【高中物理人教（2019）必修第一册同步练习】 第四章运动和力的关系综合检测题

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【高中物理人教（2019）必修第一册同步练习】
第四章运动和力的关系综合检测题
一、单选题
1．下列几个关于力学问题的说法中正确的是（　　）
A．米、千克、牛顿等都是国际单位制中的基本单位
B．放在斜面上的物体，其重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力
C．功虽然有正、负，但它是一个标量
D．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
2．如图所示，不计所有接触面之间的摩擦，斜面固定，两物体质量分别为和，且．若将由位置A从静止释放，当落到位置B时，的速度为，且绳子与竖直方向的夹角为，则这时的速度大小等于( )
A． B． C． D．
3．打水漂是人类最古老的游戏之一（如图所示）。瓦片从手上水平飞出，擦水面飞行，并在水面上向前弹跳几次后下沉。下列关于瓦片的判断正确的是( )
A．初速度越大，惯性越大 B．飞行时间越长，惯性越大
C．飞行距离越长，惯性越大 D．质量越大，惯性越大
4．如图所示，起重机将货物沿竖直方向匀速吊起，同时又沿横梁水平匀加速向右运动。在这一过程中关于货物的速度、加速度下列说法中正确的是（　　）
A．货物速度大小、方向均不变
B．货物速度大小变化，方向不变
C．货物加速度大小、方向均不变
D．货物加速度大小变化、方向不变
5．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个球，随车一起匀速运动，当车突然停止运动，其他阻力不计，设车无限长，则两小球（　　）
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．若m1＞m2，则肯定相碰 D．若m1＜m2，则一定不相碰
6．如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，物块放在斜面上时恰能沿斜面匀速下滑，若物块在下滑过程中施加一恒力作用，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为β，已知斜面倾角为α，则在下滑过程中正确的是（　　）
A．若力F竖直向下，物块将沿斜面加速下滑
B．若力F垂直斜面向下，物块仍能保持匀速下滑
C．若力F沿斜面向下，斜面受到地面给的摩擦力方向水平向右
D．地面对斜面无摩擦力
二、多选题
7．如图所示，A、B两滑块质量分别为2kg和4kg，用一轻绳将两滑块相连后分别置于两等高的水平面上，并用手按着两滑块不动。第一次是将一轻质动滑轮置于轻绳上，然后将一质量为4kg的钩码C挂于动滑轮上，只释放A而按着B不动；第二次是将钩码C取走，换作竖直向下的40N的恒力作用于动滑轮上，只释放B而按着A不动。重力加速度g＝10m/s2，不计一切摩擦，则下列说法中正确的是（　　）
A．第一次操作过程中，滑块A和钩码C加速度大小相同
B．第一次操作过程中，滑块A的加速度为
C．第二次操作过程中，绳张力大小为20N
D．第二次操作过程中，滑块B的加速度为10m/s2
8．如图，小球从光滑斜面顶端A点由静止滑下，到底端B点后平滑过渡进入粗糙水平面，滑行至C点停下，整个过程小球的速率随时间变化的图象如图，g=10m/s2，由图象可知（　　）
A．斜面倾角等于37°
B．粗糙水平面与物体间的摩擦因数为0.25
C．斜面长度为5 m
D．粗糙水平面上BC长度为5 m
三、填空题
9．若向下喷出种子后瞬间，果实质量为m，获得向上的作用力为F，此时该果实的加速度大小为　 　。
10．质量为4.0 kg的物体，在与水平面成300角斜向上、大小为20 N的拉力F作用下，由静止沿水平地面运动。若物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，则物体对地面的摩擦力为　 　N、方向　 　；它在5.0 s时间内的位移为　 　m。（取g = 10 m/s2）
11．2020年12月17日“嫦娥五号”返回器成功返回，并带回来1.73kg月球土壤，这是时隔44年人类再一次获得月球土壤，全体中国人都为之自豪。假设返回器在接近地面时以10m/s2的加速度竖直向下做匀减速运动，则这些月球土壤对返回器的压力为　 　N，此时土壤处于　 　状态（选填“超重”或“失重”）。
12．在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李放到传送带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起前进。若传送带匀速前进的速度为0.4m/s，某木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，g取 。则该木箱放在传送带上后，传送带上留下的摩擦痕迹长度为　 　m。
13．如图所示，倾角为α=30°的传送带以恒定速率v=2m/s运动，皮带始终是绷紧的，皮带AB长为L=5m，将质量为m=1kg的物体轻轻放在A点，经t=2.9s到达B点，则物体和皮带间的动摩擦因数为　 　．
14．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．
本实验应用的实验方法是　 　．
下列说法中正确的是　 　．
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a﹣ 图象
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小．
四、计算题
15． 第24届冬奥会将于2022年由北京和张家口两个城市联合举办，滑雪是其中最具观赏性的项目之一。一位滑雪者如果由静止沿直线从一长为450m、倾角为37°的山坡坡顶冲下，到达坡底速度为30m/s，如果雪橇与人的质量为80Kg，将人的运动看成是匀加速的，g取10m/s2，求：
（1）滑雪者的加速度大小；
（2）滑雪者受到的平均阻力大小。
16．如图是舰载机在航空母舰上起飞时的照片，舰载机质量，起飞速度，舰载机在平直甲板上从静止开始匀加速到起飞的距离为，加速起飞过程所受平均阻力为机重的k倍，。飞机起飞过程中航空母舰保持静止，载机可视为质点，g取，求
（1）舰载机匀加速起飞时的加速度大小；
（2）舰载机匀加速起飞过程需要的时间；
（3）舰载机匀加速起飞时所受牵引力的大小。
17．如图甲所示的输送机广泛用于物料出入库和装卸，它由一台由水平传送带、一台倾角的传送带以及水平平台组成，示意图如图乙所示。已知，，货物与、间的动摩擦因数均为，与间的动摩擦因数为，可视为质点的货物从端无初速度释放，最后恰好停在平台的右端点。两条传送带均沿顺时针方向转动，水平传送带的速度始终为。货物经过各连接处时速度大小不变，且始终不会离开接触面。
（1）求货物在上运动的时间；
（2）若倾斜传送带的速度，则距离的高度为多少；
（3）若倾斜传送带的速度，货物在经过点时由于外包装破损，在传送带上留下了一道划痕不影响动摩擦因数，求划痕的长度。
五、解答题
18．质量m=2.0kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s停在B点，已知A、B两点间的距离s=6.0m，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大．（g=10m/s2）．
19．如图为薄塑料羽毛球筒，内有一羽毛球，球头离球筒口，球与球筒内壁紧密接触。为了将羽毛球取出，小明同学将球筒竖直静置，球筒下端距地面，然后将球筒静止释放，已知羽毛球质量为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，取。求：
（1）球筒竖直静置释放前羽毛球受到的摩擦力大小和下落过程中受到的摩擦力大小；
（2）若球筒与地面相碰后速度瞬间减为0，且不会倾倒，之后羽毛球球头刚好滑行到达球筒口。求羽毛球滑到球筒口过程中受到的滑动摩擦力大小；
（3）若球筒撞击地面后，竖直向上反弹，反弹的速度大小为撞击前速度的0.5倍，羽毛球与球筒间的摩擦力大小为第（2）问中的摩擦力大小。当球筒反弹到最高点时，羽毛球球头恰从球筒中滑出，求球简的质量。
六、综合题
20．如图，滑块的质量 ，静止地放在光滑的水平面上，在水平拉力 的作用下，求：（ ， ， ）
（1）物体的加速度 。
（2）若斜面粗糙， ，求物体的加速度 。
（3）在（2）问中，若把拉力 斜向上，与水平夹角为 拉物体，求物体的加速度 。
（4）在（2）问中，若把拉力 斜向下，与水平夹角为 拉物体，求物体的加速度 。
21．翼装飞行被称为世界上最危险的极限运动，挑战者腾空后，张开手脚便能展开翼膜，当空气进入一个鳍状的气囊时，就会充气使服装成翼状，从而产生浮力，然后通过肢体动作来控制飞行的高度和方向，某翼装挑战者在距海平面3000m的直升机上由静止下落，飞行了一段时间后，打开气囊，减速下降一段时间后，悬停在海拔1500m的天门山附近，准备穿越天门洞，已知挑战者和装备总质量为80kg，其所受的空气阻力始终为其重力的0.1倍，展开翼装后所受浮力是其重力的1.8倍，在挑战者到达天门山之前的运动近似地看成竖直方向的运动，取g=10m/s2，求：
（1）挑战者在运动过程中的最大速度；
（2）挑战者到达天门山的时间。
22．某新能源汽车上市前，邀请客户在水平长直道路上试驾。某位客户与汽车的总质量为。如图所示，试驾道路上有多个长度均为50m的减速区和加速区间隔分布.减速区的阻力恒为加速区的2倍，加速区阻力恒定，客户开启智能驾驶功能，保持汽车牵引力恒定，使汽车做直线运动.汽车在行驶过程中可看成质点，每次刚进入减速区时速度均为，汽车在每个减速区和加速区的行驶时间均为5s，求：
（1）汽车在加速区的平均速度大小；
（2）汽车在减速区和加速区的加速度大小之比；
（3）汽车的牵引力大小。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】单位制及量纲
2．【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
3．【答案】D
【知识点】惯性与质量
4．【答案】C
【知识点】对单物体(质点)的应用
5．【答案】B
【知识点】惯性与质量
6．【答案】D
【知识点】受力分析的应用；牛顿运动定律的综合应用
7．【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
8．【答案】B,D
【知识点】对单物体(质点)的应用；运动学 v-t 图象
9．【答案】
【知识点】牛顿第二定律
10．【答案】6；与物体运动方向相反；35.4
【知识点】牛顿定律与图象
11．【答案】34.6；超重
【知识点】牛顿第三定律；牛顿第二定律；超重与失重
12．【答案】0.04
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律
13．【答案】
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
14．【答案】控制变量法；CD
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
15．【答案】（1）由运动学公式可得
解得
（2）由牛顿第二定律可得
解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律
16．【答案】（1）解：根据
解得加速度大小
（2）解：根据
解得匀加速起飞过程需要的时间
（3）解：根据牛顿第二定律
解得受牵引力的大小
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律
17．【答案】（1）货物在传送带上的加速度为
货物在上加速运动的时间
加速运动的位移为
解得
因此货物在上先加速度后匀速，匀速运动时间为
解得
货物在上运动的时间
答：货物在上运动的时间；
（2）货物在平台上做匀减速直线运动
解得到达点速度为
货物滑上的速度
货物在上受到的摩擦力
且
所以货物在传送带上一直加速到达端，货物加速
解得
位移为
解得
距离的高度为
答：若倾斜传送带的速度，则距离的高度为；
（3）由于
因此货物在传送带上仍然一直加速到端，该过程与传送带发生相对滑动，所以划痕是货物加速时与间相对滑动产生的，有
解得
划痕为
解得
答：若倾斜传送带的速度，货物在经过点时由于外包装破损，在传送带上留下了一道划痕不影响动摩擦因数，划痕的长度。
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿运动定律的应用—传送带模型
18．【答案】解：设撤去力F前物块的位移为 ，此时物块的速度为 则
撤去力F后，物块在摩擦力的作用下做匀减速直到停止 ，物块受到的滑动摩擦力
则：
物块运动2s停下，则 ，得
此过程中运动的位移为 ，则
又有 解得：
由牛顿第二定律知： 得：
综上所述本题答案是：
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律
19．【答案】（1），0；（2）3mg；（3）15g
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
20．【答案】（1）根据牛顿第二定律F=ma1
得a1=10m/s2
（2）对物体受力分析如图，
若物体滑动则f1=μN1
N1=mg
得f1=μmg=6N
而F>f，故滑动，根据牛顿第二定律F-f=ma2
得a2=4m/s2
（3）对物体受力分析如图，
若物体滑动，则N2=mg-Fsinα=4N
f2=μN2=2.4N
而Fcosα>f2
故滑动，根据牛顿第二定律F-f2=ma3
得a3=5.6m/s2.
（4）对物体受力分析如图，
若物体滑动，则N3=mg＋Fsinα=16N
f3=μN3=9.6N
而Fcosα=8N＜f3
故物体仍静止
得a4=0
【知识点】力的合成；牛顿第二定律
21．【答案】（1）解：挑战者刚开始下落过程中受力分析如图所示，
根据牛顿第二定律 ，
打开气囊后受力分析如图所示 ，
根据位移关系
联立解得
（2）解：挑战者刚开始下落过程中
打开气囊后
所以运动的总时间为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系；牛顿第二定律
22．【答案】（1）解：根据
可知汽车在加速区的平均速度
（2）解：汽车每次进入减速区时的速度均为 ，根据对称性可知，每次进入加速区时的速度与之相等，为 ，在减速区内的加速度大小为 ，在加速区内的加速度大小为 ，
根据
可得
因此
（3）解：根据
可得进入加速区时的速度
则加速度大小
根据牛顿第二定律，在加速区，有
在减速区，有
联立解得牵引力大小
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
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