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专题四 《运动和力的关系》信息优化卷（能力B）
(原卷版)
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．测试范围：人教版（2019）必修第一册 第四章《运动和力的关系》
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1~8 题只有一项符
合题目要求，第9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错或不
答的得0 分。
1．甲瓶子盛满水，在密封塞上用细绳悬挂一个铁球，乙瓶子盛满水，在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁
球体积相同的小泡沫塑料球，且将乙瓶子倒置，如图所示，甲、乙两个瓶子均固定在小车上。当小车突然
向前运动时，则两球的存在状态为（ ）
A．
B．
C．
D．
2．航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课．授课中的一个实验展示了
失重状态下液滴的表面张力引起的效应．在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断
变化的周期性“脉动”中．假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微
小变化(振动)，如图所示．已知液滴振动的频率表达式为f＝krαρβσγ，其中k 为一个无单位的比例系数，r 为
液滴半径，ρ 为液体密度，σ 为液体表面张力系数(其单位为N/m)，α、β、γ 是相应的待定常数．对于这几
个待定常数的大小，下列表达式中可能正确的是( )
A．α＝，β＝，γ＝－ B．α＝，β＝－，γ＝
C．α＝－3，β＝－1，γ＝1 D．α＝－，β＝－，γ＝
3．如图所示，一蹦极爱好者正进行蹦极。从爱好者跳出高台直至最后在空中静止下来的整个运动过程中，
下列说法正确的是（ ）
1
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A．爱好者在加速下落过程中，其惯性增大
B．爱好者离开高台瞬间，其速度和加速度都为零
C．爱好者第一次下落到最低点时，其处于超重状态
D．爱好者第一次从最低点向上运动的过程中，绳对爱好者的拉力大于重力，处于超重状态
4．如图所示，水平地面上静止放置着三个完全相同的砖块A、B、C，质量均为m．A、B 之间和B、C 之间
的动摩擦因数均为。用两根长度相同的轻绳分别连接砖块A 与砖块C，并将两根轻绳系于O 点，现将一个
竖直向上的力F 作用于O 点，不考虑砖块的转动，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。则下列说法不正确的
是（ ）
A．若在
作用下三个砖块保持相对静止的一起向上运动，则三个砖块的加速度为
B．若
，则无论
多大，砖块A、B、C 都将保持相对静止
C．若
，且
，则砖块A、B 之间的摩擦力为
D．若
，且
，则砖块A、B 之间的摩擦力为
5．智能手机安装软件后，可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度
由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度a 随时间t 变化的关系，如图所示，g 为当
地的重力加速度。下列说法错误的是（ ）
A．释放时，手机离地面的高度为
B．手机第一次与地面碰撞的作用时间为
2
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C．手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10 倍
D．0 至
内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等
6．如图所示，A、B、C 三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A 球相连，A、B 间
固定一个轻杆，B、C 间由一轻质细线连接．倾角为
的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行
于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．B 球的受力情况未变，加速度为零
B．A、B 两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为
C．A、B 之间杆的拉力大小为
D．C 球的加速度沿斜面向上，大小为
7．如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球
间的距离等于绳长L。一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二
者相距
时，它们加速度的大小均为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，地面上有一个大台秤，台秤上面放置一个倾角
、足够长的、底面粗糙的斜面，斜面
上表面光滑，其上端固定着一个定滑轮，一根轻绳跨过定滑轮，一端固定在一个小车上面，另一端被小车
上的人拉住，轻绳与斜面上表面始终保持平行。斜面的质量
，人的质量
，小车的质量
，滑轮的质量、滑轮与轻绳间的摩擦均不计。在人拉动轻绳的过程中，人和车一直保持相对静
止沿斜面向上运动，斜面相对台秤静止。取
，
，
，当台秤示数为
时，下列说法正确的是（ ）
A．人的加速度大小
3
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B．轻绳拉力大小为
C．小车对人的摩擦力方向沿斜面向下
D．小车对人的摩擦力大小为
9．中国象棋是起源于中国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种，是在中国有着悠久的历史。由于用具
简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示，5 颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面
上，第5 颗棋子最左端与水平面上的a 点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑
动摩擦力。现将水平向右的恒力F 作用在第3 颗棋子上，恒力作用一小段时间后，五颗棋子的位置情况可
能是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，质量分别为
和
的小物块，通过轻绳相连，并接在装有光滑定滑轮的小车上。如果按
图甲所示，装置在水平力
作用下做匀加速运动时，两个小物块恰好相对静止；如果互换两个小物块，如
图乙所示，装置在水平力
作用下做匀加速运动时，两个小物块也恰好相对静止，一切摩擦不计，则（
）
A．
B．
C．两种情况下小车对质量为
的小物块的作用力大小之比为
D．两种情况下小车对质量为
的小物块的作用力大小之比为
11．如图所示，水平传送带以速度匀速运动，通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连物体P、Q，
时P 在传
送带左端具有速度
，P 与定滑轮间的绳水平，
时P 离开传送带。不计滑轮质量和摩擦，绳足够长。
物体P 的速度随时间变化的图像可能是（ ）
4
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A．
B．
C．
D．
12．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ 的斜面底端，另一端与物
块A 连接，两物块A、B 质量均为m，初始时物块均静止。现用平行于斜面向上的拉力F 拉动物块B，使B
做加速度为a 的匀加速运动，两物块在开始一段时间内的v-t 图像如图乙所示（t1时刻A、B 的图线相切，t2
时刻对应A 图线的最高点），重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻，弹簧形变量为
B．t2时刻，弹簧形变量为
C．t1时刻，A、B 刚分离时的速度为
D．从开始到t2时刻，拉力F 先逐渐增大后不变
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题
13．（14 分）（1）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验
证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全
相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
5
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①甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是 。
A．甲、乙、丙 B．甲、乙 C．甲、丙
②实验时，必须满足“M 远大于m”的实验小组是 （填“甲”、“乙”或“丙”）。
③实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的
图线如图（丁）中A、B、C 所示，
则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是 。（选填“ABC”、“BCA”或“CAB”）
（2）实验中，有同学用打点计时器得到了在不同拉力作用下的A、B、C、D……几条较为理想的纸带，交
流电的频率为50Hz，并在纸带上每5 个点取一个计数点，按打点先后依次为0，1，2，3，4，5.由于不小
心，几条纸带都被撕断了，如图所示（图中数据为相邻两计数点间的距离），请根据给出的四段纸带判
断：在b、c、d 三段纸带中，可能是从纸带a 撕下的是 。
A．b B．c C．d D．无法确定
（3）小明同学采用（乙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数F
为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的
图像是图（丁）中的一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求
得图线的斜率为k，则小车的质量为 。
A．
B．
C．
D．
（4）如图，这是丁同学受到甲，乙，丙同学启发后设计的一项实验，在光滑轻质定滑轮固定在水平实验
台的右边缘处，质量
的平板车通过不可伸长的轻绳水平跨过定滑轮与质量为
的重物相
连接，质量
的小物块（可视为质点）放在平板车的中央处，小物块与平板车间的动摩擦因数为
，实验台对平板车的阻力大小为
。初始时刻，重物与它正下方固定的锁定器间的距离为
6
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，轻绳刚好伸直。现由静止释放重物，重物通过轻绳拉动平板车开始运动，经过一段时间，重物
与锁定器发生碰撞并立刻被锁定，最终小物块未滑离平板车，平板车也未与滑轮发生碰撞。已知最大静摩
擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10m/s2。求初始时刻平板车右侧与滑轮左侧的距离d 的条件
和平板车长度l 分别满足的条件 。（结果可用分式表示）
四、解答题
14．（8 分）如图甲所示，一滑块（可视为质点）从斜面底端B 点以
的初速度沿斜面上滑，以
平行斜面向上为正方向，滑块速度v 随时间t 变化的图像如图乙所示，取重力加速度
。求：
（1）滑块与斜面之间的动摩擦因数；
（2）滑块从开始运动到返回B 点所需的时间。
15．（9 分）如图所示，足够高足够长的桌面上有一块木板
，木板长度
，质量为
，可视
为质点的物块
质量也为
，
间的动摩擦因数
，
与桌面间的动摩擦因数为
，开
始时木板静止，当
以水平向右的初速度
滑上
的左端的同时在连接
右端且绕过定滑轮的轻
绳上无初速度的挂上一个重物
，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计轻绳与滑轮间的摩擦和空气阻
力，
。求：（1）
刚滑上
时，
所受到的摩擦力的大小；
（2）此后的运动过程中若要使
不从
上滑出，则
的质量
应满足什么条件？
7
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16．（10 分）如图所示，一足够长的水平传送带以速度
匀速运动，质量为
的小物块P 和质
量为
的小物块Q 由通过定滑轮的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长。某时刻给P、Q 同时提供大
小相等的初速度
，使Q 竖直向上运动、P 从传送带左端冲上传送带，P 与定滑轮间的绳子水平。
已知物块P 与传送带间的动摩擦因数
，重力加速度为
，不计滑轮的质量与摩擦，整个运
动过程中物块Q 都没有上升到定滑轮处。求：
（1）物块P 在传送带上运动过程中受到的摩擦力大小和方向：
（2）物块P 在传送带上向右运动的最大距离x。
17．（11 分）倾角为
的足够长的固定斜面，与质量为M 的长木板之间的动摩擦因数为
，长木板
从静止开始沿斜面下滑，当其加速到
时，同时将质量分别为
、
两个小物块紧挨着轻放到木
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板上靠近下端的位置，如图所示。
、
与长木板之间的动摩擦因数分别为
、
，
，
，
，各接触面平行，两物块均没有从木板上端滑离，重力加速度
，
。求：（1）两物块刚放上木板时各自的加速度；
（2）从放上物块开始经过多长时间质量为
的小物块与长木板速度第一次相等，在两物块第一次碰撞前
物块间的最大距离为多少；
（3）从木板开始运动到两物块在长木板上第一次相遇所用的时间。
9
