带答案高中物理必修一第四章运动和力的关系微公式版考点专题训练.pdf

1 通用版带答案高中物理必修一第四章运动和力的关系微公式版考点专题训练通用版带答案高中物理必修一第四章运动和力的关系微公式版考点专题训练 单选题 1、三个表面粗糙程度不同的木板 A、B、C 质量均为m，它们叠放在一起置于光滑的水平面上，木板 A、B 之间的动摩擦因数为，木板 B、C 之间的动摩擦因数为5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现用水平向右的力F推木板 A，下列说法正确的是（）A若=1.5，A 与 B 会相对静止，但 B 与 C 相对滑动 B若=1.1，A 与 B 会相对滑动，但 B 与 C 相对静止 C若=1.3，A 与 B 会相对滑动，B 与 C 也相对滑动 D若=0.5，A 与 B 会相对静止，但 B 与 C 相对滑动 答案：A BDA 对 B 的最大静摩擦力 ABm=B 对 C 的最大静摩擦力 BCm=25 假设 B 与 C 恰好发生相对滑动时，A 与 B 不发生相对滑动，以 C 为研究对象，根据牛顿第二定律可有 BCm=2 解得 =25 此时对 B、C 组成的整体受力分析，根据牛顿第二定律有 AB=2=45 1.2时，B 与 C 一定会发生相对滑动，A 与 B 不一定会发生滑动，设=0时 A 与 B 恰好发生相对滑动，则有 0=25 解得 0=1.6 故当1.2 1.6，A 与 B 会相对静止，B 与 C 相对滑动，A 正确，C 错误。故选。2、如图，在倾角为的光滑斜面上，有两个物块P和Q，质量分别为1和2，用与斜面平行的轻质弹簧相连接，在沿斜面向上的恒力F作用下，两物块一起向上做匀加速直线运动，则（）3 A两物块一起运动的加速度大小为=1+2 B弹簧的弹力大小为=21+2 C若只增大2，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变小 D若只增大，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大 答案：B A对整体受力分析，根据牛顿第二定律有 (1+2)sin=(1+2)解得 =1+2 sin 故 A 错误；B对m2受力分析，根据牛顿第二定律有 2sin=2 解得 =21+2 故 B 正确；C根据 =21+2=12+1 4 可知若只增大2，两物块一起向上匀加速运动时，弹力变大，根据胡克定律，可知伸长量变大，故它们的间距变大，故 C 错误；D根据 =21+2 可知T与无关，只增大，两物块一起向上匀加速运动时，弹力不变，根据胡克定律，可知伸长量不变，故它们的间距不变，故 D 错误。故选 B。3、A、B 两物体以相同的初速度在同一粗糙水平面上滑行，两物体与水平面间的动摩擦因数相同。若物体 A 的质量大于物体 B 的质量，则两物体能滑行的最大距离xA与xB的大小关系为（）AxAxBBxAxB CxAxBD不能确定 答案：A 两物体在粗糙的水平面上滑行过程的加速度大小为 =与m无关，滑行的最大距离可表示为 =022=022 可得 xAxB 故选 A。4、探究加速度与力的关系的实验装置如图所示，沙和沙桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，对质量m和M的选取，以下最合理的一组是（）5 AM=300g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g BM=300g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g CM=500g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g DM=500g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g 答案：C 平衡摩擦力后，根据牛顿第二定律可知，对小车 =对整体 =解得 =+要使细线的拉力近似等于小车的牵引力，则需满足 则题中 C 组最合理。故选 C。5、如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球 A 用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为。若某时刻观察到细线偏离竖直方向 角（取 60），则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（）6 A大小等于 mg，方向水平向左 B大小等于mg，方向竖直向上 C大小大于tan，方向水平向左 D大小等于cos，方向斜向左上方 答案：D 以小球为研究对象，根据牛顿第二定律，得 m球gtanm球a 得到 agtan 以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左，作出人的受力图，如图 设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律，得 mgtanma 7 =cos 将agtan 代入，得 F=cos 方向斜向左上方。ABC 错误，D 正确。故选 D。6、如图所示，位于倾角为的斜面上的物体 B 由跨过定滑轮的轻绳与物块 A 相连，从滑轮到 A、B 的两段绳都与斜面平行。已知 A 与 B 之间及 B 与斜面之间的动摩擦因数均为；A、B 两物块质量分别为和，滑轮的质量、绳与滑轮及滑轮轴上的摩擦都不计。若用一沿斜面向下的力拉 B 使它做加速度为的匀加速直线运动，重力加速度为，以下说法正确的是（）A绳子的拉力为=cos+B绳子的拉力为=sin+C拉力的值为=()sin+(+3)cos+(+)D拉力的值为=(+)sin+(+2)cos+(+)答案：C AB对A物体分析 sin cos=8 解得 =sin+cos+选项 AB 错误；CD对 B 物体分析 +sin (+)cos cos =带入解得 =()sin+(+3)cos+(+)选项 C 正确，选项 D 错误。故选 C。7、如图所示，一条不可伸长的轻绳绕过光滑的轻质定滑轮分别与物块 A、B 相连，细绳两部分分别处于水平和竖直状态，桌面光滑，物块 A 和 B 的质量分别为和，重力加速度为。现将系统由静止释放，在 B 没有落地且 A 没有碰到滑轮前，下列判断正确的是（）A物体 A 运动的加速度大小为 B物体 A 运动的加速度大小为(+)C物体 B 对轻绳的拉力大于 D物体 A 处于超重状态 答案：B ABC依题意，设绳的拉力为，对物体 B 研究，根据牛顿第二定律有 =9 对物体 A，可得 =联立可求得加速度大小为 =+=+则物体 B 对轻绳的拉力小于，故 AC 错误，B 正确；D由于物体 A 的重力与桌面对它的支持力大小相等，所以物体 A 既不超重也不失重，故 D 错误。故选 B。8、某跳水运动员在 3m 长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是（）A人和踏板由C到B的过程中，人向上做匀加速运动 B人和踏板由C到A的过程中，人在A点具有最大速度 C人和踏板由C到A的过程中，人在B点具有最大速度 D人在C点具有最大速度 答案：C 依题意知在C点时，人的速度为零，且人受到的弹力大于重力，所以从C到B过程中合力向上，做加速运动，但是由于从C到B过程中踏板的形变量在减小，弹力在减小，所以合力在减小，故人做加速度减小的加速运动，加速度向上；人在B点时，重力等于弹力，加速度为零，速度达最大，而人从B到A过程中重力大于弹力，合10 力向下，加速度向下，速度向上，人做减速运动。故选 C。9、如图是某同学站在压力传感器上做下蹲起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为 650N，除此以外，还可以得到以下信息（）A1s 时人处在下蹲的最低点 B2s 时人处于下蹲静止状态 C04s 内该同学做了 2 次下蹲起立的动作 D下蹲过程中人始终处于失重状态 答案：B D人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故后半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中人先失重后超重，故 D 错误；A在 1s 时人向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，故 A 错误；B2s 时人已经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，故 B 正确；C该同学在前 2s 时是下蹲过程，后 2s 是起立的过程，所以共做了 1 次下蹲起立的动作，故 C 错误。故选 B。10、如图是某摄影师抓拍到的一直静止在水平栏杆上的鸟，下列说法正确的是（）11 A这只鸟受到 2 个力的作用 B鸟儿起飞瞬间，支持力等于重力 C鸟儿起飞瞬间，支持力小于重力 D鸟儿起飞瞬间，鸟儿处于完全失重状态 答案：A A鸟儿处于静止状态，受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二力平衡，故 A 正确；BCD鸟儿起飞瞬间，具有向上的加速度，处于超重状态，向上的支持力大于向下的重力，故 BCD 错误。故选 A。11、一很深的圆筒形容器，开口端是漏斗，筒和漏斗总质量为M，漏斗中盛有质量为m的细砂，漏斗口关闭；整个装置在弹簧秤上，如图。当打开漏斗口后，细砂将落向容器底部并最终全部堆积在底部。从细砂开始下落到全部堆积在容器底部的过程中弹簧秤的示数（）A始终为(+)B不会大于(+)C不会小于(+)D有时小于(+)，有时大于(+)，有时等于(+)答案：D 12 根据题意可知，在沙子落下过程中，开始时沙子具有向下的加速度，沙子处于失重状态，此时压力小于重力；而沙子最后在接触容器底部的过程中做减速运动，此时处于超重状态，而中间过程以及沙子全部堆积时，不超重也不失重；所以整个过程中，弹簧秤的示数有时小于(+)，有时大于(+)，有时等于(+)。故选 D。12、体育课上，老师训练同学做接球游戏，将一只篮球竖直向上抛出，篮球运动过程所受空气阻力与其速度成正比，不计篮球在水平方向的侧向风力和空气对篮球的浮力作用。关于篮球从抛出点再回到抛出点过程中的运动图像正确的是（）AB CD 答案：C A篮球竖直向上抛出，由于受到空气阻力和重力作用，上升过程中速度变小，空气阻力向下且变小 合=f+=加速度变小，故 A 错误；B下降过程中速度变大，空气阻力向上且变大，有 合=f=13 故加速度变小，即可看出上升过程的平均加速度较大，而上升过程与下降过程位移大小相同，又 =122 所以上升过程的时间较短，故 B 错误；CD上升过程速度逐渐变小，到最高点为零，下降过程速度由零开始增大，故 C 正确，D 错误。故选 C。13、如图所示，物块 1、2 间用竖直刚性轻质杆连接，物块 3、4 间用竖直轻质弹簧相连，物块 1、3 的质量为，物块 2、4 的质量为，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块 1、2、3、4 的加速度大小分别为1、2、3、4。重力加速度为，则有（）A1=2=3=4=0 B1=2=3=4=C1=2=，3=0，4=+D1=，2=+，3=0，4=+答案：C 在抽出木板的瞬间，由于物块 1、2 间用竖直刚性轻质杆连接，以物块 1、2 与刚性轻杆为整体，根据牛顿第二定律可得 =(+)+=则有 1=2=由于物块 3、4 间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块 3 向上的弹力大小和对物块 4 向下的弹力大小14 仍为，因此物块 3 满足 3=弹=0 由牛顿第二定律得物块 4 的加速度为 4=弹+=+故选 C。14、下列关于惯性的说法正确的是（）A物体的质量越小，惯性越小 B物体静止时有惯性，运动时没有惯性 C物体不受外力作用时有惯性，受外力时没有惯性 D物体做匀速直线运动时有惯性，做变速直线运动时没有惯性 答案：A 惯性是物体固有的属性，一切物体都有惯性，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，只与质量的大小有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。15、现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则下列说法错误的是（）15 A运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下 B起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后 C运动员在空中最高点时处于失重状态 D运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同 答案：B AB运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动。各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，运动员最终落在滑板的原位置。所以水平方向受力为零，则起跳时，滑板对运动员的作用力竖直向上，运动员对滑板的作用力应该是竖直向下，故 A 正确，不符合题意；B 错误，符合题意；C运动员在空中最高点时具有向下的加速度g，处于失重状态，故 C 正确，不符合题意；D运动员在空中运动时，加速度恒定，所以单位时间内速度的变化量相等，故 D 正确，不符合题意。故选 B。多选题 16、如图，质量相等的两滑块 P、Q 置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动 P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）AP 的加速度大小的最大值为2 BQ 的加速度大小的最大值为2 CP 的位移大小一定大于 Q 的位移大小 DP 的速度大小均不大于同一时刻 Q 的速度大小 答案：AD 16 设两物块的质量均为m，撤去拉力前，两滑块均做匀速直线运动，则拉力大小为 =2 撤去拉力前对 Q 受力分析可知，弹簧的弹力为 0=AB从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前的过程中，以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为，两滑块与地面间仍然保持相对滑动，此时滑块 P 的加速度为 0 =P1 解得 P1=2 此刻滑块 Q 所受的外力不变，加速度仍为零，过后滑块 P 做减速运动，故 PQ 间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知 P 减速的加速度减小，滑块 Q 的合外力增大，合力向左，做加速度增大的减速运动。故 P 加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为2。Q 加速度大小最大值为弹簧恢复原长时 =Qm 解得 Qm=故滑块 Q 加速度大小最大值为，A 正确，B 错误；C滑块 PQ 水平向右运动，PQ 间的距离在减小，故 P 的位移一定小于 Q 的位移，C 错误；D滑块 P 在弹簧恢复到原长时的加速度为 =P2 解得 17 P2=撤去拉力时，PQ 的初速度相等，滑块 P 由开始的加速度大小为2做加速度减小的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小为；滑块 Q 由开始的加速度为 0 做加速度增大的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小也为。分析可知 P 的速度大小均不大于同一时刻 Q 的速度大小，D 正确。故选 AD。17、如图甲所示，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，一端固定在墙壁上，另一端拴接物体 A，质量均为 1kg 的物体 A、B 接触但不粘连。压缩弹簧至某一位置（弹性限度以内）后静止释放 A、B，同时给物体 B 施加水平向右的力F使之做匀加速直线运动，F与作用时间t的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（）AA、B 分离时，弹簧刚好为原长状态 BA、B 分离时，B 的加速度为 2m/s2 CA、B 分离时，A 的速度为 0.4m/s D开始有F作用时，弹簧的压缩量为 4cm 答案：BC A物体 A、B 分离时，B 只受拉力F作用，加速度大于零，此时 A 的加速度与 B 的相同，则弹簧弹力大于零，弹簧处于压缩状态，选项 A 错误；B物体 A、B 分离后，B 的加速度不变，拉力F不变，由图乙可知，此时拉力F为 2N，则 B 的加速度为 =2m/s2 选项 B 正确；18 C由图乙可知 0.2s 物体 A、B 分离，分离时 A、B 的速度相同，均为 v=at=0.4m/s 选项 C 正确；Dt=0 时，对 A、B 整体由牛顿第二定律得，弹簧弹力为 kx1=2ma 运动 0.2s 后，弹簧压缩量为 2=1122 此时弹簧弹力为 kx2=ma 联立解得 x1=0.08m=8cm 选项 D 错误。故选 BC。18、抖空竹是人们喜爱的一项体育活动。最早的空竹是两个如同车轮的竹筒，中间加一个转轴，由于外形对称，其重心在中间位置，初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡。随着制作技术的发展，如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎，现在的空竹大多是塑料制成的，也有天然竹木制成的。关于抖空竹，在空气阻力不可忽略的情况下，下列说法中正确的是（）A空竹启动前用绳子拉住提起，要保证支持力和重力在同一条直线上 19 B空竹的转动是依靠绳子的拉动，绳子与转轴之间的摩擦力越小越好 C空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和惯性作用 D空竹从抛起到接住，转速会减小，表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动 答案：AD A空竹启动前用绳子拉住提起，此时要选择恰当的位置，保证支持力和重力在同一条直线上，否则空竹会在力矩作用下而翻倒从绳子上落下，选项 A 正确；B空竹是利用绳子与转轴之间的摩擦力使其转动的，所以绳子与转轴之间的摩擦力不能过小，选项 B 错误；C空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和空气阻力的作用，惯性不是力，所以不能说空竹受到惯性作用，选项 C 错误；D空竹从抛起到接住，由于空气阻力的作用，转速比抛出前减小，因此表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动，选项 D 正确。故选 AD。19、物体的质量为2kg，放在光滑水平面上，同时受到水平方向大小为 2N 和 7N 的两个力的作用，则物体的加速度大小可能为（）A2m/s2B3m/s2C4m/s2D5m/s2 答案：BC 同时受到水平方向大小为 2N 和 7N 的两个力的作用，这两个力的合力取值范围为 5N 9N 由牛顿第二定律可得 =解得 2.5m/s2 f 故假设成立，所以、相对静止，设绳子拉力为，对由牛顿第二定律得 23 =解得 =7.5N 故 CD 正确，AB 错误。故选 CD。24、如图所示，一质量M=3kg、倾角为=45的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m=1kg 的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为g=10m/s2，下列判断正确的是（）A系统做匀速直线运动 BF=40N C斜面体对楔形物体的作用力大小为 5N D增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动 答案：BD AB对整体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律有 =(+)对楔形物体受力分析如图乙所示，由牛顿第二定律有 tan45=可得 =40N 24 =10m/s2 故 A 错误，B 正确；C斜面体对楔形物体的作用力 N2=sin45=2=102N 故 C 错误；D外力F增大，则斜面体加速度增大，斜面体对楔形物体的支持力也增大，则支持力在竖直方向的分力大于重力，有向上的加速度，所以楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑，故 D 正确。故选 BD。25、关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（）A物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用 B作用在物体上的力消失后，物体保持静止状态或匀速直线运动状态 C牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的 D牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性 E不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义 答案：ABC A力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态改变时，一定受到了外力的作用，A 正确；B作用在物体上的力消失后，物体保持静止状态或匀速直线运动状态，B 正确；25 C牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，C 正确；D牛顿第一定律表明物体具有保持原来速度不变的性质，即惯性，惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关，D 错误；E虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，是牛顿第二定律的基础，也为科学的发展奠定了基础，E 错误。故选 ABC。填空题 26、如图所示，光滑半球形容器质量=0.8kg，O为球心，若将一水平恒力F作用于光滑半球形容器，使质量=0.2kg物块在P点与半球形容器保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动，半球形容器与地面间的动摩擦因数=0.1，OP与水平方向的夹角为=45，取=10m/s2，那么水平恒力=_。答案：11N 根据题意，对物块受力分析，受重力和光滑半球形容器的支持力，由牛顿第二定律有 tan45=由于物块在P点与半球形容器保持相对静止，对整体，由牛顿第二定律有 (+)=(+)联立解得 =(+)tan45+(+)代入数据解得 =11N 27、长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器。如图所示，木板由水平位置26 缓慢向上转动（木板与地面的夹角 变大），另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随角度 的变化图像如图乙所示（Ff1，Ff2，1，2为已知量），当角度从 1到 2变化过程中木块的加速度_（填“保持不变”、“越来越小”、“越来越大”）；木块与木板间的动摩擦因数是_。答案：越来越大 f1f2tan1 1根据木块受力分析，结合乙图，知 在 01范围内变化时，木块保持与木板相对静止，摩擦力是静摩擦力，当=1时，木块刚要下滑 sin1=f2 在 1到 2范围内变化时，木块相对木板下滑，由牛顿第二定律 sin f=由乙图知此过程Ff随 的增大在减小，sin 随 的增大而增大，所以加速度a越来越大；2 在 1到 2范围内变化时，木块相对木板下滑，滑动摩擦力 f1=cos1 联立可得=f1f2tan1 28、如图所示，已知某火箭的总起飞质量为 460t，起飞推力为 6.0 106N。取重力加速度g=10m/s2，则火箭起飞时的加速度为_m/s2。27 答案：3.0 1火箭起飞时所受推力F=6.0 106N，火箭的重力 G=mg=460 103 10N=4.6 106N 取竖直向上为正方向，由牛顿第二定律得 FG=ma 解得 =6.01064.6106460103m/s2 3.0m/s2 29、如图所示，A、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为 60和 45，A，B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则 A、B 的质量之比为_；若快速撤去弹簧，则撤去弹簧的瞬间，A、B 的瞬时加速度大小之比为_。答案：3：1 1：2 1系统静止时，对 A、B 两个物体分别进行受力分析，如图所示 28 A、B 所受弹簧弹力大小相等，设为F，对物体 A，根据平衡条件有 tan60=解得=3 对物体 B，有 =解得=则可得:=3:1 2快速撤去弹簧的瞬间，A 物体的合力为=cos60=12 B 物体的合力为=cos45 加速度大小为=cos45=22 则可得:=1:2 30、如图甲所示，小明站在力传感器上完成起立和下蹲动作。图乙中呈现的是力传感器的示数随时间的变化情况。图乙中a点，小明处于_状态（超重、失重或平衡）；b点到c点的过程中，小明完成了_29 动作（选填“起立”或“下蹲”）。答案：失重 起立 1根据图乙知小明的重力为 G=500N 图中a点 F500N 说明小明处于失重状态。2根据图象，从b点到c点的过程中，小明先处于超重状态后处于失重状态，说明小明完成了起立动作。