专题03 运动和力的关系 专项训练 -2026届高考物理一轮复习

专题03 运动和力的关系（综合训练） 考试范围：《运动和力的关系》 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，一只鸽子在空中以加速度a沿图中虚线斜向上匀加速飞行，在此过程中，下列说法正确的是(　　) A．鸽子处于超重状态 B．鸽子处于完全失重状态 C．鸽子受到空气的作用力的方向与其飞行的速度方向相同 D．空气对鸽子的作用力可能等于鸽子所受重力 答案　A 解析　因为鸽子在空中以加速度a沿图中虚线斜向上匀加速飞行，加速度有竖直向上的分量，所以鸽子处于超重状态，故A正确，B错误；鸽子所受的合力的方向与其飞行的速度方向相同，合力、空气的作用力与重力应构成矢量三角形，故空气对鸽子的作用力不可能等于鸽子所受重力，作用力的方向应与其飞行的速度方向有一定的夹角，故C、D错误。 2.如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的水平弹簧。现对物体施加一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是(　　) A． 速度增大，加速度减小 B．速度增大，加速度增大 C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大 D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小 答案　C 解析　力F作用在A上的开始阶段，弹簧弹力kx较小，合力与速度方向相同，物体速度增大，而合力F－kx随x增大而减小，加速度也减小，当F＝kx以后，随物体A向左运动，弹力kx大于F，合力kx－F随x增大而增大，合力方向与速度方向相反，速度减小，加速度a增大。综上所述，只有C正确。 3．复兴号高铁平稳运行时硬币可以在直立的笔上不倒．当高铁、硬币和笔一起做匀速运动时，下列说法正确的是(　　) A． 笔受到自身重力、硬币的压力、桌面的支持力和静摩擦力作用 B．笔受到自身重力、硬币的重力和桌面对笔的支持力作用 C．桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力是一对平衡力 D．笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力是一对相互作用力 D　[当高铁、硬币和笔一起做匀速运动时，笔受到重力、硬币的压力、桌面的支持力，故A、B错误；根据平衡条件可得桌面对笔的支持力等于硬币对笔的压力与笔的重力之和，所以桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力不是一对平衡力，故C错误；笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力，大小相等、方向相反、作用在不同的物体上、作用在一条直线上，是一对相互作用力，故D正确．] 4．在光滑水平桌面上质量为2 kg的物体，同时受到2 N和3 N两个水平共点力的作用，则物体的加速度可能为(　　) A．2 m/s2 B．3 m/s2 C．5 m/s2 D．6 m/s2 A　[根据已知条件，这两个力的合力取值范围应为1 N≤F合≤5 N，由牛顿第二定律F＝ma可知，物体加速度取值范围应为0.5 m/s2≤a≤2.5 m/s2，故选项A正确．] 5.如图所示，在光滑的水平面上有一个质量m＝1 kg的小球，小球分别与水平轻弹簧及与竖直方向成45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，在剪断轻绳的瞬间，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．小球受到水平面的弹力仍然为零 B．小球所受合力为零 C．小球立即具有向左的加速度a＝10 m/s2 D．小球立即具有向左的加速度a＝6 m/s2 答案　C 解析　剪断轻绳前，小球在重力、轻绳的拉力和弹簧弹力作用下处于静止状态，三力的合力为零，受力分析可知弹簧的弹力大小等于小球的重力mg，剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，轻绳的拉力消失，此时小球受到水平面竖直向上的支持力，大小为mg，小球竖直方向受力平衡，小球受到的合力为弹簧的弹力，方向向左，大小为mg，故小球具有向左的加速度a＝10 m/s2，故选项C正确。 6．雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是 (　　) A．kg/m4 B．kg/m3 C．kg/m2　　 D．kg/m B　[将Ff＝kSv2变形得k＝，采用国际单位制，式中Ff的单位为N，即kg·m/s2，S的单位为m2，速度的二次方的单位可写为(m/s)2，将这些单位代入上式得，即比例系数k的单位是kg/m3，B正确．] 7．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为(　　) A．0.5μmg B．μmg C．3μmg D．5μmg C　[当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为μmg 由牛顿第二定律知aA＝＝μg 对于A、B整体，加速度a＝aA＝μg 由牛顿第二定律得F＝3ma＝3μmg．C项正确．] 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱．如图所示为一海豚把球顶向空中，并等其落下．下列说法正确的是(　　) A．球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用 B．球在最高点时速度为零，但加速度不为零 C．球在上升过程中处于超重状态 D．球在下落过程中处于失重状态 BD　[竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，球在最高处只受到重力，故A错误；球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为g，故B正确；竖直上抛运动上升和下落过程都是只受到重力的作用，加速度大小为g，方向竖直向下，处于失重状态，故C错误，D正确．] 9.如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动．将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、s、F表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小．下列选项正确的是(　　) A　　　　B　 　　　C　　 　　D AB　[在前t1时间内物体受到向右的滑动摩擦力而做匀加速直线运动，加速度不变，速度与时间的关系为v＝at，v ­t图像是倾斜的直线；物体的速度与传送带相同后，不受摩擦力作用而做匀速直线运动，速度不变，加速度为0．故A、B正确，C、D错误．] 10．如图甲所示，物块的质量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，整个过程中物块速度的二次方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，g＝10 m/s2。下列说法中正确的是(　　) A．0～5 s内物块做匀减速运动 B．在t＝1 s时刻，恒力F反向 C．恒力F大小为10 N D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 答案　BD 解析　由题图乙得物块在前5 m位移内做匀减速运动，在5～13 m位移内做匀加速运动，且由图线斜率得匀减速运动的加速度大小a1＝ m/s2＝10 m/s2，匀加速运动的加速度大小a2＝ m/s2＝4 m/s2，匀减速运动的时间t＝＝1 s，故在t＝1 s时刻恒力F反向，又由牛顿第二定律得F＋μmg＝ma1和F－μmg＝ma2，联立解得F＝7 N，动摩擦因数μ＝0.3，选项B、D正确。 三、填空题（共计2题，共计15分） 11．某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题： 甲 乙 (1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系． (2)由图乙可知，a­m图线不经过原点，可能的原因是_________________ _______________________________________________________________． (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是____________________________________________， 钩码的质量应满足的条件是_______________________________________． [解析]　这是探究小车加速度与钩码质量的关系，所以该实验必须平衡摩擦力，并且要保证钩码的质量远小于小车的质量． (1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系． (2)a­m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足． (3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量． [答案]　(1)非线性　(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　远小于小车的质量 12．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。 (1)下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫板、小车和砝码、砝码盘、天平(附砝码)。除以上器材外，还需要的有________。 A．秒表 B．刻度尺 C．交变电源 D．直流电源 (2)本实验采用的科学方法是________。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．建立物理模型法 (3)在平衡小车受到的摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝________ m/s2。 (4)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表： 砝码盘中砝码总重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a/(m·s－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据在如图所示坐标系中作出a－F关系图像。 (5)本实验已正确平衡了摩擦力，根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，主要原因是________________________________。 答案　(1)BC　(2)B　(3)0.16　(4)见解析图 (5)计算F时忘记加入砝码盘的重力 解析　(1)本实验中需要测位移，则需要刻度尺，电磁打点计时器需要低压交变电源，故选B、C。 (2)本实验采用的科学方法是控制变量法，故选B。 (3)由题意可知相邻计数点间的时间间隔 T＝5T0＝0.1 s 由题图乙可知Δs＝0.16 cm＝1.6×10－3 m 由Δs＝aT2可得a＝0.16 m/s2。 (4)a－F图线如图所示。 (5)已正确平衡了摩擦力后，a－F图像仍不通过原点，是由于在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图像向左平移。 四、解答题（共计3题，共计41分） 12．如图甲所示，物体的质量m＝10 kg，放在升降机的底板上．升降机由静止开始从底楼上升到顶楼过程中的v­t图像如图乙所示，不计空气阻力，g取10 m/s2，求在这12 s内： 甲　　　　　　　　　　乙 (1)物体上升的高度； (2)物体对升降机底板压力的最大值； (3)物体对升降机底板压力的最小值． [解析]　(1)用面积表示位移，则物体上升的高度为h＝×(3＋12)×6 m＝45 m． (2)t＝0至t＝3 s内，物体加速上升，处于超重状态，加速度大小a1＝＝2 m/s2，方向竖直向上．由牛顿第二定律得F1－mg＝ma1， 底板对物体支持力的最大值F1＝mg＋ma1＝120 N． 根据牛顿第三定律，物体对底板压力的最大值为120 N． (3)t＝6 s至t＝12 s内，物体减速上升，处于失重状态， 加速度大小a2＝＝－1 m/s2，负号表示方向竖直向下． 由牛顿第二定律得F2－mg＝ma2， 底板对物体的支持力的最小值为F2＝mg＋ma2＝90 N， 根据牛顿第三定律，物体对底板压力的最小值为90 N． [答案]　(1)45 m　(2)120 N　(3)90 N 14．一个质量为20 kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．　 (1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度． (2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度． [解析]　(1)沿斜面下滑时，物体受力如图 由牛顿第二定律得： mgsin 37°－Ff＝ma1 ① FN＝mgcos 37° ② 又Ff＝μFN ③ 所以a1＝gsin 37°－μgcos 37°＝4.4 m/s2，方向沿斜面向下． (2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下 由牛顿第二定律得： mgsin 37°＋Ff＝ma2 ④ 联立②③④得 a2＝gsin 37°＋μgcos 37°＝7.6 m/s2，方向沿斜面向下． [答案]　(1)4.4 m/s2，沿斜面向下　(2)7.6 m/s2，沿斜面向下 15．如图所示，质量为M＝1 kg的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量m＝0.5 kg的小滑块(可视为质点)以v0＝3 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2．求： (1)滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小和方向； (2)滑块在木板上滑动过程中，滑块相对于地面的加速度大小； (3)若长木板足够长，滑块与长木板达到的共同速度． [解析]　(1)滑块所受摩擦力为滑动摩擦力 Ff＝μmg＝0.5 N，方向水平向左 根据牛顿第三定律，滑块对长木板的摩擦力为0.5 N，方向水平向右． (2)由牛顿第二定律得： μmg＝ma 得出a＝μg＝1 m/s2． (3)对长木板，由牛顿第二定律 μmg＝Ma′ 可得a′＝＝0.5 m/s2 设经过时间t，滑块和长木板达到共同速度v，则满足： 对滑块：v＝v0－at　对长木板：v＝a′t 由以上两式得：滑块和长木板达到的共同速度v＝1 m/s． [答案]　(1)0.5 N　方向水平向右　(2)1 m/s2　(3)1 m/s 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 运动和力的关系（综合训练） 考试范围：《运动和力的关系》 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，一只鸽子在空中以加速度a沿图中虚线斜向上匀加速飞行，在此过程中，下列说法正确的是(　　) A．鸽子处于超重状态 B．鸽子处于完全失重状态 C．鸽子受到空气的作用力的方向与其飞行的速度方向相同 D．空气对鸽子的作用力可能等于鸽子所受重力 2.如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的水平弹簧。现对物体施加一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是(　　) A． 速度增大，加速度减小 B．速度增大，加速度增大 C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大 D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小 3．复兴号高铁平稳运行时硬币可以在直立的笔上不倒．当高铁、硬币和笔一起做匀速运动时，下列说法正确的是(　　) A． 笔受到自身重力、硬币的压力、桌面的支持力和静摩擦力作用 B．笔受到自身重力、硬币的重力和桌面对笔的支持力作用 C．桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力是一对平衡力 D．笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力是一对相互作用力 4．在光滑水平桌面上质量为2 kg的物体，同时受到2 N和3 N两个水平共点力的作用，则物体的加速度可能为(　　) A．2 m/s2 B．3 m/s2 C．5 m/s2 D．6 m/s2 5.如图所示，在光滑的水平面上有一个质量m＝1 kg的小球，小球分别与水平轻弹簧及与竖直方向成45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，在剪断轻绳的瞬间，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．小球受到水平面的弹力仍然为零 B．小球所受合力为零 C．小球立即具有向左的加速度a＝10 m/s2 D．小球立即具有向左的加速度a＝6 m/s2 6．雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是 (　　) A．kg/m4 B．kg/m3 C．kg/m2　　 D．kg/m 7．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为(　　) A．0.5μmg B．μmg C．3μmg D．5μmg 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱．如图所示为一海豚把球顶向空中，并等其落下．下列说法正确的是(　　) A．球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用 B．球在最高点时速度为零，但加速度不为零 C．球在上升过程中处于超重状态 D．球在下落过程中处于失重状态 9.如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动．将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、s、F表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小．下列选项正确的是(　　) A　　　　B　 　　　C　　 　　D 10．如图甲所示，物块的质量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，整个过程中物块速度的二次方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，g＝10 m/s2。下列说法中正确的是(　　) A．0～5 s内物块做匀减速运动 B．在t＝1 s时刻，恒力F反向 C．恒力F大小为10 N D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 三、填空题（共计2题，共计15分） 11．（6分）某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题： (1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系． (2)由图乙可知，a­m图线不经过原点，可能的原因是_________________． (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是____________________________________________，钩码的质量应满足的条件是_______________． 12．（9分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。 (1)下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫板、小车和砝码、砝码盘、天平(附砝码)。除以上器材外，还需要的有________。 A．秒表 B．刻度尺 C．交变电源 D．直流电源 (2)本实验采用的科学方法是________。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．建立物理模型法 (3)在平衡小车受到的摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝________ m/s2。 (4)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表： 砝码盘中砝码总重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a/(m·s－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据在如图所示坐标系中作出a－F关系图像。 (5)本实验已正确平衡了摩擦力，根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，主要原因是________________________________。 四、解答题（共计3题，共计41分） 13．（10分）如图甲所示，物体的质量m＝10 kg，放在升降机的底板上．升降机由静止开始从底楼上升到顶楼过程中的v­t图像如图乙所示，不计空气阻力，g取10 m/s2，求在这12 s内： 甲　　　　　　　　　　乙 (1)物体上升的高度； (2)物体对升降机底板压力的最大值； (3)物体对升降机底板压力的最小值． 14．（14分）一个质量为20 kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．　 (1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度． (2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度． 15．（17分）如图所示，质量为M＝1 kg的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量m＝0.5 kg的小滑块(可视为质点)以v0＝3 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2．求： (1)滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小和方向； (2)滑块在木板上滑动过程中，滑块相对于地面的加速度大小； (3)若长木板足够长，滑块与长木板达到的共同速度． 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 运动和力的关系（综合训练） 考试范围：《运动和力的关系》 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，一只鸽子在空中以加速度a沿图中虚线斜向上匀加速飞行，在此过程中，下列说法正确的是(　　) A．鸽子处于超重状态 B．鸽子处于完全失重状态 C．鸽子受到空气的作用力的方向与其飞行的速度方向相同 D．空气对鸽子的作用力可能等于鸽子所受重力 2.如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的水平弹簧。现对物体施加一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是(　　) A． 速度增大，加速度减小 B．速度增大，加速度增大 C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大 D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小 3．复兴号高铁平稳运行时硬币可以在直立的笔上不倒．当高铁、硬币和笔一起做匀速运动时，下列说法正确的是(　　) A． 笔受到自身重力、硬币的压力、桌面的支持力和静摩擦力作用 B．笔受到自身重力、硬币的重力和桌面对笔的支持力作用 C．桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力是一对平衡力 D．笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力是一对相互作用力 4．在光滑水平桌面上质量为2 kg的物体，同时受到2 N和3 N两个水平共点力的作用，则物体的加速度可能为(　　) A．2 m/s2 B．3 m/s2 C．5 m/s2 D．6 m/s2 5.如图所示，在光滑的水平面上有一个质量m＝1 kg的小球，小球分别与水平轻弹簧及与竖直方向成45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，在剪断轻绳的瞬间，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．小球受到水平面的弹力仍然为零 B．小球所受合力为零 C．小球立即具有向左的加速度a＝10 m/s2 D．小球立即具有向左的加速度a＝6 m/s2 6．雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是 (　　) A．kg/m4 B．kg/m3 C．kg/m2　　 D．kg/m 7．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为(　　) A．0.5μmg B．μmg C．3μmg D．5μmg 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.某海洋馆中的“海豚顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱．如图所示为一海豚把球顶向空中，并等其落下．下列说法正确的是(　　) A．球在最高点时受到重力和海豚对它的顶力作用 B．球在最高点时速度为零，但加速度不为零 C．球在上升过程中处于超重状态 D．球在下落过程中处于失重状态 9.如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动．将一物体轻轻放在传送带的左端，以v、a、s、F表示物体速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小．下列选项正确的是(　　) A　　　　B　 　　　C　　 　　D 10．如图甲所示，物块的质量m＝1 kg，初速度v0＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，整个过程中物块速度的二次方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，g＝10 m/s2。下列说法中正确的是(　　) A．0～5 s内物块做匀减速运动 B．在t＝1 s时刻，恒力F反向 C．恒力F大小为10 N D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 三、填空题（共计2题，共计15分） 11．（6分）某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题： (1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系． (2)由图乙可知，a­m图线不经过原点，可能的原因是_________________ _______________________________________________________________． (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是____________________________________________， 钩码的质量应满足的条件是_______________________________________． 12．（9分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。 (1)下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫板、小车和砝码、砝码盘、天平(附砝码)。除以上器材外，还需要的有________。 A．秒表 B．刻度尺 C．交变电源 D．直流电源 (2)本实验采用的科学方法是________。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．建立物理模型法 (3)在平衡小车受到的摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离，该小车的加速度a＝________ m/s2。 (4)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表： 砝码盘中砝码总重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a/(m·s－2) 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 请根据实验数据在如图所示坐标系中作出a－F关系图像。 (5)本实验已正确平衡了摩擦力，根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，主要原因是________________________________。 四、解答题（共计3题，共计41分） 12．(10分)如图甲所示，物体的质量m＝10 kg，放在升降机的底板上．升降机由静止开始从底楼上升到顶楼过程中的v­t图像如图乙所示，不计空气阻力，g取10 m/s2，求在这12 s内： 甲　　　　　　　　　　乙 (1)物体上升的高度； (2)物体对升降机底板压力的最大值； (3)物体对升降机底板压力的最小值． 14．(14分)一个质量为20 kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面间的夹角为37°(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．　 (1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度． (2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度． 15．(17分)如图所示，质量为M＝1 kg的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量m＝0.5 kg的小滑块(可视为质点)以v0＝3 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10 m/s2．求： (1)滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小和方向； (2)滑块在木板上滑动过程中，滑块相对于地面的加速度大小； (3)若长木板足够长，滑块与长木板达到的共同速度． 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 运动和力的关系（综合训练）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 A C D A C B C 1.答案　A 解析　因为鸽子在空中以加速度a沿图中虚线斜向上匀加速飞行，加速度有竖直向上的分量，所以鸽子处于超重状态，故A正确，B错误；鸽子所受的合力的方向与其飞行的速度方向相同，合力、空气的作用力与重力应构成矢量三角形，故空气对鸽子的作用力不可能等于鸽子所受重力，作用力的方向应与其飞行的速度方向有一定的夹角，故C、D错误。 2.答案　C 解析　力F作用在A上的开始阶段，弹簧弹力kx较小，合力与速度方向相同，物体速度增大，而合力F－kx随x增大而减小，加速度也减小，当F＝kx以后，随物体A向左运动，弹力kx大于F，合力kx－F随x增大而增大，合力方向与速度方向相反，速度减小，加速度a增大。综上所述，只有C正确。 3.D　[当高铁、硬币和笔一起做匀速运动时，笔受到重力、硬币的压力、桌面的支持力，故A、B错误；根据平衡条件可得桌面对笔的支持力等于硬币对笔的压力与笔的重力之和，所以桌面对笔的支持力与硬币对笔的压力不是一对平衡力，故C错误；笔对桌面的压力和桌面对笔的支持力，大小相等、方向相反、作用在不同的物体上、作用在一条直线上，是一对相互作用力，故D正确．] 4.A　[根据已知条件，这两个力的合力取值范围应为1 N≤F合≤5 N，由牛顿第二定律F＝ma可知，物体加速度取值范围应为0.5 m/s2≤a≤2.5 m/s2，故选项A正确．] 5.答案　C 解析　剪断轻绳前，小球在重力、轻绳的拉力和弹簧弹力作用下处于静止状态，三力的合力为零，受力分析可知弹簧的弹力大小等于小球的重力mg，剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，轻绳的拉力消失，此时小球受到水平面竖直向上的支持力，大小为mg，小球竖直方向受力平衡，小球受到的合力为弹簧的弹力，方向向左，大小为mg，故小球具有向左的加速度a＝10 m/s2，故选项C正确。 6.B　[将Ff＝kSv2变形得k＝，采用国际单位制，式中Ff的单位为N，即kg·m/s2，S的单位为m2，速度的二次方的单位可写为(m/s)2，将这些单位代入上式得，即比例系数k的单位是kg/m3，B正确．] 7.C　[当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为μmg 由牛顿第二定律知aA＝＝μg 对于A、B整体，加速度a＝aA＝μg 由牛顿第二定律得F＝3ma＝3μmg．C项正确．] 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 题号 8 9 10 答案 BD AB BD 8.BD　[竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，球在最高处只受到重力，故A错误；球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为g，故B正确；竖直上抛运动上升和下落过程都是只受到重力的作用，加速度大小为g，方向竖直向下，处于失重状态，故C错误，D正确．] 9.AB　[在前t1时间内物体受到向右的滑动摩擦力而做匀加速直线运动，加速度不变，速度与时间的关系为v＝at，v ­t图像是倾斜的直线；物体的速度与传送带相同后，不受摩擦力作用而做匀速直线运动，速度不变，加速度为0．故A、B正确，C、D错误．] 10.　BD 解析　由题图乙得物块在前5 m位移内做匀减速运动，在5～13 m位移内做匀加速运动，且由图线斜率得匀减速运动的加速度大小a1＝ m/s2＝10 m/s2，匀加速运动的加速度大小a2＝ m/s2＝4 m/s2，匀减速运动的时间t＝＝1 s，故在t＝1 s时刻恒力F反向，又由牛顿第二定律得F＋μmg＝ma1和F－μmg＝ma2，联立解得F＝7 N，动摩擦因数μ＝0.3，选项B、D正确。 3、 填空题（共计2题，共计15分） 11.[解析]　这是探究小车加速度与钩码质量的关系，所以该实验必须平衡摩擦力，并且要保证钩码的质量远小于小车的质量． (1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系． (2)a­m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足． (3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量． [答案]　(1)非线性　(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足　(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力　远小于小车的质量 12.答案　(1)BC　(2)B　(3)0.16　(4)见解析图 (5)计算F时忘记加入砝码盘的重力 解析　(1)本实验中需要测位移，则需要刻度尺，电磁打点计时器需要低压交变电源，故选B、C。 (2)本实验采用的科学方法是控制变量法，故选B。 (3)由题意可知相邻计数点间的时间间隔 T＝5T0＝0.1 s 由题图乙可知Δs＝0.16 cm＝1.6×10－3 m 由Δs＝aT2可得a＝0.16 m/s2。 (4)a－F图线如图所示。 (5)已正确平衡了摩擦力后，a－F图像仍不通过原点，是由于在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图像向左平移。 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.[解析]　(1)用面积表示位移，则物体上升的高度为h＝×(3＋12)×6 m＝45 m． (2)t＝0至t＝3 s内，物体加速上升，处于超重状态，加速度大小a1＝＝2 m/s2，方向竖直向上．由牛顿第二定律得F1－mg＝ma1， 底板对物体支持力的最大值F1＝mg＋ma1＝120 N． 根据牛顿第三定律，物体对底板压力的最大值为120 N． (3)t＝6 s至t＝12 s内，物体减速上升，处于失重状态， 加速度大小a2＝＝－1 m/s2，负号表示方向竖直向下． 由牛顿第二定律得F2－mg＝ma2， 底板对物体的支持力的最小值为F2＝mg＋ma2＝90 N， 根据牛顿第三定律，物体对底板压力的最小值为90 N． [答案]　(1)45 m　(2)120 N　(3)90 N 14.[解析]　(1)沿斜面下滑时，物体受力如图 由牛顿第二定律得： mgsin 37°－Ff＝ma1 ① FN＝mgcos 37° ② 又Ff＝μFN ③ 所以a1＝gsin 37°－μgcos 37°＝4.4 m/s2，方向沿斜面向下． (2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下 由牛顿第二定律得： mgsin 37°＋Ff＝ma2 ④ 联立②③④得 a2＝gsin 37°＋μgcos 37°＝7.6 m/s2，方向沿斜面向下． [答案]　(1)4.4 m/s2，沿斜面向下　(2)7.6 m/s2，沿斜面向下 15.[解析]　(1)滑块所受摩擦力为滑动摩擦力 Ff＝μmg＝0.5 N，方向水平向左 根据牛顿第三定律，滑块对长木板的摩擦力为0.5 N，方向水平向右． (2)由牛顿第二定律得： μmg＝ma 得出a＝μg＝1 m/s2． (3)对长木板，由牛顿第二定律 μmg＝Ma′ 可得a′＝＝0.5 m/s2 设经过时间t，滑块和长木板达到共同速度v，则满足： 对滑块：v＝v0－at　对长木板：v＝a′t 由以上两式得：滑块和长木板达到的共同速度v＝1 m/s． [答案]　(1)0.5 N　方向水平向右　(2)1 m/s2　(3)1 m/s 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 运动和力的关系（综合训练） 答题卡 ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 三．填空题（共2题，共16分） 11. 12. ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 （10分） 1 4 .（1 4 分） 1 5 .（1 7 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $