2023届高考物理高频考点专项练习： 专题三 牛顿运动定律综合训练（C卷）

2023届高考物理高频考点专项练习： 专题三 牛顿运动定律综合训练（C卷）

1.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为的两个物体，间的最大静摩擦力为，现用水平拉力F拉B，使以同一加速度运动，则拉力F的最大值为(   )

A. B. C. D.

2.如图所示，两块连接在一起的物块a和b，质量分别为和，放在水平的光滑桌面上，现同时施给它们方向如图所示的推力和拉力，已知，则关于b对a的作用力，下列说法正确的是(   )

A.必为推力 B.必为拉力 C.可能为推力，也可能为拉力 D.不可能为零

3.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度-时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为和,则(   )

A. B. C. D.

4.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g，下列关于杆对小球的作用力F的判断中，正确的是(   )

A.小车静止时，，方向沿杆向上

B.小车静止时，，方向垂直杆向上

C.小车向右以加速度a运动时，一定有

D.小车向右以加速度a运动时，

5.如图所示，质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2 kg的物体B用细线悬挂，间相互接触但无压力，整个系统处于静止状态，取。某时刻将细线剪断，则剪断细线瞬间(   )

A.B的加速度大小为 B.A的加速度大小为

C.B对A的压力大小为0 D.B对A的压力大小为20 N

6.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和的物块，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块刚好要滑动，则μ的值为(   )

A. B. C. D.

7.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为和的三个木块，其中质量为和的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉其中一个质量为的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是(   )

A.质量为的木块受到四个力的作用

B.当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断

C.当F逐渐增大到时，轻绳还不会被拉断

D.轻绳刚要被拉断时，质量为m和的木块间的摩擦力为

8.如图所示，表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上，质量相等的两物体用一轻质弹簧连接，B的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面顶端的固定装置上，斜面的倾角为30°，当升降机突然处于完全失重状态，则关于两物体的瞬时加速度大小和方向，下列说法正确的是(   )

A.，方向沿斜面向下；，方向沿斜面向下

B.，

C.；，方向沿斜面向下

D.，方向垂直斜面向下；，方向竖直向下

9.如图所示，质量的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数，在木板的左端放置一个质量，大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数，设木板足够长，若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取，则下面四个图中能正确反映铁块受到木板的摩擦力大小f随力F大小变化的是(   )

A. B.

C. D.

10.如图所示，长的传送带与水平面之间的夹角，传送带以的速度沿逆时针方向匀速运动。现将质量的小物块（可视为质点）轻放在传送带的底端（P点）。已知小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，则小物块从传送带的底端（P点）运动到顶端（Q点）所需的时间为(   )

A. 1.2s B. 1.6s C. 2s D.

11.游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是(   )

A.当升降机加速上升时，游客处于失重状态 B.当升降机减速下降时，游客处于失重状态

C.当升降机减速上升时，游客处于失重状态 D.当升降机加速下降时，游客处于超重状态

12.某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图1所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图象。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是(   )

A.时电梯处于失重状态 B.8~9 s内电梯在做减速运动

C.10~15 s内电梯在上行 D.17~20 s内电梯在下行

13.如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A，汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是(   )

A.将竖直向上做匀速运动 B.将处于失重状态

C.将处于超重状态  D.将竖直向上先加速后减速

14.关于超重和失重，下列说法正确的是(   )

A.物体处于超重时，物体可能在加速下降

B.物体处于失重状态时，物体可能在上升

C.物体处于完全失重时，地球对它的引力消失了

D.物体失重的条件下，对支持它的支承面压力为零

15.如图所示，在粗糙水平板上放一个物块，使水平板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动．为水平直径，为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（   ）

A.物块始终受到三个力作用

B.从a到b，物块处于超重状态

C.从b到a，物块处于超重状态

D.只有在四点，物块受到的合外力才指向圆心

16.某人在地面上最多能举起60kg的物体,而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体.则电梯的加速度为__________m/s2.若电梯以此加速度上升,则此人在电梯里最多能举起物体的质量__________kg(g取10 m/s2).

17.一个质量为m的人,站在电梯内随电梯竖直向上运动,重力加速度为g,当电梯匀速上升时,人对电梯底板的压力F__________(填“大于”或“等于”)mg,当电梯加上升时,人处于__________(填“超重”或“失重”)状态。

18.科研人员乘气球进行科学考察。气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg。气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住。堵住时气球下降速度为1 m/s，且做匀加速运动，4 s内下降了12 m。为使气球安全着陆，向舱外缓慢抛出一定的压舱物。此后发现气球做匀减速运动，下降速度在5 min内减小3 m/s。若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度，求抛掉的压舱物的质量。

答案以及解析

1.答案：C

解析：当恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，A物体所受的合力为，由牛顿第二定律知，对于整体，加速度，由牛顿第二定律得。故选C。

2.答案：C

解析：对整体，水平方向受推力和拉力而做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：；对a，由牛顿第二定律可得：，则：。若，F为负值，b对a为推力；若，F为正值，则b对a为拉力；若，F为零。故C正确，A、B、D均错误。

3.答案：A

解析：由图像可知,0~5 s内加速度,方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有,;5~10 s内加速度,根据牛顿第二定律有,;10~15 s内加速度,负号表示方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律有,。故可得,选项A正确。

4.答案：D

解析：当小车静止时，球处于平衡状态，则杆对小球的作用力，方向竖直向上，故A、B错误。当小车向右以加速度a运动时，则球的合力为，根据平行四边形定则知，杆对球的作用力，因为杆对球的作用力方向不一定沿杆，则作用力不一定等于,故C错误，D正确。

5.答案：A

解析：剪断细线前，间无压力，则弹簧的弹力,剪断细线的瞬间，弹簧形变量不变，弹力仍为30 N。对整体分析，整体加速度，所以的加速度大小均为，故选项A正确，选项B错误。隔离B分析，，解得，由力的相互性知B对A的压力为12 N，故选项C、D错误。

6.答案：C

解析：物块刚好要滑动，说明刚好处于平衡状态，所受摩擦力为最大静摩擦力，分别对受力分析，则对，对，联立解得，故C正确。

7.答案：C

解析：A.对质量为的木块受力分析可知，受重力、地面对木块的支持力、质量为m的木块的压力和摩擦力，轻绳对木块的拉力共5个力，A错误；

BC.由轻绳能承受的最大拉力T，有

解得

由整体可知

B错误，C正确；

D.质量m和的木块间的摩擦力

D错误。

故选C。

8.答案：D

解析：升降机处于完全失重状态的瞬间，物体和斜面之间的作用力变为0，弹簧弹力不发生变化，故A物体只受重力和弹簧弹力作用，两者合力与原来的支持力大小相等方向相反，故其加速度大小为，方向垂直斜面向下；B物体受到重力、弹簧弹力和细线拉力作用，处于完全失重状态的瞬间，细线拉力发生突变，变为和弹簧的拉力大小相等，两者合力为0，故B物体的加速度大小为，方向竖直向下，由以上分析可知，A、B、C错误，D正确.

9.答案：C

解析：铁块与木板之间摩擦力的最大值为，木板与地面间的摩擦力的最大值为，当时，木板和铁块相对地面静止，；当，并且木板和铁块刚要发生相对滑动时，设此时系统的加速度为，根据牛顿第二定律，对整体有，对铁块有，可得，从此关系式可以看出，当时，相对静止，则对整体有，对铁块有，可得，当时，铁块受到的摩檫力为滑动摩擦力，大小为4 N，故A、B、D错误，C正确.

10.答案：C

解析：在小物块放上传送带后，通过对小物块受力分析可知，由牛顿第二定律有，解得，则小物块加速时间，加速位移，故小物块在传送带上先加速后匀速，则匀速运动时间，故小物块从底端到顶端的时间，C项正确。

11.答案：C

解析：本题以游乐园的升降机为实际情境考查牛顿第二定律的应用、超重和失重。当升降机加速上升时，游客有向上的加速度，是由重力与升降机对游客支持力的合力提供的，此时升降机对游客的支持力大于游客的重力，所以游客处于超重状态，A错误;当升降机减速下降时，游客具有向上的加速度，同理此时游客也处于超重状态，B错误；当升降机减速上升时，游客具有向下的加速度，是由重力与升降机对游客支持力的合力提供的，所以升降机对游客的支持力小于游客的重力，此时游客处于失重状态，C正确;当升降机加速下降时，游客具有向下的加速度，同理可得此时游客处于失重状态，D错误。

12.答案：C

解析：时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯处于超重状态，A错误；时，电梯处于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯一定加速上升，8～9 s内，电梯的加速度仍为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升，B错误；时，电梯的加速度为零，电梯上升的速度达到最大值，9~16 s内，电梯的加速度为零，电梯以最大速度匀速上行，C正确；16～21 s内，电梯的加速度为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动，D错误。

13.答案：C

解析：设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，A处于超重状态，故ABD错误，C正确．

14.答案：B

解析：

15.答案：C

解析：解；A、在两点处，只受重力和支持力，在其他位置处物体受到重力，支持力、静摩擦力作用，故A错误；

B、从a运动到b，向心加速度有向下的分量，所以物体处于失重状态，故B错误；

C、从b运动到a，向心加速度有向上的分量，所以物体处于超重状态，故C正确;

D、物体作匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故D错误；

故选：C。

16.答案：2.5; 48

解析：

17.答案：等于; 超重

解析：

18.答案：101 kg

解析：抛压舱物前，

解得

设漏气后浮力为F，抛压舱物前质量为m，抛掉压舱物的质量为，对过程分析，如图所示，

由牛顿第二运动定律得

抛压舱物后，

解得

由牛顿第二运动定律得

解得。