第三章 牛顿运动定律（B）-2021年高考物理一轮复习单元滚动双测卷

优创卷·一轮复习单元测评卷第三章 牛顿运动定律B卷 培优优选提升卷一、选择题（本题共8小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.）1.（2020·江西省南康月考）荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动，如图所示，某同学正在荡秋千，A和B分别为运动过程中的最低点和最高点，若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）A.在B位置时，该同学速度为零，处于平衡状态B.在A位置时，该同学处于失重状态C.在A位置时，该同学对秋千踏板的压力大于秋千踏板对该同学的支持力，处于超重状态D.由B到A过程中，该同学向心加速度逐渐增大【答案】D【解析】A.在B位置时，该同学速度为零，重力和绳子拉力的合力提供向心力，受力不平衡，故A错误；B.在A位置时，重力和绳子拉力的合力提供向心力，该同学处于超重状态，故B错误；C.根据牛顿第三定理，在A位置时，该同学对秋千踏板的压力等于秋千踏板对该同学的支持力，故C错误；D.由B到A过程中，重力和绳子拉力的合力提供向心力由动能定理得该同学向心加速度逐渐增大，故D正确。故选D。2.（2020·海南省高三月考）如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上，现用水平拉力F作用于a，使三个物块一起水平向右做匀速直线运动，各接触面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）A.水平轻绳的弹力大小为FB.物块c受到的摩擦力大小为μmgC.剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为μmgD.当该水平拉力增大为原来的倍时，物块c受到的摩擦力大小为μmg【答案】D【解析】A.三物块一起做匀速直线运动，由平衡条件
对a、b、c系统F=3μmg对b、c系统T=2μmg则T＜F故A错误；
B.因为c做匀速直线运动，处于平衡状态，c不受摩擦力，故B错误；
C.剪断轻绳后，b、c一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律
对b、c系统2μmg=2ma′对cf′=ma′解得f′=μmg故C错误；
D.当水平拉力增大为原来的倍，即由牛顿第二定律，对a、b、c系统F′-3μmg=3ma对Cf=ma解得f=μmg故D正确。
故选D。3.（2020·张家界月考）如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v时，连接货车的绳与水平方向夹角θ，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）A.货车的速度等于vcosθ B.货车运动的速度等于C.缆绳中的拉力FT等于（m0＋m）g D.货物处于失重状态【答案】B【解析】如图货车此时速度为货车向左做匀速直线运动，故货箱速度表达式为随着货车向左运动，在减小，则货箱的速度在增大，货箱具有向上的加速度，故缆绳中的拉力处于超重状态。故B正确，ACD错误。故选B。4.（2020·山东省高三月考）如图所示，有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧Q相连，其中轻绳P竖直，轻弹簧Q与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）A.轻绳P的弹力大小可能小于mgB.弹簧Q可能处于压缩状态C.剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为gD.剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为gsin【答案】C【解析】AB.轻绳P竖直，轻弹簧Q弹力为零，弹簧处于原长状态，轻绳P的弹力大小等于mg，选项AB错误；CD.剪断轻绳瞬间，物体只受重力，物块的加速度大小为g，选项C正确，选项D错误。故选C。5.（2020·绥德中学高三其他）如图所示，用水平恒力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动。现在中间的B物体上突然附上一小物块，使它随B物体一起运动，且原拉力F不变。那么附上小物块后，对两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况判断正确的是（　　）A.Ta增大 B.Ta变小 C.Tb增大 D.Tb不变【答案】A【解析】整体的加速度隔离对C分析，则隔离A分析有解得在中间的B物体上加一块橡皮泥，总质量增大，可知Tb减小，Ta增大故选A。6.（2020·安徽省潜山第二中学高一月考）如图，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态.现将A上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是（　　）A.1.5g，1.5g，0   B.g，2g，0   C.g，g，g   D.g，g,0【答案】A【解析】剪断细线前，由平衡条件可知上端的细线的拉力为，、之间细绳的拉力为，轻弹簧的拉力为，在剪断细线的瞬间，轻弹簧中拉力不变，小球所受合外力为零，所以的加速度为零；、小球用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，即将一起向下运动，整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律可得，解得，故选项A正确，B、C、D错误。7.（2019·海南省高三月考）如图所示，以速度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ，现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ， 则下列选项中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线是（　　） A.B.C.D.【答案】AB【解析】ABCD.木块放在传送带上端时，传送带的速度大于木块的速度，木块受到沿斜面向下的摩擦力，此时木块的加速度为当木块与传送带共速之后，若木块受到的摩擦力与重力沿斜面的分力满足木块还将继续向下加速，其加速度为若木块受到的摩擦力与重力沿斜面的分力满足木块将于传送带一起做匀速直线运动，AB正确，CD错误。故选AB。8.（2020·重庆市高三月考）如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出（　　）A.物体的初速率v0＝3m/sB.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75C.取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值x小＝1.44mD.当某次θ＝300时，物体达到最大位移后将不会沿斜面下滑【答案】BCD【解析】ABC.当 时 据得当时，由得设斜面倾角为时，沿斜面上升的最大位移达最小联立得所以故A错误，BC正确；D.当某次θ＝300时，物体达到最大位移后，根据重力沿斜面的分力小于最大静摩擦力，将不会沿斜面下滑，故D正确。故选BCD。9.（2020·广州市期末）如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动，当其速度达到v后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是（重力加速度为g）（　　）A.μ与a之间一定满足关系B.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为C.煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为D.黑色痕迹的长度为【答案】CD【解析】A.要发生相对滑动，传送带的加速度需大于煤块的加速度，即则有故A错误；BC.当煤块的速度达到时，经历的时间经过的位移故B错误，C正确；D.此时传送带的位移则黑色痕迹的长度故D正确。故选CD。10.（2020·江西省南昌期末）如图所示，把一质量为m的物体用一水平方向的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上，物体与墙壁间动摩擦因数为μ，从t=0开始计时，静止释放此物体，则物体所受的摩擦力f、加速度a、速度v和位移x随t变化的关系正确的是图中的（　　）A.B.C.D.【答案】BC【解析】A.从t=0开始水平推力，即压力不断增大，则物体受到滑动摩擦力作用，所以滑动摩擦力的大小与压力正比。因此滑动摩擦力不断增大。当物体的摩擦力等于于重力时有解得只有摩擦力大于重力，物体开始做减速运动，直到减速到零，由对称性可知，当速度减小为零时，物体的加速度为g，即此时的摩擦力为2mg，故解得同时此刻物体处于静止状态，即使推力增大，也不会影响物体的静摩擦力大小。则静摩擦力的大小突变为重力大小，A错误；B.根据牛顿第二定律可知解得所以加速度随时间是均匀变化的，在之前，加速度均匀减小，当时减小到零，之后加速度反向增大，当时增大到-g，B正确；C.物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，根据可知速度是关于时间t的二次函数，当时，加速度为零，速度最大，因为加速度是均匀变化的，在时，最大速度为之后开始减速，当时速度减小到零，C正确；D.因为时间内，物体做速度增大的加速运动，所以图像的斜率应该是增大的，之后速度减小，图像的斜率减小，而选项中，斜率是先减小后增大，故D错误。故选BC。 二、非选择题（本大题共6小题，共60分）11.（6分）[2020·伊美区月考]为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：A.实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5 kg的钩码.用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B.保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示.请回答下列问题：（1）图乙中纸带的____端与滑块相连（选填“左”或“右”）.（2）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________ m／s2.（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________ kg（g取9.8 m／s2，结果保留3位有效数字）.【答案】右端    1.65    2.97    【解析】（1）[1].因为打点计时器每隔0.02s打一个点，两个计数点之间还有4个打点未画出，所以两个计数点的时间间隔为T=0.1s，时间间隔是定值，滑块拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大.所以图乙中纸带的右端与滑块相连；
（2）[2].根据△x=aT2利用逐差法，有：.（3）[3].由A步骤可知，取下细绳和钩码后，滑块受到的合外力为：F=0.5×9.8=4.9N根据牛顿第二定律得：.12.（6分）[2020·江西省南昌期末]某实验小组设计了如下图（）所示的实验装置，通过改变生蚝的的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度和所受拉力的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图（）示.（）图线__________是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）.（）滑块和位移传感器发射部分的总质量__________ ：滑块和轨道间的动摩擦因数__________.    【答案】  1;  ；   ；【解析】（）由图像①可知，当时， ，也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，所以图线①是在轨道左侧抬高成斜面情况下得到的。（）根据 得 ，在图像②中运动的加速度和所受拉力的关系图像斜率等于滑块和位移传感器发射部分的质量的倒数.结合图像得： 在水平轨道上.加速度，根据牛顿第二定律， .解得13.（10分）[2020·湖南省岳阳期中]驾考需要考查坡道定点停车，过程如图所示，汽车从水平路段的A点启动，匀加速行驶2s到达斜坡底端B点时速度为2m/s.接着汽车仍以2m/s的速度匀速上坡，然后在恰当位置刹车，刚好停在C点.已知汽车在斜坡上刹车的摩擦阻力恒为车重的0.2倍，斜坡倾角的正装值，取重力加速度为.求（1）A、B两点间距离；（2）汽车开始刹车的位置到C点的距离.【答案】（1）2m（2）0.4m【解析】（1）A、B两点间距离:（2）汽车刹车时，由牛顿第二定律： 解得：a=5m/s2汽车开始刹车的位置到C点的距离14.（12分）[2019·青海省平安一中高三月考]一个装有固定斜面的小车静止在动摩擦因数μ=0.5的水平地面上，小球通过轻质细绳与车顶相连，细绳与竖直方向的夹角为37°，斜面光滑，倾角也为37°，如图所示。已知小球的质量为m=1kg，小车和斜面的总质量为M=4kg。g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小车静止时小球受到的斜面对它的支持力的大小；（2）现对小车施加一个水平向右的恒力F，当F多大时，小球恰好离开斜面？【答案】（1）；（2）【解析】（1）小球受力如图所示由平衡条件可得代入数据解得（2）此时小球受力如图所示竖直方向由平衡条件可得水平方向由牛顿第二定律可得对整体有代入数据联立解得15.（12分）[2020·河南省高三三模]如图所示，一个空中运动接力轨道竖直放置。倾斜光滑直轨道AB与光滑圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一光滑圆弧轨道DQF的圆心为O，F是圆的最低点，A、F两点在同一水平高度，AF=2l，并与顺时针转动的水平传送带平滑连接。已知AB长为l，与水平方向的夹角θ=37°。量为m的物块a，以初始速度v0从A点开始沿轨道AB运动，已知。物块a运动到C点后水平抛出，恰好无碰撞进入圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的物块b发生弹性碰撞，物块b质量为2m，碰撞后，物块b通过传送带到达A点。两物块均可看做质点，两物块与传送带之间的动摩擦因数=，不计空气阻力和所有轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cos=0.8（1）求物块a在C点时对轨道的压力；（2）求物块a、b碰撞后瞬间，物块b的速度；（3）若物块b通过传送带后到达A点的速度也是。求传送带的长度取值范围。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由已知几何关系可知，圆弧BPC半径物块a从A点运动到C点的过程中机械能守恒解得在C点对物块a做受力分析可得由以上各式可得（2）已知A、F两点在同一水平高度，可知物块a运动到F点时的速度也是v0。物块a与物块b发生弹性碰撞，可知解得（3）由于，物块b在传送带上要加速运动。若从F到A一直加速，可知其中解得要使物块b通过传送带到达A点的速度也是v0，传送带的长度应满足.16.（14分）如图所示，AB与CD是倾斜角为53°的两个对称的粗糙斜面，A与D，B与C分别位于同一水平面上，两斜面与光滑圆弧轨道相切于B、C两点，E为轨道的最低点。A、B两点间的高度差为h=1.5m，圆弧轨道的半径R=0.5m，滑块P的质量m=2kg，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.05，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：（1）滑块P至少以多大的初速度v0从A点下滑，才能冲上斜面CD到达D点？（2）若滑块P在A点由静止开始下滑，求它在两斜面上走过的总路程S？（3）若滑块P在A点由静止开始下滑，求其对轨道最低点E的最大压力和最小压力各为多少？【答案】（1）1.5m/s（2）50m（3）151.5N； 36N【解析】（1）滑块恰好到达D点时速度为零，根据动能定理有：-2μmgcos53°•=0-mv02得：v0=解得：v0=1.5m/s（2）最终滑块在光滑轨道上来回运动，且到达B点和C点时速度均为零，根据动能定理有：mgh-μmgcos53°•S=0-0解得：S=50m（3）设滑块经过E点时的最小速率为v1，最小支持力为N1；最大速率为v2，最大支持力为N2。根据牛顿第二定律有：N1-mg=mN2-mg=m根据动能定理得：mgR（1-cos53°）=mg[h+R（1-cos53°）]-μmgcos53°•=解得：v1=2m/sv2=m/sN1=36NN2=151.5N由牛顿第三定律知滑块对轨道E点的最大压力为151.5N，最小压力为36N。