第四章《运动和力的关系》单元测试卷）-2024-2025学年新高一物理【赢在暑假】同步精讲精练系列（人教版2019必修第一册）

第四章《运动和力的关系》单元测试卷 一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列各组力学单位中，全是基本单位的一组是（　　） A．牛顿、米、秒 B．千克、牛顿、米 C．千克、米、秒 D．千克、牛顿、秒 2．关于力与运动，下列说法正确的是（　　）。 A．同一辆汽车，速度越大，惯性越大 B．静止或匀速直线运动的物体，一定不受力作用 C．当物体受的合外力为零时，物体的速度一定为零 D．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到力的作用 3．很多智能手机都有加速度传感器可以测量手机自身的加速度。某同学用手托着手机，打开加速度传感器，手迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察手机屏幕上加速度传感器的图像，取竖直向上为正方向，将其图像简化为下图所示，下列说法正确的是（　　） A．t1时刻，手机加速度大小可能大于g B．t1到t2时间内，手机处于完全失重状态 C．t2时刻，手机的加速度方向竖直向上 D．t2时刻，手机的运动方向为竖直向上 4．一辆货车运载着若干相同的光滑圆柱形空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定。上一层只有一只油桶C，自由地摆放在A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持和汽车一起保持静止，如图所示，当C与车共同向左运动时（　　） A．当车匀速直线运动时，A对C的支持力大于B对C的支持力 B．当车加速直线运动时，B对C的支持力不变 C．当向左的加速度达到时，C将脱离A D．当向左的加速度达到时，C将脱离A 5．质量为m的物块放置在水平地面上，其与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。现对其施加一大小为mg的外力，则物块运动的加速度最大为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，传送带与地面倾角，从A到B长度为，传送带以的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知，（　　） A．煤块刚开始受到滑动摩擦力后来受到静摩擦力 B．煤块从A到B所用的时间为1.5s C．煤块在传送带上受到的摩擦力大小不变 D．煤块和传送带达到共速之后将保持匀速下滑 7．如图所示，质量为m的小球P用轻弹簧和细线分别悬挂于固定在小车上的支架M、N两点。已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，当小车水平向右做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为，轻弹簧处于竖直方向，则下列说法中正确的是（    ） A．细线的张力不可能为0 B．若小车向右做匀速直线运动，弹簧伸长量为 C．弹簧的弹力不可能为0，也不可能处于压缩状态 D．若小车水平向右的加速度，弹簧伸长量为 8．如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行。已知重力加速度为g。使滑块以加速度向左加速运动，小球与滑块相对静止，则下列说法中正确的是（    ） A．细线对小球的拉力大小为 B．细线对小球的拉力大小为 C．小球对滑块的压力大小为 D．小球对滑块的压力大小为2mg 二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．电梯的顶部悬挂一个弹簧测力计，测力计下端挂一个重物。当电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N。在某时刻，电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为8N，此时电梯运动的（　　） A．加速上升 B．加速下降 C．减速上升 D．减速下降 10．如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为、的轻质弹簧和细线上，的劲度系数为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．弹簧此时的长度为 B．细线上的拉力为 C．剪断的瞬间，物体的加速度为 D．剪断的瞬间，物体的加速度为 11．如图所示，光滑水平面上放有质量的足够长的木板，质量的物块放置在木板上面并通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连，弹簧的劲度系数。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用大小为、方向水平向右的恒力作用在木板上。已知物块与木板间动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小可视为相等，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度g取。物块滑离木板前，下列说法正确的是（    ） A．木板的加速度先减小后不变 B．物块与木板刚发生相对滑动时，木板的加速度大小为 C．物块从开始运动到与木板刚发生相对滑动时运动的距离为0.03m D．整个运动过程中弹簧的最大伸长量为0.06m 12．传送带广泛地应用于物品的传输分拣，分装等工作中，某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣，传送带以6m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是1m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两方形煤块A､B（可视为质点）从传送带顶端静止释放，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（　　） A．煤块A比煤块B先到达传送带底端 B．煤块A､B受到的摩擦力方向都与其运动方向相反 C．煤块A､B在传送带上的划痕长度不相同 D．煤块B运动至传送带底端时速度大小为 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。 13．智能手机内置有加速度传感器，可以实时显示手机运动的加速度。某实验小组利用智能手机来探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。实验步骤如下： ①将轻弹簧上端固定在铁架台的支架上，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂钩码并记录钩码的质量为m； ②开始时保持手机和钩码处于静止状态，并打开手机的加速度传感器功能； ③剪断悬挂钩码的细绳，手机加速度传感器记录手机加速度a随时间t的变化并拟合绘制出图像，如图乙所示。 请回答下面问题： (1)剪断细绳瞬间手机的加速度对应图乙中的 （选填“A”“B”或“C”）点加速度； (2)剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于 （用测得物理量的符号表示）； (3)改变所悬挂钩码的质量，重复步骤②、③，测得多组数据并绘制图像，如图丙所示，由图像可以得出的结论是： ； (4)该小组同学要根据绘制的图像进一步测量手机的质量，他们对该图像分析得知，图线的斜率为k，则手机的质量为 ； (5)从乙图可以观察到，即使整个实验装置看起来处于静止状态，手机依然显示有微小的加速度扰动，为了减少该扰动造成的影响，下列做法可行的是____________（选填选项代号）。 A．使用质量较大的钩码组 B．将弹簧更换为不可伸长的细线 C．将弹簧更换为劲度系数较大的弹簧 D．让钩码组的质量远小于手机的质量 14．在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中， （1）下列说法正确的是 ； A．先释放纸带再接通电源 B．拉小车的细线应尽可能与长木板平行 C．纸带与小车相连端的点迹较疏 D．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡 （2）如图是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是，结合图乙给出的数据（单位：），求出小车运动加速度的大小为 ，并求出纸带中点瞬时速度的大小为 。（结果均保留两位有效数字） （3）某实验小组重新设计了实验装置，如图a所示。通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度和所受拉力的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图b所示。 由图可知：滑块和位移传感器发射部分的总质量 ，滑块和轨道间的动摩擦因数 。 四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。 15．上海中心大厦是由美国Gensler建筑设计事务所设计，总高度632 m，是世界第二高建筑，游客乘坐世界最快观光电梯从观景台下行开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达地面只需70 s，运行的最大速度为10 m/s。东东同学将一台秤静置于观光电梯地板上，将质量为2.4 kg的物体放置于台秤上，在电梯加速阶段台秤示数为22.8 N，电梯减速运动到地面的时间为10 s，若电梯加速、减速过程可视为匀变速直线运动，匀速运动时的速度达到最大值，求: （1）电梯在加速下降过程中，电梯中乘客处于超重还是失重状态； （2）观景台的高度； （3）电梯减速阶段物体对台秤的压力。    16．如图所示，质量的木箱静止于水平地面上，用大小为480N、方向与水平方向成的斜向下推力F推木箱，使木箱做匀加速直线运动，5s末撤去F。木箱与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，g取，，，求： （1）推木箱时地面所受的压力大小； （2）5s末木箱的速度大小； （3）撤去推力后木箱还能运动多远。    17．如图甲所示，水平传送带在电机的作用下，时刻由静止开始向右做匀加速直线运动，质量的物块（视为质点）在时刻，以速度从左轮中心的正上方水平向右滑上传送带，时刻物块与传送带的速度相等均为，物块和传送带运动的图像如图乙所示，时刻前后物块受到的摩擦力大小的变化量为，物块从右轮中心正上方离开传送带时速度为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，求： （1）物块与传送带间的动摩擦因数； （2）物块在传送带上的划痕长度； （3）物块从滑上传送带到离开传送带过程的平均速度。 18．如图甲所示，质量为M＝1.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t＝0时，质量为2.0kg的A物块与质量为1.0kg的B物块同时从左右两端水平冲上小车，1.0s内它们的v-t图象如图乙所示，（g取10m/s2）求： （1）物块A和B与平板小车之间的动摩擦因数μA、μB； （2）判断小车在0～1.0s内所做的运动，并说明理由； （3）要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？ 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章《运动和力的关系》单元测试卷 一：单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列各组力学单位中，全是基本单位的一组是（　　） A．牛顿、米、秒 B．千克、牛顿、米 C．千克、米、秒 D．千克、牛顿、秒 【答案】C 【详解】力学中的基本物理量有质量、时间、长度，它们的单位都是基本单位，千克是质量的单位，米是长度的单位，秒是时间的单位，故ABD错误，C正确。 故选C。 2．关于力与运动，下列说法正确的是（　　）。 A．同一辆汽车，速度越大，惯性越大 B．静止或匀速直线运动的物体，一定不受力作用 C．当物体受的合外力为零时，物体的速度一定为零 D．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到力的作用 【答案】D 【详解】A．惯性大小只与质量有关，与速度无关，A错误； B．静止或匀速直线运动的物体，可能不受力，也可能所受合外力为零，B错误； C．当物体受的合外力为零时，物体处于静止状态或匀速直线运动状态，C错误； D．根据牛顿第一定律可知，当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到力的作用，D正确。 故选D。 3．很多智能手机都有加速度传感器可以测量手机自身的加速度。某同学用手托着手机，打开加速度传感器，手迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，观察手机屏幕上加速度传感器的图像，取竖直向上为正方向，将其图像简化为下图所示，下列说法正确的是（　　） A．t1时刻，手机加速度大小可能大于g B．t1到t2时间内，手机处于完全失重状态 C．t2时刻，手机的加速度方向竖直向上 D．t2时刻，手机的运动方向为竖直向上 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，t1时刻是手机自由落体的过程，故加速度为g，故A错误； B．t1到t2时间内，加速度为正，即加速度方向向上，手机处于超重状态，加速度为负值，即加速度方向向下，手机处于失重状态，若加速度为重力加速度，则手机处于完全失重状态，故B错误； C．根据图像可知，t2时刻加速度为正值，则加速度方向竖直向上，故C正确； D．手机先向下加速，后向下减速，故t2时刻，手机的运动方向为向下，故D错误。 故选C。 4．一辆货车运载着若干相同的光滑圆柱形空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定。上一层只有一只油桶C，自由地摆放在A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持和汽车一起保持静止，如图所示，当C与车共同向左运动时（　　） A．当车匀速直线运动时，A对C的支持力大于B对C的支持力 B．当车加速直线运动时，B对C的支持力不变 C．当向左的加速度达到时，C将脱离A D．当向左的加速度达到时，C将脱离A 【答案】D 【详解】 A．对桶C受力分析如图，当车匀速直线运动时，根据平衡条件，A对C的支持力等于B对C的支持力，故A错误； B．当车加速直线运动时 B对C的支持力增大，故B错误； CD．当C将脱离A时，，根据几何关系 解得 故D正确。 故选D。 5．质量为m的物块放置在水平地面上，其与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。现对其施加一大小为mg的外力，则物块运动的加速度最大为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】对物块受力分析，设外力与水平方向成，如图 由牛顿第二定律 化简可得 其中 ，， 当时，物块运动的加速度最大为 故选B。 6．如图所示，传送带与地面倾角，从A到B长度为，传送带以的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知，（　　） A．煤块刚开始受到滑动摩擦力后来受到静摩擦力 B．煤块从A到B所用的时间为1.5s C．煤块在传送带上受到的摩擦力大小不变 D．煤块和传送带达到共速之后将保持匀速下滑 【答案】C 【详解】AC．开始时，煤块相对于传送带向上运动，受到沿传送带向下的滑动摩擦力，如图所示 此时 当煤块速度与传送带速度相等之后，煤块的受力情况为 因为 所以此时煤块受的摩擦力仍然为滑动摩擦力，大小为 故A错误，C正确； D．煤块和传送带达到共速之后，仍然做匀加速直线运动，故D错误； B．开始时，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 设煤块与传送带速度相等时所经历的时间为t1，则 解得 煤块达到与传送带速度相等之后，根据牛顿第二定律 则 煤块和传送带达到共速之后运动的时间设为t2，则 代入数据解得 则煤块从A到B所用的时间为 故B错误。 故选C。 7．如图所示，质量为m的小球P用轻弹簧和细线分别悬挂于固定在小车上的支架M、N两点。已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，当小车水平向右做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为，轻弹簧处于竖直方向，则下列说法中正确的是（    ） A．细线的张力不可能为0 B．若小车向右做匀速直线运动，弹簧伸长量为 C．弹簧的弹力不可能为0，也不可能处于压缩状态 D．若小车水平向右的加速度，弹簧伸长量为 【答案】B 【详解】AB．若小车向右做匀速直线运动，因轻弹簧处于竖直方向，可知细线拉力为0，此时弹簧弹力等于重力，即 解得 故A错误；B正确； CD．若，则 ， 解得 即弹簧的弹力为0。 若，则 弹簧压缩量为 故CD错误。 故选B。 8．如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行。已知重力加速度为g。使滑块以加速度向左加速运动，小球与滑块相对静止，则下列说法中正确的是（    ） A．细线对小球的拉力大小为 B．细线对小球的拉力大小为 C．小球对滑块的压力大小为 D．小球对滑块的压力大小为2mg 【答案】A 【详解】设当小球贴着滑块一起向左运动且支持力为零时加速度为，小球受到重力、拉力作用，根据牛顿第二定律 当滑块以加速度向左加速运动时，此时小球已经飘离斜面，则此刻的小球对滑块的压力为0，设此时绳子与斜面的夹角为，故有 解得 故A正确，BCD错误。 故选A。 二：多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．电梯的顶部悬挂一个弹簧测力计，测力计下端挂一个重物。当电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10N。在某时刻，电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为8N，此时电梯运动的（　　） A．加速上升 B．加速下降 C．减速上升 D．减速下降 【答案】BC 【详解】当电梯做匀速直线运动时，有 若电梯中的人观察到弹簧测力计的示数为8N，即弹簧拉力小于重力，此时电梯的加速度向下，所以电梯可能向下加速，也可能向上减速。 故选BC。 10．如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为、的轻质弹簧和细线上，的劲度系数为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．弹簧此时的长度为 B．细线上的拉力为 C．剪断的瞬间，物体的加速度为 D．剪断的瞬间，物体的加速度为 【答案】BD 【详解】对小球受力分析，设弹簧弹力大小为，绳的拉力大小为，由受力平衡可得， 竖直方向 水平方向 设弹簧形变量为，则 由以上三式得，弹簧形变量 细绳上的拉力 A．弹簧此时的长度应为，故A错误； B．细绳上的拉力为，故B正确； C．剪断的瞬间，小球以绳长为半径向下做圆周运动，此时的合力为，根据牛顿第二定律，此时加速度 故C错误； D．剪断的瞬间，小球所受弹簧弹力和重力不变，合力与剪断细绳前绳的拉力大小相等，方向相反，大小为。根据牛顿第二定律，此时加速度 故D正确。 故选BD。 11．如图所示，光滑水平面上放有质量的足够长的木板，质量的物块放置在木板上面并通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连，弹簧的劲度系数。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用大小为、方向水平向右的恒力作用在木板上。已知物块与木板间动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小可视为相等，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度g取。物块滑离木板前，下列说法正确的是（    ） A．木板的加速度先减小后不变 B．物块与木板刚发生相对滑动时，木板的加速度大小为 C．物块从开始运动到与木板刚发生相对滑动时运动的距离为0.03m D．整个运动过程中弹簧的最大伸长量为0.06m 【答案】AC 【详解】AB．当拉力刚刚作用在木板上时，假设木板和物块保持相对静止，则有 解得 假设成立；可知木板和物块刚开始相对静止一起向右加速运动，以木板和物块为整体，根据牛顿第二定律可得 以物块为对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 可知随着弹簧伸长量的增大，加速度逐渐减小，静摩擦力逐渐增大；当静摩擦力刚好达到最大值时，物块与木板刚要发生相对滑动，则有 解得加速度为 分离后，木板受到的拉力和滑动摩擦力均为恒力，所以木板的加速度保持不变，故A正确，B错误； C．设物块从开始运动到与木板刚发生相对滑动时运动的距离为，以物块为对象，根据牛顿第二定律可得 解得 故C正确； D．当弹簧弹力等于物块受到的滑动摩擦力时，物块的速度最大，此时有 解得 可知整个运动过程中弹簧的最大伸长量大于，故D错误。 故选AC。 12．传送带广泛地应用于物品的传输分拣，分装等工作中，某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣，传送带以6m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是1m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两方形煤块A､B（可视为质点）从传送带顶端静止释放，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（　　） A．煤块A比煤块B先到达传送带底端 B．煤块A､B受到的摩擦力方向都与其运动方向相反 C．煤块A､B在传送带上的划痕长度不相同 D．煤块B运动至传送带底端时速度大小为 【答案】AC 【详解】B．煤块A开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下，与运动方向相同，煤块B下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上，与运动方向相反，故B错误； AD．对煤块A根据牛顿第二定律可得 解得 煤块A达到与传送带共速的时间 位移 故不可能与传送带共速，煤块A一直以向下加速，达到底部的时间设为，则有 解得 达到底端的速度为 对煤块B根据牛顿第二定律可得 解得 煤块B达到底部的时间设为，则有 解得 所以A先达到底部，B达到底端的速度为 故A正确，D错误； C．煤块A相对于传送带的位移 煤块B相对于传送带的位移 所以煤块A､B在传送带上的划痕长度不相同，故C正确。 故选AC。 三：实验题:本题共2小题，第一小题小题5分，第二小题7分，共12分。 13．智能手机内置有加速度传感器，可以实时显示手机运动的加速度。某实验小组利用智能手机来探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。实验步骤如下： ①将轻弹簧上端固定在铁架台的支架上，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂钩码并记录钩码的质量为m； ②开始时保持手机和钩码处于静止状态，并打开手机的加速度传感器功能； ③剪断悬挂钩码的细绳，手机加速度传感器记录手机加速度a随时间t的变化并拟合绘制出图像，如图乙所示。 请回答下面问题： (1)剪断细绳瞬间手机的加速度对应图乙中的 （选填“A”“B”或“C”）点加速度； (2)剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于 （用测得物理量的符号表示）； (3)改变所悬挂钩码的质量，重复步骤②、③，测得多组数据并绘制图像，如图丙所示，由图像可以得出的结论是： ； (4)该小组同学要根据绘制的图像进一步测量手机的质量，他们对该图像分析得知，图线的斜率为k，则手机的质量为 ； (5)从乙图可以观察到，即使整个实验装置看起来处于静止状态，手机依然显示有微小的加速度扰动，为了减少该扰动造成的影响，下列做法可行的是____________（选填选项代号）。 A．使用质量较大的钩码组 B．将弹簧更换为不可伸长的细线 C．将弹簧更换为劲度系数较大的弹簧 D．让钩码组的质量远小于手机的质量 【答案】(1)A (2) (3)当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比 (4) (5)AC 【详解】（1）前面的数据波动是保持平衡时的轻微扰动，后续的数据波动是因为手机在做（近似）简谐运动，故第一个峰值即为我们要的绳子被剪断时的瞬时加速度，故选“A”点； （2）剪断细绳瞬间，弹簧的弹力大小不变，手机受到的合力大小F等于钩码的重力大小；则 （3）由丙图知，图像为过原点的一条直线，根据图像可以得到的结论，当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。 （4）绳子剪断前，设弹力为F，手机质量为M，对手机有平衡知 绳子剪断后，对手机由牛顿第二定律有 综上可得 解得 （5）A．使用质量更大的砝码组，整体的惯性将增加，其状态将越难改变，扰动将越小，因此该方案可行，故A正确； B．将弹簧更换为不可伸长的细线，在挂上和去掉小桶和砝码时，手机自身总是能达到平衡态，因此该方法不可行，故B错误； C．劲度系数越大，弹簧越不容易发生形变，则扰动越小，因此该方法可行，故C正确； D．让钩码的质量远远小于手机的质量，并不能减小其扰动，甚至会增加其扰动，且当托起小桶和砝码时，手机所受合外力将过小，对实验数据的处理将变得更困难，因此该方案不可行，故D错误。 故选AC。 14．在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中， （1）下列说法正确的是 ； A．先释放纸带再接通电源 B．拉小车的细线应尽可能与长木板平行 C．纸带与小车相连端的点迹较疏 D．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡 （2）如图是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是，结合图乙给出的数据（单位：），求出小车运动加速度的大小为 ，并求出纸带中点瞬时速度的大小为 。（结果均保留两位有效数字） （3）某实验小组重新设计了实验装置，如图a所示。通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度和所受拉力的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图b所示。 由图可知：滑块和位移传感器发射部分的总质量 ，滑块和轨道间的动摩擦因数 。 【答案】 BD 4.0 2.6 0.5 0.2 【详解】(1)[1]A．先接通电源后释放纸带，故A错误； B．拉小车的细线应尽可能与长木板平行，绳子的拉力即为小车受到的水平合力，故B正确； C．纸带与小车相连端的点迹为开始打的点，较密，故C错误； D．轻推小车，拖着纸带的小车能够匀速下滑说明摩擦力已被平衡，故D正确； (2)[2]利用逐差法求出小车的加速度大小 解得 [3]P点的瞬时速度为 (3)[4]由图像可知，上边的直线当时 也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，说明重力沿斜面方向向下的分力大于摩擦力，所以上边的图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。则另一条直线是在水平情况下得到的。在水平轨道上 得 所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数。由图（b）得加速度a和所受拉力F的关系图像斜率 所以滑块和位移传感器发射部分的总质量 [5]由图（b）得，在水平轨道上F=1N时，加速度为 根据牛顿第二定律得 解得 四：解答题:本题共4小题,第一小题小题6分，第二小题8分，第三小题10分，第四小题12分，共36分。 15．上海中心大厦是由美国Gensler建筑设计事务所设计，总高度632 m，是世界第二高建筑，游客乘坐世界最快观光电梯从观景台下行开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达地面只需70 s，运行的最大速度为10 m/s。东东同学将一台秤静置于观光电梯地板上，将质量为2.4 kg的物体放置于台秤上，在电梯加速阶段台秤示数为22.8 N，电梯减速运动到地面的时间为10 s，若电梯加速、减速过程可视为匀变速直线运动，匀速运动时的速度达到最大值，求: （1）电梯在加速下降过程中，电梯中乘客处于超重还是失重状态； （2）观景台的高度； （3）电梯减速阶段物体对台秤的压力。    【答案】（1）失重状态；（2）550 m；（3）26.4 N 【详解】（1）电梯在加速下降过程中，加速度向下，电梯中乘客处于失重状态。 （2）在加速下降过程中，物体的加速度大小为 加速运动的时间为 通过的位移为 匀减速通过的位移为 匀速运动的时间为 t2=t−t1−t3=40 s 通过的位移为 x2=vt2=10×40 m=400 m 则有观景台的高度为 h=x1+x2+x3=550 m （3）在减速阶段，加速度大小为 根据牛顿第二定律可知 FN−mg=ma′ 解得 FN=26.4 N。 根据牛顿第三定律，可得物体对台秤的压力 F′N=FN=26.4 N 16．如图所示，质量的木箱静止于水平地面上，用大小为480N、方向与水平方向成的斜向下推力F推木箱，使木箱做匀加速直线运动，5s末撤去F。木箱与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，g取，，，求： （1）推木箱时地面所受的压力大小； （2）5s末木箱的速度大小； （3）撤去推力后木箱还能运动多远。    【答案】（1）688N；（2）；（3） 【详解】（1）对木箱，竖直方向平衡，由平衡条件，则有地面对木箱的支持力 解得 根据牛顿第三定律，木箱对地面压力大小为688N。   （2）水平方向，由牛顿第二定律 由速度时间公式可得 联立解得5s末木箱的速度大小 （3）撤去拉力后，由牛顿第二定律 解得 负号表示加速度方向与初速度方向相反，由速度位移公式，可得撤去推力后木箱还能运动的距离 17．如图甲所示，水平传送带在电机的作用下，时刻由静止开始向右做匀加速直线运动，质量的物块（视为质点）在时刻，以速度从左轮中心的正上方水平向右滑上传送带，时刻物块与传送带的速度相等均为，物块和传送带运动的图像如图乙所示，时刻前后物块受到的摩擦力大小的变化量为，物块从右轮中心正上方离开传送带时速度为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，求： （1）物块与传送带间的动摩擦因数； （2）物块在传送带上的划痕长度； （3）物块从滑上传送带到离开传送带过程的平均速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）时间内物块的加速度大小为 由牛顿第二定律可得 时刻之后，物块的加速度为 由牛顿第二定律可得 由题意可得 设物块与传送带间的动摩擦因数为，则有 解得 、， （2）时间内，物块与传送带之间的相对位移（即划痕）为 解得 （3）时间内，物块的位移为 设时刻后物块随传送带一起运动的时间为，一起运动的位移为x2，由匀加速直线运动的规律可得 物块在传送带上运动的整个过程中的平均速度 解得 18．如图甲所示，质量为M＝1.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t＝0时，质量为2.0kg的A物块与质量为1.0kg的B物块同时从左右两端水平冲上小车，1.0s内它们的v-t图象如图乙所示，（g取10m/s2）求： （1）物块A和B与平板小车之间的动摩擦因数μA、μB； （2）判断小车在0～1.0s内所做的运动，并说明理由； （3）要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？ 【答案】（1）0.3，0.3；（2）见解析；（3）7.125m 【详解】（1）由v-t图像可知，在0~1s内，物体A、B的加速度大小分别为 对A、B根据牛顿第二定律分别有 μAmAg＝mAaA μBmBg＝mBaB 解得 μA＝μB＝0.3 （2）0~1s内，物体A所受的滑动摩擦力大小为 fA＝mAaA＝6N 方向水平向左。 物体B所受的滑动摩擦力大小为 fB＝mBaB＝3N 方向水平向右。 根据牛顿第三定律可知A、B对C的合力大小为 fC＝fA－fB＝3N 方向水平向右，因此小车C向右做匀加速直线运动。 （3）0~1s内，小车C向右做匀加速直线运动，加速度大小为 通过的位移大小为 t＝1s时，C的速度大小为 vC＝aCt1＝3m/s 0~1s内，A、B的位移大小分别为 t＝1s时A、C的速度相同，B速度为零，此后的一段时间内B与C之间继续相对滑动，B受到水平向右的滑动摩擦力做加速度大小为aB的匀加速运动，C受到水平向左的滑动摩擦力向右做匀减速运动，假设A、C整体以相同的加速度做匀减速运动，则整体的加速度大小为 此时A所受静摩擦力大小为 故假设成立。 设从t=1s后再经过时间t2三者达到共同速度v，则有 解得 ， 从t=1s到三者共速的过程中，A、C整体的位移大小为 B的位移大小为 要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为 2 学科网（北京）股份有限公司 $$