2025年高考物理人教版必修第1冊第4章3含答案含答案第四章3課后知能作業基礎鞏固練知識點一牛頓第二定律的理解和應用1．(多選)關于牛頓第二定律，下列說法正確的是()A．公式F＝ma中，各量的單位可以任意選取B．某一瞬間的加速度只取決于這一瞬間物體所受的合外力，而與這之前或之后的受力無關C．公式F＝ma中，a實際上是作用于物體上每一個力所產生的加速度的矢量和D．物體的運動方向一定與它所受合外力的方向一致解析：公式F＝ma中，各量的單位要取國際單位制；某一瞬間的加速度正比于這一瞬間物體所受的合外力；根據力的獨立作用原理，作用于物體上的每一個力都會產生一個加速度，所以物體的加速度實際上是每一個加速度的矢量和；物體的運動方向與它所受合外力的方向無關。故選BC。2．(2024·遼寧盤錦高一期末)質量為6.0×103kg的汽車，以2.0m/s2的加速度做勻加速直線運動。若阻力為3.0×103N，則汽車的牽引力為()A．6.0×103N B．9.0×103NC．1.2×104N D．1.5×104N解析：汽車做勻加速直線運動，根據牛頓第二定律有F－Ff＝ma，代入數據解得F＝1.5×104N，則汽車的牽引力為1.5×104N，故D正確，A、B、C錯誤。故選D。3.如圖，運動員手持網球拍托著一個乒乓球沿水平面勻加速跑，球拍平面和水平面之間保持恒定的夾角，且球拍與球保持相對靜止，它們間摩擦及空氣阻力不計，則要做到這一點，運動員的加速度必須()A．大于某一特定值B．等于某一特定值C．小于某一特定值D．大于或小于某一特定值解析：對乒乓球進行受力分析如圖所示，則有mgtanθ＝ma，解得a＝gtanθ，即球拍與球保持相對靜止，運動員的加速度大小等于gtanθ，方向水平，與運動員的運動方向相同。故選B。4．(多選)(2024·四川眉山高一期末)一個質量為2kg的物體，在5個共點力的作用下做勻速直線運動。若同時撤去其中大小分別為4N和5N的兩個力，其余的力保持不變，此時該物體的加速度大小可能是()A．1m/s2 B．2m/s2C．6m/s2 D．11m/s2解析：4N和5N的兩個力的合力F的取值范圍為5N－4N≤F≤5N＋4N，解得1N≤F≤9N，由于物體在5個共點力的作用下做勻速直線運動，物體處于平衡狀態，當撤去其中大小分別為4N和5N的兩個力后，其余力的合力與4N和5N的兩個力的合力F等大反向，根據a＝eq\f(F,m)，解得此時該物體的加速度大小范圍0.5m/s2≤a≤4.5m/s2，則題中給出的加速度可能值為1m/s2與2m/s2。故選AB。5.(2024·河北高一月考)如圖所示，有一輛滿載西瓜的汽車在水平路面向左沿直線做勻加速運動，加速度大小為a，其中一質量為m的西瓜A受到其他西瓜對它的作用力的合力為F，則關于F的大小和方向的判斷正確的是()A．F的大小為meq\r(g2＋a2)B．F的大小為maC．F的方向向右偏上D．F的方向水平向左解析：由題意可得，質量為m的西瓜A所受合外力向左，又因為受豎直向下的重力，可得其他西瓜對它的作用力的合力為F，力之間的關系如圖所示，由三角形知識以及牛頓第二定律可得F＝eq\r(mg2＋F\o\al(2,合))＝eq\r(mg2＋ma2)＝meq\r(g2＋a2)，由圖還可得F的方向向左偏上，故A正確，B、C、D錯誤。故選A。知識點二瞬時加速度的計算6.(多選)如圖所示，物塊a、b和c的質量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連，通過系在a上的細繩懸掛于固定點O。整個系統處于靜止狀態。現將細繩剪斷，將物塊a的加速度的大小記為a1，S1和S2相對于原長的伸長量分別記為Δl1和Δl2，重力加速度大小為g，在剪斷的瞬間()A．a1＝3g B．a1＝0C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2解析：設三個物塊質量均為m，對a、b、c分別受力分析如圖，根據平衡條件，對a有F2＝F1＋mg，對b有F1＝F＋mg，對c有F＝mg，所以F1＝2mg。因形變恢復需要過程，彈簧的彈力不能突變，繩的彈力可以突變，繩斷拉力立即為零。當繩斷后，b與c受力不變，仍然平衡，故a＝0；對a，繩斷后合力為F合＝F1＋mg＝3mg＝ma1，a1＝3g，方向豎直向下，故A正確，B錯誤；當繩斷后，b與c受力不變，則F1＝kΔl1，Δl1＝eq\f(2mg,k)；同時F＝kΔl2，所以：Δl2＝eq\f(mg,k)，聯立得Δl1＝2Δl2，故C正確，D錯誤。故選AC。7.(多選)(2024·吉林通化高一期末)如圖所示，細繩OA一端系在小球上，另一端固定在傾斜天花板上的A點，細繩OA恰好豎直；輕質彈簧OB一端與小球連接，另一端固定在豎直墻上的B點，輕質彈簧OB恰好水平，小球處于靜止狀態，則下列說法正確的是()A．此時彈簧OB被壓縮B．若將細繩剪斷的瞬間，小球的加速度方向豎直向下C．若將細繩剪斷的瞬間，小球的加速度方向沿右下方D．若將彈簧剪斷的瞬間，小球的加速度為0解析：由于細繩恰好豎直，故對小球分析受力可知，此時小球只受繩子的拉力和重力。故此時彈簧處于原長狀態，故A錯誤；若將細繩剪斷的瞬間，小球只受重力作用，根據牛頓第二定律可知，小球的加速度方向豎直向下，故B正確，C錯誤；若將彈簧剪斷的瞬間，小球的受力情況不變，故小球仍保持平衡狀態，所受合外力為零，故小球的加速度也為0，故D正確。故選BD。知識點三合外力、加速度和速度的關系8．(多選)雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關。一雨滴從空中由靜止開始沿豎直方向下落，下落過程中雨滴所受重力保持不變，其v－t圖像如圖，則雨滴下落過程中()A．速度先增大后減小B．加速度先減小后不變C．受到的合力先減小后不變D．受到的空氣阻力先減小后不變解析：故選BC。9．(多選)如圖所示，一物塊從光滑斜面上某處由靜止釋放，與一端固定在斜面底端的輕彈簧相碰。當物塊與彈簧接觸后，下列說法中正確的是()A．物塊與彈簧接觸后立即做減速運動B．物塊與彈簧接觸后先加速后減速C．當彈簧處于最大壓縮量時，物塊的加速度不為零D．當物塊的速度為零時，它所受的合力為零解析：物塊與彈簧接觸后，開始的一段時間內，重力沿斜面向下的分力大于彈簧彈力，物塊加速度沿斜面向下，所以物塊先做加速運動，加速運動一段時間后，彈簧彈力大于重力沿斜面向下的分力，加速度沿斜面向上，物塊開始做減速運動，A錯誤，B正確；物塊速度減為零時，彈簧被壓縮到最短，壓縮量最大，此時彈簧彈力大于重力沿斜面向下的分力，物塊的加速度不為零，C正確，D錯誤。故選BC。綜合提升練10．如圖所示，一個質量為50kg的沙發靜止在水平地面上，甲、乙兩人同時從背面和側面分別用F1＝120N、F2＝160N的力推沙發，F1與F2相互垂直，且平行于地面。沙發與地面間的動摩擦因數μ＝0.3，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是()A．沙發不會被推動B．沙發將沿著F1的方向移動，加速度為0.6m/s2C．由于F1小于滑動摩擦力，沙發將沿著F2的方向移動，加速度為0.2m/s2D．沙發的加速度大小為1m/s2解析：兩推力的合力F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝eq\r(1202＋1602)N＝200N，滑動摩擦力Ff＝μmg＝0.3×50×10N＝150N<F，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma，代入數據得a＝1m/s2，故D正確，A、B、C錯誤。故選D。11．在靜止的車廂內，用細繩a和b系住一個小球，繩a斜向上拉，繩b水平拉，如圖所示。現讓車從靜止開始向右做勻加速運動，小球相對于車廂的位置不變，與小車靜止時相比，繩a、b的拉力Fa、Fb的變化情況是()A．Fa變大，Fb不變 B．Fa變大，Fb變小C．Fa不變，Fb變小 D．Fa不變，Fb變大解析：以小球為研究對象，分析受力情況，如圖所示，小車運動時，根據牛頓第二定律得水平方向，Fasinα－Fb＝ma①，豎直方向，Facosα－mg＝0②，由題知α不變，由②分析知Fa不變，由①知Fb＝Fasinα－ma<Fasinα，即Fb變小。故選C。12．完全相同的三個物塊1、2、3放在水平桌面上，它們與桌面間的動摩擦因數相同。現用大小相同的外力F沿如圖所示方向分別作用在1和2上，用eq\f(1,2)F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速運動，用a1、a2、a3分別代表物塊1、2、3的加速度，則()A．a1＝a2＝a3 B．a1＝a2，a2>a3C．a1>a2，a2<a3 D．a1>a2，a2>a3解析：對物塊1，由牛頓第二定律得Fcos60°－Ff＝ma1，即eq\f(F,2)－μ(mg－Fsin60°)＝ma1，對物塊2，由牛頓第二定律得Fcos60°－Ff′＝ma2，即eq\f(F,2)－μ(mg＋Fsin60°)＝ma2，對物塊3，由牛頓第二定律得eq\f(1,2)F－Ff″＝ma3，即eq\f(F,2)－μmg＝ma3，比較得a1>a3>a2，選項C正確。故選C。13.如圖所示，手拉著小車靜止在傾角為30°的光滑斜面上，已知小車的質量為2.6kg，取g＝9.8m/s2。(1)求繩子對小車的拉力大小；(2)求斜面對小車的支持力大小；(3)如果繩子突然斷開，求小車的加速度大小；(4)如果讓小車以加速度2m/s2沿斜面向上運動，需要的拉力為多大？答案：(1)12.74N(2)22.07N(3)4.9m/s2(4)17.94N解析：(1)小車沿斜面方向受力平衡，得繩子對小車的拉力大小F拉＝mgsin30°＝2.6×9.8×eq\f(1,2)N＝12.74N。(2)小車沿垂直斜面方向受力平衡，得斜面對小車的支持力大小FN＝mgcos30°＝2.6×9.8×eq\f(\r(3),2)N≈22.07N。(3)繩子突然斷開，沿斜面方向小車受到的合力為mgsin30°，由mgsin30°＝ma得小車的加速度大小a＝gsin30°＝9.8×eq\f(1,2)m/s2＝4.9m/s2。(4)以小車為研究對象，受力分析如圖所示。利用正交分解法，由牛頓第二定律得F－mgsin30°＝ma′，其中a′＝2m/s2，所以需要的拉力大小F＝ma′＋mgsin30°＝2.6×2N＋2.6×9.8×eq\f(1,2)N＝17.94N。第四章4課后知能作業基礎鞏固練知識點一基本單位和國際單位制1．(多選)下列關于單位制及其應用的說法正確的是()A．基本單位和導出單位一起組成了單位制B．選用的基本單位不同，構成的單位制也不同C．在物理計算中，如果所有已知量都用同一單位制中的單位表示，只要正確應用公式，其結果的單位就一定是用這個單位制中的單位來表示的D．一般來說，物理公式主要確定各物理量間的數量關系，并不一定能確定單位關系解析：基本單位和導出單位一起組成了單位制，選項A正確；選用的基本單位不同，構成的單位制也不同，選項B正確；在物理計算中，如果所有已知量都用同一單位制中的單位表示，只要正確應用公式，其結果的單位一定是用這個單位制中的單位來表示的，選項C正確；物理公式可以確定各物理量間的數量關系，同時也可以確定單位關系，選項D錯誤。故選ABC。2．(2024·吉林松原高一期末)在國際單位制中，力學中的三個基本單位是()A．牛頓、千克、米 B．厘米、克、牛頓C．長度、質量、力 D．米、千克、秒解析：國際單位制中，力學的三個基本物理量是長度、質量和時間，它們的單位分別是米、千克和秒。故選D。3．(多選)導出單位是由基本單位組合而成的，下列說法正確的是()A．加速度的單位是m/s2，是由m、s兩個基本單位組合而成的B．加速度的單位是m/s2，由公式a＝eq\f(Δv,t)可知它是由m/s和s兩個基本單位組合而成的C．加速度的單位是m/s2，由公式a＝eq\f(F,m)可知它是由N、kg兩個基本單位組合而成的D．使質量為1kg的物體產生1m/s2的加速度的力為1N解析：加速度的單位是m/s2，是由m、s兩個基本單位組合而成的。m/s、N是導出單位，選項A正確，選項B、C錯誤；根據F＝ma知，使質量為1kg的物體產生1m/s2的加速度的力為1N，選項D正確。故選AD。4．(多選)(2024·廣東深圳高一校考期末)關于單位制，下列說法中正確的是()A．在力學中，力是基本概念，所以力的單位“牛頓”是力學單位中的基本單位B．因為力的單位是牛頓，而1N＝1kg·m/s2，所以牛頓是導出單位C．各物理量采用國際單位制中的單位，通過物理公式運算的結果的單位一定為國際單位制中的單位D．物理公式只能確定物理量之間的數量關系，無法確定物理量間的單位關系解析：力的單位是牛頓，由牛頓第二定律可知1N＝1kg·m/s2，牛頓是導出單位，A錯誤，B正確；各物理量采用國際單位制中的單位，通過物理公式運算的結果的單位一定為國際單位制中的單位，C正確；物理公式不僅能確定物理量之間的數量關系，也能確定物理量間的單位關系，D錯誤。故選BC。5．下列關于重力和質量的單位及其關系的說法正確的是()A．1kg＝10NB．1kg的質量約為10NC．10N的力約為1kg的質量D．在地面上質量為1kg的物體，其重力約為10N解析：在地球上不同的地理位置，不同的高度，重力加速度有所不同，故同一物體的重力也有所不同，可以說在地面上質量為1kg的物體，其重力約為10N，但不能說1kg的質量約為10N，或10N的力約為1kg的質量，質量和重力是兩個不同的物理量，故選項A、B、C錯誤，選項D正確。故選D。6.(2024·吉林松原高一期末)據報道，我國人造太陽高11米、直徑8米、重達400噸，成功實現5000萬攝氏度持續放電101.2秒的成果，打破了世界紀錄。在這則新聞中涉及了長度、質量、溫度和時間及其單位，在國際單位制中，下列說法正確的是()A．力學基本量是長度、質量、時間，所有的物理量都有單位B．kg、N、m/s都是導出單位C．根據牛頓第二定律表達式可知：1N＝1kg·m/sD．新聞中涉及的1米、400噸和101.2秒中，米和秒是國際單位制中的基本單位解析：力學基本量是長度、質量、時間，并非所有的物理量都有單位，如動摩擦因數就沒有單位，A錯誤；kg是基本單位，N、m/s是導出單位，B錯誤；根據牛頓第二定律表達式可知：1N＝1kg·m/s2，C錯誤；新聞中涉及的1米、400噸和101.2秒中，米和秒是國際單位制中的基本單位，D正確。故選D。7.如圖為汽車常用的剪式千斤頂。若車輪剛被頂起時，千斤頂兩臂間的夾角為120°，汽車對千斤頂的壓力為1.5×104N，若用國際單位制基本單位來表示這一數據，正確的是()A．1.5×104kg·m·s－2 B．1.5×104kg·m·s－1 C．1.5×104kg·m·s D．1.5×104kg·m·s2解析：根據牛頓第二定律F＝ma可得1.5×104N＝1.5×104kg·m·s－2，故A正確，B、C、D錯誤。故選A。知識點二單位制的應用8．物理學家于1995年在實驗室觀察到了頂夸克，這是近二十幾年粒子物理研究最重要的實驗進展之一。正、反頂夸克之間的強相互作用勢能可寫為Ep＝－Keq\f(4as,3r)，式中r是正、反頂夸克之間的距離，as＝0.12是強相互作用耦合常數，無單位，K是與單位制有關的常數，Ep的單位為焦耳(J)，則在國際單位制中常數K的單位是()A．J B．NC．J·m D．J/m解析：由題意知Ep＝Keq\f(4as,3r)，則K＝eq\f(3Epr,4as)，as無單位，r的單位為m，Ep的單位為J，則K的單位為J·m，選項C正確。故選C。9．(多選)有幾個同學在一次運算中，得出了某物體位移x的大小同其質量m、速度v、作用力F和運動時間t的關系式分別如下，其中一定錯誤的是()A．x＝eq\f(v,2a) B．x＝eq\f(mv3,F)C．x＝Ft D．x＝eq\f(mv2,2F)解析：把各物理量的單位都用基本單位表示，v的單位為m/s，a的單位為m/s2，F的單位為kg·m/s2，x的單位為m。由此可解出A、B、C、D的單位分別為s、m2/s、kg·m/s、m，故A、B、C一定錯誤，D可能正確。故選ABC。綜合提升練10．(2024·山東濰坊高一校考期末)日本擬向太平洋排放核廢水引發國際社會的廣泛關注與譴責。輻射的危害程度常用“當量劑量”這一物理量衡量，其國際單位是希沃特，記作Sv。每千克(kg)人體組織吸收1焦耳(J)為1希沃特。下列選項中用國際單位制的基本單位表達希沃特，正確的是()A．m2/s2 B．W/kgC．J/kg D．m2/s解析：根據相應物理量單位之間的換算關系可得1Sv＝1J·kg－1＝1N·m·kg－1＝1kg·m2·s－2·kg－1＝1m2·s－2，故選A。11．普朗克常量h＝6.626×10－34N·m·s，光速為c，電子質量為me，則eq\f(h,mec)在國際單位制下的單位是()A．N·m/s B．mC．N·m2 D．m/s解析：根據eq\f(h,mec)可得其單位為eq\f(N·m·s,kg·m/s)＝eq\f(kg·m/s2·m