第四章 运动和力的关系-人教版高一《物理》单元测试卷（基础卷）

PAGE1第四章运动和力的关系单元测试卷（基础卷）物理（考试时间：75分钟试卷满分：100分）第Ⅰ卷选择题（共46分）一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．通过学习牛顿运动定律、惯性等知识，我们可以知道（）A．加速度不为零的物体，其所受的力可能为零B．后人为了纪念牛顿，将“牛顿”作为力学单位制中的基本单位C．物体之间的作用力与反作用力总是同时产生同时消失的D．惯性的大小由速度的大小决定，速度大的物体惯性大【答案】C【解析】A．根据牛顿第二定律可知，加速度不为零的物体，其所受的力不可能为零，故A错误；B．“牛顿”不是力学单位制中的基本单位，故B错误；C．物体之间的作用力与反作用力总是同时产生同时消失的，故C正确；D．惯性的大小由物体的质量决定，质量大的物体惯性大，故D错误。故选C。2．野外高空作业时，使用无人机给工人运送零件。如图，某次运送过程中的一段时间内，无人机向左水平飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对于无人机静止，轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力，则在该段时间内（）A．无人机做加速运动 B．零件所受合外力为零C．零件做匀速运动 D．零件的惯性逐渐变大【答案】A【解析】ABC．对零件受力分析，受重力和绳子的拉力，由于零件沿水平方向做直线运动，可知合外力沿水平方向，提供水平方向的加速度，零件水平向左做匀加速直线运动；无人机沿水平方向飞行，零件相对于无人机静止，即无人机也沿水平方向飞行做加速运动，故A正确，BC错误；D．惯性的大小只与质量有关，零件的质量不变，故零件的惯性不变，故D错误。故选A。3．当汽车高速行驶时，空气阻力大小与车速的平方成正比。比例系数k的单位是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】已知公式为，其中的单位是牛顿，即，的单位是。将公式变形得，代入故选C。4．如图所示，质量为2kg的物体A静止在竖直轻弹簧上端，质量也为2kg的物体B用不可伸长的细线悬挂起来处于静止状态，A、B挨在一起且A、B之间恰好无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，重力加速度，下列说法中正确的是（）A．轻弹簧弹力大小为40NB．物体B的加速度大小为10m/s2C．物体A的加速度大小为0D．物体B对物体A的压力大小为10N【答案】D【解析】A．由于弹簧弹力不会突变，在细线被剪断的瞬间，轻弹簧弹力大小为20N，与剪断前相同，故A错误；BCD．物体A、B的瞬时加速度大小对物体B，有解得根据牛顿第三定律可知，物体B对物体A的压力大小为10N，故BC错误，D正确。故选D。5．如图所示，物块A和木板B的质量均为m，A、B叠放在水平桌面上，跨过定滑轮的轻绳一端连接A，一端连接物块C，轻绳的左端与桌面平行，A、B间的动摩擦因数为，B与桌面间的动摩擦因数为。重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．要使A、B间发生相对滑动，物块C的质量M满足的条件是（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】设物块A和木板B的加速度大小分别为和，要使A、B间发生相对滑动，则对A、C组成的整体根据牛顿第二定律有对木板B根据牛顿第二定律有联立解得故选A。6．在第五届中国国际消费品博览会上，全球首款即将量产的分体式飞行汽车成为观众驻足观看的焦点之一，该飞行汽车由陆行体（增程式汽车）和飞行体（纯电动垂直起降飞行器）组成。假设某次飞行体起飞测试时，质量为的飞行体沿竖直方向做直线运动，一段时间内的图像如图所示，取竖直向上为正方向，下列说法正确的是（）A．内飞行体处于失重状态B．第末飞行体上升到最高点C．内飞行体的加速度大小为D．飞行体在第末受到的合力大小为【答案】D【解析】A．由图像可知，内飞行体具有向上的加速度，处于超重状态，故A错误；B．由图可知，第10s末飞行体开始向上做减速运动，没有上升到最大高度，故B错误；CD．由于图线的斜率为加速度，则内飞行体的加速度大小为内飞行体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得，飞行体在第末受到的合力大小为，故C错误，D正确。故选D。7．phyphox软件可以利用智能手机内的多种传感器，帮助我们完成各种各样的物理实验。某同学打开软件中的加速度传感器，把手机水平托在手上并使屏幕朝上，从静止站立状态开始做蹲起动作，传感器记录了该过程中竖直方向（z轴）的运动数据，如图所示，下列说法正确的是（）A．0-2s内，速度方向发生了变化B．0-4s内，该同学完成了两次完整的蹲起动作C．下蹲过程处于失重，起立过程处于超重D．若该同学的手机重约200g，在蹲起过程中手机受到的弹力最大值约为3.3N【答案】D【解析】A．由题意可知，该同学在0~2s内下蹲，处于先失重后超重，所以加速度先负后正，先是向下加速然后向下减速，速度方向始终向下，故A错误。B．一次完整的蹲起动作，应该是从站立到蹲下再到站立，从站立到蹲下，加速度先负后正，从蹲着到站立，加速度先正后负。从图像看，0-4s内，有4次明显的加速度变化过程，可认为完成了一次完整的蹲起动作，故B错误。C．从静止站立状态开始做下蹲，初始时加速度向下，之后加速度向上到完成下蹲，加速度向下，物体处于失重状态，之后加速度向上，速度减小直至为0，物体处于超重状态，完成下蹲，故C错误。D．手机质量，重力为当加速度向上且最大时，弹力最大，由图像知最大向上加速度约为，根据牛顿第二定律有，可得，故D正确。故选D。8．如图所示，甲、乙二人想让水平地面上静止放置的A、B两小车向右运动，两小车相互接触但并不连接，质量分别为mA＝20kg、mB＝30kg。从t＝0时刻开始，甲给A水平向右的推力为FA，乙给B水平向右的拉力为FB，FA、FB随时间的变化规律分别为FA＝（10－2t）N，FB＝（2＋2t）N。（车轮与地面间的摩擦忽略不计）（）A．A、B两车在2.6s时分离B．2s内B车的位移是1.08mC．4s时A车的加速度大小为0.24m/s2D．4s时B车的加速度大小为m/s2【答案】AD【解析】A．A、B两小车分开之前，对整体分析，由牛顿第二定律可得当两个小车刚要分开时，此时A、B间的作用力为0，对小车B受力分析，由牛顿第二定律联立可得两小车分开的时间。故A正确；B．2s内A、B两车没有分开，B车的加速度和整体的加速度相等。由牛顿第二定律可得解得由于与时间无关，因此2s内B车的位移是。故B错误；C．在4s时小车A、B已经分开，对小车A进行分析，此时小车A的加速度。故C错误；D．在4s时小车A、B已经分开，对小车B进行分析，此时小车B的加速度。故D正确。故选AD。9．如图，质量为5kg的物体置于倾角为37°的固定斜面上，对物体施加一个平行于斜面的拉力F，物体恰能匀速运动。已知物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是（）A．不施加F时，物体能在斜面上保持静止B．不施加F时，物体下滑的加速度大小为2m/s2C．若物体匀速下滑，则F沿斜面向下，大小为10ND．若物体匀速上滑，则F沿斜面向上，大小为50N【答案】BD【解析】AB．不施加F时，重力沿斜面向下的分力为30N，而最大静摩擦力为20N，则物体具有沿斜面向下的加速度，即解得故A错误，B正确；C．若物体沿斜面向下匀速，力F应沿斜面向上，则有解得故C错误；D．若物体沿斜面向上匀速，则有解得故D正确。故选BD。10．如图，木板B静止在水平地面上，物块A从木板B的左端以6m/s的初速度水平滑上木板B，A、B的质量均为1kg，木板B与物块A、水平地面间的动摩擦因数分别是0.4、0.1，物块A始终未滑离木板B，取重力加速度g=10m/s2，物块A可看作质点，下列说法正确的是（）A．物块A滑上木板B的瞬间，物块A的加速度大小为2m/s2B．物块A与木板B刚达到共速时的速度为2m/sC．木板B沿地面滑行的最大距离为1mD．木板B的长度至少为3m【答案】BD【解析】A．物块A滑上木板B的瞬间，根据牛顿第二定律有代入数据解得，故A错误；B．对B，根据牛顿第二定律有代入数据解得设经过时间，AB共速，则有解得，，故B正确；D．经时间，A的位移为B的位移为因物块A始终未滑离木板B，故木板B的长度至少为，故D正确；C．A和B共速后，一起做匀减速直线运动，对整体，根据牛顿第二定律有解得整体减速到零的位移为故木板B沿地面滑行的最大距离为，故C错误。故选BD。第Ⅱ卷非选择题（共54分）二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）11．（6分）伽利略设计了如图所示的理想斜面实验。让小球沿光滑斜面从左侧高h处由静止滚下，小球将到达右侧斜面（选填“相同”或“不同”）高度的地方；减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球要到达原有高度就要沿着水平面以（选填“恒定”或“变化”）的速度持续运动下去。这说明，力（选填“是”或“不是”）维持物体运动状态的原因。【答案】相同恒定不是【解析】[1]因为斜面光滑，根据能量守恒，小球将到达右侧斜面相同高度的地方；[2]减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球要到达原有高度就要沿着水平面以恒定的速度持续运动下去；[3]球所受合外力为0，可以做匀速直线运动，这说明，力不是维持物体运动状态的原因。12．（10分）某实验小组利用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，单个钩码的质量为m，打点计时器所接的交流电源的频率为，动滑轮质量不计，实验步骤如下：①按图甲所示安装好实验装置（未挂钩码），其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动③挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度，读出弹簧测力计的示数④改变钩码的数量，重复步骤③，求得小车在不同拉力作用下的加速度根据上述实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是________A．钩码的质量应远大于小车的质量 B．实验过程中钩码处于超重状态C．与小车相连的细线与长木板一定要平行 D．小车所受的拉力应为钩码重力的一半（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度。（结果保留两位小数）（3）若交流电的实际频率小于，则（2）中a的计算结果与实际值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。（4）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像，与本实验符合的是________A．B．C．D．（5）若实验步骤②中，让长木板水平放置，没有补偿阻力，其余实验步骤不变且操作正确，以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到如图丁所示的纵轴截距为b、斜率为k的一条倾斜直线，重力加速度为g，忽略滑轮与绳之间的摩擦以及纸带与限位孔之间的摩擦，则小车和长木板之间的动摩擦因数：。【答案】（1）C（2）6.03（3）偏大（4）A（5）【解析】（1）A．因有弹簧测力计测量小车受的拉力，可知没必要让钩码的质量远大于小车的质量，A错误；

B．实验过程中钩码加速度向下，处于失重状态，B错误；C．与小车相连的细线与长木板一定要平行，这样才能使的细线的拉力等于小车受的合力，C正确；D．由于钩码失重，则小车所受的拉力小于钩码重力的一半，D错误。故选C。（2）相邻两计数点间还有4个点未画出，可得T=0.1s，可求得小车的加速度（3）若交流电的实际频率小于，打点周期偏大，而计算时仍用原来的周期计算，则（2）中a的计算结果与实际值相比偏大。（4）由图示装置可知，实验前已经平衡好摩擦力，小车受到的拉力F可以由弹簧测力计测出，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即其关系图线为过原点的一条倾斜直线，由图示可知，A符合实际，故A正确，BCD错误。故选A。（5）小车受到的拉力T为弹簧秤示数，即T=F，滑块受到的摩擦力为f=μMg由牛顿第二定律可得T-f=Ma解得力F与加速度a的函数关系式为：F=Ma+μMg由图象所给信息可得图象截距为b=μMg，斜率k=M解得三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）13．（10分）某滑雪爱好者在练习滑雪。钢架雪车所经过的一段赛道如图所示，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为30°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为6m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑（图2所示），到C点共用时6.0s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，重力加速度g取，求雪车（包括运动员）（1）在直道AB上的加速度大小；（2）过C点的速度大小；（3）在斜道BC上运动时受到的阻力大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）设雪车在直道AB段加速度大小为，根据位移速度公式可得解得（2）在AB上运动时间为从B点到C点，根据匀变速直线运动位移时间公式可得其中联立解得过C点的速度大小为（3）设斜道BC上运动时受到的阻力大小为，根据牛顿第二定律可得解得14．（12分）如图所示，两个质量均为的物块A、B用长的细绳相连，放置于倾角足够长的斜面上并锁定（细绳恰好伸直），A底面光滑，B与斜面动摩擦因数。当锁定解除后，A、B一起下滑后绳子突然断开，，，，求：（1）A、B一起下滑时（绳子断开前）细绳的张力大小；（2）绳子断开后再经过时，两物块之间的距离。【答案】（1）（2）10m【解析】（1）断开前，对整体由牛顿第二定律可得

对则有

联立解得，（2）断开时

断开后，对由牛顿第二定律可得解得

根据匀变速直线运动规律可得

同理对则有，