章末检测卷（四）　运动和力的关系（含解析）高中物理人教版（2019）必修第一册单元检测卷

章末检测卷（四）运动和力的关系（满分：100分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.关于牛顿运动定律的说法正确的是（）A．牛顿第一定律提出了当物体所受的合外力为零时，物体将处于静止状态B．汽车速度越大，刹车后滑行的距离越长，惯性越大C．跳高时，运动员能跳离地面，是因为人对地面的压力大于地面对人的支持力D．在受到相同的合外力时，决定物体运动状态变化难易程度的唯一因素是物体的质量2.如图所示，我国航天员在“天宫课堂”演示喝再生水的过程中，我们看到水滴呈球形漂浮在空间站内，处于完全失重状态。下列在地面上运动过程中的物体也处于此状态的是（）A．沿水平方向抛出的小钢球 B．沿水平面加速行驶的火车C．沿斜面匀速滑下的小木块 D．沿竖直方向减速下降的电梯3.图甲和图乙分别是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是（）A．图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了B．图乙中人和车摔倒是因为雨天路面太滑造成的C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度造成的D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象4.如图所示，一个质量为50kg的沙发静止在水平地面上，甲、乙两人同时从背面和侧面分别用F1=120N、F2=160N的力推沙发，F1与F2相互垂直，且平行于地面。沙发与地面间的动摩擦因数为0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力（g=10m/s2），下列说法正确的是（）A．沙发不会被推动B．沙发将沿着F1的方向移动，加速度为0.6m/s2C．沙发将沿着F2的方向移动，加速度为0.2m/s2D．沙发的加速度大小为1m/s25.如图所示，质量为m的物块放在固定粗糙斜面上的A点，由静止下滑到斜面底端所用的时间为t，若在物块放在A点的同时，给物块施加一个竖直向下、大小等于mg的压力（g为重力加速度），则物块由静止滑到斜面底端的时间为（）A．12t B．2C．t D．2t6.一轻弹簧竖直放置，上端固定一质量为m的小物块A，下端和水平地面之间安装有压力传感器，现将一质量也为m的小物块B无初速度地放在A上，重力加速度大小为g，则放上B的瞬间，下列说法不正确的是（）A．压力传感器的示数不变B．B对A的压力大小为12C．B的加速度大小为12D．A的加速度为07.（人教必修第一册教材P114T9改编）某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”，其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺，弹簧下端挂一个质量m=0.10kg的重物，重物静止时弹簧的伸长量x0=5.00cm，指针指在O点。已知图中OM=ON=1.00cm，规定竖直向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）A．若指针指在ON之间某点时，被测重物可能在加速上升B．若指针指在OM之间某点时，被测重物处于失重状态C．M点应标记的加速度值为－1.0m/s2D．该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8.一个质量为1kg的物体在水平恒力F作用下沿水平面运动，一段时间后撤去F，该物体运动的v－t图像如图所示，重力加速度为g=10m/s2，以t=0时刻物体的位置为出发点，则下列说法正确的是（）A．物体在1s末时刻距离出发点最远B．拉力F的方向与初速度方向相同C．拉力是在2s末撤去的D．摩擦力大小为5N9.小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知t=0时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（）A．t=9s时电梯处于失重状态B.8~9s内电梯在做加速运动C.10~15s内电梯静止D.16~17s内电梯在上行10.如图所示，一条轻绳绕过轻质定滑轮，两端各系质量分别为m和2m的物体A和B，物体A放置于倾角θ=37°的固定斜面上，与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。先用手压住物体A使A、B均处于静止状态，由静止释放物体A，在其沿斜面向上运动位移x的过程中（A未与滑轮碰撞、B未落地），重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．A、B的加速度大小为23B．A、B的加速度大小为13C．A、B间轻绳拉力大小为43D．A、B间轻绳拉力大小为23三、非选择题（本题共5小题，共54分）11.（6分）（1）某同学在“探究加速度与力、质量的关系”实验中得到如图所示的一条纸带（两相邻计数点间还有四个点没有画出），若已知打点计时器采用的是50Hz的交流电，根据纸带求出小车的加速度为m/s2（保留2位有效数字）。（2）为了更好地探究质量一定时加速度与力的关系，该同学又设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为沙和沙桶的质量。（滑轮质量不计）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为。A．kB．2kC.2tanθ 12.（8分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。（1）关于本实验，下列说法正确的是。A．每次小车必须从靠近打点计时器的同一位置释放B．平衡阻力时，将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在沙和沙桶的牵引下恰好做匀速运动C．实验时沙和沙桶的总质量应远大于小车的质量D．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新平衡阻力（2）图乙为上述实验中打下的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。打点计时器的频率为50Hz，根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为m/s2。（结果均保留2位有效数字）（3）小明同学平衡好了阻力后，以沙和沙桶的重力为F，在小车质量M保持不变的情况下，不断往桶里加沙，沙的质量最终达到14M，测出小车加速度a，作出a－F的图像。下列图线正确的是（4）小张、小王两位同学在同一实验室，各取该套装置放在水平桌面上，分别在小车上放置不同数量的砝码，在没有平衡阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到了如图丙所示的A、B两条直线，设小张、小王用的小车与长木板间的动摩擦因数分别为μA、μB，由a －F图像可知，μAμB（选填“＞”“＜”或“=”）。13.（10分）周末小李同学去游乐场玩滑草，他坐在滑板上从坡顶由静止滑下（如图甲），可视为匀加速直线运动，简化示意图如图乙所示。若小李和滑板的总质量m=60kg，坡道长L=80m，斜坡倾角θ=37°，滑板与斜坡间的动摩擦因数μ=0.3。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：（1）小李从斜坡滑下时加速度a的大小；（2）到达斜坡底端时速度v的大小。14.（14分）（2026•天津河西高一期中）如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图乙所示的模型。紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行，A、B间的距离为6.25m。旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A处，则：（1）行李刚放在传送带上时是否受摩擦力？如果受摩擦力请分析是滑动摩擦力还是静摩擦力？如果受摩擦力说明行李受摩擦力方向。（2）若已知行李在传送带上的加速度为2m/s2，试通过计算分析行李从A至B的运动情况并计算所需时间。（3）求行李在传送带上留下的摩擦痕迹的长度。15.（16分）（2025•陕西渭南高一期末）一质量为M=2kg的木板B静止在光滑水平面上，质量为m=1kg物块A以初速度v0=4m/s从左端滑上木板，物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.2，1s后物块从木板右端滑离，g取10m/s2。（1）求物块和木板各自的加速度大小；（2）求木板的长度L；（3）要使物块不会滑离木板，物块滑上木板的速度最大为多少？章末检测卷（四）运动和力的关系1.D根据牛顿第一定律的内容知，当物体不受力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，故A项错误；惯性是物体的固有属性，与物体速度的大小无关，故B项错误；人对地面的压力与地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故C项错误；由牛顿第二定律知，对于任何物体，在受到相同的合外力时，决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量，故D项正确。2.A沿水平方向抛出的小钢球只受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，选项A正确；沿水平面加速行驶的火车竖直方向加速度为零，不处于完全失重状态，选项B错误；沿斜面匀速滑下的小木块，加速度为零，不处于完全失重状态，选项C错误；沿竖直方向减速下降的电梯，加速度向上，处于超重状态，选项D错误。3.C题图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身的速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人的惯性变小了，故A错误，C正确；题图乙中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，而不是因为雨天路面太滑，故B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故D错误。4.D两推力的合力F＝F12＋F22＝200N，滑动摩擦力Ff＝μmg＝150N＜F，沙发会被推动，A错误；由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，解得a＝1m/s2，加速度的方向和合外力的方向一致，B5.B由题意知，第一次物块下滑的加速度大小为a1＝gsinθ－μgcosθ，下滑过程，有x＝12a1t2，第二次下滑，有（F＋mg）sinθ－μ（F＋mg）cosθ＝ma2，解得a2＝2a1，由x＝12a2t'2解得t'＝22t，故B正确，A、C6.D开始时弹簧的弹力大小为mg，放上B的瞬间，弹簧的弹力不发生变化，所以压力传感器的示数不变，故A正确；放上B的瞬间，弹簧弹力不发生变化，以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得mg＝2ma，得a＝g2，以A为研究对象，可知B对A的压力为F＝ma＝12mg，故B、C正确，7.D重物静止时弹簧的伸长量为x0，可得kx0＝mg，若指针指在ON之间某点时，弹簧的伸长量减小，弹簧弹力小于物体重力，物体有向下的加速度，被测物体处于失重状态，被测物体可能在减速上升，故A错误；若指针指在OM之间某点时，弹簧的伸长量增大，弹簧弹力大于物体重力，物体有向上的加速度，被测物体处于超重状态，故B错误；指针指在M点时，有mg－k（x0＋xOM）＝ma，M点应标记的加速度值为a＝－2m/s2，故C错误；设O点至指针所指位置的位移为x，可得mg－k（x0＋x）＝ma'，又mg＝kx0，联立解得a'＝－gx0x，故该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的，故8.AC由题图知，0～1s内物体沿正方向运动，1～4s内沿负方向运动，则知物体1s末距离出发点最远，A正确；由于物体0～1s内沿正方向减速运动，1～2s内沿负方向加速运动，则知拉力F的方向必定沿负方向，与初速度方向必定相反，B错误；撤去拉力后物体做匀减速运动，直到停止，可知拉力是在2s末撤去的，C正确；在2～4s内物体的加速度大小为a＝ΔvΔt＝52m/s2＝2.5m/s2，根据牛顿第二定律得Ff＝ma＝2.59.BD当电梯具有向上的加速度时，处于超重状态，当电梯具有向下的加速度时，处于失重状态，题图乙为加速度随时间变化的图像，t＝9s时，加速度为零，电梯不处于失重状态，故A错误；由题图结合题意可知，电梯先向上做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，然后匀速，之后做加速度增大的减速运动，再做加速度减小的减速运动，8～9s电梯在做加速运动，由a-t图像与时间轴所围图形的面积表示速度变化量可知，电梯的末速度为零，整个过程电梯一直向上运动，故B、D正确，C错误。10.BC设A、B运动的加速度大小为a，以B为研究对象，根据牛顿第二定律可得2mg－T＝2ma，以A为研究对象，根据牛顿第二定律可得T－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，联立解得a＝g3，T＝43mg，故选B、11.（1）0.72m/s2（2）B解析：（1）根据逐差法可得加速度a＝（3.57+4.29）－（2.13+2.85）4×0（2）对小车，根据牛顿第二定律可得a＝2FM，可知图线的斜率k＝2M，即M＝2k12.（1）D（2）0.531.4（3）C（4）＞解析：（1）按照实验操作规范可知，每次应该使小车靠近打点计时器，但没必要从同一位置释放，故A错误；平衡阻力时不带沙和沙桶，但要接上纸带，故B错误；为使细线的拉力近似等于沙和沙桶的重力，故在实验时，沙和沙桶的总质量应远小于小车的质量，故C错误；整个过程，只需要平衡一次阻力，故D正确。（2）根据时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知，打下计数点3时小车的速度v3＝x242T＝（13.80－3.20）×10－22×0.1m/s＝0.53（3）设沙和沙桶的总质量为m，只有在M≫m时，F≈mg，a-F图线才接近直线，一旦不满足M≫m，描出的点的横坐标就会向右偏离较多，造成图线向右弯曲。故选C。（4）当没有平衡阻力时，有F－Ff＝ma，整理得a＝1mF－μg，即a-F图像的斜率为1m，纵轴截距大小为μg，由图线可知μA＞μ13.（1）3.6m/s2（2）24m/s解析：（1）对小李和滑板整体受力分析有FN＝mgcos37°，mgsin37°－μFN＝ma联立，解得a＝3.6m/s2。（2）根据匀变速直线运动的规律有v2－v02＝又v0＝0代入数据解得v＝24m/s