2020版高考物理大一輪復習 第三章 牛頓運動定律 本章綜合能力提升練（含解析）教科版

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1、本章綜合能力提升練 一、單項選擇題 1．如圖1所示，物體A、B疊放在水平粗糙桌面上，用水平力F拉物體B，使A隨B一起向右做勻加速直線運動，則與物體B發(fā)生作用與反作用的力有(　　) 圖1 A．三對B．四對C．五對D．六對 答案　D 2．(2019·湖南省懷化市調研)一個質量為2kg的物體，在4個共點力作用下處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)同時撤去大小分別為8N和12N的兩個力，其余的力保持不變，關于此后該物體運動的說法正確的是(　　) A．一定做勻變速運動，加速度大小可能等于重力加速度的大小 B．一定做勻變速直線運動，加速度大小可能是5m/s2 C．可能做勻減速直線運動，加速度大小是1.5

2、m/s2 D．可能做勻速圓周運動，向心加速度大小是6m/s2 答案　A 解析　物體在4個力作用下處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡狀態(tài)的條件可知其中任意兩個力的合力與另外兩個力的合力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，所以撤去兩個力之后另外兩個力的合力為恒力，所以物體一定做勻變速運動．因大小為8N與12N兩個力的合力的大小范圍為4N≤F合≤20N，則另外兩個力的合力的大小范圍為4N≤F合′≤20N，再由牛頓第二定律可知物體的加速度大小范圍為2m/s2≤a≤10 m/s2，所以A對． 3．如圖2所示，位于豎直平面內的固定光滑圓環(huán)軌道與水平面相切于M點，與豎直墻相切于A點．豎直墻上另一點B與M的連

3、線和水平面的夾角為60°，C是圓環(huán)軌道的圓心．已知在同一時刻a、b兩球分別由A、B兩點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道AM、BM運動到M點；c球由C點自由下落到M點．則(空氣阻力不計)(　　) 圖2 A．a球最先到達M點 B．b球最先到達M點 C．c球最先到達M點 D．b球和c球都可能最先到達M點 答案　C 解析　設圓軌道半徑為R，據(jù)“等時圓”理論，ta＝＝2，tb>ta，c球做自由落體運動，tc＝，C選項正確． 4．(2018·四川省瀘州市質檢)高蹺運動是一項新型運動，圖3甲為彈簧高蹺．當人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后，人就向上彈起，進而帶動高蹺跳躍，如圖乙．則下列說法正確的是

4、(　　) 圖3 A．人向上彈起過程中，一直處于超重狀態(tài) B．人向上彈起過程中，踏板對人的作用力大于人對踏板的作用力 C．彈簧壓縮到最低點時，高蹺對人的作用力大于人的重力 D．彈簧壓縮到最低點時，高蹺對地的壓力等于人和高蹺的總重力 答案　C 解析　人向上彈起的過程中，先做加速度逐漸減小的加速直線運動(超重狀態(tài))，而后做加速度逐漸增加的減速直線運動(失重狀態(tài))，最后做勻減速直線運動(完全失重)到最高點，選項A錯誤；人向上彈起過程中，踏板對人的作用力和人對踏板的作用力屬于作用力和反作用力，二者等大反向，選項B錯誤；當彈簧壓縮到最低點時，人有豎直向上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律可知，高

5、蹺對人的作用力大于人的重力，由牛頓第三定律可知人對高蹺的作用力大于人的重力，高蹺對地的壓力大于人和高蹺的總重力，選項C正確，D錯誤． 5．(2018·甘肅省蘭州市三診)靜止于粗糙水平面上的物體，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小隨時間變化如圖4甲所示．在拉力F從0逐漸增大的過程中，物體的加速度隨時間變化如圖乙所示，g取10m/s2.則下列說法中錯誤的是(　　) 圖4 A．物體與水平面間的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變 B．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1 C．物體的質量為6kg D．4s末物體的速度為4m/s 答案　C 6．(2018·湖北省黃岡市模擬)

6、如圖5，水平地面上的小車上固定有一硬質彎桿，質量均為m的小球A、B由細線相連，小球A固定在桿的水平段末端，當小車向右勻加速運動時細線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g.下列說法正確的是(　　) 圖5 A．小車的加速度大小等于 B．細線對小球B的拉力大小等于mgsinθ C．桿對小球A的作用力大小等于 D．桿對小球A的作用力方向水平向右 答案　C 解析　對小球B受力分析可知，B受重力、拉力的作用而隨小車做勻加速直線運動，受力分析如圖所示，則B的加速度a＝gtanθ，故A錯誤；細線對小球的拉力大小T＝，故B錯誤；對A、B整體分析可知，整體水平方向所受合力為2mgtanθ，豎直方

7、向所受重力等于2mg，則桿對A球的作用力F＝＝，故C正確；由C的分析可知，桿對小球A的作用力不會沿水平方向，故D錯誤． 二、多項選擇題 7．(2016·全國卷Ⅱ·19)兩實心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質量大于乙球質量．兩球在空氣中由靜止下落，假設它們運動時受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關．若它們下落相同的距離，則(　　) A．甲球用的時間比乙球長 B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 答案　BD 解析　小球的質量m＝ρ·πr3，由題意知m甲>m乙，ρ甲＝ρ乙，則r甲>

8、r乙．空氣阻力f＝kr，對小球由牛頓第二定律得，mg－f＝ma，則a＝＝g－＝g－，可得a甲>a乙，由h＝at2知，t甲v乙，故選項B正確；因f甲>f乙，由球克服阻力做功Wf＝fh知，甲球克服阻力做功較大，選項D正確． 8．(2018·湖北省黃岡市質檢)如圖6所示，足夠長的傾斜傳送帶以v＝2.4m/s的速度逆時針勻速轉動，傳送帶與水平面的夾角θ＝37°，某時刻同時將A、B物塊(可視為質點)輕放在傳送帶上，已知A、B兩物塊釋放時間距為0.042 m，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)分別為μA＝0.75、μB＝0.5，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取sin 37°＝

9、0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，則下列說法中正確的是(　　) 圖6 A．物塊B先做勻加速直線運動，后與傳送帶保持相對靜止 B．物塊B最終一定追上物塊A C．在t＝0.24s時，A、B物塊速度大小相等 D．在t＝5.4s前，A、B兩物塊之間的距離先增大后不變 答案　BC 解析　物塊B先做勻加速直線運動，當與傳送帶共速后，因為μB＝0.5

10、下滑的加速度aB1＝gsin37°＋μBgcos37°＝10m/s2，與傳送帶共速時經(jīng)過的時間：tB＝＝0.24s；物塊A開始下滑的加速度aA＝gsin37°＋μAgcos37°＝12m/s2，與傳送帶共速時經(jīng)過的時間：tA＝＝0.2s；共速后物塊A與傳送帶一起勻速下滑，則t＝0.24s時兩物塊速度大小相等，選項C正確；在開始的0.24s內因為A的加速度較大，則兩物塊間的距離逐漸變大；在0.24s后物塊B繼續(xù)加速下滑速度逐漸變大，而物塊A的速度不變，則兩物塊間的距離又逐漸減小，選項D錯誤． 三、非選擇題 9．(2019·安徽省蕪湖市質檢)某同學利用圖7甲所示的裝置探究“外力一定時，加速

11、度與質量的關系”．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，小車的質量未知． 圖7 (1)實驗之前要平衡小車所受的阻力，具體的步驟是，吊盤中不放物塊，調整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列________________的點． (2)按住小車，在吊盤中放入適當質量的物塊，并在小車中放入質量已知的砝碼，為了保證在改變小車中砝碼的質量時，小車所受的拉力近似不變，吊盤和盤中物塊的質量和應滿足的條件是________． (3)打開打點計時器電源，釋放小車，得到如圖乙所示的紙帶，圖示為五個連續(xù)點之間的距離(單位：cm)，則小車的加速度a＝________m/s2. (4

12、)改變小車中的砝碼質量多次試驗，得到不同的紙帶，記錄砝碼的質量m，并根據(jù)紙帶求出不同的m對應的加速度a，以m為橫坐標，為縱坐標，作出－m關系圖線如圖丙所示，設圖中直線的斜率為k，縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則小車的質量為_______． 答案　(1)間隔均勻　(2)遠小于小車的質量　(3)3.25　(4) 解析　(1)平衡摩擦力后，用手輕撥小車，小車應做勻速直線運動，打點計時器打出一系列間隔均勻的點． (2)設小車質量為M，車上砝碼質量為m，吊盤和盤中物塊的質量和為m2，小車所受拉力為F，對小車和砝碼受力分析，由牛頓第二定律可得F＝(M＋m)a；對吊盤和盤中物塊受力分析，由牛頓

13、第二定律可得m2g－F＝m2a；解得：F＝·m2g，化簡得：F＝·m2g，當m2?M時，改變車上砝碼質量m，小車所受拉力近似不變．故為了保證在改變小車中砝碼的質量時，小車所受的拉力近似不變，吊盤和盤中物塊的質量和應滿足的條件是遠小于小車的質量． (3)題圖為五個連續(xù)點，故兩點間時間間隔T＝0.02s，小車的加速度a＝＝×10－2m/s2＝3.25 m/s2 (4)認為拉力不變，則a＝，化簡得：＝＋.題圖中直線的斜率為k，縱軸上的截距為b，則k＝，b＝，解得：M＝. 10．(2018·廣東省惠州市模擬)如圖8(a)由小車、斜面及粗糙程度可以改變的水平長直木板構成伽利略理想斜面實驗裝置．實驗

14、時，在水平長直木板旁邊放上刻度尺，小車可以從斜面平穩(wěn)地滑行到水平長直木板．利用該裝置與器材，完成能體現(xiàn)如圖(b)“伽利略理想斜面實驗思想與方法”的實驗推論(設重力加速度為g) 圖8 (1)請指出，實驗時必須控制的實驗條件_____________________________________． (2)請表述，由實驗現(xiàn)象可以得出的實驗推論：_______________________________. (3)圖(c)是每隔Δt時間曝光一次得到的小車在粗糙水平面上運動過程中的五張照片，測得小車之間的距離分別是x1、x2、x3、x4，由此可估算出小車與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝____

15、____(需要用x1、x2、x3、x4、g、Δt表示)． 答案　(1)釋放小車的豎直高度相同　(2)水平面越光滑，小車滑得越遠，當水平面完全光滑時，小車將滑向無窮遠　(3) 解析　(1)根據(jù)伽利略“理想實驗”的內容與原理可知，需要小車到達水平面時的速度是相同的，所以在實驗的過程中要求小車從同一個位置釋放，可知需要控制的條件為釋放小車的豎直高度相同； (2)根據(jù)實驗的情況，可以得出的結論為：水平面越光滑，小車滑得越遠，當水平面完全光滑時，小車將滑向無窮遠； (3)小車在水平面內做勻變速直線運動，結合勻變速直線運動的推論，則：a＝ 根據(jù)牛頓第二定律可知：a＝＝μg 所以小車與水平面間的

16、動摩擦因數(shù)：μ＝ 11．(2018·吉林省公主嶺市模擬)如圖9甲所示，光滑水平面上的O處有一質量為m＝2kg的物體．物體同時受到兩個水平力的作用，F(xiàn)1＝4N，方向向右，F(xiàn)2的方向向左，大小隨時間均勻變化，如圖乙所示．物體從零時刻開始運動． 圖9 (1)求當t＝0.5s時物體的加速度大?。? (2)物體在t＝0至t＝2s內，何時物體的加速度最大？最大值為多少？ (3)物體在t＝0至t＝2s內，何時物體的速度最大？最大值為多少？ 答案　(1)0.5m/s2　(2)見解析　(3)見解析 解析　(1)由題圖乙可知F2＝(2＋2t) N 當t＝0.5s時，F(xiàn)2＝(2＋2×0.5) N＝

17、3N F1－F2＝ma a＝＝m/s2＝0.5 m/s2. (2)物體所受的合外力為F合＝F1－F2＝2－2t (N) 作出F合－t圖像如圖所示 從圖中可以看出，在0～2s范圍內 當t＝0時，物體有最大加速度am Fm＝mam am＝＝m/s2＝1 m/s2當t＝2s時，物體也有最大加速度am′ Fm′＝mam′ am′＝＝m/s2＝－1 m/s2 負號表示加速度方向向左． (3)由牛頓第二定律得a＝＝1－t (m/s2) 畫出a－t圖像如圖所示 由圖可知t＝1s時速度最大，最大值等于a－t圖像在t軸上方與橫、縱坐標軸所圍的三角形的面積v＝×1×1m/s＝0

18、.5 m/s. 12．(2018·安徽省蚌埠市一質檢)如圖10所示，在足夠長的光滑固定斜面底端放置一個長度L＝2m、質量M＝4kg的木板，木板的最上端放置一質量m＝1kg的小物塊(可視為質點)．現(xiàn)沿斜面向上對木板施加一個外力F使其由靜止開始向上做勻加速直線運動，已知斜面傾角θ＝30°，物塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ＝，g＝10m/s2. 圖10 (1)當外力F＝30N，二者保持相對靜止，求二者共同運動的加速度大小； (2)當外力F＝53.5N時，二者之間將會發(fā)生相對滑動，求二者完全分離時的速度各為多大？ 答案　(1)1m/s2　(2)6.5 m/s　2.5m/s 解析　(1)二者共同運動時，F(xiàn)－(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a 解得a＝1m/s2 (2)設木板和物塊的加速度分別為a1、a2，從開始運動到二者完全分離的時間為t，分離時速度分別為v1、v2， F－Mgsinθ－μmgcosθ＝Ma1，μmgcosθ－mgsinθ＝ma2 又L＝(a1－a2)t2，v1＝a1t，v2＝a2t 聯(lián)立解得v1＝6.5m/s，v2＝2.5 m/s. 9