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

第四章《运动和力的关系》单元测试卷 人教版必修1 · 高一物理　　考试时间：75分钟　　满分：100分 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题意） 1.伽利略创造性地设计了如图甲、乙所示的两个斜面实验，下列说法正确的是 (　 ) A.图甲可以解释重的物体比轻的物体下落快的原因 B.图甲中斜面倾角越小，小球在斜面上运动的时间越长，越容易测量 C.图乙实验考虑了摩擦力对物体运动的影响 D.图乙可以说明力是维持物体运动的原因 2.下列对牛顿第二定律的理解正确的是 (　 ) A.由F=ma可知，F与a成正比，m与a成反比 B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用 C.加速度的方向与合外力的方向一致 D.当外力停止作用时，加速度不会随之消失 3.如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻质弹簧相连的质量相同的小球，两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面的小球A与下面的小球B的加速度大小分别为 (　 ) A.aA=g，aB=g　 B.aA=g，aB=0 C.aA=2g，aB=0 D.aA=0，aB=g 4.如图所示，物体A静止在粗糙水平面上，处于自然状态的水平轻质弹簧左端与墙面连接。A在恒定推力F的作用下向左做加速直线运动，从物体A接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，物体A的加速度 (　 ) A.一直减小 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小 5.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1 kg，细线能承受的最大拉力为2 N。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.4 N　　　　　　　 B.2 N C.3N D.5 N 6.某同学将一小段粉笔竖直向上抛出，粉笔所受空气阻力大小与速率成正比。关于粉笔被抛出后运动的v-t图像，下列选项最合理的是 (　 ) 7.如图所示，质量为M的长木板位于光滑水平面上，质量为m的物块静止在长木板上，两者之间的动摩擦因数为μ。现对物块施加水平向右的恒力F，若恒力F超过某一临界数值，长木板与物块将发生相对滑动。重力加速度大小为g，物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力，则恒力F的临界值为 (　 ) A.μmg　　　　B.μMg C.μmg D.μmg 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 8.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是 (　 ) A.安全带的作用是防止人在汽车刹车时由于惯性而发生危险 B.牛顿第一定律是在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的 C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证 D.牛顿第一定律说明力是改变惯性的原因 9.一架无人机在竖直平面内沿倾斜的虚线做变速直线运动，如图所示，将无人机的重力记为G，除重力外的其他外力的合力记为F，加速度记为a。则下列关于无人机在此过程中受力分析及加速度方向的示意图可能正确的是 (　 ) 10.如图1所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2 kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图像如图2所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取g=10 m/s2，则下列说法正确的是 (　 ) A.该弹簧的劲度系数为20.0 N/m B.当Δx=0.3 m时，小球的加速度大小为20 m/s2 C.小球刚接触弹簧时速度最大 D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先增大后减小 三、实验题（本题共2小题，共15分。请将答案写在题后横线上） 11．（6分）某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，将连接滑块的细绳、力传感器和动滑轮之间的细绳、定滑轮和动滑轮之间的细绳均调为水平，通过调节气垫导轨下的螺母使气垫导轨水平，打开气源，将滑块由静止释放，用刻度尺量出两光电门之间的距离x和滑块的宽度d，并记录滑块经过光电门1的遮光时间t1和经过光电门2的遮光时间t2。 根据以上的操作回答下列问题： (1)本实验中钩码的质量　　　　(选填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量。   (2)在探究加速度与合外力的关系时，通过运动学公式计算出滑块的加速度a=　　(用x、d、t1、t2表示)。   (3)保持滑块质量不变，改变钩码质量，依次记录力传感器的示数并求出滑块所对应的加速度，可知在误差允许的范围内，加速度与所受合外力成 。 12.（9分）如图所示为某小组“探究在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。 (1)下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带定滑轮的长木板、垫板、小车和钩码、沙和沙桶、天平(附砝码)。除以上器材外，还需要的有　　　　；   A.秒表　　　　　　　　B.刻度尺 C.交流电源 D.直流电源 (2)本实验采用的科学方法是　　　　；   A.理想实验法 B.控制变量法 C.建立物理模型法 (3)实验中，需要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力；小车放在长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，把长木板不带定滑轮的一端垫高，调节长木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿长木板做　　　　运动；   (4)实验时，某小组同学由于疏忽，遗漏了平衡阻力这一步骤，他得到的a-F图像可能是图中的　　　　(选填“①”“②”或“③”)图线；  (5)某小组在实验时，保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据，在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与其质量m的图像，如图甲，然后由图像直接得出a与m成反比。乙同学认为应该继续验证a与其质量的倒数是否成正比，并作出小车加速度a与其质量的倒数的图像，如图乙所示。你认为同学　　　　(选填“甲”或“乙”)的方案更合理。   四、解答题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分） 13．(10分)小朋友和雪橇的总质量m=40 kg，绳子与水平方向的夹角θ=37°，如图所示。当绳子的拉力F=100 N时，小朋友和雪橇恰能向右做匀速运动，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求： (1)雪橇与水平地面间的动摩擦因数μ(结果保留两位有效数字)；(5分) (2)如果某一时刻撤去拉力F，则雪橇的加速度为多少。(5分) 14．(12分)如图所示，用一水平的恒力F将一个质量为2 kg的滑块沿倾角θ=37°的斜面向上做匀速直线运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求： (1)水平恒力F大小；(7分) (2)若撤去恒力F，将滑块在斜面顶端由静止开始释放，求滑块下滑的加速度大小。(5分) 15．(17分)如图所示，光滑水平面上有一足够长、质量为m1=4 kg的木板A，在A的右端放一质量为m2=2 kg的可视为质点的物块B，A与B间的动摩擦因数μ=0.4。现使B以v0=12 m/s的初速度从A的右端开始向左运动，同时对B施加一个大小为F=12 N、方向水平向右的恒力，重力加速度大小g=10 m/s2。求： (1)物块B相对木板A向左滑动过程中，A和B的加速度大小；(6分) (2)木板A与物块B经多长时间达到共同速度，此时共同速度为多大?(5分) (3)物块B向左运动的最大位移。(6分) 参考答案与评分标准 一、单项选择题（共28分） 1．B　　2．C　　3．C　　4．C　　5．A　　6．A　　7．C 二、多项选择题（共18分） 8．ABC　　9．AD　　10．AB 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C C A A C ABC AD AB 三、实验题（共18分） 11．　(1)不需要　(2) 正比 12．　(1)BC　(2)B　(3)匀速直线　(4)③　(5)乙 四、解答题（共36分） 13．解：解析：(1)对小朋友和雪橇整体受力分析如图所示，可知F1=Fcos 37°=80 N，F2=Fsin 37°=60 N，水平方向上，f=F1=80 N 竖直方向上，F2+FN=mg 解得FN=340 N 由f=μFN，可得μ≈0.24。 (2)根据F合=f=μmg，F合=ma，可得a=μg=2.4 m/s2。 答案：(1)0.24　(2)2.4 m/s2 14．解析：(1)当滑块沿斜面匀速上滑时，滑块的受力如图所示 根据受力平衡进行正交分解， 在x轴方向Fcos θ=mgsin θ+f 在y轴方向N=mgcos θ+Fsin θ 又f=μN 联立解得F=40 N。 (2)若将滑块在斜面顶端由静止开始释放，根据牛顿第二定律可得mgsin θ-μmgcos θ=ma 解得a=2 m/s2。 答案：(1)40 N　(2)2 m/s2 15．解析：(1)根据题意，B相对木板A向左滑动过程中，B受到向右的恒力和滑动摩擦力做匀减速运动，A受到向左的摩擦力做匀加速运动。设A和B的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律，对A有μm2g=m1a1，解得A的加速度大小a1=2 m/s2，对B有F+μm2g=m2a2，解得B的加速度大小a2=10 m/s2。 (2)设经过时间t，A和B达到共同速度v，则有v=v0-a2t=a1t，解得t=1 s，v=2 m/s。 (3)假设当两者达到共同速度后相对静止，系统只受恒力F作用，设系统的加速度大小为a3，则由牛顿第二定律有F=a3，解得a3=2 m/s2，此时A需要的摩擦力为Ff=m1a3=8 N，B与A间的最大静摩擦力为fm=μm2g=8 N，可知，假设成立，所以两者将一起向左做匀减速运动，由运动学公式可得，物块B第一段的位移为x1==7 m，物块B第二段的位移为x2==1 m，则物块B向左运动的最大位移xm=x1+x2=8 m。 答案：(1)2 m/s2　10 m/s2　(2)1 s　2 m/s (3)8 m 1 学科网（北京）股份有限公司 $