专题02 运动和力的关系（期中真题汇编,北京专用）高三物理上学期

**基本信息** 聚焦运动和力关系的4大高频考点，汇编北京多所重点中学期中试题，突出实验探究（如智能手机测加速度、弹簧滑块加速度测量仪）与模型应用（传送带、超重失重）的结合。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择（单选+多选）|18题|实验操作（平衡摩擦力）、牛顿定律应用（连接体、弹簧）、超重失重（手机传感器）、传送带模型|基础题考查实验细节（如打点计时器使用），能力题结合生活情境（电动扶梯、纵跳摸高）| |计算|3题|受力分析、运动学公式、功和功率|综合题融合力与运动（斜向推力下的加速度、位移计算），匹配期中复习的综合应用需求|

专题02 运动和力的关系 4大高频考点 1. 实验：探究加速度与力、质量的关系 2. 牛顿运动定律的应用 3. 超重和失重 4. “传送带”模型中的动力学问题 考点1 实验：探究加速度与力、质量的关系 1.(25-26高三上·北京一六六中学&第五十中学·期中)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，改装成如图1所示的装置来测量小车加速度。小车的质量，槽码的质量。小车由静止释放，设小车前进的方向为正方向，通过手机软件测得加速度随时间变化图像如图2所示，其中减速过程中加速度超过了手机的显示范围。关于此实验的分析，下列说法正确的是（　　） A. 放手机与不放手机相比，小车加速过程中的加速度较大 B. 放手机与不放手机相比，小车加速过程中细线对小车的拉力较小 C. 小车与制动器碰撞前的速度大小约为 D. 此手机的质量约为 【答案】D 【详解】A．对小车和槽码的整体，由牛顿第二定律可知因放上手机后，M变大，则加速度减小，即放手机后，小车加速过程中的加速度较小，选项A错误；B．对小车分析可知则放上手机后，M变大，则T变大，选项B错误； C．由a-t图像可知，图像的“面积”的与速度的变化量，则小车与制动器碰撞前的速度大小约为选项C错误； D．由图像可知，加速阶段的加速度为a=0.6m/s2，，带入可得选项D正确。故选D。 2.(2025-2026高三上·北京通州·期中)某学习小组设计了两种“水平加速度测量仪”来测量列车在平直轨道上的加速度。 甲测量仪（图甲）由质量为的小滑块和两根劲度系数均为的轻弹簧组成，滑块可在光滑水平杆上滑动，弹簧另一端固定在外壳上。静止时两弹簧处于原长，滑块指针指在0刻度。运动时弹簧始终在弹性限度内，通过刻度尺可测出小滑块的位移。 乙测量仪（图乙）用细线悬挂质量为的小球，静止时悬线与0刻度重合。运动时小球摆动平面与刻度盘平行，通过刻度盘可测出悬线与竖直方向的夹角。 将两测量仪正确放置在列车内，忽略空气阻力。待其稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，则列车加速度方向为水平向右 B. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧距离处，则列车的加速度大小为 C. 若将乙测量仪的刻度值标定为对应的加速度值，则加速度的刻度值随角度非均匀变化 D. 若标定加速度值后，将乙测量仪换用质量为的小球，则其加速度刻度需重新标定 【答案】C 【详解】A．若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，左侧弹簧伸长，右侧弹簧压缩，则弹力向左，由牛顿第二定律可知列车加速度方向为水平向左，故A错误；B．若甲测量仪指针指在0刻度线右侧距离处，由牛顿第二定律则列车的加速度大小为方向水平向左，故B错误；C．对乙图，设细线偏离竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律可得则将乙测量仪的刻度值标定为对应的加速度值，所以加速度的刻度值随角度非均匀变化，故C正确；D．根据可知，若标定加速度值后，将乙测量仪换用质量为的小球，则其加速度刻度不需要重新标定，故D错误。故选C。 3.(25-26高三上·北京海淀·期中)(多选)用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）利用如图甲所示装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。下列操作合理的是______。 A. 小车挂上纸带 B. 小车挂砂和砂桶 C. 调整斜面倾角，先接通电源，后轻推小车 D. 调整倾角重复多次，直到纸带上打出的点均匀分布，说明小车做匀速直线运动 （2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。若电源的频率为50Hz，处理实验数据时，每隔4个计时点取一个计数点。其中一部分纸带上的点迹情况如图乙所示，测得A点到B、C点的距离分别为x1＝5.99cm、x2＝13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB＝　　　　　　m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a＝　　　　　　m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图丙所示。所得图线既不经过原点O，又不是直线，原因可能是______。 A. 仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F B. 小车质量未远大于砂和砂桶的总质量 C. 平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 D. 未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力 【答案】（1）ACD     （2）① 0.68    ② 1.6     （3）ABC      【讲解】(1) A．平衡阻力时应使小车挂上纸带，使纸带受到的阻力一并得到补偿，故A正确；B．平衡阻力时不能挂砂和砂桶，否则砂和砂桶的重力会牵引小车，故B错误；C．先接通打点计时器电源，再轻推小车，根据纸带点迹判断小车是否做匀速直线运动，故C正确；D．反复调节木板倾角，直至纸带上的点迹均匀分布，说明小车所受合力近似为零，故D正确。故选ACD。 (2) [1]每相邻两个计数点之间有5个打点时间间隔，故点位于，两计数点之间，由中间时刻的瞬时速度等于该段平均速度得[2]相邻两段位移分别为，由逐差法得 (3) A．实际拉力不等于桶中砂的重力，且砂桶自身重力会产生额外牵引作用，因此仅用砂的重力代替拉力会使图线出现偏差，故A正确；B．若小车质量与砂和砂桶的总质量相差不大，改变砂的质量时系统总质量也显著改变，加速度与用悬挂物重力近似得到的拉力不再成正比，故B正确；CD．木板右端垫得过高时，沿木板方向的重力分力大于阻力，小车在无拉力时仍有正加速度，图线在轴上有正截距；若木板右端未垫高，阻力未被补偿，图线不会出现图示的正截距，故C正确，D错误。故选ABC。 4.(2025-2026高三上·北京海淀·期中)用如图所示装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）关于本实验，下列做法正确的是______。（选填选项前的字母） A. 打点计时器接在交流电源上　　B. 实验时先释放小车再接通电源 C. 细线可以与木板不平行　　 （2）实验中打出的一条纸带如图所示，、、为依次选取的三个计数点，相邻计数点间的时间间隔为，则小车的加速度　　　　　　。 （3）在不挂托盘的情况下，某同学平衡摩擦力和其他阻力后进行实验，实验中保持小车质量不变，通过改变放入托盘中的砝码的个数（每个砝码的质量均相同），得到小车的加速度随砝码个数变化的关系图线，图中可能正确的是______。 A.  B. 　　C.  D. 　　 【答案】（1）A     （2）     （3）D      【讲解】(1) A．打点计时器接在交流电源上，A正确；B．实验时先接通电源再释放小车，B错误；C．细线必须要与木板平行，C错误；故选A。 (2) 根据可得小车的加速度 (3) 设砝码盘质量m，每个砝码的质量为m0，小车的质量为M，开始时认为砝码和砝码盘的重力近似等于小车的牵引力，则由牛顿第二定律即即a-n图像为在a轴上有截距的倾斜的直线；随着n的增加，当不满足M>>(m+nm0) 时，加速度为可知图像向下弯曲，则图像为D所示。 考点2 牛顿运动定律的应用 1.(25-26高三上·北京育才学校·期中)如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连。两物块质量均为2kg，细线能承受的最大拉力为4N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动，则F的最大值为（　　） A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N 【答案】D 【详解】当细线上拉力最大时，对后面的物块，根据牛顿第二定律有对两物块整体根据牛顿第二定律有联立解得力F的最大值故选D。 2.(25-26高三上·北京海淀·期中)如图所示，质量为M的长方形铁箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为m的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 木块向右运动的加速度的大小为 B. 木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为 C. 若增大F，则木块受到铁箱内壁的摩擦力变大 D. 若使铁箱突然停止运动，则木块将做自由落体运动 【答案】B 【详解】AB．以木块和铁箱为整体，根据牛顿第二定律可得解得加速度大小为以木块为对象，根据牛顿第二定律可得木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为，故A错误，B正确；C．以木块为对象，竖直方向根据平衡条件可得若增大F，木块受到铁箱内壁的摩擦力不变，故C错误；D．若使铁箱突然停止运动，由于木块具有水平速度，所以木块将做平抛运动，故D错误。故选B。 3.(25-26高三上·北京师范大学第二附属中学·期中)如图所示，一辆装满石块的货车在平直的道路上向右行驶，车厢中质量为m的石块B受到与它接触的石块对它的作用力为F，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 货车匀速运动时，F的方向水平向右 B. 货车以加速度a匀加速运动时，F的方向水平向右 C. 货车以加速度a匀加速运动时，F = D. 货车以加速度a匀加速运动时，F= ma 【答案】C 【详解】A．货车匀速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力与重力等大反向，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小等于重力mg，故A错误；BCD．货车以加速度a匀加速运动时，石块B所受的合力为ma，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小为F =方向斜向右上方，故BD错误，C正确。故选C。 4.(25-26高三上·北京四中·期中)一劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，其下端固定于水平面。质量分别为和的物体、自上而下叠放于弹簧上端，如图所示，整个系统处于静止状态。现对物体A施加一个竖直向下的压力F，在F开始作用的瞬间，物体A获得竖直向下的加速度，其大小为（g为重力加速度）。该瞬间、之间的弹力大小为（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】C 【详解】设弹簧初始压缩量为，由二力平衡可得施加F瞬间对整体，由牛顿第二定律解得对物体A，有牛顿第二定律解得故选C。 5.(25-26高三上·北京朝阳·期中)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则该质点此后（　　） A. 速度的方向不可能总是与该恒力的方向相同 B. 速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C. 加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D. 速度变化量的方向可能与该恒力的方向垂直 【答案】BC 【详解】A．若所加的恒力与原来的速度方向相同，则质点沿恒力方向做匀加速直线运动，质点的速度的方向总是与该恒力的方向相同，A错误；B．若所加的恒力与原来的速度方向垂直，则质点将做类平抛运动，则速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直，B正确；CD．根据牛顿第二定律可知，加速度的方向总是与该恒力的方向相同，速度变化量的方向与加速度的方向相同，则不可能与该恒力的方向垂直，C正确，D错误。故选BC。 6.(25-26高三上·北京朝阳·期中)如图所示，高空作业时使用无人机运送零件。某段时间内，无人机在水平面内沿直线飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对无人机静止，轻绳与竖直方向夹角不变。忽略零件所受空气阻力，则在该段时间内（　　） A. 无人机速度一定随时间均匀变化 B. 无人机加速度可能逐渐增大 C. 零件所受拉力可能不断减小 D. 零件的动量一定逐渐增大 【答案】A 【详解】ABC．零件受重力和拉力，设轻绳与竖直方向的夹角为θ。分解拉力得，解得，故加速度恒定，B错误；解得，故拉力恒定，C错误；加速度恒定的直线运动是匀变速直线运动，故速度随时间均匀变化，A正确；D．零件的动量，若与同向，动量随时间均匀变大，若与反向，动量随时间均匀变小，故D错误。故选A。 7.(25-26高三上·北京四中·期中)(多选)如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与质量为m的物块A相连接。用一水平挡板B托住物块A，使其处于静止状态，弹簧处于原长。现使挡板B由静止开始向下做加速度大小为的匀加速运动，忽略空气阻力，在之后的运动中，下列说法正确的是（　　） A. 挡板B与物块A分离时，弹簧的伸长量 B. 物块A达到最大速度时，弹簧的伸长量 C. 物块A的最大速度 D. 弹簧的最大伸长量等于 【答案】AC 【详解】A．挡板B与物块A分离时，AB之间的弹力为零，则此时对A分析可知解得弹簧的伸长量，A正确；B．物块A达到最大速度时，弹力与重力相等，即可得弹簧的伸长量，B错误；D．当物块A是自由下落时弹簧的最大形变量为x=2x2，解得弹簧的最大形变量为，但因为一开始有挡板B阻碍A下落，其中有能量损失，所以弹簧的最大形变量应该小于，故D错误；C．当A和B分离后，对A根据牛顿第二定律得mg-kx=ma则a随x增大而均匀减小；物块A加速度a随坐标x变化的图像如下图所示 根据v2=2ax可知，a-x图线与坐标轴所围面积为，则解得，故C正确。故选AC。 8.(2025-2026高三上·北京海淀·期中)(多选)如图所示，质量为的长方形铁箱在水平拉力的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 木块受到铁箱内壁的摩擦力大小为 B. 木块与铁箱内壁间的动摩擦因数 C. 若减小，则木块受到铁箱内壁的摩擦力一定不变 D. 若使铁箱突然停止运动，则木块将做匀变速曲线运动 【答案】BD 【详解】AB．对整体有对木块有，其中是铁箱后壁对木块的弹力木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止，竖直方向上有即木块受到铁箱内壁的摩擦力大小为，联立可得木块与铁箱内壁间的动摩擦因数，故A错误，B正确；C．若减小，根据可知木块的水平加速度变小，则变小，则木块相对铁箱后壁向下滑动，根据可知摩擦力减小，故C错误；D．若使铁箱突然停止运动，则木块将做平抛运动，即做匀变速曲线运动，故D正确。故选BD。 9.(2025-2026高三上·北京海淀·期中)如图所示，一质量的物体静止在水平地面上，时，用一大小为20N、与水平方向成斜向右下方的力推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度，，。求： （1）物体的加速度大小。 （2）物体前内通过的位移大小。 （3）时，力的瞬时功率。 【答案】（1）     （2）     （3）      【讲解】(1) 物体受力分析如答图所示。 根据牛顿第二定律，水平方向竖直方向由得 (2) 根据运动学公式得 (3) 根据瞬时功率定义且得 10.(25-26高三上·北京海淀·期中)如图所示，一质量m＝1.0kg的物体静止在水平地面上。t＝0时，用一大小为20N、与水平方向成θ＝37°斜向右下方的力F推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10m/s2，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8。求： （1）物体所受滑动摩擦力的大小f； （2）t＝2.0s时物体的速度的大小v； （3）从静止开始运动前2.0s内，物体所受力F的冲量大小I； （4）从静止开始运动2.0s内，力F对物体所做功的大小W； （5）从静止开始运动2.0s内，力F对物体做功的平均功率。 【答案】（1）11N     （2）10m/s     （3）40N·s     （4）160J     （5）80W      【讲解】(1) 物体受力分析如图所示 竖直方向由 (2) 根据牛顿第二定律，水平方向得t＝2.0s时物体的速度的大小 (3) 从静止开始运动前2.0s内，物体所受力F的冲量大小 (4) 根据运动学公式得从静止开始运动2.0s内，力F对物体所做功的大小 (5) 从静止开始运动2.0s内，力F对物体做功的平均功率 考点3 超重和失重 1.(25-26高三上·北京育才学校·期中)如图所示，某人站上向右上行的智能电动扶梯，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中人与扶梯保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 扶梯加速运动阶段，人处于超重状态 B. 扶梯加速运动阶段，人受到的摩擦力水平向左 C. 扶梯匀速运动阶段，人受到重力、支持力和摩擦力 D. 扶梯匀速运动阶段，人受到的支持力大于重力 【答案】A 【详解】AB．依题意可知在加速运动过程中，人的加速度向右上方，加速度在竖直向上的方向上有分量和在水平向右方向有分量，可知人处于超重状态，人受到的摩擦力水平向右，故A正确，B错误；CD．扶梯匀速运动阶段，由平衡条件可知人受到自身重力，扶梯对它竖直向上的支持力，共计两个力的作用，且扶梯对人的支持力大小等于重力大小，故C、D错误。故A。 2.(25-26高三上·北京海淀·期中)某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度a随时间t的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. t1时刻手机已脱离手掌 B. t1~t2时间内，手机做匀加速直线运动 C. t3时刻手机的速度达到最大值 D. t1~t3时间内，手机处于失重状态 【答案】D 【详解】A．手机完全脱离手掌后，只受重力，加速度大小等于重力加速度，t1时刻加速度小于g，说明手掌仍对手机有支持力，手机未脱离手掌，故A错误；B．t1~t2时间内，图像是曲线，加速度大小在变化，并非恒定加速度，因此不是匀加速直线运动，故B错误；C．t3之前手机加速度向下，速度增大；t3时刻之后加速度减小至零的过程中，加速度方向不变，手机仍在向下加速。速度最大值在t3之后，加速度由负转正之时，故C错误；D．加速度竖直向下手机失重，t1~t3时间段内，加速度a<0（图像在横轴下方），代表加速度方向竖直向下，手机处于失重状态，故D 正确。故选D 。 3.(25-26高三上·北京育才学校·期中)图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度。根据图像分析可知（　　） A. 人的重力可由b点读出，约为300N B. b到c的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态 C. 人在双脚离开力板的过程中，重力的冲量约为450N·s D. 人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度 【答案】C 【详解】A．开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力约为900N，则人的重力也约为900N，故A错误；B．由图乙可知，从b到c的过程中，人对力板的压力先小于自身重力后大于自身重力，因此人先处于失重状态再处于超重状态，故B错误；C．人在双脚离开力板的过程压力为零，即为共0.5s的时间，则重力的冲量约为，故C正确；D．由图乙可知，在b点人对力板的压力约为300N，力板对人的支持力约为300N，人所受合力约为在c点，人对力板的压力约为2000N，力板对人的支持力约为2000N，人受到的合力约为可知人在b点受到的合力小于在c点受到的合力，由牛顿第二定律可知，人在b点对应时刻的加速度小于在c点对应时刻的加速度，故D错误。故选C。 4.(25-26高三上·北京一六六中学&第五十中学·期中)体育课上，某同学在进行原地纵跳摸高训练。已知该同学的质量m=60kg，原地静止站立（不起跳）摸高为2.16m，训练过程中，该同学先下蹲，重心下降0.45m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.61m的高度。起跳过程看成匀变速运动，全程忽略空气阻力影响，g取10m/s²。则（　　） A. 从开始起跳到双脚落回地面需要0.6s B. 起跳过程中该同学对地面的压力为1200N C. 该同学起跳后到上升到最高点一直处于超重状态 D. 起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度小。 【答案】B 【详解】B．从开始起跳到脚离开地面，重心上升h1=0.45m，可得由牛顿第二定律F-mg=ma离开地面到上升到最高点的过程中，重心上升距离为h2=2.61m-2.16m=0.45m，可得v2=2gh2联立解得v=3m/s，a=10m/s2，FN=1200N根据牛顿第三定律可得，起跳过程中该同学对地面的压力为1200N，故B正确；A．加速上升时间为减速上升与加速下降时间相等，均为总时间为t=t1+2t2=0.9s，故A错误；C．从开始起跳到脚离开地面做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态，离开地面到上升到最高点的过程中做竖直上抛运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误；D．根据平均速度公式可知，起跳过程的平均速度等于离地上升到最高点过程的平均速度，均为，故D错误。故选B。 考点4 “传送带”模型中的动力学问题 1.(25-26高三上·北京师范大学第二附属中学·期中)水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是（　　） A. 刚开始物体相对传送带向前运动 B. 物体匀速运动过程中，受到静摩擦力 C. 物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功 D. 传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长 【答案】D 【详解】A．刚开始时，物体速度小于传送带速度，则物体相对传送带向后运动，A错误；B．匀速运动过程中，物体与传送带之间无相对运动趋势，则物体不受摩擦力作用，B错误；C．物体加速，由动能定理可知，摩擦力对物体做正功，C错误；D．设物体与传送带间动摩擦因数为μ，物体相对传送带运动时做匀加速运动时，物体速度小于传送带速度则一直加速，由可知，传送带速度越大，物体加速运动的时间越长，D正确。故选D。 2.(25-26高三上·北京育才学校·期中)(多选)如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度v匀速运动，某时刻一质量为m的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 传送带对物块所做的功为 B. 物块对传送带所做的功为 C. 物块与传送带间由于摩擦而产生的热量为 D. 由于传送该物块电动机需要多做的功为 【答案】AB 【详解】A．物块相对传送带静止时物块的速度等于传送带速度v。对物块，由动能定理得传送带对物块所做的功为，故A正确；B．设经过时间t物块与传送带速度相等，物块的位移传送带的位移传送带对物块做功物块对传送带做功，故B正确；C．物块与传送带间由于摩擦力产生的热量，故C错误；D．电动机多做的功转化成了物块的动能和系统的内能，所以电动机多做的功为，故D错误。故选AB。 3.(25-26高三上·北京朝阳·期中)分拣线上常会用到改变工件运动方向的装置。如图所示，宽度为的水平传送带以速度向右匀速运动，在其上方固定一光滑挡板，挡板与传送带边界夹角为。现将质量为的工件（可视为质点）轻放在传送带中心线上一点，当工件相对传送带静止时恰好碰到挡板，碰后工件垂直于挡板方向的速度减为零，平行于挡板方向的速度与碰前相同，最终从边界离开传送带。已知工件与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。则工件（　　） A. 从放上传送带至碰到挡板，所用的时间为 B. 从放上传送带至碰到挡板，摩擦力对其做功为 C. 沿挡板运动时对挡板的压力大小为 D. 从碰到挡板至离开传送带所用的时间为 【答案】C 【详解】A．工件在传送带上做匀加速运动，加速度为与传送带共速时有则，故A错误；B．从放上传送带至碰到挡板，由动能定理得摩擦力对其做功，故B错误；CD．工件与传送带共速时将工件的速度分解为沿挡板方向和垂直挡板方向，如图所示 则故工件与挡板碰撞后，垂直于挡板方向的速度减为零，相对传送带的速度大小方向垂直于挡板斜向左下方，由于摩擦力方向与相对运动方向相反，所以工件受到传送带摩擦力与挡板对它的弹力大小相等、方向相反，根据牛顿第三定律知沿挡板运动时对挡板的压力与挡板对工件的弹力相等大小为；又因与传送带沿挡板方向的速度相同，工件沿挡板方向不受力以做匀速直线运动，则工件从碰到挡板到离开传送带的运动时间，故C正确，D错误。故选C。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题02运动和力的关系 考点1实验：探究加速度与力、质量的关系 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】(1)ACD (2)①0.68 ②1.6 (3)ABC 4.【答案】(1)A (2)x-2x1 (3)D T2 ①考点2牛顿运动定律的应用 1.【答案】D 2.【答案】B 3.【答案】c 4.【答案】C 5.【答案】BC 6.【答案】A 7.【答案】AC 8.【答案】BD 9.【答案】(1)a=5.0m/s2 (2)x=10.0m (3)P=160W 10.【答案】(1)11N (2)10m/s (3)40Ns (4)160J 112 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (5)80W 列 考点3超重和失重 1.【答案】A 2.【答案】D 3.【答案】C 4.【答案】B 》 考点4“传送带”模型中的动力学问题 1.【答案】D 2.【答案】AB 3.【答案】C 212 专题02 运动和力的关系 4大高频考点 1. 实验：探究加速度与力、质量的关系 2. 牛顿运动定律的应用 3. 超重和失重 4. “传送带”模型中的动力学问题 考点1 实验：探究加速度与力、质量的关系 1.(25-26高三上·北京一六六中学&第五十中学·期中)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，改装成如图1所示的装置来测量小车加速度。小车的质量，槽码的质量。小车由静止释放，设小车前进的方向为正方向，通过手机软件测得加速度随时间变化图像如图2所示，其中减速过程中加速度超过了手机的显示范围。关于此实验的分析，下列说法正确的是（　　） A. 放手机与不放手机相比，小车加速过程中的加速度较大 B. 放手机与不放手机相比，小车加速过程中细线对小车的拉力较小 C. 小车与制动器碰撞前的速度大小约为 D. 此手机的质量约为 2.(2025-2026高三上·北京通州·期中)某学习小组设计了两种“水平加速度测量仪”来测量列车在平直轨道上的加速度。 甲测量仪（图甲）由质量为的小滑块和两根劲度系数均为的轻弹簧组成，滑块可在光滑水平杆上滑动，弹簧另一端固定在外壳上。静止时两弹簧处于原长，滑块指针指在0刻度。运动时弹簧始终在弹性限度内，通过刻度尺可测出小滑块的位移。 乙测量仪（图乙）用细线悬挂质量为的小球，静止时悬线与0刻度重合。运动时小球摆动平面与刻度盘平行，通过刻度盘可测出悬线与竖直方向的夹角。 将两测量仪正确放置在列车内，忽略空气阻力。待其稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，则列车加速度方向为水平向右 B. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧距离处，则列车的加速度大小为 C. 若将乙测量仪的刻度值标定为对应的加速度值，则加速度的刻度值随角度非均匀变化 D. 若标定加速度值后，将乙测量仪换用质量为的小球，则其加速度刻度需重新标定 3.(25-26高三上·北京海淀·期中)(多选)用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）利用如图甲所示装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。下列操作合理的是______。 A. 小车挂上纸带 B. 小车挂砂和砂桶 C. 调整斜面倾角，先接通电源，后轻推小车 D. 调整倾角重复多次，直到纸带上打出的点均匀分布，说明小车做匀速直线运动 （2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。若电源的频率为50Hz，处理实验数据时，每隔4个计时点取一个计数点。其中一部分纸带上的点迹情况如图乙所示，测得A点到B、C点的距离分别为x1＝5.99cm、x2＝13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB＝　　　　　　m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a＝　　　　　　m/s2。（结果均保留两位有效数字） （3）某同学保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度a随其所受拉力F变化图线如图丙所示。所得图线既不经过原点O，又不是直线，原因可能是______。 A. 仅用桶中砂的重力来代替小车所受拉力F B. 小车质量未远大于砂和砂桶的总质量 C. 平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 D. 未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力 4.(2025-2026高三上·北京海淀·期中)用如图所示装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）关于本实验，下列做法正确的是______。（选填选项前的字母） A. 打点计时器接在交流电源上　　B. 实验时先释放小车再接通电源 C. 细线可以与木板不平行　　 （2）实验中打出的一条纸带如图所示，、、为依次选取的三个计数点，相邻计数点间的时间间隔为，则小车的加速度　　　　　　。 （3）在不挂托盘的情况下，某同学平衡摩擦力和其他阻力后进行实验，实验中保持小车质量不变，通过改变放入托盘中的砝码的个数（每个砝码的质量均相同），得到小车的加速度随砝码个数变化的关系图线，图中可能正确的是______。 A.  B. 　　C.  D. 　　 考点2 牛顿运动定律的应用 1.(25-26高三上·北京育才学校·期中)如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连。两物块质量均为2kg，细线能承受的最大拉力为4N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动，则F的最大值为（　　） A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N 2.(25-26高三上·北京海淀·期中)如图所示，质量为M的长方形铁箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为m的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 木块向右运动的加速度的大小为 B. 木块受到铁箱内壁水平方向的作用力大小为 C. 若增大F，则木块受到铁箱内壁的摩擦力变大 D. 若使铁箱突然停止运动，则木块将做自由落体运动 3.(25-26高三上·北京师范大学第二附属中学·期中)如图所示，一辆装满石块的货车在平直的道路上向右行驶，车厢中质量为m的石块B受到与它接触的石块对它的作用力为F，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 货车匀速运动时，F的方向水平向右 B. 货车以加速度a匀加速运动时，F的方向水平向右 C. 货车以加速度a匀加速运动时，F = D. 货车以加速度a匀加速运动时，F= ma 4.(25-26高三上·北京四中·期中)一劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，其下端固定于水平面。质量分别为和的物体、自上而下叠放于弹簧上端，如图所示，整个系统处于静止状态。现对物体A施加一个竖直向下的压力F，在F开始作用的瞬间，物体A获得竖直向下的加速度，其大小为（g为重力加速度）。该瞬间、之间的弹力大小为（　　） A.  B.  C.  D.  5.(25-26高三上·北京朝阳·期中)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则该质点此后（　　） A. 速度的方向不可能总是与该恒力的方向相同 B. 速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C. 加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D. 速度变化量的方向可能与该恒力的方向垂直 6.(25-26高三上·北京朝阳·期中)如图所示，高空作业时使用无人机运送零件。某段时间内，无人机在水平面内沿直线飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对无人机静止，轻绳与竖直方向夹角不变。忽略零件所受空气阻力，则在该段时间内（　　） A. 无人机速度一定随时间均匀变化 B. 无人机加速度可能逐渐增大 C. 零件所受拉力可能不断减小 D. 零件的动量一定逐渐增大 7.(25-26高三上·北京四中·期中)(多选)如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与质量为m的物块A相连接。用一水平挡板B托住物块A，使其处于静止状态，弹簧处于原长。现使挡板B由静止开始向下做加速度大小为的匀加速运动，忽略空气阻力，在之后的运动中，下列说法正确的是（　　） A. 挡板B与物块A分离时，弹簧的伸长量 B. 物块A达到最大速度时，弹簧的伸长量 C. 物块A的最大速度 D. 弹簧的最大伸长量等于 8.(2025-2026高三上·北京海淀·期中)(多选)如图所示，质量为的长方形铁箱在水平拉力的作用下沿光滑水平面向右加速运动。铁箱内有一质量为的木块恰能在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止。设木块与铁箱之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等。重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 木块受到铁箱内壁的摩擦力大小为 B. 木块与铁箱内壁间的动摩擦因数 C. 若减小，则木块受到铁箱内壁的摩擦力一定不变 D. 若使铁箱突然停止运动，则木块将做匀变速曲线运动 9.(2025-2026高三上·北京海淀·期中)如图所示，一质量的物体静止在水平地面上，时，用一大小为20N、与水平方向成斜向右下方的力推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度，，。求： （1）物体的加速度大小。 （2）物体前内通过的位移大小。 （3）时，力的瞬时功率。 10.(25-26高三上·北京海淀·期中)如图所示，一质量m＝1.0kg的物体静止在水平地面上。t＝0时，用一大小为20N、与水平方向成θ＝37°斜向右下方的力F推物体，使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10m/s2，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8。求： （1）物体所受滑动摩擦力的大小f； （2）t＝2.0s时物体的速度的大小v； （3）从静止开始运动前2.0s内，物体所受力F的冲量大小I； （4）从静止开始运动2.0s内，力F对物体所做功的大小W； （5）从静止开始运动2.0s内，力F对物体做功的平均功率。 考点3 超重和失重 1.(25-26高三上·北京育才学校·期中)如图所示，某人站上向右上行的智能电动扶梯，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中人与扶梯保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 扶梯加速运动阶段，人处于超重状态 B. 扶梯加速运动阶段，人受到的摩擦力水平向左 C. 扶梯匀速运动阶段，人受到重力、支持力和摩擦力 D. 扶梯匀速运动阶段，人受到的支持力大于重力 2.(25-26高三上·北京海淀·期中)某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度a随时间t的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. t1时刻手机已脱离手掌 B. t1~t2时间内，手机做匀加速直线运动 C. t3时刻手机的速度达到最大值 D. t1~t3时间内，手机处于失重状态 3.(25-26高三上·北京育才学校·期中)图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度。根据图像分析可知（　　） A. 人的重力可由b点读出，约为300N B. b到c的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态 C. 人在双脚离开力板的过程中，重力的冲量约为450N·s D. 人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度 4.(25-26高三上·北京一六六中学&第五十中学·期中)体育课上，某同学在进行原地纵跳摸高训练。已知该同学的质量m=60kg，原地静止站立（不起跳）摸高为2.16m，训练过程中，该同学先下蹲，重心下降0.45m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.61m的高度。起跳过程看成匀变速运动，全程忽略空气阻力影响，g取10m/s²。则（　　） A. 从开始起跳到双脚落回地面需要0.6s B. 起跳过程中该同学对地面的压力为1200N C. 该同学起跳后到上升到最高点一直处于超重状态 D. 起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度小。 考点4 “传送带”模型中的动力学问题 1.(25-26高三上·北京师范大学第二附属中学·期中)水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是（　　） A. 刚开始物体相对传送带向前运动 B. 物体匀速运动过程中，受到静摩擦力 C. 物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功 D. 传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长 2.(25-26高三上·北京育才学校·期中)(多选)如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度v匀速运动，某时刻一质量为m的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 传送带对物块所做的功为 B. 物块对传送带所做的功为 C. 物块与传送带间由于摩擦而产生的热量为 D. 由于传送该物块电动机需要多做的功为 3.(25-26高三上·北京朝阳·期中)分拣线上常会用到改变工件运动方向的装置。如图所示，宽度为的水平传送带以速度向右匀速运动，在其上方固定一光滑挡板，挡板与传送带边界夹角为。现将质量为的工件（可视为质点）轻放在传送带中心线上一点，当工件相对传送带静止时恰好碰到挡板，碰后工件垂直于挡板方向的速度减为零，平行于挡板方向的速度与碰前相同，最终从边界离开传送带。已知工件与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。则工件（　　） A. 从放上传送带至碰到挡板，所用的时间为 B. 从放上传送带至碰到挡板，摩擦力对其做功为 C. 沿挡板运动时对挡板的压力大小为 D. 从碰到挡板至离开传送带所用的时间为 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $