(4)牛顿运动定律、超失重、实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（J）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (四)牛顿运动定律、超失重、 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.如图所示为某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时的情景，下列说法正确的是 A.赛道对运动员的弹力竖直向上 B.运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下 C.运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力 D.赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力是一对作用力和反作用力 2.2024年8月郑钦文斩获巴黎奥运会网球女单冠军。忽略空气阻力，下列说法正确的是 A.网球在空中飞行时，受重力和推力的作用 B.网球撞击球拍时，球拍对网球的力大于网球对球拍的力 C.网球的速度越大，惯性越大 D.网球在空中飞行时，处于失重状态 3.汽车在加速时会使乘客产生不适感，这种不适感不仅来自于加速度，也与加加速度有关。加速 度对时间的变化率在物理学被称为“加加速度”，也称“急动度”或“力变率”，通常用符号“”表 示，下列能表示“”的单位的是 Aks B用 C. N D.kg·m·s 4.2024年7月31日，巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛，中国选手全红婵、陈芋汐完美展现 “水花消失术”，以绝对优势获得金牌，跳水过程从离开跳板开始计时，-t图像如图所示，图中 仅0一2时间内为直线，不计空气阻力，则由图可知 A.0~t1时间内运动员处于失重状态 B.0一2时间内为空中运动的时间，该段时间内运动员的速度方向始终 竖直向下 C.t3~t4时间内运动员的加速度逐渐增大 D.0~t3时间内运动员一直处于超重状态 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 5.如图所示，倾角分别为30°、37°的两个光滑斜面体固定在水平地面上，斜面体等高，顶端均固定 轻质滑轮。两根不可伸长的轻绳绕过滑轮，其中一端分别与放在斜面上的物块A、B相连，A、B 的质量均为m,另一端都与质量为4m的物块C连接。现用外力托住A、B、C,使轻绳均处于伸 直状态且平行于斜面体上表面，A、B、C、滑轮在同一竖直面内。撤去外力后，C开始向下运动。 在整个运动过程中，轻绳始终不会脱离滑轮，A、B始终不会与滑轮相碰，不计一切摩擦，重力加 速度g=10m/s2,sin37°=0.6，则在下落过程中C的加速度大小为 37 0 入号ms -m/s2 C.m/s 29 D.3 m/s 6.如图所示，汽车安全气囊内部有化学物质，当高速行驶的汽车受到撞击时，化学物质会在瞬间爆 发产生大量气体充满气囊，填充在司乘人员与方向盘之间，减轻司乘人员受伤程度。某次汽车 测试中，汽车以36/s的速度突然撞上障碍物，假人冲向气囊后经0.2s停止运动，假人冲向气 囊部分的质量为50kg,下列说法正确的是 A.假人的平均加速度大小为200m/s2 B.假人的平均加速度大小为120m/s C.气囊对假人的平均作用力的大小为4800N D.气囊对假人的平均作用力的大小为9000N 7.某种海鸟可以像标枪一样一头扎入水中捕鱼，假设其在空中的俯冲看作自由落体运动，进入水 中后可以看作匀减速直线运动，其v-t图像如图所示，自由落体运动的时间为1，整个过程的运 动时间为号4，最大速度。=6m/s,重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计，下列说法正确的是 w/(m's-1) 4新 A.t=1 s B.整个过程中，海鸟下落的高度为3m Ch至号，时间内，海鸟的加速度大小为20m/s D.右至}时间内，海鸟所受的阻力是重力的1.5倍 ·轮复习40分钟周测卷四 物理第2页（共4页）】 0 8.某同学对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完 成。t=0时刻扫地机器人启动，水平牵引力随时间的变化图像如图甲所示，在2~4s时间内机 器人的加速度a随时间变化的图像如图乙所示。已知重力加速度g=10/s2,下列说法正确 的是 FN a/(m's-2) 12 4---- 234t/s 0- 1 234 甲 A.机器人与水平地板间的最大静摩擦力为4N B.机器人与水平地板间的滑动摩擦力大小为2N C.机器人的质量为0.75kg D.机器人与水平地板间的动摩擦因数为0.2 班级 姓名 分数 题号 4 P 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(9分)某学校物理兴趣小组采用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关 系”实验。 力传感器 电火花 小车 打点计时器 白 m 长木板 纸 砂桶 43.651.860.068.2 76.4 84.6 单位：mn 甲 乙 (1)该实验中同时研究三个物理量之间的关系是很困难的，因此应采用的研究方法是 (填正确答案标号) A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法 D.替代法 (2)小车与长木板间的摩擦力不能忽略，本实验 (填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；如 果小车的质量用M表示，砂桶的质量用m表示，实验时砂桶的质量m (填“需远 小于M”或“可以取任意值”)。 (3)除了图中画出的器材之外，实验室还有细砂、砝码、电源、垫木、纸带、导线，还缺少的器材是 (4)电源的频率为50Hz,某次实验打出的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，则 由图中数据可知，打下“6”点时小车的速度大小为m/s;小车的加速度大小为 m/s2。 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 10.(12分)如图所示，半径为R的圆形框架固定在竖直平面内，O是圆心，SP是竖直方向上的直 径，MN、PQ是两端固定在圆周上的平行光滑轨道，与竖直方向的夹角α=60°。现分别在Q、N 两点由静止释放一个质量均为、均可视为质点的小滑块，Q点的滑块自由下滑，N点的滑块 在平行于MN向下的恒力F的作用下下滑，两者同时到达圆周上。已知重力加速度为g,求： (1)滑块从Q点运动到P点的时间及运动到P点时的速度大小； (2)恒力F的大小。 0 11.(15分)电梯在现代人的日常生活中扮演了无可替代的角色，如图所示为某同学设计的一种电 梯结构的简化示意图。已知轿厢质量M=1000kg,配重质量m=1500kg。某时刻，轿厢内无 乘客，为测试抱死系统，电动机不工作，当轿厢从一楼上升h=25m高时，立即启动抱死装置给 轿厢施加阻力，使轿厢在电梯井内匀减速上升，测得上升x=5后电梯停下。定滑轮与缆绳 之间的阻力忽略不计，重力加速度g=10m/s2。 (1)求轿厢加速上升的总时间； (2)求轿厢减速过程中抱死装置对轿厢的阻力大小； (3)由于要改变电梯用途，故调整配重的质量m1。假设电梯乘坐人员总质量为，=500kg,又 由于电动机的限制，使得与电动机相连部分缆绳上的拉力T可在0~14000N之间任意调整。 为了让乘客感到舒适，电梯设定运行加速度不超过2/s2,求满足要求的配重质量m1的取值 范围。 定滑轮 定滑轮 配重B 轿厢AT 电动机定滑轮 a 轮复习40分钟周测卷四 物理第4页（共4页） 0高三一轮复习J ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（四） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ⅡⅢ V ① ②③④ 档次 系数 6 牛顿第三定律、高山滑雪受力 1单项选择题 易 0.95 分析 2 单项选择题 牛顿运动定律、超失重 0.85 3 单项选择题 单位制、急动度 易 0.85 4 单项选择题 超重、失重 0.75 5 单项选择题 8 连接体问题 中 0.75 6 单项选择题 8 牛顿运动定律 中 0.75 7 单项选择题 8 u-t图像问题 中 0.70 8 单项选择题 8 F-t图像与a-t图像综合 难 0.55 9 探究加速度与物体受力、物体质 非选择题 9 中 量的关系 0.75 10 非选择题 12 斜面问题 中 0.70 11 非选择题 15 连接体问题 难 0.50 考答案及解析 一、单项选择题 错误。 1.B【解析】赛道对运动员的弹力垂直于倾斜赛道向 2.D【解析】网球在空中飞行时，只受重力作用，不受 上，A项错误；运动员相对赛道沿赛道下滑，因此赛道 推力作用，A项错误；网球撞击球拍时，由牛顿第三定 对运动员的滑动摩擦力方向沿赛道斜向上，由牛顿第 律可知球拍对网球的力等于网球对球拍的力，B项错 三定律可知，运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向 误；网球的惯性由质量决定，与速度无关，C项错误； 下，B项正确；运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩 网球在空中飞行时，只受重力，则处于完全失重状态， 擦力是一对作用力和反作用力，C项错误；赛道对运 D项正确。 动员的弹力与运动员受到的重力的受力物体都是运 3.A【解析】由题意知)=光，因此j的单位为 动员，因此不可能是一对作用力和反作用力，D项 ·13· ·物理· 参考答案及解析 m·s3,由于1N=1kg·m/s2,则1m·s= 2X2N=6N,由牛顿第二定律可得F,一f=ma2, 1。A项正确 F一f=ma:,联立解得机器人质量1=0.75kg,滑 4.A【解析】v-t图像中切线的斜率表示加速度，根据 动摩擦力f=3N,B项错误，C项正确；机器人与水平 图像可知0~时间内加速度为正值，方向竖直向 地板间的动摩擦因数以=。，解得1=4，D项 下，故为失重状态，A项正确：~t图像中，速度数值 错误。 的正负表示方向，时刻之前，速度为负值，方向竖直 二、非选择题 向上，时刻之后，速度为正值，方向竖直向下，B项 9.(1)B(1分) 错误；根据图像可知，在t?~t时间内，图线切线斜率 (2)需要(1分)可以取任意值(1分) 的绝对值先增大后减小，运动员的加速度先增大后减 (3)天平(1分)刻度尺(1分) 小，C项错误；根据图像可知，时刻运动员的速度达 (4)0.805(2分)0.82(2分) 最大，0~t时间内运动员加速度始终为正值，方向竖 【解析】(1)该实验中同时研究三个物理量之间的关 直向下，故为失重状态，D项错误。 系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不 5.A【解析】A、B、C通过轻绳连接，则加速度大小相 变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用了控制 等，设加速度为a,与A、B连接的轻绳的拉力分别为 变量法，B项正确。 T1和T2,根据牛顿第二定律对A有T,一ngsin30 (2)因小车与长木板之间的摩擦力不能忽略，实验时 =ma,对B有T2一ngsin37°=ma,对C有4mg-T1 需要测量小车受到的实际外力，所以需要平衡摩擦 一T=ma,联立解得a=碧m/g,A项正确。 力，这样就可以通过读出力传感器的示数得到小车的 6.D【解析】根据速度-时间关系有v=b一at,解得 受力；又因为小车受力情况能从力传感器的示数得 a=180m/s2,A、B项错误：根据牛顿第二定律有F= 到，实验时不必使≤M ma=9000N,D项正确，C项错误。 (3)实验中需要用天平称量小车的质量，需要用刻度 7.B【解析】根据m=gt1可得t1=06s,A项错误； 尺测量纸带打点的距离。 根据-t图像与横轴围成的面积表示位移可知整个 (4)打“6”点时小车的速度大小u=十x缸= 2T 过程中，海鸟下落的高度h=之。·号-3m,B项 (76.4+84.6)×10-3 m/s=0.805m/s:由逐差法可 2×0.1 正确：至号：时间内，海鸟的加速度大小a=2 得 加速 度a= X47—04 9T° =15m/s2,根据牛顿第二定律可得f-mg=ma,解 84,6+76.4+68.2-60.0-51.8-43.6)X10m/g 9×0.12 得法=四m=多，CD项错误 =0.82m/s2。 mg mg 10.【解析】(1)由题可知，PQ与水平方向的夹角为30°， 8.C【解析】设机器人在t时开始滑动，则由图乙可 根据牛顿第二定律有 得k=12二=二0，解得1=1s,所以机器人在1s 4-22-t11 ngsin30°=ma (1分) 时刚要滑动，恰好达到最大静摩擦力，由图甲可知t= 解得a1=gsin30 (1分) 1s时牵引力E=号号×1N=3N则最大静摩擦 根据几何关系，可得位移PQ=2Rsin30 (1分) 力fm=F1=3N,A项错误：t2=2s时的牵引力F2= 又PQ-aG (1分) ·14· 高三一轮复习J ·物理· R 解得1=2√g 可得减速运动的加速度a2=10m/s2 (1分) (1分) 减速过程对轿厢和配重组成的系统由牛顿第二定律 v =aiti (1分) 有Mg十f-mg=(m十M)ag (1分) 故滑块到达P点时的速度大小1=√gR (1分) 解得f=3×10N (1分) (2)由题可知，N点滑块下滑的位移为2R,则有2R (3)对轿厢、乘客和配重整体受力分析，由牛顿第二 行 (1分) 定律得 (1分) 解得a2=g (1分) T+1g-(M+)g=(1+M+mo)a 根据牛顿第二定律有F十ngsin30°=ma2 (1分) 整理得m=15000-T+1500a (1分) 10-a 解得R- (2分) 分析可知，当缆绳上拉力T最大，且a最小时1最 小，即T=14000N,a=0 (1分) 11.【解析】(1)对轿厢和配重组成的系统由牛顿第二定 解得m1min=100kg (1分) 律有mg-Mg=(m十M)a (1分) 当缆绳上拉力T最小，且a最大时m1最大，即T= 解得a=2m/s (1分) 0,a=2m/s2 (1分) 根据h=宁4 (1分) 解得1mx=2250kg (1分) 解得t1=5s (1分) 故配重质量m1的取值范围为100kg≤m1≤ (2)系统先加速后减速运动，则由=2a1h=2a2x 2250kg (1分) (1分) ·15·