第四章 运动和力的关系 单元检测试卷 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 本卷为物理人教版必修第一册第四章“运动和力的关系”单元检测，通过龙舟、无人机、高铁等真实情境，考查牛顿运动定律、摩擦力、传送带等核心知识，落实物理观念与科学思维，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10小题46分|力的单位、牛顿第三定律、v-t图像分析等|基础题（如第1题单位）与能力题（如传送带多过程分析）梯度分布，融入科技情境| |实验题|2小题20分|验证牛顿第二定律（平衡摩擦力、纸带处理）|注重科学探究，考查实验操作与数据处理能力| |解答题|3小题34分|斜面体、板块模型等综合问题|多过程分析（如第15题A、B、C三物体运动），突出科学推理与模型建构|

2026年物理人教版必修第一册第四章运动和力的关系单元检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分钟 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．在国际单位制中，力的单位是（    ） A．伏特 B．牛顿 C．安培 D．帕斯卡 2．战国时期，楚国人因舍不得贤臣屈原投江死去，许多人划船追赶拯救。他们争先恐后，追至洞庭湖时却不见其踪迹。之后每年的农历五月五日人们划龙舟以纪念之。于是划龙舟演变成端午节的习俗之一。如图所示为龙舟比赛的照片，下列说法正确的是（　　） A．龙舟加速前进时水对船桨的作用力与船桨对水的作用力大小相等 B．龙舟加速前进时水对船桨的作用力与水对龙舟的阻力大小相等 C．夺得冠军的龙舟，由于平均速度大，所以惯性一定最大 D．鼓手击鼓，鼓受到的弹力是鼓发生形变产生的 3．无人机快递物流是指使用无人机作为运输工具，将货物从起运地点通过空中直接运输到目的地点的一种物流方式。下图为无人机某次配送过程中在竖直方向运动的图像。若无人机配送的物资质量为2kg，且无人机与物资始终保持相对静止，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（　　） A．无人机在第4s末加速度发生改变 B．在此过程中无人机上升的最大高度为4m C．无人机在第2s末上升到最高点 D．在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为24N 4．如图所示，质量分别为m、2m的物块甲、乙静止于倾角为的固定光滑斜面上，二者间用平行于斜面的轻质弹簧相连，乙紧靠在垂直于斜面的挡板上。给甲一个沿斜面向上的初速度，此后运动过程中乙始终不脱离挡板，且挡板对乙的弹力最小值为0，重力加速度为g，则挡板对乙的弹力最大值为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，一条不可伸长的轻绳绕过光滑的轻质定滑轮分别与物块A、B相连，细绳两部分分别处于水平和竖直状态，桌面光滑，物块A和B的质量分别为M和m，重力加速度为g。现将系统由静止释放，在B没有落地且A没有碰到滑轮前，下列判断正确的是（　　） A．物体A运动的加速度大小为 B．物体A运动的加速度大小为 C．物体B对轻绳的拉力大于mg D．物体B处于超重状态 6．传送带常被用于运输货物，如图所示为一段倾斜传送带，与水平地面间的夹角为，上、下两端A、B相距。现从A端将一质量的物块（可视为质点）以的速度沿传送带滑上，已知物块与传送带间的动摩擦因数，传送带的运转方向和速率均可调节，重力加速度，，。则下列说法正确的是（   ） A．若传送带顺时针运转，物块刚开始滑上传送带的加速度大小一定等于 B．若传送带逆时针运转，物块刚开始滑上传送带的加速度大小一定等于 C．若传送带顺时针运转，物块从A点到达B点的最短时间为 D．若传送带逆时针运转，物块从A点到达B点的最短时间为 7．一可视为质点的物块在t＝0时刻以一定的初速度从底端冲上倾斜传送带，传送带始终保持匀速传动但传送方向未知，一段时间后物块离开传送带。关于物块在传送带上运动的过程中，速度随时间变化的图像不可能是（　　） A．  B．  C． D．   8．我国高铁不仅速度快而且运行稳，成为我国发展的一张名片。如图所示，有人在沿水平直线行驶的高铁列车的窗台上竖直放置一枚硬币，硬币在列车运行过程中始终直立不倒（相对列车静止），下列说法正确的是（　　） A．列车减速时，硬币的惯性也在减小 B．列车加速时，硬币受到的摩擦力方向与列车行驶的方向相同 C．硬币始终相对于列车静止，因此硬币受到的合力始终为0 D．列车匀速直线行驶时，硬币只受重力和支持力 9．某同学用一手机传感器软件探究电梯上升过程中的超失重现象，该软件可以实时测量手机运动时的加速度。现该同学携带该手机进入电梯，先运行手机加速度传感器软件采集数据，之后按下按钮电梯上升，传感器上显示电梯上升过程中，加速度a随时间t变化的情况如图所示，重力加速度，则（　　） A．在时间内，该同学处于超重状态 B．若该同学的体重为，上升阶段他对电梯的最大压力为 C．电梯一共上升的距离为 D．在时间内，该同学受到电梯的支持力先减小后增大 10．如图甲所示，水平传送带在电机的作用下，时刻由静止开始向右做匀加速直线运动，物块（视为质点）在时刻以速度从左轮中心的正上方水平向右滑上传送带，时刻物块与传送带的速度相等均为，物块和传送带运动的图像如图乙所示，时刻前后物块的加速度大小变化量为，物块从右轮中心正上方离开传送带时速度为，整个过程中物块相对传送带的位移为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A．物块的初速度大小为 B．传送带的加速度大小为 C．传送带的长度为 D．物块通过传送带的平均速度为 二、实验题 11．下图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。沙和沙桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用沙和沙桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。 (1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是________ (2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是________ A．，、15g、20g、25g、30g、40g B．，、40g、60g、80g、100g、120g C．，、15g、20g、25g、30g、40g D．，、40g、60g、80g、100g、120g (3)图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为：、、、、、。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则________，________。（结果均保留两位有效数字） 12．实验小组的同学们利用打点计时器做“验证牛顿第二定律”的实验。 (1)若使用如图甲所示装置进行实验，除小车、重物、天平（含砝码）、打点计时器（含纸带与复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______。（填选项前的字母） A．电压可调的直流电源 B．电压合适的50Hz交流电源 C．秒表 D．刻度尺 (2)为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来，还需要进行的一项操作是______。（填选项前的字母） A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节重物质量的大小，使小车在重物的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带和重物，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动 (3)保持重物质量一定，在处理数据时，以小车加速度的倒数为纵轴、以小车质量为横轴，作出的图像如图乙所示，发现图像有纵截距，某同学认为这是由于实验中没有完全平衡摩擦力而造成的，请论证该同学的观点是否正确。 (4)完成上述实验后，同学们又设计了利用如图丙所示的装置研究在物体质量一定时，滑块的加速度与所受合力的关系。实验中小车上固定有一个拉力传感器，细线平行于木板接在拉力传感器上。 ①在实验过程中______（选填“需要”或“不需要”）砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。 ②在处理实验数据时，同学们以小车的加速度为纵坐标，力传感器的示数为横坐标，画出的图像是一条如图丁所示的直线，直线不过坐标原点的原因是______，测得直线的斜率为，则小车和拉力传感器的总质量为______。 三、解答题 13．如图所示，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）， 通过轻质细线和滑轮与铁块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作用力F，使整个装置处于静止状态。已知连接光滑动滑轮两边的细线均竖直，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μ=0.25，斜面的倾角θ=37°， 铁块B下端到地面的高度h=0.75m，木块A的质量m=0.5kg， 铁块B的质量M=1kg，不计空气阻力，不计滑轮受到的重力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，sín37°=0.6， cos37°=0.8。 （1） 为使木块A恰好不下滑，作用力F的大小应为多少？ （2） 撤去力 F，设铁块B落地后不反弹，求木块A能沿斜面上滑的最大距离。    14．如图所示，若斜面的长度，斜面的倾角，一物块从顶端由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数（已知：，，取）。求： （1）该物块滑到底端的速度大小； （2）该物块从顶端到底端需要的时间。    15．如图所示，一长木板C置于水平面上，两小木块A、B并排放在C上，A、B质量均为，C的质量。A与C间动摩擦因数，B与C间动摩擦因数，C与水平面间动摩擦因数，现对C施加一水平向右的拉力F。（重力加速度大小） (1)要使A、B、C保持相对静止且向右加速运动，求F的范围： (2)若，作用2s后撤去，求A、B、C均静止时，A与B间的距离。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D D B C A BD AC BD 1．B 【详解】在国际单位制中，力的单位是牛顿。 故选B。 2．A 【详解】A．水对船桨的作用力与船桨对水的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故A正确； B．龙舟加速前进时，合力方向向前，水对船桨的作用力大于水对龙舟的阻力，故B错误； C．惯性大小仅由质量决定，与速度无关，故C错误； D．鼓手击鼓，鼓受到的弹力是鼓锤发生形变产生的，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】A．无人机在的图像是一条直线，是匀变速直线运动，其加速度为 即加速度大小和方向均不变，故A错误， BC．从速度为正，无人机始终竖直向上飞行，所以在末上升到最高点，在图像中，图像围成的面积表示无人机的位移，则无人机上升的最大高度为，故BC错误， D．由图像可知，在内无人机的加速度为 无人机在竖直方向上受竖直向上的拉力和竖直向下的重力，根据牛顿第二定律有 解得，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】物块甲运动至最高点时，挡板对乙的弹力最小值为0，对乙有 对甲有 物块甲运动至最低点时，根据对称性有 对乙受力分析，挡板对乙的弹力最大值为 解得 故选D。 5．B 【详解】对B，由牛顿第二定律得 对A，由牛顿第二定律得 解得 因此，物体B下降时处于失重状态，故ACD错误，B正确。 故选B。 6．C 【详解】A．若传送带顺时针运转，当其速度小于v0时，物块刚开始滑上传送带所受滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可知 解得 当其速度等于v0时，物块刚开始滑上传送带不受滑动摩擦力，由于，此时物块与传送带一同做匀速直线运动，加速度为 当其速度大于v0时，物块刚开始滑上传送带所受滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律可知 解得 故A错误； B．若传送带逆时针运转，，物块刚开始滑上传送带所受滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可知 解得 故B错误； C．若传送带顺时针运转，物块所受滑动摩擦力一直沿传送带向上，从A点到达B点的时间最短，即 解得，（舍去） 故C正确； D．若传送带逆时针运转，则有 即物块不能到达B点，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】设传送带的倾角，物体质量为，物体与传送带间的动摩擦因数为。规定物体初速度方向为正方向。 B．传送带速度向下时，物块向上运动时，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 物体速度减为零后，反方向加速，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 减速阶段，速度为正值，反方向加速阶段，速度为负值。两阶段加速度相同，对应图像斜率不变。且时刻，物体的速度仍小于传送带的速度，故速度方向后到时刻之前速度一直增大。若物块从底端离开传送带，图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故B可能正确； D．传送带速度向下时，物块向上运动时，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 物体速度减为零后，反方向加速，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 减速阶段，速度为正值，反方向加速阶段，速度为负值。两阶段加速度相同，对应图像斜率不变。且时刻之前，物体的速度等于传送带的速度，之后满足最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，物体和传送带保持相对静止，一起向下匀速运动。物块从底端离开传送带，若图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故D可能正确。 C．传送带速度向上时，物块的初速度大于传送带的速度，开始物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力的作用，设物块的加速度大小为，由牛顿第二定律得 得 当物块的速度减小到和传送带的速度相等后，滑动摩擦力的方向反向，沿传送带向上，且滑动摩擦力小于重力沿传送带向下的分力，物块继续向上做减速运动，物块的加速度大小为，由牛顿第二定律得 得 图像的斜率减小。当物块的速度减为零后，物块向下做加速运动，滑动摩擦力沿传送带向上，设物块的加速度大小为，由牛顿第二定律得 得 即与第二个减速阶段的加速度相同。物块从底端离开传送带，若图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故C可能正确； A．由C项分析，物块的减速阶段的加速度和反向加速加速度相同，故A错误。 选不正确的，故选A。 8．BD 【详解】A．硬币的惯性只与质量有关，故A错误； B．列车加速时，硬币的加速度方向与列车行驶的方向相同，结合硬币的受力情况和牛顿第二定律可知，硬币受到的摩擦力方向与列车行驶的方向相同，故B正确； C．硬币始终相对于列车静止，但列车的具体运动状态未知，因此硬币受到的合力不一定始终为0，故C错误； D．列车匀速直线行驶时，硬币的加速度为0，因此硬币只受重力和支持力，故D正确。 故选BD。 9．AC 【详解】AB．由图可知时间内支持力大于重力，则该同学处于超重状态，对电梯的压力最大，对其进行受力分析，由牛顿第二定律有 由图可知 代入数据解得 根据牛顿第三定律可知上升阶段该同学对电梯的最大压力为，故A正确，B错误； C．时间内电梯匀加速上升的距离为 且末的瞬时速度为 时间内电梯匀速上升的距离为 时间内电梯匀减速上升的距离为 则电梯一共上升的距离 D．时间内该同学处于超重状态，支持力大于重力，时间内电梯匀速运行，支持力和重力相等，时间内加速度向下，该同学处于失重状态，支持力小于于重力，所以在时间内，该同学受到电梯的支持力先增大后减小，故D错误。 故选AC。 10．BD 【详解】B．物块在前的加速度大小为 物块在后的加速度和传送带加速度大小相等，为 时刻前后物块的加速度大小变化量为，则有 解得， 故B正确； A．时刻后，物块的加速度和传送带加速度相等，速度相等，则无相对滑动移。整个过程中物块相对传送带的位移为，则有 联立解得， 故A错误； CD．物块从右轮中心正上方离开传送带时速度为，由图可知在时刻物块离开传送带，传送带的长度为 物块通过传送带的平均速度为 故C错误，D正确； 故选BD。 11．(1)平衡摩擦力 (2)C (3) 0.42 0.49 【详解】（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，再将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去沙和沙桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力。 （2）根据牛顿第二定律，对沙和沙桶有 对小车和砝码有 联立解得 可知当时有 故选C。 （3）[1]相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点时间间隔为 根据逐差法有 代入数据可得 [2]根据匀变速直线运动的推论，中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则打下C点的速度为 代入数据解得 12．(1)BD (2)B (3)见解析 (4) 不需要 未平衡摩擦力或平衡摩擦力时长木板的倾角过小 【详解】（1）AB．打点计时器的工作电源是交流电，故A错误，B正确； C．打点计时器为计时的仪器，故不需要秒表，故C错误； D．实验需要测量纸带上计数点之间的距离，需要刻度尺，故D正确。 故选BD。 （2）为了保证细线对小车的拉力等于小车所受的合力，应将长木板的一端垫起适当的高度，让小车重力沿斜面向下的分力刚好与小车下滑过程中所受的阻力相平衡，为使轻绳中没有拉力，应撤去砝码盘和砝码，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动即可判定。 故选B。 （3）对整体根据牛顿第二定律 整理得 可知，图线与纵轴截距等于重力加速度的倒数，故该同学的观点是错误的。 （4）①[1]实验中可以通过拉力传感器直接得到小车所受拉力的大小，无需近似等于砝码和砝码盘的总重力，所以不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量； ②[2]由图可知，当超过某一数值时，小车的加速度才开始大于零，因此实验存在的问题是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足； [3]设小车受到的摩擦力大小为，根据牛顿第二定律 整理得 可知，图线的斜率为 则小车和拉力传感器的总质量为 13．（1）3N；（2）1.75m 【详解】（1）对铁块B和动滑轮整体受力分析有 2T=Mg 解得 T=5N 木块A恰好不下滑，由平衡条件有 解得 F=3N （2）撤去力 F， 设绳上的拉力为，铁块B下落的加速度大小为a1，木块A沿斜面的加速度大小为 a2，由题意可得 a2=2a1 对铁块 B由牛顿第二定律有 对木块A由牛顿第二定律有 解得 铁块B刚落地时由速度与位移关系得 此时木块A的速度大小 v2=2v1=2m/s 木块A的位移大小 x1=2h=1.5m 此后木块A的加速度大小 解得 木块A继续向上运动的位移大小 故木块A沿斜面向上运动的最大距离为 14．（1）；（2）2s 【详解】（1）物体所受的摩擦力 根据牛顿第二定律，有 解得 由 解得 （2）该物块从顶端到底端需要的时间根据 解得 15．(1) (2) 【详解】（1）要使A、B、C向右加速，需满足 A、B、C要保持相对静止，需满足 又 得 所以 （2）内A加速的加速度 B的加速度为 C的加速度为，根据牛顿第二定律有 解得 第2s末，A速度 B速度 C速度 撤去F后，A、B继续加速，C减速，对C，根据牛顿第二定律 解得 设又经时间，B、C速度相等为，则 解得 BC速度相等后共同减速，加速度大小为，则 解得 又经时间，A、B、C速度相等为，则 解得 A、B、C共速后均减速，A减速的加速度大小为，BC减速的加速度大小为，则 解得 整个过程，A前进的位移 B前进的位移 所以AB间距为 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 $