2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 牛頓運動定律單元測試

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1、2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 牛頓運動定律單元測試 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。共100分,考試用時90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題共40分) 一、本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分. 1. 一汽車關(guān)閉發(fā)動機后在路面情況相同的公路上直線滑行,下面關(guān)于車速、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論,正確的是 ( )

2、A.車速越大,它的慣性越大 B.質(zhì)量越大,慣性就越大 A B C.質(zhì)量越大,滑行距離越短 D.滑行距離越長,說明初速度越大 2. A、B兩個小球的質(zhì)量分別為m、2m,由兩輕質(zhì)彈簧連接(如圖所示),處于平衡狀態(tài),下列說法正確的是 ( ) A.將A球上方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度不為零,B的加速度為零 B.將A球上方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度為零,B的加速度為零 C.將A球下方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度不為零,B的加速度為零 θ A B D.將A球下方彈簧剪斷的瞬時,A的加速度不為零,B的加速度不為零 3. 如圖所示,足夠長的

3、硬質(zhì)直桿上套有質(zhì)量為m的環(huán)A, 環(huán)下方用輕繩掛著一 個重力為G的小物體B,桿與水 平方向成θ角,當環(huán)沿桿下滑時,物體B相對于A靜 止,下列說法正確的是 ( ) A.若環(huán)沿桿無摩擦下滑, B的加速度為g sinθ B.若環(huán)沿桿無摩擦下滑,繩的拉力為Gsinθ C.若環(huán)沿桿下滑時有摩擦,輕繩可能豎直 D.無論環(huán)與桿之間有無摩擦,輕繩都與桿垂直 4. 如圖甲所示,兩物體A、B疊放在光滑水平面上, 對物體A施加一水平力F,F(xiàn)-t關(guān)系圖象如圖乙 所示。兩物體在力F作用下由靜止開始運動,且 始終相對靜止。則

4、 ( ) A.兩物體做勻變速直線運動 B.兩物體沿直線做往復(fù)運動 C.B物體所受摩擦力的方向始終與力F的方向相同 D.t=2s到t=3s這段時間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小 5.如圖所示,光滑的斜槽由AB、CD組成,AB與CD的夾角大于90°,CD面水平,質(zhì)量為m的球放在斜槽中,當斜槽和球一起沿水平面向右加速運動時,則 ( ) A.球?qū)B槽板的壓力可能大于mg B.球?qū)B槽板的壓力可能為零 C.球?qū)D槽板的壓力可能大于mg D.球?qū)D槽板的壓力可能為零 6. 如圖(a)所示,用一水平外力F拉著一

5、個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運動,其加速度a隨外力F變化的圖像如圖(b)所示,若重力加速度g取10m/s2.根據(jù)圖(b)中所提供的信息可以計算出 ( ) F θ (a) O a(m/s2) F(N) 6 -6 2 4 -2 -4 (b) 20 30 10 A.物體的質(zhì)量 B.斜面的傾角 C.物體能靜止在斜面上所施加的最小外力 D.加速度為6m/s2時物體的速度 m 300 2m F m 2m 7. 如圖所示,在傾角為300的光滑斜面上放置質(zhì)量分別為m

6、和2.m的四個木塊,其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是fm. 現(xiàn)用平行于斜面的拉力F拉其中一個質(zhì)量為2.m的木塊,使四個木塊沿斜面以同一加速度向下運動,則拉力F的最大值是 ( ) A. B. C. D. 8. 如圖所示,一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上,它的頂角為90,兩底角為a和β.a b 為兩個位于斜面上質(zhì)量均為m的小木塊.已知所有接觸面都是光滑的.現(xiàn)使a、b同時沿斜面下滑,則下列說法正確的是 ( ) A.楔形木塊靜止不動 B.楔形木塊向左運動

7、 C.a(chǎn)木塊處于失重狀態(tài) D.b木塊處于超重狀態(tài) 9. 如圖所示,A、B兩球完全相同,質(zhì)量均為m,用兩根等長的細線懸掛在升降機的天花板的O點,兩球之間連著一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,當升降機以加速度a豎直向上加速運動時,兩根細線之間的夾角為θ。則彈簧的長度被壓縮了 ( ) A. B. C. D. 10.如圖所示,在光滑的水平地面上放置著兩個質(zhì)量均為m的小球,用長度為2L的細線把兩小球連接起來,開始兩小球處于靜止狀態(tài),細線伸直。現(xiàn)在細線的正中央沿著垂直于兩小球連線的方向施加一個恒定拉力F,使得兩小球運動起來。那么當兩小球之間距離為L時

8、,兩個小球獲得的瞬時加速度為 ( ) m m L L F O A.大小都是,方向相同 B.大小都是,方向不同 C.大小都是,方向相同 D.大小都是,方向不同 第Ⅱ卷(非選擇題 共60分) 二、本題共2小題,共12分.把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答. 11.(4分)為了測定木塊A和木板B之間的動摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計了一個實驗,圖甲為其實驗裝置示意圖。該同學(xué)在實驗中的主要操作有: 沒有實驗裝置圖。 A.用彈簧秤測出木塊A的重力為G=6.00 N; B.用彈簧秤測出木板B的重力為Gˊ=9.25 N;

9、 C.按圖甲的裝置安裝器材,安裝過程中用手按 住木塊和木板; D.松開按住木塊和木板的手,讓其運動,待 彈簧秤指針穩(wěn)定時再讀數(shù)。 ①該同學(xué)的上述操作中多余的步驟是 。(填步驟序號) ②在聽取意見后,該同學(xué)按正確方法操作,讀數(shù)時彈簧秤的 指針位置如圖乙所示,其示數(shù)為 N。根據(jù)該同學(xué)的測量 數(shù)據(jù),可得到木塊A和木板B之間的動摩擦因數(shù)為 。 12.(8分)光電計時器是一種研究物體運動情況的常見儀器.當有物體從光電門通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端帶有滑輪

10、的長木板,1、2是固定在木板上的兩個光電門(與之連接的兩個光電計時器沒有畫出).小車上固定著用于擋光的窄片K,測得其寬度為d,讓小車從木板的頂端滑下,光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2. Q N 1 2 P K 圖甲 圖乙 O a/m·s-2 F/N ▲ ▲ ▲ (1)該實驗中,在改變小車的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時,保持M >>m,這樣做的目的是 ; (2)為了計算出小

11、車的加速度,除了測量d、t1和t2之外,還需要測量 ,若上述測量的量用x表示,則用這些物理量計算加速度的表達式為a = ; (3)某位同學(xué)經(jīng)過測量、計算得到如下表數(shù)據(jù),請在圖乙中作出小車加速度與所受合外力的關(guān)系圖像. 組別 1 2 3 4 5 6 7 M/kg 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 F/N 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 a/m·s-2 0.13 0.17 0.26 0.34 0.43 0.51 0.59

12、 (4)由圖象可以看出,該實驗存在著較大的誤差,產(chǎn)生誤差的主要原因是: . 三、本題共4小題,滿分48分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 13.(10分)如圖12所示.斜面從MN 的傾角θ=370 ,斜面上有一質(zhì)量為 m 的物體 A , B 是一帶豎直推板的直桿,其質(zhì)量為 2 m.現(xiàn)使直桿 B 以水平加速度 a = 0. 4g 向右運動,從而推動物體 A 沿斜面向上運動.物體 A 與直桿 B 及斜

13、面之間的摩擦均不計,直桿 B 始終保持豎直狀態(tài), sin37o = 0.6, cos37o= 0 .8.求此時:(l)物體 A 的加速度大?。?)直桿 B 對物體 A 的推力大?。? 14.(12分)在xx年北京殘奧會開幕式上,運動員手拉繩索向上攀登,最終點燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運動員堅忍不拔的意志和自強不息的精神。為了探究上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運動員拉住,如圖所示。設(shè)運動員的質(zhì)量為65kg,吊椅的質(zhì)量為15kg,不

14、計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取。當運動員與吊椅一起正以加速度上升時, 試求 (1)運動員豎直向下拉繩的力; (2)運動員對吊椅的壓力。 t/s F/N 12 -4 0 2 4 6 8 10 12 14 15.(12分)一個質(zhì)量為m=的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)。從開始,物體受到一個大小和方向呈周期性變化的水平力F作用,力F隨時間的變化規(guī)律如圖13所示。求物體在83s內(nèi)物體的位移大?。ㄈ。? 16.(14分)翼型降落傘有很好的飛行性能。它被看作飛

15、機的機翼,跳傘運動員可方便地控制轉(zhuǎn)彎等動作。其原理是通過對降落傘的調(diào)節(jié),使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響。已知:空氣升力F1與飛行方向垂直,大小與速度的平方成正比,F(xiàn)1=C1v2;空氣摩擦力F2與飛行方向相反,大小與速度的平方成正比,F(xiàn)2=C2v2。其中C1、C2相互影響,可由運動員調(diào)節(jié),滿足如圖b所示的關(guān)系。試求: (1)圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡。試對兩位置的運動員畫出受力示意圖并判斷,①、②兩軌跡中哪條是不可能的,并簡要說明理由; (2)若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為a,試從力平衡的角度證明:tana=C2/C1; (3)某

16、運動員和裝備的總質(zhì)量為70kg,勻速飛行的速度v與地平線的夾角a約20°(取tan20°=4/11),勻速飛行的速度v多大?(g取10m/s2,結(jié)果保留3位有效數(shù)字) ① ② 圖a C1(N·s2/m2) C2(N·s2/m2) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 圖b 參考答案 1. BD 解析:慣性是物體的固有屬性,只與物體的質(zhì)量有關(guān),所

17、以A選項錯誤,B選項正確;滑行距離,以質(zhì)量無關(guān),所以C選項錯誤,D選項正確。 2. AD 解析:將A球上方彈簧剪斷的瞬時,A球下方彈簧的彈力因為A、B兩球有質(zhì)量而不能發(fā)生突變,所以A的加速度大小為3g,方向向下,而B的加速度為零,所以A選項正確,B選項錯誤;將A球下方彈簧剪斷的瞬時,A球上方彈簧的彈力不能突變,而A球下方彈簧的彈力要發(fā)生突變,所以A的加速度不為零,B的加速度也不為零,即C選項錯誤D選項正確。 3. AC解析 由AB相對靜止,則AB具有共同加速度,環(huán)不受摩擦力時其加速度aA=aB=gsinθ,輕繩與桿垂直,繩拉力為Gcosθ;環(huán)受摩擦力時aA=aB

18、aB=0時,輕繩豎直,當0

19、,沿斜面下滑的加速度為gsin a,在豎直方向的分加速度為gsina,即a木塊處于失重狀態(tài),“失去”的重量為mgsin a;同理b木塊“失去”的重量為mgsin且二者“失去”的總重量為mg(sin a+sin)=mg,對整體而言總重量為(M+2m)g,而“失去”的重量為mg,所以C選項正確D選項錯誤。 mg F1 F2 θ/2 9. C 解析:對小球A,它受力如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律可得: , 解得:,即C選項正確. O F T1 T2 600 O 10.B.解析:當兩小球之間距離為L時,對于結(jié)點O受力如圖所示, 由于結(jié) 點O所受合外力為零,所以可求得,

20、 對兩個小球分別利用牛頓第二定律可得, a/ms-2 F/N 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 但兩球加速度方向不同,即B選項正確。 11.①B ②2.10, 0.35 12.解析:(1)根據(jù)牛頓第二定律可得小車的加速度為: 在改變小車的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時,保持 M >m,這樣做的目的是讓小車所受合外力大小等于 (或約等于)mg。 (2)還需要測量兩光電門之間的距離x,根據(jù)勻變速 直線運動的規(guī)律可得: (3)作出小車加速度與所受合外力的關(guān)系圖像如圖6所示。 (

21、4) 該實驗存在著較大的誤差,產(chǎn)生誤差的主要原因是: 木板傾角偏小 或末完全平衡摩擦力 FN1 FN2 mg 13.(10分)解析: (3分) 對A進行受力分析,受力圖如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律可得: (3分) (2分) 聯(lián)立以上各式解得FN1=1.4mg (2分) F F (m人+m椅)g a 14.(12分)解析: (1)設(shè)運動員受到繩向上的拉力為F,由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等,吊椅受到繩的拉力也是F。對運動員和吊椅整體進行受力分析如圖所示,則有: (2分) (2分) 由

22、牛頓第三定律,運動員豎直向下拉繩的力(2分) F m人g a FN (2)設(shè)吊椅對運動員的支持力為FN,對運動員進行受力分析如圖所示,則有: (2分) 解得(1分) 由牛頓第三定律,運動員對吊椅的壓力也為275N(1分) 15.(12分)解析:物體在運動過程中所受摩擦力的大小為 (1分) 前2s內(nèi)物體的加速度為: (2分) 在2s---4s內(nèi)物體的加速度為: (1分) 在4s---6s內(nèi)物體處于靜止狀態(tài)。 (2分) t/s v

23、(m/s) 0 2 4 6 8 10 12 4 78 80 82 84 依題意可作出物體的速度圖象如圖所示。 (2分) 根據(jù)速度圖象可求得物體在一個周期內(nèi) 運動位移的大小為:S=8m (2分) 所以前83s內(nèi)的位移大小為: (2分) F1 F2 G ①位置 16.(14分)解析:(1)②軌跡不可能存在(2分) ①位置,三力可能平衡(或三力的合力可能與速度 在一直線),運動員做直線運動(1分) ②位置,合力方向與速度方向不可能在一直線,所 以不會沿豎直方向做直線運動(1分) F1 F2

24、 G F1 F2 G ②位置 (2)由①位置的受力分析可知,勻速運動時 F1=mgcosa=C1v2……⑴ (2分) F2=mgsina=C2v2……⑵(1分) 兩式消去mg和v得tana=C2/C1(2分) (3)在圖b中過原點作直線,正確得到直線與曲線的交點 C2=2,C1=5.5(5.5~5.6均正確)(2分) C1(N·s2/m2) C2(N·s2/m2) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 圖b 根據(jù)F2=mgsina=C2v2(2分) 或F1=mgcosa=C1v2 上兩式任取其一解得v=10.9m/s (1分) (在10.7~11.0之間均可)

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