第四章 运动和力的关系 测试卷-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修一册

第=page1111页，共=sectionpages1111页第四章运动和力的关系期末复习卷本试卷共4页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。下面说法中正确的是()A.物体运动状态发生变化，可能有力作用在该物体上

B.物体运动速度的方向与它受到的合外力的方向总是一致的

C.力是物体产生加速度的原因

D.物体受外力恒定，它的速度也恒定某杂技演员在做手指玩耍盘高难度的表演，如图所示．设该盘的质量为m，手指与盘之间的滑动摩擦因数为µ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘底处于水平状态且不考虑盘的自转，则下列说法中正确的是()A.若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则手指对盘的作用力大于mg

B.若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动，则盘受水平向右的静摩擦力

C.若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动，则手对盘的作用力大小为μmg

D.若盘随手指一起水平匀加速运动，则手对盘的作用力大小不可超过1+μ如图所示，不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳的B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a 1，当在绳的B端施加一个大小为F=mg的竖直向下的拉力时，物体A的加速度为a 2，则a 1与a A.a 1B.a C.a D.无法确定如图所示，质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为3 kg的物体A轻放在B上的一瞬间，物体B的加速度大小为(取g=10 m/s2)()A.0 B.15 m/sC.6 m/sD.5 m/如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为()都等于g2 B.g2和0

C.MA+MBMB如图所示，足够长的斜面固定在水平面上，某一小滑块从底端以v0=4 m/s的初速度沿斜面上滑。已知斜面倾角θ=37°，小滑块与斜面的动摩擦因数μ=0.25(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)。则小滑块回到出发点时的速度大小及在斜面上运动时间约为(A.4 m/s；1.2 s B.2.8 m/s ；C.4 m/s；D.2.8 m/s 物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=8kg，mB=2kg，A、B间动摩擦因数μ=0.2，如图所示．若现用一水平向右的拉力F作用于物体A上，g=10m/sA.当拉力F<16N时，A静止不动

B.当拉力F>16N时，A相对B滑动

C.当拉力F=16N时，A受B的摩擦力等于3.2N

D.无论拉力F多大，A相对B始终静止二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如题图所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4m/s，某行李箱的质量为5kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g取10m/s2，则()A.开始时行李的加速度为2m/s2

B.行李到达B点时间为2s

C.传送带对行李做的功为0.4J

D.传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是质量均为m的A，B两球之间系着一个不计质量的轻弹簧并放在光滑水平台面上，A球紧靠墙壁，如图所示，今用水平力F推B球使其向左压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间()A.A的加速度大小为F2m B.A的加速度大小为零

C.B的加速度大小为F2mD.B的加速度大小为F有一质量为m的人，乘电梯从一楼上到十一楼，在以加速度a=13g匀加速上升的过程里，下列说法正确的是A.人的重力为23mg B.人的重力仍为mg

C.人对电梯的压力23三、实验题：本题共2小题，每空2分，共12分。某实验小组利用图甲装置“探究加速度与力、质量的关系”，操作步骤如下：ⅰ.挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；ⅱ.取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；ⅲ.改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图探究加速度a和F的关系。

(1)实验获得如图乙所示的纸带，其上取0、1、2、3、4、5、6、7八个计数点，相邻两计数点间均有四个点未画出，实验所用交变电源的频率为50Hz，则在打计数点“3”点时小车的速度大小v3=______m/s，，小车的加速度a=______m/s2(2)若小组实验操作规范，随砝码盘中砝码个数的增加，作出的a−F图像最接近下图中____。探究“加速度与力、质量关系”的实验装置如图甲所示，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小．

(1)关于平衡摩擦力，下列说法正确的是________．A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码B.改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力(2)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量．(3)某同学根据实验数据作出了加速度a与力F的关系图象如图乙所示，图线不过原点的原因是________．A.钩码质量没有远小于小车质量B.平衡摩擦力时木板倾角过大C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力四、计算题：本题共3小题，13题14分，14题14分，15题14分，共42分。如图所示，轻弹簧原长L0=10cm、劲度系数k=100N/m，传感器可以读出轻绳上的弹力大小。小球静止时，轻绳水平，传感器计数F=3N，弹簧的轴线与竖直方向的夹角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/(1)小球的质量m；(2)此时弹簧的长度L；(3)若将水平轻绳剪断，则剪断瞬间，小球的加速度大小和方向。

如图甲所示，质量为2kg的木板B静止在水平面上．某时刻物块A(可视为质点)从木板的左侧沿木板上表面滑上木板，初速度v0=4m/s.此后A和B运动的v−t图象如图乙所示，取重力加速度g=10m/s(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2(3)A的质量．

如图所示，质量m=4.6kg的物体(可以看成质点)用细绳拴住，放在水平传送带的右端，物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，传送带的长度l=6m，当传送带以v=4m/s的速度做逆时针转动时，绳与水平方向的夹角为θ=37°。已知：重力加速g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8(1)传送带稳定运行时，求绳子的拉力；(2)某时刻剪断绳子，求物体在传送带上运动的时间；(3)剪断细线后，物体在传送带上运动过程中和传送带之间由于摩擦而产生的热量。

答案解析【答案】1.C 2.D 3.C 4.C 5.D 6.D 7.C8.ACD 9.BD 10.BD 11.(1)0.99(0.99−1.0)；2.0(1.9−2.1)；(2)A。12.(1)C；(2)不需要；(3)B。13.解：(1)以物体为研究对象，受力分析如图所示：

根据几何关系可知：mg=Ftanθ

代入数据可得：m=0.4kg；

(2)根据平衡条件可得弹簧弹力：F1=Fsinθ=5N

由胡克定律可知：F1=k(L−L0)

解得L=15cm

(3)轻绳剪断瞬间弹簧弹力不能瞬变，由三力平衡可知：

重力与弹簧弹力合力大小即为F

则由牛顿第二定律F=ma可得：a=7.5m/s2

方向水平向右。

答：(1)14.解：(1)由图象可知，A在0−1s内的加速度a1=v1−v0t1=2−41m/s2=−2m/s2，

对A由牛顿第二定律得，−μ1mg=ma1，

解得μ1=0.2；

(2)由图象知，AB在1−3s内的加速度a3=v3−v1t2=0−23−1m/s2=−1m/s2，

对AB由牛顿第二定律得，−μ2(M+m)g=(M+m)a15.解：(1)对物体受力分析：Tsinθ+N=mg，Tcosθ=f，f=μN，联立解得：T=10N；

(2)剪断后a=fm=μg=2m/s2，

物体加速运动时间：t1=va=2s，

物体加速运动距离：x1=12at12=4m，

【解析】1.【分析】

解决本题的关键要正确理解力与运动的关系，知道力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，并要知道△v、a、F合三者方向相同。

力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。物体速度变化的方向与加速度方向相同，就与合外力方向相同。结合牛顿第二定律分析。

【解答】

A.物体的运动状态发生改变，即物体的速度发生改变，一定有加速度，因此，一定有力作用在该物体上，故A错误；

B.物体合外力的方向与加速度的方向总是一致的，但合外力方向与速度方向无直接关系，故B错误；

C.力是改变物体运动状态的原因，而物体的运动状态发生改变，则物体的加速度a不为0，故力是产生加速度的原因，故C正确；

D.根据牛顿第二定律F=ma，可知物体所受的合外力恒定则物体的加速度恒定，但速度是变化的，故D错误。

故选C2.解：A、若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则盘受到重力作用和手指的作用，二力平衡，即手指对盘的作用力等于mg，故A错误；

B、若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动，盘相对手指静止并且没有相对运动的趋势，不受静摩擦力的作用，故B错误；

CD、若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动，则盘受到向右的静摩擦力，但并没有发生相对滑动，所以受到的摩擦力f⩽μmg，手对盘的作用力F≤(mg)2+(μmg)2=1+μ2 mg，故C3.【分析】当用拉力F拉时，对A分析，根据牛顿第二定律求出加速度，当挂重物时，对整体分析，运用牛顿第二定律求出加速度，从而比较大小．

【解答】解：在B端挂一质量为mkg的物体时，对整体分析，根据牛顿第二定律得，a1=mgM+m

当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，a2=FM4.【分析】

A放在B上的瞬间，弹簧的弹力不突变，对AB整体进行受力分析，根据牛顿第二定律求出整体的瞬时加速度即为B物体的加速度。

该题考查了瞬时加速度的求解方法，知道弹簧的弹力是不能突变的，知道放上A后，AB的运动状态相同，会用整体法求解加速度；

【解答】

开始时弹簧的弹力等于B物体的重力，放上A的瞬间，弹簧弹力不变即弹力F=mBg，对AB整体分析，根据牛顿第二定律得：

a= (mA+mB)g−F5.【解析】线被剪断瞬间，线的拉力变为0，弹簧形变来不及发生变化，弹力不变，A球仍受力平衡，加速度为0，B球受重力、支持力、弹簧产生的大小为MAg·sin30°的弹力，所以可得其加速度为(M【答案】D6.【分析】

运用牛顿第二定律求解物体的速度大小；根据匀减速运动的位移与速度的关系公式，求出物体上滑的最大距离；对全程运用动能定理，求出物体返回斜面底端时的速度大小．

本题是有往复的动力学问题，运用动能定理结合处理比较方便，也可运用牛顿第二定律与运动学公式结合解题．

【解答】

解：设滑块质量为m，上滑过程的加速度大小为a，根据牛顿第二定律，有mgsin37°+μmgcos37°=ma

所以，a=(sin37°+μcos37°)g=8.0m/s2，滑块上滑做匀减速运动，根据位移与速度的关系可得最大距离

s=v022a=1.0m，向上做匀减速直线运动，s=v0t1+12at12

设滑块滑到底端的速度大小为v7.【分析】

隔离对B分析，求出AB相对静止时B的最大加速度，再对整体分析，求出发生相对滑动所需的最大拉力，即可判断A的运动状态，并用牛顿第二定律求摩擦力。

本题属于动力学的临界问题，关键求出相对运动的临界加速度，判断在绳子拉力范围内是否发生相对运动，注意整体法和隔离法的运用。

【解答】

解：当A、B刚要发生相对滑动时，对B，根据牛顿第二定律得整体的加速度为：

a=μmAgmB=0.2×802=8m/s2．

此时拉力F为：F=(mA+mB)a=10×8N=80N，

ABD、当F≤80N时，A，B都相对静止，当F>80N时，A相对B滑动，故ABD错误；

C、当8.【分析】

行李滑上传送带先做匀加速直线运动，速度与传送带速度相同后一起做匀速直线运动，根据牛顿第二定律求出开始时行李的加速度，通过动能定理求出传送带对行李做功的大小；相对滑动过程中，根据速度时间公式求出相对滑动的时间，结合传送带的位移和行李的位移求出相对滑动的位移，即痕迹的长度。

解决本题的关键理清行李在传送带上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解。

【解答】解：A.行李开始运动时由牛顿第二定律有：μmg=ma，所以得：a=2m/s2，故A正确；

B.由于传送带的长度未知，故不能求出运动的时间，故B错误；

C.行李最后和传送带最终一起匀速运动，根据动能定理知，传送带对行李做的功为：W=12mv2=0.4J，故C正确；

D.行李和传送带相对滑动的时间为：t=va=0.49.【分析】对B分析，根据平衡得出弹簧的弹力大小，撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律分别求出A、B的加速度。

本题考查了牛顿第二定律的基本运用，知道撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律进行求解，难度不大。

【解答】AB.在将力F撤去的瞬间A球受力情况不变，仍静止，A的加速度为零，A错误，B正确；

CD.在撤去力F的瞬间，弹簧的弹力还没来得及发生变化，故B的加速度大小为Fm，C错误，D10.【分析】

物体处于超重或是失重时，物体的重力并没有改变，改变的只是视重。

运用牛顿第二定律对人分析，可求得电梯对人的支持力，再根据牛顿第三定律可得人对电梯的压力。

此题属于超重失重的一般问题，运用牛顿第二定律列式求出．此题难度不大，属于基础题。

【解答】

AB.人的质量为m，故重力为mg，与加速度无关，故A错误，B正确；

CD.人受重力和支持力，随着电梯以加速度13g匀加速上升，根据牛顿第二定律，有：

N−mg=ma

解得：N=m(g+a)=43mg

根据牛顿第三定律，人对电梯的压力为43mg，故C11.【分析】

(1)根据匀速直线运动时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度求打下计数点“3”点时的速度，由逐差公式求加速度大小；

(2)求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析得解。

本题主要考查“探究加速度与质量和作用力关系”的实验，要明确实验原理，特别是要明确系统误差的来源，同时明确实验中的注意事项，理解应用实验结论。

【解答】

(1)由题意知，图丙中相邻计数点的时间间隔为：T=5×150s=0.1s，根据匀速直线运动时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度求：v3=x242T=31.83−11.96×10−20.2m/s≈0.99m/s。

取0−6段由逐差公式求加速度为：a=x36−x033T2=59.57−20.90−20.90×1012.【分析】

(1)由实验原理分析即可；

(2)因为拉力由传感器测出，分析是否需要平衡摩擦力；

(3)由图象与纵轴交点意义分析不过原点的原因。

掌握实验原理是正确求解的关键。

【解答】

(1)A.平衡摩擦力时，不需要在动滑轮上挂上钩码，故A错误；

B.实验过程改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；

C.实验前平衡摩擦力后，在实验过程中改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力，故C正确．

故选C。

(2)小车所受拉力可以由力传感器测出，不需要满足钩码质量远小于小车质量；

(3)由图示图象可知，拉力为零时小车已经产生加速度，说明小车受到的合力大于细线的拉力，这是由于平衡摩擦力时木板倾角过大、平衡摩擦力过大造成的，故B正确，A、C错误。

故答案为：(1)C；(2)不需要；(3)B。13.(1)对小球受力分析，根据平衡条件求小球的质量；

(2)根据胡克定律求出弹簧的长度；

(3)求出合力，根据牛顿第二定律求得加速度。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。解：(1)以物体为研究对象，受力分析如图所示：

根据几何关系可知：mg=Ftanθ

代入数据可得：m=0.4kg；

(2)根据平衡条件可得弹簧弹力：F1=Fsinθ=5N

由胡克