第四章 运动和力的关系 单元测试 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2024-2025学年高中物理人教版必修一单元测试：第四章 运动和力的关系 一、单选题 1．如图所示，一根轻质弹簧固定在天花板上，下端系着质量为m的物体A，A的下面再用细线挂另一质量也为m的物体B，平衡时将细线剪断，在此瞬间，A和B的加速度分别为（取竖直向下为正方向）( ) A.， B.， C.， D.， 2．测量“国际单位制中的三个力学基本物理量”可用哪一组仪器( ) A.米尺、弹簧测力计、秒表 B.米尺、弹簧测力计、量筒 C.量筒、天平、秒表 D.米尺、天平、秒表 3．如图所示，冰壶在冰面运动时，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”，这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则冰壶的惯性大小取决于( ) A.冰壶的速度 B.冰壶的加速度 C.冰壶的质量 D.冰壶受到的合外力 4．如图所示，水平向右飞行的飞机，经过地面O点的正上方时，释放一颗炸弹，不计空气阻力，则炸弹的落点可能在( ) A.O点 B.A点 C.B点 D.以上三种情况均有可能 5．周末，小明坐公交车回家，公交车在平直路面上匀速行驶时，小明观察到车顶悬挂的拉手环竖直下垂如图中a位置。当公交车行驶到其他路段，小明看到拉手环位于图中b位置，并在一段时间内保持相对静止，则该公交车的运动情况不可能是( ) A.公交车在平直路面上加速前进 B.公交车在平直路面上减速倒车 C.公交车在斜坡路面上加速上坡 D.公交车在斜坡路面上减速下坡 6．在航空领域，作用在飞行器竖直方向的气动力（升力）与重力的比值称为飞行器的过载，常用g的倍数表示。能承受足够大的过载，是对航天员身体素质的基本要求。小明在收看神舟十四号发射直播时，分别在火箭点火前、点火7s时截图，如图甲、乙所示。已知火箭最大起飞总质量约500吨，直立时箭高约58m。在点火后的7s内，航天员承受的过载约为( ) A.0.24g B.1.2g C.2.4g D.4g 7．拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里.把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况，然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况，下列说法正确的是( ) A.玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快 B.玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动 C.玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快 D.玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快 8．在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图（a）所示，碰撞前后两壶运动的图线如图（b）中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则( ) A.碰后红壶将被反弹回来 B.碰后蓝壶速度为0.8 m/s C.碰后蓝壶移动的距离为2.4 m D.碰后红壶所受的摩擦力小于蓝壶所受的摩擦力 二、多选题 9．甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，时经过路边的同一路标，下列位移-时间图像和速度-时间图像对应的运动中，甲、乙两人在时刻之前能再次相遇的是( ) A. B. C. D. 10．渔业作业中，鱼虾捕捞上来后，通过“鱼虾分离装置”，实现了机械化分离鱼和虾，大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置”简化为如图所示模型，分离器出口与传送带有一定的高度差，鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是( ) A.“虾”从掉落到传送带后，可能沿着传送带向下做加速直线运动 B.“鱼”从掉落到传送带后，马上沿着传送带向上做加速直线运动 C.“虾”在传送带运动时，摩擦力对“虾”做负功 D.“鱼”在传送带运动时，加速度方向先向下后向上 11．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中( ) A.在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态 B.在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 C.在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 D.在c点，人的速度为零，其加速度为零 12．如图所示，水平光滑桌面上，轻弹簧的左端固定，右端连接滑块P，P和物块Q通过轻质细绳绕过定滑轮连接开始时，系统处于静止状态，滑块P处于位置O.将滑块P向左推至弹簧原长的位置A点后由静止释放，当滑块P运动到最右端时细绳恰好被拉断，滑块未与定滑轮相碰，弹簧未超出弹性限度，已知Q的质量为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，弹簧的弹性势能表达式为，其中x为弹簧形变量，不计一切摩擦，则( ) A.细绳被拉断前的瞬间，滑块P的加速度与刚释放时的加速度相同 B.细绳被拉断后，滑块P回到O位置时速度最大 C.从释放到细绳被拉断过程，物块Q下落的高度为 D.弹簧的最大弹性势能为 三、填空题 13．质量为m的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动，物体的v—t图象如图所示，则在时刻，物体加速度大小为_________，其方向与水平外力F方向_________（选填“相同”或“相反”）；物体在0~4s时间内路程_________m。 14．如图，小孩坐在雪橇上，小孩与雪橇的总质量为40kg，大人用与水平方向成37°角斜向上的大小为100N的拉力F拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀加速运动；已知雪橇与地面之间动摩擦因数为0.2，g取；则，拉力F沿水平方向和竖直方向分解时，水平方向的分力大小为_________N；雪橇对地面的压力等于_________N；雪橇加速度大小等于_________。 四、计算题 15．质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8m，如图所示。若摩擦力均不计，从静止开始放手让它们运动。（斜面足够长，物体A着地后不反弹，g取）求： （1）物体A着地时的速度大小； （2）物体A着地后物体B继续沿斜面上滑的最大距离。 16．动画片《熊出没》中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在树上（如图甲所示），聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示的模型，设悬点为O，离地高度为，两熊可视为质点且总质量，重心为A，荡下过程重心到悬点的距离且保持不变，绳子能承受的最大张力为，光头强位于距离O点水平距离的B点处，不计一切阻力，设某次熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子恰好断裂，结果可以保留根号，求这个过程中： （1）绳子恰好断裂瞬间熊大和熊二的速度为多大？ （2）他们的落地点离光头强的距离为多少？ （3）他们的落地时的速度为多大？ 17．一质量为的滑块能在倾角为的足够长的斜面上以匀加速下滑。如图所示，若用一水平向右恒力F作用于滑块，使之由静止开始在内沿斜面运动位移。取，求： （1）滑块和斜面之间的动摩擦因数μ； （2）恒力F的大小。 18．如图所示，粗糙水平地面上，有一长木板A，其长度为，质量为，与地面间的动摩擦因数为.在其左端有一个物块B，质量为，物块B与长木板A之间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，用一水平向右的恒力作用在物块B上。求： （1）当F为40N时，A、B之间的摩擦力为多大？ （2）当F为50N时，物块B运动到木板A右端时的速度大小？ 参考答案 1．答案：D 解析：剪断细线前，对AB整体受力分析，受到总重力和弹簧的弹力而平衡，故弹力 剪断细线的瞬间，对A而言，受弹簧的弹力和重力，根据牛顿第二定律有 ， 方向向上。对B，剪断细线的瞬间，仅受重力，根据牛顿第二定律知， 方向向下。故D正确，ABD错误。 故选D。 2．答案：D 解析：国际单位制中的三个力学基本物理量为长度、质量和时间；A.米尺可以测量长度，秒表可以测量时间，弹簧测力计不能测量质量，故A错误；B.米尺可以测量长度，弹簧测力计、量筒不能测量质量和时间，故B错误；CD.天平、秒表可以分别测量质量和时间，米尺可以测量长度，量筒不可以测量长度，故C错误，D正确。故选D。 3．答案：C 解析：惯性是物体的固有属性；而质量却是惯性大小的唯一量度；故惯性的大小取决于冰壶的质量；故C正确，ABD错误. 4．答案：B 解析：水平飞行的飞机上投下的炸弹由于惯性在水平方向上的初速度和飞机速度相同，做平抛运动，而平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以炸弹可能落在A点，不可能落在两点，故ACD错误，B正确。 5．答案：D 解析：AB.根据图示可知，公交车前进方向为向右，若公交车在平直路面上行驶，则根据拉手环位于图中b位置可知，公交车加速度水平向右，则有可能是加速前进或者减速倒车。故AB正确；C.若公交车在斜坡路面上加速上坡，则加速度方向沿斜坡向上，有可能是图中b位置。故C正确；D.公交车在斜坡路面上减速下坡，加速度沿斜坡向上，则拉手环会向图中a位置右侧倾斜。故D错误。题中要求选择不可能的，故选D。 6．答案：B 解析：由题知，在点火后的7s内火箭上升约58m，由，解得火箭的加速度为，又由牛顿第二定律，航天员承受的过载约为，故ACD错误，B正确。故选B。 7．答案：C 解析：抽出空气前金属片和小羽毛受到空气阻力的作用，不是自由落体运动，羽毛受到的空气阻力大，所以加速度小，则下落的慢，故AB错误.抽出空气后金属片和小羽毛都不受空气阻力作用.只受重力作用运动，都做加速度为重力加速度的自由落体运动，下落一样快.故C正确.D错误.综上所述本题答案是：C. 8．答案：B 解析：由红壶、蓝壶的图像可知，，，根据动量守恒定律有，其中，代入数据解得，故选项A错误，选项B正确。由蓝壶的图像可得其移动的距离，选项C错误。因碰后的图像中，红壶的斜率绝对值大于蓝壶的，故红壶受到的摩擦力大于蓝壶受到的摩擦力，选项D错误。 9．答案：BC 解析：A.该图中，甲乙在时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在时刻之前不能相遇，选项A错误； B.该图中，甲乙在时刻之前图像有交点，即此时位移相等，即两人在时刻之前能再次相遇，选项B正确； C.因v-t图像的面积等于位移，则甲乙在时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇，选项C正确； D.因v-t图像的面积等于位移，由图像可知甲乙在时刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，则两人不能相遇，选项D错误。 故选BC。 10．答案：AC 解析：A.虾的收集箱在下方，故虾一定是向下运动，虾的重力沿传送带斜面向下的分力可能大于虾受到的摩擦力，故可能向下做加速直线运动，故A正确； B.鱼在掉落到传送带后，有一个沿传送带斜面向下的初速度，故不可能马上向上做加速直线运动。鱼先向下减速到速度为零后，变为向上的加速运动，最终可能变为匀速直线运动，故B错误； C.虾向下运动与传送带运动方向相反，虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上，摩擦力对虾做负功，故C正确； D.鱼在掉落到传送带后，受到的摩擦力的方向一直向上，所以有向上的加速度，后来如果加速到与传送带共速，加速度就为零，故D错误。 故选AC。 11．答案：AB 解析：A.a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确;B.b是人静止悬吊着时的平衡位置，故ab段绳的拉力小于重力，人在ab段有向下的加速度，处于失重状态，故B正确;C.在bc段绳的拉力大于人的重力，人在bc段有向上的加速度，故人处于超重状态，故C错误;D.c点是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受向上的合力不为零，有向上的加速度，故D错误。故选AB。 12．答案：CD 解析：P、Q组成的系统做简谐运动，根据对称性可知，细绳被拉断前瞬间，加速度大小与释放时加速度大小相等，方向相反，故A错误；由于滑块P运动到最右端时细绳恰好被拉断，之后P只受弹力作用，A为弹簧处于原长的位置，可知当滑块P回到A位置时速度最大，故B错误；释放前滑块P在A位置时，根据牛顿第二定律有，细绳刚好被拉断前瞬间，根据牛顿第二定律可得，解得物块Q下落的高度为，故C正确；当滑块P运动到最右端时弹簧的弹性势能最大，为，故D正确. 13．答案：5，相同；12m 解析：由图可知时刻，物体加速度大小为 物体开始做减速运动，后又反向加速，说明F与初速度方向相反，与减速阶段加速度方向相同。 由图像可得，物体在0~4s时间内路程 14．答案：80；340；0.3 解析：由平行四边形定则得，拉力F沿水平方向的分力大小为 对小孩与雪橇有 联立解得 由牛顿第三定律可知，雪橇对地面的压力等于 雪橇加速度大小等于 15．答案：（1）2m/s；（2）0.4m 解析：（1）以地面为参考平面，A、B系统机械能守恒，根据机械能守恒定律有 因为 ， 代入数据解得 （2）A着地后，B机械能守恒，则B上升到最大高度过程中，有 解得 16．答案：（1） （2）1 m （3）10 m/s 解析：（1）在最低点时绳子恰好断裂，，根据牛顿第二定律得 可得 （2）由平抛运动得 解得 水平位移为 他们的落地点离光头强的距离为 联立得 （3）由平抛运动规律可知 他们的落地时的速度为 17．答案：（1）（2）或 解析：（1）根据牛顿第二定律得 解得滑块和斜面之间的动摩擦因数为 （2）使滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度向上和向下两种可能。 由题意可知 解得 当加速度沿斜面向上时，根据牛顿第二定律得 解得 当加速度沿斜面向下时，根据牛顿第二定律得 解得 18．答案：（1）34N；（2）5.6m/s 解析：(1)当A、B恰好发生相对滑动时，A的最大加速度为 解得 此时对应的F为临界值，对B受力分析可得 解得 则F大于45N时，两者发生相对滑动，小于等于45N，两者相对静止，之间的摩擦力为静摩擦。 当，整体受力分析解得 对B受力分析解得 (2)当，两者发生相对滑动，A、B之间为滑动摩擦力 此时A的加速为 B的加速度为 设B运动到木板A左端的时间为t，根据位移关系 即联立并代入数据 解得 根据运动学公式可得速度为 学科网（北京）股份有限公司 $$