;
B.施加力F之前,以物体和为斜劈整体,根据受力平衡可得
施加力F后,物体沿斜面向下加速运动,则物体有竖直向下的分加速度,以物体和为斜劈质点组,根据质点组牛顿第二定律可得
可得
则有
可知地面对斜劈的支持力不是增大4N,故B错误。
故选C。
10.如图所示,某同学站在上行的电梯上随电梯一起向上加速运动,设该同学运动速度为v,所受摩擦力大小为,支持力大小为,重力大小为G。则( )
A. B. C.与v反向 D.与v同向
【答案】A
【详解】AB.该同学随电梯一起向上加速运动,处于超重状态,支持力大于重力,故A符合题意,B不符合题意;
CD.该同学站在水平台阶向上加速运动,摩擦力方向为水平向右,故CD错误。
故选A。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题:本题共7小题,共26分。
11.某物理量X的表达式为,其中是角速度,V是体积,G是万有引力常量。万有引力常量G用基本单位可表示为__________。据此可以判断X是__________(填写物理量名称)
【答案】 质量
【详解】[1]由万有引力定律知,万有引力常量的G单位为,而由牛顿第二定律知,,所以G的单位为。
[2]由知角速度的单位为,又体积的单位为,故X的单位为,即可判断X为质量。
12.质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37°。力F作用2s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25s后,速度减为零。则物体与斜面间的动摩擦因数μ=_______,物体的总位移s=___________m。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,)
【答案】 0.25
【详解】[1]物体上滑的整个过程分为两部分,设施加外力F的过程中物体的加速度为a1,撤去力F的瞬间物体的速度为v,撤去力F后物体上滑的加速度大小为a2,由牛顿第二定律得
物体在外力F作用下上滑t1=2s,则有
撤去外力F后上滑时间t2=1.25s,则有
由以上各式可得
,,
[2]则物体上滑的总位移为
13.质量为的小理乘坐电梯,其速度v随时间t的变化关系如图所示(取竖直向上为正方向),则他处于超重状态的时间段是______,时,小理对电梯的压力大小为______N()。
【答案】
【详解】[1]由图可知,电梯在加速上升,具有向上的加速度,处于超重状态,匀速上升,处于平衡状态,减速上升,具有向下的加速度,处于失重状态,加速下降,具有向下的加速度,处于失重状态。
[2]时,加速度大小为
电梯对小理的支持力为
由牛顿第三定律可知,小理对电梯的压力大小为
14.如图,固定斜面的倾角为,A、B两物体的质量之比为8∶1,A与斜面的动摩擦因数为。B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连。开始时A、B离地高度相同。已知地面上的重力加速度为g。若在C处剪断轻绳,B落地前瞬间A、B的速度大小之比为______;若在D处剪断轻绳,此时A、B的加速度大小之比为______。
【答案】
【详解】[1]题意知动摩擦因数,设B的质量为m,则A的质量为8m,B离地高度为h。在C处剪断轻绳后,对B,由自由落体运动规律可得
解得B着地时速度为
该过程B用时
对A,在C处剪断轻绳后,A的加速度为
故B落地前瞬间A的速度
故B落地前瞬间A、B的速度大小之比为
[2]若在D处剪断轻绳,则AB构成的连接体加速度大小相等,由牛顿第二定律得加速度大小
故
15.如图所示,两细绳与水平的车顶面的夹角为和,物体的质量为。当小车以大小为的加速度向右匀加速运动时,绳的拉力大小为______、绳2的拉力大小为______。
【答案】 0
【详解】[1][2]根据题意,保持绳2与水平方向夹角不变,当小车以大小为的加速度向右加速运动时,绳1恰好拉力为0,由牛顶第二定律有
竖直方向上有
解得
当小车以大小为
的加速度向右匀加速运动时,物块飞起,绳2与水平方向夹角减小,则绳的拉力大小为0,绳2的拉力大小为
16.某同学下蹲、起立,通过力传感器采集的图像如图所示。已知重力加速度 ,则人的质量约为_________kg 下蹲过程的最大加速度为_________ m/s2,此时处于_________状态。
【答案】 50 6 失重
【详解】[1][2][3]由图可知,人的重力为500N。则人的质量约为
下蹲过程最小支持力约为200N,最大加速度为
由于加速度向下,则处于始终状态。
17.如图甲所示,斜面固定在水平地面上,可视为质点的物体从斜面底端以10m/s的速度沿斜面向上滑动,到达斜面顶端时速度恰好为0,之后又滑回斜面底端。规定平行于斜面向上为正方向,物体运动的部分图像如图所示,取重力加速度大小g取。则物体与斜面间的动摩擦因数为________,物体滑回斜面底端时的速度大小为_______m/s。
【答案】 0.5
【详解】[1]根据图像可知质点上滑的加速度大小为
下滑得加速度大小为
根据牛顿第二定律得
解得
[2]根据图像与坐标轴围成图形的面积表示物体的位移可知斜面的长度为
质点从斜面顶端到低端的过程根据匀变速直线运动规律得
解得物体滑回斜面底端时的速度大小为
三、计算题:本题共3小题,44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
18.AB为光滑水平面,BC为倾角的光滑固定斜面,两者在B处平滑连接。质量m=1.6kg的物体,受到与水平方向成θ=37°斜向上拉力F的作用,从A点开始运动,到B点时撤去F,物体冲上光滑斜面至D点的瞬间静止,物体在运动过程中的v-t图像如图(b),g取10。求:
(1)AB段的长度;
(2)拉力F的大小;
(3)物体冲上斜面的最大距离。
【答案】(1)5m
(2)5N
(3)2.5m
【详解】(1)AB段的长度为图像前2s的面积
(2)由图像的斜率可知,2s前的加速度大小为
根据牛顿第二定律
合力为
解得F=5N
(3)由于斜面光滑,则物体在斜面上,根据牛顿第二定律
解得
根据运动学公式
解得x=2.5m
19.图(1)表示用水平恒力拉动水平面上的物体,使其做匀加速运动。当改变拉力的大小时,相对应的匀加速运动的加速度a也会变化,a和F的关系如图(2)所示:
(1)该物体的质量为多少?
(2)在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码,保持砝码与该物体相对静止,其他条件不变,请在图(2)的坐标上画出相应的图线。
(3)由图线还可以得到什么物理量?(要求写出相应的表达式或数值)
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)对物体受力分析,由牛顿第二定律得
整理得
与图线对比可得,图线斜率为
解得物体的质量为
(2)在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码,保持砝码与该物体相对静止,对整体受力分析,由牛顿第二定律得
代入数据解得
可知图线与原来图线的纵截距相同、斜率是原来图线的一半,所以图线如图
(3)图线的纵轴截距为
解得,物体与地面间的动摩擦因数
20.如图所示,足够长的长木板A的质量为m1=2kg,可视为质点的物块B的质量为m2=1kg,A与B之间的动摩擦因数μ=0.4,B以初速度v0=6m/s从左端滑上静止在光滑水平面上的A木板,同时对B施加一个大小为F=6N、方向水平向左的恒力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)B在A上相对A向右滑动过程中,A和B的加速度大小;
(2)A与B达到的共同速度的大小;
(3)B向右运动的最大位移。
【答案】(1)2m/s2,10m/s2
(2)1m/s
(3)2m
【详解】(1)根据题意,B相对A向右滑动过程中,B受到向左的恒力和滑动摩擦力做匀减速运动,A受摩擦力向右做匀加速运动,设A和B的加速度大小分别为a1、a2,由牛顿第二定律,对有
解得A的加速度大小
对B有
解得B的加速度大小
(2)设经过时间t,A和B达到共同速度v,则有
解得
A和B达到共同速度的大小
(3)假设当两者达到共同速度后相对静止,系统只受恒力F作用,设系统的加速度为a3,则由牛顿第二定律有
解得
此时A需要的摩擦力为
B与A间的最大静摩擦力为
假设成立,所以两者将一起向右做匀减速运动,综上所述,由运动学公式可得,B第一段的位移为
B第二段的位移为
则B向右运动的最大位移
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