2023-2025北京高三（上）期末物理汇编：运动和力的关系章节综合

第1页/共1页2023-2025北京高三（上）期末物理汇编运动和力的关系章节综合一、单选题1．（2025北京昌平高三上期末）高空跳伞是一项勇敢者的运动。在某次训练中，一跳伞运动员在时刻离开悬停在空中的直升机自由下落；时刻打开降落伞，此时运动员的速度大小为；时刻后速度几乎不变，大小近似为，直到落地。将跳伞运动员在空中的运动简化为只沿竖直方向的运动，图像如图所示。下列说法正确的是（

）A．时间内，跳伞运动员的速度和加速度均增大B．时间内，跳伞运动员的速度和加速度均减小C．时间内，跳伞运动员所受阻力不断增大D．时间内，跳伞运动员的平均速度大小为2．（2025北京昌平高三上期末）质量为2kg的物体由静止起竖直向上做匀加速直线运动，10秒末速度大小为30m/s，则物体所受到的合力大小为（）A．1.5N B．6N C．26N D．60N3．（2025北京东城高三上期末）如图所示，质量分别为2kg、1kg的物块A和物块B置于光滑水平面上，中间用一轻弹簧相连。A、B两物块在水平拉力F的作用下，一起做匀加速直线运动（A、B相对静止），弹簧在弹性限度内的最大伸长量为4cm，其劲度系数为100N/m。在弹性限度内，拉力F的最大值为（

）A．4N B．6N C．8N D．10N4．（2024北京西城高三上期末）如图所示，一辆装满石块的货车在平直的道路上向右行驶，车厢中质量为m的石块B受到与它接触的石块对它的作用力为F，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．货车匀速运动时，F的方向水平向右B．货车以加速度a匀加速运动时，F的方向水平向右C．货车以加速度a匀加速运动时，F=D．货车以加速度a匀加速运动时，F=ma5．（2023北京石景山高三上期末）如图所示，一小物块从长的水平桌面一端以初速度沿中线滑向另一端，经过时间从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为，g取。下列关于、值的判断中，可能正确的是（）A． B．C． D．6．（2023北京昌平高三上期末）截至2022年9月底，我国高铁运营总里程超过4万公里，稳居世界第一。高铁车厢的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2。若书相对桌面不滑动，该高铁的最大加速度是（）A． B． C． D．7．（2023北京东城高三上期末）有同学设计了一个家庭小实验来研究物体的运动。如图所示，在水平桌面上固定一个斜面，让小滑块从斜面上滑下，滑过桌边后做平抛运动。若小滑块在斜面上运动的加速度大小为，在水平桌面上运动的加速度大小为，在空中运动的加速度大小为。不计空气阻力及一切摩擦，则（）A． B． C． D．8．（2023北京西城高三上期末）运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行正前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。以下说法正确的是（）A．在运动员不摩擦冰面的情况下，冰壶做匀速直线运动B．运动员摩擦冰面可以增大冰壶受到的摩擦力C．运动员摩擦冰面可以使冰壶加速D．运动员摩擦冰面可以使冰壶滑行得更远9．（2023北京丰台高三上期末）如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上运动。当货车向右减速运动时，石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力为F，关于F的方向，下列图中可能正确的是（）A． B．C． D．二、实验题10．（2025北京西城高三上期末）某同学利用如图1所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。(1)除小车、砂和桶、打点计时器（含纸带、复写纸）、导线、开关等器材外，在下面的器材中，必须使用的有______（填选项前的字母）。A．电压可调的直流电源B．电压合适的50Hz交流电源C．刻度尺D．秒表E．天平(2)在设计“探究加速度与力的关系”的实验时，需要思考如何测“力”。为简化“力”的测量，在后，小车受到的合力等于绳的拉力，在后，可以认为绳的拉力近似等于砂和桶的总重力。（填选项前的字母）A．调整木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动B．调节滑轮的高度，使细绳与木板平行C．使砂和桶的总质量远小于小车的质量(3)将打点计时器接在电源上，某次实验得到的纸带及部分实验数据如图2所示，相邻计数点间有四个点未画出。则小车的加速度（结果保留2位有效数字）。(4)最早出现的验证牛顿第二定律的设备是“阿特伍德机”，某同学改造后的装置如图3所示，质量均为M的重物A、B通过细绳连接，挂在滑轮上。将质量为m的物块C套挂在A的上方，三个物体从图示位置由静止释放。AC一起下降到挡板D处后，C被挡板挡住，AB继续运动。已知重力加速度为g。为验证牛顿第二定律，该同学借助刻度尺和秒表进行了测量，请写出需要测量的物理量，并推导测量量与M、m、g之间应满足的关系式。11．（2025北京东城高三上期末）图1是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。(1)在“探究加速度与力的关系”的实验中，应保持（选填“小车质量”或“槽码质量”）不变。(2)该实验过程中操作正确的是______。A．平衡小车受到的阻力时小车未连接纸带B．纸带打点时，先接通打点计时器电源，后释放小车C．调节滑轮高度使细绳与长木板平行(3)某同学通过正确实验操作获得一条纸带，测得各计数点到计数点1的距离如图2所示。已知打点计时器所用交变电流的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车加速度大小a＝（结果保留小数点后两位）。(4)在探究小车的加速度a与小车质量M的关系时，采用图像法处理数据，以小车质量的倒数为横坐标，小车的加速度大小a为纵坐标。甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。①两图线的左下部分均可视为直线，请分析甲组同学所得直线斜率较大的原因；②两图线的右上部分的斜率随的增大逐渐减小，请通过计算解释原因。12．（2025北京顺义高三上期末）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。(1)用游标卡尺测量某元件的宽度，示数如图1所示，则该元件的宽度为mm。(2)某实验小组利用如图2所示的实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”实验。①实验过程中得到一条纸带，其中一部分如图3所示，A、B、C、D、E为纸带上标出的连续5个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打C点时，纸带运动的速度m/s。②在探究加速度与力的关系时、某同学根据实验数据做出a-F图像，如图4所示，发现该图线未通过坐标原点，可能的原因是。图线BC段明显偏离直线，请分析原因。13．（2024北京东城高三上期末）做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。（1）若使用图甲所示装置进行实验，下列说法中正确的是（选填选项前的字母）A．拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行B．实验开始时，让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带C．把木板右端垫高，小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力D．为减小误差，实验中要保证槽码的质量m远小于小车的质量M（2）在图甲所示装置中，打点计时器的打点频率为50Hz，实验中得到一条纸带，在纸带上从A点开始，每隔4个点取一个计数点，分别为B、C、D、E、F，如图乙所示，相邻两计数点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则小车的加速度为。（3）当保持槽码的重力不变，研究加速度随质量变化的关系时，得到的数据如下表所示。下方有两张坐标纸分别选取了不同的坐标系，请选择可以更好地处理数据的那组坐标系，在相应的图中标出实验序号为6的那组数据点，并画出图线。实验序号加速度小车与车上钩码总质量M/kg小车与车上钩码总质量的倒数10.310.205.020.260.254.030.210.303.340.180.352.950.160.402.560.140.452.2（4）若采用传感器测量数据进行实验，装置如图丁所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传输方式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，槽码的总质量用m表示，小车（含车内钩码）和力传感器的总质量用M表示。①实验中，在保持M一定的前提下，（选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M；（选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。②若一位同学在上面①的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得多组力F及对应的加速度a，作出图像，最有可能的图像是。14．（2023北京顺义高三上期末）某实验小组用如图1所示的实验装置探究加速度与物体受力的关系。保持小车的质量不变，通过改变槽码盘中的槽码来改变小车所受的拉力F，通过处理纸带上打出的点来测量小车的加速度a。（1）调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做运动，才可以进行下一步实验操作。（2）图2是某次实验时得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.10s，由图中数据可计算出小车的加速度大小为m/s2。（3）本实验中小车所受的拉力可认为与槽码盘和槽码的总重力相等，其条件是：。（4）某同学根据实验数据作出了a-F图像，如图3所示，该图线没有通过坐标原点的原因可能是：。15．（2023北京东城高三上期末）实验小组的同学们在做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验时，采用如图甲所示的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。（1）除图甲中所示器材，还需要使用的有（选填选项前的字母）；A．刻度尺

B．秒表

C．天平（含砝码）

D．弹簧测力计（2）实验过程中，下列操作正确的是；A．在调节长木板倾斜程度以平衡小车受到的摩擦力和其他阻力时，将槽码通过定滑轮拴在小车上B．调节滑轮的高度，使细绳与长木板保持平行C．先放开小车再接通打点计时器的电源（3）正确操作后，甲同学挑选出一条纸带，其中一部分如图乙所示。A、B、C为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点时，纸带运动的速度m/s（结果保留两位有效数字）。（4）下表为乙同学记录的一组实验数据，他想借助坐标纸利用图像法直观地得到探究结论，应该以为横轴，以为纵轴建立坐标系。合力小车质量加速度10.290.860.3420.290.610.4830.290.410.7140.290.360.8150.290.310.94（5）实验中，在平衡了摩擦力和其它阻力后，认为槽码所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力，这样会带来系统误差。请你通过分析说明，为了减小该系统误差，对槽码质量、小车质量的大小关系有怎样的要求。16．（2023北京西城高三上期末）用图1所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。（1）除图中器材外，还需要两种测量工具是（选填选项前的字母）。A．秒表

B．天平（含砝码）

C．弹簧测力计

D．刻度尺（2）实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示。纸带上标出了连续的3个计数点、、，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。由图中数据可计算出小车的加速度m/s2（结果保留两位有效数字）。（3）某同学猜想加速度与力成正比，与质量成反比，因此他认为可以不测量加速度的具体数值，仅测量不同条件下物体加速度的比值即可。他采用图3所示的实验装置，将轨道分为上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使两小车同时运动或同时停下来。实验中通过比较两辆小车的位移来比较它们的加速度。你认为这位同学的方法可行吗？请说明理由。三、解答题17．（2023北京丰台高三上期末）某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个质量为m的小球，在列车以某一加速度启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止。在某次测量中，悬线与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g。（1）请画出小球受力示意图；（2）求此时细线的拉力大小F；（3）求列车的加速度大小a。

参考答案1．B【详解】A．由于图线的斜率表示加速度的大小，结合图像可知时间内，速度均匀增大，加速度不变，A错误；B．时间内，图线的斜率逐渐减小，加速度逐渐减小，结合图像可知，物体的速度逐渐减小，B正确；C．时间内，运动员减速运动，对运动员受力分析，由牛顿第二定律可得解得由于加速度逐渐减小，故阻力逐渐减小，C错误；D．根据图像中，图线与坐标轴围成的面积表示位移的大小，如图所示由于时间内，图线与坐标轴围成的面积小于图中梯形的面积（红线部分），根据可知时间内的平均速度大小小于，D错误。故选B。2．B【详解】物体由静止起竖直向上做匀加速直线运动，设加速度为，则根据牛顿第二定律，则物体所受到的合力大小为故选B。3．B【详解】当弹簧伸长量最大时，对A分析对整体分析解得F=6N故选B。4．C【详解】A．货车匀速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力与重力等大反向，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小等于重力mg，故A错误；BCD．货车以加速度a匀加速运动时，石块B所受的合力为ma，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小为F=方向斜向右上方，故BD错误，C正确。故选C。5．B【详解】CD．物块水平沿中线做匀减速直线运动，则由题干知代入数据有CD错误；AB．对物块做受力分析有整理有由于可得A错误，B正确；故选B。6．B【详解】根据题意可知，书不滑动，说明书与高铁的加速度相同，书的最大加速度就是二者一起运动最大加速度，书的最大加速度由最大静摩擦力提供，则有解得故选B。7．B【详解】设斜面倾角为，在斜面上，由牛顿第二定律得得在水平桌面上，由牛顿第二定律得得在空中运动，由牛顿第二定律得因得故选B。8．D【详解】A.由于冰壶与冰面间存在摩擦力，所以冰壶做减速直线运动，故A错误；B.运动员摩擦力冰面可以减小冰面的动摩擦因数，所以可以减小冰壶受到的摩擦力，故B错误；C.冰壶运动过程中受到和运动方向相反的摩擦力作用，摩擦冰面虽然会减小摩擦力，但是冰壶依然做减速运动，故C错误；D.由于冰壶摩擦力减小，冰壶减速的加速度减小，所以冰壶可以滑得更远，故D正确。故选D。9．D【详解】当货车向右减速运动时，石块B与货车相对静止，两者加速度方向相同，均水平向左，根据牛顿第二定律可知，石块B的合力方向水平向左，即石块B的重力和F的合力方向水平向左，根据平行四边形定则可知，F的方向斜向左上方。故选D。10．(1)BCE(2)AB/BAC(3)0.51(4)【详解】（1）AB．打点计时器需要电压合适的50Hz交流电源，不能用直流电，故A错误，B正确；C．本实验需要用刻度尺测量纸带上点迹之间的距离，故C正确；D．打点计时器是测量时间仪器，不需要秒表，故D错误；E．根据实验原理，需要用天平测量小车质量、砂和桶的总质量，故E正确。故选BCE。（2）根据实验原理，本实验需要平衡摩擦力，需要用绳子的拉力表示合力，需要用砂和桶的重力代替绳子的拉力，因此要调整木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动，在小车运动过程中要保证小车所受拉力不变，所以需要调节滑轮的高度，使细绳与木板平行，使砂和桶的总质量远小于小车的质量，这样可以认为砂和桶的总重力等于细绳的拉力；所以为简化“力”的测量，在AB后，小车受到的合力等于绳的拉力，在C后，可以认为绳的拉力近似等于砂和桶的总重力。（3）相邻两计数点之间的时间间隔为根据逐差法，小车的加速度解得（4）需要测量的物理量是：物体A、C下落到挡板D的位移h和下落时间t；设物体A、C的加速度为a，则有设绳的拉力为F，如果牛顿第二定律成立，在该过程中有对A和C：对B：可知测量量h、t与M、m应满足的关系式为11．(1)小车质量(2)BC(3)0.51(4)甲组同学实验中所用槽码的质量大于乙组同学实验中所用槽码的质量不再满足【详解】（1）在“探究加速度与力的关系”的实验中，应保持小车质量不变。（2）A．平衡小车受到的阻力时应不挂槽码，但要使小车拖着纸带匀速运动，选项A错误；B．纸带打点时，先接通打点计时器电源，后释放小车，选项B正确；C．调节滑轮高度使细绳与长木板平行，选项C正确。故选BC。（3）相邻两计数点间还有四个点未画出，则T=0.1s则小车加速度大小（4）①两图线的左下部分均可视为直线，根据可知分析甲组同学所得直线斜率较大的原因是甲组中小车受的牵引力较大，即甲组同学实验中所用槽码的质量大于乙组同学实验中所用槽码的质量；②设绳上的拉力为T，对m有mg-T=ma对M有T=Ma解得加速度若m≪M时，则即小车加速度随着增大，即M减小的过程中，不再满足m≪M时图像偏离线性关系，且斜率减小。12．(1)5.6(2)1.00未平衡摩擦阻力或平衡摩擦阻力不足不满足【详解】（1）游标卡尺的精确度为0.1mm，元件的宽度为5mm+6×0.1mm=5.6mm。（2）①[1]纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T=0.02s×5=0.1s根据匀变速直线运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有②[2]根据图4可知，图像不过原点，横轴截距表明对小车的拉力不是0时，加速度仍然是0，原因是没有平衡摩擦阻力或者平衡摩擦阻力不足。[3]钩码的质量为，小车的质量为。根据牛顿第二定律或则即因为随着沙桶和沙的总质量的增加时，不能满足远小于小车总质量的条件，即不满足，所以后段明显偏离直线。13．AD/DA0.2不需要需要B【详解】（1）[1]AC．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，在没有其它外力的作用下，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，故A正确，C错误；B．实验开始时，让小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，故B错误；D．在消除摩擦力对实验的影响后，那么小车的合力就是绳子的拉力，根据牛顿第二定律得，对小车有对整体有整理可得可知，当钩码的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力近似等于钩码的重力，故D正确。故选AD。（2）[2]打点计时器的打点频率为50Hz，每隔4个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为由逐差法有解得（3）[3]由牛顿第二定律有当保持槽码的重力不变，即小车所受合力不变时，小车加速度与小车质量成反比，则做图像可更直观的看出加速度随质量变化的关系，在坐标纸上描出实验序号为6的那组数据点，并画出图线，如图所示（4）①[4][5]由图丁可知，绳子的拉力可以通过传感器读出，则不需要满足m远小于M，为使绳子的拉力为小车的合力，需要平衡摩擦力。②[6]若未平衡摩擦力，由牛顿第二定律有整理可得可知，图像为不过第二象限的直线。故选B。14．匀速直线0.51槽码盘和槽码的总质量远小于小车的质量在平衡摩擦力时木板的倾斜度过大【详解】（1）[1]调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动，才可以进行下一步实验操作。（2）[2]由逐差法可得，小车的加速度大小为（3）[3]在平衡摩擦力的情况下，由牛顿第二定律可得，对小车对槽码盘和槽码联立解得当时，，故本实验中小车所受的拉力可认为与槽码盘和槽码的总重力相等，其条件是：槽