安徽省合肥市2025-2026学年高一上学期物理寒假作业-运动与力的关系

安徽省合肥市2025~2026学年高一上学期物理寒假作业 运动和力的关系 姓名：___________班级：___________考号：___________ 满分：100分 时间：75分钟 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。 1．在伽利略、笛卡尔等科学家工作的基础上，牛顿提出了牛顿第一定律，指出物体具有惯性。如图所示，用一细绳a把重球悬挂在天花板上，另一细绳b的上端固定在球上，下端用手拉住。第一次迅速用力将细绳b的下端往下拉，第二次缓慢加大拉力，则（   ） A．两次实验，上端绳子被拉断 B．两次实验，下端绳子被拉断 C．迅速用力拉，下端绳子被拉断 D．缓慢加大拉力，下端绳子被拉断 2．研究表明，球形物体在液体中运动时除了受到浮力，还会受到阻力，其关系式为：f=kηrv，式中η称为黏性系数，r和v分别是球的半径和速度，k是一个无单位的常数。根据国际单位制推断黏性系数η的单位是（　　） A． B．kg/（m·s） C．kg/s D． 3．我国自主研发的气动悬浮列车（采用环形翼气动悬浮技术，时速可达500公里）上，车厢内有一根固定直杆，杆顶连接着一个小球（简化如图所示）。列车先在水平轨道上向右做匀减速运动，随后以一定速度无动力冲上斜面轨道（不考虑斜面轨道摩擦对列车运动的影响）。列车在水平面上向右运动过程和沿斜面上滑过程中，直杆对小球作用力的方向可能（　　） A．先沿方向，再沿方向 B．先沿方向，再沿方向 C．先沿方向，再沿方向 D．先沿方向，再沿方向 4．某举重运动员站在压力传感器上练习“下蹲一起立”的动作，传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该运动员的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（　　） A．1s时，运动员处于超重状态 B．3s时，运动员的加速度方向向上 C．下蹲过程中，运动员先超重后失重 D．运动员在4s内做了1次“下蹲一起立”的动作 5．如图所示，足够长的粗糙木板的一端在水平地面上，倾角可自由调节，将质量为m的物体静止放置在木板上，物体与木板间的动摩擦因数μ=0.75，每次物体在斜面上运动过程中斜面倾角θ保持不变，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在倾角θ从0°逐渐增大到90°的过程中，下列说法正确的是（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）（　　） A．物体所受摩擦力的大小先增大后减小 B．物体所受的摩擦力的方向先沿斜面向上后沿斜面向下 C．当倾角θ=53°时，物体恰好能滑动 D．如果物体能沿斜面下滑，则m越大，加速度a越大 6．一物体以某一初速度冲上光滑且足够长的斜面，并做直线运动。下列描述该物体在斜面上运动的速度—时间图像，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．如图甲所示，一倾斜的传送带以恒定速率v1=4m/s沿顺时针方向转动，传送带的倾角为θ。一煤块以大小v0=12m/s的初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的加速度大小与时间的关系图像如图乙所示。已知煤块到传送带顶端时速度恰好为零，正确的是（　　） A．煤块运动到传送带顶端所用的时间为2s B．倾角θ的正切值tanθ=0.5 C．煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5 D．煤块在传送带上留下的黑色痕迹长为4m 8．如图所示，质量M4kg的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量m2kg的小物块 A，整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力F，使其从静止开始以加速度a2m/s2 做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数 k240N/m，g10m/s2。以下结论正确的是（　　） A．变力F的最小值为12N B．小物块A与托盘B分离瞬间，弹簧恰好恢复原长 C．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为0.2m/s D．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为2m/s 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．如图所示，一粗糙斜面体静止在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成，已知物块M和斜面体均始终保持静止，则在此过程中（　　） A．水平拉力一直增大 B．斜面体对地面的压力一直增大 C．斜面体对地面的摩擦力一直增大 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大 10．如图所示，木板放在水平地面上，物块放在长木板上，物块及木板均处于静止状态。已知物块与木板的质量均为，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。作用在木板上的水平拉力从零逐渐增大，下列说法正确的是（　　） A．当时，木板恰好开始滑动 B．当时，物块与木板发生相对运动 C．当时，物块的加速度大小为 D．当时，木板的加速度大小为 三、非选择题：本题共5小题，共58分。考生根据要求作答 11．（6分）为测量两种材料间的动摩擦因数，某实验小组设计了如图（a）的测量方案：将材料A裁成长条状板材放置在水平桌面上，伸出桌面的一端安装定滑轮；材料B裁成块状，细线的一端系在B块的前侧，跨过定滑轮的另一端挂槽码盘和槽码；B块的后侧粘上穿过打点计时器的纸带。 (1)设计实验时，甲同学拟用槽码盘和槽码的总重量代替物块受到的拉力，选出以下必要的操作步骤并排序： ①调整A板的倾斜程度平衡摩擦 ②调节滑轮与B块间的细线与A板平行 ③先打开打点计时器后释放B块 ④让槽码盘和槽码的总质量远小于B块的质量 下列选项中正确的是_______。（单选，填正确答案标号） A．①③④ B．②③④ C．②④③ D．①④③ (2)实验中打出的一条点迹清晰的纸带如图（b）所示，已知相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s，则物块的加速度为 （结果保留3位有效数字）； (3)处理数据时，乙同学用细绳的拉力表示B块受到的拉力，在其他条件及做法都相同的情况下， （填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。 12．（10分）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置。 (1)本实验主要应用的方法是______。 A．极限法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想实验法 (2)在保持小车受力相同，探究加速度与质量关系的实验中，下列说法正确的是______。 A．平衡阻力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源 D．为得出加速度a与质量m的关系而作出图像 (3)某次实验中打出一条纸带，经测量得出各计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，且相邻两个计数点之间有4个点未画出，可知打B点时的速度大小为 m/s，小车的加速度大小为 。（均保留两位有效数字） (4)小华同学在完成以上实验后，用此装置探究了不同小车与长木板间的动摩擦因数。他直接将长木板放在水平桌面上，用不同质量的小车A、B分别探究了其加速度a随拉力F变化的关系，忽略纸带与打点计时器之间阻力及空气阻力，实验后进行数据处理，得到了小车A、B的加速度a与小车所受拉力F的关系图像分别如图中的A、B所示。该同学分析了图中两条线不重合的原因，是因为两个小车的质量不等，且MA MB；两物体与木板之间的动摩擦因数μA μB。（均选填“大于”或“等于”或“小于”） 13．（12分）传送带被广泛地应用于车站、码头、工厂等。如图是某工厂流水线生产工作中利用传送带传送装有货物的箱子示意图。其中固定斜面的倾角，底端由一小段光滑圆弧与水平传送带平滑连接，箱子（视为质点）质量。某次从斜面上高处由静止释放1个箱子，箱子与斜面间的动摩擦因数为，与传送带间的动摩擦因数为，长度为的传送带以速度顺时针匀速转动，重力加速度g取， ，。求： (1)箱子刚滑到斜面底端时的速度大小； (2)箱子在传送带上减速过程中发生的位移大小。 14．（14分）如图甲所示，在无限大水平台上放一个质量的长木板，质量可视为质点的小滑块放在长木板上，小滑块和长木板处于静止状态。小滑块与长木板间的动摩擦因数为（未知），长木板与平台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力。现在给长木板右端施加水平向右的恒力，小滑块和长木板的速度随时间变化关系如图乙所示，后撤去恒力。已知滑块始终未从长木板上滑下，取重力加速度。求： (1)小滑块与长木板间的动摩擦因数； (2)水平恒力的大小； (3)木板在整个运动过程中的总位移大小。 15．（16分）如图所示，倾角、固定在水平地面上的斜面体上有一木块A（到定滑轮的距离足够远），通过轻质细线和轻质动滑轮与木块B连接，细线的另一端固定在天花板上，在木块A上施加一沿斜面向下的外力使整个装置处于静止状态，木块B下端到地面的高度。已知木块A的质量，木块B的质量，木块A和光滑定滑轮间的细线和斜面平行，木块A与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，不计空气阻力，重力加速度g取，求： (1)外力的最小值； (2)撤去外力后，木块B落地前瞬间的速度大小； (3)撤去外力后，设木块B落地后不反弹，木块A能沿斜面上滑的最大距离。 《高一上学期物理寒假作业：运动和力的关系》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C D A C D A ACD AC 1．C 【详解】第一次迅速用力将细绳b的下端往下拉，重球状态来不及改变，认为不动，此时下端绳子拉力大于上端绳子拉力，所以下端绳子会先断； 第二次缓慢加大拉力，由平衡条件，上端绳子拉力等于重球重力加下端绳子拉力，所以上端绳子会先断。故选C。 2．B 【详解】根据题意有 其中的单位为牛顿（N），即 ， 的单位为米（m）， 的单位为米每秒（m/s）， 为无单位常数。根据国际单位制推断黏性系数的单位是 故选B。 3．C 【详解】当列车在水平轨道上向右匀减速运动时，列车的加速度水平向左，小球与列车具有相同的加速度，则小球受到合外力的方向水平向左，由于小球受到的重力竖直向下，因此直杆对小球的弹力可能沿OA方向；当列车以一定的速度无动力冲上斜面轨道时，列车的加速度沿斜面轨道向下，同理小球具有与列车相同的加速度，则此时小球受到合外力的方向沿斜面向下，而重力的方向竖直向下，根据力的合成定则可知，直杆对小球的弹力可能沿OB方向。故选C。 4．D 【详解】A．在1s时，从图线可以看出，传感器示数 F ≈ 200N，小于运动员的体重 G ≈ 650N，运动员处于失重状态，故A错误； B．在3s时，从图线可以看出，传感器示数 F ≈ 200N，小于运动员的体重 G ≈ 650N。 根据牛顿第二定律 F合 = F - G = ma，此时合力方向向下，加速度方向向下，故B错误； C．运动员在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故运动员处于失重状态，最后运动员静止，故后半段是运动员减速向下的过程，此时加速度方向向上，运动员处于超重状态，故下蹲过程中运动员先失重后超重，故C错误； D．运动员在4s内，前2s内先失重后超重，是下蹲过程，后2s内先超重后失重，是起立的过程，所以共做了1次“下蹲—起立”的动作，故D正确。故选D。 5．A 【详解】AB．刚开始，物体静止，摩擦力 方向沿斜面向上，随增大而增加。从0°增大到临界角后，开始滑动，摩擦力变为滑动摩擦力 随增大而减小，方向沿斜面向上，物体所受的摩擦力先增加后减小，故A正确，B错误； C．当倾角时，由于 所以 物体早已滑动，并非恰好滑动，故C错误； D．如果物体能沿斜面下滑，设物体下滑时加速度为a，由牛顿第二定律得 解得 所以越大，加速度a越大，与m无关，故D错误。故选A。 6．C 【详解】AB．斜面光滑，物体受到重力和斜面的支持力，合力沿斜面向下且不发生变化，所以加速度不变，故AB错误； CD．物体做匀变速直线运动，设斜面倾角为，根据牛顿第二定律得，故D错误，C正确。故选C。 7．D 【详解】BC．当煤块速度大于传送带速度时，设煤块的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得 当煤块速度小于传送带速度时，设煤块的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得 由图乙可知， 解得， 则，故BC错误； A．当煤块的速度达到传送带的速度时，经过的时间为 煤块的速度由v1减至0所用时间为 所以煤块在传送带运动的时间为，故A错误； D．第1s内煤块相对于传送带运动的距离为 解得 煤块的速度小于传送带的速度时煤块相对于传送带运动的距离为 解得 恰好两次的黑色痕迹完全覆盖，所以煤块在传送带上留下的黑色痕迹长为4m，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】A．以托盘B和小物块A为整体，开始装置静止有 解得 小物块向上的过程，对A、B由牛顿第二定律可得 整理得 当最大为时，有最小值为 故A正确； BCD．小物块A与托盘B分离瞬间，A、B间无弹力，对B由牛顿第二定律得 解得弹簧此时的形变量为 由运动学公式得 解得，故B错误，CD错误。故选A。 9．ACD 【详解】A．对物块N进行受力分析，根据三角形法则作图，如图所示 物块N的重力与水平拉力的合力F和细绳的拉力T是一对平衡力，由图可知，水平拉力F和M所受细绳的拉力T大小都一直增大，故A正确； B．对物体M、N和斜面整体分析，竖直方向整体只受重力和支持力，则地面对斜面体的支持力不变，故斜面体与地面间的正压力一定不变，故B错误； C．地面对斜面体的摩擦力与水平拉力F始终相等，水平拉力F一直增大，所以地面对斜面体的摩擦力增大，由牛顿第三定律可知斜面体对地面的摩擦力一直增大，故C正确； D．设斜面倾角为，初始时 当时，初始时M所受摩擦力 后来，随着T逐渐增大，为确保M静止，应满足 f沿斜面向下且增大。 当时，初始时对M有 f沿斜面向下；后来，随着T逐渐增大，为确保M静止，f应增大且沿斜面向下。 当时，初始时对M有 f沿斜面向上；后来，随着T逐渐增大，为确保M静止，f应先减小且方向沿斜面向上；当f减小至零以后，随着T的继续增大，为确保M静止，对M有 f沿斜面向下且增大。即M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加，故D正确。故选ACD。 10．AC 【详解】A．对木板及物块整体受力分析，有时，木板恰好开始滑动，A正确； B．对物块受力分析，最大加速度 物块与木板恰好发生相对滑动时，有 解得，故B错误； C．当时，物块与木板相对静止，有 解得，故C正确； D．当时，物块与木板发生相对滑动，对木板受力分析，有 解得，故D错误。故选AC。 11．(6分) (1)C (2)2.86 (3)乙 【详解】（1）本实验不能平衡摩擦力，①错误；细线与板材平行时，系统将做匀变速运动，②正确；实验过程中应先打开打点计时器后释放物块，③正确；设槽码盘和槽码的总质量为，总重量为，设B块的质量为，细绳的拉力为，A板、B块间的动摩擦因数为，加速度大小为，对系统有 对B块有 联立解得 当时， 故槽码盘和槽码的总质量应远小于B块的质量，④正确，合理顺序应为②④③。 故选C。 （2）采用逐差法分析，前三段位移大小 后三段位移大小 前一段与后一段时间均为，由 解得。 （3）乙同学相比甲同学，处理数据时没有系统误差，乙同学的方法可以更好地减小误差。 12．(10分) (1)C (2)BD (3) 0.56 2.0 (4) 小于 大于 【详解】（1）探究多个物理量之间的关系，需要用控制变量法，故选C。 （2）A．补偿阻力即是让重力的下滑分力抵消摩擦力的影响，不能施加外力，不需要挂上小桶，故A错误； B．补偿阻力时有,可得，与小车质量无关，则改变小车和车中砝码的总质量后，不需要重新补偿阻力，故B正确。 C．实验过程中为了充分利用纸带，先接通打点计时器，再释放小车，故C错误； D．加速度a与质量m成反比，为了直观地得出结论而作出图像，若图像为过原点的倾斜直线即可说明加速度a与质量m成反比，故D正确。故选BD。 （3）[1]相邻两个计数点之间有4个点未画出,则相邻计数点间的时间间隔为，为的中间时刻，则 [2] 由逐差法可得 （4）[1][2]由牛顿第二定律可得 因为A图像斜率更大，故小于； 由图像可得大于，故大于。 13．(12分) (1) (2) 【详解】（1）由动能定理有 解得箱子刚滑到斜面底端时的速度大小为 （2）因,箱子相对传送带向右运动,受向左的摩擦力 由牛顿第二定律有 解得（取向右为正方向） 箱子在传送带上减速过程中由 解得箱子在传送带上减速过程中发生的位移大小 14．(14分) (1)0.2 (2)18N (3)5.25m 【详解】（1）对小滑块，由图乙得 由牛顿第二定律有 解得 （2）对长木板由牛顿第二定律有 解得 （3）后, 小滑块的速度大小为，长木板的速度大小为 对长木板有 解得 设经时间两者速度相等，有 解得， 在此0.5s内长木板位移为 之后两者一起做匀减速直线运动的加速度为 由 解得长木板还能滑行的位移为 长木板的位移 木板在整个运动过程中的总位移大小 15．(16分) (1)5N (2)1m/s (3) 【详解】（1）设绳子拉力大小为，对B受力分析，有 解得 对A受力分析，垂直斜面方向有 则A与斜面间的最大静摩擦力大小 摩擦力方向沿斜面向下时外力最小，有 解得 （2）设A向上运动的加速度大小为，B向下运动的加速度大小为 对A受力分析，有 对B受力分析，有 又 联立解得， B落地前瞬间，由匀变速运动中位移与速度的关系，有 解得 （3）B落地前瞬间，对A有 解得 B落地后，对A受力分析，有 解得 A继续向上运动的位移大小 木块A能沿斜面上滑的最大距离 1 1 学科网（北京）股份有限公司 $