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2023人教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知识点总结全面整理1单选题1、如图所示，光滑直杆一端固定在地面上的A点，另一端靠在竖直墙上，杆上套有一个小球，球可以在杆上自由滑动，球从杆的上端沿杆下滑到A点所用的时间为t，若逐渐减小杆的长度，使杆与水平方向的夹角从60逐渐减小到30，则下列说法正确的是（）A小球从杆的上端运动到下端的时间不断减小B小球从杆的上端运动到下端的时间不断增大C小球从杆的上端运动到下端的时间先减小后增大D小球从杆的上端运动到下端的时间先增大后减小答案：C设A点到墙的距离为L，杆与水平方向的夹角为，则下滑过程加速度a=mgsinm=gsin小球从杆的上端运动到下端的过程Lcos=12gt2sin解得t=4Lgsin2当45时，t最小，因此使杆与水平方向的夹角从60逐渐减小到30，小球从杆的上端运动到下端的时间先减小后增大。故选C。2、一质点受多个力的作用，处于静止状态，现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是（）Aa和v都始终增大Ba和v都先增大后减小Ca和v都先减小后增大Da先增大后减小，v始终增大答案：D由于质点初始处于静止状态，则其所受合力为零。这就相当于受两个等大反向的力：某个力和其余几个力的合力。其中某个力逐渐减小，而其余几个力的合力是不变的，则其合力就在这个力的反方向逐渐增大，这个力再由零增大到原来大小，则合力又会逐渐减小直到变为零，所以合力变化为先增大后减小，根据F合=ma故加速度a先增大后减小，由于其合外力方向始终不变，则加速度方向始终不变，所以其速度会一直增大。故ABC错误，D正确。故选D。3、如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N。当小车向右运动的速度达到3m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长。求：经多长时间两者达到相同的速度？（）A0.5sB1sC1.5sD2s答案：D小物块放到小车上后，根据题意，对小物块由牛顿第二定律得mg=ma1对小车由牛顿第二定律得F-mg=Ma2设经过时间t两者速度相等，根据速度与时间的关系式有3+a2t=a1t解得t=2s故ABC错误D正确。故选D。4、科学研究发现，在月球表面：没有空气；重力加速度约为地球表面的16；没有磁场。若宇航员登上月球后，在空中同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的是（）A氢气球和铅球都处于超重状态B氢气球将加速上升，铅球加速下落C氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面D氢气球和铅球都将下落，且同时落地答案：D由于在月球表面没有空气，没有磁场，物体在月球表面只受重力作用，物体由静止释放，将做自由落体运动，位移h相同，运动的加速度g相同，运动的时间也一定相同，应该同时落地。自由落体运动处于完全失重状态。故选D。5、如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N。当小车向右运动的速度达到3m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长。求：放上小物块后，小物块的加速度为（）A1m/s2B2m/s2C3m/s2D4m/s2答案：B根据题意可知，小物块放上后，对小物块，根据牛顿第二定律有mg=ma代入数据解得a=2ms26、如图所示，弯折杆ABCD的D端接一个小球，杆和球的总质量为m，小环套在杆AB段上用绳吊着，恰好能一起以加速度a竖直向上做匀加速运动，杆AB段与水手方向的夹角为，则A杆对环的压力为mgsin+masinB环与杆的摩擦力为mgcos+macosC环对杆和球的作用力为mg+maD杆和球处于失重状态答案：CAB杆和球受重力、支持力、摩擦力三个力作用，沿BA和垂直BA方向建立直角坐标系，分解加速度，沿BA方向：Ff-mgsin=masin垂直BA方向：FN-mgcos=macos得：Ff=mgsin+masinFN=mgcos+macos选项AB错误；C环对杆和球的作用力为支持力、摩擦力的合力，由牛顿第二定律可知：作用力方向一定竖直向上且F-mg=ma即F=mg+ma选项C正确；D杆和球具有向上的加速度，处于超重状态，选项D错误。故选C。7、小明家住26层，他放学后，乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚启动时做加速直线运动，中间一段做匀速直线运动，最后一段时间做减速直线运动。在电梯从1层直达26层的过程中，下列说法中正确的是（）A电梯刚启动时，小明处于失重状态B电梯刚启动时，电梯地板对小明的支持力大于小明受到的重力C电梯上升的过程中，小明一直处于超重状态D小明的速度方向发生了变化答案：BAB电梯刚启动时，处于加速阶段，小明所受电梯地板支持力大于重力，处于超重状态，A错误，B正确；C电梯上升过程中，在加速阶段，小明处于超重状态，在减速阶段，小明处于失重状态，C错误；D电梯从1层直达26层的过程中，小明的速度方向始终为向上，D错误。故选B。8、蹦极是新兴的一项户外休闲活动。如图，蹦极者站在约40米高的塔顶，把一端固定在塔顶的长橡皮绳另一端绑住身体，然后两臂伸开，从塔顶自由落下。当人体下落一段距离后，橡皮绳被拉紧，当到达最低点时橡皮绳再次弹起，人被拉起，随后又落下，这样反复多次，这就是蹦极的全过程。若空气阻力不计，橡皮绳弹力与伸长量成正比，橡皮绳弹力与人体重力相等位置为坐标原点，竖直向上为正方向，从第一次运动到最低点开始计时，则关于人体运动的位移x、速度v、加速度a、合外力F与时间t的关系图正确的是（）ABCD答案：C以向上为正方向，从最低点开始向上运动，合力F向上，加速度减小，速度增加，到达坐标原点，加速度为0，速度达到最大值，继续上升，加速度增大，方向向下，速度减小，到达原长位置后继续上升到达最高点再返回到原长位置，此阶段加速度为g，速度均匀减小再均匀增大，之后加速度减小，方向向下，到达坐标原点，加速度为0，速度达到最大值，继续下降，加速度增大，方向向上，速度减小直至到达最低点；故选C。9、神舟号航天员叶光富在空间站中可以进行正常锻炼的健身项目是（）A拉弹簧拉力器B俯卧撑C引体向上D仰卧起坐答案：A空间站中，所有物体皆处于完全失重状态，所有与重力有关的现象消失。A弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关，故A正确；B利用俯卧撑锻炼身体需克服自身的重力上升，利用自身的重力下降。在完全失重状态下已没有重力可用。故B错误；C利用引体向上锻炼身体需克服自身的重力上升，利用自身的重力下降。在完全失重状态下已没有重力可用。故C错误；D利用仰卧起坐锻炼身体需克服自身的重力上升，利用自身的重力下降。在完全失重状态下已没有重力可用。故D错误。故选A。10、平伸手掌，托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是（）A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度答案：DA手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重，当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，A错误；B物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，B错误；C当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，C错误；D物体和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体的加速度等于重力加速度，但手的加速度大于重力加速度，并且方向竖直向下，D正确。故选D。11、采样完成后，“嫦五”上升器静止在月球表面时，月壤对样品仓的压力为F1；上升器从月球表面加速上升时，月壤对样品仓的压力为F2，则（）AF20BF2F1CF2F1DF2F1答案：D上升器静止在月球表面时，月壤处于平衡状态，则F1与月壤重力相等；上升器从月球表面加速上升时，月壤具有向上的加速度，处于超重状态，所以F2F1。故选D。12、塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（）A前15s内先上升后下降B前15s内速度先增加后减小C前5s内处于失重状态D整个上升过程中的平均速度小于0.5m/s答案：BAv-t图像的纵坐标表示速度，其正负表示速度的方向，故前15s内速度一直为正，即一直上升，故A错误；Bv-t图像的纵坐标的数值表示速度的大小，则前15s内速度先增加后减小，故B正确；C前5s内建筑材料正在向上加速，加速度向上，则建筑材料处于超重状态，故C错误；D若构造上升过程为匀加速直线运动和匀减速直线运动，则v=0+vm2=0.5m/s而实际图像描述的在相同的时间内做变加速直线运动的面积大于匀变速直线运动的面积，由v=xt可知整个上升过程中的平均速度大于0.5m/s，故D错误。故选B。13、下列属于国际单位制中的力学基本单位的是（）ANBACmDJ答案：C国际单位制中力学基本单位有米（m），秒（s），千克（kg），A、N、J不是力学基本单位。故选C。14、蹦床比赛项目中，若蹦床对运动员的弹力大小与其下压的形变量呈线性关系，且比赛全程蹦床始终处于弹性限度内，取运动员上升的最高点为坐标原点，以竖直向下为y轴正方向，忽略空气阻力。从运动员某次上升到最高点时开始计时，从最高点下降到最低点的过程中用v、a、t分别表示人的速度、加速度和下落时间，下列描述速度v与时间t，加速度a与竖直位置坐标y的关系图像可能正确的是（）ABCD答案：DAB运动员在下落的过程中，接触蹦床之前，做自由落体运动，加速度为g；接触之后，弹力F=kx随下落距离逐渐增大；根据牛顿第二定律mg-kx=ma可知，弹性绳的伸长量x和a是线性变化关系，故a和y也是线性变化关系，当弹力F小于重力时，做加速度减小的加速运动；当弹力F等于重力时，加速度为零，速度最大；当弹力F大于重力时，做加速度增大的减速运动，所以加速度先不变，后减小再反向增大，且加速度a和y是线性变化关系，因此加速度先不变，后减小再反向增大，可知速度时间图像的斜率绝对值先不变，后减小再增大，AB错误。CD由上分析可知，加速度a和y是线性变化关系，C错误，D正确。故选D。15、水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为1，物块与木板间的动摩擦因数为2，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则下面选项不正确的是（）AF1=1m1gBF2=m2(m1+m2)m1(2-1)gC2m1+m2m21D在0t2时间段物块与木板加速度相等答案：AA图（c）可知，t1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有F1=1(m1+m2)g故A错误，符合题意；BC图（c）可知，t2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象，根据牛顿第二定律，有F2-1(m1+m2)g=(m1+m2)a以木板为对象，根据牛顿第二定律，有2m2g-1(m1+m2)g=m1a0解得F2=m2(m1+m2)m1(2-1)g2m1+m2m21故BC正确，不符合题意；D图（c）可知，0t2这段时间滑块与木板相对静止，所以有相同的加速度，故D正确，不符合题意。故选A。多选题16、国际单位制（缩写SI）定义了米（m）、秒（s）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m/s，历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率v=9192631770Hz定义s；1983年用真空中的光速c=299792458m/s定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义。新SI自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项正确的是（）A7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性B用真空中的光速c（m/s）定义m，因为长度l与速度v存在l=vt，而s已定义C用基本电荷e（C）定义安培（A），因为电荷量q与电流I存在I=qt，而s已定义D因为普朗克常量h（Js）的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位答案：ABCA由题可知，为了保证了基本单位的稳定性，基本单位全部采用物理常量定义，A正确；B真空中光速恒定，而时间单位已确定，因此可以利用速度公式确定长度，B正确；C根据I=qt，电量单位为C，而时间单位s已确定，故可以确定电流的单位，C正确；D根据E=mc2以及E=h即可确定出质量的单位，D错误。故选ABC。17、如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因数为，小木块速度随时间变化关系如图所示，v0、t0已知，则（）A传送带一定逆时针转动B=tan+v0gt0cosC传送带的速度大于v0Dt0后滑块的加速度为2gsin-v0t0答案：ADA若传送带顺时针转动，当滑块下滑时(mgsinmgcos)，将一直匀加速到底端；当滑块上滑时(mgsint1t3Bt1=t2=t3Cv2v1v3Dv1v3v2答案：BCAB设任一斜面与水平方向的夹角为，圆的直径为d。根据牛顿第二定律得a=gsin斜面的长度为x=dsin则由x=12at2解得t=2xa=2dsingsin=2dg可见，小球下滑时间与斜面的倾角无关，则有t1=t2=t3故A错误；B正确；CD根据v=xt又x2x1x3则v2v1v3故C正确；D错误。故选BC。20、弹簧高跷是一种新型的运动器材，如图甲，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙，则下列说法正确的是（）A弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力B人向上弹起过程中，一直处于超重状态C人向上弹起过程中，踏板对人的作用力等于人对踏板的作用力D人和高跷离开地面上升过程中处于完全失重状态答案：ACDA弹簧压缩到最低点时，人要向上弹起，加速度的方向向上，人处于超重状态，高跷对人的作用力大于人的重力。故A正确；B人向上弹起过程中，开始处于超重状态，弹力大于重力；上升过程，弹力减小，重力不变，当速度达到最大时，重力等于弹力，之后重力大于弹力，合力向下，处于失重。故B错误；C人向上弹起过程中，由牛顿第三定律可知，踏板对人的作用力等于人对踏板的作用力。故C正确；D人和高跷离开地面上升过程中只受重力，处于完全失重状态。故D正确。故选ACD。21、下列说法中正确的是（）A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B惯性是物体的固有属性，其大小仅与物体质量有关C物体运动状态发生改变时仍有惯性D物体速度越大，它的惯性就越大答案：ABCA任何物体都有保持原来运动状态的性质，叫作惯性，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，A正确；BD因为任何物体在任何情况下都有惯性，其大小只与质量有关，质量大的惯性大，与速度无关，B正确、D错误；C惯性的大小与物体的运动状态无关，物体运动状态改变时，物体的惯性不变，C正确。故选ABC。22、如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为。为了增加轻线上的张力，可行的办法是（）A减小A物块的质量B增大B物块的质量C增大倾角D增大动摩擦因数答案：AB对A、B组成的系统应用牛顿第二定律得F-(mA+mB)gsin-(mA+mB)gcos=(mA+mB)a隔离物块B，应用牛顿第二定律得FT-mBgsin-mBgcos=mBa联立可解得FT=mBFmA+mB=FmAmB+1由此可知，FT的大小与、无关，mB越大，mA越小，FT越大，故AB正确，CD错误。故选AB。23、将一个物体以某一初速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体（）A刚抛出时的速度最大B在最高点的加速度为零C上升时间小于下落时间D上升时的加速度小于下落时的加速度答案：ACA物体在空中运动过程，有阻力做负功，机械能减小，故刚抛出时机械能最大，而刚抛出时的重力势能最小，故动能最大，速度最大，故A正确；B在最高点时，仍然受到重力作用，加速度不为零，故B错误；CD上升过程，加速度大小为a1=mg+fm下降过程加速度大小为a2=mg-fm上升时的加速度大于下落时的加速度，而上升过程的逆运动是初速度为零加速度为a1的匀加速直线运动，根据h=12at2a1a2可知上升时间小于下落时间，故C正确，D错误。故选AC。24、质量为1kg的物体在水平面上做直线运动，图中两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的vt图像。g10m/s2.下列说法正确的是（）A物体受水平拉力时对应的一定是A图线B水平拉力大小一定等于4NC物体运动过程中水平拉力做的功可能为16JD物体与水平地面的动摩擦因数可能为0.4答案：CD由图像A可知物体做减速运动的加速度大小为aA=vt=4m/s1s=4m/s2由图像B可知物体做减速运动的加速度大小为aB=vt=4m/s3s=43m/s2若拉力的方向与运动方向相同，可知B对应存在拉力的情况，可得1mg=maA1mg-F1=maB解得1=0.4，F1=83N若拉力的方向与运动方向相反，可知A对应存在拉力的情况，可得2mg+F2=maA2mg=maB解得2=215，F2=83NA当拉力的方向与运动方向相同时，有水平拉力时，对应的是B图线；当拉力的方向与运动方向相反时，有水平拉力时，对应的是A图线，A错误；B无论拉力的方向与运动方向相同还是相反，拉力的大小均为83N，B错误；C当拉力的方向与运动方向相同时，有水平拉力时，对应B图像，位移大小为x=vt=23m=6m拉力做的功W=Fx=836J=16JC正确；D若拉力的方向与运动方向相同，图像A对应没有拉力的情况，此时的动摩擦因数1=0.4D正确。故选CD。25、如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（）A物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B物体的加速度大小为5m/s2C物体的质量为2kgD弹簧的劲度系数为750N/m答案：BCA物体与弹簧分离时，弹簧的弹力为零，所以弹簧处于原长状态，故A错误；BCD未施加外力F之前，物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有mg=kx从图中可知施加拉力后当x=0时，即当拉力F1为10N时，弹簧未发生移动，即弹簧弹力和重力仍平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有F1+kx-mg=ma物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有F2-mg=ma联立三式解得m=2kg，k=500N/m，a=5m/s2故BC正确，D错误。故选BC。填空题26、如图所示，小车内有一斜面，斜面上有一小球，小球光滑且与车顶间略有一些小的空隙。则当向右的加速度a在_范围内时，球与车顶AB间无相互作用力；当a又在_范围内时，球与车壁BD之间无相互作用力。答案：agtan当小球与AB和BD均无作用力时，小球只受重力和斜面的支持力，根据牛顿第二定律有mgtan=ma解得a=gtan1当agtan时，球与车壁BD之间无相互作用力。27、如图所示，质量为3kg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1为0.2。此时有一个质量为1kg的物块静止在空铁箱内壁上，如图所示，物块与铁箱内壁间的动摩擦因数为2为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块对铁箱压力的大小为_N，水平拉力F的大小为_。答案：20881物块和铁箱保持静止，则一起向右匀加速，设加速度为a，铁箱对物块的支持力为N，对物块受力分析，竖直方向根据平衡条件2N=mg水平方向，根据牛顿第二定律N=ma联立解得a=20ms2，N=20N根据牛顿第三定律可知，物块对铁箱压力的大小为20N。2把物块和铁箱看成整体，水平方向，根据牛顿第二定律F-1M+mg=M+ma代入数据解得F=88N28、质量为m5kg的物体放在粗糙的水平面上，在力F的作用下做a=2m/s2的匀加速直线运动，方向向右，已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.3。则物体所受的合外力大小为_N，外力F为_N。（g=10m/s2）答案：10251根据牛顿第二定律，物体所受的合外力大小为F合=ma=52N=10N2又Fmgma得F0.3510N+25N25N29、“蹦极”一项非常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长度位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中，加速度变化情况为_；_点速度最大（选填“P”“a”“b”“c”）。答案：先不变再减小后反向增大b12人从P点到a点过程中做自由落体运动，从a到b过程中随着弹性绳的拉力增大，人的加速度减小，当到b点时，加速度为零，速度达到最大，从b到c过程中，弹性绳弹力大于重力，人的加速度反向增大。30、如图所示，固定在电梯顶部的弹簧测力计下端挂着G=1N的钩码取（g取10m/s2），电梯运行时人观察到测力计的示数F=1.5N，这种对悬挂物的拉力大于重力的现象是_（填“超重”或“失重”）现象；此时钩码的加速度大小为_ms2答案：超重51由题意可知，其人观察到的测力计示数为钩码的视重，而钩码本身的重力为实重，由题意可知，视重大于实重，所以这种对悬挂物的拉力大于重力的现象为超重现象。2对钩码受力分析，有F-G=maG=mg解得a=5m/s225