人教版物理举一反三-必修一第4章 运动和力关系（提高版）（教师版）

4.7运动和力关系本章测试提高版解析版一、选择题（本题共10小题，1-6每小题4分，共24分。每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题目要求.7-10每小题4分，共16分。每小题所给的四个选项中，有多个选项正确。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选的得0分）1．下列说法中，正确的是（）A．在力学单位制中，若采用cm、kg、s作为基本单位，力的单位是NB．在力学单位制中，若力的单位是N，则采用cm、kg、s为基本单位C．牛顿是国际单位制中的一个基本单位D．牛顿是力学单位制中采用国际单位的一个导出单位【答案】D【详解】在力学范围内，国际单位制中的基本量为长度、质量、时间，相应的基本单位为米（m）、千克（kg）、秒（s）所以牛顿是力学单位制中采用国际单位的一个导出单位；故选D。【点睛】导出单位是根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位；导出物理量的单位由基本物理的单位决定。2．如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距时，它们加速度的大小均为（）A． B． C． D．【答案】A【详解】当两球运动至二者相距时，,如图所示由几何关系可知设绳子拉力为，水平方向有解得对任意小球由牛顿第二定律可得解得故A正确，BCD错误。故选A。3．如图所示，一根很长且不可伸长的轻绳跨光滑的定滑轮，两端分别系着四个质量相同的小物块A、B、C、D，其中A、B用不可伸长的短绳相连，C、D用一轻弹簧相连。初状态时，4个物块处于静止状态，不计空气阻力，物块可以看成质点。重力加速度为g下列说法正确的是（

）A．剪断AB间绳子瞬间，D物块的加速度为g，方向竖直向下B．剪断AB间绳子瞬间，A物块的加速度为g，方向竖直向上C．剪断CD间弹簧瞬间，A物块的加速度为，方向竖直向下D．剪断CD间弹簧，B的加速度为g【答案】C【详解】A．对D受力分析，得弹簧弹力F弹=mg剪断AB间绳子瞬间，D物块依然受力平衡，加速度为零，A错误；B．剪断AB间绳子瞬间，对AC整体受力分析，由牛顿第二定律得F弹+mg-mg=2ma得A、C的加速度大小为a=0.5gA的加速度方向竖直向上，B错误；C．剪断CD间弹簧瞬间，对ABC整体受力分析，由牛顿第二定律得2mg-mg=3ma得A的加速度为，竖直向下，C正确；D．剪断CD间弹簧瞬间，对ABC整体受力分析，由牛顿第二定律得2mg-mg=3ma得C的加速度为，竖直向上，故D错误。故选C。4．如图所示，质量为m的物块通过细绳绕过轻质定滑轮，与光滑水平桌面上质量为M的物块相连，绳与桌面平行，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A．M的加速度大小为B．绳中拉力等于mgC．将M与m互换，M的加速度大小不变D．将M与m互换，细绳中的拉力大小不变【答案】D【详解】AB．设绳的拉力为F，对物体M研究，根据牛顿第二定律有对物体m，有联立可得，故AB错误；CD．将M与m互换，根据牛顿第二定律，有联立可得，故C错误，D正确。故选D。5．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A、B开始向上一起做加速度为a的匀加速运动直到A、B分离，重力加速度为g，则（）

A．外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为B．外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为MgC．分离时，B上升的高度为D．分离时，B上升的高度为【答案】A【详解】AB．拉力F施加的瞬间，对B物体根据牛顿第二定律根据平衡条件可得解得故A正确，B错误；CD．两物体处于初始静止状态时，对AB整体受力分析得此时弹簧的压缩量为在AB分离瞬间，AB间的弹力弹簧弹力不为零，对B受力分析得得到这一瞬间弹簧的压缩量为则B上升的高度故CD错误。故选A6．如图所示，5块质量均为m的木块并排放在水平地面上，编号为3的木块与地面间的动摩擦因数为，其他木块与地面间的动摩擦因数为，当用水平力F推第1块木块使它们共同加速运动时，下列说法正确的是（）A．由右向左，两块木块之间的摩擦力依次变小B．木块加速度为0.2m/s2C．第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.90FD．第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.38F【答案】D【详解】A．木块之间只有弹力，无摩擦力，A错误；B．对整体进行受力分析，由牛顿第二定律得由于未知，加速度无法求得结果，B错误；C．对前两块木块进行受力分析，由牛顿第二定律得得C错误；D．对前三块木块进行受力分析，由牛顿第二定律得得D正确；故选D。7．某同学将一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯沿竖直方向做变速运动并记录了几个特定时刻体重秤的示数如下表所示。已知t₁时刻电梯静止，则（）时刻t₁t₂t₃t₄体重秤示数（kg）50.055.045.050.0A．t₁和t₂时刻，该同学所受重力相等B．t₁和t₂时刻，该同学所受重力不相等C．t₂和t₃时刻，电梯的加速度方向相同D．t₂和t₃时刻，电梯的加速度方向相反【答案】AD【详解】AB．根据重力大小的计算公式可知t₁和t₂时刻，该同学所受重力相等。故A正确；B错误；CD．依题意，t₁时刻电梯静止，加速度为零，体重秤的示数等于该同学的质量。t2时刻，体重秤的示数大于该同学的质量，处于超重状态，电梯的加速度方向向上。t₃时刻，体重秤的示数小于该同学的质量，处于失重状态，电梯的加速度方向向下。即这两个时刻，电梯的加速度方向相反。故C错误；D正确。故选AD。8．如图所示，倾斜索道与水平面夹角为37°，当载人车厢沿钢索运动时，车厢里质量为m的人对厢底的压力为其重量的1.25倍，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A．载人车厢一定沿斜索道向上运动 B．人对厢底的摩擦力方向向左C．车厢运动的加速度大小为是 D．车厢对人的摩擦力大小为【答案】BD【详解】A．因为人对车厢的压力大于重力，处于超重状态，所以载人车厢可能沿斜索道向上做加速运动，也可能沿斜索道向下做减速运动，故A错误；BCD．由A分析知，车厢加速度沿索道斜向上；将a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图所示

水平方向，根据牛顿第二定律可得竖直方向，根据牛顿第二定律可得又，联立解得，则车厢的加速度大小为车厢对人的摩擦力大小为方向水平向右；根据牛顿第三定律可知，人对厢底的摩擦力方向向左，故BD正确，C错误。故选BD。9．如图所示，一辆货车开上倾角为的斜坡，车厢的顶部用细线挂了一个小球，某个时刻悬挂小球的细线与虚线的夹角为（虚线垂直与车相底面），重力加速度为，关于货车的运动，下列说法正确的是（）

A．若货车在斜坡上匀速运动，则B．若货车在斜坡上匀减速运动，则C．若货车在斜坡上匀加速运动，则货车的加速度为D．若货车在斜坡上匀加速运动，则货车的加速度为【答案】AC【详解】A．若货车在斜坡上匀速运动，则小球做匀速直线运动，受到的合外力为0，小球竖直方向上重力和绳子拉力的大小相等，细线在竖直方向上，根据几何关系可知故A正确；B．若货车在斜坡上匀减速运动，则小球有沿斜面向下的加速度，则细线应该向右偏，但在题图中虚线的左侧，则有故B错误；CD．若货车在斜坡上匀加速运动，则小球有沿斜面向上的加速度，则细线应该向左偏，则有设细线的拉力为，小球的质量为，对小球受力分析，垂直斜面方向上，由平衡条件有沿斜面方向上，由牛顿第二定律有联立解得货车的加速度与小球的加速度相等，故D错误，C正确。故选AC。10．如图甲所示，一质量为m小滑块放置在质量为M的长木板上，木板放置在光滑的地面上．现对木板施加一随时间变化的水平推力F的作用，通过传感器测得木板的加速度a随推力F变化的图像如图乙所示，g取10m/s²．下列说法正确的是、A．木板的质量M=4kgB．滑块的质量m=4kgC．当F=8N时滑块的加速度为2m/s2D．滑块与木板间的的动摩擦因数为0.1【答案】BD【详解】AB．由图像乙，可知：当时，加速度为，对整体，根据牛顿第二定律代入数据解得当时，对木板，根据牛顿第二定律得知图线的斜率解得滑块的质量为故A错误，B正确；CD．根据图线的虚线部分知，当时，，根据即代入数据解得当时，长木板与木块之间已经产生相对滑动，则对木块单独分析，根据牛顿第二定律得C错误，D正确。故选BD。【点睛】本题考查牛顿第二定律与图像的综合，知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键，掌握处理图像问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析。三、实验题（本题共2小题，共22分每空2分）11．某同学用如图（a）所示装置验证加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连，固定在小车上的挡光片宽度为d，光电门传感器固定在轨道上，为平衡摩擦力，他们将轨道调整为左高右低。实验时，将小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间，实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧测力计的示数F，改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得多组和F。他们在坐标系中，得到如图（b）所示的点

（1）实验中钩码的质量（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量（2）该图像斜率与哪个量无关。A．小车的质量

B．钩码的质量

C．小车释放的位置

D．挡光片的宽度d（3）若图像过原点，小车的位移为s，小车的质量为M，请写出关于F的函数表达式.（4）按照图（b）的点迹描绘图像。（5）为使上一问的图像过坐标原点，应适当斜面左侧的高度（填写“减小”或“增大”）【答案】不需要B

增大【详解】（1）[1]实验中小车的受到的合力可以由弹簧测力计读出，因此不需要钩码的质量远小于小车的质量。（2）[2]小车通过光电门的速度为v，有设小车初到光电门的位移为s，有对小车受力分析，由牛顿第二定律有整理有图像的斜率为可知，斜率与小车质量、小车释放的位置、挡光片的宽度有关，与钩码的质量无关。故选B。（3）[3]由之前的分析可知，其关系式为（4）[4]描点连线，其图像如图所示

（5）[5]由上图可知，图线在横轴上有一段正截距，说明当力F在某个值时，小车才运动，据此可知小车没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，即适当增大斜面左端的高度可以使图像过坐标原点。12．某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验。当地重力加速度的大小为。

（1）关于该实验的要点，下列说法正确的有（选对1个得1分，选错不得分）。A．砂和砂桶的质量需要远小于小车的质量B．平衡摩擦力时，悬挂装有砂的砂桶，使细线的拉力近似等于砂与砂桶的总重力C．每打完一条纸带后应立即关闭电源D．计数点必须从纸带上打下的第一个点开始选取（2）实验时打下的一条纸带如图乙所示，纸带上所画的点为计数点，每两点间还有四个计数点未画出，已知打点计时器所用电源的频率为，小车的加速度大小为（结果保留两位有效数字）。若所用电源的实际频率小于，则计算出的加速度比实际值（选填“大”或“小”）。（3）在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砂桶中砂的重力，作出小车的加速度与的图像如图丙所示。重力加速度的大小取，则小车的质量为，砂桶的质量为（以上两空结果保留两位有效数字）。若不断增加砂硧中砂的质量，则小车的加速度大小将趋近于某一极限值，此极限值为。

【答案】AC1.0大0.610.0061/【详解】（1）[1]A．为使小车受到的合外力约等于砂和砂桶的重力，需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A项正确；B．平衡摩擦力时，不能悬挂砂和砂桶，故B项错误；C．每打完一条纸带后应立即关闭电源，故C项正确；D．选取计数点时应选点迹清晰的点，计数点不一定必须从纸带上打下的第一个点开始选取，D项错误。故选AC。（2）[2]根据逐差法可求得小车的加速度[3]若交流电的实际频率小于，则实验计算所用的相邻两点之间的时间间隔偏小，故计算出的加速度大小比实际值大。（3）[4][5]由牛顿第二定律可知解得由题图知小车的质量为解得[6]当砂桶中砂的质量很大时四、解答题（本题共4小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分。要求写出必要的文字说明和方程式）13．一个放在水平地面上的物体，质量为5kg，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，在水平方向受到15N拉力后，由静止开始运动，求：（1）分别画出物体在拉力作用下和撤去拉力后的受力示意图；（2）物体运动的加速度大小；（3）经过5s物体的位移大小；（4）5s末撤去外力，物体还能运动多远？（g=10）【答案】（1）见解析；（2）；（3）12.5m；（4）6.25m【详解】（1）物体在拉力作用下的受力示意图

撤去拉力后的受力示意图

（2）物体在拉力作用下，根据牛顿第二定律解得（3）经过5s物体的位移（4）5s末撤去外力，此时速度加速度大小物体还能运动14．如图所示，倾角的传送带以白的速度沿顺时针方向匀速转动，将物块B轻放在传送带下端的同时，物块A从传送带上端以的初速度沿传送带下滑，结果两物块恰好没有在传送带上相碰，物块与传送带间的动摩擦因数均为，不计物块大小，重力加速度g取，，，求：（1）两物块刚在传送带上运动时各自的加速度大小；（2）两物块从在传送带上运动到刚好要相碰所用的时间；（3）传送带上下端间的距离。

【答案】（1），；（2）；（3）【详解】（1）刚开始物块A沿传送带向下运动的加速度大小为对于物块B，向上运动的加速度大小（2）物块B在传送带上加速的时间物块A从冲上传送带到速度为零所用时间物块A从速度为零向上加速到与传送带速度相同所用时间为所以，两物块从在传送带上运动到刚好要相碰所用时间为（3）在时间内，物块A、B的位移大小相等为物块A