高一上学期物理人教版（2019）必修第一册第四章 运动和力的关系 章末复习与测试同步讲义

这是一份高一上学期物理人教版（2019）必修第一册第四章 运动和力的关系 章末复习与测试同步讲义，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．关于单位制，下列说法中正确的是（ ）
A．在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位
B．牛、千克米每秒都属于力的单位
C．在厘米、克、秒制中，重力加速度g的值等于9.8cm/s2
D．在力学计算中，所有涉及的物理量的单位都应取国际单位
2．如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，现用大小等于mg的恒力F向上拉B，当运动距离h时B与A分离。已知重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ）
A．B和A刚分离时，弹簧处于原长
B．B和A刚分离时，它们的加速度大小为g
C．弹簧的劲度系数等于
D．在B与A分离之前，它们做匀加速运动
3．如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果绳的质量不计，且保持水平，甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜，则下列说法中正确的是（ ）
A．绳对乙的拉力始终大于绳对甲的拉力
B．甲把乙加速拉过去时，绳对乙的拉力大于绳对甲的拉力
C．只有当甲把乙匀速拉过去时，绳对乙的拉力大小才等于绳对甲的拉力大小
D．绳对乙的拉力大小始终等于绳对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
4．如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为的完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为的物块。当小车在水平地面上做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为。这时小车运动的加速度大小是（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10N的金属块，使金属块一部分浸在台秤上的水杯中（水不会溢出）。若弹簧测力计的示数变为FT＝6N，则台秤的示数比金属块没有浸入水前（ ）
A．增加4 NB．增加10 N
C．增加6 ND．保持不变
6．汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。已知汽车刹车减速运动的加速度大小为8.0m/s2，测得刹车线长25m。汽车在刹车前的瞬间的速度大小为（ ）
A．10m/sB．20m/sC．30m/sD．40m/s
7．在行车过程中规定必须要使用安全带，假设某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70kg的乘员具有的加速度大小约为6m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近（ ）
A．100NB．400NC．800ND．1000N
8．一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上，木板上放质量均为1kg的A、B两物块，A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3，μ2=0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2．则：（ ）
A．若F=1N，则物块、薄硬纸片都静止不动
B．若F=1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.5N
C．若F=8N，则B物块的加速度为4．0m/s2
D．无论力F多大，A与薄硬纸片都不会发生相对滑
二、多选题
9．如图所示，传送带的水平部分长为，传动速率为，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是（ ）
A．B．C．D．
10．如图所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角。则下列说法正确的是（ ）
A．小铁球所受合力为零B．小铁球受到的合外力方向水平向左
C．D．系统的加速度为
11．如图所示，在水平面上竖直放置的轻弹簧上，放着质量为2kg的物体A，处于静止状态。若将一个质量为3kg的物体B轻放在A上，在轻放瞬间（g取）（ ）
A．B的加速度为0B．B对A的压力大小为30N
C．B的加速度为D．B对A的压力大小为12N
12．如图所示，A、C、D长方体木块完全相同，质量为m，其中C、D放在光滑水平面上，A放在长木板B上，B质量为2m，A、B、C、D间动摩擦因数均为，现用水平向右的恒力F拉木块A，使A、B、C、D保持相对静止一起沿水平面向右运动，不计空气阻力，重力加速度为g，则( )
A．B对A的摩擦力大小为，方向向左
B．A对B的摩擦力大小为，方向向右
C．C对B的摩擦力大小，方向向右
D．CD两木块所受摩擦力大小相等，方向相同
三、实验题
13．某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系．将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的示数再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数释放小车，记录小车运动时传感器的示数．
下列实验要求不必要的是______．
A.应使小车靠近打点计时器
B.用天平测出细砂和小桶的总质量
C.先接通电源，再释放小车
D.应使小车和力传感器的总质量远大于细砂和小桶总质量
接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带．从比较清晰的点起每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度______保留两位有效数字
同一次实验中，______选填““、“”或“”
改变小桶中砂的重力，多次重复实验获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图丙．不计纸带与计时器间的摩擦．图象中F是实验中测得的______．
A. .
四、解答题
14．如图所示，质量为m＝20kg的物体与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.5，现用F＝120N与水平方向成α＝37°角的恒力拉物体，使物体在水平方向上由静止开始做匀加速直线运动，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。
(1)求物体运动的加速度a的大小；
(2)若物体运动5m后撤去力F，则物体还能运动多长时间？
15．如图甲所示，光滑斜面，倾角为θ，用一水平外力F推着物体，逐渐增大F，物体沿斜面做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，若重力加速度g取10 m/s2.根据图乙中所提供的信息，
求：(1) 物体的质量m；
(2)若斜面足够长，且撤去推力时物体的速度是沿斜面向上12m/s ，求撤去推力后第3s内物体的位移；
(3)若要使物体在斜面上保持静止，所施加的最小推力是多大？方向如何？
16．如图所示，传送带两轮间距为，在静止的传送带上有一质量为2kg的物体，在水平拉力作用下，以的加速度作匀加速运动．取重力加速度大小
求物体与传送带间的动摩擦因数；
若传送带以的速度顺时针匀速运动，再把该物体轻放在传送带的左端，不再施加拉力，求物体在传送带上运动的时间．
17．如图所示一足够长的斜面，倾角为，斜面与水平面平滑连接，质量的物体静止于水平面上的点，点与点之间的距离，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为，现物体受到一水平向右的恒力作用，运动至点时撤去该力，（，，取）则：
(1)物体在恒力作用下运动时的加速度是多大？
(2)物体到达点时的速度是多大？
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
参考答案
1．D
【详解】
A．力学单位制中，质量、长度、时间的单位被选为基本单位，A错误；
B．根据
F＝ma
得
1N＝1kg·m/s2
B错误；
C．在厘米、克、秒制中，g值不变，则有
g＝9.8m/s2＝980cm/s2
C错误；
D．在力学计算中，没有特殊说明，所有物理量的单位都应取国际单位，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
AB．B和A刚分离时，B受到重力mg和恒力F，B的加速度为零，A的加速度也为零，说明弹力对A有向上的弹力，与重力平衡，弹簧处于压缩状态，故AB错误；
C．B和A刚分离时，弹簧的弹力大小为mg，原来静止时弹力大小为2mg，则弹力减小量△F=mg．两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小△x=h，由胡克定律得：
故C正确；
D．对于在B与A分离之前，对AB整体为研究对象，重力2mg不变，弹力在减小，恒力不变，合力减小，整体做变加速运动，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
绳的张力处处相等，故绳对甲、乙的拉力大小相等。分析两人水平方向受力情况，除了受到绳的拉力外，还受到地面的摩擦力，甲获得比赛胜利，说明甲受到的摩擦力比绳的拉力大。
故选D。
4．D
【详解】
开始时两弹簧测力计的示数均为，因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧测力计甲的示数由10N变为8N时，其形变量减少，则弹簧测力计乙的形变量必增大，且甲、乙两弹簧测力计形变量变化的大小相等，当弹簧测力计甲的示数为时，弹簧测力计乙的示数将增加为，对物块在水平方向应用牛顿第二定律得
得
故选D。
5．A
【详解】
金属块部分浸入水中后，水对金属块产生浮力，由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为
根据牛顿第三定律可知，金属块对水也施加一个反作用力，其大小
所以台秤的示数增加；故A正确，BCD错误。
故选A。
6．B
【详解】
由题知，刹车后汽车的加速度大小为a=8m/s2，末速度v=0，根据
解得
故选B。
7．B
【详解】
根据牛顿第二定律得
F＝ma＝420N
安全带对乘员的作用力最接近400N。
故选B。
8．D
【详解】
A．A与薄硬纸片间的最大静摩擦力为：fA=μmAg=0．3×1×10N=3N，B与薄硬纸片间的最大静摩擦力为：fB=μmBg=0．2×1×10N=2N；F=1N＜fA，所以AB即薄硬纸片保持相对静止，整体在F作用下向左匀加速运动，故A错误；
B．若F=1．5N＜fA，所以AB即薄硬纸片保持相对静止，整体在F作用下向左匀加速运动，根据牛顿第二定律得：F-f=mAa，所以A物块所受摩擦力f＜F=1．5N，故B错误；
D．当B刚要相对于薄硬纸片滑动时静摩擦力达到最大值，由牛顿第二定律得：fB=mBa0，又fB=μmBg，得：a0=2m/s2；对整体，有：F0=（mA+mB）•a0=2×2N=4N，即达到4N后，B将相对地木板运动，此时摩擦力f=2N；则对木板可知，木板受到A的摩擦力大于B的摩擦力；故A和木板间不会发生相对运动；故D正确；
C．由上述分析可知，当拉力大于4N时，B与木板间的摩擦力即为滑动摩擦力为4N，此后增大拉力，不会改变B的受力；故C错误；
故选D．
9．ACD
【详解】
A．木块在传送带上先做匀加速直线运动，速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动。匀加速直线运动的加速度
a=μg
匀加速运动的时间
匀加速直线运动的位移
匀速运动的时间
则木块从左端运动到右端的时间
故A正确；
BD．木块在传送带上可能一直做匀加速直线运动，到达右端的速度恰好为v，根据平均速度推论知
则运动的时间
故B错误，D正确；
C．木块在传送带上可能一直做匀加速直线运动，根据
得
故C正确。
故选ACD。
10．CD
【解析】
【详解】
隔离小铁球根据牛顿第二定律受力分析得
且合外力水平而右，故小铁球加速度为
因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为，整体受力分析根据牛顿第二定律得
故AB错误，CD正确。
故选CD。
11．CD
【详解】
A．在B轻放在A上的瞬间，虽然速度为0，但因A、B整体的合外力不为0，故加速度不为0，故A错误。
BCD．在物体B轻放在A上之前，轻弹簧处于压缩状态，设其压缩量为x，对A有
B轻放在A上之后，对整体有
对B有
联立各式解得，；根据牛顿第三定律可知，B对A的压力大小为12N，故B错误， C正确，D正确。
故选CD。
12．BD
【详解】
A．A与B之间没有相对运动，不是滑动摩擦力，A错误
B．将四个物体看成系统，根据牛顿牛顿第二定律可知，整体的加速度，隔离A，可得，，B对A的摩擦力向左，在根据牛顿第三定律，可知A对B的摩擦向右，大小为，B正确
C．隔离C可得，，B对C的摩擦向右，所以C对B的摩擦向左，大小为，C错误
D．隔离D可得，，B对D的摩擦向右，所以CD收到的摩擦力相等，D正确
13．BD D
【详解】
小车靠近打点计时器测量数据才可能多且精确，故A不符合题意；实验中不需要用天平测出细砂和小桶的总质量，传感器可以测出总质量是多少，故B符合题意；应先接通电源再释放小车，这样才能保证纸带的大部分距离上都打上了点，才能充分利用整个纸带，故C不符合题意；本题拉力可以由力的传感器测出，不需要使小桶和细砂的总质量远小于车和传感器的总质量，故D符合题意．所以选BD．
每5个点取一个计数点，计数点的时间间隔：，，，，，由匀变速直线运动的推论，．
对小桶受力分析，设小桶重力为mg，小车释放前力传感器的示数，所以，设小车的重力为Mg，小车在加速运动时力传感器的示数，根据牛顿第二定律得：，所以．
图象是过原点的一条倾斜的直线，已经平衡摩擦力，所以F应该表示小车受到的合力，即，故D正确，ABC错误；
14．(1)1.6m/s2；(2)0.8s
【详解】
(1)物体受重力、支持力、摩擦力和恒力F，受力分析如图所示
水平方向由牛顿第二定律得
Fcs37°－Ff＝ma
竖直方向由平衡条件得
FN＋Fsin37°＝mg
Ff＝μFN
联立解得
a＝1.6m/s2
(2)设撤去力F时的速度为v，由
v2－v02＝2ax
可知
v＝4m/s
撤去力F后，根据牛顿第二定律得
μmg＝ma′
a′＝5m/s2
还能运动的时间
t＝＝0.8s
15．（1）2kg（2）位移大小3m，方向沿斜面向下（3）12N 沿斜面向上
【解析】
【详解】
（1）当外力为零时，加速度为，根据牛顿第二定律可得：
解得：
当外力为20N时，加速度为，根据牛顿第二定律
代入数据解得：
（2）根据匀变速方程可得：
位移大小3m，方向沿斜面向下
（3）要使物体能静止在斜面上，根据平衡条件知，当拉力垂直支持力时即沿斜面向上，拉力最小
答：（1）2kg（2）位移大小3m，方向沿斜面向下（3）12N 沿斜面向上
16．； 3s
【分析】
对物块进行受力分析求得合外力表达式，然后根据加速度由牛顿第二定律求得合外力，即可反解出动摩擦因数；分析物块受力情况得到物块运动情况，然后根据总位移为L，分段运算求得运动时间．
【详解】
对物块进行受力分析可知：物块受重力、支持力、摩擦力和水平拉力作用，
由牛顿第二定律可得：；
所以，物体与传送带间的动摩擦因数；
物块放在传动带上，那么，物块相对传送带向左运动，故摩擦力方向向右；故物块向右做加速度的匀加速运动，直到物块和传送带速度相同后一起做匀速直线运动；物块以加速度运动到速度为v的位移；
故物块先经时间加速到速度v后做匀速直线运动，
故物块在传送带上匀速运动的时间；
所以，物块在传送带上运动的时间；
【点睛】
在牛顿第二定律的应用问题中，一般先分析物体受力及运动情况得到加速度、合外力的表达式，然后根据牛顿第二定律联立，即可求解相关问题．
17．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)在水平面上，根据牛顿第二定律可知
解得
(2)由到，根据运动学公式可知
解得
(3)在斜面上，根据牛顿第二定律可得
代入数据解得加速度的大小为
逆向分析可得
解得