单元测评(四)第四章本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,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. 关于惯性,下列说法正确的是()A. 在宇宙飞船内,由于物体完全失重,所以物体的惯性消失B. 跳远运动员助跑是为了增大速度,从而增大惯性C. 物体在月球上的惯性只是它在地球上的1 6D. 质量是物体惯性的唯一量度,惯性与速度及物体的受力情况无关2. (多选)关于力学单位制,下列说法中正确的是()A. kg、m/s、N是导出单位B. kg、m、s是基本单位C. 在国际单位制中,质量的单位是g,也可以是kgD. 只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma3. (多选)某人用绳子将一桶水从井内加速向上提的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是()A.绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力B.人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力是一对作用力和反作用力C.这桶水处于超重状态,绳子对桶的拉力大于桶和水的重力D.这桶水能加速上升,是因为人对绳子的拉力大于桶对绳子的拉力4.(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N.他将体重计移至电梯内称其体重,t0至t3时间段内,体重计的示数如图C-4-1所示,取电梯向上运动的方向为正,则电梯运行的v-t图像可能是图C-4-2中的()图C-4-1图C-4-25. 轻弹簧上端固定,下端挂重物,平衡时弹簧伸长了4 cm.若将重物向下拉1 cm 后放手,则重物在刚释放的瞬间的加速度是(g取10 m/s2)()A. 2.5 m/s2B. 7.5 m/s2C. 10 m/s2D. 12.5 m/s26.如图C-4-3所示,在光滑的平面上有一个楔形滑块A,斜面光滑,倾角为45°,细线的一端固定于滑块A的顶端P处,另一端拴一个质量为m的小球.当细线对小球的拉力刚好等于零时,滑块A水平向右运动的加速度a为(g为重力加速度)()图C-4-3A.g B.2g C.2g D.2 2g7.将物体竖直向上抛出,假设运动过程中空气阻力不变,其速度—时间图像如图C-4-4所示,则物体所受的重力和空气阻力的大小之比为()图C-4-4A.1∶10 B.10∶1 C.9∶1 D.8∶18.(多选)如图C-4-5所示,在光滑的水平地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动.小车的质量为M,木块的质量为m,加速度大小为a,木块和小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是(g为重力加速度)()图C-4-5A.μmg B.mFM+mC.μ(M+m)g D.ma9.如图C-4-6所示,质量分别为M和m的物块由相同的材料制成,且M>m,将它们用通过轻而光滑的定滑轮的细线连接.如果按图甲装置,则质量为m的物块刚好匀速下落.如果互换两物块,如图乙所示,则它们的共同加速度大小为(g为重力加速度)()图C-4-6A.MgM+mB.(M-m)gmC. (M-m)gM D.上述均不正确10. 一个物体静止在光滑的水平面上,现先对物体施加向东的恒力F,历时1 s;随即把此力改为向西,大小不变,历时1 s;接着又把此力改为向东,大小不变,历时1 s.如此反复,只改变力的方向,不改变力的大小,共历时1 min,在这1 min内()A. 物体时而向东运动,时而向西运动,在1 min末静止于初始位置之东B. 物体时而向东运动,时而向西运动,在1 min末静止于初始位置C. 物体时而向东运动,时而向西运动,在1 min末继续向东运动D. 物体一直向东运动,从不向西运动,在1 min末静止于初始位置之东11.(多选)如图C-4-7所示,一辆小车静止在水平地面上,bc是固定在小车上的水平横杆,质量为M的物块穿在杆上,通过细线悬吊着质量为m的小物体,小物体在小车的水平底板上,小车未动时细线恰好在竖直方向上.现使小车向右运动,全过程中物块始终未相对杆bc移动,物块、小物体与小车保持相对静止,已知a1∶a2∶a3∶a4=1∶2∶4∶8,物块受到的摩擦力大小依次为f1、f2、f3、f4,则以下结论正确的是()甲乙丙丁图C-4-7A.f1∶f2=1∶2 B.f2∶f3=1∶2C.f3∶f4=1∶2 D.tan α=2tan θ12.质量均为1 kg的10个相同的砖块平行紧靠成一条直线放在光滑的地面上,如图C-4-8所示.若给第1个砖一个10 N的水平力作用,则第7个砖对第8个砖的压力是()图C-4-8A. 10 NB. 7 NC. 3 ND. 0第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、实验题(本大题共3小题,13题4分,14题、15题每题7分,共18分)13. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:(1)要求所挂小盘和重物的质量________小车和所加砝码的质量,此时才能认为小盘和重物所受的重力大小等于绳对小车的拉力大小.(2)某同学在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高,所得的a-F图像为图C-4-9中的________.图C-4-9(3)不改变小车和砝码的质量,只改变所挂重物的质量,当所挂小盘和重物的质量之和分别为m1、m2时,小车运动的速度—时间图线如图C-4-10所示,则m1与m2的大小关系为________.图C-4-10A. m1 > m2B. m1 < m2C. m1=m2D. 无法确定14. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:图C-4-11(1)某同学在接通电源进行实验之前,将实验器材组装成如图C-4B-11所示的装置图.请你指出该装置中的两处错误或不妥之处:①_____________________________________________________________________ ___;②_____________________________________________________________________ ___.(2)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.图C-4-12是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点的时间间隔为0.1 s,由图中的数据可算得小车的加速度a为________ m/s2. (结果保留两位有效数字)图C-4-12(3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力mg,小盘和重物的质量m 与小车的质量M应满足的关系是________.15. 打点计时器固定在斜面上某处,小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图C-4-13甲所示. 图乙是打出的纸带的一段.图C-4-13(1)已知打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a=________.(2)为了求出小车与斜面间的动摩擦因数μ,还需要测量的物理量有__________________________________.用测得的量及加速度a表示小车与斜面间的动摩擦因数μ=________.三、计算题(本大题共3小题,16题10分,17、18题12分,共34分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)16. 汽车启动的快慢是评价汽车性能的重要指标.汽车启动的快慢用车速从0增加到100 km/h所需要的时间来表示(为了简化计算,100 km/h≈28 m/s,汽车加速过程看作是匀加速直线运动).若汽车的质量为1.0×103 kg,汽车所受的阻力为车重的0.1倍,汽车的速度从0增加到100 km/h所用的时间为7 s,g取10 m/s2,则:(1)汽车启动的加速度为多大?(2)汽车启动时的牵引力为多大?17.某同学在擦黑板时,使板擦由静止开始沿水平方向做匀加速直线运动,用时1 s,板擦移动1 m.板擦的质量为0.2 kg,板擦与黑板间的动摩擦因数为0.4.移动板擦的过程中手对板擦的作用力产生两个效果:一个是垂直板擦的压力F1,另一个是平行于黑板面的推力F2.已知F1=4 N,g取10 m/s2,求F2的大小和方向.参考答案单元测评(四)1. D[解析] 物体的惯性只与物体的质量有关,与物体的运动状态、所处的位置无关,选项A、B、C错误,D正确.2. BD[解析] m、kg、s是基本单位,选项A错误,B正确;在国际单位制中,质量的单位是kg,选项C错误;牛顿第二定律的表达式为F=kma,只有在国际单位制中,才有比例系数k=1,可以写成F=ma,选项D正确.3.AC[解析] 绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力,大小相等,选项A正确;人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力不是一对作用力和反作用力,选项B错误;这桶水加速上升,处于超重状态,绳子对桶的拉力大于桶和水的重力,选项C正确;因不计绳子的重力,所以人对绳子的拉力等于桶对绳子的拉力,选项D错误.4.AD[解析] 从图中可以看出,t0~t1时间内,人的视重小于其重力,具有向下的加速度;t1~t2时间内,视重正好等于其重力,处于平衡状态;t2~t3时间内,视重大于其重力,具有向上的加速度.根据题中所设的正方向可知,电梯运行的v-t图像可能是图A、D.5. A[解析] 设重物的质量为m,弹簧的劲度系数为k.平衡时有mg=kx1,将重物向下拉1 cm,由牛顿第二定律得k(x1+x2)-mg=ma,解得a=2.5 m/s2,选项A正确.6.A[解析] 细线对小球的拉力刚好等于零,说明小球只受重力和斜面的支持力两个力作用,且随滑块A一起以加速度a向右加速运动,小球所受的合力F=mg tan 45°=mg,加速度a=Fm=g,选项A正确.7.B[解析] 由题图可知,物体在上升过程和下降过程中的加速度大小分别为a上=11 m/s2,a下=9 m/s2,由牛顿第二定律得mg+F阻=ma上,mg-F阻=ma下,解得mg∶F阻=10∶1,选项B正确.8.BD[解析] 木块和小车无相对滑动,故加速度a相同.对整体有F=(M+m)a,对木块有f=ma,解得f=mFM+m,选项B、D正确.9. C[解析] 匀速运动时,根据物体的平衡条件知,mg=μMg;互换位置后,对两物块分别应用牛顿第二定律得,Mg-F=Ma,F-μmg=ma,联立解得a=Mg-μmg M+m=(M-m)gM,选项C正确.10. D[解析] 物体在第1 s内向东做匀加速直线运动,在第2 s内向东做匀减速直线运动,2 s末速度为零,物体一直向东运动,以后重复以上运动,选项D正确.11.ACD[解析] 对于甲图和乙图,物块在水平方向上满足f1=Ma1,f2=Ma2,因a1∶a2=1∶2,故f1∶f2=1∶2;对于丙图和丁图,物块在水平方向满足f3-mg tan θ=Ma3,f4-mg tan α=Ma4,小物体在水平方向满足mg tan θ=ma3,mg tan α=ma4,因a3∶a4=1∶2,所以tan α=2tan θ,f 3∶f 4=1∶2.综上可知,选项A 、C 、D 正确.12. C [解析] 以10个砖块作为整体,由牛顿第二定律得F =10ma ,设第7个砖对第8个砖的压力为F 1,以第8、9、10三个砖块为整体,由牛顿第二定律得F 1=3ma ,联立解得F 1=310F =3 N ,选项C 正确.13. (1)远小于 (2)C (3)A[解析] (1)只有所挂小盘和重物的质量远小于小车和所加砝码的质量,小盘和重物所受的总重力大小才近似等于绳对小车的拉力大小;(2)由于平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高,则重力沿斜面向下的力大于摩擦力,当不挂小盘时,小车也加速下滑,即外力F 为零时,加速度大于零,选项C 正确;(3)由v -t 图像可知,加速度较大则对应的力较大,故m 1较大,选项A 正确.14. (1)①打点计时器的电源不应使用干电池,应使用交流电源 ②小车初始位置离打点计时器太远(或实验中没有平衡摩擦力) (2)0.20 (3)m M[解析] (2)由纸带数据可得x 1=0.72 cm ,x 2=1.63 cm -0.72 cm =0.91 cm ,x 3=2.74 cm-1.63 cm =1.11 cm ,x 4=4.04 cm -2.74 cm =1.30 cm ,用逐差法求加速度,a 1=x 3-x 12T 2=1.11×10-2-0.72×10-22×0.12 m/s 2=0.195 m/s 2,a 2=x 4-x 22T 2=1.30×10-2-0.91×10-22×0.12m/s 2=0.195 m/s 2,故a =a 1+a 22≈0.20 m/s 2. (3)为保证绳子对小车的拉力约等于小盘和重物的总重力mg ,小盘和重物的质量m 必须远小于小车的质量M ,即 m <<M.15. (1)4.00 m/s 2 (2)斜面上任意两点的间距l 及对应的高度差h1l 2-h2⎝ ⎛⎭⎪⎫h -a g l [解析] (1)从图乙中可得,x 1=5.12 cm ,x 2=5.74 cm ,x 3=6.41 cm ,x 4=7.05 cm ,x 5=7.68 cm ,x 6=8.33 cm ,x 7=8.95 cm ,x 8=9.61 cm ,x 9=10.26 cm ,由题意得打点计时器的周期为T =1f =150 s =0.02 s .用逐差法求加速度分别为a 1=x 5-x 14(2T )2,a 2=x 6-x 24(2T )2,a 3=x 7-x 34(2T )2,a 4=x 8-x 44(2T )2,又a =a 1+a 2+a 3+a 44,代入数据解得a ≈4.00 m/s 2. (2)还需要测量的物理量有斜面上任意两点的间距l 及对应的高度差h ;设斜面的倾角为θ,则有sin θ=hl,cos θ=l2-h2l,根据牛顿第二定律,有mg sin θ-μmg cos θ=m a,解得μ=1l2-h2⎝⎛⎭⎪⎫h-ag l.16.(1)4 m/s2(2)5.0×103 N[解析] (1)汽车加速过程中的加速度为a=v-v0t=28-07m/s2=4 m/s2.(2)根据牛顿第二定律得F牵-f=ma,由题意得f=0.1mg,故牵引力F牵=0.1mg+ma=0.1×1.0×103×10 N+1.0×103×4 N=5.0×103 N.17.2 2 N与水平方向的夹角为45°[解析] 由匀变速直线运动的位移公式x=12at2得加速度a=2xt2=2×112m/s2=2 m/s2板擦在竖直面内的受力如图所示.在水平方向,由牛顿第二定律有F2cos θ-f=ma其中f=μF1在竖直方向,由平衡条件得F2sin θ=mg 联立解得F2=2 2 NF2与水平方向的夹角θ=45°.18. (1)8 m/s(2)4.2 s[解析] (1)物体在拉力作用下向上做匀加速直线运动,有F-mg sin θ-f=ma1,f=μF N,F N=mg cos θ,解得a1=2 m/s2,绳断时物体的速度v1=a1t1=8 m/s.(2)绳断时物体沿斜面向上的位移x1=12a1t21=16 m.绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设加速度大小为a2,有mg sin θ+μmg cos θ=m a2,解得a2=8 m/s2,物体减速至速度为0的时间t2=v1a2=1 s,沿斜面向上的位移x2=v1t22=4 m.此后物体将沿斜面匀加速下滑,设加速度为a3,有mg sin θ-μmg cos θ=m a3,解得a3=4 m/s2,设物体由最高点运动到斜面底端的时间为t3,则x1+x2=12a3t23,解得t3≈3.2 s,则物体返回到斜面底端所需的总时间t总=t2+t3=4.2 s.18. 如图C-4-14所示,在倾角θ=37°的足够长的固定斜面底端有一个质量m=1 kg 的物体,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.现用轻绳将物体由静止沿斜面向上拉,拉力F=10 N,方向平行于斜面向上,经过时间t=4 s,绳子突然被拉断.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求:(1)绳断时物体的速度大小;(2)从绳断开始到物体再返回到斜面底端所需的时间.图C-4-14。