第四章 运动和力的关系 章末复习练 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

运动和力的关系章末复习 一、单选题 1．某减振设备侧面贴有技术参数标签，标签部分字迹磨损，未知物理量用符号X代替，完整公式为，其中包括力F，密度和长度L，则符号X代表的物理量是（     ） A．速度 B．力 C．时间 D．能量 2．关于图片中涉及的实验和物理思想方法，说法错误的是（     ） A．图甲，用悬挂法测定薄板的重心，应用了重力和细绳拉力二力平衡原理 B．图乙，伽利略利用图中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因 C．图丙，借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想方法 D．图丁，通过把物体匀变速直线运动的图像分成小段来求总位移，运用了微元求和的思想 3．关于惯性的大小，下列说法正确的是（     ） A．高速运动的物体不容易停下来，说明速度越大的物体惯性就越大 B．在月球上举重比在地球上容易，说明同一个物体在月球上惯性小 C．两个物体质量相同，则惯性大小一定相同 D．静止放在水平地面上的不同物体，分别施加相同的推力，则容易推动的物体惯性小 4．教师节当日，某学校举行趣味托乒乓球50米跑步比赛，用时最少者为优胜。要求参赛者在比赛中确保乒乓球不相对球拍滚动且保持水平方向的直线运动。如图所示，已知空气阻力的大小与乒乓球的速度满足f=kv（k为常量），球拍与水平面的夹角为θ，乒乓球与球拍之间的摩擦力很小，下列说法正确的是（　　） A．在匀速跑阶段，倾角θ可以为零，且胜率较大 B．匀速跑阶段速度越小，球拍对球的弹力越大 C．某段匀加速跑过程中，球拍倾角θ需逐渐增大 D．若跑步中球与拍突然分离，乒乓球在短时间内将做匀减速运动 5．如图所示，水平传送带向右做匀加速直线运动，一底面抹有黑色碳粉的沙袋以某一初速度从O点垂直于传送带运动方向冲上传送带，则在与传送带相对静止前，沙袋所受的摩擦力（     ） A．大小不变，方向改变 B．大小不变，方向不变 C．大小改变，方向不变 D．大小改变，方向改变 6．某景区观光电梯从静止开始向上运行，先做匀加速直线运动，再匀速上升，最后匀减速到零，将游客送至观景平台。下列说法正确的是（     ） A．电梯向上加速运动阶段，乘客处于超重状态 B．电梯匀速向上运动阶段，乘客处于失重状态 C．电梯向上减速运动阶段，乘客处于超重状态 D．电梯向上减速运动阶段，乘客重力减小 7．如图所示，一个质量为2m的小箱子放在台秤的托盘上，箱内有一质量为m的圆环A，A的上端用轻弹簧与箱子的顶部连接，A的下端用细线系在箱子的底部，细线绷紧，拉力大小为mg，整个系统处于静止状态。现将细线剪断，不计轻弹簧和细线的质量，不计空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．剪断细线前，台秤读数为2mg B．剪断细线的瞬间，台秤读数突然变大 C．剪断细线后，圆环A向上运动至最高点的过程中，台秤读数先减小后增大 D．剪断细线后，圆环A向上运动至最高点的过程中，始终处于超重状态 8．某潜艇在深海里沿竖直方向向上运动，其速度随时间变化情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻潜艇的位置最深 B．时刻潜艇的加速度大小为0 C．时间内潜艇竖直方向的平均速度大于 D．时间内潜艇一直处于超重状态 二、多选题 9．如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面体固定在水平面上，其底端固定一挡板，质量为m的物块甲和质量为2m的物块乙用原长为2d的轻弹簧栓接后放在斜面体上，系统静止时弹簧的长度为d。现在物块甲上施加一沿斜面体向上的拉力，使物块甲由静止开始做匀加速直线运动，经过一段时间物块乙离开挡板。已知物块甲的加速度大小为，重力加速度为g，两物块均可视为质点。则下列说法正确的是（     ） A．弹簧的劲度系数为 B．弹簧恢复原长时，拉力的大小为 C．物块乙刚好离开挡板瞬间，两物块之间的距离为4d D．物块乙刚好离开挡板瞬间，物块甲的速度大小为 10．我国自主研发的“朱雀三号”运载火箭采用垂直起降，支持陆地及海上平台回收。目前已完成首次飞行试验，既实现了发射入轨，也验证了回收试验过程中的高精度制导控制能力。如图甲为“朱雀三号”降落回收时的照片。在某次竖直起降试验中，以向上为正方向，火箭的速度-时间（v-t）图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时间内，火箭处于受力平衡的状态 B．火箭垂直减速降落的过程中，火箭处于失重状态 C．时间内，火箭的加速度先增大后减小 D．时刻火箭开始下降 三、实验题 11．用如图装置测量小车加速度，探究加速度a与力F、质量M的关系。小车与遮光片总质量为，导轨上有光电门A、B，细线跨过轻滑轮，一端与小车相连，另一端挂有钩码，已经平衡小车的运动阻力。 (1)实验中利用光电门测速度，下列说法正确的是（     ） A．遮光片宽度越大，测出的瞬时速度越准确 B．改变小车质量后，需要重新平衡小车的运动阻力 C．平衡阻力时，需要挂上钩码，轻推小车 D．适当增加两光电门间距x，可减小实验误差 (2)实验中测出遮光片宽度为，小车经过光电门A挡光时间，经过光电门B挡光时间，A、B间距x。则小车加速度表达式为____________。 (3)多次改变钩码个数（总质量为m），作出a与F图像如图所示，导致图线弯曲最可能的原因是____________________________________________。 12．某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与合外力的关系，每个槽码的质量为，小车的质量为。打点计时器所接交流电频率为。 (1)按正确操作平衡摩擦力，发现打点计时器打出的点间隔越来越大，应将垫木适当向__________（填“左”或“右”）移一些，直到打点计时器打出的点间隔均匀。 (2)正确调节好装置后进行实验，某次打出的纸带如图乙所示，、、、、为连续选定的计数点，相邻两计数点间有四个计时点未画出，计数点间的距离已在图中标出，则小车的加速度大小为__________（保留2位有效数字）。如果实际交流电的频率比略小，则测得的加速度比实际值__________（填“大”或“小”）。 (3)改变槽码的个数重复实验，每次实验记录槽码的个数，求出每次实验的加速度，作图像，得到的图像如图丙所示，则图像出现了弯曲，原因是____________________；若用测得的数据作图像，则作出的图像是丁图中的__________。 13．某实验小组用图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”，纸带穿过打点计时器与小车左端相连，调节木板左端高度，使小车恰好拖动纸带沿木板匀速下滑；现用跨过定滑轮的细绳将小车右端和钩码相连，下落的钩码将带动小车下滑，同时打点计时器在纸带上打出点迹。图乙是实验中打出的其中一条纸带及相关数据。 (1)图乙纸带中相邻两个计数点的时间间隔为，则小车的加速度大小为_________。（结果保留两位小数） (2)保持小车质量不变，改变钩码的质量，得到多组、数据，作出的图像，如图丙所示，图像为纵截距为、斜率为的直线，则当地的重力加速度_________，小车的质量__________。 四、解答题 14．如图所示，足够长光滑斜面倾角为30°，小车以1 m/s2的加速度在水平面上向右做匀减速运动，通过A点时速度大小为6 m/s，通过A点至第一次运动到斜面底端B点用时1 s。小车向右运动到A点时在B点竖直向上抛出一个小球，小车通过B点时，小球恰好落在车内，小车通过斜面底端时速度大小不变，不计小车和小球大小，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计，求： (1)A、B间的距离； (2)小球在B点抛出时的初速度大小。 15．体育馆是一项政府主抓的重要民生工程，工地建设中使用了如图所示的深坑打夯机。首先，电动机带动两个摩擦轮匀速转动，将压紧的夯杆从深坑提起。当夯杆的下端刚到达坑口时，两个摩擦轮将夯杆松开，夯杆在自身重力的作用下，最后落回坑底，这样，周而复始地进行，就可以达到将坑底夯实的目的。已知两摩擦轮边缘的切线处，竖直向上的速度，两摩擦轮对夯杆的正压力均为，与夯杆的动摩擦因数，夯杆的质量，坑深，不计因打夯引起的深度变化，且重力加速度。分析以下问题： (1)压紧的夯杆在刚刚离开坑底时的加速度大小； (2)夯杆提起来后上升的最大高度； (3)该深坑打夯机的打夯周期。 16．某货物转运轨道的简化模型如图所示：AB段为倾角30°的粗糙斜面，与货物间的动摩擦因数；BC段为倾角37°的粗糙斜面，长度为4 m，与货物间的滑动摩擦因数未知。某次将货物从AB段上某点静止释放，货物经过4 s到达B点。货物可看作质点，忽略空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，sin37°=0.6. (1)求货物到达B点时的速度大小； (2)若货物经过B点时速度大小不变，为了使货物最终能静止于BC段，求需要满足的条件。 17．冰壶比赛场地的简化图如图所示。在某次比赛中，运动员从起滑架处推着冰壶从静止出发，在投掷线AB处放手让冰壶以速度v0（未知）沿虚线滑出。假设起滑架到投掷线之间的距离为3 m，投掷线AB与O之间的距离为30 m，冰壶的质量为20 kg，运动员摩擦冰面前冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.02，重力加速度g取10 m/s2，如果通过运动员摩擦冰面，使得动摩擦因数μ随距离x变化的关系如图所示，即，其中k=2.5×10-4 m-1，x表示冰壶离投掷线AB的距离。在这种情况下，若运动员在投掷线处以4 m/s的速度将冰壶沿图中的虚线推出，求冰壶滑行20 m时的速度大小。 试卷第4页（共4页） 试卷第3页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 《运动和力的关系章末复习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C A A B C AC AD 1．A 【详解】通过量纲分析得，因此X代表的物理量是速度。 故选A。 2．B 【详解】A．图甲，悬挂法测薄板重心时，薄板受重力和细绳拉力作用处于平衡状态，二力必共线，因此重心在悬线所在直线上，两次悬挂的两条直线交点就是重心，故A正确，不符合题意； B．图乙，伽利略的斜面实验及逻辑推理表明：没有外力时，物体将保持匀速直线运动，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故B错误，符合题意； C．图丙中利用激光和平面镜观察桌面的微小形变，借助光路偏转得到较明显的变化，运用了“微小量放大”的思想，故C正确，不符合题意； D．图丁通过把物体匀变速直线运动的图像分段，求出各小段位移并相加，实质上是利用“微元求和”的思想方法来求总位移，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】AB．惯性是物体的固有属性，其大小唯一由物体的质量决定，与运动状态、受力情况、所处位置均无关，故AB错误； C．质量是惯性大小的唯一量度，两个物体质量相同，惯性大小一定相同，故C正确； D．由于不同物体与地面的摩擦力关系未知，无法确定质量的关系，不能判断惯性大小，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．空气阻力的方向与乒乓球运动的方向相反，如果保持球拍倾角为零匀速跑动，则乒乓球在水平方向所受的摩擦力与空气阻力大小相等，即 要想获胜应保持较大的速度，但速度越大，空气阻力越大，乒乓球在水平方向所受的摩擦力越大，由题意可知，乒乓球与球拍之间的摩擦力很小，故要想获胜，倾角不可以为零，故A错误； B．由于乒乓球与球拍之间的摩擦力很小，则忽略摩擦力，对小球进行受力分析如图所示： 匀速跑阶段，根据共点力平衡的条件有 由此可知匀速跑的速度越小，空气阻力越小，球拍对球的弹力越小，故B错误； C．匀加速跑过程中，水平方向根据牛顿第二定律有 由此可知加速度不变时，随着速度增大，球拍倾角需逐渐增大，故C正确； D．若跑步中球与拍短时间内突然分离，乒乓球受重力和空气阻力的作用。当速度变化时，空气阻力大小就会变化，则乒乓球受到的合力是变力，所以乒乓球的加速度不恒定，因此乒乓球不会做匀减速运动，故D错误。 故选C。 5．A 【详解】沙袋在传送带上相对滑动，受到滑动摩擦力的作用。沙袋对传送带的正压力等于沙袋的重力，保持不变，所以摩擦力大小不变。滑动摩擦力的方向始终与沙袋相对传送带的运动方向相反。沙袋初速度垂直于传送带运动方向，而传送带向右运动，因此沙袋相对传送带既有垂直方向的相对速度，又有沿传送带向左的相对速度。在摩擦力作用下，沙袋的垂直分速度逐渐减小，沿传送带方向的速度逐渐增大，其相对速度的方向不断变化，所以摩擦力的方向也随之改变。因此，在相对静止前，沙袋所受摩擦力大小不变、方向改变，故A正确。 故选A。 6．A 【详解】根据牛顿第二定律可知，电梯加速度方向向上时，游客受到的支持力满足 可知 游客处于超重状态；电梯加速度方向向下时，游客受到的支持力满足 可知 游客处于失重状态；超重、失重过程中物体的实际重力不变，仅视重（支持力或压力）发生变化。 A．电梯向上加速运动阶段，加速度方向向上，乘客处于超重状态，故A正确； B．电梯匀速向上运动阶段，加速度为0，乘客所受支持力等于重力，既不超重也不失重，故B错误； C．电梯向上减速运动阶段，加速度方向向下，乘客处于失重状态，故C错误； D．超重、失重仅改变视重，乘客的实际重力由质量和重力加速度决定，保持不变，故D错误。 故选A。 7．B 【详解】A．剪断细线前，对小箱子与圆环A整体分析，由平衡条件可知台秤读数等于小箱子与圆环A的总重力大小3mg，故A错误； B．剪断细线的瞬间，细线对小箱子向上的拉力消失，弹簧弹力在瞬间不发生变化，导致小箱子对台秤的压力增大，因此台秤的读数将突然变大，故B正确； CD．剪断细绳前，对圆环A进行受力分析可知，在重力、细绳的拉力T和弹簧的弹力F的作用下三力平衡，所以 剪断细线的瞬间，由牛顿第二定律有 解得此时圆环A加速度大小为 且方向竖直向上，由此可知剪断细线后随着弹簧的弹力F变小，圆环A向上运动至最高点的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，其加速度方向先向上后向下，圆环A先超重后失重，小箱子与圆环A整体也是先处于超重状态，后处于失重状态，所以台秤读数突然变大后持续变小，故C错误，D错误。 故选B。 8．C 【详解】A．潜艇在深海里沿竖直方向向上运动，0时刻潜艇的位置最深。故A错误； B．图像的斜率表示加速度，时刻图像的斜率不为0，则潜艇的加速度大小不为0。故B错误； C．时间内，若潜艇以初速度做匀减速直线运动直到速度为0，其平均速度为。其图像是一条倾斜的直线，直线与t轴围成的面积（位移）小于原图像与t轴围成的面积。根据，可知潜艇竖直方向的平均速度大于。故C正确； D．时间内潜艇先向上做加速运动，处于超重状态，再向上做减速运动，处于失重状态。故D错误。 故选C。 9．AC 【详解】A．对甲，由系统静止时弹簧长度为d可得 解得，故A正确； B．对甲，当弹簧恢复原长时有 解得，故B错误； CD．物块乙刚好离开挡板瞬间，设此时两物块间距为，对乙有 解得 此时对物块甲有 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 10．AD 【详解】A．时间内，火箭速度始终为0，处于静止状态，根据牛顿第一定律可知火箭受力平衡。故A正确； B．火箭垂直减速降落的过程中，加速度竖直向上，火箭处于超重状态。故B错误； C．图像的斜率表示加速度，则时间内，火箭的加速度先减小后增大。故C错误； D．由图可知，时刻之后火箭的速度沿负方向，即时刻火箭开始下降。故D正确。 故选AD。 11．(1)D (2) (3)未满足钩码的总质量m远小于小车（含挡光片）总质量M 【详解】（1）A．遮光片宽度越小，平均速度越接近瞬时速度，故A错误； B．平衡阻力时小车的受力情况 则有 因此改变小车质量不需要重新平衡阻力，故B错误。 C．平衡阻力时不能挂钩码，只让小车（带遮光片）重力分力平衡摩擦力，故C错误； D．适当增加两光电门间距x，可以减小位移的测量带来的误差，从而减小实验误差，故D正确。 故选D。 （2）由题可知，小车经过光电门A的速度为 小车经过光电门B的速度为 根据匀变速直线运动规律 解得小车的加速度为 （3）实验时，当钩码的总质量m远小于小车（含挡光片）总质量M，可以用钩码的总重力代替小车受到的合外力，图线弯曲的原因是由于未满足钩码的总质量m远小于小车（含挡光片）总质量M。 12．(1)右 (2) 0.53 大 (3) 不满足槽码的总质量远小于小车质量 C 【详解】（1）打点计时器打出的点间隔越来越大，说明小车在做加速运动，即重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，木板倾角过大。为了减小倾角，应将支撑木板的垫木向右移动，使木板右端降低，直到小车做匀速直线运动，打出的点间隔均匀。 （2）[1]相邻两计数点间有四个计时点未画出，打点计时器频率为，则计数点间的时间间隔 根据逐差法公式 解得 [2]若实际频率比略小，则实际打点周期偏大，即实际时间间隔，而计算时仍用，根据可知，分母偏小，导致测得的加速度比实际值大。 （3）[1]对小车和槽码整体分析，根据牛顿第二定律有 解得 当较小时，，，与成正比；随着增大，不再满足，分母增大，图像斜率减小，出现弯曲，原因是未满足槽码总质量远小于小车质量。 [2]由 变形得 可知与成线性关系，且纵轴截距为，斜率为，故图像为不过原点的直线，对应图丁中的C。 13．(1)1.40 (2) 【详解】（1）图乙的四段相邻位移依次记为，，和，相邻计数点的时间间隔为。由逐差法，将前两段与后两段位移分别分组，得 代入纸带数据得 （2）[1]小车原先能匀速下滑，说明重力沿斜面的分力与阻力平衡。钩码下落时，以小车沿斜面向下、钩码竖直向下为正方向，设绳的拉力为。由牛顿第二定律，对小车有，对钩码有 联立两式消去拉力，得 整理得 图丙是以为横坐标、为纵坐标的图像，纵截距满足 所以 [2]图丙的斜率满足 代入上一空的结果，得 14．(1)5.5m (2)5m/s或15m/s 【详解】（1）设A、B间的距离为s，根据题意 解得 （2）小车运动到B点时速度大小 小车在斜面上运动时，加速度大小 小车在斜面上运动的时间 若小车第一次到达B点时小球恰好落在小车内，则小球抛出的初速度大小 若小车第二次到达B点时小球恰好落在小车内，则小球抛出的初速度大小 15．(1)2m/s2 (2)7.2m (3)4.2s 【详解】（1）对夯杆，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 （2）夯杆先向上做匀加速直线运动，至与摩擦轮共速，有 即共速后夯杆向上做匀速运动。 脱离摩擦轮后夯杆做竖直上抛运动，到最高点的距离为 故夯杆上升的最大高度为 解得 （3）夯杆先向上做匀加速直线运动，共速后夯杆向上做匀速运动，相应的时间为 夯杆的下端刚到达坑口时，两个摩擦轮将夯杆松开，夯杆向上做竖直上抛运动，最后落回地面，则 代入数据解得 所以该深坑打夯机的打夯周期为 16．(1) (2) 【详解】（1）对A处货物受力分析，沿斜面方向由牛顿第二定律得 解得 A到B由运动学公式 解得货物到达B点时的速度大小 （2）货物沿BC面运动，受力分析得沿斜面方向 若货物恰好运动到C速度减为0，根据运动学公式 解得 ，物体不会从C滑出斜面。 又因需要货物能静止在斜面上，可得 可得 综上所述，为了使货物最终能静止于BC段，需要满足 17．3 m/s 【详解】由牛顿第二定律可知冰壶运动的加速度 根据可得冰壶加速度大小a与x的关系为 可画出a-x图像 图像中当x=0 m时，a0=0.2 m/s2；当x=20 m时，a1=0.15 m/s2。a-x图像中图线与坐标轴所围“面积”代表速度平方的变化量的一半。运动员在投掷线处以的速度将冰壶推出时，则冰壶滑行20 m过程中a-x图像中的“面积”为 代入相关数据解得冰壶滑行20 m时的速度为 答案第4页（共4页） 答案第3页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $