（江蘇專用）2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)必考部分第3章牛頓運(yùn)動定律章末過關(guān)練

PAGEPAGE1牛頓運(yùn)動定律(時間：60分鐘總分值：100分)一、單項選擇題(此題共5小題，每題5分，共25分．每題只有一個選項符合題意)．1．如圖1所示，將質(zhì)量為M的U形框架開口向下置于水平地面上，用輕彈簧1、2、3將質(zhì)量為m的小球懸掛起來．框架和小球都靜止時彈簧1豎直，彈簧2、3水平且長度恰好等于彈簧原長，這時框架對地面的壓力大小等于(M＋m)g.現(xiàn)將彈簧1從最上端剪斷，那么在剪斷后瞬間()【導(dǎo)學(xué)號：96622438】圖1A．框架對地面的壓力大小仍為(M＋m)gB．框架對地面的壓力大小為0C．小球的加速度為0D．小球的加速度大小等于gC根據(jù)題意，當(dāng)彈簧1從最上端剪斷后瞬間，彈力仍存在，而彈簧2與3沒有形變，即沒有彈力，因此框架對地面的壓力大小為Mg，對小球受力分析，只受重力和彈力，兩力平衡，那么加速度大小等于0，故ABD錯，C正確．2．如圖2所示，P是位于水平粗糙桌面上的物塊，用跨過光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩將P與鉤碼Q相連，Q的質(zhì)量為m，在P向右加速運(yùn)動的過程中，桌面以上的繩子始終是水平的．關(guān)于物體P受到的拉力和摩擦力，以下說法中正確的選項是()圖2A．P受到的拉力的施力物體是鉤碼Q，大小等于mgB．P受到的拉力的施力物體是繩子，大小等于mgC．P受到的摩擦力方向水平向左，大小一定小于mgD．P受到的摩擦力方向水平向左，大小有可能等于mgCP受到的拉力來自于繩子，但由于Q有加速度，故繩子的拉力小于Q的重力mg，故A、B錯誤；以P為研究對象，對其受力分析，P受重力、繩子的拉力、桌面對其豎直向上的支持力和向左的滑動摩擦力，P向右做加速運(yùn)動，加速度向右，合力向右，根據(jù)牛頓第二定律可知，摩擦力小于繩的拉力，故一定小于mg，故C正確、D錯誤．3．一皮帶傳送裝置如圖3所示，輕彈簧一端固定，另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊，滑塊與皮帶之間存在摩擦．現(xiàn)將滑塊輕放在皮帶上，彈簧恰好處于自然長度且軸線水平．假設(shè)在彈簧從自然長度到第一次達(dá)最長的過程中，滑塊始終未與皮帶到達(dá)共速，那么在此過程中滑塊的速度和加速度變化情況是()圖3A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度減小C．速度先增大后減小，加速度先增大后減小D．速度先增大后減小，加速度先減小后增大D因滑塊始終未與皮帶到達(dá)共速，故滑塊始終受到水平向左的滑動摩擦力，由μmg－kx＝ma可知，滑塊的加速度先減小后反向增大，而滑塊的速度先增大后減小，直到速度為零，故只有D項正確．4.(2022·宿遷模擬)將一質(zhì)量為m的小球靠近墻面豎直向上拋出，圖4甲是向上運(yùn)動小球的頻閃照片，圖乙是下降時的頻閃照片，O是運(yùn)動的最高點，甲、乙兩次的閃光頻率相同．重力加速度為g.假設(shè)小球所受阻力大小不變，那么可估算小球受到的阻力大小約為()【導(dǎo)學(xué)號：96622439】圖4A．mg B.eq\f(1,3)mgC.eq\f(1,2)mg D.eq\f(1,10)mgB設(shè)每塊磚的厚度是d，向上運(yùn)動時：6d－2d＝aT2①，向下運(yùn)動時：3d－d＝a′T2②，聯(lián)立①②得：eq\f(a,a′)＝eq\f(2,1)③；根據(jù)牛頓第二定律，向上運(yùn)動時：mg＋f＝ma④，向下運(yùn)動時：mg－f＝ma′⑤，聯(lián)立③④⑤得：f＝eq\f(1,3)mg，B正確．5．如圖5所示，質(zhì)量為M的小車放在光滑的水平面上，小車上用細(xì)線懸吊一個質(zhì)量為m的小球，M>m，用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運(yùn)動時，細(xì)線與豎直方向成θ角，細(xì)線的拉力為F1.假設(shè)用一力F′水平向左拉小車，使小球和其一起以加速度a′向左運(yùn)動時，細(xì)線與豎直方向也成θ，細(xì)線的拉力為F1′.那么()圖5A．a(chǎn)′＝a，F(xiàn)1′＝F1 B．a(chǎn)′>a，F(xiàn)1′＝F1C．a(chǎn)′<a，F(xiàn)1′＝F1 D．a(chǎn)′>a，F(xiàn)1′>F1B當(dāng)用力F水平向右拉小球時，以球為研究對象，豎直方向有F1cosθ＝mg①水平方向有F－F1sinθ＝ma，以整體為研究對象有F＝(m＋M)a，解得：a＝eq\f(m,M)gtanθ②當(dāng)用力F′水平向左拉小車時，以球為研究對象，豎直方向有F1′cosθ＝mg③水平方向有F1′sinθ＝ma′，以整體為研究對象有F′＝(m＋M)a′，解得：a′＝gtanθ④綜合兩種情況，由①③有F1＝F1′；由②④并結(jié)合M>m有a′>a.故B項正確．二、多項選擇題(此題共4小題，每題6分，共24分．每題有多個選項符合題意．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)．6．一斜面固定在水平面上，在斜面頂端有一長木板，木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ，木板上固定一輕質(zhì)彈簧測力計，彈簧測力計下面連接一個光滑的小球，如圖6所示，當(dāng)木板固定時，彈簧測力計示數(shù)為F1，現(xiàn)由靜止釋放后，木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時彈簧測力計的示數(shù)為F2，假設(shè)斜面的高為h，底邊長為d，那么以下說法正確的選項是()【導(dǎo)學(xué)號：96622440】圖6A．穩(wěn)定后彈簧仍處于伸長狀態(tài)B．穩(wěn)定后彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C．μ＝eq\f(F1d,F2h)D．μ＝eq\f(F2h,F1d)AD平衡時，對小球分析F1＝mgsinθ；木板運(yùn)動后穩(wěn)定時，對整體分析有：a＝gsinθ－μgcosθ；那么a<gsinθ，根據(jù)牛頓第二定律得知，彈簧對小球的彈力應(yīng)沿斜面向上，彈簧處于拉伸狀態(tài)，對小球有mgsinθ－F2＝ma而tanθ＝eq\f(h,d)；聯(lián)立以上各式計算可得μ＝eq\f(F2h,F1d)，故A、D正確．7．某司機(jī)在檢測汽車性能過程中，得到汽車減速過程中的位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖7所示，并得出位移s與速度v的函數(shù)關(guān)系式為s＝m－nv2，其中m、n為常數(shù)．重力加速度的大小g取10m/s2.那么以下判斷正確的選項是()圖7A．汽車在此過程中做勻變速直線運(yùn)動B．汽車的末速度為20m/sC．由題中所給條件可確定m、n的大小D．汽車對司機(jī)作用力的大小與司機(jī)重力大小的比值為eq\f(4,5)AC將s＝m－nv2與－2as＝0－v2比照發(fā)現(xiàn)汽車此過程做勻變速直線運(yùn)動，選項A正確；根據(jù)題設(shè)條件可知：汽車在做剎車運(yùn)動，由圖可知汽車的末速度為0，選項B錯誤；從圖象取坐標(biāo)值(0,25m)和(72km/h,0)代入表達(dá)式中，m－0＝25，m－400n＝0，可得：m＝25，n＝eq\f(1,16)，選項C正確；解比照方程可得：汽車剎車時的加速度a＝8m/s2，對司機(jī)受力分析，由牛頓第二定律可得：汽車對司機(jī)的作用力F＝m人eq\r(a2＋g2)＝2m人eq\r(41)，易知選項D錯誤．8．如圖8甲所示，一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置一質(zhì)量為m的小滑塊．木板受到隨時間t變化的水平拉力F作用時，用傳感器測出其加速度a，得到如圖乙所示的a-F圖象．g取10m/s2，那么()【導(dǎo)學(xué)號：96622441】甲乙圖8A．滑塊的質(zhì)量m＝4kgB．木板的質(zhì)量M＝6kgC．當(dāng)F＝8N時滑塊的加速度為2m/s2D．滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1AD當(dāng)F＝6N時，加速度為a＝1m/s2，對整體分析，由牛頓第二定律有F＝(M＋m)a，代入數(shù)據(jù)解得M＋m＝6kg；當(dāng)F>6N時，根據(jù)牛頓第二定律得a＝eq\f(F－μmg,M)＝eq\f(1,M)F－eq\f(μmg,M)，知圖線的斜率k＝eq\f(1,M)＝eq\f(1,2)，解得M＝2kg，滑塊的質(zhì)量m＝4kg，故A正確，B錯誤；根據(jù)F>6N的圖線知，F(xiàn)＝4N時，a＝0，即0＝eq\f(1,2)×F－eq\f(μ×40,2)，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.1，D正確；當(dāng)F＝8N時，對滑塊，由牛頓第二定律得μmg＝ma′，解得a′＝μg＝1m/s2，C錯誤．9.在光滑水平面上，a、b兩小球沿水平面相向運(yùn)動．當(dāng)小球間距小于或等于L時，受到大小相等，方向相反的相互排斥恒力作用．小球間距大于L時，相互排斥力為零．小球在相互作用區(qū)間運(yùn)動時始終未接觸，兩小球運(yùn)動時速度v隨時間t的變化關(guān)系圖象如圖9所示，由圖可知()圖9A．a(chǎn)球質(zhì)量大于b球質(zhì)量B．在t1時刻兩小球間距最小C．在0～t2時間內(nèi)兩小球間距逐漸減小D．在0～t3時間內(nèi)b球所受排斥力方向始終與運(yùn)動方向相反AC兩個小球受到的斥力大小相同，但是加速度大小不同，根據(jù)a＝eq\f(F,m)可知加速度小的小球質(zhì)量大，所以a球質(zhì)量大于b球質(zhì)量，A正確.0～t1時間內(nèi)，兩小球相向運(yùn)動，距離越來越小，t1～t2時間內(nèi)兩小球運(yùn)動方向相同，但a小球速度大，兩小球的距離繼續(xù)減小，t2時刻兩小球距離最小，B錯誤，C正確．t1～t3時間內(nèi)b球所受排斥力方向始終與運(yùn)動方向相同，D錯誤．三、非選擇題(此題共3小題，共51分．按題目要求作答，解答題應(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)．10．(15分)某同學(xué)設(shè)計了如圖10所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ，滑塊和托盤上分別放有假設(shè)干砝碼，滑塊質(zhì)量為M，滑塊上砝碼總質(zhì)量為m′，托盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m.實驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，重力加速度g取10m/s2.圖10(1)為測量滑塊的加速度a，需測出它在A、B間運(yùn)動的________和________，計算a的運(yùn)動學(xué)公式是________．(2)根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得到a與m的關(guān)系為：a＝eq\f(1＋μg,M＋m′＋m)m－μg.他想通過屢次改變m，測出相應(yīng)的a值，并利用上式來計算μ.假設(shè)要求a是m的一次函數(shù)，必須使上式中的________保持不變，實驗中應(yīng)將從托盤中取出的砝碼置于________．【解析】(1)由x＝eq\f(1,2)at2可知，a＝eq\f(2x,t2)，故要測量滑塊的加速度a，需要測出它在A、B間運(yùn)動的位移和時間．(2)要使a是m的一次函數(shù)，那么eq\f(1＋μg,M＋m′＋m)應(yīng)保持不變，故在屢次改變m時，應(yīng)使(m′＋m)保持不變，即實驗中應(yīng)將從托盤中取出的砝碼置于滑塊上．【答案】(1)位移時間a＝eq\f(2x,t2)(2)m′＋m滑塊上11．(18分)如圖11所示，有一水平放置的足夠長的皮帶輸送機(jī)以v＝5m/s的速率沿順時針方向運(yùn)行．有一物體以v0＝10m/s的初速度從皮帶輸送機(jī)的右端沿皮帶水平向左滑動．假設(shè)物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10m/s2，求物體從滑上皮帶到離開皮帶所用的時間．【導(dǎo)學(xué)號：96622442】圖11【解析】物塊滑上傳送帶時，受到向右的滑動摩擦力，向左做勻減速運(yùn)動，由牛頓第二定律得：μmg＝ma，加速度：a＝μg＝0.5×10m/s2＝5m/s2，由勻變速運(yùn)動的速度位移公式可得，物塊速度變?yōu)榱銜r的位移：s＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(102,2×5)m＝10m，物體向左運(yùn)動的時間t左＝eq\f(10,5)s＝2s；物塊速度變?yōu)榱愫?，反向向右做初速度為零的勻加速運(yùn)動，加速度a＝5m/s2，物塊速度等于傳送帶速度v＝5m/s時，物塊的位移s1＝eq\f(v2,2a)＝eq\f(52,2×5)m＝2.5m<s＝10m，運(yùn)動時間t1＝eq\f(5,5)s＝1s，然后物塊與傳送帶一起向右做勻速直線運(yùn)動，物塊做勻速直線運(yùn)動的時間：t2＝eq\f(10－2.5,5)s＝1.5s，物塊從滑上傳送帶到滑下傳送帶所用的時間：t＝t左＋t1＋t2＝4.5s.【答案】4.5s12.(18分)(2022·鎮(zhèn)江模擬)如圖12所示，一個質(zhì)量為M的長圓管豎直放置，頂端塞有一個質(zhì)量為m的彈性小球，M＝4m，球和管間的滑動摩擦力和最大靜摩擦力大小均為4mg，管從下端離地面距離為H處自由落下，運(yùn)動過程中，管始終保持豎直，每次落地后向上彈起的速度與落地時速度大小相等，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)管第一次落地時管和球的速度；(2)管第一次落地彈起時管和球的加速度；(3)管第一次落地彈起后，假設(shè)球恰好沒有從管口滑出，那么此時管的下端距地面的高度．圖12【解析】(1)取豎直向下為正方向．管第一次碰地時管和球的速度v0＝eq\r(2gH)，方向向下．(2)管第一次落地彈起時，管的加速度a1＝eq\f(4mg＋4mg,4m)＝2g，方向向下．球的加速度a2＝eq\f(f－mg,m)＝3g，