1、第四章学业质量标准检测本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第卷(选择题共40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16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2019浙江省嘉兴一中高一上学期期中)理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面
2、。如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成一水平面，小球要沿水平面永远运动下去。在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是(B)A是事实，是推论B是事实，是推论C是事实，是推论D是事实，是推论解析：体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为，分类正确的是选项B。2如图所示，在光滑水平面上有一段质量分布均匀的粗麻绳，绳子在水平向右的恒力F作用下做匀加速直线运动。绳子上某一点到绳子左端的距离为x，设该点处的张力为T，则最能正确反映T与x之间的关系的图像是(A)解析：设绳子总长为L，单位长度质量为m，对整体分析根据
3、牛顿第二定律有：FLma；则对x分析可知：Txma，联立解得：Tx，故可知T与x成正比；且x0时，T0，故A正确，B、C、D错误。3(2019海南省海南中学高一上学期期末)质量分别为M和m的两物体靠在一起放在光滑水平面上。用水平推力F向右推M，两物体向右加速运动时，M、m间的作用力为N1；用水平力F向左推m，使M、m一起加速向左运动时，M、m间的作用力为N2，如图甲、乙所示，则(B)AN1N211BN1N2mMCN1N2MmD无法比较N1、N2的大小解析：用水平推力F向右推M时，将两者看作一个整体，根据牛顿第二定律，在水平方向上有F(Mm)a，对m分析可得N1ma，联立解得N1，用水平力F向左
4、推m时，将两者看作一个整体，根据牛顿第二定律，在水平方向上有F(Mm)a，对M分析可得N2Ma，联立解得N2，故N1N2mM，B正确。4如图1所示，在粗糙程度处处相同的水平地面上，物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动。运动的速度v与时间t的关系如图2所示，由图像可知(C)A在2 s4 s内，力F0B在4 s6 s内，力F0C在02 s内，力F逐渐变小D在02 s内，力F逐渐增大解析：在2 s4 s内，物体做匀速直线运动，拉力与滑动摩擦力平衡，不为零，故A错误；在4 s6 s内，物体匀减速前进，拉力可能不为零，但一定小于摩擦力，故B错误；在02 s内，加速度逐渐变小，根据牛顿第二定律，有：F
5、mgma故拉力F逐渐减小，故C正确，D错误，故选C。5如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体A、B质量之比为21，A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上，B通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小分别为(C)Aa、0Ba、aCa、2aD0、2a解析：在未剪断轻绳时，由牛顿第二定律可知对A：F弹2ma对B：TF弹ma，解得T3ma当剪断轻绳时，绳的拉力变为零，弹簧的弹力不能发生突变此时由牛顿第二定律可知对A：F弹2ma，解得aa对B，F弹ma，解得a2a，故C正确。6如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑
6、环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(D)At1t2t2t3Ct3t1t2Dt1t2t3解析：小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的，设轨迹与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律知mgcos ma设圆心为O，半径为R，由几何关系得，滑环由开始运动至d点的位移x2Rcos 由运动学公式得xat2由联立解得t2小圆环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t1t2t3。7(2018湖南省湘潭一中、双峰一中、邵东一中高一上学期联赛)以下是必修1课本中四幅插图，关于这四幅插图下列说法正确的
7、是(BC)A甲图中学生从起立到站直的过程中，体重计的示数先减小后增大B乙图中赛车的质量较小，却安装着牵引力很大的发动机，目的是获得很大的加速度C丙图中海豚的身体呈流线型，可以减小海豚运动中的阻力D丁图中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做匀速直线运动解析：中学生从起立到站直经历了从超重到失重的过程，A错误；由Fma可知B项正确；海豚的流线型身体是为了减小水的阻力，C正确；运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做减速运动，D错误。8如图所示，在光滑的水平桌面上放一质量为mA5 kg的物块A，A的上方放一质量mB3 kg的滑块B，用一轻绳一端拴在物块A上，另一端跨过光滑的定滑轮拴接一质量mC2 kg的物块C，其中
8、连接A的轻绳与水平桌面平行。现由静止释放物块C，在以后的过程中，A与B之间没有相对滑动且A、B始终没有离开水平桌面(重力加速度g取10 m/s2)。则下列说法正确的是(BC)AA的加速度大小为2.5 m/s2BA的加速度大小为2 m/s2CA对B的摩擦力大小为6 NDA对B的摩擦力大小为7.5 N解析：整体mCg(mAmBmC)a，得a2 m/s2，故A错误，B正确；隔离B：fmBa6 N，故C正确，D错误。9(2019沈阳东北育才中学高一上学期期中)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取
9、g10 m/s2，则(AB)A物体的质量m0.5 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.40C前3 s内物体的平均速度为1.5 m/sD前3 s内物体所受摩擦力为2 N解析：在12 s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a2 m/s2，由牛顿第二定律可得Ffma得：m kg0.5 kg，所以A正确；由速度时间图像可以知道在23 s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2 N，由fmg得：0.40；故B正确；前3 s内的位移为：x2 m3 m；故平均速度为：v m/s1 m/s；故C错误；前1 s内物体合外力为零，处于静止状态，故摩擦力为1 N,1
10、3s为滑动摩擦力为2 N；故D错误。10如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是(ACD)ABCD解析：因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则Lgt2，可得t，C正确；若一直加速到右端的速度恰好与传送带速度v相等，则Lt，可得t，D正确；若先匀加速到传送带速度v ，再匀速到右端，则v(t)L，可得t，A正确；木块不可能一直匀速至右端，B错误。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)11(6分)某实验小组设计了如图(a)所示的
11、实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图(b)所示，g10 m/s2。(1)图线_是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“”或“”)；(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m_0.5_ kg；滑块和轨道间的动摩擦因数_0.2_。解析：(1)由图像可知，当F0时，a0，也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过度，所以图线是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。(2)根据Fma得a所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像斜率等于滑块和位
12、移传感器发射部分的总质量的倒数。所以m0.5 kg由图形得，在水平轨道上F1 N时，加速度a0，根据牛顿第二定律得Fmg0解得0.2。12(8分)某同学欲运用牛顿第二定律测量滑块的质量M，其实验装置如图甲所示，设计的实验步骤为：(1)调整长木板倾角，当钩码的质量为m0时滑块恰好沿木板向下做匀速运动；(2)保持木板倾角不变，撤去钩码m0，将滑块移近打点计时器，然后释放滑块，滑块沿木板向下做匀加速直线运动，并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频率为50 Hz)。请回答下列问题：打点计时器在打下D点时滑块的速度vD_1.69_ m/s；(结果保留3位有效数字)滑块做匀加速直线运动的加速度
13、a_3.88_ m/s2；(结果保留3位有效数字)滑块质量M_m0_(用字母a、m0和当地重力加速度g表示)。(3)保持木板倾角不变，挂上质量为m(均小于m0)的钩码，滑块沿木板向下匀加速运动，测出滑块的加速度；多次改变钩码的质量，分别求出相应的加速度。(4)若绳的拉力与所挂钩码的重力大小相等，作出amg图像如图丙所示，则由图丙可求得滑块的质量M_0.200_ kg。(取g10 m/s2，结果保留3位有效数字)解析：从图乙中可知xAB5.20 cm，xBC5.84 cm，xCD6.45 cm，xDE7.07 cm，xEF7.70 cm。 (2)相邻计数点间的时间间隔为T20.02 s0.04
14、s，根据匀变速直线运动过程中的中间时刻速度推论可得 ，vD102 m/s1.69 m/s。根据逐差法可得a m/s23.88 m/s2滑块做匀速运动时受力平衡，由平衡条件得m0gMgsin f，撤去m0时滑块做匀加速直线运动时，受到的合外力F合Mgsin f，由牛顿第二定律得F合Ma，解得M。(4)滑块做匀速运动时受力平衡，由平衡条件得Mgsin fm0g，挂上质量为m的钩码时滑块沿木板向下做匀加速直线运动，受到的合外力为F合Mgsin fmg，由牛顿第二定律得F合Ma，解得agg，由图丙所示图像可知k5，解得M0.200 kg。三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说
15、明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)(2019海南华侨中学高一上学期期末)如图甲所示，质量m2 kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得vt图像如图乙所示。取重力加速度g10 m/s2。求：(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数；(2)10 s末物体离A点的距离。答案：(1)3 N；0.05(2)2 m解析：(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由vt图得a12 m/s2根据牛顿第二定律，有Fm
16、gma1设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由vt图得a21 m/s2根据牛顿第二定律，有Fmgma2解得：F3 N，0.05(2)设10 s末物体离A点的距离为d，d应为vt图与横轴所围的面积表示则：d48 m66 m2 m，负号表示物体在A点左侧。14(12分)(2020湖北省宜昌市葛州坝中学高一上学期期中)研究表明，一般人的刹车反应时间(图甲中“反应过程”所用时间)t00.4 s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v072 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L39 m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙
17、所示，此过程可视为匀变速直线运动。重力加速度的大小g取10 m/s2。求：(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。答案：(1)8 m/s22.5 s(2)0.3 s解析：(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v020 m/s，末速度vt0，位移s25 m，由运动学公式v2as，t联立以上两式，代入数据得a8 m/s2，t2.5 s(2)设志愿者反应时间为t，反应时间的增加量为t，由运动学公式得Lv0ts，ttt0联立以上两式，代入数据得t0.3 s15(12分)(2020哈尔滨高一段考)如图所示，长为L6 m、质量
18、为M4 kg的长木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略、质量为m1 kg的物块，物块与木板间的动摩擦因数为0.4，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块施加方向水平向右的恒定拉力，使物块在木板上滑动，求恒定拉力F多大才会历时2 s，使物块从木板左端运动到右端？(g取10 m/s2)答案：8 N解析：对小物块进行受力分析，小物块竖直方向受重力、长木板支持力、水平方向受拉力F和长木板的摩擦力f作用，在竖直方向有：FNmg在水平方向有：Ffma1又因为摩擦力 fmg解得：a1g设长木板的加速度为a2，对长木板进行受力分析，长木板所受合外力F合mgMa2令小物块达到长木板右端的时间为t，则根
19、据小物块滑到长木板右端的位移关系有La2t2a1t2代入数据得：F8 N16(12分)(2019山东省济南一中高一上学期期末)四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F36 N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f4 N。(g取10 m/s2)(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞。求在t5 s时离地面的高度h；(2)当无人机悬停在距离地面高度H100 m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落到地面时的速度v；(3)接(2)问，无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地(到达地面时速度为零)，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1。答案：(1)75 m(2)40 m/s(3) s解析：(1)由牛顿第二定律Fmgfma代入数据解得a6 m/s2上升高度hat2，代入数据解得h75 m(2)下落过程中mgfma1，代入数据解得a18 m/s2落地时速度v22a1H，代入数据解得v40 m/s(3)恢复升力后向下减速运动过程Fmgfma2，代入数据解得a210 m/s2设恢复升力时的速度为vm，则有H，vm m/s由vma1t1，代入数据解得t1 s。
