人教版（2019）高一物理必修第一册第四章运动和力的关系章节测试

2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册章节测试

第四章运动和力的关系

1.下列说法中正确的是（）

A.亚里士多德发现了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

B.伽利略在对亚里士多德关于物体下落论断的怀疑下，做了著名的斜面实

验，并应用实验观察和逻辑推理，得出轻重物体自由下落一样快的结论

C.伽利略在亚里士多德、笛卡尔等科学家关于力与运动关系研究的基础上,

运用理想实验和归谬法得出了惯性定律

D.牛顿第一定律是通过多次实验总结出来的一条实验定律

2.如图所示，小明乘坐电梯上楼，他站在静止的电梯厢中，按动上楼按钮后电

梯由静止开始竖直向上先做匀加速运动，经3.0s电梯达到最大速度6.0m/So

若小明的质量为50kg,g=i0mzs2,对于这个加速运动的过程，下列说法中正确

的是（）

A.小明对电梯厢底板的压力大小为500N,小明处于超重状态

B.小明对电梯厢底板的压力大小为600N,小明处于超重状态

C.小明对电梯厢底板的压力大小为400N,小明处于失重状态

D.小明对电梯厢底板的压力大小为500N,小明处于失重状态

3.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小

铁球，在电梯竖直运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,

这一现象表明此过程中（）

A.电梯一定是在下降B.电梯一定是在上升

C.乘客一定处在超重状态D.乘客一定处在失重状态

4.在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗，现突

然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图示，则关于小车在此种情况下的

运动，下列叙述正确的是（）

A.小车匀速向左运动B.小车可能突然向左加

速

C.小车可能突然向左减速D.小车可能突然向右加速

5.如图所示，一长木板放在斜面上,材料相同的两个小滑块P、。放置在长木板

上，且滑块尸的质量大于滑块。的质量，长木板在外力作用下向上运动，滑块

P、。和长木板相对静止。现使长木板突然停下来并保持不动，滑块尸、。始终

在长木板上,则滑块A。之间的距离将（）

A.保持不变B.一直增大C.一直减小D•条件不足，无法判断

6.有一堆砂子在水平面上堆成圆锥形，稳定时底角为夕，如图所示。如果

视每粒砂子完全相同，砂子与砂子之间，砂子与地面之间的动摩擦因数均

为〃，砂子之间的最大静摩擦力可近似认为与滑动摩擦力相等，以下说法

正确的是（）

A.砂堆稳定时，砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零

B.砂堆稳定时，只有形成严格规则的圆锥，底面受到地面的摩擦力才为零

C.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足cot«max=〃

D.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足COSCmax=〃

7.如图A,B,C为三个完全相同的物体，当水平力尸作用于8上，三物体可一起

匀速运动，撤去力尸后，三物体仍可一起向前运动,设此时AB间摩擦力为九

B、C间摩擦力为力，则工和力的大小为（）

F2

A./=&=oB.A=^f2=Fc.f^-,f^-FD./=RL=o

8.如图所示,倾角为©的斜面体c置于水平地面上,小物块B置于斜面上，通

过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接物体2的一段细绳与斜面平

行，已知4艮C都处于静止状态。则（）

A.物体3受到斜面体C的摩擦力一定不为零

B.斜面体C受到水平面的摩擦力一定为零

C.斜面体c有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力

D.将细绳剪断，若8物体依然静止在斜面上,此时水平面对斜面体C的摩擦力

一定不为零

9.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计

了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内,

受压面朝上，在上面放一物体加，当升降机静止时电流表示数为/。。某过

程中电流表的示数为2/。，如图乙所示，则在此过程中（）

甲乙

A.物体处于失重状态

B.物体可能处于匀速运动状态

C.升降机一定向上做匀加速运动

D.升降机可能向下做匀减速运动

10.如图所示，斜面体固定在水平面上，一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2,

两端分别与物体A和轻环c连接，轻环c穿在水平横杆上，滑轮2下吊一物

体8。物体A和滑轮1间的细线平行于斜面，系统静止。现将C向右移动少

许，物体A始终静止，系统再次静止，不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。

则（）

A.细线拉力将变大

B.地面对斜面体的支持力将变大

C.横杆对轻环。的摩擦力将变大

D.斜面体对物体A的摩擦力将变小

11.如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距-0.4m,导轨所

在平面与水平面的夹角为30°,其电阻不计。把完全相同的两金属棒（长

度均为0.4m）赤加分别垂直于导轨放置，并使每棒两端都与导轨良好接

触。已知两金属棒的质量均为加=o.lkg、电阻均为R=0.2。，整个装置处在

垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为8=0.5T,当金属棒岫

在平行于导轨向上的力尸作用下沿导轨向上匀速运动时，金属棒Cd恰好

能保持静止。(g=10m/s2),则()

A.F的大小为0.5N

B.金属棒成产生的感应电动势为1.0V

C.4棒两端的电压为1.0V

D.aZ?棒的速度为5.0m/s

12.如图甲、乙所示，两图中三个小球儿A、8、C的质量分别为租、2处3根，均悬

挂在天花板上处于静止状态。重力加速度大小为g,弹簧和细线的质量均

不计。现将两图中小球与天花板相连的细线剪断，则在细线被剪断的瞬间

甲乙

A.甲图中A、c的加速度依次为0,2g,3g

B.甲图中42、C的加速度依次为6g,0,0

C.乙图中A、B、C的加速度依次为g,g，g

D.乙图中4瓜C的加速度依次为3g,0,2g

13.如图所示，质量为M的木板C放在水平地面上，固定在C上的竖直轻杆

的顶端分别用细绳a和。连接小球A和小球8，小球A、8的质量分别为和

为，当与水平方向成30。角的力尸作用在小球B上时，4生C刚好相对静止

一起向右匀速运动，且此时绳》与竖直方向的夹角分别为30。和60。，则下

列判断正确的是（）

A.力尸的大小为〃%g

地面对C的支持力等于（加+mA+m^g

地面对C的摩擦力大小为—恤g

14.如图所示，质量为〃z=0.5kg的木块在质量为M=0.1kg的长木板上，己知木

块与木板间的动摩擦因数为0.2,木板与地面间的动摩擦因数为0.1。木块m

受到向右的水平拉力厂的作用而向右匀速运动，下列说法正确的是（）

A.此时，水平拉力/为。6N

B.此时，木块”受到的摩擦力的大小一定是1N

C.当水平拉力变为尸=0.8N时，木块机仍静止

D.当水平拉力厂＞3N时，木块m与木板M间会发生相对滑动

15.如图所示的装置为在摩擦力不计的水平桌面上放一质量为%=5kg的盒

子乙,乙内放置一质量为/=lkg的滑块丙，用一质量不计的细绳跨过光滑的

定滑轮将一质量为叫=2kg的物块甲与乙相连接，其中连接乙的细绳与水平

桌面平行。现由静止释放物块甲，在以后的运动过程中,盒子乙与滑块丙之间

没有相对运动，假设整个运动过程中盒子始终没有离开水平桌面，重力加速

度g=10m/s2。贝！J()

,I图乙

甲占

A.细绳对盒子的拉力大小为20N

B.盒子的加速度大小为2.5m/s2

C.盒子对滑块丙的摩擦力大小为2.5N

D.定滑轮受到细绳的作用力为30N

16.某实验小组欲以如图1所示实验装置探究“加速度与物体受力和质量的

关系”。图1中A为小车,3为装有祛码的小盘,。为一端带有定滑轮的长木板,

小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为班，小盘(及祛码)的质

量为miO

区严5---------------------------------------

图1图2

(1)下列说法正确的是()

A.实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源

B.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

C.本实验中应满足”远小于叫的条件

D.在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作叫图象

⑵实验中得到一条打点的纸带，如图2所示，已知相邻计数点间的时间间隔

为T,且间距属、X?、X3、X,、X5、X6已量出，则打点计时器打下J点时小车的瞬时

速度的计算式为匕=，小车加速度的计算式"O

17.如图所示为探究“拉力恒定时，加速度与质量之间关系”的实验装置，

实验时忽略小车所受导轨对它的摩擦力，在倾斜导轨的B处有一时间传感

器，能记录小车从倾斜导轨A处下滑到B处的时间。

实验步骤如下：

(1)安装好实验器材，用刻度尺测出A、5之间的距离S；

⑵将小车置于4处，用弹簧秤沿导轨向上拉着小车并保持静止，读出此时

的拉力F；

(3)去掉弹簧秤，让小车自A处静止释放，传感器开始计时，小车通过5后,

记下时间传感器测得小车从A运动到B的时间化

(4)再将小车置于A处，往小车中增加钩码，设所加钩码的总质量为。为保

持小车与钩码的合外力F不变，可采用如下方法：用弹簧秤沿导轨向上拉

着小车静止，调节导轨倾角的旋钮使导轨与水平面之间的夹角适当变小，

直到弹簧秤的读数显示F为止。然后重复步骤(3)；

(5)多次往小车中增加钩码，然后重复步骤(4)；

(6)利用实验中所测得的数据在坐标纸上建立坐标系，以m为横坐标，以—

为纵坐标，描点之后作出一条直线便于研究。测得直线的斜率为左，纵截距

为九则小车所受的合外力为，小车的质量为0

18.图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器打点的时

间间隔用加表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探

究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)实验步骤:

①平衡小车所受的阻力:先拿下小吊盘，调整木板右端的高度用手轻拨小车,

直到打点计时器打出一系列均匀的点。

②按住小车，挂上带有适当重物的小吊盘,在小车中放入祛码。

③接通打点计时器电源，释放小车,获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车

中秩码质量m。

④按住小车，改变小车中祛码的质量,重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点

的间距心血...求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以祛码的质量切为横坐标［为纵坐标，在坐标纸上作出小关系图线。

(2)完成下列填空:

①本实验中，为了保证在改变小车中祛码的质量时，小车所受的拉力近似不

变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是C

②某纸带上三个相邻计数点的间距为外的和n。

则小车加速度o（用字母外53和加表示）

③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为匕在纵轴上截距为

"若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为，小车的质量为

19.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，甲、乙两位同学实

验时都先正确平衡摩擦力。实验装置如图甲、乙所示，甲同学在实验时用

细线一端连接小车、另一端连接钩码，钩码的重力作为细线的拉力；乙同

学利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力，两位同学通过

改变钩码的个数，确定加速度与细线拉力F的关系。已知甲图中小车的质

量等于乙图中力传感器与小车的质量之和。

打点

计时器

Inci

%O

纸带

钩

码

甲乙

(1)为减小实验误差，甲同学在实验过程中，小车的质量要钩码

的质量。乙同学在实验过程中，(选填“需要”或“不需要”)满足这

个条件。

(2)甲、乙两位同学在实验中采用相同质量的小车，用甲、乙两位同学得

到的实验数据在同一坐标中作出〃-尸图象，如图所示图线①②，其中图线

①是同学所作出的图象，图线②是同学所作出的图象。

图象中随着P的增大，图线将发生弯曲。

20.如图所示，一质量为M的长木板静止在水平面上，有一质量为m的小滑块

以一定的水平速度冲上木板，已知滑块和木板之间的动摩擦因数为〃o,最大

静摩擦力等于滑动摩擦力，求

(1)若滑块在木板上滑动时,木板能保持静止不动，木板和地面之间的动摩

擦因数须满足什么条件？

(2)若长木板的质量加=0.2kg,长木板与水平面间的动摩擦因数〃=0.1.滑块

的质量也为0.2kg。滑块以vo=1.2m/s的速度滑上长板的左端,小滑块与长木

板间的动摩擦因数〃o=O4滑块最终没有滑离长木板,求滑块在开始滑上长

木板到最后静止下来的过程中，滑块滑行的距离是多少？(g=10加s2)

参考答案

L答案：B

解析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

A.伽利略发现了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，故A错误；

B.伽利略在对亚里士多德关于物体下落论断的怀疑下，做了著名的斜面实

验，并应用实验现察和逻辑推理，得出轻重物体自由下落一样快的结论，

故B正确；

C.牛顿在亚里士多德、笛卡尔等科学家关于力与运动关系研究的基础上，

运用理想实验和归谬法得出了惯性定律，故C错误。

D.牛顿第一定律是一条理想化情况下的规律，是逻辑思维的产物，不能通

过实验来直接验证，故D错误。

故选：Bo

2.答案：B

解析：经3.0s电梯达到最大速度6.0m/s,则加速度。=>|^侬2=2.0向$2,对

小明进行受力分析得N-祖g=,所以N=mg+ma=50x(10+2)=600N,由牛顿第三

定律得，小明对电梯厢底板的压力大小为600N。由于小明对电梯厢底板的

压力大小为600N,大于他的重力，所以小明处于超重状态，故选B。

3.答案：D

解析：电梯静止不动时，小球受力平衡，有性=句，弹簧的伸长量比电梯静止时

的伸长量小了，说明弹力变小了，根据牛顿第二定律，有侬-生故加速度

向下，电梯加速下降或者减速上升,电梯以及电梯中的人处于失重状态，故D

正确A、B、C错误。

4.答案：B

解析：原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可

能：①原来小车向左运动，突然加速，碗中的水由于惯性保持原速度不变,

故相对于碗向右洒出；②原来小车向右运动，突然减速，碗中的水由于惯

性保持原速度不变，相对于碗向右洒出，故B正确。

5.答案：A

解析：根据牛顿第二定律可知，长木板停止运动后，滑块AQ的加速度大

小均为。二gsin6+〃gcos9,又两滑块的初速度％相同，则在相同的时间内两滑

块运动的位移x=vot相同，则滑块尸、。之间的距离将保持不变，选项A

正确。

6.答案：A

解析：AB.把所有沙子看成一个整体，对整体受力分析，由水平方向合力

为零可得，砂子稳定时，砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零，与形状无

关，故4正确，B错误;

CD、取斜面上的一粒质量为根的沙子,若倾角最大为时沙子恰好平衡，

对沙子受力分析，根据平衡条件得：“zgsinaa=/j,mgcosamax

解得：tantzmax=n,故CD错误。

故选：Ao

7.答案：C

解析：开始三个物体在拉力厂的作用下一起做匀速直线运动，知尸=九

撤去尸后，三个物体一起做匀减速直线运动，整体的加速度为iw喘

隔离对A分析，A在水平方向上的合力等于5对A的摩擦力，有：f1=ma=：

隔离对A5分析，A5整体所受的合力等于。对它们的摩擦力，有：

f2=2ma=-F,故。正确，ABD错误。

故选Co

8.答案：C

解析：当物块2满足“gsinO=%g时，物体2受到斜面体C的摩擦力为零，选项

A错误;对BC的整体而言，受到斜向右上方的绳子的拉力，故斜面体C有沿地

面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力，选项B错误,C正确;将细绳

剪断，若B物体依然静止在斜面上,此时对BC的整体水平方向合力为零，即水

平面对斜面体c的摩擦力为零，选项D错误;故选C.

9.答案：D

解析：升降机静止时电流表示数为/0，而某过程中电流表示数为2/。,说明该过

程中物体对压敏电阻的压力大于G,根据牛顿第三定律，物体受向上的力也

大于G,故物体存在向上的加速度,处于超重状态，但不能判定物体是做向上

的匀加速运动还是做向下的匀减速运动,D正确.

10.答案:AC

解析：

11.答案：BD

解析：

12.答案:BC

解析：AB分析甲图，绳子断后对A球拉力突变为零，但弹簧因为形变来不

及突变，所以力也没有突变，是向下的5叫，加上A球本身重力，A球加速

度为6g,2球因为受到向上的弹簧拉力，使得下面段绳子拉紧，所以5C小

球仍然受力平衡加速度为零，故A错误，5正确；

CD.分析乙图得绳子断后A球想往下动使得AB,C球之间绳子松动，三个

球只受到重力，所以加速度均为g,故。正确，。错误。

故选BC。

13.答案:AC

解析：A.以5为研究对象，分析受力，水平方向受力平衡，则有：

Feos30°=TZ?cos30°,

得：Tb=F

竖直方向受力平衡，则有：

Fsin30°+Tbsin30°=mBg

得：F=mBg?故A正确；

B.以ABC整体为研究对象受力分析,竖直方向上有：N+Fsm3Q°=+mA+mB)g

可见N小于(M+mA+mB)g,故B错误；

C.以ABC整体为研究对象受力分析，水平方向上有：

f=Fcos30°=mBgcos3Q°=—mBg,故。正确；

D.以A为研究对象受力分析，竖直方向上有：〃%g+7；sin30。=Thsin60。

水平方向上有：(sin30。=(sin60。

联立得：mA=mB,故Z)错误；

故选：AC-

14.答案：AD

解析：AB,水平拉力下的作用而向右匀速运动，所以整体受力平衡，即为：

/=〃地®+M)g=0.6N,木块机受到的摩擦力/=E=0.6N,故A正确、2错误;

C.由以上讨论知外力尸=0.6N时就已经匀速运动了，所以当水平拉力变为:

尸=0.8N时，肯定是运动的，故。错误；

D.木块m与木板M间要发生相对滑动，肠"间达到最大静摩擦力,即为：

〃块用g-〃地（m+M）g=Ma,角军得：a=4m/s2,

对整体有：尸-〃地（m+M）g=（M+m）a,得：F=3N,当B>3N时会发生相对滑

动，故。正确。

故选：A。。

15.答案：BC

解析：AB、以整体为研究对象，根据牛顿弟一■定律可得：叫g=（叫+加乙+%”,

解得整体的加速度为：〃=—%一g=2.5m//,以乙和丙整体为研究对象，根

据牛顿第二定律可得绳子的拉力大小为：尸=（叱+根内）a=（5+l）x2.5=15N,所以

A错误、B正确；

C.以丙为研究对象，根据牛顿第二定律可得盒子对滑块丙的摩擦力大小为

/=，a