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

**基本信息** 本单元卷聚焦人教版必修第一册第四章“运动和力的关系”，通过真实情境（如矿泉水瓶自由下落、运动会“毛毛虫”项目）和层次化问题设计，覆盖牛顿运动定律、受力分析、实验探究等核心知识点，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| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|牛顿第一定律（题2）、失重状态（题1）、加速度分析（题3）、连接体问题（题6、7）|结合生活情境（题1、5），设置单选与多选梯度，考查科学推理| |非选择题|5题/54分|实验探究（题11、12加速度与力关系）、传送带（题14）、板块模型（题15）|综合题（题14、15）多过程设计，强化模型建构，体现科学探究与创新应用|

2026年物理人教版必修第一册第四章运动和力的关系单元检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．一学习小组在教室里取一个旧矿泉水瓶，在其底部侧面开一个小孔，如图所示，用手指按住小孔并装满水，放开按住的手指后，立即释放瓶子让其自由下落，不计空气阻力。关于瓶子中的水，下列说法中正确的是（    ） A．下落的加速度变大 B．处于完全失重状态，不会喷出来 C．仍会从小孔喷出来，且喷射的速度与释放前一样大 D．仍会从小孔喷出来，但喷射的速度比释放前的小些 2．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A．雨雪天气货车要慢速行驶，是为了减小货车的惯性 B．踢足球比赛中，足球在静止时有惯性，在空中运动时也有惯性 C．滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，不符合牛顿第一定律 D．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，说明物体受的力越大，速度就越大 3．学习小组利用智能手机测量加速度，打开手机上测加速度的应用软件，将手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，以竖直向下为正方向，截取一段如图所示的手机加速度随时间变化的图像，已知手机质量为m，重力加速度为g，则下列判断正确的是（    ）      A．时刻手掌对手机的作用力为2mg B．时刻手机刚好离开手掌 C．时刻手机刚好离开手掌 D．时刻手机已经落到手掌上 4．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端固接一个托盘，物块放置在托盘中，系统处于静止状态。现用一竖直向上的拉力F作用在物块上，使物块从静止开始做匀加速运动直至与托盘分离。以下哪个图像能表示上述过程中拉力F的大小随时间t的变化规律（　　） A．B．C． D． 5．物理组在运动会“毛毛虫”项目中获得了第一名。三位老师抬起毛毛虫道具沿着直线跑道向前冲。毛毛虫从静止出发，前进2.5m后达到5m/s的速度，将该过程看成匀加速直线运动。已知毛毛虫道具的质量6kg，空气阻力可忽略不计，则平均每位教师对道具的作用力约为（　　） A．4N B．10N C．20N D．22N 6．倾角为的光滑斜面上固定一轻弹簧，弹簧上端1、2两物体处于静止状态，1物体一端与弹簧相连，如图所示。已知1物体质量，2物体质量，弹簧劲度系数。现给2物体施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前时间内，F为变力，以后F为恒力。取，则有（　　） A．两物体一起匀加速的加速度为 B．F的最小值为 C．F的最大值为 D．从开始运动到1、2两物体分离的过程，2物体运动的位移为 7．如图，物块A置于水平面上足够长的木板B上。已知A、B的质量分别为、，A、B间的动摩擦因数为0.4，与水平面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取。时，对施加一水平拉力随时间变化的关系为（N），则（　　） A．时，B与水平面间的摩擦力大小为 B．时，A、B间的摩擦力大小为 C．时，的加速度大小为 D．时，B的速度大小为 8．生活中常用绳索悬吊重物。图示悬绳的O点被水平绳BO牵引，重物静止时悬绳AO与竖直方向成夹角θ，重物所受重力为G。下列说法正确的是（　　） A．绳AO所受的拉力大小为Gcosθ B．绳BO所受的拉力大小为Gtanθ C．若仅将夹角θ减小少许，则绳AO与绳BO所受的拉力均减小 D．若剪断绳BO，则剪断后瞬间重物的加速度方向水平向左 9．如图所示，一辆汽车在沿水平面做直线运动，质量为的小球用轻质细线悬挂于车厢顶部，细线将与竖直方向成固定角度，且与车厢保持相对静止。质量为的物块放在汽车底板上与汽车相对静止，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A．汽车可能向右做加速运动 B．汽车可能向左做加速运动 C．物块可能受到汽车底板向左的摩擦力 D．物块受到汽车底板的摩擦力大小一定为 10．两个质量均为m的物块叠放压在一个轻弹簧上面，处于静止状态，弹簧的劲度系数为k，时刻，给A物体一个竖直向上的作用力F，使得物块以0.5g的加速度匀加速上升，下列说法正确的是（　　） A．A、B分离前系统合外力大小与时间的平方成线性关系 B．A、B分离时弹簧处于压缩状态 C．在时刻A、B分离 D．分离时B的速度为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．图1是探究加速度与力之间关系的实验装置的示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为和，则两辆小车的加速度之比________。 12．某实验小组用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系。用托盘和砝码的总重力充当滑块的合力，图中打点计时器的频率为50Hz。 (1)关于该实验，下列说法正确的是____________。（填选项前的字母） A．在如图1所示的装置中，调整垫块的位置，在挂托盘（及砝码）的情况下使滑块恰好做匀速直线运动，以补偿滑块所受的阻力 B．每次改变滑块的质量时，都需要重新补偿滑块所受的阻力 C．本实验中托盘和砝码的总质量m应远远小于滑块的质量M D．实验时，应先释放滑块，再接通打点计时器的电源 (2)某次实验过程中，打出的一条清晰的纸带如图2所示，图中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻两个计数点之间有4个计时点没有画出，甲同学只测量了AB、DF之间的距离，请根据纸带上的数据推测，滑块的加速度大小a=____________m/s2，打下点C时滑块运动的瞬时速度大小vC=____________m/s。（结果均保留2位有效数字） (3)乙、丙两位同学把所挂托盘和砝码的总重力记为F，通过多次改变F的大小，得到多条打点的纸带，利用纸带求出不同F下对应的滑块的加速度大小a，并根据实验数据作出a-F关系图像如图3中的①、②所示，下列说法正确的是____________。（填选项前的字母） A．图线①不过原点可能是没有补偿滑块所受的阻力 B．图线②不过原点可能是在补偿滑块所受的阻力时长木板的倾角过大 C．两条图线的斜率均表示在实验中所用滑块的质量 D．实验中，乙同学所用滑块的质量比丙同学的小 13．汽车防抱死装置可以让汽车在紧急刹车时获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距离大大减小。假设安装了防抱死装置的汽车刹车时的制动力恒为，驾驶员的反应时间为，汽车的质量为，汽车刹车前匀速行驶的速度大小为，求∶ (1)防抱死装置工作时汽车减速的加速度大小； (2)驾驶员发现情况后紧急刹车的安全距离。 14．如图所示，有一水平传送带AB顺时针匀速转动，其右端连接一段光滑水平面BC。一质量的木板紧挨着BC右端放置在水平地面上，其上表面与BC等高。现将质量的物块（可视为质点）从A处静止释放，经传送带运送至B处，后通过水平面BC滑上木板。已知AB长度，木板长度，物块与传送带间、物块与木板间的动摩擦因数均为，木板与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）若传送带速度，求物块在传送带上运动的时间； （2）若物块要以最短的时间滑到水平面上，求传送带速度范围； （3）若传送带速度可以调节，求物块滑上木板后，在木板上滑过的距离x与的关系。 15．如图所示，四块完全相同的木块依次紧密排列在粗糙的水平地面上，每块木板的质量m0=1.0kg、长度l0=1.0m。质量为m=0.4kg的小物块（可看作质点），以初速度v0=5.5m/s水平向右滑上木板，最终与木板保持相对静止。已知小物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.4，木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。求： (1)小物块在刚滑上长木板上时，第1块木板对地面的摩擦力Ff； (2)小物块滑离第2块木板时的速度大小v； (3)小物块最终能否停在第几块木块上？距左端多远？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C D D C D BC AD BC 1．B 【详解】瓶子和水在空中做自由落体运动，都具有同样的加速度g，都处于完全失重状态，此时瓶子和水之间没有作用力，故水不会喷出来。 故选B。 2．B 【详解】A．惯性只由质量决定，与速度无关，故A错误； B．踢足球比赛中，足球在静止时有惯性，在空中运动时足球的质量不变，足球也有惯性，故B正确； C．滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，是因为运动员受到阻力的作用，符合牛顿第一定律，故C错误； D．物体受的力越大，则物体的加速度越大，速度变化越快，但速度不一定越大，故D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．时刻 根据牛顿第二定律 解得 手掌对手机的作用力为3mg，故A错误； B．时刻加速度，手掌对手机的作用力大小等于重力，手机没有离开手掌，故B错误； C．时刻手机刚好等于重力加速度，手机刚好离开手掌，故C正确； D．时刻以及后面一段时间，手机加速度为重力加速度，手机没有落到手掌上，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】设托盘的质量为M，物块的质量为m，设静止时弹簧压缩量为x0，根据平衡条件可得 分离之前，设物块做匀加速直线运动的加速度为a，向上运动位移为x，根据牛顿第二定律可得 解得 又 可得 即F − t为一条开口向上且不过原点的曲线。 故选D。 5．D 【详解】由 可得 对“毛毛虫”道具受力分析，受到向下的重力，左斜上的拉力，两个力的合力为水平向左，所以根据力的矢量叠加可得 所以平均每位老师对道具的作用力约为 故选D。 6．C 【详解】A．设刚开始时弹簧压缩量为，在沿斜面方向上有 因为在前时间内，F为变力，以后F为恒力，则在时刻两物体分离，两物体之间的弹力为零。设此时弹簧形变量为，由牛顿第二定律有 在前内，做匀加速直线运动的距离为 联立解得 故A错误； B．当物体1、2开始运动时拉力最小，此时有 故B错误； C．当物体1、2分离时拉力最大，此时对2物体有 解得 故C正确； D．由上分析知，在时两物体分离，此时2物体运动的位移为 故D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．B与水平面的最大静摩擦力为 当时，水平拉力 则B与水平面之间的摩擦为静摩擦，大小为，故A错误； B．时，水平拉力 A、B间的最大静摩擦力为 A、B刚要相对滑动时，对B受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得 对A受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得A、B发生相对滑动时的水平拉力大小为 因此A、B依然处于相对静止状态，对A、B整体受力分析根据牛顿第二定律可得，解得 单独对A受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得，故B错误； C．当时，水平拉力的大小为 结合上述分析可知，A、B相对滑动，对A受力分析，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得，故C错误； D．根据上述分析可知，物体整体处于静止状态，B的速度为0，AB以共同加速度运动，根据牛顿第二定律可得 解得加速度与时间的关系为 作出图像如图所示 由于图像与坐标轴围成的面积为速度的变化量，则6s末B的速度为 A、B相对滑动，结合上述分析可知，此时B的加速度大小为 8s末B的速度为，故D正确。 故选D。 8．BC 【详解】ABC．以O点为对象，根据受力平衡可得 ， 可得 ， 若仅将夹角θ减小少许，可知增大，减小，则绳AO与绳BO所受的拉力均减小，故A错误，BC正确； D．若剪断绳BO，绳AO拉力发生突变，重物受到的合力方向并不是水平向左，所以剪断后瞬间重物的加速度方向不是水平向左，故D错误。 故选BC。 9．AD 【详解】AB．以小球为对象，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 方向水平向右；则汽车可能向右做加速运动，也可能向左做减速运动，故A正确，B错误； CD．以物块为对象，由于加速度方向水平向右，则物块受到汽车底板向右的摩擦力，大小为，故C错误，D正确。 故选AD。 10．BC 【详解】A．分离前，两物体的加速度相同，做匀加速直线运动，加速度不变，根据牛顿第二定律知，A、B分离前所受的合外力大小不变，故A错误． B．分离时，A、B间的弹力为零，由于B具有向上的加速度，合力向上，可知弹簧处于压缩状态，故B正确； C．初状态，弹簧的压缩量 A、B分离时，根据牛顿第二定律得，kx2-mg=ma 解得 则弹簧的形变量 根据 解得，故C正确． D．分离时B的速度，故D错误。 故选BC。 11． 【详解】两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为和，根据运动学公式可得， 可得两辆小车的加速度之比 12．(1)C (2) 2.0 1.3 (3)D 【详解】（1）A．补偿摩擦力时不能挂托盘及放砝码，A错误； B．改变滑块质量时，不用重新平衡摩擦力，B错误； C．托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量时，才可认为滑块受到的外力等于托盘及砝码的总质量，C正确； D．实验时应先接通电源，再释放滑块，D错误。 故选C。 （2）[1]根据可知 依此类推 所以 [2]由匀变速直线运动规律可知 故 （3）AB．图线①不过原点是补偿滑块所受的阻力过度，可能是长木板的倾角过大，图线②不过原点可能是没有补偿滑块所受的阻力，或者补偿阻力不足，AB错误； CD．根据牛顿第二定律及图像的物理意义可知，其斜率为滑块质量的倒数，乙同学所作图线斜率大，故滑块的质量小，C错误，D正确。 故选D。 13．(1) (2) 【详解】（1）防抱死装置工作时汽车在制动力作用下，有 解得 （2）设在驾驶员的反应时间内，汽车产生的位移为 汽车制动到停止产生的位移为，由速度位移公式 解得 安全距离 解得 14．（1）2s；（2）；（3）时，，当时， 【详解】（1）物块在传送带上加速阶段有 物块在传送带上做加速运动的时间为 物块在传送带上做加速运动的位移为 匀速阶段的位移为 匀速阶段的时间为 物块在传送带上运动的时间为 （2）物块要以最短的时间滑到水平面上，则物块在传送带上一直做匀加速运动，则 解得 传送带速度范围为 （3）物块块滑上木板，物块加速度 木板加速度 设物块正好能滑到木板右侧其刚滑上木板的初速度为，物块与木板达到共速时 可得 物块的位移 木板的位移 物块滑上木板后，恰好不离开木板时有 解得 故当时，则 当时，则 15．(1)1.4N，方向水平向右 (2)m/s (3)第四块， 【详解】（1）小物块在刚滑上长木板上时，对物块受力分析，所受滑动摩擦力为 4块长木板所受最大静摩擦力为 第1块木板所受地面的最大静摩擦力为 由此可知，木板处于静止状态，且地面对第1块木板的摩擦力已经达到最大静摩擦力，根据牛顿第三定律，第1块木板对地面的摩擦力大小为 方向水平向右； （2）小物块在第1块木板上滑行时，木板相对地面静止，在第2块木板上滑行时，有 即木板仍相对地面静止，对小物块在前两块木板上做匀减速直线运动进行分析，根据牛顿第二定律有 即小物块加速度大小为4m/s2，方向向左，其位移即为前两块木板的长度 由运动学公式 解得 （3）小物块在第3块木板上滑行时，有 即木板仍相对地面静止，设滑离第3块木板时的速度大小v1，则 解得 即滑上第4块瞬间速度为2.5m/s，受力分析可得 即滑上第4块瞬间，第4块木板开始运动，对第4块木板有 解得 即第4块木板的加速度大小为0.2m/s2，方向向右，设经时间t，二者共速，相对静止速度为v2，有 解得 ， 根据位移公式可得 联立可得 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 $