2022-2023学年人教版高一物理上学期专项复习：运动与力的关系（含解析）

专题04运动与力的关系

一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要

求）

1.（2022•安徽•合肥市第六高一期末）科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法归纳法，演绎法。

类比法，理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到的

（）

A.伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”B.牛顿发现“万有引力定律”

C.卡文迪什测出“万有引力常量”D.库仑发现“库仑定律”

【答案】A

【详解】牛顿发现“万有引力定律”；库伦发现“库仑定律”；卡文迪什测出“万有引力常量”，这些都是建立

在大量的实验的基础上直接得出的结论；而伽利略发现“力不是维持物体运动的原因“，是在实验的基础上

经过抽象推理得出的结论，即运用了即理想实验法。

故选Ao

2.（2022•陕西•大荔县教学研究室高一期末）关于两个物理量的关系，下列说法正确的是（）

A.由。=生可知，物体的加速度。与其速度的变化量成正比

Nt

B.由可知，做匀变速直线运动的物体在时间f内的速度变化量与f成正比

C.由。=±可知，物体的加速度。与其所受的作用力P成正比

m

D.由根=£可知，物体的质量相与其所受的作用力尸成正比

a

【答案】B

【详解】A.由。=包可知，时间一定时，物体的加速度a才与其速度的变化量成正比，故A错误；

B.由△v=0可知，做匀变速直线运动的物体加速度不变，在时间/内的速度变化量与f成正比，故B

正确；

C.由可知，质量一定时，物体的加速度a才与其所受的作用力尸成正比，故C错误；

m

D.物体的质量是自身的性质，与其所受作用力无关，故D错误。

故选B。

3.（2022•浙江•高一期末）如图所示，某人坐地铁时把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，上端用电工胶布

临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁某段水平直线行驶运动过程中，细绳偏离竖直方向一定角度6并

保持了一段时间，他用拍摄了当时的情景照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，则可以根据照片信息

A.判断地铁的运动方向B.判断地铁一定在加速

C.估算地铁的速度大小D.估算地铁的加速度大小

【答案】D

【详解】对笔受力分析知，笔受竖直向下的重力和沿绳斜向左上的拉力，二力的合力沿地铁运动方向，

有

解得笔的加速度，也即地铁的加速度为

方向向左，但无法判断地铁的运动方向，故无法判断地铁是加速还是减速，也无法估算地铁的速度大

小，故ABC错误，D正确。

故选D。

4.（2022•黑龙江・大庆高一期末）如图所示，A、2两球质量相等，光滑斜面的倾角为仇图甲中，A、B

两球用轻弹簧相连，图乙中A、2两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均

与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有（）

A.两图中两球加速度均为gsin。

B.两图中A球的加速度均为0

C.图乙中轻杆的作用力一定不为0

D.图甲中8球的加速度是图乙中8球的加速度的2倍

【答案】D

【详解】撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小为2mgsin9,因弹簧弹力不能突变，而杆的弹

力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，8球所受合力为2根gsin。，加速

度为2gsin（9；图乙中杆的弹力突变为零，A、8球所受合力均为“zgsin仇加速度均为gsin仇故D正确，

ABC错误。

故选D。

5.（2022•浙江宁波.高一期末）中国高速铁路最高运行时速350km,被誉为中国“新四大发明”之一。如图

所示，在列车某阶段沿水平直线高速行驶的过程中，在列车窗台上，放了一枚直立的硬币，发现硬币始

终直立在水平窗台上，这证明了中国高铁极好的稳定性。对于该过程下列判断正确的是（）

A.列车一定做匀速直线运动

B.硬币只受重力和支持力，且处于平衡状态

C.硬币可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用

D.列车可能做加速度较小的加速或减速运动，此时硬币也不受摩擦力作用

【答案】C

【详解】由题意可知列车可能做匀速直线运动，也可能做加速度较小的加速或减速运动，此时硬币不仅

受重力和支持力，还受摩擦力，当列车做加速运动时，硬币将受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用。

综上所述可知ABD错误，C正确。

故选C。

6.（2022•江苏省灌云高级高一期末）近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一

项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在。点，拉长后将下端固定在体验者的身上，

并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为1400N。打开扣环，从A点由静止释放，像火箭一样

被“竖直发射”，经8点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备的总质量为70kg（可视为质

点）。不计空气阻力，则下列说法不正确的是（）

A.在C点，人处于失重状态

B.在2点，人所受合力为零

C.打开扣环瞬间，人的加速度大小为10m/s2

D.从A点到2点上升过程中，人的加速度不断减小

【答案】C

【详解】A.体验者在最高位置C点时，速度为零，加速度向下，处于失重状态，故A正确；

B.在8点时人的速度最大，加速度为零，此时人所受合力为零，故B正确；

C.传感器示数为T=1400N,设此时弹性绳的弹力为凡由平衡条件得

打开扣环瞬间，对人由牛顿第二定律得

代入数据解得

故C错误；

D.人从A点到8点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性

绳的弹力尸减小，人所受合力

减小，加速度减小，到达B点时弹性绳的弹力与重力大小相等，合力为零，故D正确。

本题选不正确项，故选C。

7.（2022•北京密云.高一期末）轿车设计师在关注轿车加速性能的同时，提出了“加速度的变化率”的概

念，用这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感

觉越舒适。如图是一辆汽车在水平公路上行驶时加速度随时间变化的关系图像，取f=0时速度方向为正

方向，则关于加速度变化率以及汽车的运动，下列说法正确的是（）

A.在4s内，汽车的速度减少了8m/s

B.在4s内，汽车做匀减速直线运动

C.依据运动学定义方法，“加速度的变化率”的单位是m/s2

D.若汽车在，=0时速度为lm/s,则汽车在7s末的速度大小为10m/s

【答案】D

【详解】A.由=知在a—f图象中，图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量Av,则

得在4秒内，汽车的速度减少

A错误；

B.在4s内，汽车的加速度在减小，但4s内加速度一直为正，则加速度与速度同向，则汽车作加速运

动，所以汽车做加速度减小的变加速直线运动，B错误；

C.加速度的变化率为半，。的单位是m/s2,所以，“加速度的变化率”的单位应该是m/s3,C错误；

D.由Av=a加，知在a—f图象中，图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量Av,则得在第7s

秒末，汽车的速度

解得汽车在7s末的速度大小为10m/s,D正确。

故选D。

8.（2022•吉林・希望高中高一期末）如图，电梯与水平地面成。角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯

以恒定加速度a启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为尸N和6。若电梯启动加速度减小为

则下面结论正确的是（）

2

A.水平梯板对人的支持力变为g

B.水平梯板对人的摩擦力变为为土

2

C.电梯加速启动过程中，人处于失重状态

D.水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为为3

FN

【答案】B

【详解】A当电梯加速度为。时，竖直方向上有：

水平梯板对人的支持力：

当电梯加速度由。减小为£时，在竖直方向上有：

水平梯板对人的支持力：

故A错误；

B当电梯加速度为。时，水平梯板对人的摩擦力为：

当电梯加速度由。减小为£时，水平梯板对人的摩擦力变为：

故B正确；

C电梯加速启动过程中，人有向上的加速度，处于超重状态而不是失重状态。故C错误；

D水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为：

故D错误。

二、多选题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项答合题目要

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）

9.（2022•山东泰安・高一期末）如图所示，是某同学站在压力传感器上做下蹲或起立的动作时记录的力随

时间变化的图线，由图线可以得到正确的信息是（）

A.该同学做了两次下蹲动作

B.该同学做了四次下蹲动作

C.下蹲过程中人处于先失重后超重的状态

D.起立过程中人处于先失重后超重的状态

【答案】AC

【详解】人下蹲过程中有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超

重，对应先失重再超重；起立过程中对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了两次下蹲-起立的动

作。

故选AC-

10.（2022•甘肃・甘南藏族自治州合作第一高一期末）如图所示，一辆质量较大的小车停放在粗糙水平面

上，用酒精灯加热一段时间后塞子喷出，此过程小车始终静止。下列说法正确的是（）

A.塞子喷出的瞬间，塞子受到的冲击力与小车受到的冲击力大小相等

B.塞子喷出前，小车受地面的摩擦力方向水平向右

C.塞子喷出的瞬间，小车对水平面的压力大于小车整体的重力

D.若减小试管内水的质量，则可以增大小车整体的惯性

【答案】AC

【详解】A.根据牛顿第三定律可知，塞子喷出时塞子受到的冲击力和小车受到的冲击力大小相等，方向

相反，A正确；

BC.塞子喷出前，把小车和塞子看作整体，由平衡条件可得，小车不受地面的摩擦力，塞子喷出瞬间，

试管内的气体对小车整体有斜向左下的作用力，所以小车对水平面的压力大于小车整体的重力，小车受

地面的摩擦力方向水平向右，B错误，C正确；

D.若减小试管内水的质量，则小车整体的惯性减小，D错误。

故选ACo

11.（2022.重庆•西南大学附中高一期末）如图所示，倾角为。的光滑斜面上用固定的竖直板挡住一个质量

为机的光滑小球，将整个装放在升降机中，则有（）

A.升降梯匀速上升时，竖直板对小球的弹力大小为mgtan。

B.升降梯匀速上升时，斜面对小球的弹力大小为机geos。

C.升降梯加速上升时，小球处于超重状态

D.升降梯加速上升时，小球处于失重状态

【答案】AC

【详解】AB.升降梯匀速上升时，对小球受力分析，如图所示

设竖直板对小球的弹力为耳，斜面对小球的弹力为F2,根据平衡条件得

解得

故A正确，B错误；

CD.升降梯加速上升时，小球的加速度向上，属于超重状态，故C正确，D错误。

故选AC-

12.（2022・陕西・长安高一期末）水平地面上有一质量为机/=4kg的长木板，木板的左端静止放置一质量为

相2=2kg的物块，如图（a）所示。从仁0开始，用水平向右的拉力厂作用在物块上，尸随时间t的变化关

系如图（6）所示，其中尸八尸2分别为力、短时刻尸的大小。木板的加速度为随时间f的变化关系如图

（c）所示。已知木板与地面的动摩擦因数为4=01，物块与木板间的动摩擦因数为〃2=06。假设最大

静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取lOm/s?,则（）

A.月=6N

B.K=12N

C.在。~马时间段物块与木板加速度相等

D.木板加速度所能达到的最大值为2.0m/s2

【答案】ABC

【详解】A.木板与地面间的最大静摩擦力

木板与物块间的最大静摩擦力

当拉力逐渐增大到B时，木板首先相对地面发生相对滑动，此时拉力大小为

A正确；

BD.当拉力达到B时，木板相对物块发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对木板

对物块

解得

此时拉力大小为10.5N,木板加速度达到最大值为Im/s2,B正确，D错误；

C.在o~%时间段物块和木板都处于静止状态，％~力2时间段物块和木板一起加速，则在0~弓时间段物

块与木板加速度相等，故c正确。

故选ABC。

三、非选择题（本题共6小题，共60分）

13.（6分）（2022•陕西省黄陵县高一期末）某实验小组利用图所示的装置来验证“牛顿第二定律”。

（1）小明想用砂桶及砂的重力代替小车受到的合外力，为了减少实验误差，小明做了两方面的调整：

a、将木板的（选填“左”或“右”）侧垫高，平衡摩擦力；

b、调整砂桶及砂的总质量___________（选填“等于”“远小于”或“远大于”）小车的质量。

（2）已知小车质量重力加速度g以及小车加速度a,若牛顿第二定律成立，则砂桶及砂的质量加=

（用已知物理量符号表示）。

【答案】右远小于迹

g

【详解】（1）［1］使小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，如图，应将木板右侧垫高。

⑵根据牛顿第二定律

mg-F=ma,F=Ma

联立得

可知，当砂和砂桶质量相远小于小车质量M时

砂和砂桶的重力近似等于小车所受合力。

［引根据牛顿第二定律

得

14.（8分）（2022•河北张家口.高一期末）某物理兴趣小组准备探究“加速度与力和质量的关系”，该小组

中一个同学用相关器材安装了实验装置，如图甲所示。

（1）实验开始前另一同学发现该实验装置中有一处错误，请指出：O

（2）（多选）除了装置图中器材外，下列器材中还必须使用的有。

A.4〜6V低压交流电源B.220V、50Hz的交流电源

C.天平（或电子秤）D.刻度尺

（3）重新调整好装置之后，实验小组开始实验，如图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰

的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点4B、C、。、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有

标出，测出计数点8、C和。、E点之间的距离为巧、匕，如图乙所示。已知打点计时器打点频率为方

则用此纸带上测量的数据计算小车运动的加速度的表达式为。

（4）保持小车质量一定，改变砂和砂桶的重力，探究“加速度与力的关系”时，甲、乙两位同学根据各自

的实验数据分别作出的b图线如图丙所示，对A、B图线的分析下列说法正确的是o

A.A图线不通过原点，可能是因为计算尸时未计入砂桶的重力

B.A图线不通过原点，可能是因为没有平衡摩擦力

C.B图线不通过原点，可能是因为计算尸时未计入砂桶的重力

D.B图线不通过原点，可能是因为没有平衡摩擦力

【答案】细线与木板不平行BCD（%—x"AD##DA

50

【详解】（1）[1]安装器材时应调节滑轮高度，使细线与木板平行。

（2）[2]为了使电火花计时器正常工作，必须有220V、50Hz的交流电源、为了称出物体质量，必须有天

平（或电子秤）、为了测量纸带上计数点的点间距，还必须有刻度尺。故选BCD。

（3）[3]由逐差法可知

又因为

有

解得

（4）[4]B.A图线不通过原点，产为零时加速度不为零，可能是因为平衡摩擦力过度，B错误；

D.B图线不通过原点，厂达到某个值时物体才开始运动，可能是因为没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不

充分，D正确；

AC.设沙桶的质量为加。，沙子质量为加，小车质量为实验时如果计算厂时未计入砂桶的重力，则

有

由牛顿第二定律

即

会导致图线不通过原点，A正确，C错误。

故选AD。

15.（8分）（2022•辽宁•高一期末）如图所示，将质量为m=0.2kg的小球套在竖直固定的直杆上，小球的

直径略大于杆的直径，小球与杆之间的动摩擦因数为〃=0.5。现对小球施加一斜向上的拉力尸，使其以

2m的加速度开始沿杆向上运动，拉力/与杆的夹角为6=53。，已知sin53o=0.8,重力加速度大小为

g=10m/s2o求尸的大小。

【答案】12N

【详解】根据牛顿第二定律可得

水平方向根据受力平衡可得

又

联立解得

16.（8分）（2022•贵州・黔西南州金成实验高一期末）如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车2,

以速度V7=30m/s进入向下倾斜的直车道。车道每100m下降2m。为使汽车速度在s=200m的距离内减到

V2=10m/s,驾驶员必须刹车。假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的70%作用于拖车2,30%作用

于汽车A。已知A的质量机/=2000kg,8的质量机2=6000kg。求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作

用力。取重力加速度g=10m/s2。

【答案】880N

【详解】汽车沿倾角斜车作匀减速运动，用。表示加速度的大小，有

用/表示刹车时的阻力，根据牛顿第二定律有

式中

设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为力根据题意

方向与汽车前进方向相反；用加表示拖车作用于汽车的力，设其方向与汽车前进方向相同.以汽车为研

究对象，由牛顿第二定律有

联立以上并代入数据解得

Zv=880N

17.（14分）（2022.河南开封•高一期末）如图所示，传送带沿逆时针方向以速度%=2m/s匀速运动，两

皮带轮A、8之间的距离L=8.2m,传送带绷紧与水平方向的夹角。=37。。将一可视为质点的小物块无

初速度地从A端放到传送带上，已知物块与传送带间的动摩擦因数〃=05,物块在与传送带相对滑动时

能在传送带上留下白色痕迹。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,MXg=10m/s2□求:

（1）物块在传送带上运动的时间六

（2）物块相对传送带的位移Ax的大小；

（3）白色痕迹的长度s值。

【答案】（1）2.2s；（2）3.8m；（3）4m

【详解】（1）设物块刚放到传送带上时初速度为0,在物块速度达到%前的过程中，

由牛顿第二定律有

代入数据解得

经历的时间为

物块运动的位移

物块的速度达到％之后，有

所以物块与传送带共速后继续向下做匀加速运动。

由牛顿第二定律可得

代入数据解得

设物块运动到脱离传送带这一过程经历时间为G,则有

解得

所以此物块在传送带上运动的时间为

(2)传送带运动的位移分别为

划出痕迹的长度为

物块相对传送带的位移为

(3)由于所以痕迹长度为

18.(16分)(2022.黑龙江.佳木斯高一期末)如图所示，一架质量为M=2kg的小车模型静止在光