4-第四章　运动和力的关系测评卷2021-2022学年物理必修第一册人教版2019（含解析）

这是一份人教版 (2019)必修 第一册全册综合一课一练，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第四章　运动和力的关系
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一项符合题目要求,第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(2021河南郑州高一上期末)关于物体受力和运动的关系,下列说法正确的是 (　　)
A.汽车行驶的速度越大越难停下,表明物体速度越大,惯性越大
B.向上抛出的铅球,在向上运动的过程中,一定受到一个向上的作用力
C.无人机在竖直方向上加速上升,空气对无人机的作用力一定大于无人机对空气的作用力
D.在水平桌面上向右匀加速滑动的物块,受到的合力一定水平向右
2.(2021安徽蚌埠高一上期末)两质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接起来并用细线悬挂在升降机内,如图,当升降机匀速上升时,细线突然断裂,则在细线断裂瞬间,A、B的加速度分别为(取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g) (　　)

A.-2g,0　　　　B.-g,2g　　　　C.-g,g　　　　D.2g,0
3.(2021湖南郴州高一上期末)如图,A、B两个物体相互接触但并不黏合,放置在光滑水平面上,两物体的质量mA为4 kg、mB为6 kg。从t=0开始,推力FA和拉力FB分别作用于A、B上,FA、FB随时间变化规律为FA=(8-2t)(N)、FB=(2+2t)(N)。下列说法正确的是 (　　)

A.t=1.0 s时,A、B分离
B.t=1.5 s时,A、B分离
C.t=2.0 s时,A、B分离
D.A、B分离前加速度一直在变化
4.(2021陕西榆林高一上期末)下列用国际单位制中的基本单位表示压强单位的是 (　　)
A.kg/m·s2　　　　 B.N/m2
C.Pa　　　　 D.kg·m/s2
5.(2021山东淄博高一上期末)某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一弹簧测力计,使弹簧测力计的挂钩向下,并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码,弹簧测力计弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出(如图所示)。下列说法正确的是 (　　)

A.从t1时刻到t2时刻钩码处于超重状态
B.从t3时刻到t4时刻钩码处于失重状态
C.电梯可能开始在1楼,先加速向上,再匀速向上,然后减速向上,最后停在10楼
D.电梯可能开始在10楼,先加速向下,再匀速向下,然后减速向下,最后停在1楼
6.(2021江西吉安白鹭洲中学高三上期中)来到许愿树下,许老师把许的心愿用绸带系在两个小球上并抛到树上,这一情景可以简化为如图所示,质量分别为M和m的物体A、B用细线连接,悬挂在定滑轮上,定滑轮固定在天花板上。已知M>m,滑轮质量及摩擦均不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是 (　　)

A.细线上的拉力一定等于mg
B.细线上的拉力可能大于Mg
C.细线上的拉力等于M+m2g
D.天花板对滑轮的拉力等于4MmM+mg
7.(2021安徽芜湖一中高一上月考)如图所示,在一正方形小盒内装有一圆球,盒与球一起沿倾角为θ的斜面下滑,如图所示,若不存在摩擦,当θ增大时,下滑过程中圆球对方盒前壁压力F及对方盒底面的压力N将如何变化 (　　)

A.N变小,F变大　　　　 B.N变小,F不变
C.N变小,F变小　　　　 D.N不变,F变大
8.(2021广东广州八区联考高一上期末)金属球用细绳挂在车厢内,并相对于车静止,位置如图1所示。下列选项中能使球突然从如图1位置变成如图2位置的是 (　　)

A.车向西启动或加速
B.车向西直线运动时减速
C.车向东直线运动时减速
D.车向东直线运动时加速
9.(2021天津一中高一上期末)如图所示,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A质量为mA,用细线悬挂于支架前端,质量为mB的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。B与小车平板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。若某过程中观察到细线偏离竖直方向θ角,则下列说法正确的是 (　　)

A.细线拉力的大小为mAgcosθ
B.细线拉力的大小为mBgcosθ
C.小车对物块B的摩擦力的大小为mBg tan θ
D.小车对物块B的摩擦力的大小为μmBg
10.(2021福建厦门高一上期末)质量为1 kg的物块静止在光滑水平面上,t=0时刻给物块施加一个水平向右的恒力F,使物体开始运动,其速度的二次方v2随位移x变化关系如图所示,则 (　　)

A.物块加速度的大小为4 m/s2
B.水平恒力F的大小为2 N
C.4 s末小物块的速度为16 m/s
D.物块运动4 m所用时间为2 s
11.(2021安徽合肥168中学高一上期末)如图所示,一辆货车运载着相同的圆柱形光滑空油桶,桶质量为m。在车厢底部一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳固定。重力加速度为g。油桶和货车一起保持静止,下列说法中正确的是 (　　)

A.A对C的支持力为12mg
B.当车辆沿水平方向做变速运动时,地面对车的支持力不变
C.当车辆向左的加速度达到32g时,C刚好脱离A
D.当车辆向左减速时,A对C的作用力可能为mg
12.(2021河南天一大联考高一上期末)如图所示,一水平方向的传送带以恒定的速率v1沿顺时针转动,传送带右侧有一与传送带等高的光滑水平面,一物块以初速度v2水平向左滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,此时其速率为v3,则下列说法正确的是 (　　)

A.速率v3有可能大于v1也大于v2
B.速率v3只可能等于v1或者等于v2
C.如果传送带不转动,则物块可能从传送带左端滑落
D.如果传送带不转动,则物块最终将停止在传送带上
二、非选择题(本题共7小题,共52分,按题目要求作答)
13.(6分)(2021北京顺义高一上期末)某实验小组利用如图1所示的装置探究物体的加速度a与其所受合力F的关系。两名同学根据实验数据,分别在坐标系内画出了a-F图像,甲同学画出的图像如图2所示,乙同学画出的图像如图3所示。


(1)根据甲同学画出的图像判定,当m一定时,a与F之间的关系是　　　　(选填“正比”或“反比”)。 
(2)同样的实验装置,乙同学画出的图像不过坐标原点的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　(选填“摩擦力平衡过度”或“摩擦力平衡不足”)。 
14.(8分)(2021湖北天门高一上期末)某实验小组用如图甲所示的实验装置,探究小车(含砝码)的加速度a与质量M的关系。小车中装有砝码,沙桶中装有沙子。

(1)图中将长木板一端适当垫高的目的是　　　　　　　　　　　　　　;实验过程中,通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量,为减小实验误差,应保证沙和沙桶的总质量　　　　　　　(选填“远大于”“远小于”“大于”“小于”)小车和砝码的总质量。 
(2)图乙是从某次实验得到的纸带中截取的一部分,纸带上相邻两计数点间有四个点未画出。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。则小车的加速度a=　　　　　　　m/s2(计算结果保留2位有效数字)。 
(3)下列是实验中的相关操作和有关分析,其中正确的是　　　　　　　。 
A.小车释放前应靠近打点计时器,且在释放小车前应先接通打点计时器的电源
B.为了直观判断加速度和质量的关系,应作出a-M图像
C.将沙桶和沙的总重力近似地当成小车的牵引力会给实验带来系统误差
D.为减小实验误差,当增加小车上砝码个数时,应同时增加沙桶中沙子质量
15.(6分)(2021湖南衡阳高二上期末)质量m=3 kg的物体先在光滑水平面上以大小v0=2 m/s做匀速直线运动,后突然滑进一粗糙水平面,与此同时,某同学用与初速度方向相同的恒定外力推物体,经过时间t=3 s物体的速度大小变为v=8 m/s。物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5。求:
(1)物体受到的滑动摩擦力大小Ff;
(2)物体在时间t内的位移大小x;
(3)该恒定外力的大小F。







16.(10分)(2021河南新乡高一上期末)嘉亿东方明珠是新乡市的标志性建筑,其中1～3层为商业楼层,3～39层为5A甲级写字楼,40层为观光餐厅,位于观景厅的游客可以360°鸟瞰新乡。嘉亿东方明珠大楼内安装有14部高速电梯,其最大速度能达到v=5 m/s。质量m=60 kg的人站在置于电梯地板上的台秤上,当电梯加速上升时,台秤的示数为75 kg。电梯在加速和减速阶段均视为匀变速直线运动,且加速度大小相等。已知电梯从地面到40层的观光餐厅最快只需要t总=32 s,求:

(1)电梯做匀变速直线运动时的加速度大小a;
(2)观光餐厅距地面的高度H。










17.(10分)(2021四川成都蓉城高中教育联盟高一上期末)如图所示,木板B质量为M=0.6 kg,长度足够长,静止在水平地面上。现有一质量为m=0.4 kg的木块A,以初速度v0=2 m/s从木板的左端滑上木板,已知木块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1=0.3,木板B与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1。求:

(1)木块A刚滑上木板B时,木块A和木板B的加速度大小;
(2)木块A滑上木板B到与木板B共速所需时间和共速时速度的大小。







18.(12分)(2021湖南怀化高一上期末)如图所示,皮带的速度是3 m/s,两圆心距离s=4.5 m,现将质量m=1 kg的煤块轻放在左轮正上方的皮带上,煤块与皮带间的动摩擦因数μ=0.15,电动机带动皮带将煤块从左轮运送到右轮正上方过程中,求:

(1)煤块加速阶段运动的位移;
(2)煤块从左端运动到右端所经历的时间;
(3)煤块在皮带上的痕迹在煤块前方还是后方?痕迹长度是多少?

答案全解全析
1.D　惯性的大小只与质量有关,与速度无关,故A错误。离开手后铅球能继续向上运动,是因为铅球具有惯性,故B错误。空气对无人机的作用力与无人机对空气的作用力是作用力与反作用力的关系,大小相等,故C错误。根据牛顿第二定律,合力决定加速度方向,加速度方向向右,则合力方向一定向右,故D正确。故选D。
2.A　在细线断裂之前,对物块B,根据平衡条件得:F弹=mg。在细线断裂瞬间,弹簧的弹力不能突变,故物块B的受力情况不变,B的合力为0,加速度为0。对物块A,由牛顿第二定律有:-(mg+F弹)=maA,解得aA=-2g,故A正确,B、C、D错误。故选A。
3.C　FA、FB的大小都随时间而变化,但A、B整体受到的合力F合=FA+FB=10 N,保持不变,故开始一段时间内,A、B以相同的加速度做匀加速运动,对整体有:FA+FB=(mA+mB)a,解得a=1 m/s2。设A、B间的弹力为FAB,对B有:FB+FAB=mBa,由于加速度a恒定,则随着t的推移,FB增大,弹力FAB逐渐减小,当A、B恰好分离时,A、B间的弹力为零,即:FAB=0,此时两者的加速度仍相等,有FAmA=FBmB,即8−2t4=2+2t6,解得t=2 s。所以在2 s内,A、B两物体一直以1 m/s2的加速度做匀加速运动,t=2 s后A、B两物体分离,故A、B、D错误,C正确;故选C。
4.A　根据p=FS可知,1 Pa=1N1m2=1kg·m/s21m2=1 kg/m·s2,故B、C、D错误,A正确。故选A。
5.D　从t1到t2,钩码受到的弹力小于重力时,加速度向下,钩码处于失重状态,故A错误;从t3到t4,钩码受到的弹力大于重力,加速度向上,钩码处于超重状态,故B错误;由图像可知,t1～t2弹力小于重力,则加速度竖直向下,t2～t3弹力等于重力,t3～t4弹力大于重力,则加速度竖直向上,t4后弹力等于重力,所以如果电梯向上运动,则先减速向上,接着匀速向上,再加速向上,最后匀速,即电梯不可能开始在1楼减速向上;如果电梯开始在10楼,则先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1楼,故C错误,D正确。故选D。
6.D　因为M>m,物体B具有向上的加速度,设细线的拉力为T,对物体B受力分析,根据牛顿第二定律有:T-mg=ma,解得:T=mg+ma,所以细线上的拉力一定大于mg,故A错误;物体A具有向下的加速度,对物体A受力分析,根据牛顿第二定律有:Mg-T=ma,解得T=Mg-ma,所以细线上的拉力一定小于Mg,故B错误;对整体分析,根据牛顿第二定律有:a=Mg-mgM+m=(M-m)M+mg,则细线上的拉力为:T=mg+ma=2MmM+mg,故C错误;对定滑轮分析,由平衡条件可知,天花板对滑轮的拉力为T'=2T=4MmM+mg,故D正确。故选D。
7.B　设小盒的质量为M,圆球的质量为m,整体的加速度大小为:a=(M+m)gsinθM+m=g sin θ
隔离对小球分析,沿斜面方向根据牛顿第二定律得:
mg sin θ-F'=ma,解得:F'=0
根据牛顿第三定律可得下滑过程中圆球对方盒前壁压力F=F'=0,与倾角无关;
垂直斜面方向上,根据平衡条件可得圆球受到的支持力大小为:N'=mg cos θ,根据牛顿第三定律可得圆球对方盒底面的压力N=N'=mg cos θ;所以当θ增大时,N变小,F不变,故B正确,A、C、D错误。故选B。
　　8.AC　以题图2中的小球为研究对象,受到重力和细绳的拉力,根据牛顿第二定律可得小球的加速度方向向西,所以小车的加速度方向也向西,小车可能是向西启动或加速,或者向东直线运动时减速,故A、C正确,B、D错误。故选A、C。
9.AC　取小球为研究对象,设小球的加速度为a,细线对小球的拉力为T、小球所受合力为F,小球的受力分析图如图所示

由几何知识可得:T=mAgcosθ,F=mAg tan θ,故A正确,B错误;由牛顿第二定律可得,小球的加速度a=g tan θ,方向水平向右,由于小球A、物块B、小车三者相对静止,故物块B的加速度大小也为g tan θ,方向水平向右,取物块B为研究对象,小车给物块B的静摩擦力等于合外力,故B所受的静摩擦力f=mBa=mBg tan θ,方向向右,故C正确,D错误;故选A、C。
10.BD　根据图像可知x与v2成正比,且过(4,16),根据数学知识得:v2=4x,根据公式v2-v02=2ax可得:a=2 m/s2,v0=0,故物块做匀加速直线运动,故A错误;根据牛顿第二定律得F=ma=1×2 N=2 N,故B正确;4 s末的速度为v=at=2×4 m/s=8 m/s,故C错误;根据位移与时间关系公式x=12at2,解得t=2xa=2×42 s=2 s,故D正确;故选B、D。
11.BD　对C进行受力分析,如图1所示,

根据对称性可知支持力FN与竖直方向夹角为30°,C处于静止状态,根据平衡条件可得:2FN cos 30°=mg,解得FN=mg2cos30°=33mg,故A错误;当车辆沿水平方向做变速运动时,水平方向车所受力的合力不为零,但竖直方向合力为零,地面对车的支持力大小等于总重力,大小方向不变,故B正确;当车辆向左匀加速运动,C刚好脱离A时,C受力情况如图2所示,根据牛顿第二定律可得mgtan60°=ma,所以a=gtan60°=33g,故C错误;当车辆向左减速时,受力分析如图3所示,FBv2,返回过程物块一直匀加速到水平面,则v3=v2;若v1