第三章 运动与力的关系（综合训练）（福建专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦直线运动与力的关系，通过多题型整合运动学公式、牛顿定律及实验探究，强化物理观念与科学思维的综合应用。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|4单+4双选|结合生活情境（赛车、电梯）考查质点、位移、超重失重等|从运动描述（时间/位移）到相互作用（弹力、摩擦力）的概念生成| |规律应用|3填空+3计算|弹簧串联、匀变速运动、传送带问题等综合应用|运动学公式（v-t关系）与牛顿定律（F=ma）的推导衔接| |实验探究|2实验题|DIS系统测超重失重、加速度与力关系实验|科学探究（数据处理、误差分析）与物理观念的结合|

第三章 运动与力的关系 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷(选择题，共40分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B C B BC BC BD BD 第Ⅱ卷(非选择题，共60分) 三、填空题：本题共3小题，每个空格1分，共9分。 9． 5 10 5 10． 0.58 11． 0 四、实验题：本题共2小题，12题5分，13题7分，共12分。 12． 6.26 100 13．(1)B (2) 0.70 2.0 槽码质量过大，不满足 (3)D (4) 小于 小于 五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14．（11分）(1)(2)100m(3) 【详解】（1）由题意可知， 第一级火箭助推器以30m/s的速度进入发射塔架的中间后，经过10s速度减为0，则根据运动学公式有 解得第一级火箭助推器的加速度大小为（4分） （2）由运动学公式可知，第一级火箭助推器匀减速过程下降的距离为 所以第一级火箭助推器悬停时尾部的离地高度为（8分） （3）对第一级火箭助推器减速过程进行受力分析，则根据牛顿第二定律有 解得每台发动机对火箭的作用力大小为（11分） 15．（12分）(1)， (2)， (3) 【详解】（1）物块在处的速度分解如图 在竖直方向，物块做自由落体运动，满足 代入 解得 从到所用的时间 故水平方向物块从点飞出的速度 代入 解得（4分） （2）物块在处速度 其受力分析如图 由牛顿第二定律得 代入数据，解得 根据牛顿第三定律可知，物块对C处的压力大小为（8分） （3）物块的速度从减到的过程，受力如图 根据牛顿第二定律有 解得 用时 物块的速度减到之后，受力如图 根据牛顿第二定律有 解得 物块继续减速到0（到达最远距离）的时间 则物块在传送带上运动到最远距离时所用的时间（12分） 16．（16分）(1) (2)12N，方向竖直向下 (3) (4)或者（，，） 【详解】（1）小滑块恰好能通过E点，则有 解得（2分） （2）小滑块从D到E的过程中，由动能定理可得 解得 在D点，由牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小滑块运动到D点时对轨道的压力大小为12N，方向竖直向下。（6分） （3）小滑块在斜面上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得 解得 根据运动学公式可得 解得小滑块到B点时的速度大小为 若减速到与传送带共速，则运动位移为 所以小滑块从B到C一直是匀减速运动，有 解得小滑块到C点时的速度大小为 小滑块从C到D过程中，由动能定理可得 解得（10分） （4）斜面上高为处静止释放到B点，有 解得 设小滑块从B到C一直是匀减速运动，有 解得 动摩擦因数最小时，小滑块最大上升至与圆心等高，则有 解得 可知就算CD光滑小滑块也不会从右侧轨道脱离； ⅰ.若小滑块只滑上CD一次，停在CD中间，则有 解得（舍去） 或者 解得 ⅱ.若小滑块能第二次滑上CD，则有 可得 小滑块第一次返回C点，有 可得 考虑小滑块第一次返回C点时与传送带速度大小相等， 代入数据解得 当时，之后小滑块每次向左、向右通过C点速度等大，则（，，） 可得（，，） 结合，此时所有都不满足条件，舍去。 当时，第二次向右通过C点速度为，之后小滑块每次向左、向右通过C点速度等大，直到最终停止在CD中间，则（，，） 解得（，，） 结合，此时的都成立； 综合可得可取或者（，，）（16分） 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 运动与力的关系 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：直线运动--运动与力的关系 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。 1．在2026世界超级摩托车锦标赛（WSBK）捷克站中，中国摩托车制造商“张雪机车”拿下今年的第4个冠军！本次比赛的莫斯特赛道是一条全长4.212公里的专业赛车场，直道长达792米，以21个弯道和极大的海拔落差著称，张雪车队赛车以1分34.389秒拿下第1名，则（     ） A．“1分34.389”指的是时间间隔 B．“4.212公里”指的是赛车运动的位移 C．赛车冲过终点线时可以看作质点 D．赛车过弯道时，加速度都保持不变 【答案】A 【详解】A．“1分34.389”是赛车跑完赛道全程对应的一段持续时间，属于时间间隔，故A正确； B．“4.212公里”是赛道的总长度，对应赛车运动的轨迹长度，是路程；位移是初末位置的有向线段，赛车跑完整圈位移为0，故B错误； C．赛车冲过终点线时，需要考虑车身长度对是否有效冲线的影响，大小形状不可忽略，不能看作质点，故C错误； D．赛车过弯道时做曲线运动，向心加速度方向始终指向弯道圆心，方向不断变化，加速度是矢量，因此加速度发生变化，故D错误。 故选A。 2．在同一平直公路上甲、乙两车同向做直线运动，两车位移和时间的比值与时间之间的关系如图所示。两车在时相遇，下列说法正确的是（　　） A．甲车的加速度大小为 B．时，甲在乙的后面处 C．甲、乙相遇时乙车的速度为 D．甲、乙两车相遇前相距最远为30m 【答案】D 【详解】A．根据匀变速直线运动的位移时间公式 变形得到 知对于甲车有 得，A错误； B．根据匀变速直线运动的位移时间公式 变形得到 知对于乙车有 得， 又两车在时相遇，则有 即 代入数据，解得 即甲在乙后22.5m，故B错误； C．根据匀变速直线运动速度时间公式 代入数据，甲、乙相遇时乙车的速度为，故C错误； D．当甲、乙的速度相等时，两车相距最远，则有 代入数据，解得 根据位移时间公式， 可得，故D正确。 故选D。 3．两根劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串联在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长，现用水平力作用在b弹簧的P端缓慢向右拉动弹簧，当水平外力的大小为F时，b弹簧的伸长量为L，则此时（　　） A．a弹簧产生的弹力为 B．a弹簧的伸长量为 C．P端向右移动的距离为 D．P端向右移动的距离为 【答案】B 【详解】AB．两根轻弹簧串联，弹力大小相等，则a弹簧产生的弹力为；根据胡克定律可得 其中，可得a弹簧的伸长量为，故A错误，B正确； CD．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即 故CD错误。 故选B。 4．如图所示，一架救援直升机悬停在离地高度处，通过轻质缆绳竖直向下释放一名总质量的救援人员。救援人员由静止开始先匀加速下降到某一高度，随后立即匀减速下降，至地面时速度恰好为零。已知匀加速、匀减速所用的时间均为，空气阻力忽略不计，重力加速度。关于救援人员，下列说法正确的是（     ） A．全程的平均速度为 B．加速下降阶段缆绳拉力大小为 C．减速阶段加速度大小为 D．减速阶段动量的变化量为 【答案】B 【详解】设过程最大速度为，根据匀变速直线运动规律，总位移 解得最大速度 A．全程平均速度，故A错误； BC．根据题意可知加速、减速过程中的加速度大小均为 加速阶段，由牛顿第二定律 解得加速下降阶段缆绳拉力大小为，故B正确，C错误； D．减速阶段动量变化量，故D错误。 故选B。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．（多选）某中学物理实验小组利用DIS系统（数字化信息实验室系统），观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验。在电梯天花板上固定一个力传感器，测量时挂钩向下。并在钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动的过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线。根据图线分析可知，下列说法中正确的是（     ） A．t1到t2时间内，钩码处于超重状态，t3到t4时间内，钩码处于失重状态 B．t1到t2时间内，电梯一定正在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动 C．t1到t4时间内，电梯可能先加速向下。接着匀速向下，再减速向下 D．t1到t4时间内，电梯可能先减速向上，接着匀速向上，再加速向上 【答案】CD 【详解】A. t1到t2时间内，拉力小于重力，钩码处于失重状态；t3到t4时间内，拉力大于重力，钩码处于超重状态，故A错误； B.从时刻t1到t2，钩码受到的拉力小于重力时，加速度向下，可能加速下降，也可能减速上升，故B错误； CD. t1到t4时间内，钩码先失重，再处于平衡状态，最后处于超重状态，先有竖直向下的加速度，再加速度等于零，最后有竖直向上的加速度，故可能先加速下降或者减速上升，再匀速下降或者匀速上升，最后可能减速下降或者加速上升，故CD正确 故选CD。 6．（多选）如图，物块A、B叠放在一起放在竖直弹簧上，现给物体A施加一个竖直向上的逐渐增大的力F，使A向上做匀加速运动。已知A的质量为10.5kg，B的质量为1.5kg，弹簧的质量忽略不计，弹簧劲度系数为800N/m。若F作用时间为0.2s时A与B分离。此过程中下列选项正确的是（g取10m/s2）（　　） A．施加力F的瞬间A、B间弹力为69N B．分离时F的值为168N C．分离时弹簧的压缩量为0.03m D．分离时B的加速度为5m/s2 【答案】BC 【详解】CD．设初始时刻弹簧的压缩量为，则有 解得 当后A离开了B，0.2s时A、B间挤压力恰为零，设此时弹簧压缩量为，对B有 由运动学公式可得 联立解得，，故C正确，D错误； B．A、B分离时，对A由牛顿第二定律得 解得，故B正确； A．施加力F的瞬间，设A、B间弹力为，以B为对象，由牛顿第二定律得 解得，故A错误。 故选BC。 7．（多选）细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支持，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示。以下说法正确的是（     ） A．细绳烧断瞬间小球的加速度方向无法确定 B．细绳烧断瞬间小球的加速度大小为 C．小球静止时弹簧的弹力大小为 D．小球静止时细绳的拉力大小为 【答案】BC 【详解】A．细绳烧断瞬间，弹簧弹力不能突变，重力不变，合力方向与原细绳拉力方向相反，加速度方向确定，故A错误； B．细绳烧断瞬间，合力大小等于原细绳拉力大小，由平衡条件 得 则，故B正确； C．小球静止时，由平衡条件 解得弹簧弹力，故C正确； D．小球静止时，由平衡条件 解得细绳拉力，故D错误。 故选BC。 8．（多选）如图甲所示，一质量为1 kg的滑块在一个沿斜面向下的外力F作用下由静止开始运动，其图像如图乙所示（x为滑块运动的距离，t为滑块运动的时间），斜面足够长且始终保持静止不动，且若撤去外力F，滑块可沿斜面向下匀速运动，斜面倾角为37°，且sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A．外力F的大小为2N B．滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.75 C．t=2 s时滑块的速度大小为4 m/s D．t=2 s时滑块的位移大小为8 m 【答案】BD 【详解】AB．设滑块的质量为m，滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ，滑块滑动过程所受支持力大小为FN，滑动摩擦力大小为f，在外力F作用下加速度大小为a，根据匀变速直线运动规律有 可得 结合题图乙可知，0~2s内有 解得 根据牛顿第二定律，有 若撤去F则滑块受力平衡，有 又 联立解得，，故A错误，B正确； CD．时滑块的速度大小 位移大小，故C错误，D正确。 故选BD。 三、填空题：本题共3小题，每个空格1分，共9分。 9．汽车在公路上以10m/s的速度匀速直线前进，司机从发现前方路口信号灯变为红灯到开始刹车的反应时间为0.5s，汽车速度v随时间t变化关系图像如图所示，图线与数轴围成的面积表示汽车行驶的路程，从刹车开始经过0.5s后汽车的速度为______m/s，从信号灯变红到汽车完全停止，汽车行驶距离为______m。从开始刹车到完全停止的过程中汽车平均速度为______m/s。 【答案】 5 10 5 【详解】[1]由图可知，从刹车开始经过0.5s后汽车的速度为5m/s，从信号灯变红到汽车开始刹车汽车匀速行驶了0.5s，因此0~0.5s汽车行驶的距离为 [2]从开始刹车到完全停止的过程中汽车行驶了，则汽车行驶的距离为 汽车行驶距离 [3]从开始刹车到完全停止的过程中汽车平均速度为 10．一小朋友滑滑梯，从倾角为的滑梯上匀速滑下，接着不改变速度大小的滑上水平地面后做匀减速直线运动，直到停下，全程运动图像如图。则小朋友与滑梯间的动摩擦因数______（保留2位小数），小朋友在水平面上的加速度为______，水平面给小朋友的摩擦力是他重力的______倍。（） 【答案】 0.58 【详解】[1]小朋友在滑梯上匀速运动，根据平衡条件可得 解得小朋友与滑梯间的动摩擦因数 [2]根据图像可知在内小朋友在水平面上做匀减速直线运动，设加速度大小为，根据逆向思维可得 其中，，解得 可知小朋友在水平面上的加速度为； [3]在水平面上，根据牛顿第二定律可得 可得 可知水平面给小朋友的摩擦力是他重力的倍。 11．如图所示，质量为小球和质量为的小球用轻弹簧、连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力作用在上并缓慢拉，当A与竖直方向夹角为时，、伸长量刚好相同。若、的劲度系数分别为、，则______，撤去的瞬间，球的加速度大小等于______，b球的加速度大小等于______。 【答案】 0 【详解】[1]对球受力分析，受重力和弹簧的拉力，根据平衡条件有 对、球整体受力分析，受重力、水平力和弹簧的拉力，如图所示 根据平衡条件有， 、伸长量刚好相同，根据胡克定律有， 解得 [2]球受重力、水平力和两个弹簧的拉力，撤去水平力的瞬间其余3个力不变，合力大小为 故加速度大小为 [3]b球受重力和拉力，撤去水平力的瞬间重力和拉力都不变，加速度仍然为零。 四、实验题：本题共2小题，12题5分，13题7分，共12分。 12．某科技小组设计了测量薄膜压缩时间的实验，图1（a）为装置示意图。 （1）实验原理。 某种薄膜受到小球冲击时会发光，通过测量发光光谱的相对光强峰值，可得最大冲击力，结合动量定理可估测薄膜压缩时间。 （2）实验操作及数据处理。 ①称量小球质量，记录质量。 ②断开电磁铁电源，使小球从薄膜正上方自由下落。拍摄小球下落过程的视频。 ③图1（b）为利用视频处理软件得到的小球接触薄膜瞬间前连续3个时刻的位置图。分别测量图中的距离和，可得为_________，为6.66 cm。相邻两个位置的时间间隔为，则小球在位置处的速度__________（用、和表示）；与薄膜接触前瞬间，小球在位置处的速度__________（用、和表示）。 ④用光谱仪测得薄膜受到冲击时发光光谱的为。图2为已知的关系图像，可读得为__________N。 ⑤，，由动量定理可估测薄膜压缩时间，将数据代入可得_______s（结果保留3位有效数字）。 【答案】 6.26 100 【详解】[1]毫米刻度尺的分度值为1mm，需要估读到下一位，根据题图可得 [2]根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得 [3]根据速度时间关系有 又 联立可得 [4]根据题图可得为时，为100N； [5]，，由动量定理可估测薄膜压缩时间 结合 将数据代入可得 13．某同学用图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系，请回答下列问题： (1)实验中，以下说法正确的是_________ A．实验时，小车应靠近打点计时器，先释放小车再接通电源 B．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节轨道倾斜度 C．补偿阻力时，槽码托用细线绕过滑轮系在小车上且小车后面的纸带也必须连接好 (2)选点迹清晰的纸带并标出计数点，测量结果如图乙所示，计数点C对应的速度大小为_________，小车加速度大小_________（计算结果均保留2位有效数字）。根据计算结果分析实验操作可能存在的不当之处__________________； (3)若通过小车的图像求加速度，根据实验数据所作图像如图丙所示，图像弯曲的原因可能是_________ A．轨道倾角过大 B．轨道倾角过小 C．轨道阻力太大 D．细绳与轨道不平行 (4)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，小车上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图丁中甲、乙两条直线，设甲、乙所用的小车质量分别为、，实验过程中所受的阻力大小分别为、，由图可知，________，________。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】(1)B (2) 0.70 2.0 槽码质量过大，不满足 (3)D (4) 小于 小于 【详解】（1）A．实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故A错误； B．由于平衡摩擦力之后有 所以在改变小车质量时，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，不需要重新平衡摩擦力，故B正确； C．补偿阻力时，使小车在不受外力的作用下，可以拖动纸带做匀速直线运动即可，因此小车后面的纸带必须连接，但槽码托不需要与小车相连，故C错误。 故选B。 （2）[1]由图可知，相邻计数点之间的时间间隔为 根据匀变速直线运动规律可得，计数点C对应的速度大小为 [2]根据逐差法可知，小车的加速度大小为 [3]随着槽码的质量逐渐增大，可能就不再满足槽码m的质量远远小于小车的质量M。 （3）ABC．倾斜角度过大或过小，以及阻力过大，都不会导致其图像弯曲，故ABC错误； D．细绳与轨道不平行，会导致小车在运动的过程中受到细绳的拉力方向发生变化，小车沿轨道方向所受到的拉力发生改变，从而导致图像弯曲，即小车的加速度发生改变，故D正确。 故选D。 （4）[1]对小车受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得 因此在图像中，图像的斜率为 结合图像可知，即 解得 [2]当加速度时，可得 结合图像可知 五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14．（11分）SpaceX太空探索技术公司的“星舰”火箭第一、二级成功分离，第一级“超级重型”火箭助推器成功着陆于火箭发射塔，第二级“星舰”飞船也按计划在发射约一小时后成功落入印度洋。如图所示，起飞后6分46秒，在4台中心发动机反推控制下，第一级火箭助推器以30m/s的速度进入发射塔架的中间，尾部离地高度米；经过10s后，第一级火箭助推器悬停于“筷子”机械臂之间并被其轻轻夹住。若将此过程看成匀变速直线运动，不计空气阻力，取。求： (1)该过程中，第一级火箭助推器的加速度大小； (2)该过程中，第一级火箭助推器悬停时尾部的离地高度； (3)若第一级火箭助推器减速时质量为，则此时每台发动机对火箭的作用力大小； 【答案】(1) (2)100m (3) 【详解】（1）由题意可知， 第一级火箭助推器以30m/s的速度进入发射塔架的中间后，经过10s速度减为0，则根据运动学公式有 解得第一级火箭助推器的加速度大小为 （2）由运动学公式可知，第一级火箭助推器匀减速过程下降的距离为 所以第一级火箭助推器悬停时尾部的离地高度为 （3）对第一级火箭助推器减速过程进行受力分析，则根据牛顿第二定律有 解得每台发动机对火箭的作用力大小为 15．（12分）如图所示，AB为竖直光滑圆弧的直径，其半径，端沿水平方向。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆轨道的最低点，圆弧轨道、对应的圆心角。圆弧和倾斜传送带相切于点，传送带足够长。一质量为的物块（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过点，随后滑上传送带。已知物块经过点时速度大小与经过点时速度大小相等，物块与传送带间的动摩擦因数，取，，。求： (1)物块从点飞出的速度大小和从到所用的时间： (2)物块到达点时的速度大小及对点的压力大小： (3)若传送带顺时针运转的速率为，求物块在传送带上运动到最远距离时所用的时间。 【答案】(1)， (2)， (3) 【详解】（1）物块在处的速度分解如图 在竖直方向，物块做自由落体运动，满足 代入 解得 从到所用的时间 故水平方向物块从点飞出的速度 代入 解得 （2）物块在处速度 其受力分析如图 由牛顿第二定律得 代入数据，解得 根据牛顿第三定律可知，物块对C处的压力大小为 （3）物块的速度从减到的过程，受力如图 根据牛顿第二定律有 解得 用时 物块的速度减到之后，受力如图 根据牛顿第二定律有 解得 物块继续减速到0（到达最远距离）的时间 则物块在传送带上运动到最远距离时所用的时间 16．（16分）如图所示，某游戏装置左侧为高h=3.2m、倾角为θ=37°的光滑斜面，斜面与长为L=1.5m的水平传送带BC平滑连接，传送带顺时针运转始终保持速度为。传送带右侧紧接有等高长为s=1m的粗糙水平直轨道CD，CD右侧与半径为R=0.9m的光滑竖直半圆轨道平滑连接，直径ED竖直。现将一质量为m=0.2kg的小滑块从斜面顶端静止释放，之后沿着斜面下滑并通过传送带和水平轨道CD后冲上右侧半圆轨道，恰好能通过E点。小滑块可视为质点，与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，忽略空气阻力。求： (1)小滑块运动到E点时的速度大小； (2)小滑块运动到D点时对轨道的压力； (3)小滑块与轨道CD间的动摩擦因数； (4)若在斜面上高为处静止释放小滑块，同时改变小滑块与轨道CD间的动摩擦因数，规定小滑块最终停在轨道CD中间为游戏成功，且要求，则可取哪些值。 【答案】(1) (2)12N，方向竖直向下 (3) (4)或者（，，） 【详解】（1）小滑块恰好能通过E点，则有 解得 （2）小滑块从D到E的过程中，由动能定理可得 解得 在D点，由牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小滑块运动到D点时对轨道的压力大小为12N，方向竖直向下。 （3）小滑块在斜面上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得 解得 根据运动学公式可得 解得小滑块到B点时的速度大小为 若减速到与传送带共速，则运动位移为 所以小滑块从B到C一直是匀减速运动，有 解得小滑块到C点时的速度大小为 小滑块从C到D过程中，由动能定理可得 解得 （4）斜面上高为处静止释放到B点，有 解得 设小滑块从B到C一直是匀减速运动，有 解得 动摩擦因数最小时，小滑块最大上升至与圆心等高，则有 解得 可知就算CD光滑小滑块也不会从右侧轨道脱离； ⅰ.若小滑块只滑上CD一次，停在CD中间，则有 解得（舍去） 或者 解得 ⅱ.若小滑块能第二次滑上CD，则有 可得 小滑块第一次返回C点，有 可得 考虑小滑块第一次返回C点时与传送带速度大小相等， 代入数据解得 当时，之后小滑块每次向左、向右通过C点速度等大，则（，，） 可得（，，） 结合，此时所有都不满足条件，舍去。 当时，第二次向右通过C点速度为，之后小滑块每次向左、向右通过C点速度等大，直到最终停止在CD中间，则（，，） 解得（，，） 结合，此时的都成立； 综合可得可取或者（，，） 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 运动与力的关系 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：直线运动--运动与力的关系 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。 1．在2026世界超级摩托车锦标赛（WSBK）捷克站中，中国摩托车制造商“张雪机车”拿下今年的第4个冠军！本次比赛的莫斯特赛道是一条全长4.212公里的专业赛车场，直道长达792米，以21个弯道和极大的海拔落差著称，张雪车队赛车以1分34.389秒拿下第1名，则（     ） A．“1分34.389”指的是时间间隔 B．“4.212公里”指的是赛车运动的位移 C．赛车冲过终点线时可以看作质点 D．赛车过弯道时，加速度都保持不变 2．在同一平直公路上甲、乙两车同向做直线运动，两车位移和时间的比值与时间之间的关系如图所示。两车在时相遇，下列说法正确的是（　　） A．甲车的加速度大小为 B．时，甲在乙的后面处 C．甲、乙相遇时乙车的速度为 D．甲、乙两车相遇前相距最远为30m 3．两根劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串联在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长，现用水平力作用在b弹簧的P端缓慢向右拉动弹簧，当水平外力的大小为F时，b弹簧的伸长量为L，则此时（　　） A．a弹簧产生的弹力为 B．a弹簧的伸长量为 C．P端向右移动的距离为 D．P端向右移动的距离为 4．如图所示，一架救援直升机悬停在离地高度处，通过轻质缆绳竖直向下释放一名总质量的救援人员。救援人员由静止开始先匀加速下降到某一高度，随后立即匀减速下降，至地面时速度恰好为零。已知匀加速、匀减速所用的时间均为，空气阻力忽略不计，重力加速度。关于救援人员，下列说法正确的是（     ） A．全程的平均速度为 B．加速下降阶段缆绳拉力大小为 C．减速阶段加速度大小为 D．减速阶段动量的变化量为 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．（多选）某中学物理实验小组利用DIS系统（数字化信息实验室系统），观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验。在电梯天花板上固定一个力传感器，测量时挂钩向下。并在钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动的过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线。根据图线分析可知，下列说法中正确的是（     ） A．t1到t2时间内，钩码处于超重状态，t3到t4时间内，钩码处于失重状态 B．t1到t2时间内，电梯一定正在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动 C．t1到t4时间内，电梯可能先加速向下。接着匀速向下，再减速向下 D．t1到t4时间内，电梯可能先减速向上，接着匀速向上，再加速向上 6．（多选）如图，物块A、B叠放在一起放在竖直弹簧上，现给物体A施加一个竖直向上的逐渐增大的力F，使A向上做匀加速运动。已知A的质量为10.5kg，B的质量为1.5kg，弹簧的质量忽略不计，弹簧劲度系数为800N/m。若F作用时间为0.2s时A与B分离。此过程中下列选项正确的是（g取10m/s2）（　　） A．施加力F的瞬间A、B间弹力为69N B．分离时F的值为168N C．分离时弹簧的压缩量为0.03m D．分离时B的加速度为5m/s2 7．（多选）细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支持，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示。以下说法正确的是（     ） A．细绳烧断瞬间小球的加速度方向无法确定 B．细绳烧断瞬间小球的加速度大小为 C．小球静止时弹簧的弹力大小为 D．小球静止时细绳的拉力大小为 8．（多选）如图甲所示，一质量为1 kg的滑块在一个沿斜面向下的外力F作用下由静止开始运动，其图像如图乙所示（x为滑块运动的距离，t为滑块运动的时间），斜面足够长且始终保持静止不动，且若撤去外力F，滑块可沿斜面向下匀速运动，斜面倾角为37°，且sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A．外力F的大小为2N B．滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.75 C．t=2 s时滑块的速度大小为4 m/s D．t=2 s时滑块的位移大小为8 m 三、填空题：本题共3小题，每个空格1分，共9分。 9．汽车在公路上以10m/s的速度匀速直线前进，司机从发现前方路口信号灯变为红灯到开始刹车的反应时间为0.5s，汽车速度v随时间t变化关系图像如图所示，图线与数轴围成的面积表示汽车行驶的路程，从刹车开始经过0.5s后汽车的速度为______m/s，从信号灯变红到汽车完全停止，汽车行驶距离为______m。从开始刹车到完全停止的过程中汽车平均速度为______m/s。 10．一小朋友滑滑梯，从倾角为的滑梯上匀速滑下，接着不改变速度大小的滑上水平地面后做匀减速直线运动，直到停下，全程运动图像如图。则小朋友与滑梯间的动摩擦因数______（保留2位小数），小朋友在水平面上的加速度为______，水平面给小朋友的摩擦力是他重力的______倍。（） 11．如图所示，质量为小球和质量为的小球用轻弹簧、连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力作用在上并缓慢拉，当A与竖直方向夹角为时，、伸长量刚好相同。若、的劲度系数分别为、，则______，撤去的瞬间，球的加速度大小等于______，b球的加速度大小等于______。 四、实验题：本题共2小题，12题5分，13题7分，共12分。 12．某科技小组设计了测量薄膜压缩时间的实验，图1（a）为装置示意图。 （1）实验原理。 某种薄膜受到小球冲击时会发光，通过测量发光光谱的相对光强峰值，可得最大冲击力，结合动量定理可估测薄膜压缩时间。 （2）实验操作及数据处理。 ①称量小球质量，记录质量。 ②断开电磁铁电源，使小球从薄膜正上方自由下落。拍摄小球下落过程的视频。 ③图1（b）为利用视频处理软件得到的小球接触薄膜瞬间前连续3个时刻的位置图。分别测量图中的距离和，可得为_________，为6.66 cm。相邻两个位置的时间间隔为，则小球在位置处的速度__________（用、和表示）；与薄膜接触前瞬间，小球在位置处的速度__________（用、和表示）。 ④用光谱仪测得薄膜受到冲击时发光光谱的为。图2为已知的关系图像，可读得为__________N。 ⑤，，由动量定理可估测薄膜压缩时间，将数据代入可得_______s（结果保留3位有效数字）。 13．某同学用图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系，请回答下列问题： (1)实验中，以下说法正确的是_________ A．实验时，小车应靠近打点计时器，先释放小车再接通电源 B．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节轨道倾斜度 C．补偿阻力时，槽码托用细线绕过滑轮系在小车上且小车后面的纸带也必须连接好 (2)选点迹清晰的纸带并标出计数点，测量结果如图乙所示，计数点C对应的速度大小为_________，小车加速度大小_________（计算结果均保留2位有效数字）。根据计算结果分析实验操作可能存在的不当之处__________________； (3)若通过小车的图像求加速度，根据实验数据所作图像如图丙所示，图像弯曲的原因可能是_________ A．轨道倾角过大 B．轨道倾角过小 C．轨道阻力太大 D．细绳与轨道不平行 (4)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，小车上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图丁中甲、乙两条直线，设甲、乙所用的小车质量分别为、，实验过程中所受的阻力大小分别为、，由图可知，________，________。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14．（11分）SpaceX太空探索技术公司的“星舰”火箭第一、二级成功分离，第一级“超级重型”火箭助推器成功着陆于火箭发射塔，第二级“星舰”飞船也按计划在发射约一小时后成功落入印度洋。如图所示，起飞后6分46秒，在4台中心发动机反推控制下，第一级火箭助推器以30m/s的速度进入发射塔架的中间，尾部离地高度米；经过10s后，第一级火箭助推器悬停于“筷子”机械臂之间并被其轻轻夹住。若将此过程看成匀变速直线运动，不计空气阻力，取。求： (1)该过程中，第一级火箭助推器的加速度大小； (2)该过程中，第一级火箭助推器悬停时尾部的离地高度； (3)若第一级火箭助推器减速时质量为，则此时每台发动机对火箭的作用力大小； 15．（12分）如图所示，AB为竖直光滑圆弧的直径，其半径，端沿水平方向。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆轨道的最低点，圆弧轨道、对应的圆心角。圆弧和倾斜传送带相切于点，传送带足够长。一质量为的物块（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过点，随后滑上传送带。已知物块经过点时速度大小与经过点时速度大小相等，物块与传送带间的动摩擦因数，取，，。求： (1)物块从点飞出的速度大小和从到所用的时间： (2)物块到达点时的速度大小及对点的压力大小： (3)若传送带顺时针运转的速率为，求物块在传送带上运动到最远距离时所用的时间。 16．（16分）如图所示，某游戏装置左侧为高h=3.2m、倾角为θ=37°的光滑斜面，斜面与长为L=1.5m的水平传送带BC平滑连接，传送带顺时针运转始终保持速度为。传送带右侧紧接有等高长为s=1m的粗糙水平直轨道CD，CD右侧与半径为R=0.9m的光滑竖直半圆轨道平滑连接，直径ED竖直。现将一质量为m=0.2kg的小滑块从斜面顶端静止释放，之后沿着斜面下滑并通过传送带和水平轨道CD后冲上右侧半圆轨道，恰好能通过E点。小滑块可视为质点，与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，忽略空气阻力。求： (1)小滑块运动到E点时的速度大小； (2)小滑块运动到D点时对轨道的压力； (3)小滑块与轨道CD间的动摩擦因数； (4)若在斜面上高为处静止释放小滑块，同时改变小滑块与轨道CD间的动摩擦因数，规定小滑块最终停在轨道CD中间为游戏成功，且要求，则可取哪些值。 1 / 17 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