高一物理必修一第四章《运动和力的关系》重难点突破卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 高一物理必修一第四章《运动和力的关系》重难点突破卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-06 12:07:38 | ||
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文档简介
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第四章 运动和力的关系--重难点突破卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高一上·四川遂宁·阶段练习）如图所示，我国空军紧急出动运-20等运输机，将全国人民支援的物资及时送达抗疫前线。运输机的升力为FL=CLpS（其中p为飞行动压、S为机翼面积，CL是一个无单位升力系数）。若用ρ表示空气的密度，m表示飞机的质量，v表示飞行速度，F表示飞机发动机推力，你可能不会计算飞机飞行时的动压p，但你可根据所学的物理知识和方法进行分析，判断出下列飞行动压p的表达式合理的是（ ）
A．p= B．p= C．p= D．p=
2．（23-24高一下·湖北武汉·阶段练习）“复兴号”智能动车在平直轨道上运动，车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，如图所示，当旅客看到弹簧的长度变长时，下列关于“复兴号”智能动车运动状态的判断正确的是（ ）
A．动车向右运动，速度保持不变 B．动车向右运动，速度在增加中
C．动车向左运动，速度在增加中 D．动车向左运动，速度在减小中
3．（23-24高一下·湖南·阶段练习）用三根细线a、b、c将质量均为m的两个小球1和2连接并悬挂，如图所示。两个小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．细线a上的张力大小为4mg
B．细线c上的张力大小为2mg
C．剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为
D．剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为g
4．（23-24高一上·重庆江北·期末）直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示，设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。则在箱子下落过程中，下列说法正确的是（ ）
A．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大
B．箱子接近地面时，箱内物体可能处于超重状态
C．箱子先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的加速运动
D．若下落距离足够长，箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小
5．（23-24高一下·湖北咸宁·期末）将一三角形（楔形）木块置于粗糙水平地面，再将一方形物体置于三角形木块斜面上，如图所示。试判断下列三种假设情况下三角形木块受到地面的摩擦力是否为零。情况甲：物体静止于斜面；情况乙：物体沿斜面匀速下滑；情况丙：物体沿斜面匀加速下滑。（三种情况三角形木块均静止）（ ）
A．三种情况均为零 B．三种情况均不为零
C．甲乙为零，丙不为零 D．甲为零，乙丙不为零
6．（23-24高一下·贵州·阶段练习）如图1，水平传送带（A、B为左右两端点）顺时针匀速传动，时在A点轻放一个小物块，物块在皮带上运动全过程中的位移—时间关系图像如图2（0—4s为抛物线，4s—6s为直线）。重力加速度g取，下列说法中正确的是（ ）
A．若传送带在时停转，则物块将停在B点左侧
B．若该物块以6m/s的速率从B端向左滑上皮带，则物块从皮带的左侧离开
C．若该物块以6m/s的速率从B端向左滑上皮带，则物块从皮带的右侧离开
D．若该物块（质量）以2m/s的速率从B端向左滑上皮带，物块与皮带之间摩擦生热为2J
7．（23-24高一上·湖南湘西·期末）如图所示，与斜面平行的木板放在倾角为α的固定斜面上，木板上有一质量为m的物块在平行于斜面的拉力F作用下静止，此时木板恰沿斜面匀速下滑。已知木板的质量为M，斜面光滑，重力加速度为g，则拉力F的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．因物块与木板间的动摩擦因数未知，故拉力F不可求
8．（23-24高一下·海南·期中）如图所示，质量分别为m=2kg和M=3kg的两个物块A、B通过一根跨过定滑轮的轻绳连接，其中A放置在光滑水平面上，B竖直悬挂。现将两个物块同时由静止释放。已知轻绳不可伸长且始终处于绷紧状态，不计一切摩擦及阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的拉力大小为12N
B．物块A、B的加速度大小均为10m/s2
C．若仅将物块A、B互换位置，则轻绳的拉力大小为20N
D．若仅将物块A、B互换位置，则两物块的加速度大小为4m/s2
9．（22-23高一上·山西朔州·阶段练习）如图所示，1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端，其运动时间分别为、、、，已知竖直固定的圆环的半径为，为圆心，固定在水平面上的斜面水平底端的长度为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（23-24高一上·重庆沙坪坝·期末）如图所示，甲图中一段长为L的质量均匀分布的粗绳放置于粗糙水平面上，绳子与水平面间的动摩擦因数处处相等。绳子某时刻在水平向右的恒力作用下向右做匀加速直线运动，绳中的张力F大小随距离绳右端的距离x的变化情况如乙图所示，图线斜率的绝对值为k，则（ ）
A．图像斜率绝对值
B．图像的横轴截距为
C．图线的斜率与绳与水平面间的动摩擦因数无关
D．若减小一段时间后绳子静止于水平面上，绳子静止时图线仍是一倾斜的直线
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高一下·陕西咸阳·期末）利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智能手机探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。实验步骤如下：
①轻弹簧上端固定，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂小瓶子（带盖）；
②向瓶子内装适量细沙，整个实验装置处于静止状态；
③打开手机软件，剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间t变化的图像，并用弹簧测力计测出瓶子和细沙的重力G；
④改变瓶子中细沙质量，重复步骤③，获得多组实验数据。
(1)某次实验中，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的 （选填“A”“B”或“C”）点；剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于 （选填“瓶子和细沙的重力G”或“手机的重力”）。
(2)根据实验获得多组实验数据绘制图像如图丙所示，由图可得结论：在误差允许的范围内， 。
(3)若某同学在处理数据时，测得图丙中图线的斜率为k，则可推算出手机的质量为 （选用k、g表示）。
12．（8分）（23-24高一下·河北邢台·阶段练习）“天问”实验小组按照如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”实验。
(1)该实验 （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦， （填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量远远小于小车的质量。
(2)实验时，某同学打出一条纸带如图乙所示，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中的数字为对应的两个计数点间的距离，打点计时器的打点频率为50Hz。小车做匀加速直线运动的加速度 ．（计算结果保留两位有效数字）
(3)另一位同学将小车更换为物块，直接利用图甲的装置做实验（长木板水平），得到多组力传感器示数F和物块加速度大小a的数据，作出如图丙所示的图像。取重力加速度大小，则由图像可求得物块与长木板间的动摩擦因数 。（计算结果保留两位有效数字）
13．（8分）（23-24高一上·浙江杭州·期末）如图所示，质量为2kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为0.4，这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）铁箱加速度大小和铁箱后壁对木块作用力的大小；
（2）水平拉力F的大小：
（3）减少拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当铁箱的速度为撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？（结果保留两位有效数字）
14．（13分）（23-24高一下·河南·开学考试）货场里常利用传送带运送货物以提高搬运效率，如图所示，粗糙水平面AB与倾斜传送带CD平滑衔接，传送带与水平面成角，传送带以速度顺时针传动，一货物从A点以速度向右滑动，到达B点冲上传送带，货物与水平面、传送带间动摩擦因数分别为、，A、B两点间距离，货物恰好能到达传送带最高点D，不计货物在B、C两点速度大小的变化，重力加速度g取，，，求：
（1）货物运动到B点时速度大小；
（2）货物从C点到D点的运动时间及传送带长度；
（3）货物在传送带上的划痕长度。
15.（18分）（23-24高一上·江苏无锡·期末）如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m-1，将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。
（1）若恒力，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少；
（2）若物块刚好不会从长木板右端滑下，求F的大小；
（3）图乙中BC、DE均为直线段，求这两段恒力F的取值范围及函数关系式。
答案和解析
1．C
【详解】A．根据题意可得
所以动压的单位为
的单位为，故A错误；
B．的单位为，故B错误；
C．的单位为，故C正确；
D．的单位为，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】弹簧的长度变长时，弹簧会对小球产生向左的拉力，小球的加速度向左，故动车的加速度也是向左的。
AB．若动车向右运动，加速度向左，则动车的速度在减小中，故AB错误；
CD．若动车向左运动，加速度向左，则动车的速度在增加中，故C正确，D错误。
故选C。
3．C
【详解】AB．对两球的整体，对细线a，竖直方向
解得细线a上的张力大小为
细线c上的张力大小为
选项AB错误；
CD．剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为
选项C正确，D错误；
故选C。
4．D
【详解】A．箱子刚从飞机上投下时，速度为零，箱子只受重力，加速度为重力加速度，而箱内物体与箱子的加速度相同，也为重力加速度，设此时箱内物体受到的支持力为，则对箱内物体由牛顿第二定律有
，
则可知
由此可知箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最小，故A错误；
BC．根据题意，设箱子在下降的过程中所受阻力为
则由牛顿第二定律有
速度增大则阻力增大，加速度减小，箱子做加速度减小的加速运动，因此若在箱子落地前加速度减为零，则箱子速度达到最大值，此后箱子将做匀速直线运动，因此箱子不可能处于超重状态，故BC错误；
D．若下落距离足够长，则箱子最终将做匀速直线运动，箱内物体也将做匀速直线运动，受力将达到平衡状态，即箱内物体做匀速直线运动时有
因此，若下落距离足够长，箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】若物体沿斜面匀速下滑或静止在斜面上时，以整体为研究对象，则处于平衡状态，则水平方向没有加速度，因此地面对物体没有摩擦力；
物体沿斜面加速下滑，以物块和斜面组成的整体为研究对象，运动分析，水平方向存在向左分加速度，根据牛顿第二定律得知，地面对斜面有向左的摩擦力；
即甲乙三角形木块受到地面的摩擦力为零，丙中三角形木块受到地面的摩擦力不为零。
故选C。
6．B
【详解】A．图像为直线，则物体做匀速直线运动，则传送带的传送速度为
根据匀变速直线运动位移—时间公式有
将，代入解得
根据牛顿第二定律可知
解得物块与传送带间的滑动摩擦系数为
若传送带在时停转，则物块将做匀减速直线运动，此时加速度为，根据速度—位移公式有
物块将停于B点，故A错误；
BC．若令该物块以的速率从端向左滑上皮带，则它向左减速运动至速度为0的位移为
解得
则物块从皮带左边离开，B正确，C错误；
D．物块（质量）以的速率从端向左滑上皮带，将从A端离开，相对路程为，物块与皮带之间摩擦生热为，D错误。
故选B。
7．A
【详解】
由题知，木板恰沿斜面匀速下滑，则
根据牛顿第三定律知
物块在平行于斜面的拉力F作用下静止，由平衡条件知
由以上关系式知
故选A。
8．AD
【详解】AB．以A为对象，根据牛顿第二定律可得
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得
，
故A正确，B错误；
CD．若仅将物块A、B互换位置，根据牛顿第二定律可得
，
联立解得
，
故C错误，D正确。
故选AD。
9．BC
【详解】1号小球的加速度为
位移为
运动时间为
2号小球的加速度为
位移为
运动时间为
3号小球的加速度为
位移为
运动时间为
4号小球的加速度为
位移为
运动时间为
则
，
故选BC。
10．AC
【详解】A．设绳子与水平面间得动摩擦因数为，绳子的质量为m，对绳子进行受力分析，根据牛顿第二定律
解得
绳子单位长度质量为
对绳子左端部分进行受力分析，根据牛顿第二定律
解得
所以F-x图像得斜率绝对值为
图线的斜率与绳与水平面间的动摩擦因数无关，故AC正确；
B．图像的横轴截距为F0，故B错误；
D．绳子静止且处于绷紧状态时受静摩擦力，故对整条绳子根据共点力平衡得
对左面部分绳子而言，根据共点力平衡得
所以绳子静止时图线仍然是一条倾斜的直线；若绳子没有绷紧时绳中的张力为零，故D错误。
故选AC。
11．(1) A 瓶子和细沙的重力G
(2)当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比
(3)
【详解】（1）[1]前面的数据波动是保持平衡时的轻微扰动，后续的数据波动是因为手机在做（近似）往复运动，故第一个峰值即为绳子被剪断时的瞬时加速度，则剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的A点；
[2]剪断细绳前，根据受力平衡可知，弹簧的弹力等于手机的重力与瓶子和细沙的重力G之和；剪断细绳瞬间，弹簧的弹力大小不变，则手机受到的合力大小F等于瓶子和细沙的重力G。
（2）由丙图知，图像为过原点的一条直线，由图可得结论：在误差允许的范围内，当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。
（3）设手机质量为，根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像的斜率为
可得手机的质量为
12．(1) 需要 不需要
(2)0.94
(3)0.20
【详解】（1）[1]为了使小车受到的合力等于绳子拉力，该实验需要平衡摩擦；
[2]由实验装置可知，绳子拉力可以通过力传感器测得，不需要用砝码和砝码盘的总重力代替，所以不需要满足砝码和砝码盘的总质量远远小于小车的质量。
（2）相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车做匀加速直线运动的加速度为
（3）以物块为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
由图像可得
解得物块与长木板间的动摩擦因数
13．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，木块恰好能静止在后壁上，设铁箱后壁对木块弹力为，则有
解得
，
水平方向上，由牛顿第二定律有
解得
铁箱后壁对木块的作用力为
（2）根据题意，对整体，由牛顿第二定律有
解得
（3）根据题意可知，撤去拉力时，铁箱和木块的速度均为
由于，则木块相对铁箱滑动，木块的加速度大小为
铁箱的加速度为
铁箱减速停止的时间为
故木块到达箱右端时，铁箱未能停止。则经木块比铁箱向右多移动距离即铁箱长。即有
解得
14．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）根据题意，设货物在水平面上加速度大小为，由牛顿第二定律有
由运动学公式有
解得
（2）货物在传送带上滑时，与传送带速度相等前的加速度为，由牛顿第二定律有
所用时间为，则
货物达到共速后的加速度大小为，由牛顿第二定律有
减速到零所用时间为
货物从点到点的运动时间
传送带长度
解得
（3）货物滑上传送带到达到共速前向上划痕长度
货物从达到共速到最高点向下划痕的长度
则货物在传送带上的划痕长度
15．（1）；（2）1N；（3）见解析
【详解】（1）以初速度为正方向，物块的加速度大小
木板的加速度大小
由图乙知，板长
滑块相对木板的路程
联立解得
或
根据题意，应舍弃，故所求时间为
（2）当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时，由牛顿第二定律得
由速度关系得
由位移关系得
联立解得
由图乙知，相对路程
代入解得
（3）①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时，由牛顿第二定律得
由速度关系得
由位移关系得
联立解得
由图乙知，相对路程
代入解得
当F继续增大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度；当两者共速后能保持相对静止（静摩擦力作用）一起以相同加速度a做匀加速运动，由牛顿第二定律得
由于静摩擦力存在最大值，所以
联立解得
综述：BC段恒力F的取值范围是
函数关系式是
②当时，对应乙中的DE段，当两都速度相等后，物块相对于木板向左滑动，木板上相对于木板滑动的路程为
当两者具有共同速度v，历时t，根据速度时间关系可得
根据位移关系可得
联立解得函数关系式
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第四章 运动和力的关系--重难点突破卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高一上·四川遂宁·阶段练习）如图所示，我国空军紧急出动运-20等运输机，将全国人民支援的物资及时送达抗疫前线。运输机的升力为FL=CLpS（其中p为飞行动压、S为机翼面积，CL是一个无单位升力系数）。若用ρ表示空气的密度，m表示飞机的质量，v表示飞行速度，F表示飞机发动机推力，你可能不会计算飞机飞行时的动压p，但你可根据所学的物理知识和方法进行分析，判断出下列飞行动压p的表达式合理的是（ ）
A．p= B．p= C．p= D．p=
2．（23-24高一下·湖北武汉·阶段练习）“复兴号”智能动车在平直轨道上运动，车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，如图所示，当旅客看到弹簧的长度变长时，下列关于“复兴号”智能动车运动状态的判断正确的是（ ）
A．动车向右运动，速度保持不变 B．动车向右运动，速度在增加中
C．动车向左运动，速度在增加中 D．动车向左运动，速度在减小中
3．（23-24高一下·湖南·阶段练习）用三根细线a、b、c将质量均为m的两个小球1和2连接并悬挂，如图所示。两个小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．细线a上的张力大小为4mg
B．细线c上的张力大小为2mg
C．剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为
D．剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为g
4．（23-24高一上·重庆江北·期末）直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示，设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。则在箱子下落过程中，下列说法正确的是（ ）
A．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大
B．箱子接近地面时，箱内物体可能处于超重状态
C．箱子先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的加速运动
D．若下落距离足够长，箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小
5．（23-24高一下·湖北咸宁·期末）将一三角形（楔形）木块置于粗糙水平地面，再将一方形物体置于三角形木块斜面上，如图所示。试判断下列三种假设情况下三角形木块受到地面的摩擦力是否为零。情况甲：物体静止于斜面；情况乙：物体沿斜面匀速下滑；情况丙：物体沿斜面匀加速下滑。（三种情况三角形木块均静止）（ ）
A．三种情况均为零 B．三种情况均不为零
C．甲乙为零，丙不为零 D．甲为零，乙丙不为零
6．（23-24高一下·贵州·阶段练习）如图1，水平传送带（A、B为左右两端点）顺时针匀速传动，时在A点轻放一个小物块，物块在皮带上运动全过程中的位移—时间关系图像如图2（0—4s为抛物线，4s—6s为直线）。重力加速度g取，下列说法中正确的是（ ）
A．若传送带在时停转，则物块将停在B点左侧
B．若该物块以6m/s的速率从B端向左滑上皮带，则物块从皮带的左侧离开
C．若该物块以6m/s的速率从B端向左滑上皮带，则物块从皮带的右侧离开
D．若该物块（质量）以2m/s的速率从B端向左滑上皮带，物块与皮带之间摩擦生热为2J
7．（23-24高一上·湖南湘西·期末）如图所示，与斜面平行的木板放在倾角为α的固定斜面上，木板上有一质量为m的物块在平行于斜面的拉力F作用下静止，此时木板恰沿斜面匀速下滑。已知木板的质量为M，斜面光滑，重力加速度为g，则拉力F的大小为（ ）
A．
B．
C．
D．因物块与木板间的动摩擦因数未知，故拉力F不可求
8．（23-24高一下·海南·期中）如图所示，质量分别为m=2kg和M=3kg的两个物块A、B通过一根跨过定滑轮的轻绳连接，其中A放置在光滑水平面上，B竖直悬挂。现将两个物块同时由静止释放。已知轻绳不可伸长且始终处于绷紧状态，不计一切摩擦及阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的拉力大小为12N
B．物块A、B的加速度大小均为10m/s2
C．若仅将物块A、B互换位置，则轻绳的拉力大小为20N
D．若仅将物块A、B互换位置，则两物块的加速度大小为4m/s2
9．（22-23高一上·山西朔州·阶段练习）如图所示，1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端，其运动时间分别为、、、，已知竖直固定的圆环的半径为，为圆心，固定在水平面上的斜面水平底端的长度为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（23-24高一上·重庆沙坪坝·期末）如图所示，甲图中一段长为L的质量均匀分布的粗绳放置于粗糙水平面上，绳子与水平面间的动摩擦因数处处相等。绳子某时刻在水平向右的恒力作用下向右做匀加速直线运动，绳中的张力F大小随距离绳右端的距离x的变化情况如乙图所示，图线斜率的绝对值为k，则（ ）
A．图像斜率绝对值
B．图像的横轴截距为
C．图线的斜率与绳与水平面间的动摩擦因数无关
D．若减小一段时间后绳子静止于水平面上，绳子静止时图线仍是一倾斜的直线
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高一下·陕西咸阳·期末）利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智能手机探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为g。实验步骤如下：
①轻弹簧上端固定，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂小瓶子（带盖）；
②向瓶子内装适量细沙，整个实验装置处于静止状态；
③打开手机软件，剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间t变化的图像，并用弹簧测力计测出瓶子和细沙的重力G；
④改变瓶子中细沙质量，重复步骤③，获得多组实验数据。
(1)某次实验中，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的 （选填“A”“B”或“C”）点；剪断细绳瞬间手机受到的合力大小F等于 （选填“瓶子和细沙的重力G”或“手机的重力”）。
(2)根据实验获得多组实验数据绘制图像如图丙所示，由图可得结论：在误差允许的范围内， 。
(3)若某同学在处理数据时，测得图丙中图线的斜率为k，则可推算出手机的质量为 （选用k、g表示）。
12．（8分）（23-24高一下·河北邢台·阶段练习）“天问”实验小组按照如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”实验。
(1)该实验 （填“需要”或“不需要”）平衡摩擦， （填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量远远小于小车的质量。
(2)实验时，某同学打出一条纸带如图乙所示，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，图中的数字为对应的两个计数点间的距离，打点计时器的打点频率为50Hz。小车做匀加速直线运动的加速度 ．（计算结果保留两位有效数字）
(3)另一位同学将小车更换为物块，直接利用图甲的装置做实验（长木板水平），得到多组力传感器示数F和物块加速度大小a的数据，作出如图丙所示的图像。取重力加速度大小，则由图像可求得物块与长木板间的动摩擦因数 。（计算结果保留两位有效数字）
13．（8分）（23-24高一上·浙江杭州·期末）如图所示，质量为2kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为0.4，这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：
（1）铁箱加速度大小和铁箱后壁对木块作用力的大小；
（2）水平拉力F的大小：
（3）减少拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当铁箱的速度为撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？（结果保留两位有效数字）
14．（13分）（23-24高一下·河南·开学考试）货场里常利用传送带运送货物以提高搬运效率，如图所示，粗糙水平面AB与倾斜传送带CD平滑衔接，传送带与水平面成角，传送带以速度顺时针传动，一货物从A点以速度向右滑动，到达B点冲上传送带，货物与水平面、传送带间动摩擦因数分别为、，A、B两点间距离，货物恰好能到达传送带最高点D，不计货物在B、C两点速度大小的变化，重力加速度g取，，，求：
（1）货物运动到B点时速度大小；
（2）货物从C点到D点的运动时间及传送带长度；
（3）货物在传送带上的划痕长度。
15.（18分）（23-24高一上·江苏无锡·期末）如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m-1，将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。
（1）若恒力，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少；
（2）若物块刚好不会从长木板右端滑下，求F的大小；
（3）图乙中BC、DE均为直线段，求这两段恒力F的取值范围及函数关系式。
答案和解析
1．C
【详解】A．根据题意可得
所以动压的单位为
的单位为，故A错误；
B．的单位为，故B错误；
C．的单位为，故C正确；
D．的单位为，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】弹簧的长度变长时，弹簧会对小球产生向左的拉力，小球的加速度向左，故动车的加速度也是向左的。
AB．若动车向右运动，加速度向左，则动车的速度在减小中，故AB错误；
CD．若动车向左运动，加速度向左，则动车的速度在增加中，故C正确，D错误。
故选C。
3．C
【详解】AB．对两球的整体，对细线a，竖直方向
解得细线a上的张力大小为
细线c上的张力大小为
选项AB错误；
CD．剪断细线b瞬间小球1的加速度大小为
选项C正确，D错误；
故选C。
4．D
【详解】A．箱子刚从飞机上投下时，速度为零，箱子只受重力，加速度为重力加速度，而箱内物体与箱子的加速度相同，也为重力加速度，设此时箱内物体受到的支持力为，则对箱内物体由牛顿第二定律有
，
则可知
由此可知箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最小，故A错误；
BC．根据题意，设箱子在下降的过程中所受阻力为
则由牛顿第二定律有
速度增大则阻力增大，加速度减小，箱子做加速度减小的加速运动，因此若在箱子落地前加速度减为零，则箱子速度达到最大值，此后箱子将做匀速直线运动，因此箱子不可能处于超重状态，故BC错误；
D．若下落距离足够长，则箱子最终将做匀速直线运动，箱内物体也将做匀速直线运动，受力将达到平衡状态，即箱内物体做匀速直线运动时有
因此，若下落距离足够长，箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】若物体沿斜面匀速下滑或静止在斜面上时，以整体为研究对象，则处于平衡状态，则水平方向没有加速度，因此地面对物体没有摩擦力；
物体沿斜面加速下滑，以物块和斜面组成的整体为研究对象，运动分析，水平方向存在向左分加速度，根据牛顿第二定律得知，地面对斜面有向左的摩擦力；
即甲乙三角形木块受到地面的摩擦力为零，丙中三角形木块受到地面的摩擦力不为零。
故选C。
6．B
【详解】A．图像为直线，则物体做匀速直线运动，则传送带的传送速度为
根据匀变速直线运动位移—时间公式有
将，代入解得
根据牛顿第二定律可知
解得物块与传送带间的滑动摩擦系数为
若传送带在时停转，则物块将做匀减速直线运动，此时加速度为，根据速度—位移公式有
物块将停于B点，故A错误；
BC．若令该物块以的速率从端向左滑上皮带，则它向左减速运动至速度为0的位移为
解得
则物块从皮带左边离开，B正确，C错误；
D．物块（质量）以的速率从端向左滑上皮带，将从A端离开，相对路程为，物块与皮带之间摩擦生热为，D错误。
故选B。
7．A
【详解】
由题知，木板恰沿斜面匀速下滑，则
根据牛顿第三定律知
物块在平行于斜面的拉力F作用下静止，由平衡条件知
由以上关系式知
故选A。
8．AD
【详解】AB．以A为对象，根据牛顿第二定律可得
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得
，
故A正确，B错误；
CD．若仅将物块A、B互换位置，根据牛顿第二定律可得
，
联立解得
，
故C错误，D正确。
故选AD。
9．BC
【详解】1号小球的加速度为
位移为
运动时间为
2号小球的加速度为
位移为
运动时间为
3号小球的加速度为
位移为
运动时间为
4号小球的加速度为
位移为
运动时间为
则
，
故选BC。
10．AC
【详解】A．设绳子与水平面间得动摩擦因数为，绳子的质量为m，对绳子进行受力分析，根据牛顿第二定律
解得
绳子单位长度质量为
对绳子左端部分进行受力分析，根据牛顿第二定律
解得
所以F-x图像得斜率绝对值为
图线的斜率与绳与水平面间的动摩擦因数无关，故AC正确；
B．图像的横轴截距为F0，故B错误；
D．绳子静止且处于绷紧状态时受静摩擦力，故对整条绳子根据共点力平衡得
对左面部分绳子而言，根据共点力平衡得
所以绳子静止时图线仍然是一条倾斜的直线；若绳子没有绷紧时绳中的张力为零，故D错误。
故选AC。
11．(1) A 瓶子和细沙的重力G
(2)当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比
(3)
【详解】（1）[1]前面的数据波动是保持平衡时的轻微扰动，后续的数据波动是因为手机在做（近似）往复运动，故第一个峰值即为绳子被剪断时的瞬时加速度，则剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的A点；
[2]剪断细绳前，根据受力平衡可知，弹簧的弹力等于手机的重力与瓶子和细沙的重力G之和；剪断细绳瞬间，弹簧的弹力大小不变，则手机受到的合力大小F等于瓶子和细沙的重力G。
（2）由丙图知，图像为过原点的一条直线，由图可得结论：在误差允许的范围内，当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。
（3）设手机质量为，根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像的斜率为
可得手机的质量为
12．(1) 需要 不需要
(2)0.94
(3)0.20
【详解】（1）[1]为了使小车受到的合力等于绳子拉力，该实验需要平衡摩擦；
[2]由实验装置可知，绳子拉力可以通过力传感器测得，不需要用砝码和砝码盘的总重力代替，所以不需要满足砝码和砝码盘的总质量远远小于小车的质量。
（2）相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车做匀加速直线运动的加速度为
（3）以物块为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
由图像可得
解得物块与长木板间的动摩擦因数
13．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，木块恰好能静止在后壁上，设铁箱后壁对木块弹力为，则有
解得
，
水平方向上，由牛顿第二定律有
解得
铁箱后壁对木块的作用力为
（2）根据题意，对整体，由牛顿第二定律有
解得
（3）根据题意可知，撤去拉力时，铁箱和木块的速度均为
由于，则木块相对铁箱滑动，木块的加速度大小为
铁箱的加速度为
铁箱减速停止的时间为
故木块到达箱右端时，铁箱未能停止。则经木块比铁箱向右多移动距离即铁箱长。即有
解得
14．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）根据题意，设货物在水平面上加速度大小为，由牛顿第二定律有
由运动学公式有
解得
（2）货物在传送带上滑时，与传送带速度相等前的加速度为，由牛顿第二定律有
所用时间为，则
货物达到共速后的加速度大小为，由牛顿第二定律有
减速到零所用时间为
货物从点到点的运动时间
传送带长度
解得
（3）货物滑上传送带到达到共速前向上划痕长度
货物从达到共速到最高点向下划痕的长度
则货物在传送带上的划痕长度
15．（1）；（2）1N；（3）见解析
【详解】（1）以初速度为正方向，物块的加速度大小
木板的加速度大小
由图乙知，板长
滑块相对木板的路程
联立解得
或
根据题意，应舍弃，故所求时间为
（2）当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时，由牛顿第二定律得
由速度关系得
由位移关系得
联立解得
由图乙知，相对路程
代入解得
（3）①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时，由牛顿第二定律得
由速度关系得
由位移关系得
联立解得
由图乙知，相对路程
代入解得
当F继续增大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度；当两者共速后能保持相对静止（静摩擦力作用）一起以相同加速度a做匀加速运动，由牛顿第二定律得
由于静摩擦力存在最大值，所以
联立解得
综述：BC段恒力F的取值范围是
函数关系式是
②当时，对应乙中的DE段，当两都速度相等后，物块相对于木板向左滑动，木板上相对于木板滑动的路程为
当两者具有共同速度v，历时t，根据速度时间关系可得
根据位移关系可得
联立解得函数关系式
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