第4章 专题提升课5 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

1．(多选)如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，同时对环加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系为F＝kv，其中k为常数，则环运动过程中的速度图像可能是(　　) 解析：选ABD。当kv0＝mg时，物体与直杆间无挤压，物体不受摩擦力的作用而匀速运动，对应于图像A；当kv0<mg时，竖直方向上kv＋N＝mg，水平方向上μN＝ma，可知随着物体速度的减小，物体的加速度增大，直到速度减小到0，对应于图像B；当kv0>mg时，竖直方向上kv＝mg＋N，水平方向上μN＝ma，可知随着物体速度的减小，物体的加速度减小，直到速度减小到使kv＝mg时加速度也减小到0，此后物体匀速运动，对应于图像D，故A、B、D正确。 2．(多选)一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，且空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大，则图所示的图像中可能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是(　　) 解析：选AC。根据牛顿第二定律得a＝，速度增大，阻力增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到0时，雨滴开始做匀速直线运动，故A、C正确，B、D错误。 3．(2024·黑龙江铁人中学期末)在地面上方某高度处，将小球竖直向上抛出，小球运动过程中受空气阻力大小与速率成正比。规定竖直向上为正方向，下列反映小球运动的v－t图像可能正确的是(　　) 解析：选A。由题意，根据牛顿第二定律可知，小球在上升和下降阶段加速度大小分别为a1＝g＋，a2＝g－，上升阶段v逐渐减小，则a1逐渐减小，下降阶段v逐渐增大，则a2也逐渐减小，即v－t图像的斜率始终减小，直至减为零，综上所述可知A可能正确，B、C、D不可能正确。 4．(多选)如图甲所示，物体以一定的初速度v0从倾角为α＝37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3 m，选择地面为参考平面，上升过程中，物体速度的平方随高度h的变化如图乙所示。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则下列说法正确的是(　　) A．物体的质量m＝1 kg B．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5 C．物体上升过程的加速度大小a＝10 m/s2 D．物体回到斜面底端时的速度大小为4 m/s 解析：选BC。根据题图乙可知，物体上升的最大高度为h＝3 m，可知物体在斜面上滑行的距离为x＝＝5 m，分析可知物体做匀减速运动0－v＝－2ax，解得a＝10 m/s2，C正确；对物体受力分析，由牛顿第二定律可知mg sin α＋μmg cos α＝ma，解得a＝g sin α＋μg cos α ，无法求出物体的质量，A错误；加速度表达式代入物理量求得μ＝0.5，B正确；物体向下滑动时，根据受力分析由牛顿第二定律可知mg sin α－μmg cos α＝ma′，解得a′＝g sin α－μg cos α＝2 m/s2，运动学速度位移关系公式v2－0＝2a′x，解得v＝2 m/s，D错误。 5．图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被吊车从地面开始竖直提升过程的简化运动图像，g取10 m/s2，下列判断正确的是(　　) A．前10 s悬线的拉力恒为3 000 N B．46 s末材料到地面的距离为22 m C．0到10 s内的平均速度大于30 s到36 s内的平均速度 D．36 s到46 s内钢索的拉力大于0到10 s内钢索的拉力 解析：选B。前10 s内建筑材料做匀加速运动，设该阶段加速度为a1，由速度—时间图像可得，a1＝ m/s2＝0.1 m/s2，设拉力为F，由牛顿第二定律可得F－mg＝ma1，F＝mg＋ma1＝N＝1 515 N，故A错误；46 s内建筑材料的位移h＝×10 m＋1× m＋×m－×m＝22 m，所以46 s末材料到地面的距离为22 m，故B正确；0到 10 s内的平均速度大小等于30 s到36 s内的平均速度大小，均为0.5 m/s，故C错误；在0到 10 s内，建筑材料向上加速，在36 s到46 s内建筑材料向下加速，36 s到46 s内钢索的拉力小于0到10 s内钢索的拉力，故D错误。 6．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度随外力F变化的图像如图乙所示，(g取10 m/s2)根据图乙中所标出的数据可计算出(　　) A．物体的质量为1 kg B．物体的质量为2 kg C．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 解析：选B。由题图乙可知，当F1＝7 N时，有a1＝0.5 m/s2；当F2＝14 N时，有a2＝4 m/s2；由牛顿第二定律得F1－μmg＝ma1，F2－μmg＝ma2，代入数据，解得m＝2 kg，μ＝0.3，A、C、D错误，B正确。 7．(2024·陕西咸阳统考期末)在t＝0时刻将质量m＝1 kg的小球从距地面一定高度处以初速度v0竖直向上抛出，在第3 s末落地，已知小球在空中运动的v－t图像如图所示，小球所受空气阻力的大小恒定，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)小球所受空气阻力f的大小； (2)v0的大小； (3)小球从抛出到返回至抛出点所用的时间t。(结果可含根号) 解析：(1)小球在1 s末到达最高点，之后开始向下做匀加速直线运动，由图可得小球向下运动时的加速度大小为 a2＝＝ m/s2＝8 m/s2 小球返回抛出点的过程中，对小球受力分析，由牛顿第二定律得mg－f＝ma2 解得空气阻力大小f＝2 N。 (2)小球竖直向上运动的过程中，对小球受力分析，由牛顿第二定律得mg＋f＝ma1 解得上升过程加速度大小为a1＝12 m/s2 小球竖直向上运动过程中，由速度—时间公式得 0＝v0－a1t1，解得v0＝12 m/s。 (3)根据图像可得小球竖直向上运动过程的位移大小 h1＝v0t1＝×12×1 m＝6 m 小球从最高点返回到抛出点的过程中，由位移—时间公式得h1＝a2t，解得t2＝ s 小球从抛出到返回至抛出点所用的时间 t＝t1＋t2＝ s。 答案：(1)2 N　(2)12 m/s　(3) s 8．(2024·云南保山阶段练)放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图甲、乙所示。g取10 m/s2，求： (1)物块所受的滑动摩擦力f； (2)2 s到4 s内物块的加速度大小； (3)物块的质量m； (4)物块与水平地面间的动摩擦因数。 解析：(1)由题图乙可知4 s到6 s内物块做匀速直线运动，根据f＝F3＝2 N 方向与运动方向相反。 (2)在2 s到4 s内，可得a＝＝ m/s2＝2 m/s2。 (3)在2 s到4 s内，由牛顿第二定律得F2－f＝ma 解得m＝0.5 kg。 (4)由f＝μN＝μmg可得μ＝0.4。 答案：(1)2 N，方向与运动方向相反　(2)2 m/s2 (3)0.5 kg　(4)0.4 学科网（北京）股份有限公司 $