运动和力的关系 专题练 2025年高考物理一轮复习备考

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运动和力的关系 专题练
2025年高考物理一轮复习备考
一、单选题
1．我们常用支架与底板垂直的两轮手推车搬运货物。如图甲所示，将质量为的货物平放在手推车底板上，此时底板水平；缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为60°。不计货物与支架及底板间的摩擦，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）
A．当底板与水平面间的夹角为30°时，底板对货物的支持力为
B．当底板与水平面间的夹角为30°时，支架对货物的支持力为
C．压下把手的过程中，底板对货物的支持力一直减小
D．压下把手的过程中，支架对货物的支持力先增大再减小
2．随着物流行业的兴起，外卖配送成为城市“保供给”的重要渠道。为了大量物资的配送需求，配送员设计了一种如图所示的简易滑轨：两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把曲型货盘放在两木杆构成的滑轨上，把外卖盒子置于货盘上，将货盘沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现外卖盒子滑到底端时速度较大，盒子会被损坏。为了减小外卖盒子到达低处的速度，下列措施中可行的是（ ）
A．减少外卖盒的重量 B．增大货盘的质量
C．增大两杆的倾角 D．增大两杆之间的距离
3．如图，倾角为α=30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为m和2m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为F的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L，则下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的原长为
B．恒力
C．小球A对斜面的压力大小为
D．撤去恒力F后的瞬间小球B的加速度为g
4．如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为m的物体A、B，其中物体B与弹簧拴接，初始时物体处于静止状态。t=0时，用竖直向上的拉力下作用在物体A上，使A开始向上做匀加速运动，测得两物体的-t图像如图所示，已知重力加速度为g，则（　　）
A．t=0时，F的大小为
B．弹簧的劲度系数为
C．A、B分离时弹簧弹力的大小为
D．0-t2过程中，B上升的高度为
5．如图所示为A、B两物体运动的位移—时间图像，下列说法中正确的是（　　）
A．A、B两物体开始运动时相距100m，运动方向相同
B．B物体做匀速直线运动，速度大小为12.5m/s
C．A、B两物体运动8s时，在距A的出发点60m处相遇
D．A物体在运动过程中停止了6s
6．如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷，不带电的小球A与带正电的小球B通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止，已知。若B球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），则在B球到达O点正下方前，下列说法正确的是（　　）
A．A球的质量大于B球的质量
B．B球的轨迹是一段圆弧
C．此过程中点电荷对B球的库仑力不变
D．此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小
7．光滑水平面上，质量分别为m1、m2的物体A、B紧靠在一起，在大小分别为F1、F2的水平恒力的共同作用下，A、B一起无初速向右做匀加速运动，则A、B之间弹力的大小为（　　）
A． B． C． D．
8．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°的山坡上行，经历匀加速、匀速、匀减速三个阶段，若加速、减速的加速度的大小均为，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，小物块相对斜面静止（设缆车运行中保持竖直状态，缆绳与山坡平行）．则下列说法正确的是
A．加速阶段小物块受到的摩擦力方向沿斜面向下
B．加速阶段小物块受到的滑动摩擦力大小为mg
C．匀速阶段小物块受到的摩擦力为0
D．减速阶段小物块受到的摩擦力为0
二、多选题
9．如图（a）所示，一质量为的长木板静置于粗糙水平面上，其上放置一质量未知的小滑块，且长木板与小滑块之间接触面粗糙。小滑块受到水平拉力作用时，用传感器测出小滑块的加速度与水平拉力的关系如图（b）实线所示。已知地面与长木板的动摩擦因数为0.2，重力加速度，下列说法正确的是（　　）

A．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.6
B．当水平拉力增大时，小滑块比长木板先相对地面发生滑动
C．小滑块的质量为
D．当水平拉力时，长木板的加速度大小为
10．如图所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于木板向上、大小为F＝8 N的力作用下加速度与倾角的关系。已知物块的质量m＝1 kg，通过DIS实验，描绘出了如图（b）所示的加速度大小a与倾角θ的关系图线（θ<90°）。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。则下列说法中正确的是（ ）
A．由图象可知木板与水平面的夹角处于θ1和θ2之间时，物块所受摩擦力一定为零
B．由图象可知木板与水平面的夹角大于θ2时，物块所受摩擦力一定沿木板向上
C．根据题意可以计算得出物块加速度a0的大小为6 m/s2
D．根据题意可以计算当θ＝45°时，物块所受摩擦力为
11．如图所示，质量为m的小球置于斜面体上，左边有一竖直挡板挡住小球。现用一个水平向右的力拉斜面体，使斜面体在水平面上向右做加速度大小为a的匀加速直线运动，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．斜面和挡板对小球的弹力的合力大小等于m(g+a)
B．斜面对小球的弹力可能为零
C．斜面对小球的弹力与a无关且等于
D．若使向右的力方向变为水平向左，则小球有可能飞出斜面
三、实验题
12．如图1所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合力关系”的实验装置，气垫导轨上滑块（含遮光条）的质量为，遮光条的宽度为，两光电门间的距离为，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略导轨的摩擦力，当地的重力加速度为，图中滑轮均为轻质滑轮。
（1）本实验 （填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量；
（2）将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块的细绳沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力的作用下做匀加速运动，遮光条先后通过两个光电门所用的时间分别为和，则滑块加速度的表达式为 （用已知量表示）；
（3）保持滑块（含遮光条）的质量不变，多次改变钩码的质量，记录相应的弹簧秤读数，通过（2）步骤计算各组的加速度，描绘出图像如图2所示（图中和为已知量），则滑块质量的表达式为 （用已知量表示）；
（4）根据图中的和可以推算出，当加速度大小为时，所挂钩码质量的表达式为 （用已知量表示）。
四、解答题
13．如图所示，物块A和B通过一根跨过光滑定滑轮的轻质细绳连接，质量m1= 2kg的物块A置于倾角θ = 24°的粗糙斜面上，细绳与斜面平行，物块B的质量m2= 3kg，用手按住物块A使两物块均静止，物块B距离地面高度h = 5m。现松手释放物块A，物块A恰好未与滑轮相碰，物块A与斜面间的动摩擦因数，物块B落地后不反弹，空气阻力、滑轮质量不计，取cos24° = 0.9，sin24° = 0.4，重力加速度g = 10m/s2，求：
（1）物块B落到地面前的加速度大小和细绳中拉力的大小；
（2）释放时物块A与定滑轮的距离。
14．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示。质量为的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x0，从t=0时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为x0。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。求：
(1)弹簧的劲度系数；
(2)物块b加速度的大小；
(3)在物块a、b分离前，外力大小随时间变化的关系式。
参考答案：
1．C
AB．设底板对货物的支持力为，支架对货物的支持力为，当底板与水平面间的夹角为30°时，货物的受力如图所示
由平衡条件得
解得
故AB错误；
CD．压下把手的过程中，货物的受力情况如图所示
则底板对货物的支持力一直减小，支架对货物的支持力一直增大，故D错误，C正确。
故选C。
2．D
AB．为了防止外卖盒子损坏，则外卖盒子沿滑轨滑的加速度不能太大，对外卖盒子和货盘整体受力分析，如下图所示
设两杆对外卖盒子的支持力的夹角为，则根据平衡条件有
根据牛顿第二定律有
可知，外卖盒子沿滑轨滑的加速度与外卖盒子的质量无关，因此增加或减小每次运送外卖盒子的质量是没有作用的。故AB错误；
C．增大两杆的倾角，则外卖盒子对滑轨的压力减小，重力沿滑轨向下的分力增大，根据牛顿第二定律可知，外卖盒子沿滑轨滑的加速度增大，不会减小外卖盒子到达低处的速度。故C错误；
D．增大两杆之间的距离，则两杆对外卖盒子的支持力的夹角增大，即杆对外卖盒子的支持力增大，则外卖盒子下滑时受到的滑动摩擦力增大，加速度减小，会减小外卖盒子到达低处的速度。故D正确。
故选D。
3．C
A．对B球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件
解得弹簧伸长量为
则弹簧原长为
A错误；
B．以A、B整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件
解得
B错误；
C．对小球A，在垂直斜面方向上，根据平衡条件
根据牛顿第三定律可知A对斜面的压力为，C正确；
D．撤去瞬间，弹簧弹力不变，B球受力仍然平衡，加速度为0，D错误。
故选C。
4．B
A．开始运动时的加速度
开始时对AB整体
解得
选项A错误；
B．开始时
在t1时刻AB脱离，此时对B
其中
联立解得弹簧的劲度系数为
选项B正确；
C．A、B分离时弹簧弹力的大小为
选项C错误；
D．在t2时刻B的速度最大，此时
则0-t2过程中，B上升的高度为
选项D错误。
故选B。
5．C
A．根据位移—时间图像知A开始运动时坐标位置为x=0，B开始运动时坐标位置为x=100m，故A、B两物体开始运动时相距100m，位移—时间图像的斜率表示物体运动的速度，A的速度为正，B的速度为负，故两物体的速度方向相反，是相向运动，故A错误；
B．位移—时间图像的斜率表示速度，知B物体做匀速直线运动，速度大小为
故B错误；
C．t=8s时两图线相交，表示A、B两物体运动8s时，在距A的出发点60m处到达同一位置，即相遇，故C正确；
D．2～6s内，物体A位置坐标不变，保持静止，即停止了4s，故D错误。
故选C。
6．B
对球进行受力分析，B球受到轻绳的拉力、重力和库仑力，由相似三角形可知
（定值）
其中
整理各式得
（定值）
A．由于，因此
A错误；
B．由不变，可知不变，故球的轨迹是一段圆弧，B正确；
C．由于减小，可知也减小，此过程中球所受库仑力减小且方向改变，C错误；
D．滑轮受到的轻绳的作用力大小均为，大小不变，由于减小，可知两绳夹角减小，所以滑轮受到两绳的合力增大，D错误。
故选B。
7．D
根据牛顿第二定律对整体有
加速度方向水平向右，对物体B
联立解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
8．D
A、B项：小物块相对于斜面静止，因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力，缆车以加速度上行，小物块加速度也为，以小物块为研究对象，则有：，静摩擦力，方向平行斜面向上，故A、B错误；
C项：匀速阶段，小物块受到的静摩擦力为，方向平行于斜面向上，故C错误；
D项：向上减速时，，解得：，故D正确．
故应选：D．
9．AC
A．设小滑块质量为，小滑块与长木板之间的动摩擦数为，当小滑块与长木板发生相对滑动时，对小滑块由牛顿第二定律有
得
由（b）图可得
A正确；
BC．从图（b）知，当拉力为时，小滑块与长木板恰好发生相对滑动，此时两物体具有共同加速度，对长木板分析，由牛顿第二定律有
得
对小滑块，有
得
因为
所以小滑块和长木板相对地面同时发生相对滑动，B错误，C正确；
D．由于
所以此时长木板的加速度未达到，D错误。
故选AC。
10．BC
AB．根据图象可知，当斜面倾角为θ1时，摩擦力沿斜面向下，当斜面倾角为θ2时，摩擦力沿斜面向上，则夹角大于θ2时，物块所受摩擦力一定沿木板向上；当斜面倾角在θ1和θ2之间时，物块处于静止状态，但摩擦力不一定为零，故A错误，B正确；
C．当θ=0°时，木板水平放置，物块在水平方向受到拉力F和滑动摩擦力f作用，已知
F=8N，
根据牛顿第二定律，物块的加速度
故C正确；
D．当θ=45°时，重力沿斜面的分量
最大静摩擦力
因为
所以，此时物块处于静止状态，受到静摩擦力，则
故D错误。
故选BC。
11．CD
A．以小球为研究对象，分析受力情况，如图
受到重力、竖直挡板对球的弹力和斜面的弹力。根据牛顿第二定律得知小球的合力大小为
根据平行四边形定则知：斜面和挡板对小球的弹力的合力方向斜向右上方，大小
故A错误；
BC．根据牛顿第二定律得：竖直方向
水平方向
解得斜面对小球的弹力
保持不变，与加速度无关，不可能为零，故B错误，C正确；
D．若使向右的力方向变为水平向左，系统向左加速，若加速度足够大，小球能沿斜面飞出，故D正确。
故选CD。
12． 不需要
（1）[1]滑块受到的拉力可以用弹簧秤测出，不需要满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量；
（2）[2]由匀变速直线运动速度与位移关系式知
代入得
（3）[3]根据牛顿第二定律知
由图像知
代入数据得
（4）[4]根据牛顿第二定律，对m有
对M有
代入得
13．（1），24N；（2）6m
（1）对物块A，由牛顿第二定律得
对物块B，由牛顿第二定律得
解得
（2）物块B落到地面前，由匀变速直线运动规律得
物块B落到地面后，对物块A，由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动规律得
起始时物块A与定滑轮的距离为
解得
14．(1) (2) (3)
(1)对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：
kx0=(m+ m）gsinθ
解得
k=
(2)由题意可知，b经两段相等的时间位移为x0；
由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知
说明当形变量为时二者分离；
对m分析，因分离时ab间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知
kx1-mgsinθ=ma
联立解得
a=
(3)设时间为t，则经时间t时，ab前进的位移
x=at2=
则形变量变为
△x=x0-x
对整体分析可知，由牛顿第二定律有
F+k△x-（m+m）gsinθ=(m+m）a
解得
F= mgsinθ+t2
因分离时位移x=由
x==at2
解得
故应保证0≤t＜，F表达式才能成立。
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