第四章 运动和力的关系 同步练习-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第四章 运动和力的关系 同步练习-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册 学号： 班级： 姓名： （满分：100分　时间：75分钟） 一、单项选择题（本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1．下列关于运动和力关系的说法正确的是 （　　） A．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现 B．物体所受合外力越大，运动得越快，这符合牛顿第二定律 C．物体所受合外力为零，则其速度一定为零；物体所受合外力不为零，则其速度也一定不为零 D．物体所受的合外力最大时，速度却可以为零；物体所受的合外力最小时，速度却可以最大 2．下列关于力学单位制的说法，正确的是 （　　） A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位 B．加速度的单位是m/s2，是由m、s两个基本单位组合而成的导出单位 C．力学单位制中，采用的国际基本单位有kg、m、N D．单位制中的导出单位有m、N、kg 3．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．空气对鸽子的作用力可能等于鸽子所受重力 D．鸽子受到空气的作用力的方向与其飞行的速度方向相同 4．烟花爆竹从地面起飞后在竖直方向上做匀减速直线运动，2 s后到达最高点并爆炸，已知爆炸点距地面的高度为30 m，烟花爆炸前受到的空气阻力恒定，取重力加速度大小为g＝10 m/s2，则烟花上升过程中阻力与重力大小之比为 （　　） A．1.25 B．1 C．0.5 D．0.25 5．如图所示，一个物体从A点由静止出发分别沿三条光滑固定轨道到达C1、C2、C3，则 （　　） A．物体到达C1点时的速度最大 B．物体在三条轨道上的运动时间相同 C．物体到达C3的时间最短 D．物体在AC3上运动的加速度最小 6．如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，且A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接，倾角为θ＝30°的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始时系统处于静止状态，重力加速度为g，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是 （　　） A.A球的加速度为零 B．C球的加速度沿斜面向下，大小为g C．A、B之间杆的拉力大小不发生变化 D．A、B两球的加速度均沿斜面向上，大小均为0.5g 7．如图所示，两个质量均为m的物块A、B叠放压在一个竖直轻弹簧上面，处于静止状态，弹簧的劲度系数为k，t＝0时刻，物块受到一个竖直向上的作用力F，使得物块A以0.5g（g为重力加速度的大小）的加速度匀加速上升，弹簧始终处于弹性限度内，则A、B分离时B的速度大小为 （　　） A． B．g C．g D．2g 二、多项选择题（本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求） 8．如图所示，木块放在表面粗糙的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀加速直线运动．当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块的运动情况可能是 （　　） A．立即停下来 B．立即向左做匀减速直线运动 C．木块受到的静摩擦力立即变成滑动摩擦力 D．仍继续向左做匀速直线运动 9．如图所示为某架货机起飞后在竖直方向的速度与时间图像，下列说法正确的是 （　　） A．飞机在1200 s时位置最高 B．500 s时飞行员对座椅的压力大于飞行员的重力 C．1200 s时飞机开始向下飞行 D．1350 s时飞行员处于失重状态 10．如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，物块以初速度v0滑上水平传送带，从A点运动到B点的v­t图像如图乙所示．下列说法正确的是 （　　） A．物块的初速度v0＝4 m/s B．传送带转动的速度v＝4 m/s C．A、B两点间的距离为3 m D．物块留在传送带上的摩擦痕迹长为0.5 m 三、非选择题（本题共5小题） 11．研究性学习小组的同学欲用补偿法探究小车质量不变时，其加速度与力的关系，在实验室设计了一套如图1所示的装置，由于实验室的槽码不足，于是该同学想到了垫片、回形针，如图2所示．垫片挂在回形针上面，回形针绑在细线的下端，细线上端通过定滑轮连接小车． （1）若取车子的质量是0.4 kg，改变垫片个数，进行多次实验，以下一个垫片取值最合适的是________． A．m＝15 g 　　　 B．m＝150 g C．m＝350 g （2）已知交流电源的频率为50 Hz，某次实验得到的纸带如图3所示，图中A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，测得AB间为4.60 cm、BC数据模糊不清、CD为6.40 cm.由该纸带可求得小车的加速度a＝________m/s2.（保留2位有效数字） （3）若该同学正确补偿了摩擦力后，实验操作规范、数据计算正确，由于回形针存在质量，导致小车的加速度与合力（垫片的重力近似为合力）图像可能不过原点，图4中最有可能的图线是________（选填“甲”或“乙”）. 12．如图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置．某同学欲用这套实验装置探究滑块的加速度与长木板、滑块间的动摩擦因数的关系，在其他条件不变的情况下，通过多次改变动摩擦因数μ的值，利用纸带测量对应的多个加速度a的值，画出了a­μ图像如图乙所示．取g＝10 m/s2. （1）本实验中，________（选填“需要”或者“不需要”）平衡摩擦力． （2）为尽可能准确地完成实验，下列做法正确的是________． A．实验中必须保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M B．实验中需要保证滑块的质量M不变 C．实验中不需要保证桶和砂子的总质量m不变 D．连接滑块的细线要与长木板平行 （3）由图乙可知，若滑块的质量M＝1 kg，则小桶和砂子的总质量m＝________kg.理论上，图乙中b＝______m/s2. 13．一质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，列车运动中所受阻力为车重的. （1）列车由静止开始做匀加速直线运动，速度变为180 km/h需多长时间？ （2）此过程中前进的距离为多大？（g取10 m/s2） 14．如图所示，物块A和B通过一根跨过光滑定滑轮的轻质细绳连接，质量m1＝2 kg的物块A置于倾角θ＝24°的粗糙斜面上，细绳与斜面平行，物块B的质量m2＝3 kg，用手按住物块A使两物块均静止，物块B距离地面高度h＝5 m．现松手释放物块A，物块A恰好未与滑轮相碰，物块A与斜面间的动摩擦因数μ＝，物块B落地后不反弹，空气阻力、滑轮质量不计，取cos 24°＝0.9，sin 24°＝0.4，重力加速度g＝10 m/s2，求： （1）物块B落到地面前的加速度大小和细绳中拉力的大小； （2）释放时物块A与定滑轮间的距离． 15．如图所示，质量为2 kg的木板B静止在光滑水平面上，质量为1 kg可视为质点的木块A以水平速度v0＝2 m/s从右端向左滑上木板．木块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.5，此时有一水平向右的力F＝10 N作用在长木板上，取g＝10 m/s2.求： （1）开始时木块A和木板B各自加速度的大小； （2）若木板足够长，从木块滑上木板到木块和木板速度相同所经历的时间； （3）要使木块不从木板上滑落，木板的最小长度． 第四章 运动和力的关系 同步练习-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册 学号： 班级： 姓名： （满分：100分　时间：75分钟） 一、单项选择题（本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1．下列关于运动和力关系的说法正确的是 （　　） A．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现 B．物体所受合外力越大，运动得越快，这符合牛顿第二定律 C．物体所受合外力为零，则其速度一定为零；物体所受合外力不为零，则其速度也一定不为零 D．物体所受的合外力最大时，速度却可以为零；物体所受的合外力最小时，速度却可以最大 解析：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，即力是使物体产生加速度的原因，A错误．物体所受合外力为零时，其加速度一定为零，但速度不一定为零，速度可以最大，例如物体做加速度减小的加速运动时；物体所受合外力最大时，其加速度一定最大，但速度不一定最大，速度可能为零，B、C错误，D正确． 答案：D　 2．下列关于力学单位制的说法，正确的是 （　　） A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位 B．加速度的单位是m/s2，是由m、s两个基本单位组合而成的导出单位 C．力学单位制中，采用的国际基本单位有kg、m、N D．单位制中的导出单位有m、N、kg 解析：在有关力学的分析计算中，也可以采用其他单位，A错误；由a＝，可导出加速度的单位是m/s2，是由m、s两个基本单位组合而成的导出单位，B正确；力学单位制中，采用的国际基本单位有kg、m、s，C错误；m和kg不属于单位制中的导出单位，D错误． 答案：B　 3．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．空气对鸽子的作用力可能等于鸽子所受重力 D．鸽子受到空气的作用力的方向与其飞行的速度方向相同 解析：因为鸽子在空中以加速度a沿题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，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，C、D错误． 答案：A　 4．烟花爆竹从地面起飞后在竖直方向上做匀减速直线运动，2 s后到达最高点并爆炸，已知爆炸点距地面的高度为30 m，烟花爆炸前受到的空气阻力恒定，取重力加速度大小为g＝10 m/s2，则烟花上升过程中阻力与重力大小之比为 （　　） A．1.25 B．1 C．0.5 D．0.25 解析：逆向看烟花做初速度为零的匀加速直线运动，取向下为正方向，有h＝at2，解得a＝15 m/s2＝1.5g，由牛顿第二定律，得mg＋f＝ma，联立得＝0.5，C正确． 答案：C　 5．如图所示，一个物体从A点由静止出发分别沿三条光滑固定轨道到达C1、C2、C3，则 （　　） A．物体到达C1点时的速度最大 B．物体在三条轨道上的运动时间相同 C．物体到达C3的时间最短 D．物体在AC3上运动的加速度最小 解析：在沿轨道方向上，根据牛顿第二定律得，物体运动的加速度a＝＝g sin θ，轨道倾角越大，加速度越大，所以物体在AC3上运动的加速度最大，D错误；设轨道的高度为h，根据几何知识可得，物体发生的位移x＝，物体的初速度为零，由x＝at2，解得t＝＝，倾角越大，时间越短，所以物体到达C3的时间最短，B错误，C正确；根据v2＝2ax得v＝，可知物体到达轨道底端的速度大小相等，A错误． 答案：C　 6．如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，且A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接，倾角为θ＝30°的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始时系统处于静止状态，重力加速度为g，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是 （　　） A.A球的加速度为零 B．C球的加速度沿斜面向下，大小为g C．A、B之间杆的拉力大小不发生变化 D．A、B两球的加速度均沿斜面向上，大小均为0.5g 解析：细线被烧断之前，弹簧的弹力为F弹＝6mg sin30°＝3mg，细线被烧断的瞬间，A、B的加速度相同，对A、B整体，有aAB＝＝0.5g，方向沿斜面向上，A错误，D正确；细线被烧断瞬间，C球的加速度方向沿斜面向下，大小为aC＝g sin 30°＝0.5g，B错误；细线被烧断之前，A、B之间杆的拉力大小T1＝5mg sin 30°＝2.5mg，细线被烧断的瞬间，对B，有T2－2mg sin 30°＝2maAB，解得T2＝2mg，即A、B之间杆的拉力大小发生变化，C错误． 答案：D　 7．如图所示，两个质量均为m的物块A、B叠放压在一个竖直轻弹簧上面，处于静止状态，弹簧的劲度系数为k，t＝0时刻，物块受到一个竖直向上的作用力F，使得物块A以0.5g（g为重力加速度的大小）的加速度匀加速上升，弹簧始终处于弹性限度内，则A、B分离时B的速度大小为 （　　） A． B．g C．g D．2g 解析：静止时弹簧压缩量x1＝，分离时A、B之间的压力恰好为零，设此时弹簧的压缩量为x2，对B：kx2－mg＝ma，得x2＝，物块B的位移大小x＝x1－x2＝，由v2＝2ax得：v＝g，B正确． 答案：B　 二、多项选择题（本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求） 8．如图所示，木块放在表面粗糙的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀加速直线运动．当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块的运动情况可能是 （　　） A．立即停下来 B．立即向左做匀减速直线运动 C．木块受到的静摩擦力立即变成滑动摩擦力 D．仍继续向左做匀速直线运动 解析：当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块由于惯性会向左倾倒或继续向左运动，若继续向左运动，则它受到的静摩擦力立即变成方向与运动方向相反的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可知木块将做匀减速直线运动，而不可能做匀速直线运动，故A、D错误，B、C正确． 答案：BC　 9．如图所示为某架货机起飞后在竖直方向的速度与时间图像，下列说法正确的是 （　　） A．飞机在1200 s时位置最高 B．500 s时飞行员对座椅的压力大于飞行员的重力 C．1200 s时飞机开始向下飞行 D．1350 s时飞行员处于失重状态 解析：由题图可知，飞机在1350 s时向上的速度减为零，之后速度方向变为向下，则1350 s时飞机位置最高，A、C错误；前600 s飞机向上做加速运动，处于超重状态，因此座椅对飞行员的支持力大于飞行员的重力，由牛顿第三定律可知座椅对飞行员的支持力与飞行员对座椅的压力等大反向，则飞行员对座椅的压力大于飞行员的重力，B正确；1200 s后飞机的加速度向下，处于失重状态，D正确． 答案：BD　 10．如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，物块以初速度v0滑上水平传送带，从A点运动到B点的v­t图像如图乙所示．下列说法正确的是 （　　） A．物块的初速度v0＝4 m/s B．传送带转动的速度v＝4 m/s C．A、B两点间的距离为3 m D．物块留在传送带上的摩擦痕迹长为0.5 m 解析：由题图乙可知，物块的初速度v0＝4 m/s，传送带转动的速度v＝2 m/s，A正确，B错误；A、B两点间距离为s＝×（2＋4）×0.5 m＋2×1 m＝3.5 m，C错误；物块与传送带共速前二者有相对滑动，故物块留在传送带上的摩擦痕迹长为Δs＝×（2＋4）×0.5 m－2×0.5 m＝0.5 m，D正确． 答案：AD　 三、非选择题（本题共5小题） 11．研究性学习小组的同学欲用补偿法探究小车质量不变时，其加速度与力的关系，在实验室设计了一套如图1所示的装置，由于实验室的槽码不足，于是该同学想到了垫片、回形针，如图2所示．垫片挂在回形针上面，回形针绑在细线的下端，细线上端通过定滑轮连接小车． （1）若取车子的质量是0.4 kg，改变垫片个数，进行多次实验，以下一个垫片取值最合适的是________． A．m＝15 g 　　　 B．m＝150 g C．m＝350 g （2）已知交流电源的频率为50 Hz，某次实验得到的纸带如图3所示，图中A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，测得AB间为4.60 cm、BC数据模糊不清、CD为6.40 cm.由该纸带可求得小车的加速度a＝________m/s2.（保留2位有效数字） （3）若该同学正确补偿了摩擦力后，实验操作规范、数据计算正确，由于回形针存在质量，导致小车的加速度与合力（垫片的重力近似为合力）图像可能不过原点，图4中最有可能的图线是________（选填“甲”或“乙”）. 解析：（1）用垫片和回形针的重力表示绳子的拉力需要满足垫片和回形针的质量要远远小于小车的质量．故选A. （2）相邻计数点的时间间隔为T＝0.1 s，根据xCD－xAB＝2aT2，可得a＝0.90 m/s2. （3）由于回形针有重力，设其质量为m0，根据牛顿第二定律，有m0g＋F＝ma， 可得a＝F＋，a­F图像中纵轴截距为正值，故选甲． 答案：（1）A　（2）0.90　（3）甲 12．如图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置．某同学欲用这套实验装置探究滑块的加速度与长木板、滑块间的动摩擦因数的关系，在其他条件不变的情况下，通过多次改变动摩擦因数μ的值，利用纸带测量对应的多个加速度a的值，画出了a­μ图像如图乙所示．取g＝10 m/s2. （1）本实验中，________（选填“需要”或者“不需要”）平衡摩擦力． （2）为尽可能准确地完成实验，下列做法正确的是________． A．实验中必须保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M B．实验中需要保证滑块的质量M不变 C．实验中不需要保证桶和砂子的总质量m不变 D．连接滑块的细线要与长木板平行 （3）由图乙可知，若滑块的质量M＝1 kg，则小桶和砂子的总质量m＝________kg.理论上，图乙中b＝______m/s2. 解析：（1）由于本实验研究滑块加速度与动摩擦因数的关系，不需要平衡摩擦力． （2）如果实验中保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M，会出现μ很小时，滑块也不会运动，则不需要保证桶和砂子的总质量m远小于滑块的质量M，故A错误；实验中多次改变μ的值，需要其他条件不变，则需要保证滑块的质量M不变，桶和砂子的总质量m不变，故C错误，B正确；连接滑块的细线要与长木板平行，避免拉力产生垂直于木板方向的分力，故D正确． （3）由题图乙可知，当μ＝0.6时，加速度为零， 由平衡条件有μMg＝mg 解得m＝0.6 kg 根据题意，由牛顿第二定律有 mg－μMg＝（m＋M）a 整理得a＝－μ＋ 结合题图乙可得b＝＝3.75 m/s2. 答案：（1）不需要　（2）BD　（3）0.6　3.75 13．一质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，列车运动中所受阻力为车重的. （1）列车由静止开始做匀加速直线运动，速度变为180 km/h需多长时间？ （2）此过程中前进的距离为多大？（g取10 m/s2） 解析：列车总质量m＝103 t＝106 kg 总重力G＝mg＝106×10 N＝107 N 运动中所受阻力F阻＝＝105 N，设列车做匀加速直线运动的加速度为a， 由牛顿第二定律得F牵－F阻＝ma 则列车的加速度 a＝＝ m/s2＝0.25 m/s2 列车由静止加速到vt＝180 km/h＝50 m/s所用的时间t＝＝ s＝200 s 此过程中列车前进的距离 x＝＝ m＝5×103 m＝5 km. 答案：（1）200 s　（2）5 km 14．如图所示，物块A和B通过一根跨过光滑定滑轮的轻质细绳连接，质量m1＝2 kg的物块A置于倾角θ＝24°的粗糙斜面上，细绳与斜面平行，物块B的质量m2＝3 kg，用手按住物块A使两物块均静止，物块B距离地面高度h＝5 m．现松手释放物块A，物块A恰好未与滑轮相碰，物块A与斜面间的动摩擦因数μ＝，物块B落地后不反弹，空气阻力、滑轮质量不计，取cos 24°＝0.9，sin 24°＝0.4，重力加速度g＝10 m/s2，求： （1）物块B落到地面前的加速度大小和细绳中拉力的大小； （2）释放时物块A与定滑轮间的距离． 解析：（1）对物块A，由牛顿第二定律得 FT－m1g sin θ－μm1g cos θ＝m1a1 对物块B，由牛顿第二定律得 m2g－FT＝m2a1 联立解得a1＝2 m/s2 FT＝24 N. （2）物块B落到地面前，由匀变速直线运动规律得 v2＝2a1h 物块B落到地面后，对物块A，由牛顿第二定律得 m1g sin θ＋μm1g cos θ＝m1a2 由匀变速直线运动规律得v2＝2a2x 起始时物块A与定滑轮的距离为 d＝x＋h 解得d＝6 m. 答案：（1）2 m/s2　24 N　（2）6 m 15．如图所示，质量为2 kg的木板B静止在光滑水平面上，质量为1 kg可视为质点的木块A以水平速度v0＝2 m/s从右端向左滑上木板．木块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.5，此时有一水平向右的力F＝10 N作用在长木板上，取g＝10 m/s2.求： （1）开始时木块A和木板B各自加速度的大小； （2）若木板足够长，从木块滑上木板到木块和木板速度相同所经历的时间； （3）要使木块不从木板上滑落，木板的最小长度． 解析：（1）对木块和木板分别受力分析， 对A有mAa1＝μmAg，解得a1＝5 m/s2 对B有F－μmAg＝mBa2，解得a2＝2.5 m/s2. （2）设木块A向左减速到0所用时间为t1， 则0＝v0－a1t1 解得t1＝0.4 s 此时木板B的速度vB＝a2t1＝1 m/s 设A、B一起向右加速到共速，时间为t2， 则a1t2＝vB＋a2t2，解得t2＝0.4 s 则t总＝t1＋t2＝0.8 s. （3）A木块向左运动的位移大小xA＝t1＝0.4 m B木板向右运动的位移大小xB＝a2t＝0.2 m A、B向相反方向运动过程中的相对位移大小为Δx1＝0.6 m A、B一起向右运动过程中A、B的位移差为Δx2＝x′B－x′A＝（vBt2＋a2t）－a1t 代入数据解得Δx2＝0.2 m 要使木块不从木板上滑落，木板最小长度为 Δx＝Δx1＋Δx2＝0.8 m. 答案：（1）5 m/s2　2.5 m/s2　（2）0.8 s （3）0.8 m 学科网（北京）股份有限公司 $