高考物理 专题三 牛顿运动定律专项练习.docx
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高考物理专题三牛顿运动定律专项练习
专题三牛顿运动定律
考点07牛顿运动定理的理解超重和失重（2、3、7）
考点08牛顿运动定律的应用（1、8—13、15—20）
考点09动力学的图象问题（4、5、6、14）
第I卷（选择题68分）
一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。
每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期月考】考点08易
关于力学单位制，下列说法中正确的是（）
A.
、
、
是导出单位
B.后人为了纪念牛顿，
作为力学中的基本单位
C.在国际单位制中，时间的基本单位可以是s，也可以是h
D.在不同的力学单位制中，牛顿第二定律的表达式都是
2．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】考点07难
如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面到下降至最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，下列判断正确的是（ ）
A．在第一过程中，运动员始终处于失重状态
B．在第二过程中，运动员始终处于超重状态
C．在第二过程中运动员的机械能始终在增大
D．在第一过程中运动员的动能始终在减小
3．【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】考点07易
2015年11月30日，蹦床世锦赛在丹麦落下帷幕，中国代表团获得8金3银2铜，领跑世锦赛的奖牌榜．一位运动员从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，利用仪器测得该运动员从高处开始下落到弹回的整个过程中，运动速度随时间变化的图象如图所示，图中Oa段和cd段为直线．由图可知，运动员发生超重的时间段为（）
A．0～t1 B．t1～t2
C．t2～t4 D．t4～t5
4．【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】考点09中
如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．下图中正确的是（）
5．【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】考点09难
如图所示滑块以初速度V0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零，对于该运动过程，若用
、
、
分别表示滑块下滑的位移、速度和加速度的大小，
表示时间，则下列图象能正确描述这一运动规律的是（）
6．【2017·开封市高三第一次模拟】考点09难
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，木板B的加速度a与拉力F关系图象如图（乙）所示，则小滑块A的质量为（）
A．4kgB．3kg
C．2kgD．1kg
7．【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】考点07难
欧洲太空总署火星登陆器“斯基亚帕雷利”于2016年10月19日坠毁在火星表面。
最新分析认为是错误的数据导致登陆器计算机提早释放了降落伞，而减速用的推进器只点火几秒钟就终止，当时它仍然位于火星表面上方3.7公里处.错误虽只持续了1s，但足以破坏登陆器的导航系统。
以下是火星登陆器离火星表面的高度随时间变化的图像，下列说法正确的是（）
A．0～t1阶段的速度先增大后减小B．在t2～t3阶段处于超重状态
C．在t1～t2阶段一定是静止的D．在t3～t4阶段做加速运动
8．【2017·河南天一大联考高三阶段性测试】考点08中
如图所示，叠放在一起的A、B两物体放置在光滑水平地面上，A、B之间的水平接触面是粗糙的，斜面细线一端固定在A物体上，另一端固定于N点，水平恒力F始终不变，A、B两物体均处于静止状态，若将细线的固定点由N点缓慢下移至M点（绳长可变），A、B两物体仍处于静止状态，则
A．细线的拉力将减小
B．A物体所受的支持力将增大
C．A物体所受摩擦力将增大
D．水平地面所受压力将减小
9．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】考点08中
如图所示，P是位于水平粗糙桌面上的物块，用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连，Q的质量为m，释放后两物体由静止开始运动的过程中，桌面以上的绳子始终是水平的，关于物体P受到的拉力和摩擦力以下描述中正确的是（ ）
A．P受到的拉力的施力物体是钩码Q，大小等于mg
B．P受到的拉力的施力物体是绳子，大小等于mg
C．P受到的摩擦力方向水平向左，大小一定小于mg
D．P受到的摩擦力方向水平向左，大小有可能等于mg
10.【江苏省东台市2017届高三5月模拟物理试题】考点08中
一滑块以初速度V0从斜面底端沿粗糙程度相同的斜面向上运动，运动到最高点后，又能沿斜面向下运动到底端，取斜面底端为坐标原点，沿斜面向上为x轴的正方向，则滑块速度的平方v2与位置坐标x的关系图象正确的是
A.
B.
C.
D.
11.【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】考点08难
如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接.已知m1=3kg，m2=2kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力.现用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2，为保持细线不断，则（）
A．F1的最大值为10NB．F1的最大值为15N
C．F2的最大值为10ND．F2的最大值为15N
12.【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】考点08难
如图8所示，斜劈B固定在弹簧上，斜劈A扣放在B上，A、B相对静止，待系统平衡后用竖直向下的变力F作用于A，使A、B缓慢压缩弹簧，弹簧一直在弹性限度内，则下面说法正确的是（）
A．压缩弹簧的过程中，B对A的摩擦力逐渐增大
B．压缩弹簧的过程中，A可能相对B滑动
C．当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，B对A的作用力先增大后减小
D．当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，A、B分离时，弹簧恢复原长
13.【2017·重庆市高三上学期（一诊）期末测试】考点08难
如图所示，框架甲通过细绳固定于天花板上，小球乙、丙通过轻弹簧连接，小球乙通过另一细绳与甲连接，甲、乙、丙三者均处于静止状态，甲、乙、丙质量分别为m、2m、3m，重力加速度为g.则将甲与天花板间细绳剪断瞬时，下列说法正确的是（）
A.小球丙的加速度大小
B.框架甲的加速度大小
C.框架甲的加速度大小
D.甲、乙间细绳张力大小为mg
14.【2017·黑龙江省大庆中学高三上学期期末考试】考点09难
如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随x变化的图象如图乙所示．其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的是（ ）
A.xA=h，aA=g B.xB=h+
，aB=0
C.xC=h+
，aC=g D.xC＞h+
，aC＞g
15.【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】考点08难
如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1kg，B的质量是2kg，A、B间的动摩擦因数是0.3，其它摩擦不计。
由静止释放C，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮，g=10m/s2）。
下列说法正确的是（）
A．A、B两物体发生相对滑动
B．A物体受到的摩擦力大小为2.5N
C．B物体的加速度大小是2.5m/s2
D．细绳的拉力大小等于10N
16.【甘肃省兰州第一中学2017届高三12月月考】考点08难
如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止放在右端．B与平板小车间的动摩擦因数为μ.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（ ）
A.
，斜向右上方B.
斜向左上方
C.mgtanθ，水平向右D.mg,竖直向上
17．【重庆市第一中学2017届高三上学期期中考试】考点08难
如图所示，两个完全相同的轻弹簧a、b，一端固定在水平面上，另一端均与质量为m的小球相连接，轻杆c一端固定在天花板上，另一端与小球拴接.弹簧a、b和轻杆互成120°角，且弹簧a、b的弹力大小均为mg，g为重力加速度，如果将轻杆突然撤去，则撤去瞬间小球的加速度大小为（）
A．a=0B．a=gC．a=1.5gD．a=2g
第II卷（非选择题42分）
二、计算题（共3小题，共42分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
18.（12分）【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】考点08中
如图所示，在游乐场的滑冰道上有甲、乙两位同学坐在冰车上进行游戏.当甲同学从倾角θ＝30°的光滑斜面冰道顶端A点自静止开始自由下滑时，与此同时在斜面底部B点的乙同学通过冰钎作用于冰面，从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速运动.已知斜面冰道AB的高度h＝5m，重力加速度g＝10m／s2.设甲同学在整个运动过程中无机械能变化，两人在运动过程中可视为质点.问：
为避免两人发生碰撞，乙同学运动的加速度至少为多大？
19.（14分）【辽宁省实验中学分校2017届高三12月月考】考点08难
观光旅游、科学考察经常利用热气球，保证热气球的安全就十分重要.科研人员进行科学考察时，气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为800kg,在空中停留一段时间后，由于某种故障，气球受到的空气浮力减小，科研人员发现气球在竖直下降，此时下降速度为2m/s，且做匀加速运动，经过4s下降了16m后，立即抛掉一些压舱物，气球匀速下降.不考虑气球由于运动而受到的空气阻力.重加加速度g＝10m/s2.求：
（1）抛掉的压舱物的质量m是多大？
（2）抛掉一些压舱物后，气球经过5s下降的高度是多大？
20．（16分）【黑龙江省双鸭山市第一高级中学2017届高三12月月考】考点08难
如图甲所示,倾斜传送带倾角
两端AB间距离L=4m,传送带以4m/s的速度沿顺时针转动,一质量为1kg的小滑块从传送带顶端B点由静止释放下滑,到A时用时2s,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
（1）求小滑块与传送带间的动摩擦因数.
（2）若该小滑块在传送带的底端A,现用一沿传送带向上的大小为6N的恒定拉力F拉滑块,使其由静止沿传送带向上运动,如图乙所示,当速度与传送带速度相等时,滑块的位移为多少?
（3）在
（2）问中,当小滑块速度与传送带速度相同时,撤去拉力,则当滑块到传送带顶端时,速度多大?
参考答案
1.【答案】A
考点：
力学单位制
【名师点睛】单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量.
2.【答案】C
考点：
牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了对超重失重现象的理解，加速度向下时为失重，加速度向上为超重；人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了.
3.【答案】C
【解析】由题意知速度方向向下时为正方向，运动员发生超重时具有向上的加速度，反映在v-t图象中时是斜率为负的时间段，所以只有在t2～t4 阶段运动员处于超重状态,故C正确．故选C.
考点：
v-t图线；失重和超重
【名师点睛】本题考查了超重和失重的条件，记住：
加速度向上超重，加速度向下失重.
4.【答案】C
考点：
速度--时间图象；牛顿第二定律.
【名师点睛】本题是速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，属于基础题.
5.【答案】D
【解析】在下滑过程中，根据牛顿第二定律得:
mgsinθ-μmgcosθ=ma解得：
物体的加速度为：
a=gsinθ-μgcosθ，加速度的大小保持不变，物体做匀减速运动，速度与时间之间是线性关系，所以速度图线是一条直线，故A、B错误；物体向下做匀减速运动，故下滑的位移与速度的大小关系
，
，C错误、D正确.故选：
D.
考点：
牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像
6.【答案】B
考点：
考查了牛顿第二定律与图像
【名师点睛】知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键，掌握处理图象问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析．
7.【答案】ABD
【解析】通过图像可知，H与t图像上各点的切线的斜率代表速度的大小，故在0～t1阶段，曲线上点的切线的斜率先增大后减小，故它的速度先增大后减小，选项A正确；在t2～t3阶段，曲线上各点的切线的斜率由大到小，故其速度由大减小，故物体向下做减速运动，则加速度方向向上，故物体处于超重状态，选项B正确；在t1～t2阶段，H的高度不变，但物体也可能在同一高度平动，所以这一阶段不一定是静止的，选项C错误；在t3～t4阶段，切线的斜率逐渐增大，即物体的速度变大，所以物体做加速运动，选项D正确.
考点：
超重与失重，位移与时间图像，加速度.
8.【答案】AB
【解析】
力不变，C错误；
考点：
考查了力的动态平衡分析
【名师点睛】在解析力的动态平衡问题时，一般有两种方法，一种是根据受力分析，列出力和角度三角函数的关系式，根据角度变化进行分析解题，一种是几何三角形相似法，这种方法一般解决几个力都在变化的情况，列出力与三角形对应边的等式关系，进行解题分析
9.【答案】C
考点：
牛顿第二定律
【名师点睛】本题要根据物体的加速度方向，判断受力情况，从而分析摩擦力与mg的大小，关键要正确理解并掌握牛顿第二定律.
10.【答案】A
【解析】试题分析：
根据某物块以初速度
从底端沿斜面上滑至最高点后又回到底端，知上滑过程中，物块做匀减速直线运动，下滑时做匀加速直线运动；在粗糙斜面上运动，摩擦力做功，物体的机械能减少，故回到底端时速度小于出发时的速度；
根据位移速度公式
，可得
，故
图像的斜率
，因为上滑过程中
，下滑过程中
，所以
，所以上滑过程中图线的斜率大于下滑过程中图线的斜率，又因为摩擦力的存在，所以上滑的初速度
大于下滑的末速度，A正确．
11.【答案】BC
考点：
牛顿第二定律
【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题.解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体、隔离法，运用牛顿第二定律进行求解.
12.【答案】AD
【解析】因为开始A相对于B静止，则A在沿斜面方向的分力小于等于最大静摩擦力，设斜劈的倾角为θ，有：
mgsinθ≤μmgcosθ，所以（mg+F）sinθ≤μ（mg+F）cosθ，所以A、B在缓慢压缩弹簧的过程中，仍然能保持相对静止，A所受的摩擦力f=（mg+F）sinθ，F逐渐增大，可知摩擦力逐渐增大，故A正确，B错误；撤去F后，在弹簧恢复原长前，整体的加速度先减小后增大.逐渐减小，隔离对A分析，有：
F-mg=ma，则B对A的作用力逐渐减小．当弹簧恢复原长的瞬间，对AB整体受力分析：
只受重力，由牛顿第二定律知：
解得：
，隔离A有：
解得：
，此时二者脱离.故C错误，D正确．故选AD.
考点：
共点力平衡；牛顿第二定律
【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解，知道撤去F后，AB开始具有相同的加速度，当弹簧恢复原长时，两者发生脱离。
13.【答案】ACD
考点：
考查牛顿第二定律；物体的平衡．
【名师点睛】本题是动力学的瞬时加速度问题，往往先分析悬线剪断前弹簧的弹力，再分析悬线判断瞬间物体的受力情况，再求解加速度，抓住悬线剪断的瞬间弹簧的弹力没有来得及变化．
14.【答案】ABD
【名师点睛】本题首先会分析小球的运动情况和受力情况，其次难点是抓住简谐运动的对称性分析C点对应的状态.
15.【答案】BC
【解析】假设A、B不发生相对滑动，整体的加速度
，隔离对A分析，
，可知假设成立，即A、B两物体不发生相对滑动，A所受的摩擦力为2.5N，加速度为
，故A错误BC正确；隔离对C分析，根据牛顿第二定律得
，解得
，故D错误．
考点：
考查了牛顿第二定律
16.【答案】A
【解析】由题图可知,小车向左做匀减速直线运动,其加速度大小a＝gtanθ;小车对物块B向右的静摩擦力为Ff＝ma＝mgtanθ;竖直向上的支持力FN＝mg,小车对物块B产生的作用力的大小为
方向斜向右上方,故A正确．
考点：
考查牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．
【名师点睛】本题要抓住小球、物块B和小车的加速度相同的特点，根据牛顿第二定律采用隔离法研究.
17.【答案】AD
考点：
考查牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．
【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题，关键抓住小球瞬间所受的合力，结合牛顿第二定律进行求解．
18.【答案】2.5m/s2
【解析】根据牛顿第二定律可知甲同学在斜面上下滑的加速度a1=gsinθ ①（2分）
设甲到斜面底部的速度为v1，所经时间为
②（2分）
当甲恰好追上乙时，甲在水平冰道上经时间t2
则两人的位移关系为v1t2=
a（t1+t2）2③（3分）
要使两人避免相碰，当甲恰好追上乙时，乙的速度恰好等于v1，即
vA=a（t1+t2）④（3分）
由①②③④解方程组得a=
gsinθ=2.5m/s2（2分）
考点：
牛顿第二定律的应用
【名师点睛】解决该题关键要知道避免两人发生碰撞的临界条件是甲恰好追上乙时，乙的速度恰好等于的速度.
19.【答案】
（1）m=80kg；
（2）H=30m
【解析】
（1）设气球加速下降的加速度为a，受到的浮力为F
则有：
s=v0t+
at2（2分）
代入数据解得：
a=1m/s2（2分）
由牛顿第二定律有：
Mg-F=Ma（2分）
抛掉一些压舱物，气球匀速运动，则有：
（M-m）g=F（2分）
联立并代入数据解得：
m=80kg（2分）
（2）加速下降阶段获得的速度为：
v1=v0+at=2+1×4m/s=6m/s（2分）
匀速下降的高度为：
h=v1t′=6×5m=30m（2分）
考点：
牛顿第二定律
20.【答案】
（1）0.5
（2）2m（3）2
m/s
【解析】
（1）当传送带顺时针转动时，由牛顿第二定律可知
mgsinθ-μmgcosθ=ma（2分）
s=
at2（2分）
联立解得μ=0.5（1分）
（3分）
（3）撤去外力后前进位移为x2=L-x1=2m（2分）
加速度为μmgcosθ-mgsinθ=ma2（2分）
a2＝−2m/s2（1分）
由速度位移公式可得v′2-v2=2a2x2（2分）
解的v′＝2
m/s（1分）
考点：
牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】题主要考查了牛顿第二定律和运动学公式，解决本题的关键理清物体在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
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