运动和力的关系 测试卷-2025年高考物理一轮复习（新教材新高考）

第三章力与运动的关系

质量监测试卷

本试卷分第I卷（选择题）和第II（非选择题）两部分。满分：100分；考试时间：75分钟

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名.班级.座号.准考证号填写在答题卡上。

2.答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号

对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁.完整。

3.考试结束后，将答题卡交回（试题卷自己保存，以备评讲）。

第I卷（选择题，共43分）

一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合题目要求）

1.“天宫课堂”第四课于2023年9月21日15时45分开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在

中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做

了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验下列说法正确的是（）

A.梦天实验舱内，水球体积越小其惯性越大

B.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对相互作用力

C.击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的

D.梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证

【答案】B

【详解】A.梦天实验舱内，水球体积越小，水球质量越小，其惯性越小，故A项错误；

B.击球过程中、水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是作用力与反作用力，故B项正确；

C.击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故C项错误；

D.牛顿第一定律是理想情况，不可用实验直接验证，故D项错误。

故选B。

2.甲、乙两个物体质量之比%：%=1：2,它们以相同的初速度均在水平面上做匀减速直线运动，直到停

止，其VT图像如图所示。此过程中，两物体所受的摩擦力分别为信、启；克服摩擦力做功分别为明、%。

则下列判断正确的是（）

B.人=g明＜以

C.“乙W甲＞卬乙D.%=%

【答案】B

【详解】根据牛顿第二定律可知，摩擦力

f=ma=^

因

啊：叱=1:2,而工乙=1:2

可知

/甲二f乙

根据动能定理

19

暝=AEk=-mv~

可知

故选Bo

3.在水平向右飞行的客机中，发现饮料杯中的液面与水平小桌板成a角，如图所示。则（

B.客机在做匀加速直线运动

D.饮料杯只受重力和支持力

【答案】C

【详解】ABC.在倾斜水面上取一小水滴，对其进行受力分析如图所示

N

a

可知其加速度方向向左，根据牛顿第二定律有

mgtana=ma

解得

a=gtana

可知客机的加速度大小为gtana,客机向右做匀减速直线运动，故AB错误，C正确;

D.饮料杯的加速度水平向左，则饮料杯受重力、支持力和摩擦力作用，故D错误。

故选C。

4.图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间

变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（）

ft

甲

A.从传感器的示数可知该同学的体重约为25kg

B.1~2s内，该同学经历了先失重、后超重的状态

C.0~8s内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作

D.该同学拉起身体过程中单杠的支持力对他做正功

【答案】B

【详解】A.从传感器的示数可知，该同学的重力约为500N,体重约为50kg,A错误；

B.ls~2s内，该同学经历了先出现失重现象后出现超重现象，B正确；

C.人在进行放下身体的动作过程中，先向下加速运动，此时加速度的方向向下，故人处于失重状态，最后

人处于静止状态，所以后半段人向下做减速运动，加速度的方向向上，此过程人处于超重状态，结合图像

可以看出，1s时人放下身体，2s时过程结束。0~8s内，该同学进行了先放下身体的动作、后拉起身体，C

错误；

D.该同学拉起身体过程中，单杠对人有力的作用，但没有位移，故不做功，选项D错误；

故选Bo

5.高铁已成为重要的“中国名片”。一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6、7节为动力车厢，

其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢的牵引力大小均为R每节车厢质量

都为机，每节车厢所受阻力大小都为车厢重力大小的左倍。重力加速度为g。则（）

A.列车启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上

B.列车的加速度大小为

m

C.第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为零

D.第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为F

【答案】C

【详解】A.启动时车厢对乘客在竖直方向有向上的支持力，水平方向有沿动车运动方向的摩擦力，两个力

的合力方向斜向上方，故A错误；

B.对列车整体，根据牛顿第二定律

4F-8kmg=Sma

解得列车的加速度大小为

F—2kmg

ci—

2m

故B错误；

C.对第1、2节车厢整体，根据牛顿第二定律

F32+F-2kmg=Ima

解得

居2=0

根据牛顿第三定律，第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为零，故C正确；

D.对第1节车厢整体，根据牛顿第二定律

F2}—kmg=ma

解得第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为

F=-

2I12

故D错误。

故选Co

6.如图所示，质量相等的两小球A、B,二者用一轻弹簧竖直连接，A的上端用轻绳系在足够高的天花板

上，初始时A、B均静止。现将轻绳剪断，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）

/////////////

A.A的加速度大小的最大值为g

B.B的加速度大小的最大值为2g

C.A的位移大小一定大于B的位移大小

D.A的速度大小均不大于同一时刻B的速度大小

【答案】C

【详解】AB.设小球A与B的质量为电细线剪断瞬间，弹簧长度不变，弹力不变，B球的合力为零，

则B球的加速度为零，A球加速度为

mg+mg

UA0--4g

m

两小球从静止开始下落，至弹簧第一次恢复原长过程中，设弹簧的伸长量为X。

对A球，由牛顿第二定律得

mg+kx=max

对B球，由牛顿第二定律得

mg-kx=maB

可知随着无减小，A球的加速度4减小，B球的加速度益增大，所以细线剪断瞬间，A球的加速度最大，

为2g。当弹簧第一次恢复原长时，B球的加速度最大，为g。故AB错误；

CD.由上分析可知，从开始下落到弹簧第一次恢复原长的过程中，A球的加速度大于B球的加速度，所以

A球的位移大小一定大于B球的位移大小，A球的速度大小均大于同一时刻B球的速度大小，故C正确,

故D错误。

故选Co

7.如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为2加，B和C的质量都是A、

B间的动摩擦因数为〃，B、C间的动摩擦因数为孑，B和地面间的动摩擦因数为设B足够长，最大静

摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力尺则下列判断正确的是（）

CA-------»F

B

//////////////////////////////

A.若A、B、C三个物体始终相对静止，则力尸不能超过半

B.当力方逐渐增大时，A、B之间先发生打滑现象

9

C.当力厂时，B与A相对滑动

3

D.无论力/为何值，B的加速度不会超过;4g

【答案】C

【详解】A.A、B间的最大静摩擦力为

Ji=2〃叫

B、C间的最大静摩擦力为

人=彳.叫=丁

B与地面的最大静摩擦力为

，〃小、Ring

j3=—(2m+m+m)g=------

若A、B、C三个物体始终相对静止，则三者一起向右加速，对整体根据牛顿第二定律可知

F—f3=(2m+m+m)a

假设C恰好与B相对不滑动，则对C有

f2=ma

解得

1

4

「3

F=-jumg

设此时A与B间的摩擦力为力对A有

F—f=2ma

解得

f="mg<fx

表明C达到临界时A还没有到达临界值，则当力P逐渐增大时，B、C之间先发生打滑现象，要使三者始

3

终相对静止，则厂不能超过：〃，咫，故AB错误；

C.B相对A滑动时，C早已相对于B发生相对滑动，对AB整体

f

F—f2—f3=(2m+m)a

对A研究得

F—2]umg=2ma'

解得

u9

F

9

故当拉力大于5〃加g时，B相对A滑动，故C正确；

D.当尸较大时，A与C会相对于B滑动，B的加速度达到最大，当A与B相对滑动时，C早已相对于B

发生相对滑动，则B受到A的摩擦力向前，B受到C的摩擦力向后，B受到地面的摩擦力向后，对B有

解得

5

«B=]〃g

故D错误。

故选Co

二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有多

项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

8.在粗糙水平地面上，有一质量为2kg的物体做直线运动，从f=0时刻起受水平恒力尸的作用，经一段时

间后撤去力死物体运动的V—图像如图所示，取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.尸的大小为6NB.尸在物体上的作用时间为3s

C.物体4s末回到起始位置D,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.3

【答案】AB

【详解】BD.撤去力E后，物体受到摩擦力作用，做匀减速运动，故尸在物体上的作用时间为3s,3s~4s

内，物体的加速度大小为

2

a3==2m/s。=2m/s

3A44-3

根据牛顿第二定律

pimg=ma3

解得物体与水平地面间的动摩擦因数为

jn=0.2

故B正确，D错误；

A.Is3s内，物体的加速度大小为

a,=-^-=^—m/s2=lm/s2

-M3-1

根据牛顿第二定律

F-/img=ma2

解得

F=6N

故A正确；

C.vT图像与坐标值围成的面积表示位移，0~4s内，物体的位移为

x=Jx(4-l)x2+gxlx(-5)m=0.5m

故物体4s末物体没有回到起始位置，故C错误。

故选ABo

9.如图(a)所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角。的关系，将某一物体每次以

不变的初速率V。沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角仇实验测得了与斜面倾角。的关系

如图(b)所示，取g=10m/s2,75=2.24,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则根据图像可求出()

A.物体的初速率vo=4m/s

B.物体与斜面间的动摩擦因数《=0.8

C.当0=30。时，物体达到最大位移后将保持静止

D.取不同的倾角0,物体在斜面上能达到的位移x的最小值为"步0.7m

【答案】AD

【详解】A.由图可知，当。=90时物体做竖直上抛运动，位移为x=Q80m,由竖直上抛运动规律可知

诏=2gh

代入数据解得

%=4m/s

故A正确;

B.当6=0时，位移为犬=1.60m,由动能定理可得

八12

—jLtmgx=0--mv0

代入数据解得

〃=0.5

故B错误；

C.若6=30时，物体的重力沿斜面向下的分力为

mgsin30°

最大静摩擦力为

6

fm=pimgcos30=-^-mg<mgsin30

小球达到最高点后会下滑，故C错误；

D.由动能定理得

八八12

-mgxsin0-jumgcos0x=O--mv0

解得

片8

X—..........-.........------------------

2g（sin。+〃cos6）5A/5sin（6>+«）

当6+a=90°时，sin（O+（z）=l,此时位移最小为

8.

x=-；=m®0.7m

5V5

故D正确。

故选AD。

10.如图（a）所示，一倾斜传送带以恒定速度v向下传动，质量分别为机、M的两物块P、。用绕过定滑

轮的细绳相连，某时刻P以速度“滑上传送带顶端，同时。也以速度%竖直向上运动，此后P运动的Vt图

像如图（b）所示，（、芍已知。已知P与滑轮之间的轻绳始终与传送带平行，传送带足够长，。始终没有

与滑轮相碰，重力加速度为g,则下列说法正确的是（）

A.一定有%〉v

B.一定有

C.物块尸返回传送带顶端的时刻为欢

D.根据图像可求出尸与传送带间的动摩擦因数〃以及传送带倾角，

【答案】AD

【详解】ABD.物块P先向下做减速运动，力时刻加速度发生变化，说明摩擦力方向发生了变化，即力时刻

物块P与传送带共速，"时刻之前物块的速度大于传送带的速度，则一定有%>v,在〃时刻之前，对PQ

的整体

jumgcos0+Mg-mgsin0=（M+m）%

在力时刻之后，对PQ的整体

Mg-mgsin3-jumgcos6=（M+m）a2

因㈤和©可以从v-f图像斜率中得到，则由两方程联立可求出P与传送带间的动摩擦因数〃以及传送带倾

角6,但不能确定M和根的大小关系，选项AD正确，B错误。

C.由图像可知，在打时刻物块P到达最低点，然后反向沿斜面向上运动，加速度一直为。2,因出<华结合

图像的面积等于位移可知物块尸返回传送带顶端的时刻为大于2G时刻，选项C错误；

故选AD。

第II卷（非选择题，共57分）

三、实验题（本大题共2小题，共16分）

11.（6分）某实验小组用如图甲所示的装置做“探究小车加速度与力、质量的关系”实验。将木板固定在水

平桌面上，在砂桶中放入适量细砂，闭合打点计时器开关，由静止释放小车，记录图甲中力传感器的示数R

利用纸带上打出的点计算出小车的加速度。；改变砂桶中细砂的质量重复实验，得到多组不。，以小车的

加速度a为纵坐标，力传感器的示数尸为横坐标，描点得到如图乙所示的小尸图像。回答下列问题：

⑴实验中砂与砂桶的总质量_____（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。

(2)根据图乙中的数据可知，小车和动滑轮的总质量为kg,小车运动过程中受到的阻力大小为No

【答案】(1)不需要

(2)0.40.2

【详解】(1)本实验由力传感器可以直接测得力的大小，故不需要砂与砂桶的总质量远小于小车的质量。

(2)[1]由牛顿第二定律得

得

a3上

mm

由图象可知图线的斜率

—I.一

m0.1

故小车的质量

m=0.4kg

⑵由纵截距

6=-工=-0.5

m

得

/=0.2N

12.(10分)如图所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长木

板上。利用该装置可以完成多个力学实验。甲研究小组利用该装置完成了“研究匀变速直线运动”的实验，乙

研究小组利用该装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，丙研究小组将长木板放平，并把小车换成木块，完

成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。

光电门传感器

(1)甲研究小组用游标卡尺测量遮光片的宽度，其示数如图乙所示，则遮光片的宽度"=mm。

(2)关于甲、乙两研究小组的实验，下列说法正确的是

A.甲小组实验时，需要平衡摩擦力

B.乙小组实验时，需要平衡摩擦力

C.甲小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量

D.乙小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量

(3)在实验操作完全正确的情况下，乙研究小组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d和它通

过光电门的挡光时间加，小车静止时的位置到光电门的位移s,小车的质量弹簧测力计的示数R则尸

1

与⑧产应满足的关系式为

(4)丙研究小组测出小车静止时遮光片的右端距光电门左端的位移S,由遮光片的宽度d和挡光时间Ar求出

滑块的速度v并算出然后在坐标纸上作出尸-F的图像如图丙所示，根据图像可求得动摩擦因数

(5)丙研究小组在实验中测量位移s时未考虑遮光片的宽度d,动摩擦因数〃的测量值____真实值。(填“大

于”“小于”“等于”)

【答案】⑴20.55

(2)B

LMd2

⑶八行

a

(4)——

Mg

(5)等于

【详解】(1)口]遮光片的宽度

d=2cm+llx0.05mm=20.55mm

(2)[1]A.用此装置研究匀变速直线运动时，摩擦力并不影响小车做匀变速直线运动，故不需要平衡摩擦

力,故A错误；

B.乙小组实验时，需要知道合外力，需要平衡摩擦力，故B正确；

C.甲小组实验时，不要求钩码的质量远小于小车质量，故C错误；

D.乙小组实验时，可以根据弹簧测力计直接读出力的大小，不要求钩码的质量远小于小车质量，故D错

误。

故选Bo

(3)[1]小车通过光电门的速度

d

v=一

At

加速度

F

a=—

M

根据

v2=2as

得

厂Md2

F=---------7

2s（加）

（4）[1]小车通过光电门的速度

d

v=一

A/

根据动能定理

1

Fs-juMgs=—Afv?

得

F=V2+JLlMg

由图像知

a=juMg

a

〃二——

Mg

（5）[1]根据

a

pi=——

Mg

丙研究小组在实验中测量位移S时未考虑遮光片的丙宽度d,动摩擦因数〃的测量值等于真实值。

四、解答题（本大题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出

最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13.（10分）无人配送车已在很多城市运营。如图所示，一辆无人配送车以%=4m/s的速度匀速行驶在平直

路面上。已知配送车的总质量为m=360kg,电机产生的牵引力恒为尸=180N。

（1）求此时配送车受到的阻力力的大小；

（2）若关闭配送车的电机，此后力仍保持不变，求其还能前行的时间；

（3）若配送车匀速行驶过程中，发现前方10m处有一静立的人，配送车立即关闭电机并启动制动装置，此

后方仍保持不变。要使配送车能在人前1m处停止，制动装置产生的额外阻力力需要多大？

【答案】（1）180N；（2）8s；（3）140N

【详解】（1）配送车匀速行驶，则受力平衡，故有

力=P=180N

（2）关闭配送车的电机，根据牛顿第二定律有

fi=ma

根据速度与时间的公式有

%=at

解得

t=8s

（3）发现前方10m处有一静立的人，要使配送车能在人前1m处停止，则配送车的位移为9m,根据速度与

位移的公式有

2

v0=la'x

根据牛顿第二定律有

m

解得

力=140N

14.（14分）2如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线

竖直。A、B从距地为人的同一高度由静止释放，物体落地后不反弹，重物不会与滑轮碰撞。已知重力加速

度为g,不计摩擦阻力和空气阻力。

（1）若释放后A、B静止，求A、B的质量之比为；

（2）若租A=4〃%，求:

①释放瞬间B的加速度大小OB；

②释放后B上升的最大高度勾o

川川即川川川川川川

m2

【答案】(1)—A=T；(2)①0.5g；②3h

""1

【详解】(1)若释放后A、B静止，由平衡条件

2mBg=mAg

可得

—=2

"%1

(2)①释放瞬间A的加速度为4A,则B的加速度为每，则对A

mAg-2T=mAaA

对B

T-mBg=mBaB

其中

£A=1

aB2

联立解得释放瞬间B的加速度大小为

aB=0.5g

②若4=4mB，设AB的质量分别为4m和m,贝I］对A

4mg—2T'=Ama'

对B

Tr—mg=mx2d

解得

,1

则当A落地时的速度

此时B的速度

公=7^

以后B做上抛运动，则还能上升的高度

则释放后B的最大高度为

hm=2h+h=3h

15.（17分）如图所示，质量为"，=lkg的物块（可视为质点）被无初速度地放在倾斜传送带的最上端A处，

传送带以v=6m/s速度匀速向下运动，物块到达传送带下端8时滑上静止的平板车（物块从传送带滑上平板

车时无能量损失），随后在平板车上向左运动，物块始终未从平板车上滑落。已知传送带之间的距离L

为4.5m,传送带与水平面的夹角6=37。，物块与传送带间的摩擦因数4=0.75,物块与平板车的摩擦因数

出=。5,平板车与地面的摩擦因数〃3，平板车的质量为用=0.5kg,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

取重力加速度大小，忽略空气阻力。求：

（1）物块在传送带上的运动时间；

（2）平板车的最小长度；

（3）从物块滑上平板车到最后静止的过程中，物块运动的总位移。

【答案】（1）1s；（2）1.5m；（3）8.5m

【详解】（1）物块放上传送带上后先以加速度的向下加速运动，据牛顿第二定律可得