专题：牛顿运动定律与图像结合问题 能力提升综合检测训练（B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 能力提升综合检测训练（B卷） 一、单选题 1．在蹦床运动过程中，用力传感器测出弹簧床对运动员的弹力F，下图是绘制的F随时间t的变化图像，不计空气阻力，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A．运动员的质量为40kg B．运动员在内处于超重状态 C．运动员的最大加速度大小为40m/s2 D．运动员离开蹦床上升的最大高度为12.8m 2．电梯上升过程中，某同学在电梯里用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。关于该同学，下列说法正确的是（    ） A．末，加速度为零 B．末，离出发点最远 C．内，受到的合力逐渐变小 D．内，平均速度小于 3．三个物体在水平恒力的作用下，在水平面上运动的a－F图像如图，三物体的质量分别为M1、M2、M3，与地面的动摩擦因数分别为1、2、3，则下列说法正确的是（　　） A．M1＞M2＞M3；1＞2＝3 B．M1＞M2＝M3；1＞2＞3 C．M1＞M2＝M3；1＜2＜3 D．M1＜M2＜M3；1＞2＝3 4．吊车将200kg的货物从地面竖直向上提升，货物运动的图像如图所示，重力加速度g取，下列判断正确的是（    ）    A．0~10s内吊车对货物的拉力为2000N B．30s~35s内，货物处于失重状态 C．30s~35s内，吊车对货物的拉力为2040N D．35s末货物离地面的距离为55m 5．质量为1kg的物体只在力F的作用下运动，力F随时间t变化的图像如图所示，在时，物体的速度为零，则物体运动的图像、图像正确的是（    ） A． B． C． D． 6．某质量为m的物体，放在光滑的水平面上，在水平向右的拉力F作用下以初速度为v0水平向右运动，测得它的速度v与位移x的关系如图所示，那么以下结论正确的是（　　） A．物体做匀加速直线运动 B．当位移为，物体的速度为 C．当速度为时，位移为 D．拉力F与速度平方成正比 7．体育考试中有个项目是双手垫排球，双手以大小为的初速度竖直向上垫出一个质量为m的排球，若排球运动过程中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，排球运动的速度随时间变化的规律如图所示，时刻排球到达最高点，再落回垫出点时的速度大小为，且落回垫出点前排球已经做匀速运动，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．排球上升过程中的加速度逐渐减小，下降过程中的加速度逐渐增大 B．排球在运动的全过程中，上升时超重，下降时失重 C．排球垫出瞬间的加速度大小为 D．排球下降过程中的平均速率小于 8．物体放在粗糙水平面上，给物体施加一个水平向右的拉力F，F大小随时间t的变化关系如图所示，则物体运动的速度v随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 9．电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其图像如图所示.假设平衡车受到阻力恒为F，取，则（　　） A．平衡车受到地面阻力 B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195m C．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/s D．平衡车在加速段的动力大小10.8N 10．某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球，小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度。不计空气阻力，取向上为正方向，在如图所示v-t图像中，最能反映小铁球运动过程的速度时间图像是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．水平桌面上，一滑块在恒定的水平拉力作用下由静止开始运动一段时间后，撤去拉力。从某时刻开始计时，滑块速度随时间变化的图像如图所示。取重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）    A．滑块在0~15s内的平均速度大小为7.5m/s B．滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为1：6 C．滑块所受的拉力与摩擦力大小之比为2：1 D．滑块与桌面之间的动摩擦因数为0.3 12．将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终回到抛出点，运动过程中所受的阻力大小恒定，方向与运动方向相反，该过程的v-t图像如图所示，g取10m/s2下列说法正确的是（　　） A．小球所受重力和阻力大小之比为5:1 B．小球上升过程与下落过程所用时间之比为2： C．小球落回到抛出点时的速度大小为8m/s D．小球下落过程中，受到向上的空气阻力，处于超重状态 13．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示，则（　　）    A．时刻小球速度最大 B．至时间内，小球速度一直增大 C．至时间内，小球速度先增大后减小 D．至时间内，小球的加速度先减小后增大 14．如图甲，一质量为的物体置于粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为。现用一水平拉力作用于物体上，随时间变化的图像和物体运动的图像分别如图乙、丙所示。规定水平向右为正方向，重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．内，物体受到的摩擦力方向水平向左 B．内，物体受到的摩擦力方向水平向右 C．物体与水平面间的动摩擦因数为 D．物体与水平面间的动摩擦因数为 15．如图甲所示，质量为2kg的物块在水平恒力F的作用下由静止开始在粗糙地面上做直线运动，经0.6s撤去F，物块运动的速度一时间（）图像如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．恒力F的大小为24N B．物块与地面间的动摩擦因数为0.8 C．物块在0.7s时的加速度大小为 D．1.0s时物块的速度大小为0.8m/s 16．如图甲所示，在水平地面上有一长木板B，其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B，A、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A．A的质量为0.5kg B．B的质量为1.5kg C．B与地面间的动摩擦因数为0.2 D．A、B间的动摩擦因数为0.2 三、填空题 17．一个质量为的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数。从开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力作用，力随时间的变化规律如图所示。则第内的加速度大小为_______，内物体的位移大小为______。取。 18．一物体在水平推力的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去，其运动图像如图所示，则内物体的加速度大小为_____.，物体与水平面的动摩擦因数_____，物体的质量_____。（取） 19．如图甲所示，一人站在电梯上随电梯斜向上运动，倾角，人站在水平台阶上，电梯运动的图像如图乙所示，人的质量为60kg，重力加速度，则在0到1s内，人受到的支持力大小为______N；在3s到4s内，人受到的摩擦力大小为______N，方向为______。 20．电动平衡车（图1所示）是一种常见的儿童玩具。某人和平衡车的总质量是60kg，启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其图像如图2所示。取，假设车轮不滚动，则平衡车与地面间的动摩擦因数为______，平衡车整个运动过程中的位移大小为______m，平衡车在加速过程的驱动力大小为______N。 四、解答题 21．如图甲所示，质量为M的足够长木板静止在粗糙水平地面上，木板与水平面间的动摩擦因数，质量为物块（可视为质点）在时刻以的水平初速度从木板左端滑上木板。在t=4s时，物块与木板达到共同速度，此过程物块的图像为图乙中的线段ab，重力加速度g取10m/s2，求： （1）物块与长木板表面之间的动摩擦因数； （2）物块与木板在0~4s时间内相对位移的大小及木板的质量M。    22．如图甲所示，质量为的物体置于倾角为的固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间时撤去力F，物体运动的部分图像如图乙所示，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，，取。求： （1）拉力F的大小； （2）物体从出发点到最高点的距离。    23．一质量的小物块以一定的初速度冲上一倾角度且足够长的斜面。现在用传感器测出了小物块从底端运动至最高点过程中多个时刻的瞬时速度并画出小物块上滑过程中速度随时间的变化图像，如图所示。计算时取，，，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。 （1）求小物块冲上斜面上滑的加速度大小a； （2）求小物块与斜面间的动摩擦因数； （3）求小物块从最高点返回到出发点的时间。 24．如图甲所示，质量为的滑块在水平面上向右做直线运动。过P点时（未标出）给滑块一个水平向左的恒力F并开始计时，时滑块速度，前内滑块的图像如图乙所示，取重力加速度。 (1)求前2s内滑块位移x的大小； (2)求滑块所受拉力F的大小； (3)滑块再次回到P点时的速度大小。 25．如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由题给数据判断并计算。 （1）木板每一阶段运动情况； （2）木板的质量； （3）2s~4s内，力F的大小。 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 能力提升综合检测训练（B卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D B B C D C B C 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BD ABC CD AC AB AC 1．C 【详解】A．由题可知 所以 故A错误； B．由图可知，运动员在3.6s~4.2s内弹力大于重力，加速度方向向上，运动员处于超重状态，在4.2s~4.8s内弹力小于重力，加速度方向向下，处于失重状态，故B错误； C．当运动员处于最低点时，加速度最大，根据牛顿第二定律可得 故C正确； D．由图可知，运动员离开蹦床在空中运动的时间为 所以运动员离开蹦床上升的最大高度为 故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．图像中，图线的斜率表示加速度，由题目中的图像可知，时，该同学的速度为零，加速度不为零，故A错误； B．内，电梯继续向上运动，因此时，该同学离出发点最远，故B错误； C．内，该同学的加速度逐渐变小，根据牛顿第二定律可知，该同学受到的合力逐渐变小，故C正确； D．图像中，图线和时间轴所围图形的面积表示位移，由题目中图像可知，该同学在内的位移大于，因此内，根据可知，电梯的平均速度大于，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】由牛顿第二定律得 得 由a－F图像纵轴截距可知，图线②③纵轴截距相等，其绝对值小于图线①纵轴截距的绝对值。故有 1＞2＝3 由a－F图像斜率表示物体质量的倒数，图线①的斜率最大，图线②斜率次之，图线③最小。故有 M1＜M2＜M3 故选D。 4．B 【详解】A．由图可得在0～10s内的加速度为 在0～10s内，设吊车对货物的拉力为F，由牛顿第二定律得 解得 故A错误； B．30s~35s内，做正向的减速运动，加速度的方向向下，货物处于失重状态，故B正确； C．30s~35s内，加速度 设吊车对货物的拉力为 ，由牛顿第二定律得 解得 故C错误； D．35s末货物离地面的距离 故D错误。 故选B。 5．B 【详解】分析内物体的加速度和速度变化 根据牛顿第二定律 已知物体质量，在内，，则加速度 因为时物体速度为0，根据 解得 所以内物体做初速度，加速度的匀减速直线运动，速度从减到0。 分析内物体的加速度和速度变化 在内，，根据牛顿第二定律加速度 物体做初速度为0，加速度的匀加速直线运动，时的速度 分析内物体的加速度和速度变化 在内，，加速度 物体做初速度，加速度的匀减速直线运动 时的速度 故选B。 6．C 【详解】A．因为速度越大，通过相等的位移时间越短，而图像中通过相等的位移速度增量相同，根据 可知加速度越来越大，故A错误； BC．根据图像可知，图线的斜率为 则图线表达式为 当位移为时，物体的速度为 当速度为时，则有 解得位移为 故B错误，C正确； D．速度变化量为 则有 可得 由牛顿第二定律得 所以拉力F与速度v成正比，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．上升过程，排球受到重力和阻力，根据牛顿第二定律，有 解得 由于排球减速上升，阻力逐渐减小，故加速度不断减小；下降过程，排球受到重力和阻力，根据牛顿第二定律，有 解得 由于速度增大，阻力增大，故加速度减小，最后匀速运动，加速度为零，选项A错误； B．排球在运动的全过程中，上升和下降时的加速度均竖直向下，均处于失重状态，选项B错误； C．排球受到的空气阻力与其速率成正比，最终以匀速下降，有 排球垫出瞬间，有 解得 选项C错误； D．由于机械能损失，排球上升过程中的平均速率大于下降过程中的平均速率，上升过程与下降过程的位移大小相等，故排球在运动的全过程，上升的时间小于下降的时间，速度一时间图像与时间轴围成的面积表示位移，从图像可以看出，上升的位移小于阴影部分面积，而阴影部分面积是匀减速直线运动的位移，匀减速直线运动的平均速度等于，故排球上升过程的平均速度小于，排球下降过程的平均速率更加小于，选项D正确。 故选D。 8．C 【详解】由题意，可知 对物体利用牛顿第二定律有 可得物体的加速度 可知物体做加速度随时间逐渐增大的加速运动，根据图像的斜率表示加速度，可判断知选项C图线符合。 故选C。 9．B 【详解】A．由图像可知，关闭动力时平衡车的加速度大小 则平衡车受到地面阻力为 故A错误； B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知平衡车整个运动过程中的位移大小为 则平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为 故B正确，C错误； D．平衡车在加速段的加速度大小为 根据牛顿第二定律可知 解得平衡车在加速段的动力大小为 故D错误。 故选B。 10．C 【详解】小铁球在竖直上升过程中速度竖直向上，即速度大于0，该过程中小铁球的加速度为重力加速度，到达最高点时速度为零，之后做自由落体运动，速度方向竖直向下，即速度小于0，该过程中小铁球的加速度仍然为重力加速度，即进入湖水之前小铁球的加速度保持不变，故图线的斜率保持不变，小铁球进入湖水后受到湖水的浮力作用，重力大于浮力，加速度向下，小于重力加速度，即图线的斜率减小，速度向下且增大，即速度小于0，在淤泥中运动的速度仍向下，即速度小于0，但淤泥对球的阻力大于铁球的重力，所以加速度方向竖直向上，小铁球做减速运动。 故选C。 11．BD 【详解】A．根据图像可知，滑块在0~15s内的位移为 则滑块在0~15s内的平均速度大小为 故A错误； B．根据图像的斜率表示加速度，可知加速阶段的加速度大小为 减速阶段的加速度大小为 可知滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为 故B正确； C．加速阶段根据牛顿第二定律可得 减速阶段根据牛顿第二定律可得 联立可得滑块所受的拉力与摩擦力大小之比为 故C错误； D．减速阶段根据牛顿第二定律可得 可得滑块与桌面之间的动摩擦因数为 故D正确。 故选BD。 12．ABC 【详解】A.上升过程有 其中 所以得 所以小球所受重力和阻力大小之比为5:1，故A正确； BC.下落过程加速度大小为 设下落时间为,有 得 小球上升过程与下落过程所用时间之比为2：，故B正确； C.小球落回到抛出点时的速度大小为 故C正确； D.小球下落过程中，加速度竖直向下，处于失重状态，故D错误。 故选ABC。 13．CD 【详解】A．小球落到弹簧表面后，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的合力减小，但方向仍然向下；当重力等于弹力时合力为零，速度达最大，故时刻小球速度没有达到最大，故A错误； BC．至这段时间内，小球受到的弹力逐渐变小，开始时弹力大于重力，小球做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大；当弹力小于重力时，小球做减速运动，故小球的速度先增大后减小，故B错误，C正确； D．至这段时间内，弹簧的弹力逐渐增大；当弹力小于重力时，小球做加速度减小的加速运动；当弹力等于重力时，小球的速度最大，加速度为零；当弹力大于重力时，小球做加速度增大的减速运动，故小球的加速度先减小后增大，故D正确。 故选CD。 14．AC 【详解】AB．由图乙、丙可知，内，受到水平向右的拉力且物体保持静止，根据受力平衡可知，物体受到水平向左的静摩擦力，A正确，B错误； CD．由图乙、丙可知，内物体所受拉力方向水平向右，大小为，物体的加速度大小为 根据牛顿第二定律有 解得 C正确，D错误。 故选AC。 15．AB 【详解】BC．由图乙可知，撤去恒力后，物块做匀减速运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得物块与地面间的动摩擦因数为 故B正确，C错误； A．由图乙可知，物块做匀减速运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得恒力F的大小为 故A正确； D．撤去恒力后，物块做匀减速运动到停下来所用时间为 可知物块在时已经处于静止状态，则时物块的速度大小为0，故D错误。 故选AB。 16．AC 【详解】AB．由图可知，当时，A、B一起保持静止，当时，A、B一起运动，保持相对静止，地面对B的最大静摩擦力为 当时，A与B发生相对滑动，B对A的最大静摩擦力 当时，A、B的加速度为 当时，B的加速度为 联立解得 ， 故A正确，B错误； C．B与地面间的摩擦力为 解得B与地面间的动摩擦因数为 故C正确； D．A、B间的摩擦力为 解得A、B间的动摩擦因数为 故D错误。 故选AC。 17． 2 167 【解析】【小题1】[1]后半个周期，根据牛顿第二定律 第内的加速度大小 [2]前半个周期，根据牛顿第二定律 加速度大小 可知物体前半个周期做初速度为零的匀加速直线运动，后半个周期匀减速直线运动恰好速度减为零，每个周期的位移为 内的最后3s物体的位移大小为 内物体的位移大小为 18． 0.5 【详解】[1] 图像的斜率表示加速度，由图，根据可知物体的加速度大小为 [2][3]内，对物体分析，水平方向上受拉力和摩擦力作用，有 内物体的加速度大小为 内，力撤去，水平方向只受摩擦力作用，有 联立可得， 19． 672 96 水平向左 【详解】[1]由图乙可知内的加速度为 以人为对象，竖直方向根据牛顿第二定律可得 解得人受到的支持力大小为 [2][3]由图乙可知内的加速度为 牛顿第二定律可得 可知在3s到4s内，人受到的摩擦力大小为，方向水平向左。 20． 0.06 195 108 【详解】[1]关闭动力后，平衡车做匀减速运动，结合图线可得加速度大小为 又 解得平衡车与地面间的动摩擦因数为 [2]图线与横轴围成的面积表示位移，可得平衡车整个运动过程中的位移大小为 [3]平衡车在加速过程，结合图线可得加速度大小为 根据牛顿第二定律有 解得 21．（1）；（2）， 【详解】（1）由图像可知，0~4s内物块减速，加速度大小为 方向水平向左，对物块，由牛顿第二定律有 解得 （2）在时，物块与木板达到共同速度，所以0~4s内长木板运动的图像如图所示    由图像与横轴围成的面积表示位移可知，0~4s内物块与木板的相对位移 由图可知，木板做匀加速直线运动的加速度大小 对木板，根据牛顿第二定律有 解得 22．（1）；（2） 【详解】（1）根据题意，物块匀加速运动时，由牛顿第二定律可得 物块匀减速运动时，由牛顿第二定律可得 根据图像中图像的斜率表示加速度，由图乙可得，匀加速直线运动的加速度的大小为 匀减速直线运动的加速度的大小为 联立解得 ， （2）根据题意可知，内，物块匀加速上滑，上滑的位移为 去掉拉力之后，物块做匀减速直线运动，滑到最高点的时间为 则在内，物块做匀减速直线运动，滑到最高点时的位移为 最高点到出发点的距离为 23．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据图像中斜率表示加速度，由图可得，小物块冲上斜面上滑时的加速度大小为 （2）根据题意，由牛顿第二定律有 解得 （3）根据题意可知，由于 则有 则小物块能返回出发点，由牛顿第二定律有 解得 由运动学公式可得，小物块上滑的距离为 则小物块从最高点返回到出发点的时间为 24．(1) (2) (3) 【详解】（1）由图像与横轴围成的面积等于位移可得，前2s内滑块的位移大小为 （2）由图像可得，内滑块的加速度大小为 滑块所受摩擦力为 内，根据牛顿第二定律可得 由图像可得，内滑块的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 联立解得 （3）内滑块位移大小为 由运动学公式可得 解得滑块再次回到P点时的速度大小为 25．（1）见解析；（2）1kg；（3）0.4N 【详解】（1）如图（c），0~2s木板静止；2~4s木板做匀加速直线运动；4~5s木板做匀减速直线运动。 （2）根据图象可知木块与木板之间的滑动摩擦力为f=0.2N，在4s后撤去外力，此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，此时木板的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 木板的质量为 （3）2s～4s内，木板的加速度 根据牛顿第二定律可得 解得 答案第1页，共2页 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