物理(四)牛顿运动定律、超失重、实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系-【衡水金卷·先享题】2026-2027学年高三物理一轮复习40分钟周测卷（冀渝川豫皖专版）

物理（四）牛顿运动定律、超失重、 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 (建议用时40分钟，满分100分)》 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的) 1.在北京半程马拉松比赛中，从起点到终点的直线距离约为12k,实际赛道长 度为21.0975km,冠军机器人用时约2小时40分完成比赛。下列说法正确 的是 A.机器人的位移大小为21.0975km B.机器人的平均速度大小约为4.5km/h C.若机器人在弯道段保持速率不变，则其所受合外力为零 D.机器人静止时惯性为零，跑动时惯性变大 2.机器人在搬运货物方面有着独特的优势，它可以按照设定的程序和路线，精准地抓取、移动并放 置货物，能在物流仓储等场景提高搬运效率。如图所示，机器人静止在原地并将货物竖直缓慢 抬起的过程中（从图甲状态到图乙状态），下列说法正确的是 A.机器人对货物的作用力方向斜向右上方 B.货物对机器人的作用力方向斜向右下方 C.地面对机器人的摩擦力方向水平向左 D.地面对机器人的作用力方向竖直向上 3.如图所示，某次冰球比赛中，运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球的不同部位，冰球的运动状态 随之发生改变，且每次的改变情况也各不相同。下列说法正确的是 A.力可以改变物体的运动状态 B.力的作用效果仅与力的方向有关 C.力的作用效果与力的作用点无关 D.物体的运动需要力来维持 4.如图所示，竖直平面内三个圆的半径之比为3：2：1，它们的最低点相切于P点。有三根光滑细 杆AP、BP、CP,三根杆的最高点分别处于三个圆的圆周上的某一点，最低点均处于P点。现有 一小环分别套在三根杆上，都从杆的最高点由静止开始沿杆下滑至P点，则小环在杆AP、BP、 CP上运动的时间之比为 A.3:2:1 B.1:1:1 C.√3：√2：1 D.(√3-√2)：(2-1)：1 物理（四）第1页（共4页） 5.如图甲所示，一算盘静置在水平桌面上，中间带孔的算珠可穿在固定的杆上滑动，使用时发现有 一颗算珠位于杆的一端处于未归零状态。在t=0时对算珠施加沿杆方向的力F=0.1N,使其 由静止开始运动，经0.15s撤去力F,此后再经过0.15s算珠恰好能到达另一端处于归零状态。 算珠在整个运动过程中的-t图像如图乙所示，算珠可视为质点，且与杆间的动摩擦因数恒定， 重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是 v/(m's-1) 未归零归零 状态状态 0.3 A.算珠与杆间的动摩擦因数为0.1 0.2 B.算珠的质量为25g 0.1 0.10.20.3is C.杆长为9cm D.若不撤去力F,则算珠在t=0.2s时已处于归零状态 6.蹦极是人们喜爱的刺激性体育运动，运动员身系弹性绳从高空下落到最低点后又返回上升到一 定高度后再下降。若忽略空气阻力，弹性绳始终在弹性限度内，则运动员从离开平台到第一次 上升到速度为零的过程中，其运动的加速度α随路程x变化的关系图像可能正确是 授 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.雨滴从高空落下，会一直加速吗？答案是否定的。因为雨滴（可看成球形）在空气中竖直下落的 速度较大时，受到的空气阻力f与雨滴的横截面积S成正比，与下落速度v的平方成正比，即f =S,其中k为比例系数，当阻力增大到与雨滴的重力平衡时，雨滴匀速下落。已知水的密度 为ρ，重力加速度为g。下列说法正确的是 A.比例系数k的单位为kg/m B.比例系数k的单位为kg/m3 C.雨滴越大，匀速下落时的速度也越大 D.半径为r的雨滴匀速下落的速度大小为 /4gr 3k 8.如图为和谐号跨越黄河时的情景。高铁组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不 提供动力的车厢叫拖车。该动车组由8节车厢组成，其中第1、3和5节车厢为动车，其余为拖 车。每节动车开启时均能提供恒定的动力F,各节车厢的质量都相同，动车组在水平轨道和倾 斜轨道上运行时受到的阻力相等且均与车重成正比。下列说法正确的是 A.动车组动力全部开启后在水平轨道行进时，第3、4节车厢 间的作用力与第2、3节车厢间的作用力之比为1：2 B.动车组动力全部开启后分别在水平轨道和倾斜直轨道上 坡时，第6、7节车厢间的作用力之比为1：1 C.动车组动力全部开启和只开启第一节动车动力在水平轨 道行进时，第6、7节车厢间的作用力之比为3：1 D.若增大开启的动车组个数，第6、7节车厢间的作用力减小 物理（四）第2页（共4页） 40分钟·S 班级 姓名 分数 题号 3 4 5 6 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(12分)某同学用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。 A☐纸带 BAA 乙 (1)关于本实验，下列说法正确的是 (填正确答案标号) A.每次改变小车的质量时，应重新平衡摩擦力 B.实验时应先释放小车后接通电源 C.本实验中砝码及砝码盘B的质量应远大于小车A的质量 D.在用图像探究加速度与质量的关系时，应作a1图像 mA (2)某同学在实验中打出的一条纸带如图乙所示，他选择了几个点作为计数点，相邻两计数点间 还有4个点没有画出，其中Sb=7.06cm、S=7.68cm、S.d=8.30cm、S=8.92cm,已知电源 的频率为50Hz,则c点的速度大小为 (结果保留两位有效数字)m/s,小车的加速度大 小为 m/s2。 (3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是平衡摩擦力，但他把长木板的右端垫得过高，使得 倾角过大。用a表示小车的加速度，F表示细线对小车的拉力，则他绘出的a-F关系图像可能 正确的是 。(填正确答案标号) 物理（四）第3页（共4页） 10.(16分)如图所示，倾角0=30°、质量M=5kg的斜面体顶端装有一个光滑定滑轮。现用一根 不可伸长的轻绳绕过定滑轮对质量m=1kg的物块施加竖直向下的外力F时，物块以α。= 1m/s2的加速度匀加速上升，外力F作用的时间t1=4s时轻绳与物块连接处突然断裂，物块 恰好滑到斜面体顶端。已知物块与斜面体间的动摩擦因数以=号，重力加速度g=10m/s。 全程斜面体一直未能滑动，求： (1)外力F的大小； (2)物块滑到斜面体底端时的速度大小。 之 11.(20分)如图所示，某工厂用质量B=300kg的物体B通过不可伸长的轻绳及光滑定滑轮协 助传送带传送货物。现将质量4=200kg的物体A(可视为质点)从传送带底端（与地面等 高)由静止释放，最终传送到距离地面高H处，此时物体A刚好匀速，轻绳与物体A相连的部 分与传送霜平行，已知传送带的领角日=0，物休A与传送指间的动摩探因数以=，传送带 以o1=6m/s的速度沿顺时针方向转动，释放物体A时，物体B距地面的高度hs=6.5m,物 体B落地后不反弹，重力加速度g=10m/s2,求： (1)释放后瞬间物体A的加速度大小； (2)高度H。 物理（四）第4页（共4页）】 》40分钟·S40分钟·S ·物理· 物理（四） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I,理解能力Ⅱ.推理论证能力 Ⅲ，模型建构能力Ⅳ.创新能力V.实验探究能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ⅡⅢ V ①②③④ 档次 系数 1 单项选择题 比赛中平均速度和惯性的理解 0.80 2 单项选择题 6 受力分析 中 0.75 3 单项选择题 力的作用效果 中 0.75 4 单项选择题 6 等时圆模型的理解与应用 L 中 0.65 5 单项选择题 6 联系实际的多运动过程分析 中 0.60 蹦极过程中运动员加速度的变 单项选择题 难 0.55 化规律 多项选择题 8 单位制的理解与应用 易 0.85 8 多项选择题 8 联系实际的连接体问题分析 0.50 9 非选择题 12 探究加速度与力、质量的关系 中 0.75 10 非选择题 16 多过程运动问题的分析 中 0.65 11 非选择题 20 传送带问题 中 0.60 叁考答案及解析 一、单项选择题 不为零，C项错误；惯性大小只与物体质量有关，与物 1.B【解析】位移为从初位置到末位置的有向线段，大 体的运动状态无关，D项错误。 小为12km,A项错误：平均速度0=二=12km/h 2.D【解析】机器人静止在原地将货物竖直缓慢抬起 3 的过程中，货物始终受力平衡，机器人对货物的作用 =4.5km/h,B项正确；弯道段是曲线，虽然机器人保 力方向竖直向上，A项错误；由牛顿第三定律可知，货 持速率不变，但速度方向一直在变，故其所受合外力 物对机器人的作用力方向竖直向下，B项错误；取整 ·11· ·物理· 参考答案及解析 体为研究对象，地面对机器人的摩擦力为零，地面对：6.B【解析】在弹性绳伸直前运动员做自由落体运动， 机器人的作用力方向竖直向上，C项错误，D项正确。 加速度大小为g,弹性绳刚伸直时有一定的速度，重 3.A【解析】冰球比赛中，运动员用冰球杆击打冰球， 力作用的加速度大小仍为g,随后弹性绳开始伸长， 冰球的运动状态随之发生改变，说明力可以改变物体 但弹力仍小于重力，运动员继续加速运动，由g一 的运动状态，A项正确：运动员用冰球杆沿不同的方 kx=a可知运动员做加速度逐渐减小的加速运动， 向击打冰球的不同部位，冰球的运动状态随之改变， 当加速度为0时速度达到最大，此后弹力大于重力， 且每次的改变情况也各不相同，说明力的作用效果与 开始减速下降到停下，由kx一mg=ma'可知运动员 力的方向和力的作用点都有关，B、C项错误；由牛顿 做加速度逐渐增大的减速运动，由运动的对称性可知 第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，力是改 在减速下降时一定能找到一点的速度和弹性绳刚伸 变物体运动状态的原因，D项错误 直时的速度相同，此时其加速度大小也为g,故运动 4.C【解析】由等时圆模型可知，小环在杆AP、BP、 到最低点时的弹力大于重力，即最低点的加速度大于 CP上运动的时间分别与在A'P、B'P、CP上运动的 g,CD项错误；运动员由最低点向上先加速后减速 时间相同，由自由落体运动规律有方=子g,可得1 到原长处，此后做上抛运动到最高点，从上抛到最高 点的过程中加速度等于g,A项错误，B项正确。 ，故小环在杆AP,BP,CP上运动的时间之比 Ng 二、多项选择题 tAp:tBp:t=√3√2：l,C项正确。 7,BCD【解析】根据题意可得k= 号，由f的单位为 kg·m/s2,S的单位为m2,u的单位为m/s,可知比例 系数的单位为：份竖A项错误B项正 确：半径为r的雨滴匀速下落时，由f=mg=p· 5,B【解析】由牛顿第二定律可知施力时F-umg= 3πrg和f=St,解得v=√ ,可知雨滴越 ma1,撤去力后mg=a2,结合图像可知，a1=a2= 0.5m/s=2m/s,解得u=0.2,m=25g,A项错 0.3 大，即r越大，匀速下落时的速度也越大，C、D项 正确。 误，B项正确；由)-t图像可知图线与坐标轴所围的 8.BC 【解析】动车组动力全部开启后在水平轨道行进 面积表示位移大小，杆长x=0.3X0.3 2 m=0.045m 时，设第3、4节车厢间的作用力与第2、3节车厢间的 =4.5cm,C项错误；若不撤去力F,算珠将以2m/s2 作用力分别为T1和T:,对动车组整体由牛顿第二定 的加速度做匀加速直线运动，经过0.2s后的位移x' 律有3F-8f=8ma1,对前3节车厢由牛顿第二定律 =号×2X0.2=0.04m<4.5cm,放此时未到归零 有2F-3-T1=3ma1,对前2节车厢由牛顿第二定 状态，D项错误。 律有F-2f-T=2ma,解得T=冬R,T=子R, ·12· 40分钟·S ·物理· 元=之，A项错误；动车组动力全部开启后在水平轨 = (3)长木板的右端垫得过高，倾角过大时，不挂砝码和 砝码盘，小车就有加速度，即F=0时a>0,C项 道行进时，第6、7节车厢间的作用力T满足T3一2/ 正确 =2m@1,在倾斜直轨道上坡时由牛顿第二定律有3F 10.【解析】(1)0~4s内物块匀加速上升，由牛顿第二 一8f-8 ngsin0=8ma2,第6、7节车厢间的作用力 定律有 T1满足T1-2f-2 ngsin0=2ma2,解得T:=T1= F-umgcos -mgsin 0=mao (1分) 子F,B项正确：只开启第一节动车动力在水平轨道 解得F=9N (2分) 行进时，由牛顿第二定律有F一8f=8ma,第6、7节 (2)匀加速上升阶段的末速度=aot右=4m/s 车厢间的作用力T,满足T-2f=2a4,解得T; (1分) 士P是=子，C项正确：若增大那启的动车组个数， 位移1=号=8m (1分) 则整车的加速度a;增大，第6、7节车厢间的作用力 轻绳断裂后物块减速上升到顶端，由牛顿第二定 T,满足T,一2f=2ma,可知T;也增大，D项错误。 律有 三、非选择题 umgcos mgsin =ma (2分) 9.(1)D(3分) 解得a1=8m/s2 (1分) (2)0.80(3分)0.62(3分) 减速到零的阶段t==0.5s (1分) (3)C(3分) 【解析】(1)将长木板不带滑轮的一端适当垫高，可以 位移。=受=1m (1分) 让小车重力的分力与摩擦力相平衡，这样当改变小车 物块到达顶端后，由牛顿第二定律有 的质量时，不用重新平衡摩擦力，A项错误；实验时应 mgsin 0-umgcos =maz (2分) 该先接通电源后释放小车，B项错误；为了让小车所 解得a2=2m/s (1分) 受的合外力近似等于砝码和砝码盘的总重力，系统的 根据运动学公式有=2a2(x1十x2) (1分) 加速度要足够小，故应让砝码及砝码盘B的质量远 小于小车A的质量，C项错误：在外力恒定的情况下， 解得2=6m/s (2分) 11.【解析】(1)释放物体A的瞬间，因物体A的速度小 加速度与物体的质量成反比，所以应作a~图像，D ma 于传送带的速度，物体A受到沿传送带向上的滑动 项正确。 摩擦力，对物体A由牛顿第二定律有T十mag cos日 (2)由匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速 -mag sin =maa (2分) 度等于中间时刻的瞬时速度，可知c点的速度大小 对物体B由牛顿第二定律有mBg一T=mBa(2分) =S十S≈0.80m/s,用逐差法可得小车的加速度 2T 解得a=6m/s (2分) 大小a=S+S)(S+S)=0,62m/s. (2T)2 (2)物体B从静止加速至6m/s的位移大小x一a vi ·13· ·物理· 参考答案及解析 =3m<6.5m (1分) 物体B有v号-f=2a'x2 (1分) 又magcos日十magsin 0<mBg,说明物体A与传送 又hB=x1十x2 (1分) 带共速后，物体A继续向上做匀加速运动，此时受 解得2=5√2m/s (1分) 到的摩擦力沿传送带向下 物体B落地后物体A匀减速上升，由牛顿第二定律 对物体A由牛顿第二定律有T'一ag cos日 umag cos +mag sin 0=maa" (2分) mag sin 0=maa' (2分) 物体A再次与传送带共速有x=。二近 2a" (1分) 对物体B由牛顿第二定律有mBg-T=Ba 解得x=0.7m (1分) (2分) 高度H=(x1十x2十xa)sin0=3.6m (1分) 解得a'=2m/s2 (1分) 从物体A与传送带共速到物体B落地的过程中，对 ·14