第四章人教版必修一 第四章运动和力的关系 尖子生特训卷

人教版必修一第四章运动和力的关系尖子生特训卷

一、单选题

1.如图所示，在水平面上放置着两个横截面为梯形的物体P和Q,6=37。，P和Q质量之比为7:2,所有接触

面均光滑。若把大小为Fi、方向向左的水平推力作用在P上，P和Q恰好相对静止;若把大小为F?、方向向右

的水平推力作用在Q上，P和Q恰好相对静止，sin37°=0.6,cos370=0.8,则富为（）

A.-7B.2^C.1D.3

L/

2.如图所示，一弹簧一端固定在倾角为6=37。的光滑固定斜面的底端，另一端推件质量为=6kg的物

体P,Q为一质量为GQ=10kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k=600N/m,系统处于静止状态。现

给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，

F为变力，0.2s以后尸为恒力，sin37。=0.6,cos37°=0.8,g取lOm/s?。下列说法正确的是（）

A.前0.2s内尸一宜减小

B.0.2s时刻两物体分离，此时弹簧处于伸长状态

C.0.2s时刻两物体分离时，弹簧的形变量为无1=

D.物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小目m/s2

3.如图所示，足够长的倾斜传送带以恒定的速率%=5m/s顺时针转动，t=0时刻可视为质点的物体从传

送带上端以v=6m/s的初速度沿传送带向下运动，在q时刻物体乂返回到传送带上端。规定物体初速度方

向为正方向，关于物体在传送带上的运动过程中，物体所受摩擦力6、速度以加速度Q以及运动的位移”随

时间t变化的关系图，下列图中可能正确的是（）

4.如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。木块从弹簧正上方”高度处由静止释放，以木块释放点为原点,

取竖直向下为正方向，木块的位移为y,所受合外力为F,运动时间为t,忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内,

关干木块从释放到第一次回到原点的过程中，其尸-y图像或y-t图像可能正确的是（）

5.如图所示，质量分别为3m、2m、7几的滑块4、B、G置于水平地面上，中间用劲度系数分别为自、心的轻

弹簧a,b连接，对滑块C施加水平恒力F,使4、B、C一起无相对运动地向右加速运动。已知滑块与地面间

的动摩擦因数均为〃，重力加速度为g。在滑块运动过程中，下列说法正确的是（）

TlOOOOO^

A.滑块A比滑块C受到的合力小

B.两弹簧Q、匕的伸长量之比为名

C.两弹簧a、匕的弹力之比为1:1

D.若弹簧a突然断裂，在断裂瞬间，滑块A比滑块8的加速度大

6.如图，一个质量为m=1kg的长木板置于光滑水平地面上，木板上放有质量分别为成4=1何和68=

2kg的小B两物块，A、B两物块与木板之间的动摩擦因数都为〃=0.2,若现用水平恒力产作用在4物块上,

重力加速度取g=lOm/s2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则下列说法中正确的是（）

T7]回

A.当尸=2N时，力物块和木板开始相对滑动

B.当尸=4M时，A、8两物块都打对木板静止不动

C.若尸=4N,则8物块所受摩擦力大小为

D.若尸=6N,则B物块的加速度大小为lm/s?

7.如图所示，光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的

小B两小球，两球用轻杆相连，4球靠在光滑左壁上，B球处在车厢水平底面匕且与底面的动摩擦因数为

〃，杆与竖直方向的夹角为仇杆与车厢始终保持相对静止，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速

度大小为g。下列说法中正确的是（）

A.若8球受到的摩擦力为零，则尸=2mgtan0

B.若推力/向左，且tanew”,则F的最大值为2mgtan8

C.若推力小向左，且〃＜tan。＜24,则尸的最大值为2m9（2〃一tan。）

D.若推力F向右，且tan。＞2〃，则尸的范围为4mg（tan。-2〃）WFW4?ng（tan8+2〃）

8.体育考试中有个项目是双手垫排球，双手以大小为火的初速度竖直向上垫出一个质量为m的徘球，若排球

运动过程中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，排球运动的速度随时间变化的规律如图所示，A时刻

排球到达最高点，再落回垫出点时的速度大小为女,且落回垫出点前排球已经做匀速运动，重力加速度大

小为g。下列说法正确的是

A.排球上升过程中的加速度逐渐减小，下降过程中的加速度逐渐增大

B.徘球在运动的全过程中，上升时超重，下降时失重

C.徘球垫出瞬间的加速度大小为（1+亮）。

D.排球下降过程中的平均速率小于0.5%

9.如图所示，与水平面成9=30。角的传送带以u=5m/s的速度匀速运行，4B两端相距！=25机。现每

隔1s把质量m=1kg的工件（视为质点）轻放在传送带上，在传送带的带动下，工件沿传送带向上运动，且

工件到达8端时恰好在A端放上一个工件，工件与传送带间的动摩擦因数〃=苧，g取10m/s2,下列说法正

A.工件在传送带上时，先受到沿传送带向上的摩擦力，后不受摩擦力

B.专送带上始终有5个工件

C.两个工件间的最小距离为1.25m

D.满载时与空载时相比，电机对传送带的牵引力增大了20N

10.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定在天花板上，二端与质量为血的物块A相连接。初始时刻,

用挡板8托住物块4使其处于静止状态，弹簧处于原长。利用计算机系统精确控制使挡板8竖直向下做加

速度大小为Q=0.4g的匀加速直线运动，直至挡板与物块4分离，分离后物块4向下做加速度减小的加速运

动，达到最大速度，而后向下减速运动到达最低点。此后物块4在竖宜方向做往复运动，重力加速度为外

则

L

n

BIIy

A.挡板8与物块4分离时，弹簧的伸长量为鬻

B.物块A达到最大速度时，弹簧的伸长量为当

C.弹簧的最大伸长量为粤

K

D.物块4的最大速度为整门

二、多选题

11.如图所示，光滑的水平地面上静止放置•辆小车，在小车的内部用两根细绳拴一个可视为质点的小球,

其中a绳水平，力绳倾斜且与a绳之间的夹角为150。，重力加速度为下列说法中正确的是（）

A.小车静止时，Q、b两绳上的拉力大小之比为1：2

B.小车静止时，a、b两绳上的拉力大小之比为0:2

C.若小球随着小车一起水平向左做匀加速直线运动，随着加速度的逐渐增大，两绳上的拉力也逐渐增大

D.若小球随着小车一起水平向右做匀加速直线运动的加速度等丁Cg时，a绳上的拉力恰好为0

12.如图，在倾角为a=30。的固定斜面上，有一个质量为1kg的长木板，木板上站着一只质量为2kg的猫，

木板恰好静止在斜面上。某时刻猫突然沿木板以相对于地面2zn/s2的加速度向上奔跑。假设最大静摩擦力等

于滑动摩擦力，且猫在板上静止和运动时对木板的压力相同，重力加速度g取10m/s2,斜面足够长，下列

说法正确的是（）

A.猫在木板上奔跑时，猫对木板的摩擦力大小为4N

B.猫在木板上奔跑时，木板的加速度大小为4m/s2

C.猫在木板上奔跑时，木板对猫的作用力竖直向上

D.猫离开木板后，木板将向下做匀速直线运动

13.质量m=2kg、初速度%=8m/s的物体沿着粗糙水平地面向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数〃=

0.1,同时物体还受到一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用，设水平向右为拉力的正方向，且物

体在t=0时刻开始运动，g取10?n/s2,则以下结论正确的是（）

A.0~ls内，物体的加速度大小为2m/s2B.1〜2s内，物体的加速度大小为Zin/s?

C.0〜1s内，物体的位移为7mD.0〜2s内，物体的总位移为11m

14.如图所示，右端带有固定挡板的小车静止在光滑水平面上，物块放在车上，用轻弹簧与挡板相连，弹簧

处于原长，给小车施加向右的拉力儿使拉力尸从零开始不断增大，则弹簧的弹力风大小和平板车对物块的

摩擦力/大小随尸变化图像，正确的是

rvvwwvfj—►

〃〃;〃刀切7R

///////////////////////////////////////////////

15.如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为3m、2m、m的三个物块4、B、C,其中8放在C上，A与B间

用水平弹簧相连。现用一水平拉力拉4待弹簧稳定后，8与C恰好不相对滑动。重力加速度大小为g,8、C

间的动摩擦因数为小假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，卜.列说法正确的是（）

A.水平拉力为12〃7ngB.弹簧的拉力为2〃mg

C.撤掉拉力小瞬间，A的加速度为初9D.撤掉拉力厂瞬间，B的加速度为2〃g

16.如图所示，水平面是光滑的，一足够长的木板置于水平面上，木板上放一斜面体，木板与斜面体间的动

摩擦因数为〃，斜面体倾角。=53。，--细绳•端系在斜面体顶端，另一端拴接•可视为质点的小球，细绳

平行于斜面，已知小球、斜面体、木板的质量均为1kg,重力加速度9取10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动

摩擦力，现对木板施加一水平向右的拉力F,下列说法正确的是（）

A.若〃=0.2,当F=4N时，木板相对斜面体向右滑动

B.若〃=0.5,不论尸多大，小球均能和斜面体保持相对静止

C.若〃=0.8,当F=22.5N时，小球对斜面体的压力不为0

D.若〃=0.8,当F=26N时，细嶷对小球的拉力为2C1N

17.（多选）三角形传送带以lm/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为

37。现有两个小物块力、8从传送带底端都以4Ms的初速度冲上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数都是

05,g取lOm/s2,则（）

A.物块4、B都能到认传送带顶端

B.两物块在传送带上运动的全过程中，物块48所受摩擦力一直阻碍物块4、B的运动

C.物块4上冲到与传送带速度相同的过程中，物块相对传送带运动的路程为1.25m

D.物块B在上冲过程中在传送带上留下的划痕长度为0.45m

三、实验题

18.实验室备有小车、•端附有定滑轮的木板、打点计时器、纸带、细线、钩码等器材，组装成的如图甲所

示的装置可以研究勺变速直线运动的规律，也可以探究加速度9力和质量的关系.

定滑轮细线嵯打点计时器

钩码A

77777/77777777777777777//Z

甲

（1）以下说法正确的是（）

4用此装置研究匀变速直线运动规律时，必须平衡摩擦力

B.用此装置研究匀变速直线运动规律时，应使钩码的质量远小于小车的质量

C月此装置探究加速度Q与力F的关系时，应使钩码的质量远小于小车的质量

。.用此装置探究加速度a与质量M的关系时，每次改变小车的质量之后，都需要重新平衡摩擦力

（2）在研究匀变速直线运动规律的实验中，得到一条如图乙所示的纸带，纸带上各点为计数点，每相邻两个

计数点间各有4个点未画出,用刻度尺测出1、2、…、6各点到0点的距离分别为0.75cm、3.00cm、6.75cm、

12.00cm、18.75cm、27.00cm,打点计时器的打点频率为50Hz,则小车的加速度大小为血小2（结果保

留三位有效数字）

V0123I561

乙

（3）在探究加速度与力和质量的关系时，某同学保持所挂钩码的质量m不变，改变小车的质量M,作出的Q-士

关系图像如图丙所示.若不考虑系统误差，由图像可以求出所挂钩码的质量m=kg（g取10zn/s2,结果

保留二位小数）.

19.小华和小刚两位同学设计了一款“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，如图甲所示，其中砂和

砂桶的质量为m,小车的质量为M（含其前端的定滑轮和细杆）。

外力传感器打点计时器

~I

-□

mU

甲

（1）该实验中使用的电火花计时器是工作电压为220IZ的（填“交流”或“直流"）电源,

（2）此实验中正确的操作是

4.实验需要用天平测出m

B.实验过程中，应先释放小车，再接通电源

C为减小误差，实验中一定要保证m远小于M

。.实验前需将带滑轮的长木板右端垫高，以达到平衡摩擦力的F的

（3）如图乙所示，这是实验中得到的一条纸带，。、力、8、C、D、E、产为七个相邻的计数点，相邻的两个

计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则打B点时小车的速度大小

2

vB=m/s,小车的加速度大小Q=m/so（结果均保留2位有效数字）

(4)以力传感器的示数尸为横坐标，小车的加速度大小Q为纵坐标，画出的尸图像是一条直线，如图丙所

示，图线与横轴的夹角为仇求得图线的斜率为匕则小车的质量为0

21

A.kB.7C.2,tciTi0D.——

ktan。

四、计算题

20.如图所示，质量为M=5的的一只长方体形空铁箱在水平拉力尸作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱

与水平面间的动摩擦因数的为0.3。这时铁箱内一个质量为m=1kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁

箱内壁间的动摩擦因数如为0・25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取lOm/s?。求：

(1)木块对铁箱压力的大小；

(2)水平拉力F的大小；

(3)减小拉力F,经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当箱的速度为6m/s时撤去拉力，又

经1s时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？

21.如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。一

架质量租=23的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36/V,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=

4/Vog取lOm/s?。

(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向」.起飞。求在七=5s时离地面的高度九；

(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100?几处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。求无人

机坠落地面时的速度九

(3)在上问中无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全

着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间

22.如图所示，在水平地面上静置着一块质量mi=2kg的长木板，长木板与地面间的动摩擦因数〃=0.1。

一物块(视为质点)的质量=1kg，物块与长木板间的动摩擦因数%=0.4,物块以大小%=9m/s、水

平向右的初速度滑上长木板左端，物块未滑离长木板。取重力加速度大小g=10m/s2,设最大静摩擦力等

于滑动摩擦力。求：

(1)长木板刚开始运动时的加速度大小火；

(2)长木板的最小长度L：

(3)整个过程物块的位移大小工。

答案

\.A2.C3.A4.85.B6.C7.08.09.C10.D1].BDn.BD13.301450

\5.AD16.8017.CD

18.(1)C；(2)1.50：(3)0.02o

19.⑴交流；

(2)。；

(3)0.25;0.75;

(4*

20.解:(1)木块恰好静止在铁箱的后壁上时，木块在竖直方向受力平衡有/'=〃2FN=7^9

解得铁箱对木块的支持力的大小凤=40N

根据牛顿第三定律，木块对铁箱压力的大小为40N；

(2)木块在水平方向的加速度设为Q,根据牛顿第二定律有无=ma

以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有尸-%(血+M)g=(zn+M)a

联立解得F=258N；

(3)木块落到铁箱底部，去拉力后，铁箱和木块均以1；=6m/s的初速度做匀减速直线运动，铁箱受到地面的

摩擦力/i=+M)g=18N

方向水平向左。铁箱受到木块的摩擦力心=42mg=2.5/V

方向水平向右。设铁箱的加速度大小为小，根据牛顿第二定律有fi-/2=用％

解得%=3.1m/s2

方向水平向左。设木块的加速度大小为。2，根据牛顿第二定律有/z=〃2巾9=7九。2

解得g=2.5m/s2

方向水平向，左经过1s,木块从铁箱的左侧到达右侧，则木块对地位移