第四章运动和力的关系（单元测试）

第四章运动和力的关系单元测试卷班级姓名学号分数（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1．如图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球（）A．不可能落在A处B．不可能落在B处C．不可能落在C处D．落在何处取决于车厢的运动情况【答案】D【详解】惯性是物体的一种特性，是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。在做匀速直线运动的车厢上，由于具有惯性，小球要保持原来的运动状态，即匀速直线运动状态，所以小球落下的位置在B点；若汽车做匀加速运动，则落在A点，若汽车做匀减速运动，则落在C点，所以落在ABC点都有可能。故选D。2．下列说法中正确的是（）A．在完全失重的情况下，物体的惯性将消失B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通实验来验证C．单位、、是一组属于国际单位制的基本单位D．马拉车加速前进时，是因为马拉车的力大于车拉马的力【答案】C【详解】A．惯性是物体的固有属性，物体在任何情况下都有惯性，故A错误；B．牛顿第一定律无法通过实验验证，而牛顿第二定律可以通过实验来验证，故B错误；C．长度、质量、时间是国际单位制中三个基本物理量，它们的单位、、是国际单位制中的力学基本单位，故C正确；D．车拉马和马拉车的力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，与运动状态无关，故D错误。故选C。3．关于速度、加速度、合外力的关系，下列说法中不正确的是（）A．不为零的合外力作用于静止物体的瞬间，物体立刻获得加速度B．加速度方向与合外力方向总是一致的，但与速度方向可能相同，也可能不同C．在初速度为零的匀加速直线运动中，速度、加速度与合外力方向三者总是一致的D．合外力变小，物体的速度一定变小【答案】D【详解】牛顿第二定律告诉我们：物体的加速度与物体所受的合力成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合力方向相同。A．根据牛顿第二定律瞬时性可知，不为零的合外力作用于静止物体的瞬间，物体立刻获得加速度，故A正确；BC．根据牛顿第二定律同向性可知，加速度方向与合外力方向总是一致的，但与速度方向可能相同，也可能不同；在初速度为零的匀加速直线运动中，速度方向与加速度方向相同，所以速度、加速度与合外力方向三者总是一致的，故BC正确；D．根据牛顿第二定律可知，合外力变小，加速度变小，物体的速度不一定变小，如：物体做加速度减小的加速运动，故D错误。本题选择不正确的，故选D4．如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线。由图线可知该同学（）A．做了两次下蹲起立的动作B．做了两次下蹲起立的动作，且下蹲后约4s起立C．下蹲过程处于失重状态，起立过程处于超重状态D．下蹲过程先处于失重状态后处于超重状态【答案】D【详解】CD．下蹲过程同学先向下加速后向下减速，先处于失重状态后处于超重状态，起立过程同学先向上加速后向上减速，先处于超重状态后处于失重状态，故C错误，D正确；AB．由图线可知该同学做了一次下蹲起立的动作，且下蹲后约2s起立，故AB错误。故选D。5．如图所示，质量相同的甲、乙两人乘坐两部构造不同、倾角相同的电梯去商场，他们均相对于电梯静止，则下列说法正确的是（）A．若两电梯匀速上升，则甲、乙两人均没有受到摩擦力B．若两电梯匀加速上升，则两人均受到沿速度方向的摩擦力C．无论两电梯加速或匀速上升，甲受到电梯的摩擦力均比乙受到电梯的摩擦力大D．无论两电梯加速或匀速上升，甲受到电梯的支持力均比乙受到电梯的支持力大【答案】D【详解】AB．若两电梯均为匀速上升，则甲只受重力和支持力，乙则受重力、支持力和摩擦力，选项A、B错误；C．若两电梯匀速上升，则甲所受摩擦力为0，乙所受摩擦力平行斜面向上，甲受到电梯的摩擦力比乙受到电梯的摩擦力小，选项C错误；D．无论两电梯加速或匀速上升，甲所受支持力等于重力，乙所受支持力等于重力的分力，所以甲受到电梯的支持力均比乙受到电梯的支持力大，选项D正确。故选D。6．如图所示，一小球质量为m，被2根相同轻弹簧a、b拉住，两弹簧都在竖直方向，小球平衡时，a、b的弹力大小相等。重力加速度为g，当剪断a的瞬间，小球的加速度大小及方向为（

）

A．，竖直向下 B．，竖直向上C．g，竖直向下 D．g，竖直向上【答案】A【详解】由题意，弹簧的弹力大小为且方向均竖直向上。根据平衡条件有剪断后，弹簧对小球的弹力突变为0，根据牛顿第二定律有联立解得方向竖直向下。故选A。7．一辆货车载着质量均为m的完全相同的圆柱形空油桶，在车厢底层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只油桶c自由地摆放在油桶a、b上面，如图所示，忽略油桶间的摩擦作用，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．当货车做匀速直线运动时，油桶a所受的合力为B．当货车做匀速直线运动时，油桶c对a的压力大小为C．当货车做匀速直线运动时，油桶c对a的压力大小为D．当货车向右的加速度增大到时，油桶c会脱离b【答案】D【详解】A．当货车做匀速直线运动时，油桶a受力平衡，所受的合力为零，故A错误；BC．当货车做匀速直线运动时，油桶a受力平衡，根据对称性可知a、b对c的支持力大小相等，则解得根据牛顿第三定律可知油桶c对a的压力大小为，油桶c对b的压力大小为，故BC错误；D．假设当货车向右的加速度增大至时，b、c间的作用力为零，即油桶c将脱离b，根据牛顿第二定律以及力的合成可得解得故当货车向右的加速度增大到时，油桶c会脱离b，故D正确。故选D。8．如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力，则木板的加速度a的大小是（）A． B． C． D．【答案】A【详解】若木板与物块之间发生相对滑动，对木板有解得对物块，根据牛顿第二定律有得所以二者之间将发生相对滑动，木板的加速度a的大小为。故选A。9．如图所示，PQ为圆的竖直直径，AQ、BQ、CQ为三个光滑斜面轨道，分别与圆相交于A、B、C三点。现让三个小球（可以看作质点）分别沿着AQ、BQ、CQ轨道自端点由静止下滑到Q点，运动的时间分别为t1、t2和t3，运动的平均速度分别为v1、v2和v3。则有（）A． B．C． D．【答案】BC【详解】AB．设任一斜面与水平方向的夹角为，圆的直径为d。根据牛顿第二定律得斜面的长度为则由解得可见，小球下滑时间与斜面的倾角无关，则有故A错误；B正确；CD．根据又则故C正确；D错误。故选BC。10．如图所示两个装置，图甲中质量为的物体放在光滑平台上，通过轻绳跨过光滑的固定滑轮与质量为的物体相连，释放物体，二者共同运动；图乙中用大小为的力替代物体对物体进行牵引并运动，其他条件不变，物体运动过程中始终不会与滑轮相碰，已知重力加速度为，以下说法正确的是（）A．图甲物体的加速度大小相同 B．图甲中物体的加速度大小为C．两图中轻绳上的拉力 D．两图中轻绳上的拉力【答案】AD【详解】A．图甲中物体A、B的加速度大小相同，但方向不同，故A正确；B．设图甲中物体A、B的加速度大小为a，对A、B整体根据牛顿第二定律有解得故B错误；CD．图甲中，对A根据牛顿第二定律可得而所以故C错误，D正确。故选AD。11．如图甲所示，质量为2kg的物块在水平恒力F的作用下由静止开始在粗糙地面上做直线运动，经0.6s撤去F，物块运动的速度一时间（）图像如图乙所示，则下列说法正确的是（

）A．恒力F的大小为24NB．物块与地面间的动摩擦因数为0.8C．物块在0.7s时的加速度大小为D．1.0s时物块的速度大小为0.8m/s【答案】AB【详解】BC．由图乙可知，撤去恒力后，物块做匀减速运动的加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得物块与地面间的动摩擦因数为故B正确，C错误；A．由图乙可知，物块做匀减速运动的加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得恒力F的大小为故A正确；D．撤去恒力后，物块做匀减速运动到停下来所用时间为可知物块在时已经处于静止状态，则时物块的速度大小为0，故D错误。故选AB。12．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量分别为2m、m的物体A、B，（A物体与弹簧拴接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体A、B开始向上一起做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离，重力加速度为g，则关于此过程说法正确的是（）

A．施加拉力的瞬间，A、B间的弹力大小为B．施加拉力的瞬间，A、B间的弹力大小为C．从施加力F到A、B分离的时间为D．从施加力F到A、B分离的时间为【答案】AC【详解】AB．设弹簧开始时的压缩量为，则拉力F开始施加的瞬间，对A物体根据牛顿第二定律有解得故A正确，B错误；CD．在A、B分离瞬间，A、B间的弹力为0，弹簧弹力不为零，对A受力分析得得到这一瞬间弹簧的压缩量为则A上升的高度由解得从施加力到A、B分离的时间为故C正确，D错误。故选AC。第II卷（非选择题共52分）二、实验题（满分12分）13．“探究加速度与质量的关系”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后，把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码。(1)同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：A．直流电源、导线

B．交流电源、导线

C．天平（含配套砝码）D．刻度尺

E.秒表其中必要的器材是；图中木板右端被垫高，这样做的目的是。(2)某同学正确进行实验后，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为。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。则在打下点迹4时，小车运动的速度（结果保留3位有效数字），该小车的加速度；（结果保留3位有效数字）(3)根据测量的实验数据作出物体的加速度a和拉力F图线即：图线（右上图），发现其不通过原点，请分析其主要原因是；(4)在对上一问中的装置进行了调整后，图线能够通过原点。为得到更多的数据点，该同学不断改变槽码质量，发现随着F增大，图像由直线逐渐变为一条弯曲的图线，如图所示。图线在末端弯曲的原因是。【答案】(1)BCD平衡摩擦力(2)0.3910.160(3)平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力(4)所挂槽码的总质量太大【详解】（1）[1]打点计时器需要交流电源，验证牛顿第二定律需要用天平测量小车的质量，打点计时器本身就是计时工具，不需要秒表；需要使用刻度尺测量纸带打点之间的距离。故选BCD。[2]图中木板右端被垫高，这样做的目的是为了消除摩擦力对小车的影响，即平衡摩擦力。（2）[1]依题意，纸带上相邻计数点间的时间间隔为匀变速直线运动中，某段时间内的中间时刻速度等于平均速度，所以[2]根据逐差法可得加速度（3）在开始阶段，拉力不为零时，加速度为0，说明合外力为0，即平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。（4）对槽码，根据牛顿第二定律得对小车由牛顿第二定律得解得开始时，槽码质量远小于小车质量，绳上拉力近似等于槽码的重力，aF图像为直线。当槽码质量不再远小于小车质量时，绳上拉力小于槽码的重力，加速度将减小，所以图线在末端弯曲的原因是所挂槽码的总质量太大。三、计算题（满分40分）14．A、B两物体中间连接一劲度系数的轻弹簧，静止置于光滑水平面上，此时弹簧的长度为，两物体质量分别为，，现用水平向右的力拉物体A。则稳定后。（1）A物体的加速度为多少？（2）弹簧的长度为多少？

【答案】（1）2m/s2；（2）11cm【详解】（1）两物体静止在光滑水平面上时，弹簧处于原长状态，则弹簧的原长为L0=10cm，当用F=6N水平向右的力拉物体A，稳定时，物体A和B一起向右做匀加速直线运动，对物体A和B整体，由牛顿第二定律知物体A和B整体向右运动的加速度大小即物体A的加速度大小为2m/s2。（2）对物体B，由牛顿第二定律可得解得此时弹簧的长度15．如图甲，天台安科村滑草场惊险刺激，深受人们喜爱。简化图像如图乙所示，假设某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑一段距离到C点停下来。如果人和滑板的总质量，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为，斜坡的倾角（，），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计。求：（1）人从斜坡上滑下的加速度为多大？（2）若AB距离为10m，求人和滑板滑到斜面底端的速度大小？（3）若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？【答案】（1）；（2）；（3）50m【详解】（1）根据牛顿第二定律得，人从斜坡上滑下的加速度为（2）根据速度与位移的关系有解得（3）在水平面上做匀减速运动的加速度大小为根据速度位移公式得，B点的速度为根据速度位移公式得16．如图所示，质量分别为、的物块A、B置于足够大的水平地面上，在大小的水平推力作用下，两物块一起由静止开始向右做匀加速直线运动，已知A、B与地面间的动摩擦因数分别为、，取重力加速度大小。（1）求两物