专题：牛顿运动定律与图像结合问题 基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高一物理上学期人教版必修第一册

专题：牛顿运动定律与图像结合问题 基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．中国军队于2020年9月21日至26日派员赴俄罗斯阿斯特拉罕州参加了“高加索-2020”战略演习，演习中某特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑（特种兵所受空气阻力不计），其运动的速度随时间变化的图像如图所示，时刻特种兵着地，关于该特种兵，下列说法正确的是（    ） A．时间内处于超重状态 B．时间内悬绳对他的作用力越来越大 C．时间内的平均速度 D．时间内合外力为零 2．如图甲所示，蹦极是一项极限体育项目。研究蹦极运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量他在不同时刻下落的位移及速度。运动员身系弹性绳，从高处无初速度下落，根据某次传感器测到的数据，得到如图乙所示的图像。运动员可视为质点，不计弹性绳的重力。在实际的蹦极运动中，弹性绳拉力F的大小随时间变化的情况如图所示，重力加速度为g。此运动员在蹦极运动过程中的最大加速度约为（　　） A．g B． C． D． 3．如图甲所示，一物体一开始在两个大小相等、方向相反的力、作用下静止在光滑水平面上，从时刻开始，和方向不变，大小随时间t变化的规律如图乙所示。则下列四个选项中，能正确反映0~时间内该物体的速度v随时间t变化规律的是（　　）    A．   B．   C．   D．   4．图像是研究物理过程的重要方法，如下图所示，图A是物体的加速度时间图像；图B是物体受到的合力时间图像；图C是物体的位移时间图像；图D是物体的速度时间图像，其中，能表示物体处于平衡状态的图像是（　　） A． B． C． D． 5．2025年2月9日孙颖莎在世界乒乓球职业大联盟（WTT）新加坡大满贯比赛中获得了女单冠军。若孙颖莎在无风环境下从足够高的位置将乒乓球静止释放，乒乓球受到的空气阻力随速度增大而增大且不可忽略。下列关于乒乓球在空中运动有关的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．某小组将A、B两个小球同时竖直向上抛出，且两小球初速度不相等，抛出后，A球所受阻力忽略不计，B球所受阻力大小与其速率成正比。从抛出时开始计时，关于A、B两球的速度随时间的变化图像（虚线表示A，实线表示B），可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（    ） A． B． C． D．以上均不正确 8．如图为工程师绘制的晴天和雨天时汽车紧急刹车（轮胎抱死）时的刹车痕（即刹车距离s）与刹车前车速v的关系曲线，设两种天气刹车时，轮胎抱死后与地面间的动摩擦因数分别为和，则和的大小关系为（　　） A． B． C． D．条件不足，不能比较 9．如图所示为某小球所受的合力与时间的关系图像，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去，设小球由静止开始运动，F水平向右为正，由此可判定（　　） A．小球向右运动，再返回停止 B．小球向右运动，再返回不会停止 C．小球始终向右运动 D．小球向右运动一段时间后停止 10．在平直公路上，汽车由静止开始作匀加速运动，当速度达到某一值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其图像，如图所示，汽车东引力为，运动过程中所受的摩擦阻力恒为，则下列关系中正确的是（    ）      A． B． C． D． 二、多选题 11．水平力F方向确定，大小随时间变化如图甲所示。用力F拉静止在水平桌面上的小物块，物块质量为1kg。在F从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度随时间变化如图乙所示，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2），由图像可知（　　） A．小物块所受滑动摩擦力的大小为6N B．4s时小物块的速度为8m/s C．小物块与水平桌面的动摩擦因数μ=0.5 D．，小物块开始滑动 12．算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图（a）所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，现用手指将甲拨出，与静止的乙碰撞，碰撞前后两算珠的图像如图（b）所示，已知重力加速度g为10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．算珠甲与导杆的动摩擦因数为0.1 B．算珠乙与导杆的动摩擦因数为0.01 C．开始两算珠之间的距离为3.5×10-2m D．碰后算珠甲运动的距离为2.0×10-2m 13．如图（a），一物体在t=0时刻竖直上抛，其运动的图线如图（b）所示。若图中的v0，v1，t1均为已知量，运动过程所受阻力大小恒定，则可求出（　　） A．重力加速度 B．阻力的大小 C．物体的质量 D．上升的最大高度 14．如图所示，静止在水平地面上质量为2kg的物体，在时刻受到水平向右的推力F作用，时撤去推力，物体运动的v-t图像如图所示，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A．在0~1s内，物体的加速度大小为 B．物体先向右运动后向左运动 C．时，物体与出发点间的距离为6m D．推力F的大小是6N 15．在水平向右的拉力作用下，粗糙水平地面上的滑块由静止开始做直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示。已知滑块的质量为0.2kg，滑块与地面间的动摩擦因数为0.3，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（    ） A．0～2 s内，滑块做匀加速直线运动 B．第3 s末，拉力的大小为1 N C．2 s～4 s内，滑块的位移大小为8m D．第8 s末，滑块的速度大小为12 m/s 16．人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间变化图像（图像）如图所示，重力加速度g大小取，下列说法正确的是（　　） A．人的体重为50kg B．人在下蹲过程中，先失重再超重 C．人在站起过程中，先失重后超重 D．人在8s内完成了两次下蹲和两次站起动作 三、填空题 17．图甲所示的救生缓降器由挂钩、安全带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人缓慢下降的安全营救装置。高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过救生缓降器下落，着地时速度恰好为零，图乙是工人下落全过程中绳索拉力大小随时间变化的图像。已知工人的质量，不计安全带和速度控制装置的质量，g取，则工人在0～3s内的加速度大小为______，在3～5s内的加速度大小为______，下落过程的最大速度为______m/s。 18．如图甲所示，A、B两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为、，现用水平力推A，用水平力拉B，和随时间变化关系如图乙所示，则时刻，A、B间的弹力大小为__________N，A、B将脱离时，运动的位移大小为__________m。 19．质量为1kg的物体静置在光滑水平面上。现对物体施加一个水平拉力F，使其从静止开始做匀加速直线运动，其图像如图所示。物体在t=1s时的速度大小为________m/s，加速度大小为_______m/s²；水平拉力F的大小为________N。    20．一个质量为2千克的物体静止在水平地面上，今用一个水平拉力作用于物体。拉力随时间变化的图像如图（甲），相对应的物体运动的速度一时间图像如图（乙），根据图像可以确定；物体与地面之间的滑动摩擦系数为___________；以向右为正方向，0s～2s内，物体作___________直线运动。    四、解答题 21．如图甲所示，质量为m=60kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，某次向上运动过程中该同学重心的速度随时间变化的图像如图乙所示，g取10m/s2，求此过程中： （1）该同学重心上升的最大高度h； （2）单杠对该同学的最大作用力F。    22．如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平面上，一滑块从斜面底端沿斜面向上滑动，到达最高点后沿原路返回，速度的平方与位移x的图像如图乙所示，重力加速度，求： （1）滑块沿斜面上滑与下滑的加速度大小之比； （2）滑块沿斜面上滑的最大距离。 23．如图甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1=1s时撤去力F，物体运动时部分v-t图像如图乙所示，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6.求： （1）物体与斜面间的动摩擦因数和力F的大小； （2）t=3s时物体的速度大小； （3）物体沿斜面上升的最大高度。 24．图像是一种很方便、直观的分析方法，图线与坐标轴的交点、所围的面积也有一定的物理含义。 (1)a.速度描述运动物体位置变化的快慢。写出在v-t图像中，图线与坐标轴所围面积的物理含义； b.加速度描述运动物体速度变化的快慢。已知电梯匀加速上升时的a-t图像如图所示，分析说明图线与坐标轴所围面积的物理含义。 (2)某同学乘电梯时，利用手机传感器软件测出电梯运动过程中速度随时间变化的情况，如图所示。求 a.2s内电梯的加速度大小a； b.前2s内电梯的位移大小x与时间t的数学关系式； c.若该同学质量m=50kg，重力加速度g=10m/s2，求前2s内该同学对电梯的压力Fn。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《专题：牛顿运动定律与图像结合问题 基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C C C B B A C B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 CD AC AD AD BC AB 1．B 【详解】A．由图像可知，时间内该特种兵向下做匀加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误； B．由图像可知，时间内该特种兵向下做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可得 可知悬绳对他的作用力越来越大，故B正确； C．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知时间内的满足 则时间内的平均速度满足 故C错误； D．由图像可知，时间内该特种兵的加速度不为零，所以合外力不为零，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】由图像，最终弹性绳的拉力等于运动员的重力，由图中比例关系可知，弹性绳的最大拉力约为重力的3倍，则有 可得运动员在蹦极运动过程中的最大加速度约为 故选B。 3．C 【详解】根据两力的变化情况可知，物块受合外力先增加后减小，则物块先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，而图像斜率的绝对值表示加速度的大小，可知，第三个选项符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．图像，表示物体的加速度逐渐减小，且加速度不为零，处于非平衡状态，A错误； B．图像，表示物体的合外力逐渐减小，且合外力不为零，处于非平衡状态，B错误； C．x-t图像，斜率不变，速度不变，表示物体做匀速直线运动，处于平衡状态，C正确； D．图像，表示物体做匀减速直线运动，处于非平衡状态，D错误。 故选C。 5．C 【详解】B．以乒乓球为对象，根据牛顿第二定律可得 由于乒乓球受到的空气阻力随速度增大而增大，可知乒乓球静止释放后做加速度逐渐减小的加速运动，B错误； A．由于速度增大，所以图像的切线斜率逐渐增大；A错误； CD．由于加速度逐渐减小，所以图像的切线斜率逐渐减小。C正确，D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．受空气阻力作用的B球，上升过程有 可得 减小，减小，故A错误； BCD．到达最高点时，两小球均满足，，即两图线与轴相交时斜率相等，故CD错误，B正确。 故选B。 7．B 【详解】根据牛顿第二定律有 整理后有 则可知图像的斜率为m，纵截距为，则由题图可看出 ， 则 故选B。 8．A 【详解】对汽车根据牛顿第二定律 μmg=ma 解得 a=μg 根据速度—位移关系公式 v2=2as 联立得到 v2=2μgs 由图象得到，当s相同时 v2＜v1 结合表达式可知，μ越大则v越大，所以 μ2＜μ1 故选A。 9．C 【详解】由题图可知，小球在内向右做匀加速直线运动，在内向右做匀减速直线运动，根据对称性可知，时，小球的速度刚好减为0；之后小球重复以上的运动，则小球始终向右运动。 故选C。 10．B 【详解】由题可知，在内，根据汽车的受力及牛顿第二定律可知 在内，根据汽车的受力及牛顿第二定律可知 又由图可知 故可得 故选B。 11．CD 【详解】AC．由图知：当t=2s时，a=1m/s2，F=6N，根据牛顿第二定律得 代入得 当t=4s时，a=7m/s2，F=12N，根据牛顿第二定律得 代入得 联立解得μ=0.5，m=1kg 小物块所受滑动摩擦力的大小为，故A错误，C正确； B．a−t图像面积代表速度变化量，4s时小物块的速度大于，故B错误； D．根据F−t图像可知F=3t 当时，小物块开始滑动，故，故D正确。 故选CD。 12．AC 【详解】AB．由题图可得算珠甲的加速度大小为 碰撞后瞬间甲的速度小于乙的速度，因此算珠乙碰撞后的速度为0.2m/s，的加速度大小为 由牛顿第二定律 知两算珠与导杆的动摩擦因数均为 选项A正确,选项B错误 C．开始两算珠之间的距离为 选项C正确； D．碰后算珠甲运动的距离为 选项D错误。 故选AC。 13．AD 【详解】ABC．根据图像可知上升阶段和下落阶段的加速度大小分别为 ， 根据牛顿第二定律可得 ， 可得 ， 可求出重力加速度，不能求出阻力的大小，也不能求出物体的质量，故A正确，BC错误； D．根据图像与横轴围成的面积表示位移可知，上升的最大高度为 故D正确。 故选AD。 14．AD 【详解】A．在0~1s内，物体的加速度大小为 选项A正确； B．3s内物体的速度一直为正，则物体一直向右运动，选项B错误； C．时，物体与出发点间的距离为 选项C错误； D．在1~3s内，物体的加速度大小为 由牛顿第二定律 f=ma2 在0~1s内由牛顿第二定律 F-f=ma1 解得推力 F=6N 选项D正确。 故选AD。 15．BC 【详解】A．根据图象可知0～2 s内加速度增加，因此滑块做加速度增加的加速直线运动，A错误； B．根据牛顿第二定律 代入数据得 B正确； C．a-t图象面积表示速度变化量，根据0～2s内面积可得2s末速度满足 2 s～4 s内，根据公式 C正确； D．a-t图象面积表示速度变化量，第8 s末速度满足 D错误。 故选BC。 16．AB 【详解】A．在最开始时人静止不动，可知人的重力为500N，则人的质量为，故A正确； B．人在下蹲过程中，先向下加速，再向下减速，故人先失重再超重，故B正确； C．人在站起过程中，先向上加速，再向上减速，故人先超重再失重，故C错误； D．人在下蹲过程中，力的示数先变小后变大，人在站起过程中，力的示数先变大后变小，可知人在8s内完成了一次下蹲和一次站起动作，故D错误。 故选AB。 17． 4 6 12 【详解】[1]以竖直向下为正方向，0～3s内，绳索拉力大小为360N，根据牛顿第二定律有 解得 [2] 3～5s内，绳索拉力大小为960N，根据牛顿第二定律有 解得 “—”表方向竖直向上。 [3]工人先加速后减速，时速度达到最大，最大速度为 18． 6 3 【详解】[1][2]由乙图可得FA=9-3t（N），FB=3+3t（N） 在未脱离的过程中，整体受力向右，且大小不变，恒定为FA+FB=12N，匀加速运动的加速度 则A、B脱离之前，它们一直做匀加速运动，A物体所受的合外力不变。时刻 解得A、B间的弹力大小为，脱离时满足A、B加速度相同，且弹力为零，故 解得t=2s A、B将脱离时，运动的位移大小为 19． 1 1 1 【详解】[1]根据图像可知，物体在t=1s时的速度大小为； [2]根据图像的斜率表示加速度，可知物体的加速度大小为 [3]根据牛顿第二定律可得水平拉力的大小为 20． 0.25 匀加速 【详解】[1]由图乙可知，物体在2-4s内做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，则 物体与地面之间的滑动摩擦系数为 [2]0-2s内，物体加速度为 故这段时间物体做匀加速直线运动。 21．（1）；（2），方向竖直向上 【详解】（1）在上升过程中，该同学先向上做匀加速直线运动，然后向上做匀减速运动，重心上升的最大高度为图线与t轴所围成的面积，为 （2）同学在向上匀加速直线运动时，受到向上的重力和单杠向上的作用力，此时单杠对该同学的作用力最大，有 由牛顿第二定律得 解得 方向竖直向上 22．（1）；（2）0.25m 【详解】（1）由运动学公式可知，上滑和下滑分别有 结合图像可知，其图像的斜率为 由图像可知，两图线的斜率之比为，所以，滑块沿斜面上滑与下滑的加速度之比为 （2）由牛顿第二定律得，上滑时 下滑时 解得 ， 由于上滑过程有 解得 23．（1）0.5，30 N；（2）0；（3）18 m 【详解】（1）设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知 F-mgsin 37°-μmgcos 37°=ma1 撤去力F后，物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律有 mgsin 37°＋μmgcos 37°=ma2 根据v-t图像的斜率表示加速度可知 a1=20 m/s2，a2=10 m/s2 联立解得 μ=0.5，F=30 N （2）t=3 s时的速度 v3=v1-a2t=20 m/s-10×2 m/s=0 即t=3 s时物体的速度为0。 （3）由题图乙知，物体上滑过程中最大速度为 v1=20 m/s 物体沿斜面上滑的最大位移 物体沿斜面上升的最大高度 h=xsin 37°=18 m 24．(1)a. 表示运动物体位置变化的多少即位移，b. 表示运动物体速度变化的多少即速度变化量 (2)a. 1.5m/s2，b. ，c. ，方向竖直向下 【详解】（1）a.速度图线与坐标轴所围面积表示运动物体位置变化的多少，即位移。 b.加速度图线与坐标轴所围面积表示运动物体速度变化的多少，即速度变化量。 （2）a.根据的斜率表示加速度大小，由图像可得2s内电梯的加速度大小为 b.前2s内电梯做初速度为零的匀加速直线运动，则有 可得位移大小x与时间t的数学关系式 c.对同学受力分析，根据牛顿第二定律有 解得支持力 由牛顿第三定律，可知对电梯压力，方向竖直向下。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $