(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（S）

高三一轮复习周测卷/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75分钟，满分100分) 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目 要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不 全的得3分，有选错的得0分) 1.背越式跳高运动的世界纪录为2.45m,比跨越式跳高的世界纪录高出0.54m。如图所示为运 动员背越式跳高的示意图。不考虑空气阻力，下列说法正确的是 A.运动员背越式跳高的重心可能一直在横杆下方 B.图中a、b、c、d、e、f均处于失重状态 C.运动员在f点处于超重状态 D.图中α点运动员起跳时，运动员对地面的作用力等于自身的重力 2.小明在研究拔河遵循的物理规律时，把实际比赛的场景抽象成了如图所示的物理情景。甲、乙 用一根绳拔河（绳子质量不计），最后乙获胜。下列说法正确的是 A.甲输掉比赛的原因一定是因为甲的力气比乙的力气小 甲 B.两人僵持不下保持静止时，甲受到绳子与地面的作用力的合力斜向右 上方 C.甲被加速向右拉时，绳对乙的拉力大小大于绳对甲的拉力大小 D.甲被加速向右拉时，绳对甲的拉力大小等于甲对绳的拉力大小 3.如图所示，匀速向右运动的水罐车内装满了水，车内有一浮在顶部的乒乓球A、一沉底的金属球 B。当水罐车刹车时，两小球相对容器的运动情况是 Q A.A、B一起向右运动 B.A向左运动，B向右运动 C.A向右运动，B向左运动 D.A、B一起向左运动 4.在建筑装修中，工人用一质量为、与墙面间的动摩擦因数为4的磨石打磨竖直粗糙墙面，在与 竖直面成0角的推力F作用下，磨石以速度向上匀速运动，如图所示。下列说法正确的是 A.磨石受到的摩擦力大小为Fcos0 用 B.若撤掉F,磨石会立刻向下运动 墙 C.若撤掉F,磨石受到的摩擦力大小变为零 D.若仅略微减小0角，则磨石将做减速运动 7777777977777 5.如图所示，在倾角为0的光滑斜面上，A、B、C三个质量相等的物体分别用轻绳或轻弹簧连接，在 沿斜面向上的恒力F作用下三者保持静止，重力加速度为g,下列说法错误的是 A.若烧断轻绳，则在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为零 B.若烧断轻绳，则在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为gsin0 C.若突然撤去外力F,则撤去外力F的瞬间，B的加速度大小为零 D.若突然撤去外力F,则撤去外力F的瞬间，C的加速度大小为gsn8 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·后 6.某人乘坐电梯时，加速度α随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为正方向，下列说法正确 的是 A.由图像可知人是在下楼 ↑a/(ms-2) B.2~4s的过程中人处于失重状态 C.t=6s时人对地板的压力为零 2 D.t=2s时人对地板的压力最大 10 7.如图甲所示，小木块在水平外力F的作用下由静止开始沿粗糙水平面运动，运动过程中小木块 的速度v随位移x变化的图像如图乙所示。下列外力F随速度、速度。随时间t变化的关系 图像可能正确的是 二：.∠ P 8.手机逐渐成为人们生活中不可或缺的重要工具，为了使用方便，专家设计了可以通过磁吸力吸 附在手机背面的无线充电宝。仅对手机施加竖直方向的力F,如图所示为科创小组利用手机软 件记录的手机与充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程（手机与充电宝始终相对 静止)中的加速度a随时间t变化的图像（规定向上为正方向），t2时刻充电宝的速度为零，且最 终处于静止状态。已知充电宝质量为0.2kg,手机与充电宝间的动摩擦因数=0.5，最大静摩 擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计，在该过程中下列说1(ms内 法正确的是 A.充电宝受到的摩擦力的最大值与最小值之差为4.6N B.t2时刻充电宝受到的摩擦力大小为2N C.充电宝在t3时刻的加速度为负值，受到的摩擦力方向向下 D.充电宝与手机之间的吸引力大小至少为10N 9.如图甲所示，一小物块放置在倾角为0的固定斜面上，一平行于斜面向上的拉力F使小物块沿 斜面向上运动，运动过程中加速度α与拉力F间的关系图像如图乙所示。图线的斜率为k,与F 轴交点坐标为c,与a轴交点为一b。下列说法正确的是 A.小物块的质量为k B小物块的质量为行 C.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为b D.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为c 10.如图所示，一根很长且不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮，两端分别系着四个质量相同的小物块 A、B、C、D,其中A、B间用不可伸长的轻绳相连，C、D间用一轻弹簧相连。初始时，4个小物块 处于静止状态，不计空气阻力，小物块均可以看作质点，重力加速度为g,下列说法正确的是 A.剪断A、B间绳子瞬间，D的加速度为零 B.剪断A、B间绳子瞬间，C的加速度为0.5g,方向竖直向下 C.剪断C、D间弹簧瞬间，A的加速度为0.5g,方向竖直向下 A中C B□白D D.剪断A、C间绳子瞬间，A的加速度为g,方向竖直向下 高三一轮复习周测卷四 物理第2页（共4页） 囹 班级 姓名 分数 题号 1 6 7 8 9 10 答案 二、非选择题（本题共5小题，共54分。请按要求完成下列各题） 11.(6分)某实验小组用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验。打点计时器 所接电源的频率为50Hz,滑轮、长木板均光滑。 打点计时器少车 弹簧测力计 纸带之 轻绳 长木板 轻质滑轮 重物 6.196.70+7.217.721cm 乙 (1)按正确的方法进行实验操作后，得到的一条纸带部分如图乙所示，纸带上各点均为计时点， 由此可得打点计时器打出B点时小车的速度大小vB= m/s,小车的加速度大小a= m/s2(结果均保留两位有效数字)。 (2)改变重物质量，多次实验，得到多组弹簧测力计示数F和对应的小车加速度大小α，以F为 横轴、a为纵轴作出a-F图像，该图像的斜率为k,则小车的质量M= (用k表示)。 (3)本实验 保持重物质量远远大于小车质量；若木板粗糙， 把木板一侧垫高 以平衡摩擦力。（填“需要”或“不需要”） 12.(8分)在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置。图中 上、下两层前端均固定有定滑轮，两相同小车前端各系一条细线，细线跨过定滑轮并挂上一个 砝码盘，盘中可放砝码，小车Ⅱ所挂砝码和砝码盘的总质量是小车I所挂砝码和砝码盘总质量 的两倍。将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力，两小车尾部各系一条细线连到控制 装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，按下装置两小车同时立即停止。某次实 验时小车I的位移为x1,小车Ⅱ的位移为x2。 可推得4=，所以可以通 滑轮 细线 小车I (1)此实验中由公式 22 小车Ⅱ 过测位移来代替测量加速度。 制装置 (2)为了减小实验误差，下列说法正确的是 (填正确答案标号)。 血砝码盘和砝码 A.实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩擦力时需要挂上砝码盘和砝码 B.实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩擦力时不需要挂上砝码盘和砝码 C.砝码盘和砝码的总质量应远大于小车的质量 D.砝码盘和砝码的总质量应远小于小车的质量 (3)若实验测得小车Ⅱ位移近似是小车I位移的两倍，则可得实验结论：在质量一定的情况下， 物体的加速度与所受到的合外力成 (填“正比”或“反比”)。 (4)由于实验中将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力的大小，因此x1和x2的实际大 小关系是 (填正确答案标号)。 A.2x1>x2 B.2x1=x2 C.2x1<x2 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高 13.(8分)潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减，潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称 之为“掉深”。总质量为6×10kg的某潜艇，在高密度海水区域沿水平方向缓慢潜航，如图所 示。当该潜艇驶入低密度海水区域A点时，浮力突然降为5.4×10N,经过15s,潜艇速度变 为12/s。此后潜艇官兵迅速对潜艇减重（排水），结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮，避 免了一起严重事故。已知在整个运动过程中，潜艇可视为在竖直方向运动，潜艇所受阻力大小 恒定，潜艇减重的时间忽略不计，海底平坦，潜艇减重排出水的质量为1.2×10°kg,重力加速 度g=10m/s2,求： (1)潜艇驶入低密度海水区域A点时的加速度大小； (2)A点距海底的距离。 高密度海水 低密度海水 14.(15分)如图所示，一辆货车载着许多相同的圆柱形空油桶在高速公路上匀速行驶，由于雾霾影 响，该车驾驶员的能见度s=203m。已知每只空油桶质量m=9kg,重力加速度g= 10m/s2,不计空油桶之间的摩擦力。 (1)求货车匀速行驶时桶C受到桶A给它的支持力的大小； (2)为防止紧急刹车时桶C脱离桶B砸向前方的驾驶室而发生危险，求刹车时的加速度最 大值； (3)为确保安全行驶，求货车匀速行驶的最大速度。 15.(17分)如图所示，工人师傅自房檐向水平地面运送瓦片，他将两根完全一样的直杆平行固定在 房檐和地面之间形成轨道，瓦片沿直杆滑动时，其垂直于直杆的截面外侧是半径为0.1的圆 孤。已知两直杆之间的距离为名m,房檐距地面的高度为4m,直杆的长度L=8m,忽略直杆 的粗细，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力。工人师傅将瓦片无初速度地放置在直 杆顶端，只有瓦片与直杆间的动摩擦因数小于（未知）时，瓦片才能开始沿直杆下滑，重力加 速度g=10m/s2。 (1)求0； (2)若直杆自上端开始在长度L,=1.8m的范围内与瓦片间的动摩擦因数为%，其余部分为 ,忽略瓦片沿着直杆方向的长度，工人师傅每隔0.5s将一瓦片无初速度地放置在直杆顶端， 求第一片瓦片落地时直杆上瓦片的个数。 三一轮复习周测卷四 物理第4页（共4页） 囹高三一轮复习S ·物理· 高三一轮复习周测卷/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 ① ②③④ 档次 系数 1 选择题 4 重心、超失重 易 0.85 选择题 4 牛顿第三定律 易 0.85 3 选择题 相对运动、惯性 易 0.80 4 选择题 4 摩擦力 中 0.75 5 选择题 4 瞬时加速度 中 0.70 6 选择题 4 加速度的图像问题 中 0.65 7 选择题 4 -x图像问题 中 0.60 8 选择题 6 a-t图像问题 中 0.75 9 选择题 6 a-F图像问题 中 0.70 10 选择题 6 瞬时加速度判断 V 难 0.55 11 非选择题 6 探究加速度与物体受力的关系 易 0.80 12 非选择题 6 探究加速度与物体受力的关系 中 0.65 13 非选择题 P 牛顿第二定律的实际应用 易 0.80 14 非选择题 15 加速度临界问题 / 中 0.65 15 非选择题 17 牛顿第二定律综合 难 0.55 香考答案及解折 一、选择题 项错误。 1.A【解析】物体的重心跟物体的形状及质量分布有 2.D【解析】甲输掉比赛是因为甲受到向右的拉力小 关，运动员背越式跳高的重心可能一直在横杆下方， 于地面给甲的摩擦力，A项错误；两人僵持不下保持 A项正确；图中仅c、d、e、f点运动员在空中，只受重 静止时，甲受力平衡，他受到绳子与地面的作用力的 力，处于完全失重状态，B、C项错误：起跳时，运动员 合力与重力等大反向，B项错误；同一根绳子的拉力 对地面的作用力等于地面对运动员的反作用力，该力 相等，则甲被加速向右拉时，绳对乙的拉力大小和绳 大于运动员的重力，运动员才会向上加速跳起来，D 对甲的拉力大小相等，C项错误：绳对甲的拉力与甲 ·13· ·物理· 参考答案及解析 对绳的拉力是一对相互作用力，大小相等，D项正确。 具有向上的最大加速度，充电宝与手机之间的摩擦力 3.B【解析】水罐车刹车时，由于惯性，水罐车内的水、 最大，由牛顿第二定律有f-mg=ma',又f=uN, A、B有保持原来向右运动状态的趋势，但由于A的 解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为= 密度小于水的密度，即A的质量小于同体积水的质 10N,fmx=f=5N,所以摩擦力的最大值与最小值 量，质量小，惯性就小，所以A会被相对于车向右运 之差为4,6N,AD项正确，B项错误；在t时刻充电 动的水甩在左边，故A会相对水向左运动，而B的质 宝具有向下的加速度，而且加速度小于重力加速度， 量较大，惯性较大，在与水的抗衡中会相对水向右运 故摩擦力的方向向上，C项错误。 动，B项正确。 9.BD【解析】以小物块为研究对象根据牛顿第二定律 4.C【解析】磨石受到的摩擦力大小f=F、 uFsin9,A项错误；若撤掉F,墙面对磨石的弹力为 可得F-mgsin0-f=ma,解得a=E 零，磨石受到的摩擦力大小变为零，磨石只受重力的 mgsin+,结合aF图像可得⊥=k=点， m c, 作用，做竖直上抛运动，故磨石先向上运动再向下运 动，B项错误，C项正确；若仅略微减小0角，cos9增 mgsin8十f=一b,可知小物块的质量m= 龙，摩擦 大，sin9减小，则Fcos日-mg-Fsin0=ma>0,可 力与重力沿斜面的分力大小之和ngsin日十f=c,B、 知若仅略微减小日角，磨石将做加速运动，D项错误。 D项正确，A、C项错误。 5.D【解析】在轻绳被烧断瞬间，弹簧的弹力保持不 10,ABD【解析】对D进行受力分析，弹簧弹力与重力 变，则A的受力保持不变，所以A的加速度为零，A 等大反向，剪断A、B间绳子的瞬间，弹簧弹力不能 项正确；在轻绳被烧断之前，根据平衡条件可得F= 突变，D依旧受力平衡，加速度为零，A项正确；剪断 3 ngsin0,对B、C整体分析kx=2 ngsin0,在轻绳被 A、B间绳子的瞬间，对A、C整体受力分析有F弹十 烧断瞬间对B根据牛顿第二定律可得kx一ngsin日 mg-mg=2na,Fn=mg,解得C的加速度a= =aB,解得aB=gsin0,B项正确；突然撤去外力F 0.5g,方向竖直向下，B项正确；剪断C、D间弹簧瞬 的瞬间，弹簧的弹力保持不变，此时B、C整体受力没 间，弹簧弹力突变为零，对A、B、C整体受力分析有 有变化，所以加速度都等于零，C项正确，D项错误。 6.D【解析】由图像可知，加速度先向上后向下，人先 2mg-mg=3ma',解得A的加速度a'= 3g方向竖 超重再失重，故电梯在上行，A项错误：2~4s内向上 直向下，C项错误：剪断A、C间绳子瞬间，A、B开始 的加速度减小，人处于超重状态，B项错误；t=6s时 做自由落体运动，所以A的加速度为g,方向竖直向 加速度为零，则人对地板的压力与重力大小相等，C 下，D项正确 项错误：=2s时加速度向上且最大，人处于最大的 二、非选择题 超重状态，则此时人对地板的压力最大，D项正确。 11.(1)1.6(1分)3.2(1分) 7.B【解析】由图乙可知v=kx,则△v=k△x,又a= 22分) 吕兰，可得a=如，物块的加速度随速度的增大 (3)不需要(1分)需要(1分) 而增大，则？-t图像的斜率随着速度增大而增大，C、 【解析】(1)相邻两计数点的时间间隔T=2×了 D项错误；由牛顿第二定律有F-∫=ma,整理可得F =kmu十f,F与v成一次函数关系，A项错误，B项 0.04$,根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度 等于该过程平均速度可知，打出B点时小车的速度 正确。 8.AD【解析】时刻充电宝具有向下的最大加速度， 大小B=2T1 工c≈1.6m/s,根据逐差法求出小车的加 充电宝与手机之间的摩擦力最小，此时由牛顿第二定 律可得f-mg=a,解得f=0.4N,t2时刻充电宝 速度大小a=2e≈3.2m/s2。 (2T)2 ·14· 高三一轮复习S ·物理· (2)根据牛顿第二定律F=Ma得a=P,则M 2a,根据运动学公式可得x=号at,可知2x>, =2 A项正确。 l3.【解析】(1)设潜艇刚“掉深”时的加速度大小为a1, (3)因为本实验能测出小车受到的拉力，不需要用重 15s末的速度v=a1t=12m/s (1分) 物重力代替小车受到的拉力，所以不需要保证重物 解得a1=0.8m/s (1分) 质量远大于小车质量：若木板粗糙，则小车受到的合 (2)排水前潜艇的质量m=6×10kg,“掉深”过程中 力等于绳上的拉力减摩擦力而不等于绳上的拉力， 排出水的质量'=1.2×10kg,潜艇减重后的质量 1=m一m'=4.8×10kg,潜艇减重后以加速度a2 所以需要平衡摩擦才能用绳上的拉力表示小车受到 刚“掉深”时，由牛顿第二定律得g-F一∫=ma1 的合力。 解得f=1.2×106N (1分) 12.ar=zar(2分 匀减速下沉过程中由牛顿第二定律得 F十f-mg=m1ae (1分) (2)BD(2分) 解得a2=1.5m/s (1分) (3)正比(2分) 减速阶段位移h:=2a 2 (1分) (4)A(2分) 【解析】(1)实验时通过控制装置使两小车同时开始 掉深15s时，浩艇下落的高度=受4 (1分) 运动，按下装置两小车同时立即停止，并测出相应位 所以A点离海底的距离h=h,十h2=138m(1分) 2x1 14.【解析】(1)货车匀速行驶时，对桶C受力分析如图 移，则根据运动学公式有x=合4，可得 2xy 甲所示 =Jl (2)实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，使小车匀速 运动，平衡摩擦力时，砝码盘不需要挂上，A项错误， B项正确：设小车质量为M,砝码盘和砝码的总质量 为m,根据牛顿第二定律可得F=Ma,mg一F=ma, 甲 解得mg=a十Ma,只有当砝码盘和砝码的总质量 由几何关系可知=30°，由共点力平衡条件得 应远小于小车的质量时，Ma才近似等于砝码盘和 FAcos30°+Facos30°=g (2分) 砝码的总重力mg,C项错误，D项正确。 Fasin30°=F8sin30 (2分) (3)实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，两 解得F=30√5N (2分) (2)为防止紧急刹车时桶C脱离桶B砸向前方的驾 小车运动位移x=之a,两小车运动的位移与加速 驶室而发生危险，刹车时的加速度大小最大为Qm, 度成正比，若实验测得小车Ⅱ的位移近似是小车I 此时桶B对桶C刚好无支持力，桶C的受力如图乙 的位移的两倍，因为小车Ⅱ所受合力为小车I所受 所示 合力的两倍，则可知物体的加速度与所受到的合外 力成正比。 (4)实际上小车的加速度a="g m十M小车Ⅱ所挂砝 码和砝码盘的总质量是小车工所挂砝码和砝码盘总 2mg2mg 质量的两倍，则a1三"a司2m十Mm十 ·15· ·物理· 参考答案及解析 FAm cos30°=mg (1分) 沿直杆方向有2F￥=ngsin30 (2分) FAm sin30°=lm (1分) 联立解得=⑤ 6 (2分) 解得an=105m/s (2分) 3 (2)瓦片在直杆上运动时，在L1范围内，根据牛顿第 (3)为保证安全行驶，由运动学公式可得 二定律可得ngsin30°-2X0.5Fx=ma1 v≤2ams (2分) 解得a1=2.5m/s2 (1分) 解得≤20m/s (2分) 瓦片在L范围内，有=2aL (1分) 故最大行驶速度为20m/s (1分) v=a t (1分) 15.【解析】(1)由几何关系可知，直杆与地面的夹角为 解得v=3m/s,t1=1.2s (2分) 30°，两直杆对瓦片的弹力之间的夹角为90°，受力分 瓦片在直杆上运动时，在大于L范围内，根据牛顿 析如图所示 第二定律得ngsin30°一2Fx=na2 FN 解得a2=0 (1分) 瓦片继续下滑至落地过程中，有L一L=t2(1分) 解得t≈2.07s (2分) 则在直杆上瓦片的个数=十≈6个 (2分) ￥mgcos30 0.5s 垂直于直杆方向有2 Fx cos45°=ngcos30°(2分) ·16·