人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试复习练习题

2021-2022学年度高一物理第四章运动和力的关系单元过关（暑期衔接练习四）（人教版2019）

未命名

一、单选题

1．关于作用力与反作用力，下列说法正确的是

A．马拉车加速行驶，马拉车的力大于车拉马的力

B．从井里将水桶提上来，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力

C．作用力与反作用力等大反向，作用在两个物体上，力不能叠加

D．作用力与反作用力等大反向合力为零

2．牛顿是出生在17世纪英国伟大的科学家，其中牛顿三大定律更是人类探索自然秘密的重大发现。下列关于牛顿三大定律的说法中，正确的有（　　）

A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据

B．羽毛球可以被快速抽杀，是因为它质量小，惯性小，运动状态容易改变

C．当物体受到的合外力为零时，据牛顿第二定律可知物体的加速度为零，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所以牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体所受合力为零时的特例

D．甲乙两队进行拔河比赛，甲队获胜，其力学上的根本原因是甲队拉绳的力比乙队拉绳的力大，而不是甲队与地面之间的最大静摩擦力比乙队的大

3．如图甲，乙所示，物块、、、的质量均为m，、用刚性轻杆连接，、用轻质弹簧连接，两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态。今突然撤去支托物，让物块下落，在撤去支托物的瞬间，、受到的合力分别为、，、受到的合力分别为、，不计空气阻力。则（   ）

A．，，，

B．，，，

C．，，，

D．，，，

4．如图所示，质量为m的正方体滑块，在水平力作用下，紧靠在竖直墙上，处于静止状态。若要滑块静止，水平力的最小值为2.5mg（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则滑块与竖直墙间的动摩擦因数为（　　）

A．0.4 B．0.5 C．0.6 D．0.7

5．一物体做初速度不为零的匀加速直线运动,在时间T内通过位移,到达A点,接着在时间T内又通过位移到达B点,则以下判读不正确的是

A．物体在A点的速度大小为

B．物体运动的加速度为

C．物体运动的加速度为

D．物体在B点的速度大小为

6．如图所示，质量均为m完全相同的物块A、B用轻弹簧相连，置于带有道板C的固定斜面上．斜面的倾角为θ，弹簧的劲度系数为k．初始时弹簧处于原长，A恰好静止．现用一沿斜面向上的力拉A，直到B刚要离开挡板C，则此过程中物块A的位移为(弹簧始终处于弹性限度内)( )

A． B． C． D．

7．据《自然》杂志报道：最新研究表明，身体仅6 mm长的沫蝉（一种昆虫）跳跃高度可达70 cm，这相当于标准身高的男性跳过210 m高的摩天大楼，其跳跃能力远远超过了人们以前认为的自然界的跳高冠军——跳蚤。已知沫蝉竖直起跳时，加速度可达4000 m/s2，则沫蝉竖直起跳时对地面的压力与其体重的比值为（将沫蝉视为质点，取g = 10 m/s2 ) （　　）

A．5∶1 B．41∶1 C．401∶1 D．4001∶1

8．在平直轨道上，密闭的车厢向左做匀加速直线运动，某时刻起车厢顶上P点连续等间隔滴下油滴都落在车厢地板上如图所示，下列叙述正确的是（　　）

A．这几个油滴都落在P点正下方的O点

B．这几个油滴都落在一侧

C．这几个油滴有的滴在A一侧，有的落在一侧

D．这几个油滴落在一侧

9．电梯内放置一木块，已知木块的重力大小为G，电梯地板对木块的支持力大小为N，木块对电梯地板的压力大小为N′，支持力和压力的方向如图所示。现在电梯加速上升，则（  ）

A．N=N′＞G B．N=N′=G C．N＞N′＞G D．N＞N′=G

10．如图所示的装置中，A、B两物块的质量分别是、，弹簧和绳的质量均不计，绳与滑轮间的摩擦不计，重力加速度，则下列说法正确的是（   ）

A．固定物块A，物块B处于静止状态时，弹簧的弹力大小为20N

B．固定物块B，物块A处于静止状态时，弹簧的弹力大小为30N

C．先固定物块A，待A、B均静止时再释放A，释放的瞬间弹簧的弹力大小为10N

D．物块A、B和弹簧一起稳定运动的过程中，弹簧的弹力大小为15N

二、多选题

11．以下说法正确的是（　　）

A．物体的形状、大小对所研究的问题可以忽略时，该物体可以视为质点

B．第2s内与2s内是指同一段时间

C．当物体做匀变速直线运动时，中间时刻的速度总是小于中间位置的速度

D．两个分力的夹角小于180°时，其合力大小随夹角减小而减小

12．在光滑水平面上，物体因受到水平的两平衡力F1、F2作用处于静止状态，当其中水平向右的力F1发生如图所示的变化，F2保持不变时，则：（　　）

A．在OA时间内，物体将向左做变速运动，加速度逐渐增大

B．在A时刻物体的速度和加速度均达最大

C．在AB时间内物体做减速运动

D．在B时刻物体的速度达到最大

13．    在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是(　　)

A．它们受到的空气阻力对运动的影响相同

B．忽略空气阻力，它们的加速度相等

C．忽略空气阻力，它们落地的速度不等

D．忽略空气阻力，它们下落的时间相等

14．如图所示，一斜面放在粗糙水平地面上，质量为m的物块在斜面上释放后沿斜面向下以加速度（<g）做匀加速运动。现对m施加一竖直向下的力F，则（  ）

A．物块下滑的加速度不变

B．物块下滑的加速度将增大

C．地面对斜面的摩擦力增大

D．地面对斜面的压力支持力增大

15．如图所示，将一质量为m的滑块轻轻放置于水平传送带的左端，已知传送带以速度v0顺时针运动，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，传送带左右距离足够长，重力加速度为g。从滑块放上去开始计时，在t时刻突然断电，传送带以大小为a的加速度匀减速至停止，下列说法正确的是（　　）

A．滑块刚放上去时受到的滑动摩擦力大小为μmg

B．滑块在整个过程中，加速度大小可能一直等于μg

C．滑块受到的摩擦力可能一直不变

D．传送带减速时滑块受到的摩擦力大小可能变为ma

三、填空题

16．轻弹簧秤的上端固定于O点，下端悬挂—个光滑的定滑轮C，已知C重2 N。木块A、B用跨过定滑轮的轻绳相连接，A、B的重力分别为5N和3N．整个系统处于平衡状态，如图所示，由图及物体的状态可以知道，弹簧秤的示数是_____N。

四、实验题

17．如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质力传感器能显示挂钩处所受的拉力．

（1）在探究“质量一定时，加速度与合外力的关系”时，要使力的传感器的示数等于小车所受合外力，必须进行的操作是 ___________．然后保证小车的质量不变，多次向砂桶里加砂，测得多组a和F的值，画出的a-F图像是_____________________

（2）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t．改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________________

（3）如果用精度为0.02mm的游标卡尺测量遮光片宽度，看到部分刻度如图所示，则正确的读数结果应该是___________cm.

18．某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)．

(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(选填“需要”或“不需要”)．

(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和光电门2的中心距离为x.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是________________．

五、解答题

19．如图所示,质量m=5kg的木块置于光滑水平面上,在大小F1=4N、方向与水平面成θ=60°夹角斜向上的拉力作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动. 求:

（1）木块所受的合力大小F.

（2）木块加速度的大小a.

（3）木块的速度达到v=2m/s时已运动的时间t.

20．如图所示，一平直的传送带以速度v=2m/s匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L=10m，从A处把工件无初速地放到传送带上，经过时间t=6s能传送到B处．求：

（1）上述过程中工件在传送带上做匀加速运动的时间；

（2）若传送带速度v可取不同值，求出工件从A至B的时间t随传送带运动速度v的变化的函数关系式．

21．一个人用力推箱子，箱子的质量为20kg，箱子与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.50。(取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)。

(1)若用与水平方向成θ=37°的斜面向下的推力F推该箱子，箱子匀速前进，如图甲所示，求推力F的大小；

(2)若不改变力F的大小，只把方向变为与水平方向成θ=37°斜向上去拉该箱子，使箱子由静止开始运动，如图乙所示，求箱子的加速度大小；

(3)若(2)中拉力F作用2s后撤去，求撤去F后箱子还能运动多远。

22．长为L的杆竖直放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一个质量为m的小铁环．已知重力加速度为g，不计空气阻力．

（1）若杆与环保持相对静止，在空中水平向左做匀加速直线运动，此时环恰好与B端在同一水平高度，如图（a），请在图（c）中作出此时环的受力示意图，并求出此时加速度的大小a1．

（2）若杆与环保持相对静止，在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动，加速度大小为g，此时环恰好位于轻绳正中间，如图（b）所示，求绳中拉力的大小．

参考答案

1．C

【详解】

A．马拉车加速行驶，马拉车的力与车拉马的力是相互作用力，大小相等，故A错误；

B．从井里将水桶提上来，绳子对桶的拉力与桶对绳子的拉力是相互作用力，大小相等，故B错误；

CD．作用力与反作用力等大反向，作用在两个物体上，合成无意义，故不能叠加，故C正确，D错误；

故选：C．

2．B

【详解】

A．牛顿第一定律不是实验得出的，是在大量实验事实的基础上通过推理而概况出来的，有着重要意义，A错误；

B．质量是惯性大小的量度，质量小，惯性小，运动状态容易改变，所以羽毛球可以被快速抽杀，是因为它质量小，惯性小，运动状态容易改变，B正确；

C．牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例。第一定律是针对没有外力的状态，C错误；

D．根据牛顿第三定律，知甲队对绳子的拉力等于乙队对绳子的拉力，两个拉力相等，甲队获胜因为甲队与地面之间的最大静摩擦力比乙队的大，D错误。

故选B。

3．B

【详解】

、由于用刚性轻杆连接，与刚性轻杆一起下落，根据牛顿第二定律，对整体研究得到，整体的加速度等于重力加速度g，则、受到的合力都等于各自的重力，即

、

对和在除去支托物前，弹簧的弹力大小等于mg，支托物对的支持力大小等于2mg，在除去支托物的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，的受力情况没有变化，

则所受合力为零，即

所受的合力大小等于2mg，即

故B正确，ACD错误。

故选B。

4．A

【详解】

滑块处于静止状态，由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则竖直方向有

解得

故选A。

5．B

【详解】

A．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知：

故A正确，不符合题意。

BC．根据s2−s1＝aT2得物体运动的加速度为：

故C正确，不符合题意，B不正确，符合题意。
D．由

故D正确，不符合题意。

故选B。

6．D

【解析】

试题分析：设刚开始时弹簧压缩量为x0，A对弹簧的压力：mgsinθ=kx0 …①

B刚要离开挡板时，弹簧处于伸长状态，B对弹簧的拉力：mgsinθ=kx1…②

所以物体A向上的位移：，故D正确．

考点：胡克定律；物体的平衡．

7．C

【详解】

沫蝉起跳时由牛顿第二定律得

FN-mg=ma

所以地面的支持力为

FN=mg+ma＝401mg

由牛顿第三定律，它对地面的压力大小也为体重的401倍。

故选C。

8．D

【详解】

在作匀加速直线运动的车厢上，油滴具有向左的速度，滴下后，由于具有惯性，油滴要保持原来的运动状态，具有与小车原来相同的水平速度，而车做匀加速直线运动，相同时间内小车向左通过相同的水平距离大，所以所有的油滴落在悬点正下方O点的右侧，也就是OB一侧．故D正确，ABC错误。

故选D。

9．A

【详解】

电梯地板对木块的支持力和木块对电梯地板的压力是一对作用力和反作用力，大小相等，所以N=N′，对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律得

N﹣G=ma

所以N＞G，故N=N′＞G，故选A。

10．C

【详解】

A．固定物块A，B处于平衡状态，根据平衡条件，可知弹簧的弹力大小等于B的重力大小，为10N，A错误；

B．固定物块B，A处于平衡状态，根据平衡条件，可知弹簧的弹力大小等于A的重力大小，为20N，B错误；

C．先固定物块A，由B项分析，可知弹簧的弹力大小为10N，在释放物块A的一瞬间，弹簧的弹力大小不变，仍为10N，C正确；

D．物块A、B和弹簧一起稳定运动的过程中，根据牛顿第二定律，对A有：

对B有：

联立解得弹簧的弹力大小N，D错误。

故选C。

11．AC

【详解】

A．物体的形状、大小对所研究的问题可以忽略时，该物体可以视为质点，选项A正确；

B．第2s内与2s内不是指同一段时间，选项B错误；

C．当物体做匀变速直线运动时，中间时刻的速度

中间位置的速度

因为恒成立，故中间时刻的速度总是小于中间位置的速度，选项C正确；

D．两个分力的夹角小于180°时，其合力大小随夹角减小而增大，选项D错误；

故选AC。

12．AD

【详解】

A．在OA时间内，F2不变，F1变小，向左的合力逐渐增大，所以向左做变加速运动，选项A正确；

B．在A时刻F1=0，合力等于F2，此时物体的加速度达到了最大，但速度还在继续增大，选项B错误；

C．在AB时间内虽然F1逐渐增大，但仍为F2>F1，合力仍然向左，所以物体还在向左做加速运动，选项C错误；

D．到B时刻时，F2=F1，合力等于0，加速度也为0，此时物体的运动速度达到最大，选项D正确。

故选AD。

13．BD

【解析】

体积相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等但由于它们的重力不同，所以阻力对运动的影响不同，故A错误；在忽略空气阻力的情况下，两球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，加速度相等且均为g，故B正确；因下落高度相等，由，可知下落时间相等，由速度与时间关系v=gt，可知落地速度相等，故C错误，D正确．

14．BCD

【解析】

A、B、对物块受力分析如图：

由牛顿第二定律：施加F前，且；施加F后，因可知，故A错误，B正确；C、物块沿斜面以加速度a做匀加速运动，将a分解为水平方向的加速度 和竖直方向的加速度，以斜面和物块整体为研究对象，斜面受地面水平向左的摩擦力，因加速度变大，则水平分加速度变大，则地面的摩擦力变大，故C正确；D、对斜面和物块整体在竖直方向，，联立以上各式比较可得，故D正确；故选BCD.

【点睛】本题关键对物体受力分析后，根据牛顿第二定律结合运动特点列式求解出加速度的一般表达式，然后分析施加推力后的情况．

15．ABD

【详解】

A．滑块刚放上去时，相对传送带向后运动，所以受到向前的滑动摩擦力，大小为μmg，故A正确；

B．若在t时刻，滑块速度还未达到传送带的速度v0，则之前所受滑动摩擦力大小为μmg，加速度大小为μg；在t时刻之后，如果，则传送带以加速度a减速，滑块继续以加速度ug减速，故B正确；

C．滑块向右运动时，加速阶段滑动摩擦力方向与运动方向相同，即向右；在减速阶段，不管是静摩擦力还是滑动摩擦力，摩擦力方向都与运动方向相反，即向左，故C错误；

D．若在t时刻，滑块速度已达到传送带的速度v0，在t时刻之后，若，则滑块与传送带将以相同的加速度减速，滑块受到静摩擦力，大小为ma，故D正确。

故选ABD。

16．8

【详解】

对于物体B受力分析，则有

又因为一根绳受力相同，对滑轮C受力分析，则有

解得弹簧弹力F=8N。

17．  平衡摩擦力  C  C  1.010

【解析】（1）小车与木板之间存在摩擦力，这样就不能用绳子的拉力代替合力，所以做实验首先必须要平衡摩擦力，小车质量M一定时，加速度与合外力F成正比，故C正确；故选C.
（2）小车从靠近甲光电门处由静止开始做匀加速运动，位移 ,改变小车质量m，测得多组m、t的值，所以加速度 ，位移不变，所以a与t2成反比，“合外力一定时，加速度与质量成反比例”的图线是C，故选C.

（3）读数为：1cm+0.02mm×5=1.010cm

18．等于　　(2)    不需要    F＝ (－)   

【详解】

(1)[1][2] 实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力，所以力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．

(2)[3]由于挡光板的宽度l很小，故小车在光电门1处的速度

v1＝

在光电门2处的速度为

v2＝

由速度位移关系式得

a＝＝

故验证的关系式为

F＝Ma＝

19．（1）2N（2）a=0.4m/s2（3）t=5s

【解析】

【详解】

木块受到重力G和F1两个力作用，把F1正交分解如图所示

（1）由图可知：木块所受合力F合=F1cos60°=2N

（2）由牛顿第二定律得F合=ma得：a=0.4m/s2

（3）由匀变速运动速度和时间的关系v=at得：

20．（1）2s ；（2）当v小于时，；当v大于或等于时，

【详解】

（1）设工件匀加速的时间为t，由题意可得工件先加速后匀速至B点，则在工件加速过程中的平均速度

根据位移时间关系有

代入v=2m/s，L=10m，可解得：t=2s

（2）由v=at得，工件加速度

则工件由A至B一直加速运动时用时最短，由v2=2ax得，传送带的速度至少为：；若传送带速度时工作先加速运动后和传送带一起匀速运动；运动时间

当速度时，设工件从A至B的时间为t′，则有 L=at′2，得时间

21．（1）200N（2）6 m/s2（3）14.4m

【解析】（1）对箱子进行受力分析，得：

f=Fcosθ

N=mg+Fsinθ

f=μN

解得：F=200N

（2）在图乙的情况下，物体先以加速度a1做匀加速运动，然后以加速度a2做匀减速运动直到停止。物体受力分析，根据牛顿第二定律：

Fcosθ﹣f1=ma1

N1=mg﹣Fsinθ

 f1=μN1

解得a1=6 m/s2

（3）由运动学知识有：v1=a1t

 解得：v1=12m/s

当撤去外力F后有： μmg=ma2

a2=5m/s2

由运动学知识有：2a2s2=v12

联立解得：s2=14.4m

22．（1）若杆与环保持相对静止，此时加速度的大小是g．

（2）若杆与环保持相对静止，在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动，加速度大小为g，此时环恰好位于轻绳正中间，如图（b）所示，绳中拉力的大小是mg．

【分析】

（1）对环进行受力分析，然后结合牛顿第二定律即可求出加速度；

（2）由牛顿第二定律求出环受到的合力，然后结合受力分析求出绳子中的拉力．

【详解】

（1）受力示意图如右图所示．

设绳上的张力大小为T1，斜绳与水平方向夹角为60°，

T1sin60°=mg，

T1+T1cos60°=ma1

解得a1=g

（2）设绳上的张力大小为T2、绳与水平方向的夹角为θ

根据几何边长关系可知cosθ=

（2T2cosθ）2+（mg）2=（ma2）2

T2=mg

答：（1）若杆与环保持相对静止，此时加速度的大小是g．

（2）若杆与环保持相对静止，在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动，加速度大小为g，此时环恰好位于轻绳正中间，如图（b）所示，绳中拉力的大小是mg．

【点评】

本题中铁环与动滑轮相似，两侧绳子拉力大小相等，运用正交分解法研究平衡状态和非平衡情况．中档题目．