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

**基本信息** 高中物理“运动和力的关系”单元复习卷，以新型锂金属电池、中欧班列、天宫课堂等真实情境为载体，覆盖牛顿运动定律、受力分析等核心知识，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|失重超重、单位制、牛顿定律|结合“天宫课堂”水球实验考惯性，体现科学态度| |实验题|2题/14分|加速度测量、光电门应用|设计“探究加速度与力、质量的关系”实验，培养科学探究能力| |计算题|3题/40分|斜面运动、水平推力综合|分层设置滑块与木块相对运动问题，提升科学推理能力|

运动和力的关系章末测试卷 考试时间：75分钟 总分：100分 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、选择题（总分46分。1～7题单选，每小题4分；8～10题多选，每小题6分，多选不得分，少选得3分） 1．某学校刚刚结束运动会，跳高比赛项目引人注目。如图，跳高运动员起跳后向上运动，越过横杆后开始向下运动，则运动员越过横杆前、后在空中所处的状态分别为（　　） A．失重、失重 B．超重、超重 C．失重、超重 D．超重、失重 2．中国科学家研发出一种新型锂金属电池，能让电动汽车的续航里程直接翻倍。该电池在能量密度、功率密度和安全性等方面均处于世界前列。电池的能量密度指的是在单位质量的物质中所储存的能量的大小。若能量密度的单位用国际单位制的基本单位符号表示，则下列单位正确的是（　　） A． B．J/kg C． D． 3．某同学做引体向上，他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠（身体无摆动），稍作停顿。下列说法正确的是（    ） A．在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力 B．在上升过程中单杠对人的作用力始终等于人的重力 C．初始悬垂时若增大两手间的距离，单臂的拉力变大 D．初始悬垂时若增大两手间的距离，两臂拉力的合力变大 4．2024年12月3日，中欧班列累计开行突破10万列。某运送物资的班列由42节质量相等的车厢组成，在车头牵引下列车沿平直轨道匀加速行驶，已知第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受阻力均相等，则倒数第2节车厢对最后一节车厢的牵引力为（　　） A．F B． C． D． 5．下列说法中正确的是（    ） A．亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因 B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变，研究加速度与力的关系，再保持力不变，研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法 C．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证 D．伽利略通过理想斜面实验，说明了力不是维持物体运动状态的原因 6．如图所示，车厢在水平面上运动的过程中，质量为的小球与车厢保持相对静止，细线与竖直方向的夹角为。已知重力加速度为，忽略小球所受阻力，下列说法正确的是（　　） A．车厢可能在做匀速直线运动 B．车厢的加速度大小为，方向水平向右 C．小球受到三个力的作用，合力大小为 D．细线对小球的作用力大于小球对细线的作用力 7．如图所示，在光滑水平面上有一静止的质量的木块，木块上静止放置一质量的物体，物体与木块之间的动摩擦因数，重力加速度取。现用水平恒力拉物体，下列关于物体加速度和木块加速度的值不可能的是（　　） A．， B．， C．， D．， 8．“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课，在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是（　　） A．梦天实验舱内，水球质量越大，其惯性越大 B．梦天实验舱内，水球弹开的速度越大，其惯性越大 C．击球过程中，水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力 D．击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的 9．下列对牛顿第二定律的表达式及其变形公式的理解，正确的是（　　） A．由可知，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比 B．由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C．由可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比 D．由可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得 10．如图所示，质量为2kg的物体静止在水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。现在对物体施加一个水平向左的外力，下列说法正确的是（　　） A．物体仍保持静止 B．物体受到方向向右、大小为6N的静摩擦力 C．物体受到方向向右、大小为4N的滑动摩擦力 D．物体获得水平向左、大小为的加速度 二、实验题（总分14分。11题6分，12题8分） 11．某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”。气垫导轨上滑块的质量为M（可以添加配重片），钩码的质量为m，两光电门中心的间距为L，滑块上固定一宽度为d的挡光片（挡光片、滑轮、细线的质量忽略不计），滑块通过光电门1、2的挡光时间分别为Δt1和Δt2，在钩码的牵引下，滑块从气垫导轨的右端开始向左加速运动。 (1)实验中，滑块经过光电门1时的速度为______，滑块加速度的大小为_____。 (2)为了研究在外力一定时加速度与质量的关系，可以改变____（选填“滑块”或“钩码”）的质量，多次重复操作，获得多组加速度a与质量M的数据，用这些数据绘出的图像可能是下列图中的____。 (3)在上述实验中，计算加速度时以挡光片经过光电门时的平均速度替代了瞬时速度，采用这种方法，加速度的测量值比真实值____（选填“大”或“小”）。 12．光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为、，从光电门1到光电门2所经历的总时间为，用刻度尺测量滑块的长度d，示数如图2所示。 (1)滑块通过光电门2的速度大小为____________（用题中字母填空）； (2)滑块的平均加速度大小____________（用题中字母填空）； (3)由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2的____________，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度____________一些（选填“增大”或“减小”）。 三、计算题（总分40分，13题10分，14题12分，15题18分） 13．如图所示，质量为60 kg的滑雪运动员，在倾角为37°的斜坡顶端，从静止开始匀加速下滑12 m到达坡底，若下滑过程中所有阻力忽略不计，（g取10 m/s2，sin37°=0．6和cos37°=0．8）．求 （1）运动员下滑过程中的加速度大小 （2）运动员到达坡底时的时间和速度大小. 14．如图，质量m=10kg的一箱苹果静置于水平地面上的A点，AB间距L=35m，箱子与地面间的动摩擦因数。现用大小为140N，与水平方向成的力斜向下推动此箱苹果，使它由A点静止开始运动并能到达B点。求：（已知cos=0.8，sin=0.6） (1)推力作用下箱子的加速度a大小； (2)推力作用的最短时间t； (3)撤去推力后，箱子正中央一个质量m0=0．2kg的苹果受到其他苹果给它的作用力大小。 15．如图所示，一足够长的斜面倾角，斜面BC与水平面AB平滑连接，一质量的物块（可视为质点）静止于水平面上的M点，M点与B点之间的距离，物块与水平面和斜面间的动摩擦因数均为，现给物块施加一水平向右的恒力，当物块运动至B点时撤去该力，不计空气阻力，物块经过B点时速度大小不变。求：（，，重力加速度） (1)物块在恒力F作用下运动时加速度的大小； (2)物块到达B点时的速度大小； (3)物块过B点后经多长时间在斜面上滑行的距离最远？ 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《运动和力的关系章末测试题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C D D B B AD CD CD 1．A 【详解】越过横杆前、后在空中只受重力作用，加速度向下，均处于失重状态。 故选A。 2．C 【详解】由题意可知，能量密度单位可表示为 根据， 可知 故选C。 3．C 【详解】AB．在上升过程中，人先加速后减速，先超重后失重，则单杠对人的作用力先大于重力后小于重力，AB错误； CD．初始悬垂时若增大两手间的距离，则两单臂的拉力夹角变大，因合力一定，总等于人的重力，则单臂的拉力会变大，C正确，D错误。 故选C。 4．D 【详解】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等、阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律，有 设倒数第2节车厢对最后一节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律，有 解得 故选D。 5．D 【详解】A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，而非改变运动状态的原因，故A错误； B．实验中保持一个变量不变，研究其他变量关系的方法为控制变量法，而非假设法，故B错误； C．牛顿第一定律是理想实验和逻辑推理的产物，无法通过实验直接验证，故C错误； D．伽利略的理想斜面实验表明，物体在无外力作用下会维持运动状态，说明力不是维持物体运动的原因，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】BC．对小球进行分析，小球受到重力与绳的拉力两个力的作用，根据牛顿第二定律有 解得 加速度方向水平向右，故B正确，C错误； A．小球与车厢保持相对静止，两者加速度相等，结合上述，加速度方向水平向右，则车厢不可能在做匀速直线运动，故A错误； D．根据牛顿第三定律可知，细线对小球的作用力大小等于小球对细线的作用力，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】当两物块相对滑动时，加速度最大 当 两者一起做匀加速直线运动，当两者相对滑动时 ， 故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。 故选B。 8．AD 【详解】AB．梦天实验舱内，水球的质量越大，其惯性就越大，质量是衡量惯性大小的唯一量度，故A正确，B错误； C．击球的过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力，二者大小相等、方向相反，作用在两个物体上，故二者为作用力与反作用力，故C错误； D．击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故D正确。 故选AD。 9．CD 【详解】A．牛顿第二定律的表达式表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，作用在物体上的合外力，可由物体的质量和加速度计算，并不由它们决定，A错误； B．质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力无关，B错误； CD．由牛顿第二定律知加速度与合外力成正比，与质量成反比，m可由其他两个量求得，故CD正确。 故选CD。 10．CD 【详解】BC．水平向左的拉力 物体与桌面之间的最大静摩擦力大小为 方向水平向右，故B错误，C正确； AD．根据牛顿第二定律 解得 方向水平向左，故物体开始做水平向左的匀加速直线运动，故A错误，D正确。 故选CD。 11．(1) (2) 滑块 B (3)大 【详解】（1）[1]依据滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度，则滑块经过光电门1时的速度为 [2]滑块经过光电门2时的速度为 根据运动学公式可得 联立解得滑块加速度的大小为 （2）为了研究在外力一定时加速度与质量的关系，可以改变滑块的质量，加速度a与质量M成反比，所以与成正比。 故选B。 （3）根据运动学公式可得 解得加速度的测量值为 实际上、是挡光过程中间时刻的速度，不是挡光过程位移中点的速度，而等于两挡光过程位移中点的距离，不是两挡光过程中间时刻对应位置的距离；设某一挡光过程的初速度为，末速度为，挡光过程的中间时刻速度为 挡光过程的位移中点速度为 从挡光过程的中间时刻到位移中点通过的距离为 由于小车做加速运动，则小车经过光电门1的挡光时间大于经过光电门2的挡光时间，则有，则两挡光过程中间时刻对应位置的距离为 则有 可得 可知加速度的测量值比真实值大。 12．(1) (2) (3) 平均速度 减小 【详解】（1）[1]滑块通过光电门2时，宽度为的滑块通过光电门所用时间为，该过程的平均速度近似为滑块通过光电门2的瞬时速度，故 （2）[2]由平均加速度定义，滑块从光电门1运动到光电门2的平均加速度大小为 由光电门测速原理可得， 代入得 （3）[3]光电门根据滑块宽度与挡光时间的比值测得的是滑块在挡光过程中的平均速度，因此和实质上是滑块通过光电门1和2过程的平均速度。 [4]滑块宽度越小，挡光时间越短，挡光过程中速度的变化越小，测得的平均速度越接近对应位置的瞬时速度，因此应减小滑块的宽度。 13．(1)6m/s2  (2) 2s (3)12m/s 【详解】（1）根据牛顿第二定律：mgsin370=ma， 解得：a=gsin370=6m/s2 （2）根据s=at2，解得运动员到达坡底时的时间 ； 速度：v=at=12m/s. 【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁． 14．(1)；(2)5s；(3) 【详解】(1)由牛顿第二定律得： 则 (2)设撤去推力后的加速度为，撤去推力后到箱子停止所用时间为，则 得 箱子加速阶段和减速阶段发生的总位移 其中 ， 联立各式得 (3)中央苹果受到其他苹果给它的作用力 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）物块从运动至，根据牛顿第二定律 水平方向，有 竖直方向，有      得 （2）物块从运动至，根据匀变速直线运动速度与位移关系式，有         得      （3）撤去恒力后，物块冲上斜面做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律 沿斜面方向，有 垂直斜面方向，有          得                 当物块的速度减为时，物块在斜面上滑行距离最远，根据匀变速直线运动速度与时间关系式，有 得 【点睛】 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 $