高中物理单元测试——第四章运动和力的关系（较易版02）

**基本信息** 本单元卷聚焦运动和力的关系，以海南自贸港、智慧停车楼等真实情境为载体，通过基础判断、实验探究及综合应用，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|运动状态、惯性、矢量单位|结合海南自贸港情境考查惯性（第2题）| |多选题|3/18|牛顿定律、弹簧运动图像|滑块斜面运动图像分析（第6题）| |实验题|2/15|加速度与力关系|纸带处理与误差分析（第11题）| |解答题|3/39|板块模型、传送带问题|传送带划痕长度计算（第15题）|

高中物理单元测试 —— 第四章 运动和力的关系（较易版02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下面运动状态没有发生变化的物体是（　　） A．匀速拐弯的汽车 B．匀速竖直下落的雪花 C．绕地球匀速飞行的人造卫星 D．从车站由静止开出的火车 【答案】B 【详解】A．匀速拐弯时，速度方向变化，故运动状态发生变化，故A错误； B．匀速下降的雪花，速度没有发生变化，所以运动状态没有发生变化，故B正确； C．环绕地球的人造卫星，速度方向时刻在变，运动状态发生变化，故C错误； D．从车站由静止开出的火车，速度大小在变，运动状态发生变化，故D错误。 故选B。 2．（本题4分）2025年12月18日，海南自由贸易港正式启动全岛封关运作，这一举措对我国经济发展及国际影响力的提升意义重大。一艘满载货轮自海南驶达大连后，货轮上的某个集装箱（　　） A．惯性减小 B．惯性不变 C．重力减小 D．重力不变 【答案】B 【详解】A B．惯性是物体抵抗运动状态改变的性质，只与质量有关。集装箱的质量在运输过程中不变，故惯性不变，故A错误，B正确； C D．重力 ，海南纬度低（约20°N），大连纬度高（约39°N），故增大，重力增大，故CD错误。 故选B。 3．（本题4分）下列物理量为矢量并且单位为基本单位的是（　　） A．速度 B．位移 C．加速度 D．时间 【答案】B 【详解】A．速度是矢量（有大小和方向），但其单位为米/秒（m/s），是导出单位，故A不符合题意。 B．位移是矢量（有大小和方向），其单位为米（m），是基本单位（长度基本单位），故B符合题意。 C．加速度是矢量（有大小和方向），但其单位为米/秒²（m/s²），是导出单位，故C不符合题意。 D．时间是标量（仅有大小，无方向），其单位为秒（s），是基本单位，故D不符合题意。 故选B。 4．（本题4分）某城市“智慧停车楼”的简化模型如图。质量为的汽车静止在升降机的水平托盘上，先以加速度竖直加速上升一段距离，再匀速上升，最后以加速度减速上升至目标楼层。已知重力加速度为，则托盘对汽车的支持力大小（　　） A．在匀速上升阶段为0 B．在加速上升阶段为 C．在减速上升阶段为 D．先小于，再等于，最后大于 【答案】B 【详解】A．在匀速上升阶段汽车受力平衡，则托盘对汽车的支持力大小等于汽车重力大小，A错误； B．在加速上升阶段，根据 可得，B正确； C．在减速上升阶段，根据 可得为，C错误； D．由以上分析可知整个过程中托盘对汽车的支持力大小先大于，再等于，最后小于，D错误。 故选B。 5．（本题4分）如图所示，质量m=1kg的物块静止在光滑水平面上，现用与水平方向成θ=60°角的大小为10N的力F拉物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动。已知重力加速度g=10m/s2，则物块的加速度大小为（　　） A．5m/s2 B．m/s2 C．5m/s2 D．10m/s2 【答案】A 【详解】用斜向上的力拉物块时，由牛顿第二定律可得Fcos θ=ma 解得a=5m/s2 故选A。 6．（本题4分）一小滑块沿倾角为的光滑固定斜面由静止下滑，已知重力加速度g取。下列图像中正确描述小滑块运动的是（CD选项均为抛物线）（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．由题意可知小滑块做匀加速直线运动，故A错误； B．对小滑块受力分析并结合牛顿第二定律有 解得 而B选项中，故B错误； CD．由匀变速直线运动位移时间关系 当时，，故C正确，D错误。 故选C。 7．（本题4分）如图所示，质量相同的两块砖甲、乙用轻弹簧竖直连接，砖乙下方垫了一块水平木板，整个系统处于静止状态，重力加速度大小为，抽出木板瞬间，下列关于两物体的加速度说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设甲、乙质量均为m，抽出木板前，对甲受力分析有 在抽出木板的瞬间，弹簧对甲的支持力和对乙的压力大小并未改变，对甲有 可得甲的加速度为零； 对乙，根据牛顿第二定律可得 解得乙的加速度大小，故选D。 二、多选题 8．（本题6分）一辆质量是2t的汽车，在水平公路上以54km/h的速度匀速行驶。根据测试，这辆车在这种路面上紧急刹车时，汽车所受的制动力为1.2×104N，则下列说法中正确的是（　　） A．汽车停下来所需时间2.5s B．汽车刹车时加速度为6m/s2 C．汽车滑行距离为20m D．汽车的平均速度为8m/s 【答案】AB 【详解】B．汽车刹车时加速度为 选项B正确； A．汽车停下来所需时间 选项A正确； C．汽车滑行距离为 选项C错误； D．汽车的平均速度为 选项D错误。 故选AB。 9．（本题6分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定，将木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。设木块的速度为v，所受合外力为F，运动时间为t，下落的高度为h。忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，取竖直向下为正方向。对于木块从释放到最低点的过程，其F-h图像或v-t图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．在木块下落高度之前，木块所受合外力为木块的重力保持不变，即 当木块接触弹簧后，弹簧弹力向上，则木块的合力 到合力为零前，随着增大，减小；当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点，故A错误，B正确； CD．在木块下落高度之前，木块做自由落体运动，根据 速度逐渐增大， 图像斜率不变，当木块接触弹簧后到合力为零前，根据牛顿第二定律 木块的速度继续增大，做加速度减小的加速运动，所以图像斜率逐渐减小，当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中 木块所受合外力向上，木块做加速度增大的减速运动，所以图斜率增大且为负，到达最低点，故C正确，D错误。 故选BC。 10．（本题6分）如图，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为，B、C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力拉C，三者由静止开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（　　） A．若粘在木块A上面，绳的拉力变小 B．若粘在木块A上面，绳的拉力变大 C．若粘在木块C上面，A、B间摩擦力减小 D．若粘在木块C上面，B与地面的摩擦力减小 【答案】BC 【详解】AB．设地面的摩擦因数为，橡皮泥质量为，木块A、B、C一起运动的加速度大小满足 当橡皮泥粘在木块A上面，系统的加速度满足 系统加速度减小，以木块C为研究对象，合外力减小，绳子拉力增大，故A错误，B正确； C．若粘在木块C上面，以木块A为研究对象，A的加速度减小，合外力减小，受到B的静摩擦力减小，故C正确； D．若粘在木块C上面，以木块A、B整体为研究对象，对地面的压力不变，B与地面间为滑动摩擦力，故摩擦力不变，故D错误。 故选BC。 三、实验题 11．（本题6分）在探究加速度与力的关系的实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，砂和砂桶的总质量为m，小车的质量为M。力传感器可测出轻绳上的拉力F，带滑轮的长木板放在水平桌面上。 (1)下列实验操作中，说法正确的是________。 A．平衡摩擦力时，应将砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．应将长木板远离定滑轮的一端垫高以平衡摩擦力 C．每次改变砂和砂桶的质量时，都需要重新平衡摩擦力 D．为减小误差，一定要保证m远小于M (2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻2个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，则此次实验中小车运动的加速度大小________（结果保留2位有效数字）。 (3)多次改变m重复实验，并根据实验得到的数据画出小车的加速度a与传感器示数F的图像如图丙所示，直线斜率为k，则小车的质量________。 【答案】(1)B (2)1.0 (3) 【详解】（1）A．平衡摩擦力时，是使小车沿斜面匀速下滑，使得重力沿斜面的分力和摩擦力相等，不能将砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误； B．为了使绳拉力等于小车合外力，应将长木板远离定滑轮的一端垫高以平衡摩擦力，故B正确； C．平衡摩擦力后满足，质量可以约去，只需平衡一次即可，故C错误； D．因为存在力传感器，可以直接读取拉力，不需要保证m远小于M，故D错误。 故选B。 （2）相邻两计数点间的时间间隔为 根据逐差法可得 （3）对M和m0​，由牛顿第二定律有 解得 则 解得 12．（本题9分）为了探究物体质量一定时“加速度与力的关系”，甲、乙同学设计了如图a所示的实验装置。其中，M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 (1)实验时，一定要进行的操作是（　　） A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力 B．用天平测出砂和砂桶的总质量 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M (2)甲同学在实验中得到如图b所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带，小车的加速度为________（结果保留三位有效数字）。 (3)甲同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的图像是一条直线，如图c所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量（　　） A． B． C． D． (4)乙同学根据测量数据作出如图d所示的图线，该同学做实验时存在的问题是________________。 【答案】(1)AC (2)2.00 (3)D (4)平衡阻力过度 【详解】（1）A．为了让绳子对小车的拉力等于小车所受的合力，需要将长木板右端垫高，以平衡阻力，故A正确； B．因为用力传感器测绳子的拉力，所以对砂和砂桶的质量没有要求，也不用测量其总质量，故B错误； C．为了充分利用纸带，并确保打点计时器打点稳定，开始做实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数，故C正确； D．因为用力传感器能测出绳子的拉力，无需让砂和砂桶的总重力近似看做绳的拉力，故D错误。 故选AC。 （2）打点计时器所接交流电频率为50Hz，故每5个计时点间的时间间隔，小车的加速度为 （3）由牛顿第二定律得 变形为 所以图线的斜率 解得 故D正确，C错误；的大小与所选标度有关，故A、B错误。 故选D。 （4）从图d可知，没有施加拉力，小车就有加速度，所以图d存在的问题是平衡阻力过度。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量、足够长的木板B静止在光滑水平地面上，在B右端放置一个质量的小铁块A，A与B间的动摩擦因数，g取，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。 （1）如甲图所示，在B的右端施加一个水平向右的拉力，求经过小铁块A的位移大小； （2）如乙图所示，在A的左端施加一个水平向左的拉力，求经过木板B的位移大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据题意，当力F作用在B上时，若A恰好不相对滑动，由牛顿第二定律有 解得 对应的最大拉力为 由于 故作用在B上时，A、B相对静止，即一起向右做匀加速运动，对AB整体有 解得 则内A的位移为 （2）力F作用在A上时，当B恰好不相对滑动时，由牛顿第二定律有 对应的最大拉力为 由于 故作用在A上时，A、B相对滑动，即以不同的加速度向左做匀加速运动，则内B的位移为 14．（本题13分）如图所示，质量为m的小球通过轻绳悬挂在一倾角为的光滑斜面上，轻绳与斜面平行，开始时系统处于静止状态，重力加速度为。 (1)求系统静止时，绳对小球的拉力大小和斜面对球的支持力大小； (2)当系统以多大的加速度水平向左运动，斜面对小球支持力恰好为零。 【答案】(1)mgsinθ ， (2) 【详解】（1）对小球受力分析，受到重力、支持力和拉力，如图 根据共点力平衡条件可知， 即系统静止时，绳对小球的拉力大小为mgsinθ，斜面对球的支持力大小为 （2）对小球受力分析，受到重力、支持力，如图 小球向左加速，加速度向左，合力水平向左，根据牛顿第二定律，有 根据平衡条件有 解得 即当系统以的加速度向左运动，斜面对小球支持力恰好为零。 15．（本题16分）在民航机场，工作人员常用传送带运输行李。如图所示，某倾斜传送带与水平面夹角为两端的距离，以恒定速率沿逆时针方向运行。现将行李（可视为质点）从传送带顶端无初速度释放，行李与传送带间的动摩擦因数为取。求： (1)行李刚释放时，加速度大小是多少； (2)行李从传送带顶端点运动到点的时间； (3)行李在传送带上留下的划痕长度。 【答案】(1)8m/s2 (2)1.25s (3)1m 【详解】（1）行李刚释放时，根据牛顿第二定律得 解得 （2）运动到与传送带共速的时间 在传送带上滑动的距离为 故行李与传送带共速后继续加速下滑，此时由牛顿第二定律得 解得a2=2m/s2 x2=L-x1=3.25m-0.25m=3m 第二段匀加速过程 解得t2=1s或-3s（舍去） 故行李通过传送带所需要的时间为t=t1+t2=0.25s+1s=1.25s （3）第一段加速阶段的划痕长 第二段加速阶段的划痕长 两部分有叠加，则划痕长为 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第四章 运动和力的关系（较易版02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下面运动状态没有发生变化的物体是（　　） A．匀速拐弯的汽车 B．匀速竖直下落的雪花 C．绕地球匀速飞行的人造卫星 D．从车站由静止开出的火车 2．（本题4分）2025年12月18日，海南自由贸易港正式启动全岛封关运作，这一举措对我国经济发展及国际影响力的提升意义重大。一艘满载货轮自海南驶达大连后，货轮上的某个集装箱（　　） A．惯性减小 B．惯性不变 C．重力减小 D．重力不变 3．（本题4分）下列物理量为矢量并且单位为基本单位的是（　　） A．速度 B．位移 C．加速度 D．时间 4．（本题4分）某城市“智慧停车楼”的简化模型如图。质量为的汽车静止在升降机的水平托盘上，先以加速度竖直加速上升一段距离，再匀速上升，最后以加速度减速上升至目标楼层。已知重力加速度为，则托盘对汽车的支持力大小（　　） A．在匀速上升阶段为0 B．在加速上升阶段为 C．在减速上升阶段为 D．先小于，再等于，最后大于 5．（本题4分）如图所示，质量m=1kg的物块静止在光滑水平面上，现用与水平方向成θ=60°角的大小为10N的力F拉物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动。已知重力加速度g=10m/s2，则物块的加速度大小为（　　） A．5m/s2 B．m/s2 C．5m/s2 D．10m/s2 6．（本题4分）一小滑块沿倾角为的光滑固定斜面由静止下滑，已知重力加速度g取。下列图像中正确描述小滑块运动的是（CD选项均为抛物线）（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图所示，质量相同的两块砖甲、乙用轻弹簧竖直连接，砖乙下方垫了一块水平木板，整个系统处于静止状态，重力加速度大小为，抽出木板瞬间，下列关于两物体的加速度说法正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）一辆质量是2t的汽车，在水平公路上以54km/h的速度匀速行驶。根据测试，这辆车在这种路面上紧急刹车时，汽车所受的制动力为1.2×104N，则下列说法中正确的是（　　） A．汽车停下来所需时间2.5s B．汽车刹车时加速度为6m/s2 C．汽车滑行距离为20m D．汽车的平均速度为8m/s 9．（本题6分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定，将木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。设木块的速度为v，所受合外力为F，运动时间为t，下落的高度为h。忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，取竖直向下为正方向。对于木块从释放到最低点的过程，其F-h图像或v-t图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（本题6分）如图，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为，B、C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力拉C，三者由静止开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（　　） A．若粘在木块A上面，绳的拉力变小 B．若粘在木块A上面，绳的拉力变大 C．若粘在木块C上面，A、B间摩擦力减小 D．若粘在木块C上面，B与地面的摩擦力减小 三、实验题 11．（本题6分）在探究加速度与力的关系的实验中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，砂和砂桶的总质量为m，小车的质量为M。力传感器可测出轻绳上的拉力F，带滑轮的长木板放在水平桌面上。 (1)下列实验操作中，说法正确的是________。 A．平衡摩擦力时，应将砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．应将长木板远离定滑轮的一端垫高以平衡摩擦力 C．每次改变砂和砂桶的质量时，都需要重新平衡摩擦力 D．为减小误差，一定要保证m远小于M (2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻2个计数点之间有4个点没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，则此次实验中小车运动的加速度大小________（结果保留2位有效数字）。 (3)多次改变m重复实验，并根据实验得到的数据画出小车的加速度a与传感器示数F的图像如图丙所示，直线斜率为k，则小车的质量________。 12．（本题9分）为了探究物体质量一定时“加速度与力的关系”，甲、乙同学设计了如图a所示的实验装置。其中，M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 (1)实验时，一定要进行的操作是（　　） A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力 B．用天平测出砂和砂桶的总质量 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M (2)甲同学在实验中得到如图b所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带，小车的加速度为________（结果保留三位有效数字）。 (3)甲同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的图像是一条直线，如图c所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量（　　） A． B． C． D． (4)乙同学根据测量数据作出如图d所示的图线，该同学做实验时存在的问题是________________。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，质量、足够长的木板B静止在光滑水平地面上，在B右端放置一个质量的小铁块A，A与B间的动摩擦因数，g取，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。 （1）如甲图所示，在B的右端施加一个水平向右的拉力，求经过小铁块A的位移大小； （2）如乙图所示，在A的左端施加一个水平向左的拉力，求经过木板B的位移大小。 14．（本题13分）如图所示，质量为m的小球通过轻绳悬挂在一倾角为的光滑斜面上，轻绳与斜面平行，开始时系统处于静止状态，重力加速度为。 (1)求系统静止时，绳对小球的拉力大小和斜面对球的支持力大小； (2)当系统以多大的加速度水平向左运动，斜面对小球支持力恰好为零。 15．（本题16分）在民航机场，工作人员常用传送带运输行李。如图所示，某倾斜传送带与水平面夹角为两端的距离，以恒定速率沿逆时针方向运行。现将行李（可视为质点）从传送带顶端无初速度释放，行李与传送带间的动摩擦因数为取。求： (1)行李刚释放时，加速度大小是多少； (2)行李从传送带顶端点运动到点的时间； (3)行李在传送带上留下的划痕长度。 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 2 / 2 $