新教材鲁科版高中物理必修一第四章测试题及答案解析.docx

1、新教材鲁科版高中物理必修一第四章测试题及答案解析新教材鲁科版高中物理必修一第四章测试题及答案解析单元素养评价(四)(第4章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题，每小题3分，共27分)1.草原上三只狼在争抢食物，三只狼沿水平方向作用力大小为800 N、1 000 N和1 200 N，狼的方位不确定，三只狼合力的最大值和最小值分别为 ()A.3 000 N，0 N B.3 000 N，400 NC.2 200 N，400 N D.2 200 N，0 N【解析】选A。三力方向一致时，合力最大为3 000 N；800 N和1 000 N二力合力的最大值为1 8

2、00 N，最小值为200 N，1 200 N大于最小值，小于最大值，所以三力合力的最小值为0 N，故A正确，B、C、D错误。2.如图所示，拖拉机拉着耙耕地，拉力F与水平方向成角，若将该力沿水平和竖直方向分解，则它的水平分力为 ()A.FsinB.FcosC.FtanD.【解析】选B。根据平行四边形定则，以F为对角线作平行四边形，如图：则有F2=Fcos；故选B。3.(2019泉州高一检测)如图所示，总重为G的吊灯用三条长度相同的轻绳悬挂在天花板上，每条轻绳与竖直方向的夹角均为，则每条轻绳对吊灯的拉力大小为 ()A. B.C.Gcos D.Gsin【解析】选A。由平衡知识可知：3Tcos=G解得

3、T=，故选A。4.如图，智能清洁机器人在竖直玻璃墙面上沿虚线斜向上匀速“爬行”，则玻璃墙面对其作用力的方向是 ()A.F1 B.F2 C.F3 D.F4【解析】选B。智能清洁机器人在竖直玻璃墙面上沿虚线斜向上匀速“爬行”时受力平衡，根据平衡条件进行分析。智能清洁机器人在竖直玻璃墙面上沿虚线斜向上匀速“爬行”时受力平衡，则玻璃墙面对其作用力与其重力等大反向，即为F2方向，故A、C、D错误，B正确。5.“垂直风洞”是上海世博会拉脱维亚馆的亮点，风洞喷出竖直向上的气流将体验者悬空“托起”(如图所示)。假定某段时间体验者恰好在空中静止，则下述各对力中属于平衡力的是 ()A.人受到的重力和气流对人向上的

4、力B.地球对人的吸引力和人对地球的吸引力C.人受到的重力和人对气流向下的力D.人对气流向下的力和气流对人向上的力【解析】选A。以人为研究对象，受竖直向下的重力和气流对人向上的力，二力平衡。地球对人的吸引力和人对地球的吸引力为一对作用力和反作用力，人对气流向下的力和气流对人向上的力也为一对作用力和反作用力。人对气流向下的力为人施加的力，不是受到的力，A对。6.一些机场为了方便乘客长距离搬运行李，安装了一种水平电梯，如图所示，某乘客站在水平电梯之上，随电梯一起匀速运动，下列说法正确的是()A.该乘客正在向前运动，所以受到向后的摩擦力B.该乘客与电梯相对静止，她受到的摩擦力为静摩擦力C.因为该乘客处

5、于运动状态，她受到的摩擦力为滑动摩擦力D.该乘客不受摩擦力【解析】选D。随水平电梯一起匀速运动的乘客相对电梯静止，做匀速运动，受到重力和支持力作用，二力平衡，所以不受摩擦力作用，故A、B、C错误，D正确。【补偿训练】近日一张名为“史上最寂寞熊猫”的图片走红网络，一只熊猫躺在倾斜的树干上一动不动，姿势令人忍俊不禁，树干给熊猫的力方向为 ()A.垂直于树干向上B.沿树干向上C.竖直向上D.树干形变复杂，无法判断力的方向【解析】选C。熊猫静止在树干上，受重力和树干对熊猫的作用力，根据二力平衡，树干对熊猫的力与重力等大反向，故树干给熊猫的力方向为竖直向上，故C正确，A、B、D错误。7.(2019台州高

6、一检测)如图所示为小朋友喜欢的磁性黑板 ，下面有一个托盘，让黑板撑开一个安全角度(黑板平面与水平面的夹角为)，不易倾倒，小朋友不但可以在上面用专用画笔涂鸦，磁性黑板擦也可以直接吸在上面。图中就有小朋友把一块质量为m的黑板擦吸在上面保持静止，黑板与黑板擦之间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是 ()A.黑板擦对黑板的压力大小为mgcosB.黑板对黑板擦的摩擦力大小为mgcosC.黑板对黑板擦的摩擦力大于mgsinD.黑板对黑板擦的作用力大小为mg【解析】选D。对黑板擦受力分析，受到竖直向下的重力，黑板给的支持力N，以及垂直黑板向下的吸力F，沿黑板平面向上的摩擦力f，根据正交分解可知f=mgsin，

7、N=mgcos+F，根据牛顿第三定律可知黑板擦对黑板的压力大小为N=mgcos+F，由于黑板擦处于静止，所以重力和其余三个力(黑板对黑板擦的作用力)的合力为零，故黑板对黑板擦的作用力大小为mg，D正确。8.2018年9月2日结束的亚运会中，中国队包揽了跳水项目的全部10金。图示为跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲(相当于斜面倾角不断变大)，在此过程中，跳板对运动员的 ()A.摩擦力不断增大 B.作用力不断减小C.作用力不断增大 D.支持力不断增大【解析】选A。设运动员质量为m，跳板与水平方向的夹角为，运动员受力平衡，对运动员受力分析，则跳板对运动员的摩擦力：f=m

8、gsin，随增大，摩擦力增大；跳板对运动员的支持力：N=mgcos，随增大，支持力减小；运动员受力平衡，跳板对运动员的作用力与重力等大反向，不变。故A正确，B、C、D错误。9.如图所示，三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起，则石块 ()A.c受到水平桌面向左的摩擦力B.c对b的作用力一定竖直向上C.b对a的支持力一定竖直向上D.b对a的支持力一定等于a所受重力【解析】选B。以三石块作为整体研究，根据平衡条件可知，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故A错误；选ab作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对ab整体的作用力与其总重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故B正确

9、；石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，则b对a的支持力和静摩擦力的合力方向竖直向上，支持力的方向不是竖直向上，也不等于a的重力，故C、D错误。所以B正确，A、C、D错误。【总结提升】对物体受力分析的步骤(1)确定研究对象：研究对象可以是单个物体或者物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统。(2)按顺序分析受力：通常按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序逐个分析。(3)画出力的示意图：将作用点画在重心上。(4)检查正误：是否有遗漏或多余的力。二、实验题(共5分)10.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结

10、点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)下列叙述正确的是_(填选项前的字母)A.同一实验过程中，结点的位置必须都拉到同一位置O点，不能随意变动B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角为90，以便算出合力的大小C.两个分力之间的夹角越大越好D.必须使分力与合力在同一平面内(2)如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_。(3)本实验采用的科学方法是_。A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法 【解析】(1)同一实验过程中，结点的位置必须都拉到同一位置O点，不能随意变动，选项A正确；此实验对F1、F2之间的夹角没有

11、要求，通常在60至120之间最佳，故B、C错误。完成本实验时，弹簧测力计、橡皮条、细绳方向必须与平面平行，且在同一平面内，这样才能确保力的准确性，故D正确。故选A、D。(2)F是由两个分力做出的合力的理论值，F是实际测量的合力的值；由于误差的存在，所以F和F方向并不完全重合，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是F。(3)合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的是等效替代法。故选B。答案：(1)A、D(2)F(3)B三、计算题(本题共3小题，共28分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(9分)如图所示，一辆汽车走钢丝横跨尼罗河，如果汽车的总质量为2 000

12、kg，两侧的钢索弯曲成150夹角，求每条钢索所受拉力的大小(钢索的质量可不计，cos75=0.259，g取10 N/kg)。【解析】设一条钢索的拉力大小为F，汽车两侧的钢索的合力与汽车的总重力等大反向，作出拉力与其合力的平行四边形为一菱形，如图所示，据几何知识可得=2Fcos75 (3分)所以拉力F= N=19 305 N (6分)答案：均为19 305 N12.(9分)如图所示，灯重G=20 N，绳AO与天花板的夹角=30，绳BO与墙面垂直，试求AO、BO两绳所受的拉力各为多大？【解析】将电灯所受的重力G按效果沿两个绳子方向进行分解，如图。 (3分)根据平衡条件结合几何知识得：FOA=F1=

13、2G=40 N (3分)FOB=F2=20 N=34.6 N (3分)答案：AO、BO两绳受到的拉力分别为40 N、34.6 N。13.(10分)如图所示，工人需要把质量m=20 kg的货箱沿斜放的木板推上卡车。木板与水平面夹角=37，货箱与木板间的动摩擦因数=0.5。假定工人推力的方向与板面平行，货箱始终沿板面匀速运动(已知sin37=0.6，cos37=0.8，g取10 N/kg)。 (1)求货箱对木板的压力大小N。(2)求木板对货箱的摩擦力f。(3)求工人对货箱的推力大小F。【解题指南】解答本题可以从以下两点入手：(1)以货箱为研究对象，画出受力分析图。(2)根据平衡条件进行求解即可。【

14、解析】(1)以货箱为研究对象，货箱受到重力、木板的支持力、摩擦力以及工人的推力，受力分析如图所示根据平衡条件得垂直于斜面方向有：N=Gcos37 (2分)由牛顿第三定律可知，货箱对木板的压力大小N=N=160 N (2分)(2)由f=N=0.5160 N=80 N，方向沿木板向下 (3分)(3)根据平衡条件得平行于斜面方向有：F=f+Gsin37=200 N (3分)答案：(1)160 N(2)80 N，方向沿木板向下(3)200 N【等级性考试】(30分钟40分)14.(5分)(多选)如图所示，F1、F2为两个分力，F为其合力，图中正确的合力矢量图是 ()【解析】选A、C。根据力的平行四边形

15、定则，以F1和F2为邻边，作平行四边形，则与F1和F2共顶点的对角线就是合力，故A正确；根据三角形定则，将F1、F2首尾顺次相接，合力等于从F1的起点到F2终点的有向线段，C正确。故本题选A、C。15.(5分)(多选)(2017全国卷)如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N，初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角( )。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变，在OM由竖直被拉到水平的过程中 ()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小【解析】选A、D。以重物为研究对象，它受三个力即

16、重力mg 、绳OM段的拉力FO、 NM段的拉力FN的作用，处于平衡状态。考虑到力mg不变，FO与FN的夹角不变，当FO由竖直向上变为水平向左时，作出如图所示的力矢量图，由图可知：FN一直变大，FO先变大后减小。【总结提升】力的动态问题的分析步骤(1)画出力的分解图。在合力与两个分力构成的三角形中，一个是恒力，大小方向均不变；另两个是变力，其中一个是方向不变的力，另一个是大小、方向均变化的力。(2)分析方向变化的力在哪个空间内变化，借助力的矢量三角形，利用图解法判断两个变力大小、方向的变化。(3)注意：由图解可知，当大小、方向都可变的分力(设为F1)与方向不变、大小可变的分力垂直时，F1有最小值

17、。16. （多选）（2019全国卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。已知M始终保持静止，则在此过程中( )A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【解析】选B、D。如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左的拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大，A错误，B正确

18、；对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能一直减小，也可能先减小后增加，C错误，D正确。17.(10分)在倾角为30的光滑斜面上放着一个质量M=2 kg的物体A，由轻绳与质量为m的物体B相连，如图所示，A和B都处于静止状态，则B物体的质量为多大？(g取10 N/kg)【解析】分析B的受力可知，绳的拉力等于B所受重力。即FT=mg (2分)以A为研究对象，它受三个力，将重力分解后，在平行斜面方向上，A的合力为零，即Mgsin 30=FT (2分)由得mg=Mgsin 3

19、0， (4分)m=M=1 kg。 (2分)答案：1 kg18.(15分)如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m=0.6 kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37角。已知空气对气球的浮力为15 N，人的质量M=50 kg，且人受的浮力忽略。(sin37=0.6，cos37=0.8，g取10 N/kg) (1)画出气球的受力分析图，并求出水平风力的大小。(2)通过计算说明，若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？【解析】(1)对氢气球进行受力分析如图设氢气球受绳子拉力为T，水平风力为F风，Tcos37=F风 (4分)F浮=mg+Tsin37 (4分)解得：F风=12 N (2分)(2)若风力增强，人对地面的压力不变。理由：把人与气球视为整体，受力分析可得：N=mg+Mg-F浮 (5分)重力不变，浮力不变，所以压力也不变。答案：(1)受力分析图见解析12 N(2)若风力增强，人对地面的压力不变，计算过程见解析