人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试单元测试课时练习

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系综合与测试单元测试课时练习，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第四章 运动和力的关系 单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)1、(4分)质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑V形槽B上，如图所示，，另有质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B相连，现将C自由释放，则下列说法正确的是(   )
 A.若A相对B未发生滑动，则三者加速度相同B.当时，A和B共同运动的加速度大小为gC.当时，A和B之间的正压力刚好为零D.当时，A刚好相对B发生滑动2、(4分)如图所示，在以的加速度匀加速下降的电梯水平地板上放有质量为m的物体，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在电梯壁上，另一端与物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢向右推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了l，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为。物体与电梯地板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则撤去F后，在水平方向上(   )
 A.物体与弹簧分离前加速度越来越大 B.物体与弹簧分离前加速度越来越小C.弹簧的压缩量为时，物体速度最大 D.物体在水平方向做匀减速运动的时间为3、(4分)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为(   )A.F B. C. D.4、(4分)如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率顺时针转动。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处向左滑上传送带。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图像（以地面为参考系）如图乙所示。则(   )
 A.时刻，小物块离A处的距离达到最大B.时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用5、(4分)如图所示，两个物体叠放在一起，静止在光滑水平地面上，物体之间的动摩擦因数。物体A的质量，物体B的质量，重力加速度g取。现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，设物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则恒力的最大值是(   )
 A.10 N B.15 N C.20 N D.25 N6、(4分)力单独作用在物体上产生的加速度大小为，力单独作用在该物体上产生的加速度大小为，则和同时作用在该物体上，产生的加速度大小不可能为(   )A. B. C. D.7、(4分)21世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试，某次新能源汽车性能测试中，如图甲所示是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化的关系，但由于机械故障，速度传感器只传回了第20 s以后的数据，如图乙所示。已知汽车质量为1500 kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始沿直线运动，设汽车所受阻力恒定，由分析可得(   )
 A.由图甲可得汽车所受阻力为1000 N B.20 s末汽车的速度为26 m/sC.由图乙可得20 s后汽车才开始匀速运动 D.前20 s内汽车的位移为426 m8、(4分)如图1所示，用一水平外力F推物体，使其静止在倾角为θ的光滑斜面上。逐渐增大F，物体开始做变加速运动，其加速度a随F变化的图像如图2所示。取。根据图中所提供的信息不能计算出的是(   )。
 A.物体的质量  B.斜面的倾角C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小 D.加速度为时物体的速度二、多选题(共16分)9、(4分)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A拴接，物块紧挨在一起放在光滑水平面上，在水平向左的外力F的作用下整个装置处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，物块的质量分别为，突然撤去外力F瞬间，下列说法正确的是(   )A.弹簧的压缩量为 B.A的加速度大小为C.B对A的作用力大小为 D.B对C的作用力大小为10、(4分)如图所示，在水平长直轨道上，有一长木板在外力作用下始终向右做匀速直线运动，小物块（可视为质点）由跨过定滑轮且不可伸长的光滑轻绳相连处于静止状态，Q由轻绳连接在A点，且水平，与竖直方向的夹角均为。若物块Q的质量为m，物块P与长木板间的动摩擦因数，重力加速度为g，则下列说法中正确的是(   )
 A.水平绳的拉力大小为B.小物块P的质量为C.若水平绳被剪断，则在剪断瞬间，小物块Q的加速度大小为gD.长木板对小物块P的作用力与小物块P对长木板的作用力大小相等11、(4分)下图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况.已知时刻人处于静止状态.根据图像判断下列说法正确的是(   )
 A.从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作B.图中时刻人处于失重状态C.图中时刻人具有向上的加速度D.“起立”的过程先超重后失重12、(4分)如图所示，质量为m的小球在细线A和轻弹簧B的共同作用下保持静止，其中细线A水平，左端固定于竖直墙壁，轻弹簧B。上端固定于天花板，与竖直方向的夹角为60°，已知轻弹簧B的劲度系数为k，重力加速度为g，则(   )A.细线A中拉力的大小为B.轻弹簧B中拉力的大小FB为2mgC.轻弹簧B的伸长量为D.突然剪断细线A的瞬间，小球的加速度a大小为三、填空题(共16分)13、(4分)如图（a），商场半空中悬挂的钢丝上挂有可以自由滑动的夹子，各个柜台的售货员将票据和钱夹在夹子上通过钢丝传送给收银台。某时刻铁夹的加速度恰好在水平方向，钢丝的形状如图（b），其左侧与水平夹角为θ，右侧处于水平位置，已知铁夹的质量为m，重力加速度为g，则铁夹的加速度方向__________，大小为____________。14、(4分)有以下物理量单位：吨(t)、毫米(mm)、米(m)、小时(h)、安培（A）、焦耳(J)、千克(kg)、帕斯卡(Pa)、()、（）；属于国际单位制中的基本单位是______。15、(4分)如图所示，质量为2kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为，与此同时，物体还受到一个水平向右的推力，则物体运动的加速度大小为（g取）_____。16、(4分)如图所示，长12 m的木板右端有一立柱，总质量为10 kg，木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量为50 kg的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以的对地加速度向右奔跑至板的右端时，立刻抱住立柱。重力加速度g取，则人在奔跑过程中，人受到的木板的摩擦力大小为_________N，木板受到地面的摩擦力大小为_________N。四、计算题(共24分)17、(12分)如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道和水平轨道在A点相切，为圆弧轨道的直径，O为圆心，和之间的夹角为。一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求
 （1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球到达A点时动量的大小；（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。18、(12分)如图所示，固定在水平面上足够长的斜面倾角为θ，质量为m的小滑块P固定在斜面上，P与斜面间的动摩擦因数为μ。某时刻解除对P的固定，小滑块开始沿斜面滑行，同时对P施加一个垂直斜面向下的力F，从解除对P的固定开始计时，F与运动时间成正比，比例系数为k，重力加速度为g。求：
 （1）小滑块开始滑行时的加速度大小；（2）经过多长时间P的速度达到最大。五、实验题(共12分)19、(12分)图甲为某实验小组同时测量两个箱子质量的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），此外，该实验小组还准备了一套砝码（总质量为）和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答（不计空气阻力）。
 （1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的高度差为h。（2）取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码都放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落到F处的过程中，其机械能是_______的（填“增加”“减少”或“守恒”）。（3）记录下遮光条通过光电门的时间t，根据所测数据可计算出A下落到F处的速度________，下落过程中的加速度大小________（用表示）。（4）改变m的大小，重复（2）（3）步骤，得到多组m与a的数据，作出图像如图乙所示，可得A的质量________kg，B的质量________kg（重力加速度大小g取）。
参考答案1、答案：D解析：本题考查牛顿第二定律在连接体问题中的应用。若A相对B未发生滑动，则可看成整体，加速度相同，C的运动方向向下，加速度方向与不同，故A错误；若A和B共同运动的加速度大小为g，则C的加速度大小也为g，对C隔离分析可知C不可能做自由落体运动，因此不论M等于多少，共同运动的加速度不可能是g，故B错误；若A和B之间的正压力刚好为零，此时A刚好相对B发生滑动，设此时加速度为a，对A受力分析可得，解得，对整体运用牛顿第二定律可得，解得，故C错误，D正确。2、答案：C解析：本题考查根据受力情况分析运动情况。当弹簧恢复原长时，物体与弹簧分离，在弹簧恢复原长的过程中，物体在水平方向受向左的弹力和向右的摩擦力，当时，由牛顿第二定律得减小，a减小，当时，由牛顿第二定律得减小，a增大，故物体与弹簧分离前加速度先减小后增大，选项A、B错误；物体在竖直方向做匀加速运动，由牛顿第二定律得，物体受到的摩擦力，由以上两式解得，物体速度最大时，物体水平方向上所受的合力为零，则，解得，选项C正确；物体离开弹簧后在水平方向做匀减速运动，运动的距离为l，由牛顿第二定律得，由匀变速直线运动规律得，由以上两式解得，选项D错误。
 3、答案：C解析：本题考查牛顿第二定律的应用、整体法和隔离法。根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故根据牛顿第二定律有；设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为，则根据牛顿第二定律有，联立解得，C正确。4、答案：B解析：本题考查传送带模型。在时间内小物块向左减速，在时间内小物块向右加速，则时刻小物块离A处的距离达到最大，A错误；时刻前小物块相对传送带向左运动，之后两者相对静止，则时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；时间内，小物块相对传送带向左运动，受到的摩擦力方向始终向右，且大小不变，故C错误；由题图乙知，在时间内小物块做匀速直线运动，此时小物块不受摩擦力作用，故D错误。5、答案：A解析：本题通过叠加体考查牛顿第二定律、静摩擦力。当F作用在物体B上时，若恰好不发生相对滑动，恒力F具有最大值，间的静摩擦力达到最大值，对物体A，有，对整体进行分析，有，联立解得，故选项A正确，B、C、D错误。6、答案：A解析：本题考查加速度与力的关系。根据牛顿第二定律有和合力大小的取值范围和同时作用在该物体上，则产生加速度大小的范围，即，故选A。
7、答案：B解析：本题结合图像考查牛顿运动定律。由题图乙可知，在20 s后汽车做匀速直线运动，则由题图甲可知，汽车所受阻力，故A错误；在0~6 s内，设汽车所受牵引力为，加速度为，由牛顿第二定律得，解得，第6 s末汽车的速度，在6~18 s内，设汽车所受牵引力为，加速度为，由牛顿第二定律得，解得，第18 s末汽车的速度，由题图甲知18 s后汽车所受牵引力等于阻力，即汽车做匀速直线运动，所以20 s末汽车的速度，故B正确，C错误；汽车在0~6 s内的位移，汽车在6~18 s内的位移，汽车在18~20 s内的位移，汽车在前20 s内的位移，故D错误。8、答案：D解析：对物体受力分析，其受推力、重力、支持力，如图所示。x方向有方向有；从图像中取两个点，，代入解得，，A、B两项可以算出；当时，可解得，C项可以算出；题中并未说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为时物体的速度大小，D项不可以算出。
 9、答案：BC解析：A.根据胡克定律可知，弹簧的压缩量为，选项A错误；B.突然撤去外力F瞬间，整体的加速度都相同，则A的加速度大小为，选项B正确；C.对的整体，则A对B的作用力大小为根据牛顿第三定律可知，B对A的作用力大小为，选项C正确；D.对整体，由牛顿定律可得，B对C的作用力大小为，选项D错误。故选BC。10、答案：ABD解析：本题考查受力分析和牛顿第二定律的瞬时性问题。对Q由平衡条件得，由以上两式解得，选项A正确；设P的质量为M，对P由平衡条件得，解得，选项B正确；若水平绳被剪断，则在剪断瞬间，小物块Q绕O点做圆周运动，将重力沿轻绳方向和垂直轻绳方向分解，则，解得，选项C错误；长木板对小物块P的作用力与小物块P对长木板的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项D正确。11、答案：BCD解析：A.根据图象可以知，加速度先向下后向上，之后又先向上后向下。而下蹲的过程中，先向下加速度运动，再向下减速到停止，加速度先向下再向上；起立的过程中，先向上加速度运动，再向上减速到停止，加速度先向上再向下。所以此人完成了一组“下蹲—起立”动作，选项A错误；
B.由图可知时刻压力小于重力，人处于失重状态，选项B正确；
C.由图可知图中时刻，压力大于重力，人具有向上的加速度，选项C正确；
D.“起立”的过程，先向上加速度运动，再向上减速到停止，加速度先向上再向下，先超重后失重，选项D正确。
故选BCD。12、答案：BCD解析：AB.小球受力如图所示

由平衡条件得、
故A错误，B正确；
C.由胡克定律得解得
故C正确；
由牛顿第二定律得

解得

故D正确。
故选BCD。13、答案：向右，解析：对铁夹进行受力分析。如图所示：由正交分解可得：y轴方向：，即x轴方向故，方向向右。14、答案：M、A、kg解析：国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位，故kg、A、m15、答案：解析：物体受到水平向右的摩擦力，根据牛顿第二定律，解得。16、答案：100;100解析：人以的对地加速度运动时，由牛顿第二定律得木板对人的摩擦力大小为；木板与地面之间的最大静摩擦力大小为，说明该过程中木板静止不动，受到地面的摩擦力为静摩擦力，且其大小为100 N。17、答案：（1）（2）（3）解析：（1）设水平恒力的大小为，小球到达C点时所受合力的大小为F。由力的合成法则有
①
②
设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得
③
由①②③式和题给数据得
④
⑤
（2）设小球到达A点的速度大小为，作，交于D点，由几何关系得
⑥
⑦
由动能定理有
⑧
由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A点的动量大小为
⑨
（3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g。设小球在竖直方向的初速度为，从C点落至水平轨道上所用时间为t。由运动学公式有
⑩
⑪
由⑤⑦⑩⑪式和题给数据得
⑫
 18、答案：（1）（2）解析：本题以滑块在斜面上的运动为情境考查牛顿第二定律的应用。
（1）解除对P的固定时，P受到重力、斜面的支持力和摩擦力，
对P，根据牛顿第二定律有，
解得。
（2）根据题意有，随着时间t的增大，F增大，小滑块对斜面的压力增大，即斜面对小滑块的支持力增大，小滑块所受的滑动摩擦力增大，小滑块做初速度为零，加速度减小的加速运动，合外力等于零之后，随着F的增大，小滑块做减速运动直到停止，
由此可知合外力为零时小滑块的速度最大，设此时经过时间为，有，
解得。19、答案：（2）减少
（3）
（4）3.0；1.0解析：本题考查机械能守恒定律的表述和条件。
（2）A下落到F处的过程中，受到绳子的拉力，拉力做负功，其机械能减少。
（3）A下落到F处的速率为，由速度—位移公式得，解得。
（4）把三个物体作为一个系统，根据牛顿第二定律得，可得，可知图像的斜率，纵截距，解得，。