2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题三 牛顿运动定律 B卷

2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练

专题三 牛顿运动定律 B卷

1.将重为的均匀长方体物块切成相等的两部分，切面与边面夹角为45°，如图所示叠放并置于水平地面上，现用弹簧测力计竖直向上拉物块A的上端，弹簧测力计示数为，整个装置保持静止，则(   )

A.地面与物块间可能存在静摩擦力 

B.物块对地面的压力大于

C.A对B的压力大小为 

D.之间静摩擦力大小为

2.如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A.木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出木板B的加速度a，得到如图乙所示的图像，已知g取，则(   )

A.小滑块A与木板B间的动摩擦因数为0.1 

B.当时，木板B的加速度为

C.木板B的质量为1.5 kg 

D.小滑块A的质量为4 kg

3.如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是(   )

A.加速度越来越大，速度越来越小

B.加速度和速度都是先增大后减小

C.速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上

D.速度一直减小，加速度大小先减小后增大

4.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行，初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示.已知，则下列说法错误的是(   )

A.时刻，小物块离A处的距离达到最大

B.时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C.0~时间内，小物块受到的摩擦力方向始终向右

D.0~时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

5.在两个足够长的固定的相同斜面体上（其斜面光滑），分别有如图所示的两套装置（斜面体B的上表面水平且光滑，长方体D的上表面与斜面平行且光滑，分别是固定在上的挡板，完全相同的两个弹簧一端固定在挡板上，另一端分别连在A和C上，在A与与D分别保持相对静止沿斜面自由下滑的过程中，下列说法正确的是(   )

A.两弹簧都处于拉伸状态

B.两弹簧都处于压缩状态

C.弹簧处于压缩状态，弹簧处于原长状态

D.弹簧处于拉伸状态，弹簧处于压缩状态

6.一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上,其上放质量均为1 kg的两物块,与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为,水平恒力F作用在A物块上,如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。下列说法正确的是(   )

A.若,则A物块所受摩擦力大小为1.5 N

B.若,则B物块的加速度为

C.无论力F多大,A与薄硬纸片都不会发生相对滑动

D.无论力F多大,B与薄硬纸片都不会发生相对滑动

7.如图甲所示为杂技中的“顶竿”表演。水平地面上演员B用肩部顶住一根长直竹竿，另一演员A爬至竹竿顶端完成各种动作。某次顶竿表演结束后，演员A自竿顶由静止开始下滑，滑到竿底时速度正好为零，然后曲腿跳到地面上，演员质量均为50 kg，长竹竿质量为5 kg，A下滑的过程中速度随时间变化的图像如图乙所示。重力加速度g取，下列判断正确的是(   )

A.竹竿的总长度约为3 m

B.0~6 s内，演员B对地面的压力大小始终为1050 N

C.0~6 s内，竹竿对演员B的压力的冲量大小为

D.演员A落地时向下曲腿，是为了缩短作用时间以减小地面的冲击力

8.如图所示，一质量为m、半径为r的光滑球A用细绳悬挂于O点，另一质量为M、半径为R的半球形物体B被夹在竖直墙壁和A球之间，B的球心到O点之间的距离为h，的球心在同一水平线上，处于静止状态，重力加速度为g。则下列说法正确的是(   )

A.A对B的压力大小为

B.竖直墙壁对B的摩擦力可能为零

C.当只轻轻把球B向下移动一点距离，若再次保持静止，则A对B的压力大小保持不变，细绳拉力增大

D.当只轻轻把球B向下移动一点距离，若再次保持静止，则A对B的压力减小，细绳拉力减小

9.如图所示，倾角为θ的斜面固定于水平地面上，上表面光滑，三小球的质量分别为，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，间固定一个轻杆，间由一轻质细线连接.弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态.现突然剪断细线或断开弹簧与A的连接点，下列判断正确的是(   )

A.弹簧断开的瞬间，之间杆的弹力大小不为零

B.细线被剪断的瞬间，球的加速度沿斜面向上，大小为

C.弹簧断开的瞬间，三个小球的加速度均为零

D.细线被剪断的瞬间，之间杆的弹力大小为

10.如图所示，水平传送带间的距离为16 m，质量分别为2 kg、4 kg的物块，通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，Q在传送带的左端且连接物块Q的细线水平，当传送带以8 m/s的速度逆时针转动时，Q恰好静止.取重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当传送带突然以8 m/s的速度顺时针转动时，下列说法正确的是(   )

A.Q与传送带间的动摩擦因数为0.5

B.Q从传送带左端到右端所用的时间为2.4 s

C.整个过程中，Q相对传送带运动的距离为4.8 m

D.Q从传送带左端到右端的过程细线受到的拉力为

11.如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放置一小物体，小物体处于静止状态.现对小物体施一竖直向上的拉力F，使小物体始终向上做匀加速直线运动，直到物体与弹簧分离，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示，均为已知量，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内.则下列结论正确的是(   )

A.开始时弹簧的压缩量为d

B.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

C.物体的加速度大小为

D.物体从开始运动到离开弹簧的过程经过的时间为

12.如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以大小不变的初速度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，重力加速度g取，根据图象可求出(   )

A.物体的初速度

B.物体与斜面间的动摩擦因数

C.取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移的最小值为1.44 m

D.当时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑

13.如图甲所示，用黏性材料粘在一起的两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为，当之间产生拉力且大于0.3 N时，将会分离.时刻开始对物块A施加一水平推力，同时对物块B施加同一方向的拉力，使从静止开始运动，运动过程中、方向保持不变，、的大小随时间变化的规律如图乙所示.则下列关于两物块受力及运动情况的分析，正确的是(   )

A.时刻之间作用力大小为0.6 N

B.时刻之间作用力为零

C.时刻A对B的作用力方向向左

D.从时刻到分离，它们运动的位移为5.4 m

14.某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。

（2）将n（依次取）个钩码挂在轻绳右端，其余个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。

（3）对应于不同的n的a值见下表。时的图像如图（b）所示；由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。

（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

（5）利用图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取）。

（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_____（填入正确选项前的标号）。

A.图线不再是直线

B.图线仍是直线，但该直线不过原点

C.图线仍是直线，但该直线的斜率变大

答案以及解析

1.答案：D

解析：对整体受力分析，水平方向不受地面的摩擦力，否则不能平衡，竖直方向受力平衡，则有，解得，则物块对地面的压力等于，故A、B错误；对A部分受力分析，如图所示。把A部分所受力沿切面和垂直切面方向进行分解，根据平衡条件得，，解得，由牛顿第三定律知A对B的压力，故C错误，D正确。

2.答案：B

解析：由题图可知，时，小滑块与木板相对静止，当时，加速度，对整体分析，由牛顿第二定律有，解得，当F大于8 N时，发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对B分析有，解得，由题图可知，时，图线的斜率，解得，则，由题图可知，，解得，A、C、D错误；当时，小滑块A与木板B相对滑动，B的加速度为，B正确.

3.答案：C

解析：在接触的第一个阶段，，合力方向竖直向下，小球向下运动，x逐渐增大，所以逐渐减小，由得，，方向竖直向下，且逐渐减小，又因为这一阶段a与v都竖直向下，所以v逐渐增大。当时，，，此时速度达到最大。之后，小球继续向下运动，，合力，方向竖直向上，小球向下运动，x继续增大，增大，，方向竖直向上，随x的增大而增大，此时a与v方向相反，所以v逐渐减小。综上所述，小球向下压缩弹簧的过程中，的方向先向下后向上，大小先减小后增大；a的方向先向下后向上，大小先减小后增大；v的方向向下，大小先增大后减小。

4.答案：D

解析：在0~时间内小物块向左减速，在~时间内小物块向右加速，时刻小物块向左减速运动到速度为零，离A处的距离达到最大，故A正确；时刻前小物块相对传送带向左运动，之后相对静止，则知时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，故B正确；0~时间内，小物块相对传送带向左运动，受到的摩擦力方向始终向右，且大小不变，故C正确；由题图乙知，在~时间内小物块做匀速直线运动，此时受力平衡，小物块不受摩擦力作用，故D错误.

5.答案：C

解析：根据题意分析可知A与B保持相对静止，则二者沿斜面向下的加速度是相等的，设它们的总质量为M，则，所以；同理，若以为研究对象，则它们共同的加速度大小也是.以A为研究对象，A受到重力、斜面体B对其竖直向上的支持力，两力的合力的方向在竖直方向上，由于A在水平方向的加速度，水平方向的加速度由弹簧对其的弹力提供，所以弹簧处于压缩状态；以C为研究对象，C受到重力、长方体的支持力，合力的大小，加速度为，即C不受弹簧的弹力，所以弹簧处于原长状态.故选项C正确.

6.答案：C

解析：A与纸片间的最大静摩擦力为与纸片间的最大静摩擦力为。若,则与纸片保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,加速度为,此时对A有,解得,故A错误;物体B做加速运动的最大加速度为,若,相对纸片静止时,加速度为,则此时B相对纸片发生滑动,B的加速度仍为,选项B、D错误;由以上分析可知当纸片的加速度为时B相对纸片将要发生滑动,此时纸片受到的摩擦力为2 N,即纸片对A的摩擦力也为,则无论力F多大,A与薄硬纸片都不会发生相对滑动,选项C正确。

7.答案：C

解析：竹竿的长度等于图线与t轴所围的面积，由题图乙可知，竹竿的总长度，故选项A错误。0~6 s内演员A先加速向下，再减速向下，先失重再超重，故演员B对地面的压力一定是变化的，显然选项B错误。由题图乙可知，0~4 s内A向下加速，加速度为，则由牛顿第二定律得，解得，4~6 s内A向下减速，加速度大小为，则由牛顿第二定律得，代入数值解得，设向下为正方向，则0~6 s内竹竿对演员B的压力的冲量大小为，其中，代入解得，故C正确。演员A落地时向下曲腿，是为了延长作用时间以减小地面的冲击力，故选项D错误。

8.答案：AD

解析：分析A球的受力情况，如图1所示，B对A的支持力N与A的重力的合力与细绳的拉力T等大、反向、共线，根据两个阴影三角形相似得：，得，由牛顿第三定律知A对B的压力大小为：，A正确；B在竖直方向受到重力，而间无摩擦，由平衡条件知竖直墙壁对B一定有摩擦力，B错误；当只轻轻把球B向下移动一点距离，分析A球的受力情况，如图2所示，N与T的合力与等大、反向、共线，根据两个阴影三角形相似得：，可得：，由于，可知N减小，T减小，由牛顿第三定律知A对B的压力减小，C错误，D正确。

9.答案：BD

解析：弹簧断开的瞬间，对整体由牛顿第二定律可得，对球A由牛顿第二定律可得，解得，，故三个小球的加速度均为，之间杆的弹力大小为零，选项A、C错误；初始系统处于静止状态，对整体有，细线被剪断的瞬间，对整体可得，对B有，解得，故球的加速度大小为，之间杆的弹力大小为，选项B、D正确.

10.答案：AC

解析：当传送带以速度逆时针转动时，Q恰好静止不动，对Q受力分析知，，即，解得，故A正确；当传送带突然以顺时针转动，组成的系统做初速度为零的匀加速直线运动，有，代入数据解得，当速度达到传送带速度即8 m/s后，做匀速直线运动，匀加速的时间为，解得，匀加速运动的位移为，则匀速运动的时间，Q从传送带左端到右端所用的时间为，故B错误；加速阶段的位移之差为，即整个过程中，Q相对传送带运动的距离为4.8 m，故C正确；当Q加速时，对P分析有，代入数据解得，当Q做匀速直线运动时，有，故D错误.

11.答案：AD

解析：对小物体进行受力分析，有，当时，，此时弹簧恢复原长且与物体分离，物体的位移d等于弹簧的压缩量，故选项A正确，选项B错误；开始时，物体重力和弹簧弹力二力平衡，由平衡条件得，拉力为b时，弹簧弹力和物体重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律有，物体与弹簧分离后，拉力为c，根据牛顿第二定律有，联立解得物体的质量，弹簧的劲度系数，加速度，故选项C错误；从物体开始运动到离开弹簧的过程，物体的位移为d，根据匀变速直线运动的位移公式得，解得运动时间，故选项D正确.

12.答案：AC

解析：由题图乙可知，当斜面倾角时，物体做竖直上抛运动，其上升的最大高度为，由匀变速直线运动的规律可得，解得，选项A正确；由题图乙可知，当斜面倾角为时，由牛顿第二定律可得，解得物体减速运动的加速度大小为，此时物体运动的距离为，由匀变速直线运动的规律可得，联立以上两式可解得，选项B错误；物体在粗糙斜面上向上运动时，由牛顿运动定律可得，解得，则物体能达到的位移，引入辅助角α，由数学知识可得，故，代入数据可解得，选项C正确；当时，由于，故有，所以物体达到最大位移后不再下滑，选项D错误.

13.答案：AD

解析：由题图乙可知、的合力保持不变，根据牛顿第二定律，可知两个物块一起运动的加速度.时刻，，对B应用牛顿第二定律有，，解得，选项A正确.若间的作用力恰为零，由牛顿第二定律得，由题图乙知，解得时间的作用力为零，选项B错误.，此时两物块紧靠着，A对B的作用力方向向右，选项C错误.当之间产生拉力且大于0.3 N时将会分离，对B分析，，代入得时两物块分开，则，选项D正确.

14.答案：（3）0.39（在0.37~0.49范围内都可）

（4）如图所示

（5）0.45（在0.43~0.47范围内都可）

（6）BC

解析：（3）由得：，在图像中找一点坐标，代入公式即可求出a。

（5）对小车和钩码组成的系统应用牛顿第二定律：，则，图像的斜率，从而可解出M。

（6）对于已平衡摩擦力的情况，对整体应用牛顿第二定律：，则①；对于木板水平的情况，对整体应用牛顿第二定律：，整理得：②，比较①②可见，B、C均正确。