2019-2020年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測(cè)試3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律（含解析）.doc

2019-2020年高考物理新一輪總復(fù)習(xí) 階段示范性測(cè)試3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律（含解析）本卷測(cè)試內(nèi)容：牛頓運(yùn)動(dòng)定律本試卷分為第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，共110分。測(cè)試時(shí)間90分鐘。第卷(選擇題，共50分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17小題，只有一個(gè)選項(xiàng)正確；第810小題，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。)1. 如果要測(cè)量國際單位制中規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量，應(yīng)該選用的儀器是()A. 米尺、彈簧測(cè)力計(jì)、秒表B. 量筒、天平、秒表C. 米尺、天平、秒表D. 米尺、電子測(cè)力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器解析：在國際單位制中規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量分別是長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間，要測(cè)量它們所使用的儀器應(yīng)分別為米尺、天平和秒表，故選項(xiàng)C正確。答案：C2. 為了節(jié)省能量，某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯。無人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖所示。那么下列說法中正確的是()A. 顧客始終受到三個(gè)力的作用B. 顧客始終處于超重狀態(tài)C. 顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D. 顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下解析：本題考查的是物體的受力分析，意在考查考生對(duì)牛頓第三定律、力的合成與受力分析等綜合知識(shí)點(diǎn)的理解能力。當(dāng)扶梯勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，顧客只受兩個(gè)力的作用，即重力和支持力，故A、B都不對(duì)；由受力分析可知，加速時(shí)顧客對(duì)扶梯有水平向左的摩擦力，故此時(shí)顧客對(duì)扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時(shí)沒有摩擦力，此時(shí)方向豎直向下，故選C。答案：C3. xx長(zhǎng)春一模下列說法正確的是()A. 當(dāng)物體沒有受到外力作用時(shí)，才有慣性，而物體受到外力作用時(shí)，就沒有了慣性B. 物體在粗糙的平面上減速滑行，初速度越大，滑行的時(shí)間越長(zhǎng)，說明慣性的大小與速度有關(guān)C. 物體慣性的大小取決于其質(zhì)量D. 物體慣性的大小與其質(zhì)量無關(guān)解析：慣性大小取決于物體質(zhì)量，和外力、速度無關(guān)，所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確。答案：C4. xx廣東湛江一模如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中，下列敘述正確的是()A. 小球的速度先減小后增大B. 小球的加速度先減小后增大C. 小球的加速度先增大后減小D. 在該過程的位移中點(diǎn)處小球的速度最大解析：小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中，當(dāng)mg>kx時(shí)，小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)mgkx時(shí)，小球的加速度等于零，速度達(dá)到最大；當(dāng)mg<kx時(shí)，小球做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)。故A、C錯(cuò)誤，B正確。小球速度最大處時(shí)mgkx1，x1，x1為彈簧的形變量，若小球從彈簧處由靜止釋放，到達(dá)最低點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，知加速度等于g，方向豎直向上，此時(shí)有kxmgmg，x，故此時(shí)速度最大處在該過程位移的中點(diǎn)處，若從某一高度下降，下降的更低，則x1不在該過程位移的中點(diǎn)處，故D錯(cuò)誤。答案：B5. xx安徽十校模擬如圖所示，吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量分別為m、3m、2m。B和C分別固定在彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計(jì)。B和C在吊籃的水平底板上處于靜止?fàn)顟B(tài)。將懸掛吊籃的輕繩剪斷的瞬間()A. 吊籃A的加速度大小為gB. 物體B的加速度大小為gC. 物體C的加速度大小為2gD. A、B、C的加速度大小都等于g解析：未剪斷輕繩時(shí)，彈簧彈力為3mg，輕繩剪斷的瞬間，彈簧彈力不變，物體B受力不變，加速度為零；對(duì)A和C，所受向下合力為F3mgmg2mg6mg，由牛頓第二定律得F3ma，解得A和C的加速度為2g，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案：C6. xx湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考如圖所示，在建筑工地，民工兄弟用兩手對(duì)稱水平使力將兩長(zhǎng)方體水泥制品夾緊并以加速度a豎直向上勻加速搬起，其中A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，水平作用力為F，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在此過程中，A、B間的摩擦力為()A. FB. 2FC. m(ga) D. m(ga)解析：由于A、B相對(duì)靜止，故A、B之間的摩擦力為靜摩擦力，A、B錯(cuò)誤。設(shè)民工兄弟對(duì)A、B在豎直方向上的摩擦力為f，以A、B整體為研究對(duì)象可知在豎直方向上有2f(m3m)g(m3m)a，設(shè)B對(duì)A的摩擦力方向向下，大小為f，對(duì)A由牛頓第二定律有ffmgma，解得fm(ga)，D正確，C錯(cuò)誤。答案：D7. 如圖甲所示，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始計(jì)時(shí)，小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的vt圖象(以地面為參考系)如圖乙所示。已知v2>v1，則()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)的距離達(dá)到最大C. 0t2時(shí)間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D. 0t3時(shí)間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用解析：小物塊對(duì)地速度為零時(shí)，即t1時(shí)刻，小物塊在A處左側(cè)且距離A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)，所以從開始到此刻，它相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離最大。0t2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，故不再受摩擦力的作用。B正確。答案：B8. xx湖北省武漢市高三調(diào)研考試在光滑的水平面上放置著質(zhì)量為M的木板，在木板的左端有一質(zhì)量為m的木塊，在木塊上施加一水平向右的恒力F，木塊與木板由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t分離。下列說法正確的是()A. 若僅增大木板的質(zhì)量M，則時(shí)間t增大B. 若僅增大木塊的質(zhì)量m，則時(shí)間t增大C. 若僅增大恒力F，則時(shí)間t增大D. 若僅增大木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則時(shí)間t增大解析：本題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律，意在考查考生應(yīng)用隔離法分析長(zhǎng)木板和木塊的受力和運(yùn)動(dòng)、應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算時(shí)間的能力。對(duì)m，加速度a1g，對(duì)M，加速度a2，當(dāng)兩者恰分離時(shí)，(a1a2)t2L，時(shí)間t，由此，僅增大M或F，時(shí)間t減小，僅增大m或，時(shí)間t增大，選項(xiàng)B、D正確。答案：BD9. xx遼寧丹東如圖所示，A、B、C三球的質(zhì)量均為m，輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連，A、B間固定一個(gè)輕桿，B、C間由一輕質(zhì)細(xì)線連接。傾角為的光滑斜面固定在地面上，彈簧、輕桿與細(xì)線均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是()A. B球的受力情況未變，加速度為零B. A、B兩個(gè)小球的加速度均沿斜面向上，大小均為gsinC. A、B之間桿的拉力大小為mgsinD. C球的加速度沿斜面向下，大小為gsin解析：細(xì)線被燒斷的瞬間，繩上的彈力突變?yōu)榱悖珺、C兩球的受力均發(fā)生變化，C球只受重力和斜面的彈力作用，其合力沿斜面向下，大小為mgsin，根據(jù)牛頓第二定律可知，C球的加速度沿斜面向下，大小為gsin，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；細(xì)線被燒斷前，細(xì)繩對(duì)B球沿斜面向下的拉力大小為mgsin，燒斷瞬間，A、B兩小球組成系統(tǒng)的合力沿斜面向上，大小為mgsin，系統(tǒng)的加速度沿斜面向上，大小為agsin，再隔離B球，設(shè)A、B之間輕桿的拉力大小為F，則Fmgsinma，可得Fmgsin，所以C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：CD10. 一小滑塊從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間4t0到達(dá)B處，在5t0時(shí)刻滑塊運(yùn)動(dòng)到水平面的C點(diǎn)停止，滑塊與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。已知滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中與接觸面間的摩擦力大小與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)前后速率不變。以下說法中正確的是()A. 滑塊在斜面和水平面上的位移大小之比為165B. 滑塊在斜面和水平面上的加速度大小之比為14C. 斜面的傾角為45D. 滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)解析：由題意可知，滑塊從A點(diǎn)勻加速運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)后勻減速運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，x1t1，x2t2，由題圖可知t1t241，所以x1x241，A項(xiàng)錯(cuò)誤；滑塊在斜面和水平面上滑動(dòng)的過程中v相同，又a，所以a1a2t2t114，B項(xiàng)正確；對(duì)滑塊受力分析并結(jié)合圖乙可得，mgmgcos，則cos，37，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由牛頓第二定律及以上各式得，mgsinmgcosmg，則，D項(xiàng)正確。答案：BD第卷(非選擇題，共60分)二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共18分)11. (9分)一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示裝置做探究加速度與質(zhì)量、合外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，平衡摩擦力以后：(1)在保持小車和車中砝碼質(zhì)量不變時(shí)，探究加速度與合外力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)得到加速度a與合外力F的關(guān)系圖象如圖2所示，則得到該圖的原因是：_。(2)在保持砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量m不變時(shí)，通過給小車增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M，得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，乙同學(xué)畫出a圖線后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)較大時(shí)，圖線末端發(fā)生彎曲。于是該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了進(jìn)一步地修正，避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，那么，該同學(xué)的修正方案可能是_。A. 改作a與的關(guān)系圖線B. 改作a與Mm的關(guān)系圖線C. 改作a與的關(guān)系圖線D. 改作a與的關(guān)系圖線解析：(1)由題圖2知，當(dāng)F0時(shí)加速度不為零，則表明木板的傾角過大，即平衡摩擦力過度。(2)在砝碼和砝碼盤總質(zhì)量m不變，較大時(shí)，M較小，不再滿足Mm的條件，對(duì)系統(tǒng)分析有mg(Mm)a，a，應(yīng)作a與的關(guān)系圖線。答案：(1)平衡摩擦力過度(或木板的傾角過大)(2)A12. (9分)xx銀川一中二模某個(gè)同學(xué)分別做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。如圖(甲)所示是該同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放。(1)若用游標(biāo)卡尺測(cè)出光電門遮光條的寬度d如圖(乙)所示，則d_cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t，則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為_(用字母表示)；(2)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間t，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v，通過描點(diǎn)作出線性圖象，研究小車加速度與力的關(guān)系。處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出_(選填“vm”或“v2m”)圖象。解析：根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，遮光條的寬度d10 mm100.05 mm10.50 mm1.050 cm。由速度定義可知，小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為v。每次小車都從同一位置A由靜止釋放，測(cè)出小車上遮光條通過光電門時(shí)的速度v，在小車質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量m時(shí)，小車所受拉力可認(rèn)為等于mg，由v22aL，mgMa可得v2與m成正比，因此處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出v2m圖象。答案：(1)1.050(2)v2m三、計(jì)算題(本題共4小題，共42分)13. (7分)質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示。g取10 m/s2，求：(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)水平推力F的大??；(3)010 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小。解析：(1)由題中圖象知，t6 s時(shí)撤去外力F，此后610 s內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至靜止，其加速度為a12 m/s2又因?yàn)閍1g聯(lián)立得0.2。(2)由題中圖象知06 s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)其加速度大小為a21 m/s2由牛頓第二定律得Fmgma2聯(lián)立得，水平推力F6 N。(3)設(shè)010 s內(nèi)物體的位移為x，則xx1x2(28)6 m84 m46 m。答案：(1)0.2(2)6 N(3)46 m14. (11分)xx南通市第一次調(diào)研小明用臺(tái)秤研究人在升降電梯中的超重與失重現(xiàn)象。他在地面上用臺(tái)秤稱得其體重為500 N，再將臺(tái)秤移至電梯內(nèi)稱其體重，電梯從t0時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)到t11 s時(shí)停止，得到臺(tái)秤的示數(shù)F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，取g10 m/s2。求：(1)小明在02 s內(nèi)的加速度大小a1，并判斷在這段時(shí)間內(nèi)小明處于超重還是失重狀態(tài)；(2)在1011 s內(nèi)，臺(tái)秤的示數(shù)F3；(3)小明運(yùn)動(dòng)的總位移x。解析：(1)由圖象可知，在02 s內(nèi)，臺(tái)秤對(duì)小明的支持力F1450 N由牛頓第二定律有mgF1ma1解得a11 m/s2加速度方向豎直向下，故小明處于失重狀態(tài)。(2)設(shè)在1011 s內(nèi)小明的加速度為a3，時(shí)間為t3，02 s的時(shí)間為t1，則a1t1a3t3解得a32 m/s2，由牛頓第二定律有F3mgma3，解得F3600 N。(3)02 s內(nèi)位移x1a1t2 m210 s內(nèi)位移x2a1t1t216 m1011 s內(nèi)位移x3a3t1 m小明運(yùn)動(dòng)的總位移xx1x2x319 m。答案：(1)1 m/s2失重狀態(tài)(2)600 N(3)19 m15. (10分)如圖所示，為皮帶傳輸裝置示意圖的一部分，傳送帶與水平地面的傾角37，A、B兩端相距5.0 m，質(zhì)量為m10 kg的物體以v06.0 m/s的速度沿AB方向從A端滑上傳送帶，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，均為0.5。傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度v4.0 m/s，(g取10 m/s2, sin370.6, cos370.8)求：(1)物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)所需的時(shí)間；(2)若傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)的速度可以調(diào)節(jié)，物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的最短時(shí)間是多少？解析：(1)設(shè)在AB上物體的速度大于v4.0 m/s時(shí)加速度大小為a1，由牛頓第二定律得mgsinmgcosma1設(shè)經(jīng)t1速度與傳送帶速度相同，t1通過的位移x1設(shè)速度小于v時(shí)物體的加速度為a2mgsinmgcosma2物體繼續(xù)減速，設(shè)經(jīng)t2速度到達(dá)傳送帶B點(diǎn)Lx1vt2a2ttt1t22.2 s(2)若傳送帶的速度較大，沿AB上滑時(shí)所受摩擦力一直沿皮帶向上，則所用時(shí)間最短，此種情況加速度一直為a2Lv0ta2t2t1 s答案：(1)2.2 s(2)1 s16. (14分)xx黃山模擬質(zhì)量為m0.5 kg、長(zhǎng)L1 m的平板車B靜止在光滑水平面上。某時(shí)刻質(zhì)量M1 kg的物體A(視為質(zhì)點(diǎn))以v04 m/s向右的初速度滑上平板車B的上表面，在A滑上B的同時(shí)，給B施加一個(gè)水平向右的拉力。已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，重力加速度g取10 m/s2。試求：(1)若F5 N，物體A在平板車上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)平板車滑行的最大距離；(2)如果要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿足的條件。解析：(1)物體A滑上平板車B以后，做勻減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：MgMaA解得：aAg2 m/s2平板車B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：FMgmaB解得：aB14 m/s2兩者速度相同時(shí)有：v0aAtaBt解得：t0.25 sA滑行距離：xAv0taAt2 mB滑行距離：xBaBt2 m最大距離：xxAxB0.5 m(2)物體A不滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度v1，則：L又：解得：aB6 m/s2再代入FMgmaB得：F1 N若F<1 N，則A滑到B的右端時(shí)，速度仍大于B的速度，于是將從B上滑落，所以F必須大于等于1 N當(dāng)F較大時(shí)，在A到達(dá)B的右端之前，就與B具有相同的速度，之后，A必須相對(duì)B靜止，才不會(huì)從B的左端滑落，則由牛頓第二定律得：對(duì)整體：F(mM)a對(duì)物體A：MgMa解得：F3 N若F大于3 N，A就會(huì)相對(duì)B向左滑下綜上所述，力F應(yīng)滿足的條件是1 NF3 N答案：(1)0.5 m(2)1 NF3 N