運(yùn)動和力的關(guān)系-2024-2025學(xué)年高中物理必修第一冊課時跟蹤檢測

階段驗收評價（四）運(yùn)動和力的關(guān)系

（時間：75分鐘滿分：100分）

一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，

只有一項是符合題目要求的）

1.下列關(guān)于單位制的說法中，正確的是（）

A.在國際單位制中力學(xué)的三個基本單位分別是長度單位m、時間單位s、力的單位N

B.長度是基本物理量，其單位m、cm、mm都是國際單位制中的基本單位

C.公式歹=機(jī)。中，各量的單位可以任意選取

D.由F—ma可得到力的單位1N=1kg-m/s2

解析：選D在國際單位制中三個力學(xué)基本物理量分別是長度、質(zhì)量、時間，它們的單

位分別為m、kg、s,故A錯誤；長度是基本物理量，其單位m是國際單位制中的基本單位,

cm與mm只是常用單位，故B錯誤；公式中，各物理量的單位都是采用國際單位,

故C錯誤；公式尸=7"。中，各物理量的單位都是采用國際單位，才由尸=機(jī)?？傻玫搅Φ膯?/p>

位1N=1kg-m/s2,故D正確。

2.下列說法正確的是（）

A.體操運(yùn)動員雙手握住單杠在空中不動時處于失重狀態(tài)

B.蹦床運(yùn)動員在空中上升和下降過程中都處于失重狀態(tài)

C.舉重運(yùn)動員在舉起杠鈴后的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)

D.游泳運(yùn)動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)

解析：選B當(dāng)物體具有向上的加速度時，即向上做加速運(yùn)動或向下做減速運(yùn)動時，物

體處于超重狀態(tài)；當(dāng)物體具有向下的加速度時，即向下做加速運(yùn)動或向上做減速運(yùn)動時，物

體處于失重狀態(tài)。在A、C、D選項中，運(yùn)動員處于靜止?fàn)顟B(tài)，即處于平衡狀態(tài)，只有選項B

中運(yùn)動員的加速度為重力加速度，方向豎直向下，處于失重狀態(tài)，而且處于完全失重狀態(tài)，

故B正確。

3.如圖所示，輕繩1的兩端分別系著天花板和物塊4,物塊4的下端連著輕

A

彈簧，輕彈簧的下端連著框架8,框架5里面用輕繩2懸掛著物塊C,物塊4、

框架3、物塊C三者質(zhì)量相等。當(dāng)剪斷輕繩1或輕繩2的瞬間，框架8的加速度r

^

—

大小分別為（重力加速度為g）（）

A.0,gB.g，g

1

c.0D.0,0

解析：選A設(shè)A、B,C的質(zhì)量均為小。開始時，以A、B、C組成的系統(tǒng)為研究

對象，由平衡條件得：，〃g+?ig+/ng=g,得輕繩1的張力為：Fi=3mg,剪斷輕繩1的瞬

間，彈簧的彈力不能突變，所以對5,此瞬間的合力為0,加速度為0；剪斷輕繩2前，以4、

3組成的系統(tǒng)為研究對象，由平衡條件推論可知Fi="?g+mg+歹2,F2=mg,剪斷輕繩2瞬

間，彈簧的彈力不能突變，此瞬間5合力大小等于F2=/n“，加速度”=g,方向豎直向上，

故A正確，B、C、D錯誤。

4.某中學(xué)教學(xué)樓的樓頂是尖頂形狀，這樣設(shè)計能夠讓雨水盡快地從屋頂排出。假定雨

滴落到屋頂最高點時速度瞬間減為零，雨滴沿濕潤的屋頂斜面下滑時不計摩擦阻力，離開屋

頂斜面即離開屋頂。為了使雨滴盡快從屋頂排出，下面關(guān)于斜面傾角的大小合適的角度是

()

A.30°B.45°

C.60°D.75°

解析：選B如圖為屋頂?shù)氖疽鈭D，屋頂為一等腰三角形，設(shè)房屋

的寬度為2L,雨滴運(yùn)動的距離為/,斜面的傾角為，，雨滴運(yùn)動的距離,^|\

L

為，=麻7，雨滴的運(yùn)動可看作勻加速運(yùn)動，雨滴的合力等于重力沿斜---2L---------

面方向的分力，則機(jī)gsin，=機(jī)雨滴運(yùn)動的加速度a=gsin6,根據(jù)勻變速運(yùn)動的知識有，

=%也變形得yjgs/cosa=當(dāng)8=45。，sin(2，)最大，雨滴運(yùn)動時間最

短。故A、C、D錯，B對。

5.如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿，當(dāng)

竿上一質(zhì)量為m的人以加速度?加速下滑時，竿對“底人”的壓力大小為()

A.B.(M-\-m)g—ma

C.(M+m)g+niaD.[M—ni)g

解析：選B對竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ft,由mg—6=機(jī)”得6=，〃(g—4)。

竿對人有摩擦力，人對竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反。對竿分析：受

重力Mg、竿上的人對竿向下的摩擦力尸人頂竿的人對竿的支持力FN,有Mg+FJ=bN,又

因為竿對“底人”的壓力和“底人”對竿的支持力是一對作用力與反作用力，由牛頓第三定

律知竿對“底人”的壓力大小廠N'=Mg+Ff，=(M+/n)g—皿I。B項正確。

6.如圖所示，滑輪A可沿傾角為，的足夠長光滑軌道下滑，滑輪下用輕繩掛著一個重

為G的物體3,下滑時，物體5相對于A靜止，則下滑過程中()

A.5的加速度為gsinaB.繩的拉力為^

C.繩的方向保持豎直D.繩的拉力為G

解析：選A分析滑輪A和3的整體，受到重力和斜面的支持力，由牛頓第二定律可得

(mA+mB)gsin0={mA+mB)a,解得a=gsin。，由于下滑時，物體B相對于A靜止，因此物

體5的加速度也為gsin，，對物體5受力分析得：受到繩子的拉力和重力，因此繩子拉力方

向與斜面垂直，因此繩的拉力為Geos，。因此A正確，B、C、D錯誤。

7.如圖所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為機(jī)的小球，另一端固定在傾y

角為e的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行。在斜面體以加速度a水產(chǎn)夕

平向右做勻加速直線運(yùn)動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受“"~口

到細(xì)線的拉力FT和斜面的支持力尸N分別為(重力加速度為g)()

A.FT=m(gsin0+acos0),F^—m(gcos0~asin0)

B.F^=m(gcos3+asinff),Fti=m(gsin0-acosff)

C.FT—m(acos0~gsin0),F^—m(gcos0+asin0)

D.FT=m(asin0—gcos0),FN=m(gsin3+acos0)

解析：選A對小球受力分析如圖所示，建立坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓第二定律有：

在x軸方向上：Fj—mgsinO=macos0,V

在y軸方向上：F^—mgcosO=—masin0,Vx/

解得：FT=sin0+acos3),-V

,A、E\

FN=m(gcos0—asin0),所以選項A正確。

二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，

有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得。分)

8.一塊足夠長的白板，位于水平桌面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。一石墨塊(可視為質(zhì)點)靜止在

白板上，石墨塊與白板間存在摩擦，動摩擦因數(shù)為"。突然，使白板以恒定的速度如做勻速

直線運(yùn)動，石墨塊將在板上劃下黑色痕跡。經(jīng)過某段時間t,令白板突然停下，以后不再運(yùn)

動。在最后石墨塊也不再運(yùn)動時，白板上黑色痕跡的長度可能是（已知重力加速度為g,不計

石墨塊與板摩擦過程中損失的質(zhì)量）（）

A.~B.—

C.@ot—%gFD.vot

解析：選AC在時間t內(nèi)，石墨塊可能一直勻加速，也可能先加速后勻速；石墨塊加

速時，根據(jù)牛頓第二定律，有：ftmg=ma,解得：a=〃g；經(jīng)過時間f后，白板靜止后，石墨

塊做減速運(yùn)動，加速度大小不變，原來石墨塊相對白板向后運(yùn)動，白板停止后，石墨塊相對

白板向前運(yùn)動，即石墨塊相對白板沿原路返回，因石墨塊相對白板向后運(yùn)動的距離不小于石

墨塊相對白板向前運(yùn)動的距離，故白板上黑色痕跡的長度等于石墨塊加速時相對白板的位

移。如果時間t內(nèi)石墨塊一直加速，加速的位移為xi=^figt2,加速時相對白板的位移為Axi

=Vot—Xi=Vot—^ugt2,C正確；如果時間t內(nèi)石墨塊先加速，后勻速，石墨塊的位移為X2

=貌+。0,一給=如/一款，石墨塊相對白板的位移為\X2=V0t-X2=^,A正確、B錯

誤；如果時間，內(nèi)石墨塊加速的末速度恰好等于00,石墨塊的位移矽=k0，，石墨塊加速時

相對白板的位移為AX3=OOLX3=T。。，，故D錯誤。

9.如圖甲所示，用一水平外力尸拉著一個靜止在傾角為。的光滑斜面上的物體，逐漸

增大尸，物體做變加速運(yùn)動，其加速度。隨外力F變化的圖像如圖乙所示，若重力加速度g

取10m/s2。根據(jù)圖乙中所提供的信息可以計算出（）

A.物體的質(zhì)量

B.斜面的傾角

C.加速度由2m/s2增加到6m/s2的過程中，物體通過的位移

D.加速度為6m/s2時物體的速度

解析：選AB由題圖乙可知，當(dāng)水平外力F=0時，物體的加速度。=-6m/s2,此時

物體的加速度a=-gsinO,可求出斜面的傾角0=37。，選項B正確；當(dāng)水平外力F=15N

時，物體的加速度。=0,此時Fcos0=zngsin0,可得機(jī)=2kg,選項A正確；由于不知道

加速度與時間的關(guān)系，所以無法求出物體在各個時刻的速度，也無法求出物體加速度由2m/s2

增加到6m/s2過程中的位移，選項C、D錯誤。

10.如圖所示，在山體下的水平地面上有一靜止長木板，某次山體滑坡，有石塊從山坡

上滑下后，恰好以速度歷滑上長木板，石塊與長木板、長木板與水平地面之間都存在摩擦。

設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力的大小，且石塊始終未滑出長木板。下面給出了石塊在

長木板上滑行的V4圖像，其中可能正確的是（）

01]^2o八t2

AB

G“2

D

解析：選BD由于石塊與長木板、長木板與地面之間都有摩擦，故石塊不可能做勻速

直線運(yùn)動，故A錯誤；設(shè)石塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為"1,長木板與地面之間的動摩擦

因數(shù)為22,石塊的質(zhì)量為加，長木板的質(zhì)量為M,當(dāng)"i/ng>/2（M+?i）g,最終石塊與長木板

將一起做勻減速直線運(yùn)動，此時的加速度為"2g,由filing>/i2（M+m）g,可得：〃ig>〃2g,

即石塊剛開始的加速度大于石塊與長木板一起減速時的加速度，也就是說圖像的斜率將變

小，故C錯誤，B正確；若石塊對長木板向右的滑動摩擦力小于地面對長木板的最大靜摩擦

力，則長木板將靜止不動，石塊將在長木板上做勻減速直線運(yùn)動，故D正確。

三、非選擇題（本題共5小題，共54分）

11.（8分）某實驗小組利用圖甲所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關(guān)系，實驗過程

如下:

薄板

細(xì)繩小睪1;紙帶熱點計時器

\..............................>

鉤碼］墊塊

甲乙

（1）首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點計時器與小

車相連。

（2）用墊塊將木板一端墊高，調(diào)整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調(diào)

整過程中打出的紙帶如圖乙所示（紙帶上的點由左至右依次打出），則墊塊應(yīng)該（填

“往左移”“往右移”或“固定不動”）。

（3）在細(xì)繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。

（4）把小車靠近打點計時器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動紙帶下滑，打出的

紙帶一部分如圖丙所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,紙帶上標(biāo)出的每兩個

相鄰計數(shù)點之間還有4個打出的點未畫出。打出F點時小車的速度大小為________m/s（結(jié)果

保留2位小數(shù)）。

ABCDEFG

《！！fff*

.68單位:cm!

3/J

2.60'

3.85

5.29

6.92

丙

（5）保持小車和鉤碼的質(zhì)量不變，在小車上安裝一薄板。實驗近似

得到的某時刻起小車圖像如圖丁所示，由圖像可知小車加速度大

?。ㄌ睢爸饾u變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。據(jù)此可

以得到的實驗結(jié)論是o

解析：（2）由題圖乙可知從左往右點間距逐漸增大，說明小車做加速運(yùn)動，即平衡摩擦力

過度，應(yīng)減小木板的傾角，即將墊塊往右移。

⑷打歹點時小車的速度大小等于打E、G兩點之間小車的平均速度大小，即

X￡G(6.92-3.85)x10-^

VF-2T~2X0.1m/s^O.lSm/so

（5）v-t圖像的斜率表示加速度，由圖像可知小車加速度大小逐漸變小。根據(jù)牛頓第二定

律可知小車所受合外力尸隨速度的增大而變小。裝上薄板后，設(shè)小車所受空氣阻力大小為

則F=T-f,

而細(xì)繩拉力7不變，故由此得到的結(jié)論是空氣阻力隨速度增大而增大。

答案：（2）往右移（4）0.15⑸逐漸變小空氣阻力隨速度增大而增大

12.（8分）如圖甲所示為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)）研究加速度和力的

關(guān)系”的實驗裝置：

位移傳感器（發(fā)射器）位移傳感器（接收器）

.同n

軌道

白鉤碼

甲

（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應(yīng)保持不變，用鉤碼所受的重力作為

,用DIS測小車的加速度。

⑵改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F

關(guān)系圖線（如圖乙所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是。

②此圖線的A3段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是。

A.小車與軌道之間存在摩擦

B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D.所用小車的質(zhì)量太大

解析：（1）探究加速度與力的關(guān)系時，采用控制變量法，保持研究對象即小車與發(fā)射器的

質(zhì)量不變，實驗中為了便于獲得對小車施加恒定拉力且容易知道其大小，此拉力用鉤碼的重

力代替。

⑵①實驗得到的a-F關(guān)系圖線。4段為過原點的傾斜直線，表明在小車質(zhì)量一定的情況

下，它的加速度與其所受的合力成正比；②實驗中用鉤碼的重力替代小車受到合力的前提是

鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，若鉤碼的質(zhì)量與小車的質(zhì)量差不多大，則不能用鉤碼的重力

替代小車受到的合力，a-F圖線也不再是過原點的直線。

答案：（1）小車與發(fā)射器的質(zhì)量小車受到的合力

(2)①質(zhì)量一定時，加速度與合力成正比②C

13.(11分)民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)緊急著陸后，打開緊急出口，

狹長的氣囊會自動充氣，形成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地面(滑行到

地面時速度不損失)。若機(jī)艙口下沿距地面3.2m,氣囊所構(gòu)成的斜面長度為6.5m,一個質(zhì)

量為60kg的人沿氣囊滑下時所受的阻力是240N(g取10m/s2),求：

⑴人滑至氣囊底端時的速度的大小。

(2)若人與地面的動摩擦因數(shù)為0.2,人在地面上滑行的距離是多少？

解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律得：，"gsin，一/=機(jī)的，

根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有"=2”四，

解得v=3.5m/so

(2)由牛頓第二定律得：/img=ma2,

根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有峭=2〃加2,

解得X2=3.0mo

答案:(1)3.5m/s(2)3.0m

14.(12分)如圖所示是深坑打夯機(jī)的示意圖。首先，電動機(jī)帶動兩個摩擦輪勻速轉(zhuǎn)動，

將壓緊的夯桿從深坑提起。當(dāng)夯桿的下端剛到達(dá)坑口時，兩個摩擦輪將夯桿松開，夯桿在自

身重力的作用下，最后落回坑底，這樣，周而復(fù)始地進(jìn)行，就可以達(dá)到將坑底夯實的目的。

已知兩摩擦輪邊緣的切線處，豎直向上的速度o=4m/s,兩摩擦輪對夯桿的正壓力均為尸=

2X104N,與夯桿的動摩擦因數(shù)"=0.3,夯桿的質(zhì)量機(jī)=1.0X103kg,坑深入=6.4m,不

計因打夯引起的深度變化，試計算該深坑打夯機(jī)的打夯周期。

解析：夯桿的運(yùn)動過程包括：勻加速上升、勻速上升、勻減速上升、自由落體回到坑底。

夯桿所受的滑動摩擦力為=2〃/，

根據(jù)牛頓第二定律有：Fi—mg=ma,

聯(lián)立可得a=2m/s2,

夯桿勻加速運(yùn)動的位移了1=斤，可得xi=4m,

,v

勻加速運(yùn)動的時間ti=