第4章 运动和力的关系 单元学能测评-【重难点手册】2024-2025学年高中物理必修第一册同步练习题（人教版2019 浙江专用）

第四章 运动和力的关系么超 第四章 单元学能测评 时间：60分钟满分：100分 一、单项选择题（本题共10小题，每小题 B.小明在B位置时，其所受合外力为0 5分，共50分) C.小明从A位置下降到B位置的过程 1.下列有关的物理知识，正确的是( 中，其加速度方向始终向下 A一个运动的物体，如果不再受力了， D.小明从A位置下降到B位置的过程 它总会逐渐停下来，这说明静止状态 中，其速度先增大后减小 才是物体长时间不受力时的“自然 3.(2023·浙江丽水二中高一阶段练习)如 状态” 图所示，四只猴子水中捞月，它们将一棵 B.太空的空间站里“漂浮”着的气球，是 又直又高的杨树压弯，竖直倒挂在树梢 因为受到的浮力等于重力 上，从下到上依次为1、2、3、4号猴子.正 C.拔河比赛中，如果绳的质量不计，且保 当1号打算伸手捞“月亮”时，2号突然两 持水平，获胜一方对绳子的拉力大小 手一滑，1号扑通一声掉进了水里.假设 等于输掉一方对绳子的拉力 2号手滑前四只猴子都处于静止状态， D.杠杆的平衡条件是“动力×动力臂 四只猴子的质量都相等且为，重力加 阻力×阻力臂”，物理上将“力×力 速度为g,那么在2号猴子手滑后的一 臂”定义为“力矩”.力矩的单位用国 瞬间( 际单位制中的基本单位表示应该是 N·m 2.(2023·浙江湖州中学高一期末)如图为 小明玩蹦床的情景，其中A位置是床面 未受压力时的位置，B位置是某次他从 A.1号猴子的加速度和速度都等于0 最高点直立下落的过程中将床面压到的 B.2号猴子对3号猴子的作用力大小为 最低位置.若床面始终在弹性限度内，空 4mg 气阻力忽略不计，对于小明从最高点下 落到最低点的过程，下列说法正确的是 C.2号猴子对3号猴子的作用力不变 D.树梢对4号猴子的作用力大小为 3mg 4.(2023·浙江杭州四中高一期末)汽车内 有一用轻绳悬挂的小球，某段时间内绳 与竖直方向成某一固定角度，如图所示， A.小明下落到A位置，其速度开始减小 若在汽车底板上还有一个与其相对静止 95 滩点手册高中物理必修第一册)（浙江专用） 的物体1，则关于汽车的运动情况和物 m·s 24 体m的受力情况正确的是( 左 A.小球所受重力和阻力大小之比为6：1 A.汽车一定向右做匀加速运动 B.小球落回到抛出点时的速度大小为 B.汽车一定向左做匀减速运动 8√6m/s C.除受到重力、底板的支持力作用 C.小球上升过程与下落过程所用时间之 外，还一定受到向右的摩擦力作用 比为3：2 D.1除受到重力、底板的支持力作用 D.小球下落过程中，受到向上的空气阻 外，还可能受到向左的摩擦力作用 力，处于超重状态 5.(2023·浙江杭州四中高一期末)如图所 7.(2022·浙江大学附属中学高一期末)如 示，一小车放在水平地面上，小车的底板 图所示，传送带的水平部分长为L,传动 上放一质量为m的光滑小球，小球通过 速率为，在其左端无初速度放一小木 两根劲度系数均为k的轻弹簧与小车两 块，若木块与传送带间的动摩擦因数为 壁相连，当小车匀速运动时两弹簧L、 4,则木块从左端运动到右端的时间不可 L2恰处于自然状态，当发现小球向左移 能是( 动x时，小车可能正在( ) L wminwrmv 2μ4g B L A.向右加速，加速度a=虹 m c n B.向左加速，加速度a=k虹 8.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m C.向右减速，加速度a=2kz 和m,静止叠放在水平地面上，A、B间的 动摩擦因数为以，B与地面间的动摩擦 D.向左减速，加速度a=2kx 因数为兮.最大静摩擦力均等于滑动摩 6.(2023·浙江宁波慈溪中学高一期末)将 擦力，重力加速度为g.现对A施加一水 一个质量为1kg的小球竖直向上抛出， 平拉力F,则( 最终落回抛出点，运动过程中所受阻力 大小恒定，方向与运动方向相反.该过程 的t图像如图所示，g取10m/s2.下列 B 说法中正确的是(). A.当F<2mg时，A、B都相对于地面 96 第四章运动和力的关系底超 静止 B.分离前A、B的加速度一直为3m/s B当F=-mg时，A的加速度为写g C.6s时B的加速度为4m/s2 D.B一直在做匀加速直线运动 C.无论F为何值，B的加速度不会超过 二、实验题（本题共2小题，共21分） 1 g 11.(9分)(2020·浙江选考)做“探究加速 度与力、质量的关系”实验时，图甲是教 D.当F>3umg时，B的加速度随着F 材中的实验方案；图乙是拓展方案，其 的增大而增大 实验操作步骤如下： 9.如图所示，在倾角为0=30°的光滑斜面 打点计时器 上，物块A、B质量分别为m和2m.物块 纸带 A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与 斜面顶端相连，A、B紧挨在一起但A、B 之间无弹力.已知重力加速度为g,某时 打点计时器 刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说 纸带⑨ 法正确的是( ①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角， 使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀 A.物块A的加速度为0 速下滑： B物块A的加速度为号 ②取下托盘和砝码，测出其总质量为 m,让小车沿木板下滑，测出加速度a: C.物块B的加速度为0 ③改变砝码质量和木板倾角，多次测 D物块B的加速度为 量，通过作图可得到F的关系 10.如图，A、B两个物体相互接触但并不 (1)实验获得如图丙所示的的纸带，计 数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画 粘合，放置在水平面上，水平面与物体 出，所用交变电流的频率为50Hz, 间的摩擦力可忽略，两物体的质量分别 则在打d点时小车的速度大小u 为mA=4kg、mg=6kg.从t=0开始， m/s(保留2位有效数字). 推力FA和拉力FB分别作用于A、B 上，FA、FB随时间的变化规律为FA= mmmnmmmjmpmjmjmrmmmjjmjmmmpmmm 29303132333435363738cm 18一2t(N),Fg=12+2t(N),则以下说 法错误的是( 丙 EAB (2)需要满足条件M>m的方案是 (填“甲”、“乙”或“甲和 A.3s时二者分离 乙”)；在作cF图像时，把mg作为 97 难点手册高中物理必修第一册)（浙江专用） F值的是 (填“甲”、“乙”或 是一条直线，图线与横轴的夹角为 “甲和乙”). 0,求得图线的斜率为k,则小车的质 12.(12分)(2023·浙江宁波镇海中学高 量为 一期末)某实验小组利用图甲所示装置 探究加速度与力、质量的关系.图中带 滑轮的长木板放在水平桌面上，力传 感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板 平行. A.2tan 0 B.1 tan 0 力传感器 打计时器 小 C.k 纸带 n 木板 砂和砂桶 三、计算题（本题共2小题，共29分） 甲 13.(14分)如图所示，将金属块m用压缩 的轻弹簧卡在一个矩形的箱子中，在箱 子的上顶板和下底板装有压力传感器， 6.1916.70 7.21 7.72 箱子可以沿竖直轨道运动.当箱子以a= (1)实验过程中，下列说法正确的是 2.0m/s加速度竖直向上做匀减速运 动时，上顶板的压力传感器显示的压力 A若使用电火花计时器，应选用交 V=7.2N,下底板的压力传感器显示 流8V电源 的压力F=12.0N(g取10m/s2). B.实验中砂和砂桶质量要远小于 (1)金属块的质量m为多少？ 小车质量 (2)若上顶板的压力传感器的示数是下 C.实验中因为使用了力传感器，所 底板的压力传感器示数的一半，试 以不需要平衡摩擦力 判断箱子的运动情况， D.实验中必须先接通电源，再释放 (3)要使上顶板的压力传感器的示数为 小车 0,箱子沿竖直方向运动的情况可能 (2)实验得到如图乙所示的纸带，纸带 是怎样的？ 上各点均为计时点，所用交变电流 的频率为50Hz,则打点计时器打 出B点时小车速度大小B 0000000 m/s,小车加速度大小a= m/s(结果保留2位有效 数字) (3)以力传感器的示数F为横坐标，加 速度a为纵坐标，画出的cF图像 98 第四章 运动和力的关系度超 14.(15分)(2023·浙江宁波余姚中学高 (1)滑块C到达斜面底端时的速度v 一期末)如图所示，地面上有一固定的 大小 倾角为0=37°的斜面，质量为m=2kg (2)滑块C在A上表面滑行时，A、B间 的滑块C(可视为质点)从距长木板上 的弹力大小 表面高h=0.6m处由静止滑下.水平 (3)最终稳定时，滑块C是否脱离长木 地面上长木板A上表面与斜面末端平 板B?若未脱离，滑块C相对于B 滑对接，A左端与斜面间紧靠在一起但 静止的位置距离B右端多远？ 不粘连，A右端与B左端紧靠在一起同 样不粘连，A、B的上表面涂有不同材 质的涂料，下表面光滑，长度L均为 37 37.5cm,质量M均为1kg,原先静止 在光滑的水平地面上.已知滑块C与斜 面间的动摩擦因数为=0.5，滑块C 与木板A间的动摩擦因数为1=0.2， 滑块C与木板B间的动摩擦因数为 =合，忽略空气阻力，不计滑块C从斜 面滑到A板的速度损失.最大静摩擦 力与滑动摩擦力大小相等，sin37° 0.6,c0s37°=0.8，g=10m/s2.求： 99练习册参考答案与解析次 2m/s,故物体可能正在以2m/s2的加速度加速上升 5.（1)飞船起飞阶段，由题可知1==4.2 mg 或以2m/s的加速度减速下降，故B正确，CD错误. 得到N=4.2mg. 故选 宇航员与飞船加速度相同，起飞时宇航员受力如图1， 2.D【解析】由图像可知，0一3.6s内，弹力等于重力，运 受重力mg,支持力与压力等大为N 动员在4.8~5.4s内，弹力大于重力，放运动员处于超 AN 重状态，故A正确：由图乙可知，运动员在11一12s 内，运动员受到的弹力先小于重力，再大于重力，然后 再小于重力，故运动员先处于失重状态，后处于超重状 m8 态，再处于失重状态，故B正确：由图像可知运动员离 图1 开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8s或 根据牛顿第二定律，取竖直向上为正方向，有N,一 9.4s,再下落到蹦床上的时刻为8.4s或11s,它们的 mg=01, 时间间隔均为1.65，故处于完全失重状态的最长时间 代入数据解得a1=32m/s2. 为1.6s,故C正确：由图像可知，离开蹦床的最长时间 (2)飞船返回大气层时，宇航员受力如图2，受重力mg、 为1.6s,由对称性可知，上升时间为0.8s,则上升的 支持力N 最大高度为H=名g(告)=合×10×(：)）m 3.2m,故D错误.故选D. 3.D【解析】斜面是光滑的，则由牛顿第二定律可得小木 m 块m下滑时加速度大小为a=gsin0. 图2 根据牛顿第二定律，取竖直向上为正方向，有N2一 g=d2. IM Im)g 根据牛顿第三定律代人数据，解得耐受力值，= mg 对整体进行研究，分析受力情况如图所示，将的加速 1+=1.52. 度a分解为水平和竖直两个方向，根据牛顿第二定律， 竖直方向有(M+m)g-V=mnasin>0,则N<(M+ C强基突破练 m)g,所以斜面体受地面的支持力小于(M十m)g.对整 1.D【解析】开始时A球下的弹簧被压缩，弹力向上：B 体有水平方向的加速度，则地面对斜面的摩擦力方向 球下的弹簧被拉长，弹力向下：将挂吊篮的绳子剪断的 也水平向右，由牛顿第二定律，水平方向有f=s8= 瞬间，系统的加速度为g,为完全失重状态，此时水对 mgsin cos0-2 ngsin20,故ABC错误，D正确. 球的浮力也为0，小球的重力也视为0，则A球将在弹 力作用下相对于杯底向上运动，B球将在弹力作用下 4.B【解析】在P下落但还没有到达箱底的过程中，对P、 相对于杯底向下运动，C球相对于杯底不动.故选D. Q整体由牛顿第二定律得iPg一mag=(mp十ia)a, 解得a=2m/s2,对P有mrg一T=mnd,解得T 第四章单元学能测评 24N,台秤受到箱子的压力为V=Mg+2T=50N+ 1.C 、2×24N=98N.则台秤的示数为g-器kg=头8kg, 2.D【解析】小明下落到A位置后开始受到向上的弹力 故选B 作用，但弹力小于重力，其速度仍在增大，直到弹力增 43 重难⑤手册高中物理必修第一册)（浙江专用） 大到等于重力时（合力为0），速度达到最大，之后其速 方向加速度向右，则小车可能向右加速或者向左减速， 度才开始减小，在B位置时，速度为0，合力（加速度） 故D正确，ABC错误.故选D 向上，AB错误：小明从A位置下降到B位置的过程 6.B【解析】小球向上做匀减速运动的加速度大小4：= 中，其加速度先向下减小，再向上增大，C错误：小明从 △v_24 △ 一专m/g=12m/g,根据牛顿第二定律得mg十 A位置下降到B位置的过程中，其速度先增大后减小， f=m1,阻力为f=2N,则重力和阻力大小之比为 D正确.故选D, 3.B【解析】在2号猴子手滑后的一瞬间，1号猴子只受 mg:∫=5：1，故A错误：小球上升的高度x=受 到重力作用，则1号猴子的加速度为g,故A错误：在 2号猴子手滑之前，树梢对4号猴子的作用等于4g, 兰×2m=2Am,小球下降的加速度大小a=一 方向竖直向上，对2、3、4号猴子整体分析，在2号猴子 LX0兰m/g=8m/,根据=之a得 手滑后的一瞬间，根据牛顿第二定律有4mg一3g= √6s,则小球落回到抛出点时的速度大小为v=at红= 3a,在2号猴子手滑后的一瞬间，对2号猴子分析，根 8√m/s,故B正确：上升的时间和下落的时间之比为 据牛顿第二定律有F一mg=ma,联立可得，3号猴子对 4:=2:√6，故C错误：下落的过程中，加速度向下， 2号猴子的作用力大小为F=四，则2号猴子对3号 处于失重状态，故D错误.故选B 猴子的作用力大小为m5,故B正确：在2号猴子手滑 7.B【解析】木块可能在传送带上先做匀加速直线运动， 前，2号猴子对3号猴子的作用力为2mg,在2号猴子 速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动.匀加速 手滑后的一瞬间，2号猴子对3号猴子的作用力大小为 直线运动的加速度。=烟匀加速运动的时间是 ,故C错误：由于在2号猴子手滑后的一瞬间，树 匀加速直线运动的位移石一号一装·匀遮运动的时 梢的形变量还没有改变，所以树梢对4号猴子的作用 力大小仍为4mg,故D错误.故选B. 间=L一五=上一”，则木块从左端运动到右端的 2g 4.C【解析】对小球受力分 时间=十=占十动·故A可能：未块在传送带上 析，受拉力和重力，如图，结 可能一直做匀加速直线运动，到达右端的速度恰好为 合运动情况可知，合力水平 向右，由几何关系有F合一 时，根据平均速度推论知L=受则运动的时间1一 G书 gtan0,方向水平向右，根据牛顿第二定律有a=gtan 0, 2L,若到达右端的速度小于。时，则运动的时间应该大 方向水平向右，故小车向左做匀碱速直线运动或者向 右做匀加速直线运动，故AB错误；由于物体的加速度 于华根据-名r得1√巴-√受放B不可 也向右，故合力向右，再对物体受力分析，受重力、支持 能，CD可能.本题选不可能的，故选B 力和摩擦力，根据牛顿第二定律有f=ma=gtan0, 8C【解析】将两物体看作一个整体，则运动的临界条件 方向水平向右，故C正确，D错误.故选C 为F-之m+2m)g>0,解得F>多mg,所以当F≤ 5.D【解析】当小车匀速运动时两弹簧L1,L恰处于自 mg时，A,B都相对于地面静止，A错误：当A刚好 3 然状态，当发现小球向左移动x时，可知小球受到两弹 簧L,L:的弹力均向右，则水平方向合力大小为F台 相对于B滑动时，有F一2mg=2ma,2mg一 F+F,=2,由牛顿第二定律有a=-2,水平 1 A(m+2m)g=ma,解得F=3mg,a=号，所以有 44 练习册参考答案与解析么线 F>3mg时，二者相对滑动，B的最大加速度为之g。 下滑，设斜面的倾斜角为，斜面和纸带对小车的摩擦 力或阻力总和为f,则有Vgsin-f+mg,取下托盘和 当F=8 mg时，二者一起运动，则有F 砝码，小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得 之m十2m)g=3a,解得。=g,BD错误，C正 gsin0一f=Ma,即mg=Ma,故乙方案中，不需要满 足M>m,在甲、乙方案中，均用托盘和砝码的重力 确.故选C mg作为小车匀加速直线运动的合力F, 9.B【解析】剪新细线前，A、B紧挨在一起但A、B之间 12.(1)D.(2)1.63.2.(3)D 无弹力，以A为研究对象，可知弹簧对A的弹力方向 【解析】(1)电火花计时器使用的是220V的交流电， 沿斜面向上，大小F=mgsin0,剪断细线的瞬间，弹簧 故A错误：实验中由于有力传感器可以直接测得拉 的弹力保持不变，以物块A、B为整体，根据牛顿第二 力，所以不需要砂和砂桶质量要远小于小车质量，故 定律得3 ngsin0-F=3ma,解得a=亭，可知物块A, B错误：实验中虽然使用了力传感器，但仍然需要平 衡摩擦力，故C错误；实验中必须先接通电源，再释放 B的加速度均为三，故选B 小车，故D正确，故选D 10.D【解析】分离前，以A,B整体为研究对象，根据牛 (②)打点计时器打出B点时小车速度大小=AS 4T 顿第二定律可得F十Fm=(mA十ms)a,解得a= 3m/g,设经过t时间，A、B刚好分离，此时A,B间的 6.19+6.70×10-m/s=1.6m/s, 4×0.02 弹力为0：以B为研究对象，根据牛顿第二定律可得 小车的加逃度为a=CEAC (4T) Fm=12+2t=ma,解得1=3s,故AB正确.6s时， A、B早已经分离，以B为研究对象，根据牛顿第二定 (7.21+7.72)-(6.19+6.70×102m/g=3.2m/, (4×0.02) 律可得F=ma,解得B的加速度为=E IE (3)由牛顿第二定律得2F=ma,所以a=25=kR,所 12+2×6 m/g=4m/s,故C正确.在前3s内，B做 以m=是，故选n 匀加速直线运动：在3s后，B做加速度逐渐增大的加 13.(1)由题意可知，金属块所受竖直向下的压力值即为 速运动，故D错误.故选D, 上底板压力传感器示数（设为F),金属块所受竖直 11.(1)0.19.(2)甲：甲和乙 向上的弹力值即为下底板压力传感器示数（设为 【解析】(1)相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s, F).当a=2m/s2(竖直向下)，F=7.2N、F2=12N 由匀加速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时 时，对金属块有F十mgF=ma, 速度可得，在打d点时小车的速度u=等 代人数据解得m=0.6kg (38.10-30.70)×10-2 (2)若上底板压力传感器示数为下底板压力传感器示 4×0.1 m/s≈0.19m/s 数的一半，因为弹簧形变量没有改变，所以下底板压 (2)在题图甲的实验方案中，由托盘和砝码的重力提 力传感器示数不变，根据牛顿第二定律得F,十g 供拉力，让小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律 F:=ma', 可得mg=(M什ma,则a-m‘8,则绳子对小车 代人数据解得a'=0, 故箱子做匀速直线运动. 的拉力F==nM·mg,当M>n时，绳子拉力 (3)设上底板压力传感器示数恰好为0（即上底板与金 近似等于托盘和砝码的重力.故甲需要满足M>m. 属块接触但不挤压)，此时下底板压力传感器示数仍 在题图乙的实验方案中，挂上托盘和砝码，小车匀速 然不变，有F2一mg=ma”", 45 重雅手细高中物理必修第一册凡U(浙江专用】 解得a"=10m/s, B正确：下滑过程中（坡度不变），人对斜面的压力不 加速度的方向向上。 变，则摩擦力不变：人受到的重力沿斜面的分量不变， 故要使上底板压力传感器的示数为0，则箱子沿竖直 根据牛顿第二定律可知人的加速度不变，而下滑的速 轨道向上加速或向下减速运动，加速度大小为10m, 度越来越大，故C错误：人对滑板的压力与滑板对人的 14.(1)斜面上运动时，由牛顿第二定律得mngsin0一 支持力，是一对作用力与反作用力，故D错误.故选B t mgcos 0=mao. 2.C【解析】在无需考虑物体的大小和形状时，用质点来 代入数据解得a6=2m/s, 代替物体的方法是理想模型法，故A正确：用△ 由运动学公式得6=2am37 h (△→0)时间内的位移△x与△y的比值定义1时刻的 代入数据解得6=2m/s 瞬时速度，运用了极限思维法，故B正确：伽利略通过 (2)C在A上表面滑行时，A、B一起向右加速运动，受 “斜面实验”来研究落体运动规律，运用了实验结合逻 到C给的向右的摩擦力，由牛顿第二定律有 辑推导的方法，故C错误：借助激光笔及平面镜观察桌 u mg=2MaAn 面的微小形变的实验中，运用了放大的思想，故D正 解得as-2m/s. 确.故选C 隔离B进行受力分析，A对B的弹力大小为F= 3.D【解析】信息中的北京时间2022年3月23日15时 Manu=2 N. 44分指的是时刻，故A错误：空间站里的“太空教师” (3)此后，C在B上继续做减速运动，设C的加速度大 围绕地球做匀速圆周运动，所以不是平衡状态，故B错 小为a,B的加速度大小为aB, 误：空间站里的“太空教师”处于完全失重状态，仍受地 =g=号m/8, 球引力作用，故C错误：位移是由初位置指向末位置的 有向线段，可知中国空间站绕地球飞行一周时，以地心 为参考系，位移为0，故D正确.故选D 假设C未脱离B,经过时间，B、C速度相同，即一 4.A【解析】打点计时器测量时问，属于国际单位制中的 ag丝=U十aBl:+ 基本量，故A正确：测力计是测量力的，力不属于国际 解得2=0.2s, 单位制中的基本量，故B错误：电压表测电压，不属于 故w==名人 国际单位制中的基本量，故C错误：量筒测量体积，不 属于国际单位制中的基本量，故D错误.故选A 此时C在B上发生的相对位移为△x=中型· 2 5.D【解析】空中相邻的两个水滴间的时间间隔相同，但 十恤·4=0.1m<0.375m… 是水滴在做加速运动，加速度相同，所以下面的水滴相 2 所以滑块C未脱离长木板B,此时滑块C到B右端的 对于上面水滴在匀速下落，间距变大，故A错误：1分 距离为 钟内下落水滴180个，相邻水滴间隔6=号s,下落总 △L.=0.375m-0.1m=0.275m=27.5cm 时间=√g =0.88，空中相邻的两个水滴之间的最 模块综合测评 大间距是M=之gr一合g一6)P-号m,放B错 L.B【解析】人之所以下滑是因为受到了竖直向下的重 误：只有做初速度为0的匀加速直线运动时，才有相邻 力，不存在下滑力：在下滑的过程中，人受到三个力的 间距之比为1：3，故不是始终存在，故C错误：下落总 作用，重力、支持力和摩擦力，故A错误：研究人下滑的 时间时，人的大小可以忽略不计，可以被看作质点，故 时间是0,8，时间间隔为号，空中有3个水滴和2个 46