高中物理人教版（2022）必修第一册单元检测：第四章运动和力的关系（word版含解析）

高中物理人教版（2022）必修第一册单元检测第四章运动和力的关系一、单选题1.如图所示，在光滑水平面上的物体，受四个沿水平面的恒力和作用，以速率v0沿水平面向右做匀速运动，若撤去其中某个力（其他力不变）一段时间后又恢复该作用力，结果物体又能以原来的速率v0匀速运动，这个力是（）A.B.C.D.2.图为“歼20”战机在珠海航展上进行大仰角沿直线加速爬升的情景，能正确表示此时战机所受合力方向的是（）A.①B.②C.③D.④3.下列说法正确的是（）A.大小相等、方向相反、并且在同一条直线上的两个力就是作用力与反作用力

B.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性

C.人在沼泽地行走容易下陷，是因为人对沼泽地地面的压力大于沼泽地地面对人的支持力

D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因4.在粗糙程度相同的水平地面上，物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动，4s后撤去外力F。运动的速度v与时间t的关系如图所示，取，由图象可知()A.在2s～4s内，力F=0B.在0～2s内，力F逐渐变大

C.物块与地面间的动摩擦因数为D.0—6s内物块运动的总位移为16m5.如图所示，轻弹簧上端固定，下端拴着一带正电小球Q，Q在A处时弹簧处于原长状态，Q可在C处静止。若将另一带正电小球q固定在C正下方某处时，Q可在B处静止。在有小球q的情况下，将Q从A处由静止释放，则Q从A运动到C处的过程中（）A.Q运动到C处时速率最大B.Q、q两球与弹簧组成的系统机械能不断减少

C.Q的机械能不断增大D.加速度大小一直减小6.如图甲所示。为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网的压力，并在计算机上做出压力－时间图像，假如做出的图像如图乙所示。设运动员在空中运动时可视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（g取10m/s2）（）A.运动员在空中的时间为1sB.到图像左侧图像表示运动处于失重状态

C.运动员跃起的最大高度为5.0mD.运动员跃起的最大高度为7.2m7.伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是()A.其中的甲图是实验现象，乙、丙、丁图是经过合理的外推得到的结论

B.其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论

C.运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显

D.运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显8.如图，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态．现将A上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是()A.1.5g，1.5g，0B.g，2g，0C.g，g，二、多选题9.质量为2kg的质点在x﹣y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（）A.质点的初速度为3m/sB.质点做匀变速曲线运动

C.质点所受的合外力为3ND.质点初速度的方向与合外力方向垂直10.如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接，两物块A、B质量均为m，初始时均静止，现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线，t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A.t1时刻，弹簧的形变量为B.t1时刻，A，B刚分离时的速度为

C.t2时刻，弹簧形变量为0D.从开始到t2时刻，拉力F先逐渐增大后不变11.如图甲，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图象如图乙所示，若重力加速度g=10m/s2，则()A.斜面的长度L=4mB.斜面的倾角θ=30°

C.物块的质量m=1kgD.物块与斜面间的动摩擦因数μ=12.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持恒定的速率v＝1m/s运行，一质量为m＝4kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=，A、B间的距离L＝2m，g取10m/s2，该行李可视为质点，则（）A.行李刚开始运动时的加速度大小为1m/s2

B.行李从A运动到B的时间为2s

C.行李在传送带上滑行痕迹的长度为1m

D.如果提高传送带的运行速率，行李从A处传送到B处的最短时间可能为2s三、实验探究题13.某同学用图甲所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。（1）为完成本实验，还需要下列实验器材或仪器中的________。（填写序号）①秒表②适当电压的交流电源③适当电压的直流电源④刻度尺⑤天平（2）实验中平衡小车所受的阻力时，应调节木板的倾斜程度，使小车在________（填“受”或“不受”）牵引时能拖动纸带做________（填“匀速“或“匀加速”）运动。（3）该实验中，应保持所挂钩码的总重m0g不变，通过增减小车中的重物以改变小车的质量m。为减小实验误差，需满足条件________（填“m0<<m”“m0>>m”或“m0≈m”）。（4）图乙是某次实验得到的纸带，A、B、C、D、E为五个连续的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，已测得各相邻计数点之间的距离依次为x1、x2、x3、x4，则打下B点时小车的速度为________；小车的加速度a=________。（用已知和测得的物理量表示）14.如图甲所示为“探究加速度与力的关系”的实验装置。（1）为了减小实验误差，砝码和砝码盘的总质量应________选填“远大于”“远小于”或“等于”小车的质量每次改变小车质量或砝码质量时，________选填“需要”或“不需要”重新平衡摩擦力；（2）按照正确的操作，实验打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻的点间还有四个点未画出。已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz，则小车运动到C点的速度大小为________m/s；小车运动的加速度大小为________m/s2结果均保留两位有效数字；（3）某同学在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a-F图像为下图中的________。四、解答题15.如图所示，质量的物体静止在水平面上的A点，现对其施加一个水平向右的恒力，使物体做匀加速直线运动，运动到达B点，此时的速度，撤去恒力后，最终停在C点。求：（1）物体受到的摩擦力是多大？（2）求B、C间的距离？16.如图所示：把质量为5kg铁块放在倾角为度的静止斜面上，铁块与斜面间的动摩擦因数，放手后开始计时，铁块能自动沿斜面由静止下滑。则(重力加速度为、、)（1）铁块在斜面上下滑时受到合力的大小；（2）放手后开始计时，铁块在斜面上下滑3s的时间内铁块的位移大小。17.工厂的流水线上安装有传送带，用传送带传送工件，可大大提高工作效率。如图所示为一工厂车间传送带的示意图，A、B点间的距离为3.5m，传送带在电动机的带动下，以2m/s顺时针匀速运转。工人将质量为0.5g的工件（可视为质点）轻放于传送带的A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数为，则在传送带将工件从A点传送到B点过程中，g=10m/s2，求:（1）工件从A点传送到B点的时间；（2）如果要想使工件以最短时间从A点传送到B点，则传送带的运转速度该如何调整?18.2015年1月22日，浙江发生罕见的冰冻天气，一般的山路都封闭。为了观看雪景，小王一家不顾劝阻，执意开车上山。开到一直道斜坡上，小王发现前方有障碍，减速、停车、熄火，正要下车去处理障碍，突然发现车在倒退，刹车已拉得很紧，一家在车里度过了一段惊魂的时光终于停下。小王下车观察发现，原来是部分路面结冰所致。简化如下，第一次停在A处，下滑11.25m后停在C处，AB段结冰长6.25m。设斜坡倾角30°，正常路面与车胎间的动摩擦因数为，计算过程中将汽车看成质点。求（g取10m（1）汽车在BC段滑行时的加速度；（2）汽车滑到B点时的速度；（3）结冰路面与车胎间的动摩擦因数。

答案及解析1.B解：A．若撤去，根据力的平衡条件知，其他各力的合力大小等于方向与相反，物体将做类似平抛的运动，速率将增大，若恢复物体受到的合外力为0将以加大的速率匀速运动，A不符合题意；B．若撤去，其他三个力的合力方向与方向相反，物体将做变速曲线运动，速率先减小在增大有可能再次达到以原来的速率v0，此时恢复物体受到的合外力为0将速率v0匀速运动，B符合题意；C．若撤去，物体速率将不断增大，不会回到原来的速率v0，恢复后物体将以较大的速率运动，C不符合题意；D．若撤去，物体将做匀加速直线运动，速率不断增大，不会回到原来的速率v0，恢复后物体将以较大的速率运动，D不符合题意。故答案为：B。【分析】利用平衡条件可以判别物体撤去某个力后物体的受力情况，利用力和速度的方向关系可以判别速率的变化。2.B解：“歼20”战机大仰角沿直线加速爬升，说明加速度方向与速度方向相同，合外力方向与加速度方向又相同，所以合力方向与速度方向相同，即为方向②。

故答案为：B。

【分析】加速度是衡量物体速度变化快慢的物理量，当加速度与物体的速度同向时，物体的速度会不断增加，当两者反向时，速度会减小。3.D解：A．作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、并且在同一条直线上，作用在两个物体上，若作用在同一个物体上，则一定不是作用力与反作用力，A不符合题意；B．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，但惯性是物体的固有属性，其大小只与质量有关，与是否受力无关，B不符合题意；C．人对沼泽地地面的压力和沼泽地地面对人的支持力是一对相互作用力，故二力一定等大反向，人在沼泽地行走容易下陷是因为沼泽的承受的最大压力较小，C不符合题意；D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因(不受力静止或匀速直线运动)，又揭示了运动状态改变的原因(受外力做变速运动)，D符合题意。故答案为：D。【分析】大小相等，方向相反且共线的一对力可能是平衡力；具有质量的物体都具有惯性；人对沼泽地面的压力等于地面对人的支持力。4.C解：A．在2s~4s内，物体做匀速运动，因此外力F等于物体受到的摩擦力，A不符合题意；B．在0~2s内，图线的斜率逐渐减小，物体做加速度逐渐减小的加速运动，根据牛顿第二定律得所以有可知力F逐渐减小，B不符合题意；C．撤去外力，物体做匀减速运动的加速度大小为根据牛顿第二定律得解得，C符合题意；D．在0~2s内的位移大于4m，在2~6s内的位移为则0~6s内的总位移大于16m，D不符合题意。故答案为：C。【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合选项分析即可。5.B解：A．q在C正下方某处时，Q在B处受力平衡，速率最大，A不符合题意；B．从A到C，电场力做负功，系统机械能减小转化为电势能，B符合题意；C．Q的机械能等于Q的动能与重力势能之和，由功能关系有而弹簧弹力一直做负功，即，库仑力也一直做负功，即，则，即Q的机械能不断减小，C不符合题意；D．Q在B处加速度为零，Q第一次从A运动到C的过程中加速度先减小到零后反向增大，D不符合题意。故答案为：B。【分析】对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体的加速度，分析小球速度的变化；除重力以外的其他力做功对应物体机械能的变化量，除重力以外的其他力对物体做正功，机械能增加。6.C解：B．到图像表示，开始接触弹簧，一段时间弹力逐渐增大，一直到弹力等于重力，此过程加速度方向向下是失重，然后弹力大于重力一直到达弹力最大，此时加速度方向向上是超重，运动员触底后反弹，弹力逐渐减少一直到弹力等于重力，此过程加速度方向向上是超重，然后弹力小于重力弹力继续减小，一直到零，此过程中重力大于弹力，加速度方向向下是失重，B不符合题意；ACD．由图可知运动员在空中的最长时间为运动员做竖直上抛运动，跃起最大高度为AD不符合题意C符合题意。故答案为：C。【分析】对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体的加速度，物体具有向上的加速度，为超重状态；物体具有向下的加速度，为失重状态；运动员做竖直上抛运动，结合在空中运动的时间求解上升的高度。7.C解：A、甲乙丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，AB不符合题意；

C、伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证v与t成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即v正比于t，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化，由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量，这个方法叫“冲淡”重力，C符合题意，D不符合题意．故答案为：C.【分析】只有丁图是合理外推的结论，甲是起到冲淡重力的作用。8.A解：剪断细线前，由平衡条件可知上端的细线的拉力为，、之间细绳的拉力为，轻弹簧的拉力为，在剪断细线的瞬间，轻弹簧中拉力不变，小球所受合外力为零，所以的加速度为零；、小球用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，即将一起向下运动，整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律可得，解得，A符合题意，B、C、D不符合题意。故答案为：A【分析】分别对三个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体各自的加速度。9.BC解：由图知，x轴方向的初速度为vx=3m/s，y轴方向初速度，故质点的初速度，故A不符合题意．质点在x方向做匀加速运动，在y方向做匀速运动，合运动为匀变速曲线运动，选项B符合题意；x轴方向的加速度，质点的合外力F合=ma=3N．故C符合题意；合外力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直．故D不符合题意．故答案为：BC.【分析】解题时能从图象中获取尽量多的信息是解决图象问题的关键，对于矢量的合成应该运用平行四边形法则，要注意两种图象的区别，不能混淆．10.AD解：A．由图乙可知，t1时刻两物块开始分离，AB之间无弹力，对A受力分析，设此时压缩量为x2，由牛顿第二定律：解得，A符合题意；B．初始时均静止，设初始时压缩量为x1，由平衡方程：解得则从开始到分离的位移为：由位移与速度的关系式：解得，B不符合题意；C．t2时刻，A图线的斜率为0，即A物体加速度为零，设此时压缩量为x3，由平衡条件：解得，C不符合题意；D．从开始到t1时刻，由牛顿第二定律：由于弹簧压缩量减小，弹力减小，而加速度a不变，所以拉力F增大；t1到t2时刻，由于AB已经分离，B不受A的作用力，此时由牛顿第二定律：加速度不变，可知，拉力F不变，D符合题意。故答案为：AD。【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度。11.BD解：对物块上滑和下滑进行受力分析有：

根据牛顿第二定律可以得出下滑的加速度：；则下滑的加速度有：；根据图像可得：；；代入方程可以求出；，且m无法求解；

A.根据图像面积可以得出上滑位移；而物块没有到达顶点所以不能求出斜面长度，所以A选项不符合题意；B.根据斜面倾角，所以B选项符合题意；C.根据方程无法求出物块质量所以C选项不符合题意；D.根据动摩擦因素，所以D选项符合题意；故答案为：BD【分析】利用牛顿第二定律结合图像斜率可以求出动摩擦因素和斜面倾角；由于物块没有到达顶点不能求出斜面长度，也不能求出物块的质量。12.AD解：A．行李的质量是4kg，则重力是40N，行李与传送带之间的弹力为40N，则行李受到的摩擦力：行李的加速度A符合题意；B．设行李做匀加速运动的时间为t1，由题意知行李加速运动的末速度v=1m/s，则由匀加速直线运动规律v=at1得：该过程中的位移行李匀速运动的时间所以运动的总时间B不符合题意；C．在行李加速的时间内传送带的位移行李在传送带上滑行痕迹的长度为C不符合题意；D．若行李从A一直匀加速运动到B时，传送时间最短。则代入数值得D符合题意。故答案为：AD。【分析】对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体的加速度；物体相对于接触面没有发生相对运动，但是具有相对运动趋势，此时物体受到来自地面的静摩擦，与物体的运动趋势相反，静摩擦力的大小不能用公式求解，只能根据物体的运动状态进行受力分析求解。13.（1）②④⑤（2）不受；匀速（3）m0<<m（4）；解：(1)为完成本实验，还需要：②适当电压的交流电源；④刻度尺；⑤天平。(2)实验中平衡小车所受的阻力时，应调节木板的倾斜程度，使小车在不受牵引时能拖动纸带做匀速运动。(3)该实验中，应保持所挂钩码的总重m0g不变，通过增减小车中的重物以改变小车的质量m。由于则只有m0<<m时T≈m0g，则为减小实验误差，需满足条件m0<<m(4)打下B点时小车的速度为根据可得小车的加速度【分析】（1）电磁打点计时器需要低压交流电来工作，电火花打点计时器需要220V交流电来工作；利用刻度尺测量纸带上点的距离，分析物体的运动状态；

（2）通过重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，使实验更加精确；

（3）当m<<M，物体加速度很小，拉力近似等于重物的重力；

（4）结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可。14.（1）远小于；不需要（2）；（3）C解：（1）以整体为研究对象有mg=（m+M）a解得以M为研究对象有绳子的拉力显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力；每次改变小车质量（或悬挂物质量）时，不需要重新平衡摩擦力；（2）相邻的点间还有四个点未画出，计数点间的时间间隔：T=×5=做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则由匀变速直线运动的推论：△x=aT2可知，加速度（3）平衡摩擦力时木板一端垫得过高，使小车受到的合力大于细线的拉力，当F=0时有加速度，在a-F图象的纵轴