高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试练习

2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系单元过关（暑期衔接练习三）（人教版2019）

未命名

一、单选题

1．物块A、B的质量分别为m和2m，用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对B施加向右的水平拉力F，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l1；若地面粗糙，A、B与地面间的动摩擦因数均为μ，稳定后A、B相对静止地在水平面上运动，此时弹簧长度为l2．则下列判断正确的是

A．l1一定等于 l2 B．l1一定大于 l2

C．l1一定小于 l2 D．l1可能大于 l2

2．2017年11月5日，我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星(如图所示)，开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。下列关于火箭在竖直方向加速起飞阶段的说法，正确的是（     ）

A．火箭只受到重力和空气阻力的作用

B．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力大小相等

C．火箭处于失重状态

D．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，相对地面由静止下落

3．质量为m的小球，在不可伸长的轻绳AC和轻质弹簧BC作用下静止，如图所示，且，，当突然在球的附近剪断弹簧或绳子时，小球的加速度分别为（    ）

A． ， B． ，

C． ， D． ，

4．如图所示，一质量为的木架放在水平地面上，木架上的长杆为竖直方向，在杆上套着一个质量为的小环，环与杆之间滑动摩擦力的大小为，当环沿杆向下做加速运动时，架子对地面压力的大小为（    ）

A． B． C． D．

5．让钢球从某一高度竖直落下进入液体中，图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置，则下列说法正确的是（　　）

A．钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动

B．钢球进入液体中先做减速运动，后做加速运动

C．钢球在液体中所受阻力先小于重力，后等于重力

D．钢球在液体中所受阻力先大于重力，后等于重力

6．如图所示，两质量都为1kg的物块A、B用轻绳连接放在水平地面上，轻绳刚好伸直，物块与地面间动摩擦因数均为0.2（最大静摩擦力略大于滑动摩擦力）。现用一水平拉力F拉B，则随F增大，A、B受地面摩擦力的变化情况分别为（　　）

A．

B．

C．

D．

7．下列说法中正确的是:（）

A．游乐园中当游客乘坐升降机在竖直方向减速下降时，游客处在失重状态

B．火箭点火后加速升空，火箭处在失重状态

C．蹦床运动员在空中上升和下落的过程中都处于失重状态

D．体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态

8．下列关于惯性的说法正确的是：（      ）

A．物体处于完全失重状态时，惯性也完全失去了

B．物体运动速度越大，它具有的惯性越大，所以越不容易停下来．

C．惯性大小只由其质量决定，与物体的受力情况、运动情况等均无关

D．物体的惯性是永远存在的，但并不是永远在起作用，如静止的汽车其惯性就没起任何作用

9．汽车刹车，在平直公路上做匀减速直线运动，该运动的汽车位移与时间的关系为x=8t﹣t2（m），则该汽车在前5s内经过的路程为（     ）

A．14m B．15m C．16m D．17m

10．A、B两物体质量分别为m1、m2，叠放在光滑水平地面上，如图所示，现用水平力F拉A时，A、B间无相对滑动，其间摩擦力为f1，若改用同样的力拉B时，A、B间仍无相对滑动，其间摩擦力为f2，则f1:f2为(        )

A．m1:m2 B．m2:m1 C．1:1 D．m12:m22

二、多选题

11．如图，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知v2>v1，则  （     ）

A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大

B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C．0~ t2时间内，小物块受到的摩擦力方向不变

D．0~ t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

12．如图（甲）所示，斜面体放在粗糙的水平地面上，两斜面光滑且倾角分别为53°和37°，两小滑块P和Q用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接，分别置于两个斜面上，OP∥AB，OQ∥AC，已知P，Q和斜面体均静止不动。若交换两滑块位置如图（乙）所示，再由静止释放，斜面体仍然静止不动，Q的质量为m，取sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，重力加速度大小为g，不计滑轮的质量和摩擦，则下列判断正确的是（  ）

A．P的质量为m

B．在（甲）图中，斜面体与地面间无静摩擦力

C．在（乙）图中，两滑块落地前的重力功率大小相等

D．在（乙）图中，滑轮受到轻绳的作用力大小为

13．物流中心通过吊箱将物体从一处运送到另一处。简化后模型如图所示，直导轨与圆弧形导轨相连接，为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊箱先加速从点运动到点，再匀速通过段。关于吊箱内物体的受力情况，下列描述正确的是（    ）

A．吊箱经过段时，物体对吊箱底板的压力等于物体的重力

B．吊箱经过点时，物体处于超重状态，且受到水平向右的摩擦力

C．吊箱经过点时，物体处于失重状态，对吊箱底板的压力小于其重力

D．吊箱经过点时，物体对吊箱底板的摩擦力水平向左

14．如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5 所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息（不计空气阻力）（ ）

A．下落过程中的加速度大小为

B．经过位置3时的瞬时速度大小为

C．经过位置4时的瞬时速度大小为

D．从位置1到4过程中的平均速度大小为

15．下列说法正确的是

A．体积很小的物体都可以视为质点

B．描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择

C．物体做单向直线运动时，其路程等于位移的大小

D．一个物体静止在斜面上，物体所受重力沿垂直斜面方向上的分量就是物体对斜面的压力

三、填空题

16．如图所示，人通过该装置拉住平板，滑轮和绳子的质量及它们间的摩擦均不计，人重为，板重为，所有绳子都沿竖直方向，若人和板一起匀速下降，则人对绳子的拉力大小为______，人对板的压力大小为______，天花板所受的拉力大小为______。

四、实验题

17．（1）在“探究功与速度变化的关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，如图甲所示，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，如图乙所示，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是（________）

A．甲的分析正确，乙的分析不正确； B．甲的分析不正确，乙的分析正确

C．甲和乙的分析都正确；           D．甲和乙的分析都不正确

（2）如图所示，与小车相连、足够长且穿过打点计时器的一条纸带上的间距明显不均匀，此时未挂重物，右端间距小，左端间距大，下面的分析和判断正确的是（________）

A．若右端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大

B．若左端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大

C．若左端与小车相连，可能小车有一定的初速度，实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力

D．若右端与小车相连，可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力

18．某同学用图1的实验装置探究“小车加速度与力”的关系，图中A为小车，连接在后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，C为弹簧测力计，P为带有滑轮及砝码的盘，通过增减盘中的砝码可调节A受到的拉力．实验中，小车碰到定滑轮时，盘和砝码尚未到达地面．

（1）调节P中的砝码，先接通电源、再松开小车，观察发现弹簧测力计C的示数如图2时，打 点计时器打下的纸带如图3所示，已知打点计时器工作频率为50Hz，可求得：（保留三位有效数字）

①滑块运动的加速度a= _______；

②小车A的质量为mA=____ ，与真实值相比，求得小车A的质量_______（选填“偏大”或“偏小”）．写出支持你的看法的一个论据：_____________________．

（2）利用此装置还可以验证A、P组成的系统机械能是否守恒，若选用图3中纸带上的M、N两点进行验证，已知小车A的质量为mA，回答下列问题：（重力加速度为g）

①下列物理量中，还需测量或计算的是______．（填入正确选项前的字母）

A．P的总质量mP    B．M点的速度vM和N点的速度vN

G．OG两点间的距离hOG      D．MN两点间的距离hMN

E．小车从M运动到N的时间t AN

②AP系统从M到N的过程中，重力势能的减小量为△Ep=___________，动能的增加量为△Ek=______．（用测量或计算的物理量字母表示）

五、解答题

19．电机带动水平传送带以速度v匀速运动，一 质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：

（1）小木块的位移；

（2）传送带转过的路程；

（3）小木块获得的动能；

（4）摩擦过程产生的热；

（5）电机带动传送带匀速转动输出的总能量．

20．为记录校运会开幕式的盛况，晓刚借来了爸爸的无人机。已知无人机的质量m=2.0kg，其动力系统能提供的最大升力Fm=30N。拍摄时，无人机由静止从地面开始，以最大升力竖直向上做匀加速直线运动，不计空气阻力，取g=10m/s2；

(1)求无人机上升加速度的大小。

(2)团体操表演时，无人机悬停在h=15m高处进行拍摄。由于操作失误，无人机突然失去动力开始坠落。某一时刻，动力系统启动并提供向上的最大升力。为保证安全，求无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间。（可以无人机到达地面时速度恰为零分析）

21．已知一足够长的粗糙斜面，倾角为θ，一滑块以初速度v1＝16m/s从底端A点滑上斜面，经2s滑至B点后又返回A点．其运动过程的v－t图象如图所示．已知上滑的加速度大小是下滑的4倍．求：(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2)

(1)AB之间的距离；

(2)滑块再次回到A点时的速度及滑块在整个运动过程中所用的时间．

22．如图所示，质量为m=2kg的物体在F=20N的水平推力作用下从静止开始做加速度为4m/s2的匀加速直线运动。求：

（1）物体受到摩擦力的大小；

（2）物体在3s内运动的位移。

参考答案

1．A

【详解】

由题意可知，当水平面光滑时，对整体由牛顿第二定律有：

此时对A分析有：

联立可得：

当水平面粗糙时，对整体有：

对A分析有：

联立可得：

两种情况下弹力相等，对于同一弹簧由胡克定律可知，弹簧伸长量相等，长度也相等，即l1=l2，故A正确，BCD错误。

2．B

【详解】

A．火箭受到重力和空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，故A错误；

B．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力为作用力和反作用力，二者大小相等，故B正确；

C．火箭加速向上，故处于超重状态，故C错误；

D．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后，由于具有向上的速度，故做竖直上抛运动，故D错误。

故选B。

3．A

【解析】

【分析】

当剪断弹簧时，绳子上的弹力会突变；当剪断绳子时弹簧上的弹力不会发生突变．受力分析即可求解．

【详解】

当剪断弹簧时受力分析，如图甲所示． 可得；当剪断绳子时，受力分析如图乙所示． 可得，故A正确．

【点睛】

本题是瞬时问题，关键是受力分析后根据平衡条件和牛顿第二定律列方程求解力和加速度．

4．C

【详解】

环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力，根据牛顿第三定律，环应给杆一个大小相等．竖直向下的摩擦力，故木架竖直方向上受重力Mg．地面对它的支持力N及环给它的摩擦力，由于木架处于平衡状态，可得，根据牛顿第三定律，木架对地面的压力大小等于地面对箱子的弹力，即，故选项C正确。

故选C。

5．D

【详解】

通过闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置，由相邻小球的间距先减小后不变可知，小球先做减速运动，后做匀速运动。加速度的方向先向上，然后为零，由牛顿第二定律得

则阻力先大于重力，然后等于重力。

故选D。

6．A

【详解】

当拉力F小于物块B的最大静摩擦力时，对于B，拉力F与静摩擦力平衡，绳子无拉力，所以A无运动趋势，即A不受到摩擦力。当拉力F大于物块B的最大静摩擦力而小于两倍最大静摩擦力时，绳子被拉紧，物块B受到的拉力F、绳子的拉力及最大静摩擦力三力平衡，此过程物块B受到的最大静摩擦力不变，物块A受绳子的拉力，有向前运动的趋势，从而产生静摩擦力，并随着拉力F的增大而增大，直到最大静摩擦力。当拉力F大于两倍最大静摩擦力时，两物块都滑动，所受到的摩擦力等于滑动摩擦力。

故选A。

7．C

【解析】

游乐园中当游客乘坐升降机在竖直方向减速下降时，加速度的方向向上，游客处在超重状态，故A错误．火箭点火后加速升空，加速度的方向向上，火箭处在超重状态，故B错误．蹦床运动员在空中上升和下落过程中只受重力，故加速度大小等于当地的重力加速度，方向竖直向下，即处于失重状态，故C正确．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时单杠对他的拉力等于运动员的重力，故运动员既不处于超重状态也不处于失重状态．故D错误．故选C．

点睛：当物体的加速度竖直向上时，物体处于超重状态，当物体的加速度竖直向下时，物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力时物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力大于物体的重力时物体处于超重状态；

8．C

【解析】

【分析】

惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大．

【详解】

一切物体都有惯性，惯性只与物体的质量有关，与物体是否运动及运动的速度大小都无关，故AB错误，C正确．物体的惯性是永远存在的，也永远在起作用，静止的汽车其惯性也起作用，让汽车保持静止状态．故D错误．

【点睛】

本题考查了学生对惯性知识的理解，一定要知道惯性是物体本身的一种性质，任何物体任何情况都有惯性．

9．C

【解析】

根据 得汽车的初速度为：v0=8m/s，加速度为：a=-2m/s2，汽车速度减为零的时间为：，则前5s内的路程等于前4s内的路程为：．故C正确，ABD错误；故选C.

10．B

【详解】

当水平恒力F拉A时对整体分析有：

隔离对B分析，根据牛顿第二定律得：

.

当水平恒力拉B时对整体分析有：

隔离对A分析，根据牛顿第二定律得：

.

则：

A．描述与分析不符，故A错误.

B．描述与分析相符，故B正确.

C．描述与分析不符，故C错误.

D．描述与分析不符，故D错误.

11．BC

【详解】

A．由图可知，t1时刻小物块向左运动到速度为零，离A处的距离达到最大，此后反向运动，位移减小，故A错误；

B．由于传送带向右运动，t2时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，则知小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；

C．在0-t1时间内小物块向左减速受向右的摩擦力作用，在t1-t2时间内小物块向右加速运动，受到向右的摩擦力作用，故摩擦力一直向右； 故C正确；

D．t2之后，二者速度相等，保持相对静止，故此时二者间没有相对运动或相对运动的趋势，不再受摩擦力，故D错误．

12．BD

【详解】

A．设P的质量为M，在图（甲）中P，Q各自受力平衡，有

T1=Mgsin 53°，

T1=mgsin 37°=mgcos 53°，

得

故A错误；

B．在图（甲）中，系统受力平衡，水平方向合力为零，斜面体不受地面的静摩擦力，B正确；

C．在图（乙）中，由于

mgsin 53°=0.8mg>Mgsin37°=mgcos53°=0.45mg，

Q下滑，P上滑，P重力功率大小

P1=0.45mgv，

Q重力功率大小

P2=0.8mgv，

则两滑块落地前的重力功率大小不相等，C错误；

D．对两滑块整体，根据牛顿第二定律有

0.8mg-0.45mg=

得

a=0.2g，

对Q有

0.8mg-T2=ma，

得

T2=0.6mg，

滑轮受到轻绳的作用力大小为两等大的拉力的合力：

，

故D正确。

故选BD。

13．BC

【详解】

A．由于吊箱在段做加速运动，吊箱和物体的加速度方向沿导轨向上，底板对物体的支持力大于物体的重力，故物体对底板的压力大于物体的重力，故A错误；

B．吊箱经过点时，底板对物体有向右的摩擦力，由于整体具有斜向右上方的加速度，故物体处于超重状态且底板对物体有水平向右的静摩擦力，故B正确；

C．经过点时吊箱和物体做圆周运动，整体所受合力向下并提供向心力物体处于失重状态，物体对底板的压力小于其重力，故C正确；

D．由于经过点时的向心加速度竖直向下，物体对底板没有摩擦力，故D错误。

故选：BC。

14．BC

【解析】

试题分析：从图中可得，故根据公式可得，A错误；3是24过程中的中间时刻，所以，因为，所以，4是35过程中的中间时刻，故，到4点，小球的运动时间为，所以BC正确；从位置1到4过程中的平均速度为，D错误；

考点：考查了自由落体运动规律的应用

【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度

15．BC

【详解】

A．质点是理想化模型，只有当物体的大小形状对所研究的问题没有影响或者影响很小可以忽略不计时才可以看做质点．能否看做质点和物体的体积大小没有关系，故A错误；

B．运动和静止是相对的，描述一个物体的运动，选择不同的参考系运动状态就可能不同，参考系可以任意选择，故B正确；

C．路程是运动轨迹的长度，位移是初位置指向末位置的有向线段，对单方向的直线运动，位移大小即等于路程，故C正确；

D．物体所受重力沿垂直斜面方向上的分量性质仍然是重力，施力物体是地球，而物体对斜面的压力从性质上来分是弹力，施力物体是物体受力物体是斜面，性质不同、施力物体不同．故D错误．

故选BC．

16．           

【详解】

[3]先把板、人、绳子和滑轮看成整体，它们受到总的重力和天花板的拉力作用，所以天花板所受的拉力大小为

[1]而人拉着的绳子与大滑轮下的两根绳子是同根绳子、拉力大小相等，所以人对绳子的拉力大小为

[2]取人为研究对象，受到重力、板的支持力N和绳子向下的拉力T作用，所以

17．B；    AC   

【解析】

【详解】

(1)由甲图得到，式中a是常数，n为指数，当时，图线为直线，当时，图线向下弯曲，当时，图线向上弯曲，四图线向上弯曲，所以表达式为，其中n为大于1的任意数值，而乙图中，与成正比，故B正确；

(2)若或端与小车相连，相邻计数点间的距离减小，可知小车做减速运动，可能平衡摩擦力时角度太小，或没有平衡摩擦力，

若右端与小车相连，相邻计数点间的距离增大，可知小车做加速运动，可能平衡摩擦力时，角度太大，故AC正确。

18．4.99m/s2（4.98~5.00）    0.421kg（0.419kg~0.424kg）    偏大    没有考虑纸带对小车的拉力、小车受到的阻力等    ABD           

【详解】

（1）①滑块运动的加速度a=

②拉力F=2.1N，根据牛顿第二定律， ，解得小车A的质量为mA=0.420kg，

求得小车A的质量偏大，因为运动过程中，没有考虑纸带对小车的拉力，小车受到的阻力

（2）①利用此装置还可以验证A、P组成的系统机械能是否守恒，即验证表达式，，所以还需要测量和计算得物理量有，P的总质量mP ，M点的速度vM和N点的速度vN，MN两点间的距离hMN

故选ABD

②AP系统从M到N的过程中，重力势能的减小量为△Ep=，动能的增加量为△Ek=

19．（1） （2） （3） （4） (5)

【详解】

对小木块，相对滑动时，由ma=μmg得加速度a=μg，

由v= at得，达到相对静止所用时间

（1）小木块的位移 ；

（2）传送带始终匀速运动，转过的路程

（3）小木块获得的动能

（4）摩擦产生的热

（5）由能的转化和守恒定律知，电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦产生的内能，所以E总=Ek+Q=mv2.

【点睛】

本题关键之一要明确木块的运动情况：匀加速运动，运用牛顿第二定律和运动学公式求解位移．其二要注意的是求摩擦热时要用木块与传送带间的相对位移．

20．(1)5m/s2；(2)1s

【详解】

(1)对无人机受力分析，有

得

 (2)无人机自由下落的时间为t1，下落高度为h1

减速过程中下落的时间为t2，下落高度为h2

得

21．(1) xAB＝16 m  (2) ，t＝

【详解】

（1）由图知．

（2）滑块由A到B，，上滑过程受重力．支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：，解得

由B到A过程，受重力．支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：；

解得：，由以上各式得，．

A到B过程，由图象得到：，B到A过程，由速度时间关系公式得到：，．

22．(1)12N；(2)18m

【详解】

(1)水平方向上物体受水平向右的推力与水平向左的摩擦力的共同作用，由牛顿第二定律得

代入数据得

(2)由运动学公式

代入数据得