第第頁2023-2024學(xué)年人教版物理必修第一冊考試訓(xùn)練題第4章運(yùn)動和力的關(guān)系測試（一）（解析版答案）第4章運(yùn)動和力的關(guān)系測試（一）

一、選擇題(本題共6小題，每題7分，共42分)

1．質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動的v－t圖像如圖所示。則物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ和水平推力F的大小分別為(g取10m/s2)()

A．0.26NB．0.16N

C．0.28ND．0.18N

2．如圖甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運(yùn)動，其加速度隨外力F變化的圖像如圖乙所示，根據(jù)圖乙中所標(biāo)出的數(shù)據(jù)可計(jì)算出(g取10m/s2)()

A．物體的質(zhì)量為1kg

B．物體的質(zhì)量為2kg

C．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2

D．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5

3．在太空中可以采用動力學(xué)方法測量物體的質(zhì)量，其原理如圖所示，在太空艙中將質(zhì)量為m1的標(biāo)準(zhǔn)物體A與質(zhì)量為m2的待測物體B緊靠在一起，施加一水平推力F＝200N后，在觀測時(shí)間Δt＝0.02s內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)物體A和待測物體B的速度變化是0.4m/s，若已知標(biāo)準(zhǔn)物體A的質(zhì)量為2.0kg，則待測物體B的質(zhì)量為()

A．3.0kgB．8.0kg

C．10.0kgD．98.0kg

4．如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦不計(jì)，在大小為F的水平推力作用下，A、B一起向右做加速運(yùn)動，則A和B之間的作用力大小為()

A．B．

C．D．

5．如圖所示，在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個(gè)物體，物體與壁間的動摩擦因數(shù)為μ，要使物體不致下滑，車廂至少應(yīng)以多大的加速度前進(jìn)()

A．B．μg

C．D．g

6．(多選)物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC，與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C，所得加速度a與拉力F的關(guān)系圖線如圖中甲、乙、丙所示，則以下說法正確的是()

A．μA＝μB，mAmCD．μAmCD．μA<μC，mA<mC

解析：根據(jù)牛頓第二定律有F－μmg＝ma，得a＝－μg，則a－F圖像的斜率k＝，由圖像可看出，乙、丙的斜率相等，小于甲的斜率，則mA<mB＝mC。當(dāng)F＝0時(shí)，a＝－μg，根據(jù)圖像可看出，μA＝μB<μC，故選A、B、D。

二、非選擇題(共18分)

7．(8分)“復(fù)興號”動車組由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車。設(shè)動車組所有車廂的質(zhì)量均為m＝5×104kg，每節(jié)動車提供的牽引力都是F＝6.4×105N，在水平直軌道上運(yùn)行時(shí)每節(jié)車廂受到阻力都為車重的0.1倍且保持不變。已知某動車組由八節(jié)車廂組成，當(dāng)它在水平直軌道上運(yùn)行時(shí)，若僅第一節(jié)車廂提供動力，取g＝10m/s2，求：

(1)動車組勻加速時(shí)加速度的大?。?/p>

(2)第七節(jié)車廂對第八節(jié)車廂作用力的大小。

答案：(1)0.6m/s2(2)8×104N

解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律F－8×0.1mg＝8ma

解得a＝0.6m/s2。

(2)根據(jù)牛頓第二定律F78－0.1mg＝ma

解得F78＝8×104N。

8．(10分)如圖甲所示，一物塊以一定的初速度沿固定斜面向上滑動，利用速度傳感器可以在計(jì)算機(jī)屏幕上得到其速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。求斜面的傾角θ及物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。

答案：30°

解析：設(shè)物塊沿斜面上滑和下滑的加速度分別為a1、a2，由v－t圖像可得：

a1＝m/s2＝－8m/s2

a2＝m/s2＝2m/s2

物塊沿斜面向上滑動時(shí)，根據(jù)物塊的受力情況，由牛頓第二定律有

－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1

物塊沿斜面向下滑動時(shí)，根據(jù)物塊的受力情況，由牛頓第二定律有

mgsinθ－μmgcosθ＝ma2

聯(lián)立解得θ＝30°，μ＝。

一、選擇題(本題共3小題，每題5分，共15分)

1．如圖所示，一物體在粗糙水平地面上向右運(yùn)動，當(dāng)物體運(yùn)動的速度為v0時(shí)，給物體施加一個(gè)水平向左的恒力。取向右為正方向，則物體速度隨時(shí)間變化的圖像可能是(C)

解析：第一階段，物體在恒力F和摩擦力共同作用下減速，直到減為0后；之后的運(yùn)動分兩種情況討論：若恒力F小于或等于物體的最大靜摩擦力，物體保持靜止，四個(gè)選項(xiàng)均不符合；若恒力F大于物體的最大靜摩擦力，物體將向左加速，但加速度小于第一階段加速度，C正確；ABD錯(cuò)誤。

2．某物體由靜止開始運(yùn)動，它所受到的合外力F隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，則在0～t0這段時(shí)間的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律可能是(D)

解析：由圖看出，合外力F減小，則由牛頓第二定律得知加速度a減小，而物體由靜止開始運(yùn)動，則加速度與速度同向，物體做變加速運(yùn)動，速度越來越大，由于a與v同向，物體的速度增大，在t0時(shí)刻加速度為零，速度最大；而v－t圖像的斜率表示加速度，縱坐標(biāo)表示速度，綜上可能的為D圖，故選D。

3．(多選)吊車將200kg的貨物從地面豎直向上提升，貨物運(yùn)動的v－t圖像如圖所示，重力加速度g取10m/s2，下列判斷正確的是(AB)

A．0～10s內(nèi)吊車對貨物的拉力為2020N

B．30s～35s內(nèi)，貨物處于失重狀態(tài)

C．30s～35s內(nèi)，吊車對貨物的拉力為2040N

D．35s末貨物離地面的距離為55m

解析：由圖可得0～10s內(nèi)加速度a＝＝m/s2＝0.1m/s2，在0～10s內(nèi)，由牛頓定律得F－mg＝ma，解得F＝2020N，A正確；30s～35s內(nèi)，做正向減速運(yùn)動，加速度方向向下，貨物處于失重狀態(tài)，B正確；30s～35s內(nèi)，加速度a1＝＝m/s2＝－0.2m/s2，設(shè)吊車對貨物的拉力為F′，由牛頓定律得mg－F′＝ma1，解得F′＝1960N，C錯(cuò)誤；35s末貨物離地面的距離h＝×(20＋35)×1m＝27.5m，D錯(cuò)誤。

二、非選擇題(共25分)

4．(8分)如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的物塊A、B，用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連。當(dāng)用恒力F沿傾角為θ的固定光滑斜面向上拉兩物塊，使之共同加速運(yùn)動時(shí)，彈簧的伸長量為多少？

答案：

解析：對整體分析得：F－(m1＋m2)gsinθ＝(m1＋m2)a①

隔離A得：kx－mgsinθ＝m1a②

聯(lián)立①②得x＝。

5．(8分)為了探究物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取一質(zhì)量為m的物體，使其在沿斜面方向的推力作用下向上運(yùn)動，如圖甲所示，通過力傳感器得到推力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，通過頻閃照相處理后得出速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙所示，若已知斜面的傾角α＝30°，重力加速度g取10m/s2。

(1)求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；

(2)求撤去推力F后，物體還能上升的距離(斜面足夠長)。

答案：(1)(2)0.075m

解析：(1)0～2s內(nèi)，物體沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律得F1－mgsinα－μmgcosα＝ma1，

a1＝＝0.5m/s2，

2s后，物體勻速運(yùn)動，F(xiàn)2－mgsinα－μmgcosα＝0，

代入數(shù)據(jù)解得m＝3kg，μ＝。

(2)撤去推力F后，有－μmgcosα－mgsinα＝ma3，

解得a3＝－m/s2，x3＝＝0.075m。

6．(9分)如圖甲所示，質(zhì)量m＝1kg的物體置于傾角為θ＝37°的固定斜面上(斜面足夠長)，對物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時(shí)間t＝1s時(shí)撤去力F，物體運(yùn)動時(shí)部分v－t圖像如圖乙所示，設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)及拉力F的大??；

(2)t＝4s時(shí)物體的速度。

答案：(1)0.530N(2)2m/s，方向沿斜面向下

解析：(1)根據(jù)v－t圖像知，物體做勻加速直線運(yùn)動的加速度a1＝20m/s2，

根據(jù)牛頓第二定律得

F－μmgcosθ－mgsinθ＝ma1，

物體做勻減速直線運(yùn)動的加速度

a2＝－10m/s2，

根據(jù)牛頓第二定律得

－mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，

解得F＝30N，μ＝0.5。

(2)在物體運(yùn)