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

**基本信息** 本卷为高一物理《运动和力的关系》单元测试，聚焦牛顿运动定律核心知识，通过选择、实验、解答题梯度设计，融合科学推理与模型建构，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|惯性、牛顿第二定律、超重失重|结合伽利略理想实验（科学推理）| |多选题|4|国际单位制、传送带运动|关联角鹰捕猎等真实情境（科学态度）| |实验题|2|加速度与力/质量关系|考查平衡摩擦力操作（科学探究）| |解答题|4|板块模型、电梯运动分析|综合运动图像与受力分析（模型建构）|

2026-2027学年度上学期高一物理单元测试 《运动和力的关系》 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于惯性，下列说法正确的是（　　） A．动车高速行驶时的惯性比静止时大 B．跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性 C．货车满载时质量比空载时质量大，故满载时惯性大 D．我国航天员在地球上的惯性比在天宫二号空间站里的大 2．伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的研究方法。图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（　　） A．图（a）通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 B．图（a）中的斜面是完全光滑的 C．图（b）实验中因为不存在没有摩擦阻力的斜面，所以该实验结论与实际不符 D．图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论 3．下列说法中正确的是（　　） A．加速度a的方向由的方向决定，而不是合外力 B．加速度a与成正比，与成反比 C．物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致 D．物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致 4．如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度向右加速运动。货箱中石块的质量为，则关于石块的受力说法正确的是（　　） A．石块受到周围其他石块的作用力方向水平向右，大于等于 B．石块受到周围其他石块的作用力方向斜向右上，大小大于 C．当加速度足够大，石块受到的合力可能为零 D．当加速度足够小，石块受到周围其他石块的作用力可能为零 5．下列说法不正确的是（　　） A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度 B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用 C．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关 D．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小 6．如图甲所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时，体重计的示数为。关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A．“起立”过程中，先出现失重现象，后出现超重现象 B．“下蹲”过程中，支持力可能出现小于压力的情况 C．“起立”和“下蹲”过程都出现了超重和失重现象 D．图乙记录的是他完成三次“蹲起”的过程 7．如图所示，两相同物块用水平细线相连接，放在粗糙水平面上，在水平恒力F作用下，一起做匀加速直线运动，两物块的加速度大小为a1，物块间水平细线的拉力大小为T1。当两物块在F的作用下在光滑水平面上运动，两物块的加速度大小为a2，物块间水平细线的拉力大小为T2。则下列说法正确的是（　　） A．a2>a1，T2=T1 B．a2=a1，T2=T1 C．a2>a1，T2<T1 D．a2=a1，T2<T1 8．如图所示，A、B为两个质量相等的小球，由细线相连，再用轻质弹簧悬挂起来，在A、B间细线烧断后的瞬间，A、B的加速度分别是（　　） A．A、B的加速度大小均为g，方向都竖直向下 B．A的加速度为0，B的加速度大小为g、竖直向下 C．A的加速度大小为g、竖直向上，B的加速度大小为g、竖直向下 D．A的加速度大于g、竖直向上，B的加速度大小为g、竖直向下 9．如图所示，传送带始终保持的速度水平向右移动，一可视为质点的小物块以 的速度从点向右滑上传送带，已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1，传送带两端点间的距离，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．小物块一直做匀减速直线运动 B．刚开始小物块的加速度大小为 C．小物块从点运动到点所用时间为3s D．传送带上将留下一段长为0.5m的摩擦痕迹 10．如图所示，光滑的水平面上有一辆小车，物块放在小车上。、质量分别为，，、之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现对施加一水平力，则（　　） A．当时，的加速度为 B．当时，间的摩擦力为 C．当时，相对滑动 D．若将水平力施加在上，的最大加速度为 二、多选题 11．角鹰在鹰类中体型最大，成年角鹰有的质量达9千克，翼展可达1.8-1.9米。如图所示为一只正在捕猎的角鹰，它正斜向下加速朝地面上的猎物俯冲，下列说法正确的是（　　） A．“米”是国际单位制中的导出单位 B．“千克”是国际单位制中力学的基本单位 C．角鹰加速俯冲过程中角鹰的惯性不变 D．角鹰加速俯冲过程中可能受力平衡 12．小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（　　） A．时电梯处于失重状态 B．8~9s内电梯在做加速运动 C．10~15s内电梯静止 D．16~17s内电梯在上行 13．民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，如图所示，人员可沿斜面滑行到地面。若所有人员裤料与斜面之间的动摩擦因数处处相同，则人员从气囊顶端由静止下滑到底端的过程中（  ） A．所有人员的加速度大小都相等 B．质量越大的人加速度越大 C．所有人员运动的时间都相等 D．质量越小的人运动时间越短 14．水平传送带以10m/s的初速度顺时针匀减速转动，其v-t图像如图甲所示，将一物块无初速度放在传送带左端，如图乙所示，当s时，物块的速度与传送带速度相同。取重力加速度为，则（　　） A．传送带的加速度大小为3m/s2 B．物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2 C．5.5s内，物块所受摩擦力方向发生变化 D．2.5s内，物块与传送带之间的划痕为m 三、实验题 15．为探究物体质量一定时加速度与力的关系，小明设计了如图甲实验装置。 (1)实验中，平衡摩擦力时，___________ （选填“需要”或者“不需要”）将砂及砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上。适当垫高木板一端，轻推小车，使得小车能匀速下滑则认为平衡摩擦力。之后改变砂和砂桶质量，___________ （选填“需要”或者“不需要”）重新平衡摩擦力。 (2)小明根据实验数据作出图像如图乙，该图线不过原点并在末端发生弯曲，其原因是_______。（选填字母代号） A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C．砂和砂桶的总质量m远小于小车及车上砝码的总质量M D．砂和砂桶的总质量m未远小于小车及车上砝码的总质量M (3)图丙为某次实验得到的纸带，相邻两个计数点之间的距离如图，已知交流电频率为f，则小车加速度的表达式为a=___________。（用x1、x2、x3、x4、x5、x6及f表示） 16．某实验小组用如图甲所示的装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验。 (1)安装好实验装置后，首先平衡摩擦力。将长木板的右端适当垫高，不挂砝码盘时轻推小车，若打点计时器在纸带上打出的点越来越密集，则应将长木板下的小垫块向________（选填“左”或“右”）移动。重复调整小垫块的位置，直到打点计时器在纸带上打出的点间距相等时，说明已平衡摩擦力。 (2)图乙为保持小车质量M不变，研究a与F的关系时打出的一条纸带。A、B、C、D、E、F、G为7个计数点，相邻两个计数点间还有4个计时点未标出。测得、、，、，，已知电源的频率为50Hz，则a=________m/s2（结果保留三位有效数字）。 (3)可以判断打下C点时，小车已经运动了________s（结果保留两位有效数字）； (4)若实验小组内某同学在研究a与m的关系时，根据测得的实验数据作出了图线，如图丙所示。他观察到图线为曲线，于是得出物体的加速度与质量成反比，你认为他的作答正确吗？如果正确，请说明理由。如果不正确，请给出正确的处理方法_______。 四、解答题 17．为了测量某住宅大楼每层的平均高度（层高）及电梯的运行情况，甲、乙两位同学在该大楼电梯内用电子体重计及停表进行了以下实验：质量 的甲同学站在体重计上，乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中体重计示数随时间变化的情况，并作出了如图所示的图像。已知t=0时，电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层。 g 取 （1）画出电梯启动过程甲同学的受力分析图，并求出启动时电梯的加速度大小； （2）画出电梯在0~30s时间内的速度（v）-时间（t）图像； （3）求该大楼的层高。 18．倾角为θ的倾斜传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行，如图甲所示。在时，将一小煤块轻放在传送带上A点处，1.5s时小煤块从B点离开传送带。小煤块速度随时间变化的图像如图乙所示，设沿传送带向下为运动的正方向，重力加速度，求： (1)内和内小煤块的加速度大小； (2)在时间内小煤块在传送带上留下的痕迹长度。 19．如图甲所示，质量的木板静止在水平地面上，质量的小物块（可视为质点）静止在木板的右端，时对木板施加水平向右的拉力F，一段时间后撤去F，木板的速度－时间图像如图乙所示，物块始终没有离开木板，取重力加速度，求： (1)物块与木板之间的动摩擦因数和木板与地面间的动摩擦因数； (2)从施加拉力F到木板停下的时间； (3)拉力F的大小。 20．如图所示，在足够高的光滑水平桌面上静置一长木板A，轻绳绕过光滑的轻质滑轮，一端固定在O点，另一端与A的右端相连，物体B挂在轻质动滑轮下端。将物体B由静止释放，经过1s时，可视为质点的物块C以4m/s的水平向左的速度从木板A的右端滑上来，经过一段时间后，C刚好不能从木板A的左端滑出，木板A距离滑轮足够远。已知A、B的质量均为2kg，C的质量为2.5kg，A、C间的动摩擦因数，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)物块C没有滑上木板A之前，A和B的加速度大小； (2)当物块C到达木板A的左端时，A的速度大小； (3)木板A的长度。 试卷第2页，共9页 试卷第3页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年8月21日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D B B C A C D B 题号 11 12 13 14 答案 BC BD AC BCD 1．C 【详解】A．惯性是物体保持原有运动状态的属性，其大小仅由质量决定，惯性大小与速度无关，动车质量不变，惯性始终相同，故A错误； B．助跑不会改变运动员的质量，惯性不变，故B错误； C．货车满载时质量更大，惯性增大，故C正确； D．惯性仅由质量决定，航天员质量不变，惯性始终相同，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．图（a）通过对小球在斜面上运动的研究，合理外推得自由落体运动为匀变速直线运动的结论，故A错误； B．图（a）中的斜面不可能是完全光滑的，选项B错误； C．图（b）实验中因为不存在没有摩擦阻力的斜面，小球不可能上升到等高的位置，但是通过合理外推得出的实验结论同样与实际相符，选项C错误； D．图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论，选项D正确。 故选D。 3．D 【详解】AB．加速度的定义式 不是决定式，加速度是采用比值法定义的，与、无关，a的方向不由△v的方向决定，根据牛顿第二定律可知，加速度方向由合外力决定，故AB错误； C．物体的速度方向不一定与物体受到的合外力的方向一致，两者没必然关系，故C错误； D．根据牛顿第二定律可知，物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】AB．石块具有向右的加速度，由于重力方向竖直向下，则石块受到周围其他石块的作用力方向斜向右上方，大小为 A错误，B正确； C．当加速度为零时，石块B受到重力和周围其他石块的作用力，两个力等大反向，此时合力才为零，C错误； D．只有自由落体运动的状态下，石块B受到周围其他石块的作用力为零，D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．由牛顿第二定律可知，物体的加速度和所受的合外力是瞬时对应关系，因此当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度，A正确，不符合题意； B．合外力是使物体产生加速度的原因，由因果关系可知，物体因受到合外力作用，才会产生加速度，B错误，符合题意； C．由牛顿第二定律F＝ma是矢量式，可知a的方向与F的方向相同，与速度方向无关，C正确，不符合题意； D．由牛顿第二定律可知，物体所受合外力减小，加速度一定减小，如果物体做加速运动，则速度会增大，因而速度不一定减小，D正确，不符合题意。 故选B。 6．C 【详解】AC．“起立”过程中，人先向上做加速运动，后向上做减速运动，即人先处于超重状态后处于失重状态；“下蹲”过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，即人先处于失重状态，后处于超重状态，故A错误，C正确； B．支持力和压力是一对相互作用力，二者的大小总是相等，故B错误； D．物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况称为超重现象，即体重计示数大于实际重量；物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况称为失重现象，即体重计示数小于实际重量。图像中第一次变化，体重计示数先小于实际重量，后大于实际重量，即先失重后超重，为一次“下蹲”过程，第二次变化，体重计示数先大于实际重量，后小于实际重量，即先超重后失重，为一次“起立”过程，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】设物块的质量为m，当水平地面粗糙时，设动摩擦因数为μ，以两物块为整体，根据牛顿第二定律有 解得加速度 以左侧物体为研究对象，根据牛顿第二定律有 联立得绳子的拉力 当水平地面光滑时，以两物块为整体，根据牛顿第二定律有 解得加速度 以左侧物体为研究对象，根据牛顿第二定律有 联立得绳子的拉力 则有a2>a1，T2=T1 故选A。 8．C 【详解】在细线烧断前，A、B两球的受力情况如图甲所示，         由平衡条件可得 ， 在细线烧断后，立即消失，弹簧弹力及各球重力不变，两球的受力情况如图乙所示。由牛顿第二定律可得 ， 解得 ， A球的加速度方向竖直向上，B球加速度方向竖直向下。 故选C。 9．D 【详解】物块刚滑上传送带时，受到向左的滑动摩擦力作用，做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可得，加速度大小为 设物块到达点前已经与传送带共速，则物块匀减速阶段所用时间为 物块匀减速阶段的位移为 共速后，物块做匀速运动到点所用时间为 则物块从点运动到点所用时间为 传送带上留下的摩擦痕迹长度为 故选D。 10．B 【详解】当A、B刚要发生相对滑动时，A、B之间的静摩擦力达到最大，且为 以A为对象，根据牛顿第二定律可得 解得A的最大加速度为 以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 可知当时，A、B相对静止，一起加速运动，当时，A、B发生相对滑动。 A．当时，由可知，A、B相对静止一起加速运动，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 解得，故B的加速度为，故A不符合题意； B．当时，由可知，A、B相对静止一起加速运动，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 解得 对A分析，根据牛顿第二定律可得，故B符合题意； C．由以上分析可知，可知当时，A、B相对静止，一起加速运动，当时，A、B发生相对滑动，故C不符合题意； D．若将水平力施加在A上，当A、B间刚要发生相对滑动时，B的加速度达到最大，对B分析，根据牛顿第二定律可得 解得，故D不符合题意。 故选B。 11．BC 【详解】A．“米”是国际单位制中的基本单位，故A错误； B．“千克”是国际单位制中力学的基本单位，故B正确； C．角鹰加速俯冲过程中角鹰的质量不变，惯性不变，故C正确； D．角鹰加速俯冲过程中所受合力不为零，受力不平衡，故D错误。 故选BC。 12．BD 【详解】A．当电梯具有向上的加速度时，处于超重状态，当电梯具有向下的加速度时，处于失重状态，题图乙为加速度随时间变化的图像，时，加速度为零，电梯不处于失重状态，故A错误； BCD．由题图可知，电梯先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，然后匀速，之后做加速度增大的减速运动，再做加速度减小的减速运动，8~9s电梯在做加速运动，由图像与时间轴所围图形的面积表示速度变化量可知，电梯的末速度为零，整个过程电梯一直向上运动，故BD正确，C错误。 故选BD。 13．AC 【详解】AB．设裤料与斜面之间的动摩擦因数为，质量为m的人沿长度为l，倾角为的斜面下滑，根据牛顿第二定律得 可得加速度 可见人员下滑过程加速度大小相等，且与质量无关，故A正确，B错误； CD．根据匀变速直线运动规律得 可见人员下滑过程所用的时间相等，且与质量无关，故C正确，D错误。 故选AC。 14．BCD 【详解】A．v-t图像中图线的斜率表示加速度，可求得传送带的加速度大小为 A错误； B．物块放上传送带后受向右的摩擦力，有 解得 共速时有 解得， B正确； C．当物块与传送带共速后，由于传送带继续减速且加速度大小大于物块滑动时的加速度大小，所以物块也将减速，摩擦力向左，方向改变，C正确； D．设物块与传送带共速时速度为，有 物块的位移为 传送带的位移为 这段时间内的相对位移为 之后物块减速，加速度大小为，到2.5s时，位移为 传送带的位移为 相对位移为 由于 所以划痕长为 D正确。 故选BCD。 15．(1) 不需要 不需要 (2)AD (3) 【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，不需要将砂和砂桶用细线绕过定滑轮系在小车上，只需要适当垫高木板一端，轻推小车，使得小车能匀速下滑。 [2]平衡摩擦力之后，小车所受重力的下滑分力和摩擦力平衡，之后不需要再次平衡摩擦力。 （2）AB．该图线不过原点是因为平衡摩擦力不足，导致小车一开始没有加速度，故A正确，B错误； CD．设小车及车上砝码的总质量为M，砂和砂桶的总质量m 根据牛顿第二定律有，，解得 由上式可知时，可以认为细绳拉力近似等于砂和砂桶的重力，即当这个条件不满足时，图像发生弯曲，故C错误，D正确。 故选AD。 （3）根据逐差公式，其中 解得 16．(1)左 (2)0.638 (3)1.3 (4)不正确，正确的处理方法是计算质量的倒数，然后作出图线，观察图线是否为过原点的直线 【详解】（1）将长木板的右端适当垫高，不挂砝码盘时轻推小车，若打点计时器在纸带上打出的点越来越密集，说明小车做减速运动，则应将长木板下的小垫块向左移动，使木板的倾角变大一些。 （2）相邻两个计数点间还有4个计时点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为 根据逐差法可得 （3）打下C点时，小车的速度为 打下C点时，小车已经运动了 （4）图线为曲线，但不一定是反比例曲线，不能根据图线为曲线得出物体的加速度与质量成反比，该同学作答不正确。正确的处理方法是计算质量的倒数，然后作出图线，如果得到的图线为过原点的直线，则物体的加速度与质量成反比；否则，物体的加速度与质量不成反比。 17．（1）；；（2）；（3） 【详解】（1）电梯启动时，甲同学的受力分析见答图1 启动时，由牛顿第三定律有 甲同学的重力 由牛顿第二定律有 故 （2）在0~2 s内，电梯处于静止状态；在2~3s内，电梯做初速度为0 的匀加速直线运动，3s末电梯的速度 2为 在 3~29 s内，电1梯做速度为2m /s的匀速直线运动；在29~30s内，电梯做匀减速直线运动，t=30s时，速度减为0.电梯在0~30s内的v-t 图像如答图2 （3）楼层总高度 故层高 18．(1)10m/s2，2m/s2 (2)1.25m 【详解】（1）由题图乙知，内 内 （2）由题图乙知，0.5s时刻小煤块和传送带共速，传送带的速率，该时刻小煤块的速度为，内传送带比小煤块多运动 1.5s时小煤块速度为，内小煤块比传送带多运动 所以第二次的痕迹未覆盖第一次的痕迹，所以小煤块在传送带上留下的痕迹长度为1.25m 19．(1)物块与木板之间的动摩擦因数为0.1，木板与地面间的动摩擦因数为0.2 (2)8.25s (3)18N 【详解】（1）内，拉力F拉木板运动，木板物块之间相对滑动；时撤去拉力F，内，木板物块之间仍有相对滑动；物块从静止开始加速，在时达到，则 根据牛顿第二定律有 解得 木板在内的加速度 又因为此时木板受到物块的摩擦力和地面的摩擦力，根据牛顿第二定律有 解得 （2）共速后，由于，物块与木板不会相对静止。 对木板根据牛顿第二定律 解得 从开始共速到停止的时间为 总时间 （3）在内，对木板受力分析，根据牛顿第二定律 而 解得 20．(1)， (2) (3) 【详解】（1）C滑上A前，对B由牛顿第二定律得 对A由牛顿第二定律得 由题意可知 解得， （2）时，A的速度为 设C滑上A后，A的加速度为a1，B的加速度为a2，且 对B由牛顿第二定律得   对A由牛顿第二定律得 解得 即C滑上A后，A、B均做匀速运动，所以C到达A左端时，A的速度大小为 （3）C滑上A后，C做匀变速运动，设C滑上A后的加速度为a3，则有 设经过时间t，C与A共速，根据题意此时C刚好运动至A的左端，以向右为正方向,根据速度-时间公式 A的位移为   C的位移为 所以木板A的长度为 解得 答案第10页，共11页 答案第11页，共11页 学科网（北京）股份有限公司 $