高考物理一輪復(fù)習(xí) 3-2牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用同步檢測(cè)試題

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1、高考物理一輪復(fù)習(xí) 3-2牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用同步檢測(cè)試題 1．在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)如圖10－1所示，在這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖10－1 A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了 B．曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力 C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng) D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下 解析：曉敏在這段時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)，是由于曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力變小了，而曉敏的重力沒(méi)有改變，A選項(xiàng)錯(cuò)；曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力與體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力是一對(duì)作用力與反作用力

2、，大小一定相等，B選項(xiàng)錯(cuò)；以豎直向下為正方向，有：mg－F＝ma，解得a＝，方向豎直向下，但速度方向可能是豎直向上，也可能是豎直向下，C選項(xiàng)錯(cuò)，D選項(xiàng)正確． 答案：D 圖10－2 2．(多選題)如圖10－2所示，bc為固定在車(chē)上的水平橫桿，物塊M串在桿上，靠摩擦力保持相對(duì)桿靜止，M又通過(guò)細(xì)線(xiàn)懸吊著一個(gè)小鐵球m，此時(shí)小車(chē)正以大小為a的加速度向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而M、m均相對(duì)小車(chē)靜止，細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ，小車(chē)的加速度逐漸增大，M始終和小車(chē)保持相對(duì)靜止，當(dāng)加速度增加到2a時(shí)(　　) A．橫桿對(duì)M的摩擦力增加到原來(lái)的2倍 B．橫桿對(duì)M的彈力不變 C．細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角增加到原

3、來(lái)的2倍 D．細(xì)線(xiàn)的拉力增加到原來(lái)的2倍 解析：對(duì)m有Fsinθ＝ma，F(xiàn)cosθ＝mg. 對(duì)M有Ff－Fsinθ＝Ma，　FN＝Mg＋Fcosθ. 解得摩擦力Ff＝(M＋m)a，F(xiàn)N＝(M＋m)g，a＝gtanθ，可判斷，A、B正確． 答案：AB 圖10－3 3．(多選題)[xx·浙江省溫州十校聯(lián)考]如圖10－3所示，在光滑水平面上有一靜止小車(chē)，小車(chē)質(zhì)量為M＝5 kg，小車(chē)上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1 kg的木塊，木塊和小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，用水平恒力F拉動(dòng)小車(chē)，下列關(guān)于木塊的加速度am和小車(chē)的加速度aM，可能正確的有(　　) A．a(chǎn)m＝1 m/s2, aM＝1 m

4、/s2 B．a(chǎn)m＝1 m/s2, aM＝2 m/s2 C．a(chǎn)m＝2 m/s2, aM＝4 m/s2 D．a(chǎn)m＝3 m/s2, aM＝5 m/s2 解析：對(duì)上面的木塊受力分析，在水平方向只可能有摩擦力，因此其加速度a＝≤＝μg＝2 m/s2，D錯(cuò)．若小車(chē)和物塊加速度不相等，則摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，則有木塊加速度a＝＝＝μg＝2 m/s2，B錯(cuò)．若二者沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則加速度相等且加速度小于μg＝2 m/s2A對(duì)．若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則木塊加速度a＝μg＝2 m/s2，小車(chē)加速度大于木塊加速度，C對(duì)． 答案：AC 4．[xx·四川省成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校月考]如圖10－4甲所示，當(dāng)A、B兩物塊放在光滑

5、的水平面上時(shí)，用水平恒力F作用于A(yíng)的左端，使A、B一起向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a1，A、B間的相互作用力的大小為N1.如圖乙所示，當(dāng)A、B兩物塊放在固定光滑斜面上時(shí)，此時(shí)在恒力F作用下沿斜面向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a2，A、B間的相互作用力的大小為N2，則有關(guān)a1、a2和N1、N2的關(guān)系正確的是(　　) 甲　乙 圖10－4 A．a(chǎn)1＞a2，N1＞N2　　　　 B．a(chǎn)1＞a2，N1＜N2 C．a(chǎn)1＝a2，N1＝N2 D．a(chǎn)1＞a2，N1＝N2 解析：對(duì)于圖甲，根據(jù)牛頓第二定律，整體加速度a1＝，對(duì)B隔離分析，A對(duì)B的作用力N1＝mBa2＝；對(duì)于圖乙，由牛頓第

6、二定律，整體的加速度a2＝＝－gsinθ，對(duì)B隔離分析，有：N2－mBgsinθ＝mBa2，解得：N2＝.知a1>a2，N1＝N2.故D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 答案：D 圖10－5 5．[xx·浙江省溫州十校聯(lián)考]質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體用一個(gè)未發(fā)生形變的彈簧連接，如圖10－5所示，讓它們從高處同時(shí)自由下落，則下落過(guò)程中彈簧發(fā)生的形變是(不計(jì)空氣阻力)(　　) A．若m1＞m2，則彈簧將被壓縮 B．若m1＜m2，則彈簧將被拉長(zhǎng) C．只有m1＝m2，彈簧才會(huì)保持原長(zhǎng) D．無(wú)論m1和m2為何值，彈簧長(zhǎng)度均不變 解析：假設(shè)彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)，則m1受到向下的彈力和自身重力，加速度

7、a＝>g，而m2受到向上的彈力和自身重力，加速度a＝g，二者加速度不相等，不可能保持穩(wěn)定，因此不可能壓縮．所以無(wú)論m1和m2為何值，彈簧長(zhǎng)度均不變，D對(duì)． 答案：D 圖10－6 6．直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖10－6所示．設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的二次方成正比，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中箱子始終保持圖示姿態(tài)．在箱子下落過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒(méi)有壓力 B

8、．箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大 C．箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大 D．若下落距離足夠長(zhǎng)，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來(lái)” 解析：對(duì)箱子(包括箱內(nèi)物體)有Mg－kv2＝Ma，對(duì)箱內(nèi)物體有mg－FN＝ma，由以上兩式可得，隨著速度的增大，F(xiàn)N增大．當(dāng)a＝0時(shí)FN達(dá)到最大FNmax＝mg，綜上所述，C正確． 答案：C 圖10－7 7．(多選題)如圖10－7所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長(zhǎng)為12 m的豎立在地面上的鋼管往下滑．已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60 kg，他從鋼管頂端由靜止開(kāi)始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零．如

9、果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑的總時(shí)間為3 s，g取10 m/s2，那么該消防隊(duì)員(　　) A．下滑過(guò)程中的最大速度為4 m/s B．加速與減速過(guò)程的時(shí)間之比為1∶2 C．加速與減速過(guò)程中所受摩擦力大小之比為1∶7 D．加速與減速過(guò)程的位移之比為1∶4 解析：a1t1＝vmax＝a2t2，利用a1＝2a2得t1∶t2＝1∶2，B正確；下滑的最大速度vmax＝2＝＝8 m/s，A錯(cuò)誤； 加速過(guò)程中有mg－Ff1＝ma1，減速過(guò)程中有Ff2－mg＝ma2，而a1＝8 m/s2，a2＝4 m/s2，所以Ff1∶Ff2＝1∶7，C正確；加速過(guò)程與減速過(guò)程的平均速度相等，則其位移

10、x1＝ t1，x2＝ t2，x1∶x2＝t1∶t2＝1∶2，D錯(cuò)誤． 答案：BC B組　能力提升 8．(多選題)[xx·四川省瀘州市天立學(xué)校]如圖10－8所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，小球被水平擋板P托住使彈簧長(zhǎng)度恰為自然長(zhǎng)度(小球與擋板不粘連)，然后使擋板P以恒定的加速度a(a

11、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得mg－kx＝ma，x＝at2，解得t＝ ，A正確；小球速度最大時(shí)合力為零，x＝，D正確． 答案：AD 圖10－9 9．[xx·北京師范大學(xué)附中月考]粗糙水平面上放有P、Q兩個(gè)木塊，它們的質(zhì)量依次為m1、m2，與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)依次為μ1、μ2.分別對(duì)它們施加水平拉力F，它們的加速度a隨拉力F變化的規(guī)律如圖10－9所示．下列判斷正確的是(　　) A．m1>m2，μ1>μ2 B．m1>m2，μ1<μ2 C．m1μ2 D．m1

12、，結(jié)合加速度a隨拉力F變化的圖象，a-F斜率代表，圖象Q的斜率大，即m1>m2，縱軸的截距是－μg，把圖象延長(zhǎng)得到縱軸截距如圖10－10，Q截距絕對(duì)值大說(shuō)明μ2>μ1，故B對(duì)． 答案：B 10．如圖10－11甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開(kāi)始計(jì)時(shí)，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v-t圖象(以地面為參考系)如圖10－11乙所示．已知v2＞v1，則(　　) 甲　　　　　　　　　　　　　乙 圖10－11 A．t2時(shí)刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大 B．t2時(shí)刻，小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距

13、離達(dá)到最大 C．0～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D．0～t3時(shí)間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用 解析：本題考查受力分析、牛頓第二定律和速度圖象，意在考查考生應(yīng)用牛頓第二定律并結(jié)合v-t圖象分析傳送帶模型的能力．小物塊對(duì)地速度為零時(shí)，即t1時(shí)刻，向左離開(kāi)A處最遠(yuǎn)．t2時(shí)刻，小物塊相對(duì)傳送帶靜止，此時(shí)不再相對(duì)傳送帶滑動(dòng)，所以從開(kāi)始到此刻，它相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離最大.0～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，方向始終向右，大小不變．t2時(shí)刻以后相對(duì)傳送帶靜止，故不再受摩擦力作用，B正確． 答案：B 圖10－12 11．[xx·江蘇省淮安市楚州中學(xué)測(cè)試

14、]如圖10－12所示，質(zhì)量M＝4 kg的小車(chē)放在光滑的水平面上，在小車(chē)左端加一水平推力F＝6 N，當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到2 m/s時(shí)，在小車(chē)前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)、質(zhì)量m＝1 kg的小物塊，物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，小車(chē)足夠長(zhǎng)．(g取10 m/s2)，求 (1)放上小物塊后，小物塊及小車(chē)的加速度各為多大？ (2)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？ (3)從小物塊放上小車(chē)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)t＝3 s小物塊通過(guò)的位移大小為多少？ 解析：(1)物塊的加速度am＝μg＝2 m/s2 小車(chē)的加速度aM＝＝1 m/s2 (2)由amt1＝v0＋aMt1 得t1＝2 s (3)在開(kāi)始2

15、 s內(nèi)小物塊的位移s1＝amt＝4 m 2 s末的速度v＝amt1＝4 m/s 在接下來(lái)的1 s物塊與小車(chē)相對(duì)靜止，一起做加速運(yùn)動(dòng) 且加速度a＝＝1.2 m/s2 這1 s內(nèi)的位移s2＝vt＋at＝4.6 m 通過(guò)的總位移s＝s1＋s2＝8.6 m. 答案：(1)2 m/s2　1 m/s2　(2)2 s　(3)8.6 m 圖10－13 12．[xx·大慶市質(zhì)量檢測(cè)]如圖10－13所示，A、B是兩個(gè)質(zhì)量均為m＝1 kg的小球，兩球由長(zhǎng)L＝4 m的輕桿相連組成系統(tǒng)．水平面上的P、Q兩點(diǎn)間是一段長(zhǎng)度為4.5 m粗糙平面，其余部分表面光滑，球A、B與PQ段間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.

16、2.最初，A和B分別靜止在P點(diǎn)兩側(cè)，離P點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)/2.球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿質(zhì)量．現(xiàn)對(duì)B球施加一水平向右F＝4 N的拉力，取g＝10 m/s2，求： (1)A球經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的速度大小； (2)若當(dāng)A球經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)立即撤去F，最后A、B球靜止，A球靜止時(shí)與Q點(diǎn)的距離． 解析：(1)設(shè)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為a1，由牛頓第二定律有 F－μmg＝2ma1 解得a1＝1 m/s2 設(shè)A球經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度為v1，則 v＝2a1(L/2) 得v1＝2 m/s. (2)設(shè)A、B在P、Q間做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小為a2，則有2μmg＝2ma2 a2＝μg＝2 m/s2 當(dāng)A球經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)

17、拉力F撤去，但系統(tǒng)將繼續(xù)滑行，設(shè)當(dāng)B到達(dá)Q時(shí)滑行的距離為x1，速度為v2，則有x1＝xPQ－L＝0.5 m 由v－v＝－2a2x1 解得v2＝ m/s 因?yàn)関2>0，故知B球?qū)⑼ㄟ^(guò)Q點(diǎn)，做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)加速度大小為a3. 則有μmg＝2ma3 a3＝1 m/s2 設(shè)系統(tǒng)繼續(xù)滑行x2后靜止，則有0－v＝－2a3x2 可得x2＝1 m 即A球靜止時(shí)與Q點(diǎn)的距離Δx＝xPQ－x1－x2＝3 m 答案：(1)2 m/s　(2)3 m 13．小球在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它將受到流體阻礙運(yùn)動(dòng)的粘滯阻力．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球相對(duì)流體的速度不太大時(shí)，粘滯阻力F＝6πηvr，式中r為小球的半徑，v為

18、小球相對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的速度，η為粘滯系數(shù)，由液體的種類(lèi)和溫度而定，現(xiàn)將一個(gè)半徑r＝1.00 mm的鋼球，放入常溫下的甘油中，讓它下落，已知鋼球的密度ρ＝8.5×103 kg/m3，常溫下甘油的密度ρ0＝1.3×103 kg/m3，甘油的粘滯系數(shù)η＝0.80(g取10 m/s2)． (1)鋼球從靜止釋放后，在甘油中做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？ (2)當(dāng)鋼球的加速度a＝g/2時(shí)，它的速度多大？ (3)鋼球在甘油中下落的最大速度vm是多少？ 解析：(1)鋼球在甘油中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增加鋼球受的粘滯阻力增加，而導(dǎo)致鋼球受的合外力減小，所以加速度減小，最終加速度為零，鋼球勻速運(yùn)動(dòng)．

19、(2)鋼球向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受浮力：F浮＝ρ0gV球粘滯阻力F和重力mg，由牛頓第二定律得：mg－F?。璅＝ma 即：ρV球g－ρ0V球g－6πηvr＝ρV球 代入數(shù)值解得：v＝8.2×10－3 m/s. (3)鋼球達(dá)最大速度時(shí)加速度為零則： ρV球g－ρ0V球g－6πηvmr＝0 代入數(shù)值解得：vm＝2×10－2 m/s. 答案：(1)加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速運(yùn)動(dòng) (2)8.2×10－3 m/s　(3)2×10－2 m/s C組　難點(diǎn)突破 14．(多選題)[xx·豫東、豫北十校聯(lián)考三]如圖10－14所示， 圖10－14 沿平直公路行駛的小車(chē)內(nèi)有一傾角為θ＝37°的粗

20、糙固定斜面，上面放一物塊，當(dāng)小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)物塊與斜面始終保持相對(duì)靜止，若物塊受到的摩擦力與支持力相等，則小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(sin37°＝0.6，重力加速度為g)(　　) A．向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為g B．向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為g C．向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為7g D．向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為7g 解析： 圖10－15 若物塊受到的摩擦力沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律得 f－mgsinθ＝macosθ mgcosθ－FN＝masinθ 依題意知FN＝f，聯(lián)立解得a＝g，方向水平向右，故A錯(cuò)，B正確；同理可得物塊受到的摩擦力沿斜面向下時(shí)，a＝7g，方向水平向左，故C錯(cuò)，D正確． 答案：BD