第四章 運(yùn)動和力的關(guān)系單元測試-2024-2025學(xué)年高一物理同步課堂（人教版2019必修第一冊）解析版

第第頁第四章運(yùn)動和力的關(guān)系單元測試卷班級姓名學(xué)號分?jǐn)?shù)（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項(xiàng)：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務(wù)必將自己的班級、姓名、學(xué)號填寫在試卷上。2．回答第I卷時，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1-8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9-12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1．下列關(guān)于慣性的說法中正確的是（）A．靜止的汽車沒有慣性B．貨車滿載時比空車時慣性大C．乘客系安全帶是為了消除慣性D．動車減速進(jìn)站過程中慣性越來越小【答案】B【詳解】AD．物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)系，與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，AD錯誤；B．貨車滿載時比空車的質(zhì)量大，故滿載時比空車慣性大，B正確；C．乘客系安全帶是為了防止緊急剎車時會向前沖，即為了防止慣性帶來的危害，不是為了消除慣性，C錯誤；故選B。2．下列關(guān)于力和運(yùn)動關(guān)系的說法正確的是（）A．沒有外力作用時，物體不會運(yùn)動，這是牛頓第一定律的體現(xiàn)B．物體受合外力越大，運(yùn)動得越快，這符合牛頓第二定律C．物體所受合外力為零，則速度一定為零；物體所受合外力不為零，則其速度也一定不為零D．物體所受的合外力最大時，其速度可以為零；物體所受的合外力最小時，其速度可以最大【答案】D【詳解】A．物體的運(yùn)動不需要力來維持，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力是物體產(chǎn)生加速度的原因，故A錯誤；BCD．物體所受合外力為零時，加速度一定為零，但速度不一定為零，可以最大，物體所受合外力最大時，加速度一定最大，但速度不一定最大，可以為零，故BC錯誤，D正確。故選D。3．兩個質(zhì)量均為m的小球，用輕質(zhì)彈簧連接，放置在傾角為θ＝30°的光滑斜面上，如圖所示，系統(tǒng)靜止時，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)A＝0；aB＝g B．a(chǎn)A＝g；aB＝0C．a(chǎn)A＝g；aB＝g D．a(chǎn)A＝0；aB＝g【答案】B【詳解】細(xì)線被燒斷的瞬間，小球B的受力情況不變，加速度為零。燒斷前，分析整體受力可知線的拉力為T＝2mgsinθ燒斷瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為2mgsinθ，所以A球的瞬時加速度為aA＝2gsin30°＝gACD錯誤，B正確。故選B。4．如圖所示是用傾斜的索道運(yùn)輸貨物的情境，當(dāng)載重車廂沿索道向上勻加速運(yùn)動時，貨物與車廂始終保持相對靜止?fàn)顟B(tài)，貨物與車廂底板的接觸面保持水平。下列對車廂內(nèi)貨物受力分析的示意圖中，可能正確的是（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】將加速度分解到豎直方向和水平方向，可知有豎直向上的分加速度和水平向右的分加速度，則車廂內(nèi)貨物豎直方向受到重力和支持力作用，水平方向受到水平向右的摩擦力作用。故選D。5．如圖所示，升降機(jī)內(nèi)的水平桌面上，用輕彈簧連接一個質(zhì)量為m的物體，當(dāng)升降機(jī)以速度v向下做勻速運(yùn)動，把彈簧拉長x時，物體恰好能在桌面上靜止，若突然發(fā)現(xiàn)物體向右運(yùn)動，則升降機(jī)的運(yùn)動可能是（）A．保持原來勻速運(yùn)動 B．向下做加速運(yùn)動C．向上做加速運(yùn)動 D．已停止不動【答案】B【詳解】當(dāng)升降機(jī)以速度v向下做勻速運(yùn)動時，物體在水平方向受彈簧的拉力及摩擦力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧伸長，故拉力向右，摩擦力向左；因物體處于平衡狀態(tài)，故拉力等于摩擦力；物體向右運(yùn)動，而在動的瞬間彈力不變，故最大靜摩擦力應(yīng)減小，物體對接觸面的壓力應(yīng)減小，即物體應(yīng)處于失重狀態(tài)，故升降機(jī)加速度應(yīng)向下，即物體應(yīng)向下做加速運(yùn)動或向上做減速運(yùn)動。故選B。6．如圖所示，一輕彈簧豎直固定在水平地面上，彈簧正上方有一個小球自由下落。從小球接觸彈簧上端到將彈簧壓縮到最短的過程中，下列圖線中關(guān)于小球的速度大小v、加速度大小a、時間t、彈簧形變量x關(guān)系正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】小球剛接觸彈簧的一段時間內(nèi)，重力大于彈力，則加速度向下，即小球加速向下運(yùn)動，隨向下位移的增加，彈力變大，當(dāng)彈力等于重力時，加速度為零，此時速度最大；以后彈力大于重力，加速度向上，則即小球向下做減速運(yùn)動，隨彈力的增加，加速度逐漸變大，到達(dá)最低點(diǎn)時加速度向上最大，則小球的速度先增加后減小，加速度先減小后增加，且加速度a隨位移x呈線性關(guān)系，但是隨時間t不是線性關(guān)系。故選D。7．如圖所示，在粗糙水平面上依次并排緊靠著三個木塊1、2、3，已知木塊1、2、3的質(zhì)量分別為m、2m、3m，每個木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均相同?，F(xiàn)用一水平向右的恒力F推木塊，使三個木塊一起向右做勻加速直線運(yùn)動，則木塊1對木塊2的作用力與木塊2對木塊3的作用力的大小之比為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】將三個木塊1、2、3看作整體，由牛頓第二定律得解得將木塊2、3看作整體，由牛頓第二定律得解得對木塊3，由牛頓第二定律得解得則有故選B。8．如圖所示，AQ為圓的豎直直徑，沿AQ、BQ、CQ固定三個光滑桿，現(xiàn)讓三個小環(huán)（可以看作質(zhì)點(diǎn)）套在桿上，并分別沿著AQ、BQ、CQ桿自頂端由靜止開始下滑到Q點(diǎn)，下滑所用時間分別為t1、t2和t3，運(yùn)動的平均速度分別為v1、v2和v3。則有（）

A． B． C． D．【答案】D【詳解】設(shè)斜面的傾角為，圓的直徑為，根據(jù)牛頓第二定律可得小環(huán)下滑的加速度為斜面的長度為根據(jù)動力學(xué)公式小環(huán)下滑所用時間為則由于根據(jù)平均速度公式可得故選D。9．如圖甲所示，用水平壓力F將物塊按壓在豎直墻壁上，F(xiàn)隨時間t的變化如圖乙所示。物塊的速度v隨時間t的變化如圖丙所示。取重力加速度，下列說法正確的是（

）A．能求出物塊的質(zhì)量B．不能求出物塊與墻面間的動摩擦因數(shù)C．內(nèi)，物塊所受摩擦力等于重力D．若后壓力F變?yōu)?，則末物塊恰好靜止【答案】BCD【詳解】C．內(nèi)，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊所受摩擦力等于重力，故C正確；AB．內(nèi)，物塊做勻加速運(yùn)動，加速度為根據(jù)牛頓第二定律有內(nèi)，物塊做勻速直線運(yùn)動，則可知不能求出物塊的質(zhì)量，不能求出物塊與墻面間的動摩擦因數(shù)，故A錯誤，B正確；D．若后壓力F變?yōu)?，根?jù)牛頓第二定律有解得物塊恰好靜止的時刻為故D正確。故選BCD。10．如圖所示，斜面A放在粗糙水平地面上，將表面粗糙的長方體B放在斜面A上，系統(tǒng)保持靜止。下列說法正確的是（）A．斜面A對B的作用力豎直向上B．地面對斜面的摩擦力水平向右C．再將另一物體C輕放在B上方后，地面對斜面的摩擦力可能水平向右D．再將另一物體C輕放在B上方后，B可能相對于斜面下滑【答案】AC【詳解】A．將表面粗糙的長方體B放在斜面A上，系統(tǒng)保持靜止。對B分析可知，B受重力和斜面對B的作用力而平衡，故斜面A對B的作用力豎直向上，故A正確；B．整體分析可知，水平方向上地面對斜面沒有摩擦力，有的話就不平衡了，故B錯誤；C．再將另一物體C輕放在B上方后，C可能沿B向下加速運(yùn)動，整體有水平向右的加速度，地面對整體的摩擦力提供了這個加速度，根據(jù)牛頓第二定律可知，地面對斜面的摩擦力可能水平向右，故C正確；D．再將另一物體C輕放在B上方后，對B分析，初態(tài)靜止放上C后，C沿B下滑時，對B的摩擦力小于C靜止在B上時的靜摩擦力，故當(dāng)C與B均靜止時故B仍靜止，故D錯誤。故選AC。11．質(zhì)量為的物塊水平向右滑上逆時針轉(zhuǎn)動的傳送帶如圖甲所示，物塊的圖象如圖乙所示，，在整個運(yùn)動過程中，以下說法正確的是（

）A．物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為B．整個過程中物塊在傳送帶上留下的劃痕長度為C．整個過程中物塊在傳送帶上留下的劃痕長度為D．時，物塊離傳送帶A端最遠(yuǎn)【答案】ACD【詳解】A．內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律有，內(nèi)物塊的加速度為可得物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為故A正確；BC．內(nèi)物塊在傳送帶上留下的劃痕長度為，內(nèi)物塊在傳送帶上留下的劃痕長度為整個過程中物塊在傳送帶上留下的劃痕長度為故B錯誤，C正確；D．內(nèi)物塊向物塊離傳送帶B端運(yùn)動，內(nèi)物塊向物塊離傳送帶A端運(yùn)動，可知時，物塊離傳送帶A端最遠(yuǎn)，故D正確。故選ACD。12．如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端疊放兩個質(zhì)量均為M的物體A、B（B物體與彈簧連接），彈簧的勁度系數(shù)為k，初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體A上，使物體A向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動，測得兩個物體的圖像如圖乙所示（重力加速度為g），則（）

A．時，拉力B．施加拉力的瞬間，A、B間的彈力大小為C．A、B在時刻分離，此時彈簧彈力為D．若時刻B的速度達(dá)到最大值，此時彈簧彈力恰好為零【答案】BC【詳解】A．初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件有，時，對A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有解得故A錯誤；B．施加拉力的瞬間，對B進(jìn)行分析有結(jié)合上述解得故B正確；C．根據(jù)圖像可知，A、B在時刻開始分離，此時A、B之間的彈力為0，B的加速度仍然為a，對B進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得故C正確；D．對B進(jìn)行分析，在A、B剛剛分離時，彈簧仍然處于壓縮狀態(tài)，彈簧彈力大于B的重力，B先向上做加速運(yùn)動，彈簧壓縮量減小，B做加速度減小得變加速直線運(yùn)動，當(dāng)彈簧彈力與重力平衡，即合力為0時，B的速度達(dá)到最大值，根據(jù)圖像可知，時刻B的速度達(dá)到最大值，此時彈簧彈力大小等于重力，方向豎直向上，故D錯誤。故選BC。第II卷（非選擇題共52分）二、實(shí)驗(yàn)題（滿分14分）13．如圖所示是“探究加速度a與力F、質(zhì)量m關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)這樣進(jìn)行：兩個相同的小車1、2并排放在木板上，前端各系一條輕繩，輕繩的另一端跨過光滑定滑輪各掛一個相同的小盤。在木板左端下面墊一小木塊來平衡摩擦力，兩個小車后面各系一條細(xì)線，用黑板擦把兩條細(xì)線同時按在木板上，使兩小車靜止。抬起黑板擦，兩個小車同時開始運(yùn)動，按下黑板擦，兩個小車同時停下來，用刻度尺測量兩個小車的位移大小。下列是關(guān)于該實(shí)驗(yàn)中有關(guān)問題的分析。（1）用小盤和盤中重物的總重力大小代替拉小車的輕繩拉力大小，其條件是小盤和盤中重物的總質(zhì)量小車和車中重物的總質(zhì)量；（2）在兩個相同小車中放入相同質(zhì)量的重物、且一直保持不變。分別在其小盤中放入不同的重物，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得多組數(shù)據(jù)。把兩小車?yán)Υ笮≈茸鳛闄M軸，對應(yīng)的兩小車位移大小之比作為縱軸，實(shí)驗(yàn)過程中得到的圖像如圖甲所示，根據(jù)甲圖得到的結(jié)論為；（3）在兩個相同小盤中放入相同質(zhì)量的重物、且一直保持不變。分別在其小車中放入不同的重物，多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得多組數(shù)據(jù)。把兩小車質(zhì)量（包括車上重物質(zhì)量）之比作為橫軸，對應(yīng)的兩小車位移大小之比作為縱軸，實(shí)驗(yàn)過程中得到的圖像如圖乙所示，根據(jù)乙圖得到的結(jié)論為。【答案】遠(yuǎn)小于（或）斜率為1（或質(zhì)量一定時，加速度與拉力成正比）斜率為1（或拉力一定時，加速度與質(zhì)量成反比）【詳解】(1)[1]根據(jù)牛頓第二定律可得輕繩拉力為所以用小盤和盤中重物的總重力大小代替拉小車的輕繩拉力大小，其條件是小盤和盤中重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于（或）小車和車中重物的總質(zhì)量。(2)[2]根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式牛頓第二定律可得整理可得所以兩車質(zhì)量相同，運(yùn)動時間相同時，x與F成正比，則實(shí)驗(yàn)過程中得到的圖像如圖甲所示，根據(jù)甲圖得到的結(jié)論為斜率為1（或質(zhì)量一定時，加速度與拉力成正比）。(3)[3]據(jù)運(yùn)動學(xué)公式牛頓第二定律可得整理可得所以兩車合外力相同，運(yùn)動時間相同時，x與m成反比，即x與成正比，實(shí)驗(yàn)過程中得到的圖像如圖乙所示，根據(jù)乙圖得到的結(jié)論為斜率為1（或拉力一定時，加速度與質(zhì)量成反比）。14．為探究質(zhì)量一定時物體的加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)的操作，下列說法正確的是（填標(biāo)號）。A．應(yīng)將長木板右端墊高，以平衡摩擦阻力B．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)連接直流電源C．使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)D．實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的一條紙帶，相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)沒有畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)頻率為50Hz，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為m/s2（保留2位有效數(shù)字）。(3)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)、小車的加速度大小a為縱坐標(biāo)作出a-F圖像如圖丙所示，已知固定在小車上的滑輪的質(zhì)量為，測得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量M為（用題中已知物理量的字母表示）；圖像未過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是?！敬鸢浮?1)AC(2)0.80(3)沒有平衡摩擦或平衡摩擦不夠【詳解】（1）A．為使兩倍繩子的拉力等于小車的合外力，應(yīng)將長木板右端墊高，以平衡摩擦阻力，故A正確；B．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)連接交流電源，故B錯誤；C．為打點(diǎn)穩(wěn)定，充分利用紙帶，使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)，故C正確；D．繩子拉力可以由力傳感器測得，實(shí)驗(yàn)中不需要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故D錯誤。故選AC。（2）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔為根據(jù)逐差法求出小車的加速度大小為（3）[1]由牛頓第二定律，對小車分析有整理得由圖像得解得[2]如圖丙，當(dāng)拉力達(dá)到一定數(shù)值時才產(chǎn)生了加速度，說明沒有平衡摩擦或平衡摩擦不夠。三、計(jì)算題（滿分38分）15．如圖所示，小球質(zhì)量為m，斜劈質(zhì)量為M、斜面傾角為θ，用水平向右的推力作用在斜劈上時，小球位于斜劈的斜面上和斜劈恰好相對靜止。已知重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦，求：（1）斜劈對小球的支持力大小N；（2）水平推力的大小F?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）對小球進(jìn)行受力分析，如圖所示則有解得（2）結(jié)合上述，對小球進(jìn)行分析，牛頓第二定律有對斜劈與小球構(gòu)成的整體進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得16．無人機(jī)是一種能夠垂直起降的小型遙控飛機(jī)，目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用。某無人機(jī)的質(zhì)量為15kg，從地面由靜止開始勻加速向上起飛，經(jīng)過4s離地高度h=40m，g取10m/s2。（1）求無人機(jī)勻加速上升時加速度的大小。（2）上升過程中無人機(jī)是超重還是失重？若無人機(jī)恒受到15N的空氣阻力，則無人機(jī)提供的升力是多少？（3）若無人機(jī)離地40m時開始懸停，此時發(fā)動機(jī)突然停止提供升力，忽略空氣阻力，2s后無人機(jī)離地面多高？【答案】（1）5m/s2；（2）超重，240N；（3）【詳解】（1）根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可得解得無人機(jī)勻加速上升時加速度的大小為（2）上升過程中，無人機(jī)的加速度向上，處于超重狀態(tài)；根據(jù)牛頓第二定律可得解得無人機(jī)提供的升力為（3）無人機(jī)離地40m時開始懸停，發(fā)動機(jī)突然停止提供升力，則無人機(jī)做自由落體運(yùn)動，則有可知2s后無人機(jī)離地面高為17．如圖甲所示，傾角為的傳送帶以恒定速率逆時針運(yùn)行，現(xiàn)將一質(zhì)量為1kg的煤塊輕輕放在傳送帶的A端，2s末煤塊恰好到達(dá)B端，煤塊的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，g取，則（1）求煤塊在第一秒和第二秒內(nèi)的加速度大小分別是多少？（2）求煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)？（3）2s內(nèi)傳送帶