高考1_专题三 牛顿运动定律（试题word版）

这是一份高考1_专题三 牛顿运动定律（试题word版），共21页。
考点一 对牛顿运动定律的理解
基础 对运动和力的关系的认识。
重难 对牛顿运动定律的简单应用。
限时25分钟,正答率: /6。
基础
1.(2020浙江7月选考,2,3分)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周有一定空间。当公交车( )
A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动
B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动
C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动
答案 B
2.(2021山东联调,5)如图所示,竖直弹簧下端固定在水平面上,上端静止叠放两个质量相等的物体A、B(弹簧与B连接)。若突然撤去物体A,则从物体B开始运动到弹簧恢复原长过程中,下列图像能正确表示物体B运动速度v和位移x随时间t变化规律的是( )
答案 B
重难
3.(2022全国乙,15,6分)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距35L时,它们加速度的大小均为( )
A.5F8m B.2F5m C.3F8m D.3F10m
答案 A
4.(2021天津八校联考,5)如图所示,将一个质量为m的三角形物体放在水平地面上,当用一水平推力F经过物体的重心向右推物体时,物体恰好以一较大的速度匀速运动,某一时刻保持力的大小不变立即使推力反向变成拉力,则推力反向的瞬间( )
A.物体的加速度大小为Fm,方向水平向左
B.物体的加速度大小为2Fm,方向水平向右
C.地面对物体的作用力大小为mg
D.地面对物体的作用力大小为(mg)2+F2
答案 D
5.(2022江西八校联考,19)(多选)冰壶比赛是北京冬奥会的比赛项目之一,运动员把冰壶沿水平冰面投出,冰壶仅在摩擦力作用下自由滑行,比赛过程中可在冰壶运动前方用毛刷来回擦扫冰面, 减少与冰面的动摩擦因数以调节冰壶的滑行距离。某场比赛中,一运动员以v0的速度投掷冰壶,冰壶和冰面的动摩擦因数为μ,冰壶能在冰面上滑行s的距离,若在冰壶速度减为v02时开始持续擦扫冰面,则冰壶能再滑行12s的距离。冰壶的运动可视为直线运动,已知重力加速度为g,则擦扫后冰壶与冰面的动摩擦因数μ'为( )
A.12μ B.34μ C.v024sg D.v023sg
答案 AC
6.(2020浙江7月选考,19,9分)如图1所示,有一质量m=200 kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的14时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的F-t图线如图2所示,t=34 s 末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,g=10 m/s2,求物件
(1)做匀减速运动的加速度大小和方向;
(2)匀速运动的速度大小;
(3)总位移的大小。
图1 图2
答案 (1)0.125 m/s2 竖直向下 (2)1 m/s (3)40 m
考点二 牛顿运动定律的应用
基础 牛顿运动定律对单一物体、单一过程的简单应用。
重难 牛顿第二定律的瞬时性问题、超重与失重问题及两类动力学问题等。
综合 动力学中的多过程问题、与运动图像的综合问题等。
限时80分钟,正答率: /19。
基础
1.(2017海南单科,3,4分)汽车紧急刹车后,停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止,在地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度,已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25 m。汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.10 m/s B.20 m/s C.30 m/s D.40 m/s
答案 B
2.(2022湖南三湘名校联盟3月大联考,2)2022年1月20日《光明网》报道,符长青博士带领的中国科研团队在消防无人机的研究过程中,针对性地开展一系列攻克难关的行动并取得了重要突破。已知某消防无人机的质量为m,只考虑升力和重力,无人机在竖直方向上的升力大小与速度大小的平方成正比,比例系数为定值。空载时起飞离地的临界速度为v0,此时升力刚好等于重力。则当无人机搭载质量为m5的物体,加速度竖直向上且为g时,无人机的瞬时速度为( )
A.155v0 B.2155v0 C.455v0 D.435v0
答案 B
3.(2022湖北部分市州联合调研,5)如图所示,质量相同的甲、乙两物体紧挨着放置于粗糙的水平面上,已知甲、乙之间的接触面倾斜且光滑,它们与水平面间的动摩擦因数相同。现施加一水平恒力F作用在物体上,使两物体一起加速运动,两者不发生相对滑动。若力F作用在物体甲上,两物体运动的加速度大小为a1,甲、乙之间的弹力大小为FN1;若力F作用在物体乙上,两物体运动的加速度大小为a2,甲、乙之间的弹力大小为FN2。则( )
A.a1=a2,FN1>FN2 B.a1>a2,FN1tC B.tD>tC>tB C.tB=tC=tD D.tB>tC=tD
答案 A
8.(2022河北保定一模,10)(多选)卡车司机运送贴面板,启动过程中容易出现贴面板掉落情况。如图,某司机在封闭水平场地进行研究,运送质量分布均匀、规格相同的贴面板a和b。贴面板与卡车车厢之间无固定装置。已知a、b之间的动摩擦因数为0.15。b与卡车车厢底面之间的动摩擦因数为0.20,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为10 m/s2,卡车启动过程可看成做匀加速直线运动,下列判断正确的是( )
A.当卡车加速度a=1.0 m/s2时,a与b、b与卡车均没有相对运动
B.当卡车加速度a=2.0 m/s2时,a与b、b与卡车均有相对运动
C.无论卡车加速度多大,a和b均不会发生相对运动
D.无论卡车加速度多大,b的加速度不会超过2.5 m/s2
答案 AD
9.(2022山西太原二模)(多选)如图所示,固定斜面AC的倾角为30°,其中AB部分光滑,长为5L;BC部分粗糙且足够长。6个质量均为m的相同滑块(可视为质点),用5个长为L的轻杆相连放置在斜面上,初始时滑块1恰好位于B点。释放后滑块组开始下滑,已知滑块4进入BC后能做匀速运动,下列说法中正确的是( )
A.滑块与斜面间的动摩擦因数为32
B.滑块组匀速运动时速度的大小为2gL3
C.滑块4通过B点前的瞬间,滑块4、5间杆的作用力大小为3mg4
D.滑块4通过B点后的瞬间,滑块4、5间杆的作用力大小为mg3
答案 AC
10.(2022湖南长沙三模)如图所示,“V”形槽各处所用材料完全相同,两侧面夹角可以调节,槽的棱与水平面的夹角为37°,两侧面与水平面的夹角相同。圆柱形工件放在“V”形槽中,当“V”形槽两侧面的夹角为60°时,工件恰好能匀速下滑。已知 sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g=10 m/s2。则当“V”形槽两侧面的夹角为90°时,工件下滑的加速度大小为( )
A.3 m/s2 B.2 m/s2
C.(6-32) m/s2 D.(6-22) m/s2
答案 C
11.(2018天津理综,10,16分)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10 m/s2。求飞机滑跑过程中
(1)加速度a的大小;
(2)牵引力的平均功率P。
答案 (1)2 m/s2 (2)8.4×106 W
综合
12.(2022湖北七市联考,7)如图(a)所示,橡皮筋弹弓夜光飞箭是一种常见的小玩具,它利用橡皮筋将飞箭弹射升空,再徐徐下落,其运动可简化为如下过程:飞箭以初速度v0竖直向上射出,在t2时刻恰好回到发射点,其速度随时间的变化关系如图(b)所示。则下列关于飞箭运动的描述中正确的是( )
图(a)
图(b)
A.上升和下落过程运动时间相等
B.上升和下落过程中平均速度大小相等
C.0~t2过程中加速度先减小后增大
D.0~t2过程中所受阻力先减小后增大
答案 D
13.(2022河北衡水二模)如图甲所示,光滑水平地面上静止放置足够长的木板B,物块A叠放在木板B上,一水平拉力F作用在木板上使木板从静止开始运动,A、B间动摩擦因数为μ,重力加速度为g。设木板B静止时右端的位置为坐标原点,规定力F的方向为正方向,木板B的加速度随位移的变化图像如图乙所示,则( )
甲
乙
A.位移为x1时物块A的速度大小为μgx1
B.位移为x2时木板B的速度大小为2μgx2
C.位移为x3时木板B的速度大小为2μg(2x3-x2)
D.物块A和木板B在x2处开始相对滑动
答案 C
14.(2022湖北武汉二模)(多选)如图所示,一竖直轻弹簧静止在水平面上,其上端位于O点,重力均为G的a、b两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉b,
将a、b视为质点,则下列说法正确的是( )
A.若F=G,则a、b恰好在O点分离
B.若F=2G,则a、b恰好在图示的初始位置分离
C.若F=12G,则a、b在O点正下方某一位置分离
D.若F=34G,则a、b在O点正下方某一位置分离
答案 BD
15.(2021全国乙,21,6分)(多选)水平地面上有一质量为m1的长木板,木板的左端上有一质量为m2的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1,物块与木板间的动摩擦因数为μ2。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则( )
图(a)
图(b)
图(c)
A.F1=μ1m1g B.F2=m2(m1+m2)m1(μ2-μ1)g
C. μ2>m1+m2m2μ1 D.在0~t2时间段物块与木板加速度相等
答案 BCD
16.(2019课标Ⅲ,20,6分)(多选)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出( )
图(a)
图(b) 图(c)
A.木板的质量为1 kg
B.2 s~4 s内,力F的大小为0.4 N
C.0~2 s内,力F的大小保持不变
D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
答案 AB
17.(2022河北名校联盟联合调研,10)(多选)2022年2月18日,我国运动员夺得北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧赛冠军。比赛场地可简化为如图甲所示的模型:滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道连接而成,轨道的倾角为θ。某次腾空时,运动员(视为质点)以大小为v的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道,速度方向与轨道边缘AD的夹角为90°-θ,腾空后沿轨道边缘AD上的N点进入轨道,腾空过程(从M点运动到N点的过程)的左视图如图乙所示。重力加速度大小为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
甲
乙
A.运动员腾空过程中处于超重状态
B.运动员腾空过程中离开AD的最大距离为v2 csθ2g
C.运动员腾空的时间为2vcsθgsinθ
D.M、N两点的距离为4v2 sinθg
答案 BD
18.(2022山东,16,9分)某粮库使用额定电压U=380 V、内阻R=0.25 Ω的电动机运粮。如图所示,配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡、装满粮食的小车以速度v=2 m/s沿斜坡匀速上行,此时电流I=40 A。关闭电动机后,小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时,速度恰好为零。卸粮后,给小车一个向下的初速度,小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量m1=100 kg,车上粮食质量m2=1 200 kg,配重质量m0=40 kg,取重力加速度g=10 m/s2,小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比,比例系数为k,配重始终未接触地面,不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求:
(1)比例系数k值;
(2)上行路程L值。
答案 (1)0.1 (2)0.36 m
19.(2022山东潍坊一模,16)在2月8日举行的北京2022年冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中,18岁的中国选手谷爱凌顶住压力,在关键的第三跳以超高难度动作锁定金牌,这也是中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成,如图所示。在某次训练中,运动员经助滑道加速后自起跳点C以大小为vC=20 m/s、与水平方向成α=37°的速度飞起,完成空中动作后,落在着陆坡上,后沿半径为R=40 m的圆弧轨道自由滑行通过最低点F,进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为α=37°,在F点运动员对地面的压力为重力(含装备)的2倍,运动员在水平停止区受到的阻力为重力(含装备)大小的0.5倍,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,忽略运动过程中的空气阻力。求:
(1)水平停止区的最小长度L;
(2)运动员完成空中动作的时间t。
答案 (1)40 m (2)103 s
易混易错
1.受力与运动分析 如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点。如果物体受到的阻力恒定,则( )

A.物体从A到O先加速后减速
B.物体从A到O加速运动,从O到B减速运动
C.物体运动到O点时所受合力为零
D.物体从A到O的过程中加速度逐渐减小
答案 A
2.根据速度图像分析传送带问题 [2021福建漳州适应考(一),10](多选)质量m=10 kg的煤块在大小恒定的水平外力作用下,冲上一足够长的水平传送带,传送带从右向左以恒定速度v0=2 m/s运动。从煤块冲上传送带开始计时,煤块的v-t图像如图所示,选向右为正方向。已知0~1 s内水平外力与煤块运动方向相反,1~2 s内水平外力仍然与煤块运动方向相反,g取10 m/s2,则( )
A.煤块与传送带间的动摩擦因数为0.3
B.煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5
C.0~2 s内煤块在传送带上留下的黑色痕迹为4 m
D.0~2 s内煤块在传送带上留下的黑色痕迹为6 m
答案 AD
题型模板
题型一 等时圆模型
典型模型
模型特征:(1)物体从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等,如图1。(2)物体从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图2。

图1 图2
1.如图所示,竖直圆环中有多条起始于A点的光滑轨道,其中AB通过环心O并保持竖直,一质点分别自A点沿各条轨道下滑,初速度均为零,那么,质点沿各轨道下滑的时间相比较( )
A.质点沿着与AB夹角越大的轨道下滑,时间越短
B.质点沿着轨道AB下滑,时间最短
C.轨道与AB夹角越小(AB除外),质点沿其下滑的时间越短
D.无论沿图中哪条轨道下滑,所用的时间均相同
答案 D
2.(2020山东聊城一模)如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c点无初速度释放,下列关于它们下滑到d点的过程说法正确的是( )
A.沿cd细杆下滑的滑环用时最长
B.从a点释放的滑环所受重力的冲量最小
C.从c点释放的滑环所受弹力的冲量最大
D.合力对各环的冲量大小相等
答案 C
变式题型
题型特征:变式1:添加辅助线,构建等时圆模型,求最短时间问题。变式2:斜面类问题添加辅助线(多为画出外接圆)转变为等时圆问题。
3.变式2 如图,倾斜传送带上有两条光滑导轨,PA竖直、PB垂直于传送带,现同时在P点释放两个质量相同的小货物(均视为质点),各自沿两条导轨滑下,则它们滑到导轨底端时( )
A.末速度相同
B.所用的时间相同
C.下滑过程重力所做的功相同
D.下滑过程重力做功的平均功率相同
答案 B
4.变式1 (2021山东济南三模,15)滑滑梯是小朋友们爱玩的游戏。有两部直滑梯AB和AC,A、B、C在竖直平面内的同一圆周上,且A为圆周的最高点,示意图如图所示。已知圆半径为R。在圆周所在的竖直平面内有一位置P,距离A点为3R且与A等高。各滑梯的摩擦均不计,已知重力加速度为g。
(1)如果小朋友由静止开始分别沿AB和AC滑下,试通过计算说明两次沿滑梯运动的时间关系;
(2)若设计一部上端在P点,下端在圆周上某点的直滑梯,则小朋友沿此滑梯由静止滑下时,在滑梯上运动的最短时间是多少?
答案 (1)见解析 (2)9Rg
实践应用
5.图甲是某景点的山坡滑道图片,为了探究滑行者在滑道直线部分AB上滑行的时间,技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图。AC是滑道的竖直高度,D点是AC竖直线上的一点,且有AD=DB=10 m,滑道AB可视为光滑,滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AB向下做直线运动,g取10 m/s2,则滑行者在滑道AB上滑行的时间为( )
A.2 s B.2 s C.3 s D.22 s
答案 B
题型二 连接体运动模型
典型模型
模型特征:用轻绳、轻杆、轻弹簧相连的几个物体或者直接接触的几个物体。
解题方法:加速度相同时用整体法与隔离法求解;加速度不同时用牛顿第二定律推广式求解。
1.(2019海南单科,5,4分)如图,两物块P、Q置于水平地面上,其质量分别为m、2m,两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为( )
A.F-2μmg B.13F+μmg C.13F-μmg D.13F
答案 D
2.(2022山西吕梁一模,8)质量为m1的数学书和质量为m2的物理书叠放在桌面上,数学书和桌面之间的动摩擦因数为μ1,物理书和数学书之间的动摩擦因数为μ2,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,欲将数学书从物理书下抽出,则要用的力至少为( )
A.(μ1+μ2)(m1+m2)g B.(m1+m2)g+μ1m2g
C.(μ1+μ2)m2g D.(μ1m1+μ2m2)g
答案 A
3.如图所示,水平桌面上放置一个倾角为45°的光滑楔形滑块A,一细线的一端固定于楔形滑块A的顶端O处,细线另一端拴一质量m=0.2 kg的小球。若滑块与小球一起以加速度a向左做匀加速运动(取g=10 m/s2),则下列说法正确的是( )
A.当a=5 m/s2时,滑块对球的支持力为22 N
B.当a=15 m/s2时,滑块对球的支持力为22 N
C.当a=5 m/s2时,地面对A的支持力一定大于两个物体的重力之和
D.当a=15 m/s2时,地面对A的支持力一定小于两个物体的重力之和
答案 A
变式题型
题型特征:变式1:斜面上的连接体。变式2:竖直方向上的连接体。
4.变式1 (2022河北衡水中学测试,5)如图所示,一轻弹簧放在倾角θ=30°且足够长的光滑斜面上,下端固定在斜面底端的挡板上,上端与放在斜面上的物块A连接,物块B与物块A(二者质量均为m)叠放在斜面上并保持静止,现用大小等于14mg的恒力F平行斜面向上拉B,当运动距离为L时B与A分离。下列说法正确的是( )
A.弹簧处于原长时,B与A开始分离
B.弹簧的劲度系数为3mg4L
C.弹簧的最大压缩量为L
D.从开始运动到B与A刚分离的过程中,两物体的动能一直增大
答案 B
5.变式2 (2022重庆一调,12)(多选)如图所示,水平地面上固定一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧上端叠放着质量均为m的相同物块A、B,物块B与弹簧拴接。探究小组用大小不同的作用力F竖直向下压在A上,使整个系统静止。现突然撤去作用力F,观察A、B的运动情况并进行推理分析。下列说法正确的是( )
A.A、B分离瞬间,A、B速度均最大,弹簧弹力大小为2mg
B.A、B分离瞬间,A、B速度均小于最大速度,弹簧弹力为0
C.A、B分离后,当vB=0时,aA=aB且向下,A的速度为零
D.A、B分离后,当vB=0时,aA