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第三章 力与运动的关系
质量监测试卷
本试卷分第Ι 卷（选择题）和第Ⅱ（非选择题）两部分。满分：100 分；考试时间：75 分钟
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名．班级．座号．准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，必须使用2B 铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5 毫米的黑色签字笔书写；必须在题号
对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁．完整。
3．考试结束后，将答题卡交回（试题卷自己保存，以备评讲）。
第I 卷（选择题，共43 分）
一、单项选择题：（本题共7 小题，每小题4 分，共28 分．在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求）
1．“天宫课堂”第四课于2023 年9 月21 日15 时45 分开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮
在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用
水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验下列说法正确的是
（ ）
A．梦天实验舱内，水球体积越小其惯性越大
B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对相互作用力
C．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
D．梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
【答案】B
【详解】A．梦天实验舱内，水球体积越小，水球质量越小，其惯性越小，故A 项错误；
B．击球过程中、水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是作用力与反作用力，故B 项正确；
C．击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故C 项错误；
D．牛顿第一定律是理想情况，不可用实验直接验证，故D 项错误。
故选B。
2．甲、乙两个物体质量之比
，它们以相同的初速度
在水平面上做匀减速直线运动，直到停
止，其v-t 图像如图所示。此过程中，两物体所受的摩擦力分别为
、
；克服摩擦力做功分别为
、
。则下列判断正确的是（ ）
1
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A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律可知，摩擦力
因
，
可知
根据动能定理
可知
故选B。
3．在水平向右飞行的客机中，发现饮料杯中的液面与水平小桌板成α 角，如图所示。则（ ）
A．客机在做匀速直线运动
B．客机在做匀加速直线运动
C．客机的加速度大小为
D．饮料杯只受重力和支持力
【答案】C
【详解】ABC．在倾斜水面上取一小水滴，对其进行受力分析如图所示
2
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可知其加速度方向向左，根据牛顿第二定律有
解得
可知客机的加速度大小为
，客机向右做匀减速直线运动，故AB 错误，C 正确；
D．饮料杯的加速度水平向左，则饮料杯受重力、支持力和摩擦力作用，故D 错误。
故选C。
4．图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时
间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．从传感器的示数可知该同学的体重约为
B．
内，该同学经历了先失重、后超重的状态
C．
内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作
D．该同学拉起身体过程中单杠的支持力对他做正功
【答案】B
【详解】A．从传感器的示数可知，该同学的重力约为500N，体重约为
，A 错误；
B．1s~2s 内，该同学经历了先出现失重现象后出现超重现象，B 正确；
C．人在进行放下身体的动作过程中，先向下加速运动，此时加速度的方向向下，故人处于失重状态，最
后人处于静止状态，所以后半段人向下做减速运动，加速度的方向向上，此过程人处于超重状态，结合图
像可以看出，1s 时人放下身体，2s 时过程结束。
内，该同学进行了先放下身体的动作、后拉起身体，
C 错误；
D．该同学拉起身体过程中，单杠对人有力的作用，但没有位移，故不做功，选项D 错误；
故选B。
5．高铁已成为重要的“中国名片”。一辆由8 节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6、7 节为动力
3
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车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢的牵引力大小均为F，每节
车厢质量都为m，每节车厢所受阻力大小都为车厢重力大小的k 倍。重力加速度为g。则（ ）
A．列车启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上
B．列车的加速度大小为
C．第2 节车厢对第3 节车厢的作用力大小为零
D．第2 节车厢对第1 节车厢的作用力大小为F
【答案】C
【详解】A．启动时车厢对乘客在竖直方向有向上的支持力，水平方向有沿动车运动方向的摩擦力，两个
力的合力方向斜向上方，故A 错误；
B．对列车整体，根据牛顿第二定律
解得列车的加速度大小为
故B 错误；
C．对第1、2 节车厢整体，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，第2 节车厢对第3 节车厢的作用力大小为零，故C 正确；
D．对第1 节车厢整体，根据牛顿第二定律
解得第2 节车厢对第1 节车厢的作用力大小为
故D 错误。
故选C。
6．如图所示，质量相等的两小球A、B，二者用一轻弹簧竖直连接，A 的上端用轻绳系在足够高的天花板
上，初始时A、B 均静止。现将轻绳剪断，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（ ）
4
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A．A 的加速度大小的最大值为g
B．B 的加速度大小的最大值为2g
C．A 的位移大小一定大于B 的位移大小
D．A 的速度大小均不大于同一时刻B 的速度大小
【答案】C
【详解】A B．设小球A 与B 的质量为m，细线剪断瞬间，弹簧长度不变，弹力不变， B 球的合力为零，
则 B 球的加速度为零， A 球加速度为
两小球从静止开始下落，至弹簧第一次恢复原长过程中，设弹簧的伸长量为 x。
对A 球，由牛顿第二定律得
对B 球，由牛顿第二定律得
可知随着x 减小，A 球的加速度
减小，B 球的加速度
增大，所以细线剪断瞬间，A 球的加速度最大，
为
当弹簧第一次恢复原长时， B 球的加速度最大，为 g。故A B 错误；
C D．由上分析可知，从开始下落到弹簧第一次恢复原长的过程中，A 球的加速度大于B 球的加速度，所
以A 球的位移大小一定大于B 球的位移大小，A 球的速度大小均大于同一时刻B 球的速度大小，故C 正确，
故D 错误。
故选C。
7．如图所示，A、B、C 三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A 的质量为2m，B 和C 的质量都是m，
A、B 间的动摩擦因数为μ，B、C 间的动摩擦因数为
，B 和地面间的动摩擦因数为
。设B 足够长，最
大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A 施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是（
）
5
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A．若A、B、C 三个物体始终相对静止，则力F 不能超过
B．当力F 逐渐增大时，A、B 之间先发生打滑现象
C．当力
时，B 与A 相对滑动
D．无论力F 为何值，B 的加速度不会超过
【答案】C
【详解】A．A、B 间的最大静摩擦力为
B、C 间的最大静摩擦力为
B 与地面的最大静摩擦力为
若A、B、C 三个物体始终相对静止，则三者一起向右加速，对整体根据牛顿第二定律可知
假设C 恰好与B 相对不滑动，则对C 有
解得
设此时A 与B 间的摩擦力为f，对A 有
解得
表明C 达到临界时A 还没有到达临界值，则当力F 逐渐增大时，B、C 之间先发生打滑现象，要使三者始
终相对静止，则F 不能超过
，故AB 错误；
C．B 相对A 滑动时，C 早已相对于B 发生相对滑动，对AB 整体
6
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对A 研究得
解得
故当拉力大于
时，B 相对A 滑动，故C 正确；
D．当F 较大时，A 与C 会相对于B 滑动，B 的加速度达到最大，当A 与B 相对滑动时，C 早已相对于B
发生相对滑动，则B 受到A 的摩擦力向前，B 受到C 的摩擦力向后，B 受到地面的摩擦力向后，对B 有
解得
故D 错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共3 小题，每小题5 分，共15 分．在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求．全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分）
8．在粗糙水平地面上，有一质量为
的物体做直线运动，从
时刻起受水平恒力F 的作用，经一段
时间后撤去力F，物体运动的
图像如图所示，取重力加速度大小
，下列说法正确的是
（ ）
A．F 的大小为
B．F 在物体上的作用时间为
C．物体
末回到起始位置
D．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.3
【答案】AB
【详解】BD．撤去力F 后，物体受到摩擦力作用，做匀减速运动，故F 在物体上的作用时间为
，
内，物体的加速度大小为
根据牛顿第二定律
7
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解得物体与水平地面间的动摩擦因数为
故B 正确，D 错误；
A．
内，物体的加速度大小为
根据牛顿第二定律
解得
故A 正确；
C．
图像与坐标值围成的面积表示位移，
内，物体的位移为
故物体
末物体没有回到起始位置，故C 错误。
故选AB。
9．如图（a）所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ 的关系，将某一物体每次
以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x 与斜面倾角θ 的
关系如图（b）所示，取g=10 m/s2，
=2.24，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则根据图像可求出
（ ）
A．物体的初速率v0=4 m/s
B．物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.8
C．当θ=30°时，物体达到最大位移后将保持静止
D．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x 的最小值xmin≈0.7 m
【答案】AD
【详解】A．由图可知，当
时物体做竖直上抛运动，位移为
，由竖直上抛运动规律可知
代入数据解得
8
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故A 正确；
B．当
时，位移为
，由动能定理可得
代入数据解得
故B 错误；
C．若
时，物体的重力沿斜面向下的分力为
最大静摩擦力为
小球达到最高点后会下滑，故C 错误；
D．由动能定理得
解得
当
时，
，此时位移最小为
故D 正确。
故选AD。
10．如图（a）所示，一倾斜传送带以恒定速度v 向下传动，质量分别为m、M 的两物块P、Q 用绕过定滑
轮的细绳相连，某时刻P 以速度
滑上传送带顶端，同时Q 也以速度
竖直向上运动，此后P 运动的
图像如图（b）所示，
、
已知。已知P 与滑轮之间的轻绳始终与传送带平行，传送带足够长，Q 始终没
有与滑轮相碰，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
9
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A．一定有
B．一定有
C．物块P 返回传送带顶端的时刻为
D．根据图像可求出P 与传送带间的动摩擦因数
以及传送带倾角
【答案】AD
【详解】ABD．物块P 先向下做减速运动，t1时刻加速度发生变化，说明摩擦力方向发生了变化，即t1时
刻物块P 与传送带共速，t1时刻之前物块的速度大于传送带的速度，则一定有
，在t1时刻之前，对
PQ 的整体
在t1时刻之后，对PQ 的整体
因a1和a2可以从v-t 图像斜率中得到，则由两方程联立可求出P 与传送带间的动摩擦因数
以及传送带倾
角
，但不能确定M 和m 的大小关系，选项AD 正确，B 错误。
C．由图像可知，在t2时刻物块P 到达最低点，然后反向沿斜面向上运动，加速度一直为a2，因
结合
图像的面积等于位移可知物块P 返回传送带顶端的时刻为大于
时刻，选项C 错误；
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题，共57 分）
三、实验题（本大题共2 小题，共16 分）
11．（6 分）某实验小组用如图甲所示的装置做“探究小车加速度与力、质量的关系”实验。将木板固定
在水平桌面上，在砂桶中放入适量细砂，闭合打点计时器开关，由静止释放小车，记录图甲中力传感器的
示数F，利用纸带上打出的点计算出小车的加速度
；改变砂桶中细砂的质量重复实验，得到多组F、a，
以小车的加速度a 为纵坐标，力传感器的示数F 为横坐标，描点得到如图乙所示的a-F 图像。回答下列问
题：
10
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(1)实验中砂与砂桶的总质量 （填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。
(2)根据图乙中的数据可知，小车和动滑轮的总质量为 kg，小车运动过程中受到的阻力大小为
N。
【答案】(1)不需要
(2) 0.4 0.2
【详解】（1）本实验由力传感器可以直接测得力的大小，故不需要砂与砂桶的总质量远小于小车的质量。
（2）[1]由牛顿第二定律得
得
由图象可知图线的斜率
故小车的质量
[2]由纵截距
得
12．（10 分）如图所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长
木板上。利用该装置可以完成多个力学实验。甲研究小组利用该装置完成了“研究匀变速直线运动”的实
验，乙研究小组利用该装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，丙研究小组将长木板放平，并把小车换
成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。
(1)甲研究小组用游标卡尺测量遮光片的宽度，其示数如图乙所示，则遮光片的宽度
mm。
(2)关于甲、乙两研究小组的实验，下列说法正确的是______。
A．甲小组实验时，需要平衡摩擦力
B．乙小组实验时，需要平衡摩擦力
C．甲小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量
D．乙小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量
11
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(3)在实验操作完全正确的情况下，乙研究小组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d 和它通
过光电门的挡光时间
，小车静止时的位置到光电门的位移s，小车的质量M，弹簧测力计的示数F，则
F 与
应满足的关系式为 。
(4)丙研究小组测出小车静止时遮光片的右端距光电门左端的位移s，由遮光片的宽度d 和挡光时间
求出
滑块的速度v 并算出
，然后在坐标纸上作出
的图像如图丙所示，根据图像可求得动摩擦因数
。
(5)丙研究小组在实验中测量位移s 时未考虑遮光片的宽度d，动摩擦因数
的测量值 真实值。（填
“大于”“小于”“等于”）
【答案】(1)20.55
(2)B
(3)
(4)
(5)等于
【详解】（1）[1]遮光片的宽度
（2）[1]A．用此装置研究匀变速直线运动时，摩擦力并不影响小车做匀变速直线运动，故不需要平衡摩擦
力，故A 错误；
B．乙小组实验时，需要知道合外力，需要平衡摩擦力，故B 正确；
C．甲小组实验时，不要求钩码的质量远小于小车质量，故C 错误；
D．乙小组实验时，可以根据弹簧测力计直接读出力的大小，不要求钩码的质量远小于小车质量，故D 错
误。
故选B。
（3）[1]小车通过光电门的速度
加速度
12
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根据
得
（4）[1]小车通过光电门的速度
根据动能定理
得
由图像知
（5）[1]根据
丙研究小组在实验中测量位移s 时未考虑遮光片的丙宽度d，动摩擦因数
的测量值等于真实值。
四、解答题（本大题共3 小题，共41 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出
最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．(10 分)无人配送车已在很多城市运营。如图所示，一辆无人配送车以
的速度匀速行驶在平直
路面上。已知配送车的总质量为
，电机产生的牵引力恒为
。
（1）求此时配送车受到的阻力f1的大小；
（2）若关闭配送车的电机，此后f1仍保持不变，求其还能前行的时间；
（3）若配送车匀速行驶过程中，发现前方
处有一静立的人，配送车立即关闭电机并启动制动装置，
此后
仍保持不变。要使配送车能在人前
处停止，制动装置产生的额外阻力
需要多大？
13
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【答案】（1）180N；（2）8s；（3）140N
【详解】（1）配送车匀速行驶，则受力平衡，故有
f1=
（2）关闭配送车的电机，根据牛顿第二定律有
f1=ma
根据速度与时间的公式有
解得
s
（3）发现前方
处有一静立的人，要使配送车能在人前
处停止，则配送车的位移为9m，根据速度与
位移的公式有
根据牛顿第二定律有
解得
N
14.（14 分）2 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线
竖直。A、B 从距地为h 的同一高度由静止释放，物体落地后不反弹，重物不会与滑轮碰撞。已知重力加
速度为g，不计摩擦阻力和空气阻力。
（1）若释放后A、B 静止，求A、B 的质量之比
；
（2）若
，求：
①释放瞬间B 的加速度大小
；
②释放后B 上升的最大高度
。
【答案】（1）
；（2）①
；②
【详解】（1）若释放后A、B 静止，由平衡条件
14
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可得
（2）①释放瞬间
的加速度为aA，则B 的加速度为
，则对A
对B
其中
联立解得释放瞬间B 的加速度大小为
②若
，设AB 的质量分别为4m 和m，则对A
对B
解得
则当A 落地时的速度
此时B 的速度
以后B 做上抛运动，则还能上升的高度
则释放后B 的最大高度为
15．(17 分)如图所示，质量为
的物块（可视为质点）被无初速度地放在倾斜传送带的最上端A 处，
传送带以
速度匀速向下运动，物块到达传送带下端B 时滑上静止的平板车（物块从传送带滑上平
板车时无能量损失），随后在平板车上向左运动，物块始终未从平板车上滑落。已知传送带AB 之间的距
离L 为
，传送带与水平面的夹角
，物块与传送带间的摩擦因数
，物块与平板车的摩
擦因数
，平板车与地面的摩擦因数
，平板车的质量为
，设最大静摩擦力等于滑
15
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动摩擦力，取重力加速度大小，忽略空气阻力。求：
（1）物块在传送带上的运动时间；
（2）平板车的最小长度；
（3）从物块滑上平板车到最后静止的过程中，物块运动的总位移。
【答案】（1）1s；（2）1.5m；（3）8.5m
【详解】（1）物块放上传送带上后先以加速度
向下加速运动，据牛顿第二定律可得
解得
物块经过时间
达到与传送带速度相同
运行的位移
由于传送带AB 之间的距离L 为4.5m，此后，物块以加速度向下加速
运动，可得
故物块匀速到达底端
物块在传送带上的运动时间为
（2）物块滑上平板车的速度为
，物块开始做匀减速直线运动，加速度大小为
平板车开始做匀加速直线运动，加速度大小为
设经过一段时间
物块和平板车正好达到共同速度
；由匀变速直线运动速度与时间关系式可得
解得
16
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该过程物块的位移和平板车的位移分别为
之后假设物块与平板车相对静止，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可得
物块与平板车间静摩擦力为
故假设成立，平板车的最小长度为
（3）物块与平板车相对静止，继续滑行位移为
则从物块滑上平板车到最后静止的过程中，物块运动的总位移为
17
