第四章 运动和力 章末质量评估-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

章末质量评估(四) (时间：75分钟　分值：100分) 一、选择题：共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．对下列现象解释正确的是 (　　) A. 在一定拉力作用下，车沿水平方向前进，所以力是使物体运动的原因 B. 向上抛出的物体由于惯性向上运动，此后惯性变小，速度越来越小 C. 质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也大 D. 高速行驶的汽车由于速度大，所以惯性大，很难停下来 2．下列各组单位，属于国际单位制中的基本单位的是 (　　) A. J、kg、s B. m/s2、m、kg C. m、kg、s D. m、kg、N 3．用30 N的水平外力F拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，作用3 s后撤去力F，则第5 s后物体的速度和加速度大小分别是 (　　) A. v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2 B. v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2 C. v＝4.5 m/s，a＝0 D. v＝7.5 m/s，a＝0 4．一个在粗糙水平面上的物块受到的水平拉力F随时间t变化的图像如图甲所示，其速度v随时间t变化的图像如图乙所示，g取10 m/s2，由图中数据可求得物块的质量m和物块与水平面间的动摩擦因数μ分别是 (　　) A. 1 kg，0.4 B. 1 kg，0.1 C. 2 kg，0.2 D. 2 kg，0.4 5．如图所示，置于水平地面上材料相同、质量分别为m1和m2的两个物体间用细绳相连，在质量为m2的物体上施加一个水平恒力F，使两物体做匀加速运动。对两个物体间绳上的拉力，下列说法正确的是 (　　) A. 地面光滑时，绳上拉力的大小为 B. 地面不光滑时，绳上拉力的大小为 C. 地面不光滑时，绳上拉力大于 D. 地面光滑时，绳上拉力小于 6．甲、乙两球从同一高度同时由静止释放，下落时受到的空气阻力F与球的速率v成正比，即F＝kv，且两球的比例系数k相等，如图所示为两球下落时的v­t图像。若甲球与乙球的质量分别为m1与m2，则 (　　) A. m2＞m1，且甲球先抵达地面 B. m2＞m1，且乙球先抵达地面 C. m2＜m1，且甲球先抵达地面 D. m2＜m1，且乙球先抵达地面 7．一根弹簧的下端挂着一个重物，上端用手牵引使重物向下做匀速直线运动，从手突然停止到重物下降到最低点的过程中，重物的加速度将 (　　) A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 8．有人做过这样一个实验：如图所示，把生鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的生鸡蛋B撞去(用同一部位撞击)，结果每次都是被撞击的鸡蛋B被撞破。下面说法正确的是 (　　) A. 鸡蛋A对B的作用力的大小等于鸡蛋B对A的作用力的大小 B. 鸡蛋A对B的作用力的大小大于鸡蛋B对A的作用力的大小 C. 鸡蛋A碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对鸡蛋A的蛋壳产生向前的作用力 D. 鸡蛋A碰撞部位除受到鸡蛋B对它的作用力外，还受到鸡蛋A中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小 9．一根轻弹簧竖直放置，上端固定着一个质量为m的小物块A处于静止状态，下端和水平地面之间安装有压力传感器。现将一个质量也为m的小物块B无初速度地放在A上，如图所示，重力加速度大小为g。已知A、B向下运动的过程中，加速度的变化具有对称性，则下列说法正确的是 (　　) A. 放上B的瞬间，压力传感器的示数变大 B. 放上B的瞬间，B对A的压力大小为mg C. 在A、B运动过程中，B对A的最大压力大小为mg D. 在A、B运动过程中，压力传感器的最大示数为2mg 10．在水平路面上有一辆匀速运动的小车，小车上水平放置一个装有水的密闭瓶子，瓶内有一个气泡，如图所示。若突然发现瓶中气泡相对瓶子向左移动，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是 (　　) A. 小车可能突然向右加速运动 B. 小车可能突然向左加速运动 C. 小车可能突然向右减速运动 D. 小车可能突然向左减速运动 二、非选择题：共5小题，共60分。 11．(8分)在研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组所用实验装置如图甲所示，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器发射器随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器接收器固定在轨道一端。实验中拉力F等于重物所受重力，更换不同重物重复实验四次，并记录四组实验数据，如表所示。 a/(m·s-2) 2.01 2.98 4.02 6.00 F/N 1.00 2.00 3.00 5.00 (1)在图丙中作出小车加速度a和拉力F的关系图像。 (2)从所得图像分析，该实验小组在操作过程中的不当之处是__________________________________________________________________。 (3)如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子上的拉力大小，如图乙所示，则________(选填“需要”或“不需要”)满足小车的质量远大于重物的质量。 12．(12分)某组同学设计了“探究加速度与力、质量的关系”实验。如图甲所示为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为槽码，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于槽码所受总重力，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。 (1)在探究加速度a与质量m的关系时，某同学按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图像(如图乙所示)。请帮助该同学完成图像。 　 (2)在探究加速度a与合力F的关系时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的关系图像如图丙所示，该图线不通过坐标原点。试分析图线不通过坐标原点的原因：________________________________________________________。 13．(12分)如图所示，竖直挡板固定在倾角为θ的斜面上，斜面放在水平面上，质量为m的铁球放在挡板与斜面之间。不计一切摩擦，重力加速度大小为g。 (1)求挡板对铁球的支持力大小F1′和斜面对铁球的支持力大小F2′。 (2)若斜面水平向右做匀加速直线运动时，挡板对铁球的支持力恰好为0，求斜面对铁球的支持力大小F3以及斜面运动的加速度大小a。 14．(14分)如图所示，长为22.5 m、质量为40 kg的木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.1。质量为60 kg的人立于木板左端，人与木板均静止，当人以 3 m/s2 的加速度匀加速向右奔跑时(g取10 m/s2)，求： (1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小和方向。 (2)在人奔跑的过程中，木板的加速度大小和方向。 (3)人从木板左端跑到右端所需要的时间。 15．(14分)光明一中为了提高学生的创新能力，培养科技后备人才，成立了科技航模兴趣小组，他们正在试验自己设计的一架遥控飞机，动力系统提供恒定升力，使飞机从地面由静止开始竖直上升。已知飞机质量为2 kg，飞行中所受阻力大小恒为4 N，g取 10 m/s2。 (1)现测得飞机第一次试飞飞行到64 m高时的速度为16 m/s，求飞机飞行时的升力。 (2)若飞机第二次试飞飞行到36 m高时，因遥控器失灵，飞机失去升力。为了使飞机不致坠落地面摔坏，科技航模兴趣小组必须在多长时间内修复遥控器？ 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 1． C　解析：力不是使物体运动的原因，物体不受力时也可以做匀速直线运动，选项A错误；向上抛出的物体由于惯性向上运动，此后由于受到重力的作用，速度越来越小，而物体的惯性只与质量有关，质量不变，惯性不变，选项B错误；惯性大小的量度是质量，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变，与速度大小无关，选项C正确，D错误。 2． C　解析：在力学范围内，国际单位制中的基本单位是kg、m、s，因此C选项正确。 3． C　解析：a1＝＝ m/s2＝1.5 m/s2，v＝a1t＝1.5×3 m/s＝4.5 m/s。因为水平面光滑，撤去力F后物体将做匀速直线运动，所以5 s末物体的速度为4.5 m/s，加速度a＝0。 4． D　解析：由题图乙知4 s以后物块做匀速直线运动，则摩擦力等于拉力大小，故Ff＝8 N。2～4 s物块做匀加速直线运动的加速度a＝2 m/s2，根据牛顿第二定律得F－Ff＝ma，又Ff＝μmg，联立解得动摩擦因数μ＝0.4，m＝2 kg。故D正确。 5． B　解析：若地面光滑，整体的加速度a＝，对质量为m1的物体隔离分析，根据牛顿第二定律得FT＝m1a，解得FT＝；若地面不光滑，整体的加速度a′＝，对质量为m1的物体隔离分析，根据牛顿第二定律得FT′－μm1g＝m1a′，解得FT′＝，故B正确。 6． B　解析：由题图知甲、乙两球匀速运动的速率关系为v乙>v甲，由平衡条件有mg＝kv，联立可知m2＞m1；两者位移相等时，即图线与时间轴围成图形的面积相等时，乙球的运动时间短，即乙球先抵达地面。故A、C、D错误，B正确。 7． B　解析：匀速运动过程中，弹簧对重物的弹力与重物所受重力二力平衡；手突然停止运动后，重物由于惯性继续下降，降到最低点的过程中，弹簧的伸长量逐渐变大，弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律有kx－mg＝ma，可知重物的加速度逐渐变大，故B正确。 8． ACD　解析：鸡蛋A、B之间的作用力是作用力和反作用力，所以大小相等，方向相反，A正确，B错误；对于碰撞的过程，鸡蛋A向前运动时其内的蛋黄和蛋白也向前运动，所以当鸡蛋A的蛋壳停止运动时，它们仍然向前运动，给鸡蛋A的蛋壳施加作用力，故C正确；鸡蛋A的蛋壳受到两个力的作用，合力较小不易破碎，而鸡蛋B仅受到鸡蛋A的作用，合力较大，所以鸡蛋B的蛋壳易破碎，故D正确。 9． BC　解析：放上B的瞬间，弹簧弹力不变，所以压力传感器的示数不变，故A错误；放上B的瞬间，弹簧弹力不变，以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律有mg＝2ma，得a＝，以A为研究对象，可知B对A的压力 F＝ma＝mg，故B正确；在A、B向下运动的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹力先小于总重力，后大于总重力，合力先向下且逐渐减小，加速度先向下且逐渐减小，之后合力向上且逐渐增大，加速度也向上且逐渐增大，由对称性可知，当弹簧被压缩至最短时，A、B具有向上的加速度最大值为，此时以B为研究对象，得FN－mg＝ma，可得A对B的支持力最大值FN＝，则B对A的压力最大也为， 以A、B整体为研究对象，可得 F弹－2mg＝2ma，可得F弹＝3mg，即压力传感器的最大示数为3mg，故C正确，D错误。 10． BC　解析：由于水的密度比气泡的密度大很多，同体积的水的惯性比气泡的大，当小车突然向左加速(或向右减速)运动时，水相对小车向右运动，则气泡相对瓶子向左运动，故A、D错误，B、C正确。 11． 解析：(1)根据所给数据，画出小车加速度a和拉力F的关系图像如图所示。 (2)由图像可知，当小车所受拉力为0时，已经产生了加速度，可知在平衡阻力的操作过程中使轨道倾角过大。 (3)如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子上的拉力大小，传感器的示数即为绳子上的拉力，则不需要满足小车的质量远大于重物的质量m。 12． 解析：(1)根据描出的点作出图像，如图所示。 (2)由题图丙中的图像可知，F不为0时，加速度仍为0，可知实验前没有进行平衡阻力的操作或者没有完全平衡阻力。 13． 解析：(1)铁球的受力分析如图所示。 由平衡条件得，挡板对铁球的支持力F1＝mg tan θ， 斜面对铁球的支持力F2＝， 由牛顿第三定律，得铁球对挡板的压力F1′＝F1＝mg tan θ，铁球对斜面的压力F2′＝F2＝。 (2)挡板对铁球的支持力为零，对小球受力分析，如图所示。 此时铁球所受合外力水平向右，有mg tan θ＝ma， 得a＝g tan θ， 又F3cos θ＝mg， 得F3＝。 答案：(1)mg tan θ　　(2)　g tan θ 14 解析：(1)分析人的受力情况，由牛顿第二定律得 Ff′＝m1a1＝180 N，方向水平向右。 (2)对木板进行受力分析，由牛顿第二定律得 Ff－μ(m1＋m2)g＝m2a2 由牛顿第三定律得Ff＝Ff′ 联立解得a2＝2 m/s2，方向水平向左。 (3)设人从左端跑到右端所经历的时间为t，由运动学公式得l＝a1t2＋a2t2 代入数据解得t＝3 s(另一解不符合题意，舍去)。 答案：(1)180 N　方向水平向右 (2)2 m/s2　方向水平向左　(3)3 s 15． 解析：(1)第一次试飞中，飞机做匀加速直线运动，设加速度为a1，有v2＝2a1H，解得a1＝2 m/s2 对飞机由牛顿第二定律得F－mg－Ff＝ma1 解得F＝28 N。 (2)第二次试飞中，设飞机失去升力时的速度为v1，飞机失去升力后上升的加速度大小为a2，失去升力后上升到最高点所需时间为t2、上升的高度为h2，由运动学公式和牛顿第二定律得 2a1h1＝v mg＋Ff＝ma2 v1＝a2t2，h2＝ 联立解得t2＝1 s，h2＝6 m 所以飞机上升的最大高度 h＝h1＋h2＝42 m 设飞机失去升力下降阶段加速度大小为a3，失去升力加速下降的时间为t3，恢复升力时速度大小为v3，恢复升力后加速度大小为a4，由牛顿第二定律有mg－Ff＝ma3 F＋Ff－mg ＝ma4 且＋＝h v3＝a3t3 联立解得t3＝ s(或2.1 s) 所以为了使飞机不致坠落地面摔坏，航模兴趣小组的最长维修时间 t＝ t2＋t3＝(1＋) s(或3.1 s)。 答案：(1)28 N　(2)(1＋) s(或3.1 s) $