人教版（2022）高一物理必修第一册第4章《运动和力的关系》单元测试卷Word版含答案

第4章《运动和力的关系》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.随着居民生活水平的提高,家庭轿车越来越多,行车安全就越发显得重要。在行车过程中规定必须要使用安全带。假设某次急刹车时,由于安全带的作用,使质量为70kg的乘员具有的加速度大小约为6m/s2,此时安全带对乘员的作用力最接近()A．100NB．400NC．800ND．1000N2.现代的物理学中加速度的定义式为a＝，而历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”)，该运动中的“另类加速度”定义为A＝，其中v0和vt分别表示某段位移x内的初速度和末速度．A>0表示物体做加速运动，A<0表示物体做减速运动．根据力学单位制，“另类加速度”A的国际单位应为()A．m/s2B．m2/s2C．m－1D．s－13.杠杆的平衡条件是“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”，如果将“力乘以力臂”定义为“力矩”，则杠杆的平衡条件可以概括为“动力矩等于阻力矩”，由此可见，引入新的物理量往往可以简化对规律的叙述，更便于研究或描述物理问题，根据你的经验，力矩的单位如果用国际单位制中的基本单位表示应该是()A．N·mB．N·sC．kg·m/sD．kg·m2/s24.利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h.计算机显示该同学受到地面支持力FN随时间变化的图象如图所示．根据图象提供的信息，以下判断错误的是()A．在0至t2时间内该同学处于失重状态B．在t2至t3时间内该同学处于超重状态C．t3时刻该同学的加速度为零D．在t3至t4时间内该同学的重心继续下降5.与伽利略同时代的法国科学家笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出()A．如果运动中的物体没有受到力的作用，则该物体将静止B．如果静止中的物体没有受到力的作用，则该物体也许会运动C．运动中的物体只有受到力的作用，它才能继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向6.某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍7.如图所示，轻杆AB可绕固定轴O转动，A端用弹簧连在小车底板上，B端用细绳拴一小球，车静止时，AB杆保持水平，当小车向左运动时，小球偏离竖直方向且保持偏角不变，则()A．小车做匀减速直线运动B．AB杆将会倾斜C．绳的张力减小D．弹簧的弹力不变8.轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指标．近来，一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时，提出了一个新的概念，叫做“加速度的变化率”，用“加速度的变化率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，并认为，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适．下面四个单位中，适合做加速度的变化率单位的是()A．m/sB．m/s2C．m/s3D．m2/s39.质量m＝200g的物体以加速度a＝20cm/s2做匀加速直线运动，则关于它受到的合外力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是()A．F＝200×20＝4000NB．F＝×N＝NC．F＝×＝ND．F＝kg×m/s2＝N10.某同学找了一个用过的易拉罐，在靠近底部的侧面打了一个小孔．用手指按住小孔的同时往罐里装满水，然后将易拉罐向上抛出，运动过程中罐底始终向下，空气阻力不计，下列说法正确的是()A．在易拉罐上升过程中，小孔中有水射出，水射出比罐静止时慢B．在易拉罐下降过程中，小孔中有水射出，水射出比罐静止时快C．在易拉罐上升、下降过程中，小孔中射出水的快慢都和罐静止时相同D．在易拉罐上升、下降过程中，水都不会从小孔中射出11.如图所示木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A．加速下降B．加速上升C．减速上升D．匀速下降12.甲、乙两位同学坐在匀速运动的列车上,列车的运动方向与乙同学的朝向相同。在他们之间的水平桌面上放一只鸡蛋。当列车紧急刹车时,他们观察到的现象是()A．鸡蛋向甲运动B．鸡蛋向乙运动C．鸡蛋静止不动D．鸡蛋在原位置转动13.如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量mA＝2mB，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间()A．A球加速度为g，B球加速度为gB．A球加速度为g，B球加速度为0C．A球加速度为g，B球加速度为0D．A球加速度为g，B球加速度为g14.如图所示，水平绷紧的传送带AB长L＝6m，始终以恒定速率v1＝4m/s运行．初速度大小为v2＝6m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带．小物块m＝1kg，物块与传送带间动摩擦因数μ＝，g取10m/s2.下列说法正确的是()A．小物块可以到达B点B．小物块不能到达B点，但可返回A点，返回A点速度为6m/sC．小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离达到最大D．小物块相对传送带滑动的最大位移为m15.某空间站绕地球做匀速圆周运动，在空间站中不能正常使用的仪器是()A．电子表B．杆秤C．电子温度计D．电压表二、填空题(共3小题)16.下列物理量的单位中，属于国际单位制的基本单位有________，不属于国际单位制中的单位有________．A．毫米(mm)B．米(m)C．克(g)D．千克(kg)E．牛(N)F．焦耳(J)17.用如图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：(1)实验时，以下操作正确的是________．A．补偿摩擦力时，应将空沙桶用细线跨过定滑轮系在小车上，让细线与长木板平行B．补偿摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器C．每次改变小车质量时，不需要重新补偿摩擦力D．实验时，应先释放小车，再接通电源(2)图乙是实验得到的一条纸带，已知相邻两计数点间还有四个计时点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此求出小车的加速度a＝________m/s2.(计算结果保留3位有效数字)(3)一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的图线，则小车运动时受到的摩擦力Ff＝________N，小车的质量M＝________kg.若该组同学正确完成了(1)问中的步骤，得到的a－F图线应该是图丙中的________．(选填“②”“③”或“④”)18.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图甲所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．甲乙(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．(3)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝求出(4)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图像分别如图丙和图丁所示，其原因分别是：图丙：_____________________________________________________________；图丁：_____________________________________________________________.三、实验题(共3小题)19.如图所示的装置，可用于验证牛顿第二定律．在气垫导轨上安装两个光电门，小车上固定遮光板，细线一端与小车相连，另一端跨过定滑轮挂上沙桶，实验首先调整气垫导轨，通过调整使小车未挂沙桶时能在气垫导轨上做匀速运动，然后再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车和遮光板的总质量M、遮光板的宽度d、两光电门的中心的距离s.则某次实验过程中测得：沙桶的质量为m，小车先后通过两个光电门的挡光时间分别为t1、t2(小车通过第二个光电门后，沙桶才落地)，已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证的表达式是________．20.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”．(1)下列做法正确的是________．(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度补偿木块受到的阻力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再启动计时器D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有补偿阻力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图9所示甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲______m乙，μ甲______μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)21.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a与的关系如表二所示．表一表二(1)在如图所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图象．(2)由图象可以判定：当m一定时，a与F的关系为________；当F一定时，a与m的关系为________．(3)在研究a与m的关系时，作了a－图象，而没作a－m图象，那么作a－图象有何优点？四、计算题(共3小题)22.一个质量为4kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝.从t＝0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F的作用，力F随时间t变化的规律如图所示．g取10m/s2.求：(结果可用分式表示)(1)在2～4s时间内，物体从开始做减速运动到停止所经历的时间；(2)0～6s内物体的位移大小．23.如图甲所示，足够长的木板与水平地面间的夹角θ＝30°，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑；若让该小木块从木板的底端以初速度v0＝8m/s沿木板向上运动(如图乙所示)，取g＝10m/s2，求：(1)小木块与木板间的动摩擦因数；(2)小木块在t＝1s内沿木板向上滑行的距离。24.如图所示，一质量为mB＝2kg的木板B静止在光滑的水平面上，其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端(斜面底端与木板B右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接)，轨道与水平面的夹角θ＝37°，一质量也为mA＝2kg的物块A由斜面轨道上距轨道底端x0＝8m处由静止释放，物块A刚好没有从木板B的左端滑出，已知物块A与斜面轨道间的动摩擦因数为μ1＝，与木板B上表面间的动摩擦因数为μ2＝，sin37°＝，cos37°＝，g取10m/s2，物块A可看做质点，请问：(1)物块A刚滑上木板B时的速度为多大？(2)物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了多长时间？木板B有多长？

答案解析1.【答案】B【解析】根据牛顿第二定律得:F=ma=70×6N=420N,故选B。2.【答案】D【解析】根据公式A＝可知A的加速度是：＝s－1.3.【答案】D【解析】由题意可知，力矩等于力与力臂的乘积，则可知力矩的单位应为N·m＝kg·m2/s2，选项D正确．4.【答案】C【解析】由图象可以看出，在0至t2时间内该同学受到的地面支持力小于重力，由牛顿第二定律可知该同学处于失重状态，而在t2至t3时间内支持力大于重力，该同学处于超重状态，A、B正确；t3时刻该同学受到的支持力最大，且F1大于重力，由牛顿第二定律可知a≠0，C错误；在t3至t4时间内该同学受到的支持力逐渐减小，但仍大于重力，故重心继续下降，D正确．5.【答案】D【解析】法国科学家笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，选项D正确．6.【答案】B【解析】由自由落体规律可知：v2＝2gH缓冲减速过程：v2＝2ah由牛顿第二定律列方程F－mg＝ma解得F＝mg(1＋)＝5mg7.【答案】D【解析】因为小球和小车保持相对静止，故小球与小车具有相同的加速度，设小球的质量为m，加速度为a，对小球进行受力分析有：由图可知小球所受合力沿水平向左，加速度方向水平向左，又因小车向左运动，故小车向左做匀加速直线运动，故A错误；小球在竖直方向平衡，故绳中拉力FT＝，同一根绳故B点受到绳的拉力大小亦为FT＝，此力在竖直方向的分力大小与mg相等，故AB杆仍保持水平，对弹簧而言，由于形变没有发生变化，故弹簧的弹力不变，故B错误，D正确；小球静止时，绳的张力大小和小球的重力相等，匀加速后绳的张力变为FT＝＞mg，故C错误．8.【答案】C【解析】新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等于加速度的变化量与时间的比值，而加速度的单位是m/s2，所以新物理量的单位应该是m/s3，所以C正确．9.【答案】B【解析】在物理计算中，如果各物理量的单位都统一到国际单位制中，则最后结果也一定是国际单位制中的单位，代入数据时不必每个物理量的单位都逐个代入，B项符合要求．10.【答案】D【解析】易拉罐在上升和下降过程中均处于完全失重状态，水对易拉罐没有力的作用，不会流出．11.【答案】B【解析】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，物块受到的合力向上，所以系统应该有向上的加速度，超重，物块可能是向上加速，也可能是向下减速，所以B正确．12.【答案】A【解析】当列车由匀速突然向与乙的朝向方向刹车时,由于鸡蛋还要保持原来的匀速状态,他们观察到鸡蛋向甲运动。故A正确。13.【答案】B【解析】在剪断悬线的瞬间弹簧的弹力保持不变，则B球的合力为零，加速度为零；对A球有(mA＋mB)g＝mAaA，得aA＝g，故选项B正确。14.【答案】D【解析】小物块在水平方向受到摩擦力的作用，Ff＝μmg，产生的加速度：a＝＝＝μg＝×10m/s2＝4m/s2.若小物块从右端滑上传送带后一直做匀减速运动，速度减为零时的位移是x，则，－2ax＝0－v，得：x＝＝m＝m<6m，所以小物块不能到达B点，速度减为零后反向做匀加速运动，当速度等于传送带速度v1后匀速运动，返回A点速度为4m/s.故A、B错误；小物块速度减为零后反向做匀加速运动加速的过程相对于传送带继续向左运动，所以小物块向左运动速度减为0时相对传送带滑动的距离没有达到最大，故C错误；小物块向右加速的过程中的位移：x′＝＝m＝2m，当速度等于传送带速度v1时，经历的时间：t＝＝s＝s，该时间内传送带的位移：x″＝v1t＝4×m＝10m，所以小物块相对于传送带的位移：Δx＝x″＋(x－x′)＝10＋－2)m＝m，故D正确．15.【答案】B【解析】电子表的工作原理与重力无关，故A错误；杆秤是利用杠杆的原理，杆秤平衡需要物体的重力，所以杆秤不能在失重状态下有效使用，故B正确；电子温度计的工作原理跟重力没有关系，在太空中能用电子温度计测量温度，故C错误；电压表的工作原理与重力无关．故D错误．16.【答案】BDAC【解析】在力学单位制中，长度、质量、时间三个物理量的单位都是基本单位，但在国际单位制中，质量的单位是kg，长度的单位是m，时间的单位是s，以kg、m、s为基本单位的导出单位和这几个基本单位一起构成了国际单位制中的力学单位制．上述单位中属于国际单位制基本单位的有B、D．上述单位中不属于国际单位制中的单位有A、C．17.【答案】(1)BC(2)(3)③【解析】(1)补偿摩擦力时，应取下沙桶，将纸带连接在小车上并穿过打点计时器，接通打点计时器电源，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动，B正确，A错误．每次改变小车质量时，不需要重新补偿摩擦力，C正确；实验时，应先接通电源，再释放小车，D错误．(2)运用逐差法可得a＝≈m/s2.(3)根据题图丙中①知，当F＝N时，小车才开始运动，所以小车受到的摩擦力Ff＝N．由牛顿第二定律得a＝F－Ff，所以a－F图线斜率表示小车质量的倒数，所以M＝＝kg.平衡摩擦力后，由牛顿第二定律得a＝F，a与F成正比且图线过原点．图线斜率不变，所以应是③.18.【答案】(1)(2)m≪M(3)B(4)m过大(或M过小)，造成m不是远小于M没有平衡摩擦力或木板的倾角过小【解析】(1)小车的加速度：a＝＝m/s2＝m/s2.(2)验证牛顿第二定律的实验中，要保证M≫m，才能保证绳子的拉力约等于m的重力．(3)平衡摩擦力时，不将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，只让小车拖着纸带运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，选项C错误；小车的加速度是通过纸带求出的，选项D错误．(4)图丙原因是：m过大(或M过小)，造成m不是远小于M.图丁：从图线可看出，当F到达一定值时才有加速度，故造成图线的原因是没有平衡摩擦力或木板的倾角过小．19.【答案】2mgs＝M[2－2]【解析】由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．小车通过光电门1速度为：v1＝小车通过光电门2速度为：v2＝根据运动学公式v2－v＝2as，小车的加速度为：a＝＝根据需要验证的牛顿第二定律关系式为：F＝mg＝Ma，即：2mgs＝M[()2－()2]20.【答案】(1)AD(2)远小于(3)小于大于【解析】(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，补偿阻力时木块不通过定滑轮挂砝码桶，而要连上纸带，并且改变质量时不需要重新补偿阻力；在实验时应先启动计时器再放开木块，故选项A、D正确，B、C错误．(2)设木块和木块上砝码总质量为M、砝码桶及桶内的砝码总质量为m，以整体为研究对象，则mg＝(M＋m)a以后者为研究对象则mg－FT＝ma联立解得：FT＝mg－要使FT近似