高考物理一輪復(fù)習(xí) 3-2牛頓運動定律的應(yīng)用同步檢測試題

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

2、，大小一定相等，B選項錯；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選項錯，D選項正確． 答案：D 圖10－2 2．(多選題)如圖10－2所示，bc為固定在車上的水平橫桿，物塊M串在桿上，靠摩擦力保持相對桿靜止，M又通過細(xì)線懸吊著一個小鐵球m，此時小車正以大小為a的加速度向右做勻加速直線運動，而M、m均相對小車靜止，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，小車的加速度逐漸增大，M始終和小車保持相對靜止，當(dāng)加速度增加到2a時(　　) A．橫桿對M的摩擦力增加到原來的2倍 B．橫桿對M的彈力不變 C．細(xì)線與豎直方向的夾角增加到原

3、來的2倍 D．細(xì)線的拉力增加到原來的2倍 解析：對m有Fsinθ＝ma，F(xiàn)cosθ＝mg. 對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，小車質(zhì)量為M＝5 kg，小車上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1 kg的木塊，木塊和小車間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，用水平恒力F拉動小車，下列關(guān)于木塊的加速度am和小車的加速度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．若小車和物塊加速度不相等，則摩擦力為滑動摩擦力，則有木塊加速度a＝＝＝μg＝2 m/s2，B錯．若二者沒有相對運動，則加速度相等且加速度小于μg＝2 m/s2A對．若發(fā)生相對運動，則木塊加速度a＝μg＝2 m/s2，小車加速度大于木塊加速度，C對． 答案：AC 4．[xx·四川省成都外國語學(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，用水平恒力F作用于A的左端，使A、B一起向右做勻加速直線運動時的加速度大小為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，此時在恒力F作用下沿斜面向上做勻加速直線運動時的加速度大小為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：對于圖甲，根據(jù)牛頓第二定律，整體加速度a1＝，對B隔離分析，A對B的作用力N1＝mBa2＝；對于圖乙，由牛頓第

6、二定律，整體的加速度a2＝＝－gsinθ，對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的兩個物體用一個未發(fā)生形變的彈簧連接，如圖10－5所示，讓它們從高處同時自由下落，則下落過程中彈簧發(fā)生的形變是(不計空氣阻力)(　　) A．若m1＞m2，則彈簧將被壓縮 B．若m1＜m2，則彈簧將被拉長 C．只有m1＝m2，彈簧才會保持原長 D．無論m1和m2為何值，彈簧長度均不變 解析：假設(shè)彈簧長度變長，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．所以無論m1和m2為何值，彈簧長度均不變，D對． 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，且運動過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)．在箱子下落過程中，下列說法正確的是(　　) A.箱內(nèi)物體對箱子底部始終沒有壓力 B

8、．箱子剛從飛機(jī)上投下時，箱內(nèi)物體受到的支持力最大 C．箱子接近地面時，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時大 D．若下落距離足夠長，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來” 解析：對箱子(包括箱內(nèi)物體)有Mg－kv2＝Ma，對箱內(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，一名消防隊員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長為12 m的豎立在地面上的鋼管往下滑．已知這名消防隊員的質(zhì)量為60 kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時速度恰好為零．如

9、果他加速時的加速度大小是減速時的2倍，下滑的總時間為3 s，g取10 m/s2，那么該消防隊員(　　) A．下滑過程中的最大速度為4 m/s B．加速與減速過程的時間之比為1∶2 C．加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為1∶7 D．加速與減速過程的位移之比為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錯誤； 加速過程中有mg－Ff1＝ma1，減速過程中有Ff2－mg＝ma2，而a1＝8 m/s2，a2＝4 m/s2，所以Ff1∶Ff2＝1∶7，C正確；加速過程與減速過程的平均速度相等，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質(zhì)量為m的小球A，小球被水平擋板P托住使彈簧長度恰為自然長度(小球與擋板不粘連)，然后使擋板P以恒定的加速度a(a

11、牛頓第二定律和運動學(xué)規(guī)律得mg－kx＝ma，x＝at2，解得t＝ ，A正確；小球速度最大時合力為零，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兩個木塊，它們的質(zhì)量依次為m1、m2，與水平面的動摩擦因數(shù)依次為μ1、μ2.分別對它們施加水平拉力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，把圖象延長得到縱軸截距如圖10－10，Q截距絕對值大說明μ2>μ1，故B對． 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始計時，小物塊在傳送帶上運動的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時刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大 B．t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距

13、離達(dá)到最大 C．0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D．0～t3時間內(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．小物塊對地速度為零時，即t1時刻，向左離開A處最遠(yuǎn)．t2時刻，小物塊相對傳送帶靜止，此時不再相對傳送帶滑動，所以從開始到此刻，它相對傳送帶滑動的距離最大.0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，方向始終向右，大小不變．t2時刻以后相對傳送帶靜止，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)測試

14、]如圖10－12所示，質(zhì)量M＝4 kg的小車放在光滑的水平面上，在小車左端加一水平推力F＝6 N，當(dāng)小車向右運動的速度達(dá)到2 m/s時，在小車前端輕輕地放上一個大小不計、質(zhì)量m＝1 kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，小車足夠長．(g取10 m/s2)，求 (1)放上小物塊后，小物塊及小車的加速度各為多大？ (2)經(jīng)多長時間兩者達(dá)到相同的速度？ (3)從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t＝3 s小物塊通過的位移大小為多少？ 解析：(1)物塊的加速度am＝μg＝2 m/s2 小車的加速度aM＝＝1 m/s2 (2)由amt1＝v0＋aMt1 得t1＝2 s (3)在開始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 在接下來的1 s物塊與小車相對靜止，一起做加速運動 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]如圖10－13所示，A、B是兩個質(zhì)量均為m＝1 kg的小球，兩球由長L＝4 m的輕桿相連組成系統(tǒng)．水平面上的P、Q兩點間是一段長度為4.5 m粗糙平面，其余部分表面光滑，球A、B與PQ段間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.

16、2.最初，A和B分別靜止在P點兩側(cè)，離P點的距離均為L/2.球可視為質(zhì)點，不計輕桿質(zhì)量．現(xiàn)對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P點時系統(tǒng)的速度大?。? (2)若當(dāng)A球經(jīng)過P點時立即撤去F，最后A、B球靜止，A球靜止時與Q點的距離． 解析：(1)設(shè)系統(tǒng)開始運動時加速度為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P點時速度為v1，則 v＝2a1(L/2) 得v1＝2 m/s. (2)設(shè)A、B在P、Q間做勻減速運動時加速度大小為a2，則有2μmg＝2ma2 a2＝μg＝2 m/s2 當(dāng)A球經(jīng)過P點時

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 因為v2>0，故知B球?qū)⑼ㄟ^Q點，做勻減速直線運動，此時加速度大小為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球靜止時與Q點的距離Δx＝xPQ－x1－x2＝3 m 答案：(1)2 m/s　(2)3 m 13．小球在流體中運動時，它將受到流體阻礙運動的粘滯阻力．實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球相對流體的速度不太大時，粘滯阻力F＝6πηvr，式中r為小球的半徑，v為

18、小球相對流體運動的速度，η為粘滯系數(shù)，由液體的種類和溫度而定，現(xiàn)將一個半徑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)的運動？ (2)當(dāng)鋼球的加速度a＝g/2時，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)鋼球在甘油中運動過程中，開始時做加速運動，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，鋼球勻速運動．

19、(2)鋼球向下運動時受浮力：F?。溅?gV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動，最終做勻速運動 (2)8.2×10－3 m/s　(3)2×10－2 m/s C組　難點突破 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)小車做勻變速運動時物塊與斜面始終保持相對靜止，若物塊受到的摩擦力與支持力相等，則小車的運動狀態(tài)是(sin37°＝0.6，重力加速度為g)(　　) A．向左做勻加速運動，加速度大小為g B．向左做勻減速運動，加速度大小為g C．向右做勻加速運動，加速度大小為7g D．向右做勻減速運動，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，B正確；同理可得物塊受到的摩擦力沿斜面向下時，a＝7g，方向水平向左，故C錯，D正確． 答案：BD