2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 周測(cè)三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律(含解析)

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 周測(cè)三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律(含解析) 夯基提能卷③ 立足于練題型悟技法——保底分 (本試卷滿(mǎn)分95分) 一、選擇題(本題包括8小題,每小題6分,共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的.全部選對(duì)的得6分,選不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.如圖所示,在光滑水平面上以水平恒力F拉動(dòng)小車(chē)和木塊,讓它們一起做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng),若小車(chē)質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,加速度大小為a,木塊和小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.對(duì)于這個(gè)過(guò)程,某班同學(xué)有以下4個(gè)式子表達(dá)木塊受到的摩擦力的大小,你認(rèn)為一定正確的是(  )

2、 A.F-Ma B.(M+m)a C.μmg D.Ma 答案:A 解析:以小車(chē)和木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,由牛頓第二定律可得F=(M+m)a,以木塊為研究對(duì)象,有f=ma,以小車(chē)為研究對(duì)象,有F-f′=Ma,其中f′=f,故f=F-Ma,選項(xiàng)A正確.本題特別需要指出的是:由于小車(chē)和木塊間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),所以它們之間的摩擦力應(yīng)該是靜摩擦力. 2. 如圖所示,質(zhì)量為m0、傾角為θ的斜面體靜止在水平地面上,有一質(zhì)量為m的小物塊放在斜面上,輕推一下小物塊后,它沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng).若給小物塊持續(xù)施加沿斜面向下的恒力F,斜面體始終靜止,重力加速度大小為g.施加恒力F后,下列

3、說(shuō)法正確的是(  ) A.小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的加速度為 B.斜面體對(duì)地面的壓力大小等于(m+m0)g+Fsinθ C.地面對(duì)斜面體的摩擦力方向水平向左 D.斜面體對(duì)小物塊的作用力的大小和方向都變化 答案:A 解析:根據(jù)題述,小物塊沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng),摩擦力等于重力沿斜面向下的分力,可得μmgcosθ=mgsinθ,給小物塊持續(xù)施加沿斜面向下的恒力F,對(duì)小物塊,由牛頓第二定律有,F(xiàn)-μmgcosθ+mgsinθ=ma,聯(lián)立解得a=,選項(xiàng)A正確;小物塊沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)小物塊和斜面體整體受力分析,根據(jù)平衡條件可得,地面對(duì)斜面體的支持力等于斜面體和小物塊重力之和,大小為(m+m0

4、)g.給小物塊持續(xù)施加沿斜面向下的恒力F后,小物塊對(duì)斜面體的壓力和摩擦力均不變,即斜面體對(duì)小物塊的作用力的大小和方向都不變,地面對(duì)斜面體的摩擦力為零,斜面體對(duì)地面的壓力大小等于(m+m0)g,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤. 3. 如圖所示,A、B兩球完全相同,質(zhì)量均為m,用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在升降機(jī)天花板的O點(diǎn),兩球之間連著一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,已知重力加速度為g,當(dāng)升降機(jī)以加速度a=豎直向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),兩根細(xì)線之間的夾角為θ=60°,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中O、A間的細(xì)線被剪斷瞬間,下列關(guān)于A、B兩球的加速度的說(shuō)法正確的是(  ) A.A球的加速度大小為g,方向豎直向下 B.B球的加速度大小為g

5、,方向豎直向上 C.A球的加速度大小為g,方向斜向左下方 D.A球的加速度大小為g,方向沿OA方向 答案:C 解析: O、A間的細(xì)線被剪斷前,對(duì)小球A,受力分析如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律有F2cos30°-mg=ma,F(xiàn)2sin30°-F1=0,解得F1=kx=mg,在O、A間的細(xì)線被剪斷瞬間,F(xiàn)2突然消失,但F1不突變,所以A球有水平向左的加速度aAx==g,豎直向下的加速度aAy=g,則A球的加速度大小為aA==g,方向斜向左下方;而B(niǎo)球的加速度仍為a=,方向豎直向上,C正確. 4.如圖所示,A、B兩物體質(zhì)量均為m,疊放在輕質(zhì)彈簧上(彈簧下端固定于地面上),對(duì)A施加一豎

6、直向下、大小為F(F>2mg)的力,將彈簧再壓縮一段距離(彈簧始終處于彈性限度內(nèi))而處于平衡狀態(tài),現(xiàn)突然撤去力F,設(shè)兩物體向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B間的相互作用力大小為FN,不計(jì)空氣阻力,則關(guān)于FN的說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)(  ) A.剛撤去力F時(shí),F(xiàn)N= B.彈簧彈力大小為F時(shí),F(xiàn)N= C.A、B的速度最大時(shí),F(xiàn)N=2mg D.彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),F(xiàn)N=mg 答案:B 解析:對(duì)A施加一豎直向下、大小為F(F>2mg)的力,將彈簧再壓縮一段距離(彈簧始終處于彈性限度內(nèi))而處于平衡狀態(tài),彈簧彈力大小為F+2mg.剛撤去力F時(shí),A、B向上加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可得,a=,對(duì)A受力分析,

7、由牛頓第二定律有FN-mg=ma,解得FN=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.當(dāng)彈簧彈力大小為F時(shí),對(duì)A、B整體,由牛頓第二定律有,F(xiàn)-2mg=2ma1,隔離A,由牛頓第二定律有,F(xiàn)N-mg=ma1,解得FN=,選項(xiàng)B正確.A、B的速度最大時(shí),加速度為零,彈簧彈力大小為2mg,F(xiàn)N=mg,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A、B只受重力向上運(yùn)動(dòng),F(xiàn)N=0,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 5.(多選)如圖甲所示,質(zhì)量M=0.5 kg的木板靜止在光滑水平面上,質(zhì)量m=1 kg的物塊以初速度v0=4 m/s滑上木板的左端,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,在物塊滑上木板的同時(shí),給木板施加一水平向右的恒力F.當(dāng)恒力F取某一值時(shí),物塊在木

8、板上相對(duì)于木板滑動(dòng)的路程為s,給木板施加不同大小的恒力F,得到和F的關(guān)系圖象如圖乙所示,其中AB與橫軸平行,且AB段的縱坐標(biāo)為1 m-1,B點(diǎn)和C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)分別為a N、b N.將物塊視為質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小g=10 m/s2.則有(  ) A.BC段表示物塊最終從木板的右端離開(kāi) B.DE段表示物塊最終從木板的左端離開(kāi) C.a(chǎn)=1 D.b=2 答案:BC 解析:經(jīng)分析可知,AB段表示物塊從木板的右端離開(kāi),BC段表示物塊沒(méi)有離開(kāi)木板,DE段表示物塊從木板左端離開(kāi),故A錯(cuò)誤,B正確.B點(diǎn)表示物塊剛好滑到木板右端與木板相對(duì)靜止,由AB段可知木板的長(zhǎng)度

9、為l=1 m,物塊的加速度大小為a物=μg=2 m/s2,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t物塊與木板相對(duì)靜止,則有Δx=l=v0t=1 m,可得t=0.5 s,則木板的加速度大小為a木= m/s2=6 m/s2,對(duì)木板受力分析可得a木==6 m/s2,代入得Fa=1 N,C正確.C點(diǎn)表示物塊與木板剛好相對(duì)靜止時(shí)的最大外力,則有Fb=(M+m)μg=3 N,故D錯(cuò)誤. 6.如圖所示,套在水平直桿上質(zhì)量為m的小球開(kāi)始時(shí)靜止,現(xiàn)對(duì)小球沿桿方向施加恒力F0,垂直于桿方向施加豎直向上的力F,且F的大小始終與小球的速度成正比,即F=kv(圖中未標(biāo)出).已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未從桿上脫落,且F0>μm

10、g.下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)中的速度—時(shí)間圖象正確的是(  ) 答案:C 解析:開(kāi)始時(shí)小球所受支持力方向向上,隨著時(shí)間的增加,小球速度增大,F(xiàn)增大,則支持力減小,摩擦力減小,根據(jù)牛頓第二定律,可知這一階段小球的加速度增大.當(dāng)豎直向上的力F的大小等于小球重力的大小時(shí),小球的加速度最大.再往后豎直向上的力F的大小大于重力的大小,直桿對(duì)小球的彈力向下,F(xiàn)增大,則彈力增大,摩擦力增大,根據(jù)牛頓第二定律,小球的加速度減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),故C正確. 7. 一質(zhì)量為m=2.0 kg的木箱靜止在粗糙的水平地面上,木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,現(xiàn)對(duì)木箱施加一沿水平方向的大小隨

11、時(shí)間變化的拉力F,使木箱由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),測(cè)得0~2 s內(nèi)其加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖所示.已知重力加速度g=10 m/s2,下列關(guān)于木箱所受拉力F的大小和運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的圖象正確的是(  ) 答案:A 解析:在0~2 s內(nèi),木箱加速度由4 m/s2逐漸減小到0,由加速度圖象可得a=4-2t(m/s2),由牛頓第二定律得F-μmg=ma,可得F=12-4t(N),即在0~2 s內(nèi),A正確,B錯(cuò)誤;在0~2 s內(nèi),木箱速度增加4 m/s,2 s后木箱加速度為零,木箱的速度為4 m/s,C、D錯(cuò)誤. 8. (多選)如圖所示,某科研單位設(shè)計(jì)了一質(zhì)量為m的空間飛行器,飛行

12、器從地面起飛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力方向與水平方向的夾角α=60°,使飛行器恰沿與水平方向成θ=30°角的直線斜向右上方勻加速飛行,經(jīng)t時(shí)間后,將動(dòng)力的方向沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°,同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小,使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行,飛行器所受空氣阻力不計(jì),重力加速度大小為g,下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.加速時(shí)動(dòng)力的大小等于mg B.加速時(shí)加速度的大小為g C.減速時(shí)動(dòng)力的大小等于mg D.減速飛行t時(shí)間后速度為零 答案:BC 解析:畫(huà)出飛行器沿與水平方向成θ=30°角的直線斜向右上方勻加速飛行時(shí)的受力示意圖,如圖1所示,由圖中幾何關(guān)系可知F合=mg,由mgcos30°=,可得加速時(shí)

13、動(dòng)力的大小F=mg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;畫(huà)出飛行器沿原方向勻減速飛行時(shí)的受力示意圖,如圖2所示,由sin60°=,可得減速時(shí)動(dòng)力的大小F′=mg,選項(xiàng)C正確;加速飛行t時(shí)間后的速度為v=at=gt,減速飛行時(shí)的合外力大小為mgcos60°=,減速飛行時(shí)的加速度大小為,減速飛行2t時(shí)間后速度為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 二、非選擇題(本題包括4小題,共47分) 9.(8分)如圖甲所示,力傳感器A與計(jì)算機(jī)(未畫(huà)出)相連接,可獲得拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律.將力傳感器固定在水平桌面上,測(cè)力端通過(guò)輕質(zhì)細(xì)繩與一滑塊相連,調(diào)節(jié)力傳感器高度使細(xì)繩水平,滑塊放在較長(zhǎng)的小車(chē)上,滑塊的質(zhì)量m=1.5 kg,小車(chē)的質(zhì)量M=

14、1.65 kg.一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪,其一端連接小車(chē),另一端系一只空砂桶,調(diào)節(jié)滑輪使桌面上部細(xì)繩水平,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)打開(kāi)力傳感器,同時(shí)緩慢向砂桶里倒入砂子,當(dāng)小車(chē)剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),立即停止倒砂子.若力傳感器采集的F-t圖象如圖乙所示,重力加速度g=10 m/s2,則: (1)滑塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____________;若忽略小車(chē)與水平桌面間的摩擦,滑塊從小車(chē)上滑落前,小車(chē)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=________________m/s2. (2)若實(shí)驗(yàn)中力傳感器測(cè)力端與滑塊間的細(xì)繩不水平,左端略高一些,由此而引起動(dòng)摩擦因數(shù)μ的測(cè)量結(jié)果________(選填“

15、偏大”或“偏小”). 答案:(1)0.2(3分) 0.25(3分) (2)偏小(2分) 解析:(1)結(jié)合題圖乙可知,滑塊與小車(chē)間的最大靜摩擦力fmax=3.5 N,此時(shí)砂桶及所裝砂子的總重力m0g=fmax,解得:m0=0.35 kg.小車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)與滑塊間的滑動(dòng)摩擦力f=3.0 N,由f=μmg,解得:μ=0.2;對(duì)砂桶、砂子、小車(chē)組成的整體,根據(jù)牛頓第二定律得:m0g-f=(M+m0)a,解得:a=0.25 m/s2.(2)若力傳感器測(cè)力端與滑塊間的細(xì)繩不水平,左端略高一些,導(dǎo)致壓力減小,則滑動(dòng)摩擦力偏小,因此動(dòng)摩擦因數(shù)μ的測(cè)量結(jié)果偏?。? 10.(8分)用圖甲的裝置“驗(yàn)證牛頓第二定律”

16、時(shí)有兩個(gè)“巧妙”的設(shè)計(jì),一是要求小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和;二是對(duì)小車(chē)要進(jìn)行“平衡摩擦力”操作. 回答下列問(wèn)題: (1)實(shí)驗(yàn)要求“小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量之和”的目的是__________________________________________________________ ______________________________________________________. (2)對(duì)小車(chē)進(jìn)行“平衡摩擦力”操作時(shí),下列必須進(jìn)行的是________(填字母序號(hào)). A.取下砂和砂桶 B.在空砂桶的牽引下,輕推一下小車(chē),小車(chē)能做勻速直線運(yùn)動(dòng) C.小車(chē)拖著穿

17、過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)斷開(kāi) D.把長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊起適當(dāng)高度 (3)在滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)條件下,某同學(xué)得到了如圖乙的圖線(M為小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量),圖線在縱軸上截距不為零的原因是_________________________________________________________. 答案:(1)繩的拉力(近似)等于砂和砂桶的重力之和[小車(chē)所受的合外力(近似)等于砂和砂桶重力之和](3分) (2)AD(選不全的不給分)(3分) (3)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大(平衡摩擦力過(guò)度)(2分) 解析:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,只有“小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量之和”才

18、能認(rèn)為繩的拉力等于砂和砂桶的重力之和.(2)平衡摩擦力時(shí)應(yīng)該取下砂和砂桶,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)該開(kāi)啟,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;把長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊起適當(dāng)高度,用來(lái)平衡摩擦力,選項(xiàng)D正確.(3)圖線在縱軸上截距不為零的原因是平衡摩擦力過(guò)度. 11.(15分)如圖所示,水平地面上有三個(gè)質(zhì)量均為m=1 kg的小物塊A、B、C,A、B間用一根輕繩水平相連.一水平恒力F作用于A上,使三物塊以相同加速度運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后撤去F.已知B與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5,A和C與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2=0.2,若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10 m

19、/s2.求: (1)F的最大值; (2)從撤去F到三物塊停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,B受到的摩擦力. 解析:(1)B、C恰好要相對(duì)滑動(dòng)時(shí) 對(duì)C:μ1mg-μ2(m+m)g=ma(3分) 解得a=1 m/s2(1分) 由題意知,A、B、C相對(duì)靜止時(shí),F(xiàn)有最大值Fmax 對(duì)A、B、C整體:Fmax-μ2(m+m+m)g=3ma(2分) 解得Fmax=9 N(1分) (2)撤去F后,設(shè)B、C相對(duì)靜止 對(duì)A、B、C整體:μ2(m+m+m)g=3ma′(2分) 解得a′=2 m/s2(1分) 對(duì)C:μ2(m+m)g-fBC=ma′(2分) 解得fBC=2 N≤fBm=μ1mg=5 N

20、(2分) 故假設(shè)成立,由牛頓第三定律可知,B受到的摩擦力為2 N,方向水平向左(1分) 12.(16分)如圖甲所示,“”形木塊放在光滑水平地面上,木塊水平表面AB粗糙,BC光滑且與水平面夾角為θ=37°.木塊右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器,當(dāng)力傳感器受壓時(shí),其示數(shù)為正值;當(dāng)力傳感器被拉時(shí),其示數(shù)為負(fù)值.一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的滑塊從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,傳感器記錄到的力和時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2).求: (1)斜面BC的長(zhǎng)度s; (2)滑塊與木塊AB表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ. 解析:(1)分析滑塊受力,

21、由牛頓第二定律得 a1=gsinθ=6 m/s2(4分) 通過(guò)題圖乙可知滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1=1 s(1分) 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得斜面BC的長(zhǎng)度為s=a1t=3 m(3分) (2)由答圖可知 滑塊對(duì)斜面的壓力N1′=mgcosθ(1分) 木塊對(duì)傳感器的壓力 F′1=F1=N′1sinθ(2分) 由題圖乙可知:F1=12 N 解得m=2.5 kg(1分) 滑塊在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí) 傳感器對(duì)木塊的拉力F2=f′=μmg=5 N(3分) μ==0.2(1分) 探究創(chuàng)新卷③ 著眼于練模擬悟規(guī)范——爭(zhēng)滿(mǎn)分 (本試卷滿(mǎn)分95分) 一、選擇題(本題包括8小題,每小題6分

22、,共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的.全部選對(duì)的得6分,選不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1. 如圖所示,三個(gè)物體質(zhì)量分別為m1=1.0 kg、m2=2.0 kg、m3=3.0 kg,已知斜面上表面光滑,斜面傾角θ=30°,m1和m2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8.不計(jì)繩和滑輪的質(zhì)量及摩擦.初始用外力使整個(gè)系統(tǒng)靜止,當(dāng)撤掉外力時(shí),m2將(g取10 m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(  ) A.和m1一起沿斜面下滑 B.和m1一起沿斜面上滑 C.相對(duì)于m1上滑 D.相對(duì)于m1下滑 答案:D 解析:假設(shè)m1和m2

23、保持相對(duì)靜止,對(duì)整體分析,整體的加速度a==2.5 m/s2.對(duì)m2分析,根據(jù)牛頓第二定律得f-m2gsin30°=m2a,解得f=m2gsin30°+m2a=15 N,最大靜摩擦力fm=μm2gcos30°=8 N,可知f>fm,則m2的加速度應(yīng)小于m1的加速度,m2相對(duì)于m1下滑,故D正確. 2.如圖甲所示,一根質(zhì)量分布均勻的粗繩AB長(zhǎng)為l,在水平恒力F的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng).繩上距A端x處的張力FT與x的關(guān)系如圖乙所示(F和l為已知量).下列說(shuō)法正確的是(  ) A.粗繩一定不受摩擦力作用 B.若只增大恒力F,則FT-x直線斜率的絕對(duì)值變大 C.若已知粗繩的質(zhì)量,則可求出粗繩運(yùn)

24、動(dòng)的加速度 D.若已知粗繩運(yùn)動(dòng)的加速度,則可求出粗繩的質(zhì)量 答案:B 解析:從設(shè)題內(nèi)容不能確定粗繩是否受摩擦力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)粗繩的質(zhì)量為m,加速度為a,與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,以距A端x處的后面一段繩為研究對(duì)象有FT-μmg=ma,即FT=-x+(μmg+ma)或FT=-x+F,若只增大恒力F,則FT-x直線斜率的絕對(duì)值變大,選項(xiàng)B正確;因粗繩的質(zhì)量m、加速度a、與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均未知,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 3.[2019·河南開(kāi)封模擬]以初速度v豎直向上拋出一小球,小球所受空氣阻力與速度的大小成正比,下列圖象中,能正確反應(yīng)小球從拋出到落回原處的過(guò)程中速度隨時(shí)間變化情況的是(  )

25、 答案:D 解析:設(shè)小球所受的阻力f=kv,小球的質(zhì)量為m,則在小球上升的過(guò)程中有mg+f=ma,得a=g+,由于上升過(guò)程中小球的速度越來(lái)越小,小球的加速度a也越來(lái)越小,故v-t圖象的斜率的絕對(duì)值越來(lái)越小,A、B錯(cuò)誤;在下落過(guò)程中有a=g-,下落過(guò)程中小球的速度越來(lái)越大,故小球的加速度越來(lái)越小,則v-t圖象的斜率的絕對(duì)值越來(lái)越小,選項(xiàng)C圖象的斜率的絕對(duì)值越來(lái)越大,C錯(cuò)誤、D正確. 4.[2019·廣州深圳中學(xué)模擬](多選)如圖所示,甲圖為光 滑水平桌面上質(zhì)量為M的物體,用輕繩通過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的物體相連,m所受重力為5 N;乙圖為同一物體M在光滑水平桌面上用輕繩通過(guò)定滑輪施

26、加豎直向下的拉力F,拉力F的大小也是5 N,開(kāi)始時(shí)M距桌邊的距離相等,則(  ) A.M到達(dá)桌邊時(shí)的速度相等,所用的時(shí)間也相等 B.甲圖中M到達(dá)桌邊用的時(shí)間較長(zhǎng),速度較小 C.甲圖中M到達(dá)桌邊時(shí)的動(dòng)能較大,所用時(shí)間較短 D.乙圖中繩子受到的拉力較大 答案:BD 解析:將題圖甲的兩個(gè)物體整體作為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得aM=;對(duì)題圖乙的M分析有a′M=.因x=at2,v2=2ax,且aM

27、. 5.[2019·四川達(dá)州一診]在兩個(gè)足夠長(zhǎng)的固定的相同斜面體上(其斜面光滑),分別有如圖所示的兩套裝置(斜面體B的上表面水平且光滑,長(zhǎng)方體D的上表面與斜面平行且光滑,P是固定在B、D上的擋板,完全相同的兩只彈簧一端固定在P上,另一端分別連在A和C上,在A與B、C與D分別保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)沿斜面自由下滑的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.兩彈簧都處于拉伸狀態(tài) B.兩彈簧都處于壓縮狀態(tài) C.彈簧L1處于壓縮狀態(tài),彈簧L2處于原長(zhǎng) D.彈簧L1處于拉伸狀態(tài),彈簧L2處于壓縮狀態(tài) 答案:C 解析:A與B保持相對(duì)靜止,則二者沿斜面向下的加速度是相等的,設(shè)它們的總質(zhì)量為M,則Ma=

28、Mgsinα,所以a=gsinα;同理,若以C、D為研究對(duì)象,則它們共同的加速度大小也是gsinα.以A為研究對(duì)象,A受到重力、斜面體B對(duì)其豎直向上的支持力,兩力的合力的方向在豎直方向上,由于A在水平方向的加速度ax=acosα=gsinαcosα,該加速度由水平方向彈簧對(duì)其的彈力提供,所以彈簧L1處于壓縮狀態(tài);以C為研究對(duì)象,C受到重力、斜面的支持力,合力的大小F合=mgsinα,C受到的重力、斜面的支持力作用,加速度為a=gsinα,即C不受彈簧的彈力,所以彈簧L2處于原長(zhǎng)狀態(tài).故選項(xiàng)C正確. 6.(多選)如圖所示,物體A、B、C放在光滑水平面上并用細(xì)繩a、b連接,拉力F作用在A上,使三

29、物體在水平面上運(yùn)動(dòng),若在B上放一小物體D,D隨B一起運(yùn)動(dòng),且原來(lái)的拉力F保持不變,那么加上D后兩繩中拉力的變化是(繩a中拉力大小用Ta表示,繩b中拉力大小用Tb表示)(  ) A.Ta變大 B.Tb變大 C.Ta變小 D.Tb變小 答案:AD 解析:在放置D之前,以整體為研究對(duì)象有F=(mA+mB+mC)a1,以C為研究對(duì)象有Tb1=mCa1,故有Tb1=,以B、C為研究對(duì)象有Ta1=(mB+mC)a1=,在放置D之后,以整體為研究對(duì)象有F=(mA+mB+mC+mD)a2,得a2=,以C為研究對(duì)象有Tb2=mCa2=,以B、C和D為研究對(duì)象有Ta2=(mB+mC+mD)a2=,

30、顯然Ta2>Ta1,Tb2

31、頓第二定律得,對(duì)B有mg-F=ma,對(duì)A有F-mAgsinθ=mAa,聯(lián)立得a=.不能根據(jù)圖象求出A的質(zhì)量mA,故A錯(cuò)誤.當(dāng)a=0時(shí),m=m0=mAsinθ,mA未知,不能求出m0,故B錯(cuò)誤.若θ已知,m=0時(shí),a=a2=-gsinθ,故C正確.若θ未知,由以上可知a=,當(dāng)m→∞時(shí),a=a1=g,故D正確. 8.[2019·四川宜賓診斷](多選)如圖所示,表面粗糙、質(zhì)量M=2 kg的木板,t=0時(shí)在水平恒力F的作用下從靜止開(kāi)始沿水平面向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=2.5 m/s2,t=0.5 s時(shí),將一個(gè)質(zhì)量m=1 kg的小鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放在木板最右端,鐵塊從木板上掉下時(shí)

32、速度是木板速度的一半,已知鐵塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,木板和地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.25,(g取10 m/s2),則(  ) A.水平恒力F的大小為10 N B.鐵塊放在木板上后,木板的加速度為2 m/s2 C.鐵塊在木板上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1 s D.木板的長(zhǎng)度為1.625 m 答案:AC 解析:開(kāi)始時(shí)木板在水平方向受到拉力與摩擦力,由牛頓第二定律可得F=Ma+μ2Mg=10 N,故A正確;鐵塊放在木板上后,木板在水平方向受到拉力、水平面的摩擦力以及鐵塊對(duì)木板的摩擦力,由牛頓第二定律可得Ma′=F-μ2(M+m)g-μ1mg,代入數(shù)據(jù)解得a′=0.75 m/s2,故B

33、錯(cuò)誤;小鐵塊無(wú)初速度地放在木板最右端時(shí)木板的速度v=at=1.25 m/s,鐵塊的加速度為a″=μ1g=1 m/s2,設(shè)鐵塊從木板掉落時(shí)所用的時(shí)間為t′,則v+a′t′=2a″t′,代入數(shù)據(jù)解得t′=1 s,故C正確;這段時(shí)間內(nèi)鐵塊相對(duì)于木板滑動(dòng)的距離為L(zhǎng)=vt′+a′t′2-a″t′2,代入數(shù)據(jù)解得L=1.125 m,故D錯(cuò)誤. 二、非選擇題(本題包括4小題,共47分) 9. (8分)現(xiàn)要測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上,另一端抬起一定高度構(gòu)成斜面;木板上有一滑塊,其后端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上,連接頻

34、率為50 Hz的交流電源.接通電源后,從靜止釋放滑塊,滑塊帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)跡. (1)圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6是實(shí)驗(yàn)中選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),2、3和5、6計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)求出滑塊的加速度a=________m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字). (2)已知木板的長(zhǎng)度為L(zhǎng),為了求出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),還應(yīng)測(cè)量的物理量是________. A.滑塊到達(dá)斜面底端的速度v B.滑塊的質(zhì)量m C.滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t D.斜面高度h和底邊長(zhǎng)度x (3)設(shè)重力加速度為g,滑塊與木板間的動(dòng)摩

35、擦因數(shù)的表達(dá)式μ=________(用所需測(cè)物理量的字母表示). 答案:(1)2.51(3分) (2)D(2分) (3)(3分) 解析:(1)根據(jù)逐差法a== m/s2=2.51 m/s2. (2)設(shè)斜面傾角為θ,根據(jù)mgsinθ-μmgcosθ=ma,要想求出θ的正弦和余弦,需要知道斜面的高度h和底邊長(zhǎng)度x,選項(xiàng)D正確. (3)根據(jù)mg-μmg·=ma,解得μ=. 10.(9分)圖甲為“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖.圖中小車(chē)A的質(zhì)量為m1,連接在小車(chē)后的紙帶穿過(guò)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B,它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪且足夠長(zhǎng)的木板上,P的質(zhì)量為m2,C為力傳感器,

36、實(shí)驗(yàn)時(shí)改變P的質(zhì)量,讀出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F,不計(jì)繩與滑輪間的摩擦. (1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為_(kāi)_______(填“交”或“直”)流________V. (2)下列說(shuō)法正確的是________. A.一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板必須保持水平 B.實(shí)驗(yàn)中通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)來(lái)求解小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度 C.實(shí)驗(yàn)中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1 D.傳感器的示數(shù)始終為m2g (3)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出.由此可求得小車(chē)的加速度的大小是________m/s2.(交流電的頻率為50 Hz,結(jié)果保留二位有效數(shù)字) (

37、4)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測(cè)量得到的a-F圖象是圖丙中的________. 答案:(1)交 220(每空2分) (2)B(2分,多選不得分) (3)0.49(或0.50)(2分) (4)C(1分) 解析:本題考查探究加速度與物體質(zhì)量和物體受力的關(guān)系.(1)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為交流220 V.(2)該實(shí)驗(yàn)首先必須要平衡摩擦力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的點(diǎn),應(yīng)用“逐差法”來(lái)求小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度,選項(xiàng)B正確;由于該實(shí)驗(yàn)的這種連接方式,重物和小車(chē)的加速度不相同,小車(chē)在繩的拉力下加速運(yùn)動(dòng),由于一根細(xì)繩中的彈力大小處處相等,故測(cè)力計(jì)示數(shù)等于此拉力,因此

38、不需要用重物的重力來(lái)代替,故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;重物向下加速度運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律m2g-2F=m2a,解得F=m2(g-a),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx=aT2,有Δx=(3.39-2.89)×10-2 m=a×(0.1 s)2[或者Δx=(2.89-2.40)×10-2=a×(0.1 s)2],解得a=0.50 m/s2(或者0.49 m/s2).(4)若沒(méi)有平衡摩擦力,只有當(dāng)F增加到一定值時(shí),小車(chē)才可能加速運(yùn)動(dòng),則當(dāng)F≠0時(shí),a=0,所以可能是圖中的圖線C.故選項(xiàng)C正確. 11.(12分)為研究運(yùn)動(dòng)物體所受的空氣阻力,某研究小組的同學(xué)找來(lái)一個(gè)傾

39、角為θ、表面平整且足夠長(zhǎng)的斜面體和一個(gè)滑塊,并在滑塊上固定一個(gè)高度可升降的風(fēng)帆,如圖甲所示.讓帶有風(fēng)帆的滑塊從靜止開(kāi)始沿斜面下滑,下滑過(guò)程帆面與滑塊運(yùn)動(dòng)方向始終垂直.假設(shè)滑塊和風(fēng)帆總質(zhì)量為m.滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度g取10 m/s2,帆受到的空氣阻力與帆的運(yùn)動(dòng)速率成正比,即Ff=kv. (1)寫(xiě)出滑塊下滑的最大速度的表達(dá)式; (2)若m=3 kg,斜面傾角θ=37°,滑塊從靜止下滑的速度圖象如圖乙所示.圖中的斜線為t=0時(shí)v-t圖線的切線,由此求出μ、k的值.(sin37°=0.6,cos37°=0.8) 解析:(1)對(duì)滑塊和風(fēng)帆由牛頓第二定律有:mgsinθ-μm

40、gcosθ-kv=ma(3分) 當(dāng)a=0時(shí)速度最大,即vm=(2分) (2)由題圖乙可知,當(dāng)v=0時(shí),a0=gsinθ-μgcosθ=3 m/s2(3分) 解得μ=0.375(1分) 由vm==2 m/s(2分) 解得k=4.5 kg/s(1分) 12.(18分)如圖所示,質(zhì)量為M=3.0 kg的長(zhǎng)木板,其上表面光滑、下表面粗糙,放置于水平地面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊靜止放在長(zhǎng)木板的上表面.t=0時(shí)刻,給長(zhǎng)木板一個(gè)水平向右的初速度v0,同時(shí)對(duì)長(zhǎng)木板施加一個(gè)水平向左的恒力F,經(jīng)一段時(shí)間,滑塊從長(zhǎng)木板上掉下來(lái).已知長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,滑塊質(zhì)量m=0.5 kg,初始位置距長(zhǎng)

41、木板右端L2=0.14 m,v0=2 m/s,恒力F=8 N,重力加速度g=10 m/s2. (1)為使滑塊只能從長(zhǎng)木板右端滑出,其初始位置與長(zhǎng)木板左端的距離L1應(yīng)滿(mǎn)足什么條件? (2)若滑塊從長(zhǎng)木板右端滑出,求滑塊離開(kāi)長(zhǎng)木板時(shí),長(zhǎng)木板的速度大?。? 答案:(1)L1≥0.40 m (2)0.6 m/s 解析:(1)以長(zhǎng)木板為研究對(duì)象,向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得 F+μ(m+M)g=Ma1(3分) 解得a1=5 m/s2(2分) 則長(zhǎng)木板減速到零所經(jīng)歷的時(shí)間為t1==0.4 s(2分) 所經(jīng)過(guò)的位移s1==0.40 m(1分) 因?yàn)榛瑝K靜止不動(dòng),所以當(dāng)L1≥s1=0.40 m時(shí)滑塊將從長(zhǎng)木板右端滑出(3分) (2)長(zhǎng)木板向右運(yùn)動(dòng)到速度減為零后,開(kāi)始向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),摩擦力的方向改變,滑塊離開(kāi)長(zhǎng)木板時(shí),長(zhǎng)木板向左的位移為 s2=s1+L2=0.54 m(3分) 根據(jù)動(dòng)能定理有[F-μ(m+M)g]s2=Mv-0(3分) 解得滑塊滑離長(zhǎng)木板瞬間長(zhǎng)木板的速度為v2=0.6 m/s(1分)

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