人教版（2019）必修第一册 第4章 运动和力的关系 2023年单元测试卷（含答案）

人教版（2019）必修第一册《第4章 运动和力的关系》2023年单元测试卷
一、选择题
1．在如图所示中，A为电磁铁，C为胶木秤盘（包括支架）的总质量为M，铁片B的质量为m，在铁片被吸引上升的过程中，轻绳上的拉力F的大小为（　　）
A．F＝Mg B．Mg＜F＜（M+m）g
C．F＝（M+m）g D．F＞（M+m）g
2．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物块速度v与时间t的关系如图所示2．由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为（　　）
A．m＝0.5 kg，μ＝0.2 B．m＝1.5 kg，μ＝0.2
C．m＝0.5 kg，μ＝0.4 D．m＝1.0 kg，μ＝0.4
3．在某次军事演习中，长为L的某坦克炮管在时间t内能等间隔地连续发射n颗炮弹（视为质点）。若每颗炮弹的质量均为m，则在发射炮弹的过程中，一颗炮弹在炮管中所受的合力大小为（　　）
A． B． C． D．
4．乘坐空中缆车饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块（　　）
A．小物块受到的摩擦力方向水平向右
B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下
C．小物块受到的滑动摩擦力大小为
D．小物块受到的静摩擦力大小为
5．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，第4节对第5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4节对倒数第3节车厢的牵引力为（　　）
A．F B． C． D．
二、多选题
（多选）6．如图甲，某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器读数F随时间t变化的图像如图乙（　　）
A．该同学重力约为500N
B．下蹲过程中该同学始终处于失重状态
C．该同学完成了一次下蹲再起立的动作
D．起立过程中该同学对传感器的压力小于传感器对该同学的支持力
（多选）7．一个可以看作质点的物块以恒定大小的初速度滑上木板，木板的倾角可在0°﹣90°之间任意调整设物块沿木板向上能达到的最大位移为x。木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角α的关系如图所示。（g取10m/s2）则下列说法正确的是（　　）
A．物块与木板间的动摩擦因数为
B．物块初速度的大小是5m/s
C．沿倾角为30°和90°上滑时，物块运动到最大位移的时间不同
D．当α＝0时，x＝m
（多选）8．一种巨型娱乐器械可以让人体验超重和失重的感觉．一个可乘十多个人的环形座舱套在竖直柱子上，由升降机运送上几十米的高处，然后让座舱自由下落．下落一定高度后，座舱做减速运动，到地面时刚好停下．下列判断正确的是（　　）
A．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态
B．座舱在自由下落的过程中人处于失重状态
C．座舱在减速运动的过程中人处于失重状态
D．座舱在减速运动的过程中人处于超重状态
（多选）9．如图所示，质量为M＝2kg、长为L＝1.5m的木板静止在光滑的水平面上，木板上右端放着一可视为质点的小滑块，小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2，若用水平拉力F作用在木板上2，则下列说法正确的是（　　）
A．F＝8N时，小滑块与木板保持相对静止
B．F＝10N时，小滑块与木板发生相对滑动
C．F＝12N时，小滑块从木板上滑下所需的时间为2s
D．F＝12N时，小滑块从木板上滑下所需的时间为1s
三、实验题
10．如图甲所示是研究小车加速度与力关系的实验装置，木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，改变桶中砂的质量多次实验。完成下列问题：
（1）实验中需要 　 　。
A．测量砂和砂桶的总质量 B．保持细绳与木板平行
C．保持小车的质量不变 D．满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
（2）实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz　 　m/s2。
（3）实验中描绘出a﹣F图象如图丙所示，图象不过坐标原点的原因是 　 　。
四、解答题
11．如图所示，在光滑水平地面上静置一质量M＝2kg、长度L＝0.5m的薄木板A，木板右端放有一质量m＝4kg的小滑块B（可视为质点），作用t＝2s后撤去。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，滑块离开木板前、后的速度不变2，求：
（1）滑块离开木板时的速度大小v；
（2）撤去恒力F时滑块到木板左端的距离d。
人教版（2019）必修第一册《第4章 运动和力的关系》2023年单元测试卷（9）
参考答案与试题解析
一、选择题
1．解：当电磁铁通电前，绳的拉力应为（M+m）g；
当电磁铁通电后，铁片被吸引上升，铁片被吸引，其运动情况是变加速运动，吸力越大。根据F＝ma可知，吸引力大于铁片重力，将整个电磁铁装置与铁片联系到一起，则根据作用力与反作用力原理，大小相等，且作用在两个不同的物体上，绳的拉力大于（M+m）g，ABC错误。
故选：D。
2．解：当F＝2N时，物块做匀速运动2＝7N，
物块做匀加速直线运动的加速度，匀减速直线运动的加速度大小，
根据牛顿第二定律得，F1﹣f＝ma1，F4﹣f＝ma2，解得m＝0.5kg，
则动摩擦因数。
故选：C。
3．解：每颗炮弹在炮管中做相同的匀加速直线运动，根据运动学公式有
L＝
其中t′＝
可得
可得炮弹的加速度为
由牛顿第二定律知，一颗炮弹在炮管中所受的合力大小为
，故ABC错误。
故选：D。
4．解：AB．以小物块为研究对象、斜面的支持力和摩擦力作用，沿斜面向上；
CD．以小物块为研究大小，受静摩擦力作用
根据牛顿第二定律f﹣mgsin30°＝ma
解得静摩擦力的大小
静摩擦力的方向平行斜面向上，故C错误。
故选：D。
5．解：把第5节到第40节车厢看成一个整体，根据牛顿第二定律可得：F﹣36f＝36ma
把最后3节车厢看成一个整体，根据牛顿第二定律可得F′﹣3f＝3ma
联立解得：，故ACD错误；
故选：B。
二、多选题
6．解：A．分析可知，该同学的自身重力与压力传感器给的支持力等大，根据牛顿第三定律可知，则平衡时压力传感器的示数即为该同学的重力，平衡时压力传感器的示数为500N，故A正确；
B．由题可知，结合图像可知，压力传感器的示数先小于自身重力，则判断该同学先处于失重状态，故B错误；
C．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，对应图象可知，故C正确；
D．根据牛顿第三定律可知，大小相等；
故选：AC。
7．解：AB、物体沿斜面上滑过程，有：
﹣mgsinα x﹣μmgcosα x＝0﹣
解得：x＝
由图可得，α＝30°时，代入数据得：μ＝；
由图可得，当α＝90°时，代入上式解得 v0＝6m/s，即物体的初速度为5m/s。
C、沿倾角为30°和90°上滑时知，x、v0均相等，则运动时间t相等。
D、当α＝0时得 x＝m，故D正确。
故选：ABD。
8．解：在自由下落的过程中人只受重力作用，做自由落体运动，故A错误B正确；
在减速运动的过程中人受重力和座位对人向上的支持力，做减速运动，人处于超重状态；
故选：BD。
9．解：小滑块和木板发生相对滑动时的临界加速度a1＝μg＝0.5×10m/s2＝2m/s8，对整体分析，根据牛顿第二定律得min＝（M+m）a1＝3×3N＝6N。
AB、当拉力F大于6N时，故A错误；
CD、当F＝12N时＝m/s2＝5m/s8，设滑块从木板上下滑的时间为t，则有3a4t2＝L，解得：t＝1s、D正确。
故选：BD。
三、实验题
10．解：（1）A、绳子的拉力可以通过拉力传感器测出，故A错误；
B、为了使细绳对小车的拉力等于小车所受的合外力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，让小车拖着纸带做匀速直线运动，故B正确；
C、本实验采用的是控制变量法，必须保持小车的质量不变；
D、实验中拉力通过拉力传感器测出，故D错误。
故选：BC。
（2）已知打点计时器电源频率为50 Hz s＝0.1 s7，运用逐差法得，小车运动的加速度为：
a＝＝×10﹣6 m/s2＝1.48 m/s5。
（3）由图象可知，a﹣F图象在a轴上有截距。
故答案为：（1）BC；（2）1.48。
四、解答题
11．解：（1）设滑块在木板上运动时的加速度大小为a1，木板的加速度大小为a2，有
μmg＝ma4，F﹣μmg＝Ma2
滑块离开木板时
，
解得
t7＝1s＜2s，v＝3m/s
撤去恒力前，滑块离开木板。
（2）滑块离开木板后，力F使木板产生的加速度大小为a3，有
v＝a1t4，F＝Ma3，
解得
d＝3.5m
答：（1）滑块离开木板时的速度大小为2m/s；
（2）撤去恒力F时滑块到木板左端的距离为8.5m