第四章 运动和力的关系 练习-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦牛顿运动定律单元，融合伽利略理想实验、空间站质量测量等经典与现代情境，覆盖受力分析、运动图像、实验探究等核心内容，适配单元复习的知识巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题/28分|牛顿第一定律、运动图像、单位制|以伽利略理想实验考查科学推理，无人机运动图像关联超重失重| |多选题|3题/15分|传送带问题、竖直上抛（空气阻力）|结合动摩擦因数分析滑块运动，体现模型建构素养| |实验题|2题/18分|加速度与力和质量关系|含伽利略实验步骤排序、纸带数据处理，落实科学探究要素| |解答题|3题/39分|滑块与平板、油桶刹车、斜面推力|综合应用牛顿定律解决运输、装卸等实际问题，凸显物理观念应用|

人教版高中物理必修一第四章练习 分值100分，时间75分钟 一、单选题 1．在伽利略著名的理想实验中，他让小球从左侧斜面某一高度由静止滚下，并冲上右侧斜面。当右侧斜面的倾角逐渐减小，直至最终变为水平时，他观察到小球为了到达原来的高度会运动得越来越远。对此实验的分析，下列说法最能体现该实验研究思想的是（     ） A．通过科学推理得出物体在不受力时将保持匀速直线运动 B．直接证明了力是维持物体运动的原因 C．说明了物体的运动需要力来维持，没有力物体最终会停下来 D．验证了质量是物体惯性大小的量度 2．如图是某物理兴趣小组从某时刻开始计时，取向上为位移正方向画出的无人机竖直上升时的位移—时间图像，则从图像中分析可知（　　） A．无人机前1s内处于失重状态 B．内无人机速度不变 C．内无人机处于超重状态 D．内无人机加速下降 3．微小颗粒在粘性空气中低速运动时，受到的粘滞阻力满足关系式f=krv，其中f为粘滞阻力，r为颗粒半径，v为运动速度，k为粘滞系数。在国际单位制中，粘滞系数k的单位可表示为（    ） A． B． C． D． 4．如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为，其推进器的平均推力为，在飞船与空间站对接后，推进器工作内，测出飞船和空间站的速度变化是，求空间站的质量（    ） A． B． C． D． 5．如图所示，在车厢内用细线悬挂一个小钢球，细线1水平，细线2倾斜。小车水平向左做加速度变大的加速运动。则在该过程中（     ） A．细线1的拉力变小 B．细线1的拉力变大 C．细线2的拉力变小 D．细线2的拉力变大 6．某同学在做探究加速度与力和质量的关系的实验，设计了如图所示的实验装置。实验时用拉力传感器直接测得的拉力F，则物体运动加速度a与拉力F的关系图像最符合本实验实际情况的是（ ）A．B． C． D． 7．水平放置的密闭玻璃管内充有水，如图所示，中间有一个小气泡，当玻璃管突然沿水平方向向右运动时，关于水中气泡的运动情况和解释正确的是（　　） A．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的右端 B．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的左端 C．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的右端 D．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的左端 二、多选题 8．如图所示，一水平传送带与一倾斜固定的传送带在点相接，倾斜传送带与水平面的倾角为。传送带均以速率沿顺时针方向匀速运行。从倾斜传送带上的A点由静止释放一滑块（视为质点），滑块与传送带间的动摩擦因数均为，且。不计滑块在传送带连接处的能量损失，传送带足够长。下列说法正确的是（　　） A．滑块在倾斜传送带上运动时加速度总相同 B．滑块一定可以回到点 C．滑块最终停留在点 D．若不断增大水平传送带的速率，滑块也不会运动到A点上方 9．将一只小球竖直向上抛出，小球运动时受到空气阻力的大小与速度大小成正比，下列描绘小球在上升过程中的加速度大小及速度大小与时间关系的图像，可能正确的是（     ） A．B．C．D． 10．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 三、实验题 11．伽利略是伟大的物理学家和天文学家，他融会贯通了当时的数学、物理学和天文学，在研究工作中开科学实验之先河，奠定了现代科学的基础。 (1)伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，他设想的理想实验中的几个主要步骤如下： ①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 ②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 ③减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动 在上述的步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 (2)伽利略科学思想方法的核心：把______和______（包括数学推演）和谐地结合起来。 A．实验    B．逻辑推理    C．微元法    D．控制变量法 (3)牛顿第一定律______（填“是”或者“不是”）实验定律。 12．用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系，请回答下列问题： (1)下列实验操作中，哪些是正确的 （多选）； A．改变小车质量之后，不需要重新平衡阻力 B．若使用的是电磁打点计时器，要连接220 V的交流电源 C．平衡阻力时，应将槽码通过细绳挂在小车上 D．实验中应该要保证小车质量远大于槽码质量 (2)某次实验获得的纸带如图乙所示，计数点A到G中，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器频率为50 Hz，则小车的加速度大小a=______。（结果保留两位有效数字） 四、解答题 13．如图所示，以速度运动的传送带与平板B靠在一起，两者上表面在同一水平面上，传送带的长度，平板B的质量，现将一质量的滑块A（可视为质点）轻放到传送带的左端，滑块随传送带运动并滑到平板上，已知滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块与平板间的动摩擦因数，平板与地面间的动摩擦因数为。不计传送带与平板之间的间隙对滑块速度的影响，滑块始终不会从平板上掉下，。求： (1)滑块离开传送带时的速度大小； (2)平板的最小长度； 14．如图所示，一辆货车运载着完全相同的圆柱形空油桶，下层油桶平整紧密排列，上一层只有一只油桶C，自由地摆放在油桶A、B之间，油桶的质量均为，不计油桶之间的摩擦力。求： (1)当货车向左做匀速直线运动时，B对C的支持力大小； (2)当货车前方路口显示红灯时，货车刹车做匀减速直线运动： ①与匀速直线运动时相比，此时油桶B对C的支持力是变大还是变小？ ②为防止油桶C发生相对滚动，刹车的最大加速度是多少。 15．工人经常利用木板来装卸货物。工人将长为l=0.9m木板搭在高为h=0.72m的车厢末端，使木板与地面构成一个固定斜面，如图所示。质量m=20kg的货物从该斜面顶端由静止下滑，经过0.6s到达斜面底端。货物可以视为质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g=10m/s2。 (1)求货物与木板之间的动摩擦因数； (2)若要将该货物推上货车，求工人沿斜面向上的最小推力； (3)若改用l1=1.2m的木板搭在车厢末端，使用（2）问中的最小推力沿斜面向上推静止在斜面底端的该货物，求货物到达斜面顶端时的速度。（结果可以用根式表示） 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 《人教版高中物理必修一第四章练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A A A B C C AD BD BC 1．A 【详解】A．伽利略的理想实验以可靠的实验事实为基础，通过科学推理：若斜面无摩擦，右侧斜面倾角减小为水平时，小球不需要受力就能永远保持匀速直线运动，符合实验的核心研究思想，故A正确； B．该实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，故B错误； C．“运动需要力维持、不受力就会停下”是亚里士多德的错误结论，伽利略的实验恰好否定了该观点，故C错误； D．该实验没有改变小球质量的变量，并未涉及质量与惯性的关系，无法验证质量是惯性大小的量度，故D错误。 故选A。 2．A 【详解】A．根据图像斜率表示速度，由图可知，无人机前1s内减速上升，加速度向下，处于失重状态，故A正确； B．根据图像斜率表示速度，由图可知，内无人机处于静止状态，故B错误； CD．根据图像斜率表示速度，由图可知，内无人机匀速下降，处于平衡状态，故CD错误。 故选A。 3．A 【详解】根据粘滞阻力公式，变形可得，各物理量的国际单位如下： 力的单位为，即；半径的单位为；速度的单位为。 AB．将单位代入的表达式得：，故A正确，B错误； CD．将换为基本单位推导：，故C、D错误； 故选A。 4．A 【详解】飞船和空间站的加速度为 对飞船和空间站的整体由牛顿第二定律可知 解得空间站的质量 故选A。 5．B 【详解】对小球进行受力分析，小球受到重力 、细线1的拉力 （水平向左）和细线2的拉力 （斜向右上方）。 设细线2与竖直方向的夹角为 。由于细线1保持水平，且细线长度不变，小球相对于车厢的位置保持不变，因此角 保持不变。 竖直方向：小球在竖直方向上没有加速度，受力平衡, 解得 由于 、、 均不变，所以细线2的拉力 保持不变。 水平方向：小球随车向左做加速运动，加速度为 。根据牛顿第二定律： 解得 题目中指出小车做加速度变大的加速运动，即 增大。由于 、、 不变，所以细线1的拉力 变大。 故选B。 6．C 【详解】传感器的读数直接得出了拉力F，滑块在气垫导轨上运动不受摩擦力作用，F就是滑块所受的合外力，没有系统误差，所以图像应该是一条通过原点的倾斜的直线。 故选C。 7．C 【详解】惯性的大小由物体质量决定，质量越大，惯性越大。当玻璃管突然向右运动时，管内的水和气泡由于惯性，都要保持原来的静止状态。水的质量远大于气泡的质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，水会相对玻璃管向左运动，将质量小、惯性小的气泡 “挤” 向右端。 故选C。 8．AD 【详解】A．根据 可知 所以滑块由A点释放后沿传送带向下做匀加速运动，所受摩擦力沿传送带向上，滑块经过B点后在水平传送带上运动，再次返回到B点时速度小于或等于v，然后沿倾斜传送带向上匀减速，所受摩擦力沿传送带向上，速度减小到零后重复之前的过程，所以滑块在倾斜传送带上运动时，向上运动和向下运动受力情况均相同，加速度也相同，故A正确； BD．若滑块第一次到达B点时的速度小于或等于v，则滑块第二次到达B点时的速度与第一次到达B点时的速度大小相等，因滑块在倾斜传送带上向上运动和向下运动时的加速度相同，所以滑块上滑的最高点仍为A点；若滑块第一次到达B点时的速度大于v，则滑块第二次到达B点时的速度大小等于v，滑块上滑的最高点将比A点低，所以滑块不一定能回到A点，故B错误，D正确； C．由以上分析可知，滑块将在B点两侧来回运动，不会停止运动，故C错误。 故选AD。 9．BD 【详解】将一只小球竖直向上抛出，由题意可知小球运动时受到空气阻力的大小与速度大小成正比，则有 对小球受力分析，由牛顿第二定律可得 联立可得加速度大小为 可知小球向上做减速运动，随着速度的减小，加速度逐渐减小，所以图像的切线斜率绝对值逐渐减小； 根据 可知随着加速度的逐渐减小，图像的切线斜率绝对值逐渐减小。 故选BD。 10．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。 11．(1)A (2) A B (3)不是 【详解】（1）伽利略的观点是在实验事实的基础上，经过推理概括得出结论，第一步是实验事实；小球滚到右侧斜面的高度与小球自由放手的位置接近，摩擦越小越接近，得出推理，如果无摩擦，小球上升的高度与自由放手位置相同；继续推理，在无摩擦的情况下如果改变右侧斜面的倾斜程度，减小倾角，仍能使小球上升的高度与自由放手的位置相同；继续大胆推理，在无摩擦的情况下，右侧斜面继续减小倾角为0，即水平，则小球永远运动。也表明①是事实，②③④是推论，直接观察到的现象是可靠的实验事实，按照实验条件变化的趋势进行的极端化猜想是理想化推论。 故选A。 （2）[1][2]伽利略把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，开创了研究自然规律的科学方法。 故选A、B。 （3）牛顿第一定律无法用实验直接验证，它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。 12．(1)AD (2)0.50 【详解】（1）A．平衡摩擦力后满足 两边质量可消掉，则改变小车质量时，不需要重新平衡阻力，故A正确； B．若使用的是电磁打点计时器，要连接4~6V的交流电源，故B错误； C．平衡阻力时小车不挂槽码，但要连接纸带，让小车拖着纸带在木板上匀速运动，故C错误； D．为了使得槽码的重力近似等于小车的牵引力，应该使得槽码的质量远小于小车的质量，故D正确； 故选AD。 （2）相邻计数点间均有4个点未画出，则周期为 根据逐差法可知，小车在运动过程中的加速度大小为 13．(1)4m/s (2)2m 【详解】（1）滑块在传送带上加速，由牛顿第二定律得 根据速度公式，滑块与传送带共速时，有 解得 滑块在传送带上加速的位移为 所以滑块离开传送带时的速度大小为4m/s。 （2）滑块刚滑上平板的速度为 以物块为研究对象，由牛顿第二定律得 对平板受力分析，由牛顿第二定律得 二者共速时，以物块为研究对象，根据速度与时间关系，有 以平板为研究对象，根据速度与时间关系 联立解得 共速的速度为 此段时间内物块的位移为 平板的位移为 平板的最小长度为 14．(1) (2)①变小；② 【详解】（1）如图所示，对C受力分析得 可得 （2）①经分析，货车刹车做匀减速直线运动，可知油桶C的合力水平向右，有 竖直方向有 可得 可知油桶B对C的支持力变小。 ②如图所示，对C受力分析，将和G合成，根据矢量三角形知识， 根据牛顿第二定律得 可得最大加速度 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）货物从该斜面顶端由静止下滑，有 解得 设斜面倾角为，有 由牛顿第二定律有 解得 （2）最小推力刚好推动货物，合力为零，有 （3）设倾角为，有 加速度为 货物做匀加速直线运动，有 解得 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 $