2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第3章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系第9講牛頓第一定律牛頓第二定律提能訓(xùn)練

第三章第9講基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一牛頓第確定律慣性1．(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的探討對(duì)樹(shù)立正確的自然觀具有重要作用。下列說(shuō)法中符合歷史事實(shí)的是(BCD)A．亞里士多德認(rèn)為，必需有力作用在物體上，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)變更B．伽利略通過(guò)“志向試驗(yàn)”得出結(jié)論：假如物體不受力，它將以這一速度恒久運(yùn)動(dòng)下去C．笛卡兒指出，假如運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將接著以同一速度沿同始終線運(yùn)動(dòng)，既不停下來(lái)也不偏離原來(lái)的方向D．牛頓認(rèn)為，物體都具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)[解析]亞里士多德認(rèn)為，必需有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；伽利略通過(guò)“志向試驗(yàn)”得出結(jié)論：力不是維持運(yùn)動(dòng)的緣由，假如物體不受力，它將以這一速度恒久運(yùn)動(dòng)下去，故B正確；笛卡兒指出假如運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將接著以同一速度沿同始終線運(yùn)動(dòng)，既不停下來(lái)也不偏離原來(lái)的方向，故C正確；牛頓認(rèn)為物體都具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，故D正確。2．圖示情境中，小球相對(duì)于水平桌面對(duì)后運(yùn)動(dòng)的緣由是(B)A．小球突然失去慣性B．動(dòng)車突然向前加速C．動(dòng)車突然向前減速D．動(dòng)車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度很大[解析]小球突然相對(duì)水平桌面對(duì)后運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)閯?dòng)車突然向前加速，因?yàn)閼T性，小球會(huì)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以會(huì)相對(duì)于水平桌面對(duì)后運(yùn)動(dòng)，故B正確。題組二牛頓其次定律3．昆蟲(chóng)沫蟬跳動(dòng)的高度可達(dá)0.7m，而其身體長(zhǎng)度僅有幾毫米，跳動(dòng)實(shí)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人們從前所認(rèn)為的昆蟲(chóng)界的“跳高冠軍”——跳蚤。已知沫蟬起跳時(shí)平均加速度可達(dá)3.8km/s2，則沫蟬起跳時(shí)對(duì)地面的平均壓力大小與其受到的重力大小的比約為(C)∶1 B．38∶1C．380∶1 D．3800∶1[解析]沫蟬起跳時(shí)，由牛頓其次定律得FN－mg＝ma，解得地面對(duì)沫蟬的支持力大小FN＝381mg，由牛頓第三定律可知，它對(duì)地面的壓力大小FN′＝FN＝381mg，則FN′∶G＝381∶1，則平均壓力大小與其受到的重力大小的比約為380∶1，故選C。4．(多選)(2024·廣東普寧市高三階段練習(xí))如圖，一名兒童光腳沿中間的滑梯表面，從底端緩慢走到頂端(腳底與滑梯不打滑)，然后又從頂端坐下來(lái)由靜止滑下來(lái)，已知兒童的質(zhì)量為m，滑梯與水平地面夾角為θ，兒童下滑時(shí)滑梯與兒童身體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，下列推斷正確的是(AC)A．兒童向上走時(shí)所受摩擦力為mgsinθ，方向沿斜面對(duì)上B．兒童向上走時(shí)所受摩擦力為μmgcosθ，方向沿斜面對(duì)上C．兒童下滑時(shí)加速度為gsinθ－μgcosθ，方向沿斜面對(duì)下D．兒童下滑時(shí)加速度為2gsinθ，方向沿斜面對(duì)下[解析]兒童從底端緩慢走到頂端時(shí)，處于平衡狀態(tài)，所受摩擦力為靜摩擦力，跟重力沿斜面對(duì)下的分力平衡，所以大小為mgsinθ，方向沿斜面對(duì)上，故A正確，B錯(cuò)誤；兒童下滑時(shí)受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為Ff＝μmgcosθ，下滑時(shí)的加速度大小為a＝eq\f(mgsinθ－μmgcosθ,m)＝gsinθ－μgcosθ，方向沿斜面對(duì)下，故C正確，D錯(cuò)誤。5.(多選)在光滑水平面上有一物塊受水平恒力F作用而運(yùn)動(dòng)，在其前方固定一個(gè)足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧，如圖所示，當(dāng)物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(BC)A．物塊接觸彈簧后馬上做減速運(yùn)動(dòng)B．物塊接觸彈簧后先加速后減速C．當(dāng)物塊的速度最大時(shí)，物塊的加速度等于零D．當(dāng)彈簧處于壓縮量最大時(shí)，它受到的合力為零[解析]物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短的過(guò)程中，起先水平恒力大于彈簧的彈力，依據(jù)牛頓其次定律有a＝eq\f(F－kx,m)，知加速度向右，大小在減小，做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力等于恒力F時(shí)，加速度為零，速度達(dá)到最大，然后彈力大于恒力F，則加速度a′＝eq\f(kx′－F,m)，彈力增大，則加速度增大，加速度方向與速度方向相反，做減速運(yùn)動(dòng)，知物體先做加速運(yùn)動(dòng)再做減速運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由以上分析可知，當(dāng)物體的速度最大時(shí)，物體的加速度等于零，故C項(xiàng)正確；當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，物體速度為零，合力最大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選BC。6．(2024·黑龍江哈爾濱模擬)2024年5月6日，哈三中實(shí)行春季趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)。趣味競(jìng)賽“毛毛蟲(chóng)競(jìng)速”熬煉體能的同時(shí)，考驗(yàn)班級(jí)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作實(shí)力。某班級(jí)在競(jìng)賽中六位同學(xué)同心同德，默契協(xié)作，發(fā)令后瞬間加速度達(dá)到10m/s2。已知“毛毛蟲(chóng)”道具重10kg，重力加速度g的大小取10m/s2。則在發(fā)令后瞬間平均每位同學(xué)對(duì)道具的作用力約為(C)A．17N B．20NC．24N D．33N[解析]對(duì)“毛毛蟲(chóng)”道具受力分析，受到向下的重力，左斜上的拉力，兩個(gè)力的合力為水平向左，所以依據(jù)力的矢量疊加可得F＝eq\r(mg2＋ma2)＝141N，所以平均每位同學(xué)對(duì)道具的作用力約為eq\x\to(F)＝eq\f(F,6)≈24N，故選C。7.2024年10月16日0時(shí)23分，“神舟十三號(hào)”成功放射，順當(dāng)將三名航天員送入太空并進(jìn)駐空間站。在空間站中，如需測(cè)量一個(gè)物體的質(zhì)量，須要運(yùn)用一些特殊方法：如圖所示，先對(duì)質(zhì)量為m1＝1.0kg的標(biāo)準(zhǔn)物體P施加一水平恒力F，測(cè)得其在1s內(nèi)的速度變更量大小是10m/s，然后將標(biāo)準(zhǔn)物體與待測(cè)物體Q緊靠在一起，施加同一水平恒力F，測(cè)得它們1s內(nèi)速度變更量大小是2m/s。則待測(cè)物體Q的質(zhì)量m2為(B)A．3.0kg B．4.0kgC．5.0kg D．6.0kg[解析]對(duì)P施加F時(shí)，依據(jù)牛頓其次定律有a1＝eq\f(F,m1)＝eq\f(Δv1,Δt)＝10m/s2，對(duì)P和Q整體施加F時(shí)，依據(jù)牛頓其次定律有a2＝eq\f(F,m1＋m2)＝eq\f(Δv2,Δt)＝2m/s2，聯(lián)立解得m2＝4.0kg，故選B。題組三單位制8．國(guó)際單位制(縮寫(xiě)SI)定義了米(m)、秒(s)等7個(gè)基本單位，其他單位均可由物理關(guān)系導(dǎo)出。例如，由m和s可以導(dǎo)出速度單位m·s－1。歷史上，曾用“米原器”定義米，用平均太陽(yáng)日定義秒。但是，以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來(lái)定義基本單位會(huì)受到環(huán)境和測(cè)量方式等因素的影響，而接受物理常量來(lái)定義則可避開(kāi)這種困擾。1967年用銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間的躍遷輻射的頻率Δν＝9192631770Hz定義s；1983年用真空中的光速c＝299792458m·s－1定義m。2024年第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)確定，7個(gè)基本單位全部用基本物理常量來(lái)定義(對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖，例如，s對(duì)應(yīng)Δν，m對(duì)應(yīng)c)，新SI自2024年5月20日(國(guó)際計(jì)量日)正式實(shí)施，這將對(duì)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。下列選項(xiàng)不正確的是(D)A．7個(gè)基本單位全部用物理常量定義，保證了基本單位的穩(wěn)定性B．用真空中的光速c(m·s－1)定義m，因?yàn)殚L(zhǎng)度l與速度v存在l＝vt，而s已定義C．用基本電荷e(C)定義安培(A)，因?yàn)殡姾闪縬與電流I存在I＝eq\f(q,t)，而s已定義D．因?yàn)槠绽士顺Ａ縣(J·s)的單位中沒(méi)有kg，所以無(wú)法用它來(lái)定義質(zhì)量單位[解析]由于物理常量與環(huán)境和測(cè)量方式等因素?zé)o關(guān)，故用來(lái)定義基本單位時(shí)也不受環(huán)境、測(cè)量方式等因素的影響，A正確；由題意可知，t、ν的單位已定義，真空中光速c、基本電荷e、普朗克常量h均為基本物理常量，故可分別用l＝vt、I＝eq\f(q,t)、hν＝mc2來(lái)定義長(zhǎng)度單位m、電流單位A及質(zhì)量單位kg，B、C正確，D錯(cuò)誤。9．小球在液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到液體的摩擦阻力，這種阻力稱為粘滯力。假如液體的粘滯性較大，小球的半徑較小，則小球受到的粘滯力f＝6πηrv，式中η稱為液體的粘滯系數(shù)，r為小球半徑，v為小球運(yùn)動(dòng)的速度。若接受國(guó)際單位制中的基本單位來(lái)表示η的單位，則其單位為(B)A.eq\f(kg,m·s2)B.eq\f(kg,m·s)C.eq\f(N·s2,m2)D．η為常數(shù)，沒(méi)有物理單位[解析]由f＝6πηrv得η＝eq\f(f,6πrv)，其中f、r、v的國(guó)際單位制單位分別是kg·m/s2、m、m/s，故若接受國(guó)際單位制中的基本單位來(lái)表示η的單位，其單位為eq\f(kg·m/s2,m·m/s)＝eq\f(kg,m·s)，B正確。實(shí)力綜合練10.(2024·浙江東陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，小車上固定著硬桿，桿的端點(diǎn)固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球。當(dāng)小車有水平向右的加速度且慢慢增大時(shí)，桿對(duì)小球的作用力的變更狀況(用F1至F4變更表示)可能是下圖中的(OO′沿桿方向)(C)[解析]小球與小車的運(yùn)動(dòng)狀況保持一樣，故小球的加速度也水平向右且慢慢增大，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，豎直方向上受力平衡，所以桿對(duì)小球的作用力的豎直重量大小等于重力且不發(fā)生變更，水平方向上加速度向右并慢慢增大，所以桿對(duì)小球的作用力的水平重量慢慢增大，故C正確。11．(2024·安徽高三階段練習(xí))艦載機(jī)沿著航母跑道直線加速過(guò)程中，由于氣流對(duì)機(jī)翼的作用會(huì)產(chǎn)生升力，若將發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的推力和氣流對(duì)機(jī)翼的升力的合力稱為總動(dòng)力F。設(shè)航母跑道可以看作是一個(gè)與水平面夾角為α的志向斜面，艦載機(jī)在起飛前以大小為a＝g的加速度沿著跑道加速，總動(dòng)力F與飛機(jī)速度v的方向的夾也等于α，設(shè)飛機(jī)的質(zhì)量為m，前進(jìn)過(guò)程中受到的阻力(包括跑道摩擦阻力，空氣的阻力等)方向與速度方向相反，大小與飛機(jī)對(duì)跑道的正壓力成正比，比例系數(shù)為k＝eq\f(1,tanα)，重力加速度為g，則總動(dòng)力F的大小為(A)A.eq\f(1＋sinα,sin2α)mg B．eq\f(1－sinα,sin2α)mgC.eq\f(1＋sinα,2sin2α)mg D．eq\f(1－sinα,2sin2α)mg[解析]飛機(jī)所受支持力為FN，所受阻力為Ff，受力分析如圖所示。沿著速度方向，由牛頓其次定律得Fcosα－mgsinα－Ff＝ma，垂直速度方向Fsinα＋FN－mgcosα＝0，由已知條件Ff＝kFN，k＝eq\f(1,tanα)，聯(lián)立解得F＝eq\f(1＋sinα,sin2α)mg，故選A。12．(多選)如圖所示，水平路面勻速行駛的卡車板面上的物體質(zhì)量為m＝8000kg，它被一根水平方向上壓縮了的彈簧頂住而靜止在卡車上，這時(shí)彈簧的彈力為6000N?，F(xiàn)因緊急事故對(duì)卡車施以制動(dòng)力，使卡車起先減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中加速度由零慢慢增大到1m/s2，隨即以1m/s2大小的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。以下說(shuō)法中正確的是(AC)A．物體與卡車始終保持相對(duì)靜止，彈簧對(duì)物體的作用力始終沒(méi)有發(fā)生變更B．物體受到的摩擦力始終減小C．當(dāng)卡車加速度大小為0.75m/s2時(shí)，物體不受摩擦力作用D．卡車以1m/s2的加速度向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體受到的摩擦力為8000N[解析]卡車減速前，物體和卡車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物塊受水平向左的彈簧彈力和向右的靜摩擦力，有Ff靜＝F彈＝6000N，當(dāng)物體隨卡車一起向右做減速時(shí)，若靜摩擦力為零，有F彈＝ma1，解得a1＝0.75m/s2。所以，當(dāng)減速的加速度小于0.75m/s2時(shí)，摩擦力與彈簧彈力反向，并且隨著加速度的增大，摩擦力減小，當(dāng)減速的加速度大于0.75m/s2時(shí)，靜摩擦力起先與彈簧彈力同向，并且隨著加速度的增大，摩擦力增大，當(dāng)靜摩擦力增大到6000N時(shí)，有F彈＋Ff靜＝ma2，解得a2＝1.5m/s2。由于1m/s2＜1.5m/s2，物體與小車始終保持相對(duì)靜止，彈簧伸長(zhǎng)量不變，所以彈力不變，故A正確；由以上分析可知，小車加速度由零慢慢增大到1m/s2過(guò)程中，物體所受的靜摩擦力先向右，減小到零后反向增加，故B錯(cuò)誤；由以上分析知，當(dāng)小車加速度為0.75m/s2時(shí)，物體不受摩擦力，故C正確；卡車以1m/s2的加速度向右做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，依據(jù)牛頓其次定律有F彈＋Ff＝ma，得物體受到的摩擦力為Ff＝2000N，故D錯(cuò)誤。13．如圖所示，一條輕繩上端系在車的左上角的A點(diǎn)，另一條輕繩一端系在車左端B點(diǎn)，B點(diǎn)在A點(diǎn)的正下方，A、B距離為b，兩條輕繩另一端在C點(diǎn)相結(jié)并系一個(gè)質(zhì)量為m的小球，輕繩AC長(zhǎng)度為eq\r(2)b，輕繩BC長(zhǎng)度為b。兩條輕繩能夠承受的最大拉力均為2mg。(1)輕繩BC剛好被拉直時(shí)，車的加速度是多大？(要求畫(huà)出受力圖)(2)在不拉斷輕繩