高考物理一轮复习牛顿运动定律专项检测卷及答案解析.docx

1、高考物理一轮复习牛顿运动定律专项检测卷及答案解析 2020高考物理一轮复习【牛顿运动定律】专项检测卷(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1如图所示，在光滑水平面上以水平恒力F拉动小车和木块，让它们一起做无相对滑动的加速运动，若小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车间的动摩擦因数为.对于这个过程，某班同学有以下4个式子表达木块受到的摩擦力的大小，你认为一定正确的是()AFMa B(Mm)a Cmg DMa答案：A

2、解析：以小车和木块组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可得F(Mm)a，以木块为研究对象，有fma，以小车为研究对象，有FfMa，其中ff，故fFMa，选项A正确本题特别需要指出的是：由于小车和木块间没有相对滑动，所以它们之间的摩擦力应该是静摩擦力2.如图所示，质量为m0、倾角为的斜面体静止在水平地面上，有一质量为m的小物块放在斜面上，轻推一下小物块后，它沿斜面向下匀速运动若给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F，斜面体始终静止，重力加速度大小为g.施加恒力F后，下列说法正确的是()A小物块沿斜面向下运动的加速度为B斜面体对地面的压力大小等于(mm0)gFsinC地面对斜面体的摩擦力方向水平向左D

3、斜面体对小物块的作用力的大小和方向都变化答案：A解析：根据题述，小物块沿斜面向下匀速运动，摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，可得mgcosmgsin，给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F，对小物块，由牛顿第二定律有，Fmgcosmgsinma，联立解得a，选项A正确；小物块沿斜面向下匀速运动时，对小物块和斜面体整体受力分析，根据平衡条件可得，地面对斜面体的支持力等于斜面体和小物块重力之和，大小为(mm0)g.给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F后，小物块对斜面体的压力和摩擦力均不变，即斜面体对小物块的作用力的大小和方向都不变，地面对斜面体的摩擦力为零，斜面体对地面的压力大小等于(mm0)g，选项B、

4、C、D错误3.如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在升降机天花板的O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，已知重力加速度为g，当升降机以加速度a竖直向上加速运动时，两根细线之间的夹角为60，在运动过程中O、A间的细线被剪断瞬间，下列关于A、B两球的加速度的说法正确的是()AA球的加速度大小为g，方向竖直向下BB球的加速度大小为g，方向竖直向上CA球的加速度大小为g，方向斜向左下方DA球的加速度大小为g，方向沿OA方向答案：C解析：O、A间的细线被剪断前，对小球A，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有F2cos30mgma，F2sin30F10，解得F1kxmg，

5、在O、A间的细线被剪断瞬间，F2突然消失，但F1不突变，所以A球有水平向左的加速度aAxg，竖直向下的加速度aAyg，则A球的加速度大小为aAg，方向斜向左下方；而B球的加速度仍为a，方向竖直向上，C正确4如图所示，A、B两物体质量均为m，叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上)，对A施加一竖直向下、大小为F(F2mg)的力，将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态，现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，不计空气阻力，则关于FN的说法正确的是(重力加速度为g)()A刚撤去力F时，FNB弹簧弹力大小为F时，FNCA、B的速度最大时，FN2mgD

6、弹簧恢复原长时，FNmg答案：B解析：对A施加一竖直向下、大小为F(F2mg)的力，将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态，弹簧弹力大小为F2mg.刚撤去力F时，A、B向上加速运动，由牛顿第二定律可得，a，对A受力分析，由牛顿第二定律有FNmgma，解得FN，选项A错误当弹簧弹力大小为F时，对A、B整体，由牛顿第二定律有，F2mg2ma1，隔离A，由牛顿第二定律有，FNmgma1，解得FN，选项B正确A、B的速度最大时，加速度为零，弹簧弹力大小为2mg，FNmg，选项C错误弹簧恢复原长时，A、B只受重力向上运动，FN0，选项D错误5(多选)如图甲所示，质量M0.5 kg的

7、木板静止在光滑水平面上，质量m1 kg的物块以初速度v04 m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一水平向右的恒力F.当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到和F的关系图象如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1 m1，B点和C点所对应的横坐标分别为a N、b N将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g10 m/s2.则有()ABC段表示物块最终从木板的右端离开BDE段表示物块最终从木板的左端离开Ca1Db2答案：BC解析：经分析可知，AB段表示物块从木板的右端

8、离开，BC段表示物块没有离开木板，DE段表示物块从木板左端离开，故A错误，B正确B点表示物块刚好滑到木板右端与木板相对静止，由AB段可知木板的长度为l1 m，物块的加速度大小为a物g2 m/s2，设经过时间t物块与木板相对静止，则有xlv0t1 m，可得t0.5 s，则木板的加速度大小为a木m/s26 m/s2，对木板受力分析可得a木6 m/s2，代入得Fa1 N，C正确C点表示物块与木板刚好相对静止时的最大外力，则有Fb(Mm)g3 N，故D错误6如图所示，套在水平直杆上质量为m的小球开始时静止，现对小球沿杆方向施加恒力F0，垂直于杆方向施加竖直向上的力F，且F的大小始终与小球的速度成正比，

9、即Fkv(图中未标出)已知小球与杆间的动摩擦因数为，小球运动过程中未从杆上脱落，且F0mg.下列关于运动中的速度时间图象正确的是()答案：C解析：开始时小球所受支持力方向向上，随着时间的增加，小球速度增大，F增大，则支持力减小，摩擦力减小，根据牛顿第二定律，可知这一阶段小球的加速度增大当竖直向上的力F的大小等于小球重力的大小时，小球的加速度最大再往后竖直向上的力F的大小大于重力的大小，直杆对小球的弹力向下，F增大，则弹力增大，摩擦力增大，根据牛顿第二定律，小球的加速度减小，当加速度减小到零时，小球做匀速直线运动，故C正确7.一质量为m2.0 kg的木箱静止在粗糙的水平地面上，木箱与地面间的动摩

10、擦因数0.2，现对木箱施加一沿水平方向的大小随时间变化的拉力F，使木箱由静止开始运动，测得02 s内其加速度a随时间t变化的关系图象如图所示已知重力加速度g10 m/s2，下列关于木箱所受拉力F的大小和运动速度v随时间t变化的图象正确的是()答案：A解析：在02 s内，木箱加速度由4 m/s2逐渐减小到0，由加速度图象可得a42t(m/s2)，由牛顿第二定律得Fmgma，可得F124t(N)，即在02 s内，A正确，B错误；在02 s内，木箱速度增加4 m/s,2 s后木箱加速度为零，木箱的速度为4 m/s，C、D错误8.(多选)如图所示，某科研单位设计了一质量为m的空间飞行器，飞行器从地面起

11、飞时，发动机提供的动力方向与水平方向的夹角60，使飞行器恰沿与水平方向成30角的直线斜向右上方匀加速飞行，经t时间后，将动力的方向沿逆时针旋转60，同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，重力加速度大小为g，下列说法中正确的是()A加速时动力的大小等于mgB加速时加速度的大小为gC减速时动力的大小等于mgD减速飞行t时间后速度为零答案：BC解析：画出飞行器沿与水平方向成30角的直线斜向右上方匀加速飞行时的受力示意图，如图1所示，由图中几何关系可知F合mg，由mgcos30，可得加速时动力的大小Fmg，选项A错误，B正确；画出飞行器沿原方向匀减速飞行时的受

12、力示意图，如图2所示，由sin60，可得减速时动力的大小Fmg，选项C正确；加速飞行t时间后的速度为vatgt，减速飞行时的合外力大小为mgcos60，减速飞行时的加速度大小为，减速飞行2t时间后速度为零，选项D错误二、非选择题(本题包括4小题，共47分)9(8分)如图甲所示，力传感器A与计算机(未画出)相连接，可获得拉力随时间变化的规律将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节力传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量m1.5 kg，小车的质量M1.65 kg.一根轻质细绳跨过光滑的轻质定滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空砂桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平

13、，整个装置处于静止状态现打开力传感器，同时缓慢向砂桶里倒入砂子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒砂子若力传感器采集的Ft图象如图乙所示，重力加速度g10 m/s2，则：(1)滑块与小车间的动摩擦因数_；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，滑块从小车上滑落前，小车稳定运动的加速度大小a_m/s2.(2)若实验中力传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略高一些，由此而引起动摩擦因数的测量结果_(选填“偏大”或“偏小”)答案：(1)0.2(3分)0.25(3分)(2)偏小(2分)解析：(1)结合题图乙可知，滑块与小车间的最大静摩擦力fmax3.5 N，此时砂桶及所装砂子的总重力m0gfmax，解得：m00

14、.35 kg.小车在运动时与滑块间的滑动摩擦力f3.0 N，由fmg，解得：0.2；对砂桶、砂子、小车组成的整体，根据牛顿第二定律得：m0gf(Mm0)a，解得：a0.25 m/s2.(2)若力传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略高一些，导致压力减小，则滑动摩擦力偏小，因此动摩擦因数的测量结果偏小10(8分)用图甲的装置“验证牛顿第二定律”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作回答下列问题：(1)实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是_.(2)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是_(填字母序号)A取下砂

15、和砂桶B在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动C小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应断开D把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度(3)在满足实验条件下，某同学得到了如图乙的图线(M为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴上截距不为零的原因是_答案：(1)绳的拉力(近似)等于砂和砂桶的重力之和小车所受的合外力(近似)等于砂和砂桶重力之和(3分)(2)AD(选不全的不给分)(3分)(3)长木板的倾角过大(平衡摩擦力过度)(2分)解析：(1)根据实验原理，只有“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”才能认为绳的拉力等于砂和砂桶的重力之和(2)平衡摩擦力时应该取下砂和砂桶，选项

16、A正确，选项B错误；小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应该开启，选项C错误；把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度，用来平衡摩擦力，选项D正确(3)图线在纵轴上截距不为零的原因是平衡摩擦力过度11(15分)如图所示，水平地面上有三个质量均为m1 kg的小物块A、B、C，A、B间用一根轻绳水平相连一水平恒力F作用于A上，使三物块以相同加速度运动一段时间后撤去F.已知B与C间的动摩擦因数10.5，A和C与地面间的动摩擦因数均为20.2，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.求：(1)F的最大值；(2)从撤去F到三物块停止运动的过程中，B受到的摩擦力解析：(1)B、

17、C恰好要相对滑动时对C：1mg2(mm)gma(3分)解得a1 m/s2(1分)由题意知，A、B、C相对静止时，F有最大值Fmax对A、B、C整体：Fmax2(mmm)g3ma(2分)解得Fmax9 N(1分)(2)撤去F后，设B、C相对静止对A、B、C整体：2(mmm)g3ma(2分)解得a2 m/s2(1分)对C：2(mm)gfBCma(2分)解得fBC2 NfBm1mg5 N(2分)故假设成立，由牛顿第三定律可知，B受到的摩擦力为2 N，方向水平向左(1分)12(16分)如图甲所示，“”形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，BC光滑且与水平面夹角为37.木块右侧与竖直墙壁之间连

18、接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值一个可视为质点的质量为m的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示(sin370.6，cos370.8，g取10 m/s2)求：(1)斜面BC的长度s；(2)滑块与木块AB表面之间的动摩擦因数.解析：(1)分析滑块受力，由牛顿第二定律得a1gsin6 m/s2(4分)通过题图乙可知滑块在斜面上运动时间为t11 s(1分)由运动学公式得斜面BC的长度为sa1t3 m(3分)(2)由答图可知滑块对斜面的压力N1mgcos(1分)木块对传感器的压力F1F1N1sin(2分)由题图乙可知

19、：F112 N解得m2.5 kg(1分)滑块在AB上运动时传感器对木块的拉力F2fmg5 N(3分)0.2(1分)探究创新卷 着眼于练模拟悟规范争满分(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.如图所示，三个物体质量分别为m11.0 kg、m22.0 kg、m33.0 kg，已知斜面上表面光滑，斜面倾角30，m1和m2之间的动摩擦因数0.8.不计绳和滑轮的质量及摩擦初始用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将(g取10 m/s2

20、，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A和m1一起沿斜面下滑B和m1一起沿斜面上滑C相对于m1上滑D相对于m1下滑答案：D解析：假设m1和m2保持相对静止，对整体分析，整体的加速度a2.5 m/s2.对m2分析，根据牛顿第二定律得fm2gsin30m2a，解得fm2gsin30m2a15 N，最大静摩擦力fmm2gcos308 N，可知ffm，则m2的加速度应小于m1的加速度，m2相对于m1下滑，故D正确2如图甲所示，一根质量分布均匀的粗绳AB长为l，在水平恒力F的作用下沿水平面运动绳上距A端x处的张力FT与x的关系如图乙所示(F和l为已知量)下列说法正确的是()A粗绳一定不受摩擦力作用B若只增大

21、恒力F，则FTx直线斜率的绝对值变大C若已知粗绳的质量，则可求出粗绳运动的加速度D若已知粗绳运动的加速度，则可求出粗绳的质量答案：B解析：从设题内容不能确定粗绳是否受摩擦力，选项A错误；设粗绳的质量为m，加速度为a，与地面的动摩擦因数为，以距A端x处的后面一段绳为研究对象有FTmgma，即FTx(mgma)或FTxF，若只增大恒力F，则FTx直线斜率的绝对值变大，选项B正确；因粗绳的质量m、加速度a、与地面的动摩擦因数均未知，选项C、D错误32019河南开封模拟以初速度v竖直向上抛出一小球，小球所受空气阻力与速度的大小成正比，下列图象中，能正确反应小球从抛出到落回原处的过程中速度随时间变化情况

22、的是()答案：D解析：设小球所受的阻力fkv，小球的质量为m，则在小球上升的过程中有mgfma，得ag，由于上升过程中小球的速度越来越小，小球的加速度a也越来越小，故vt图象的斜率的绝对值越来越小，A、B错误；在下落过程中有ag，下落过程中小球的速度越来越大，故小球的加速度越来越小，则vt图象的斜率的绝对值越来越小，选项C图象的斜率的绝对值越来越大，C错误、D正确42019广州深圳中学模拟(多选)如图所示，甲图为光滑水平桌面上质量为M的物体，用轻绳通过定滑轮与质量为m的物体相连，m所受重力为5 N；乙图为同一物体M在光滑水平桌面上用轻绳通过定滑轮施加竖直向下的拉力F，拉力F的大小也是5 N，开

23、始时M距桌边的距离相等，则()AM到达桌边时的速度相等，所用的时间也相等B甲图中M到达桌边用的时间较长，速度较小C甲图中M到达桌边时的动能较大，所用时间较短D乙图中绳子受到的拉力较大答案：BD解析：将题图甲的两个物体整体作为研究对象，由牛顿第二定律得aM；对题图乙的M分析有aM.因xat2，v22ax，且aMaM，所以题图甲中M到达桌边用的时间较长，速度较小，动能较小，A、C错误，B正确；题图乙中绳子受到的拉力大小为F，题图甲中，对M分析有TMaMTa1，Tb2Tb1.故A、D正确72019河南洛阳模拟(多选)如图甲所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，一轻绳跨过斜面顶端的光滑轻质定滑轮，绳

24、两端分别连接小物块A和B.保持A的质量不变，改变B的质量m，当B的质量连续改变时，得到A的加速度a随B的质量m变化的图线，如图乙所示，设加速度沿斜面向上的方向为正方向，空气阻力不计，(g取10 m/s2)，斜面的倾角为，下列说法正确的是()A若已知，可求出A的质量B若已知，可求出乙图中m0的值C若已知，可求出乙图中a2的值D若未知，可求出乙图中a1的值答案：CD解析：由牛顿第二定律得，对B有mgFma，对A有FmAgsinmAa，联立得a.不能根据图象求出A的质量mA，故A错误当a0时，mm0mAsin，mA未知，不能求出m0，故B错误若已知，m0时，aa2gsin，故C正确若未知，由以上可知

25、a，当m时，aa1g，故D正确82019四川宜宾诊断(多选)如图所示，表面粗糙、质量M2 kg的木板，t0时在水平恒力F的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动，加速度a2.5 m/s2，t0.5 s时，将一个质量m1 kg的小铁块(可视为质点)无初速度地放在木板最右端，铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半，已知铁块和木板之间的动摩擦因数10.1，木板和地面之间的动摩擦因数20.25，(g取10 m/s2)，则()A水平恒力F的大小为10 NB铁块放在木板上后，木板的加速度为2 m/s2C铁块在木板上运动的时间为1 sD木板的长度为1.625 m答案：AC解析：开始时木板在水平方向受到

26、拉力与摩擦力，由牛顿第二定律可得FMa2Mg10 N，故A正确；铁块放在木板上后，木板在水平方向受到拉力、水平面的摩擦力以及铁块对木板的摩擦力，由牛顿第二定律可得MaF2(Mm)g1mg，代入数据解得a0.75 m/s2，故B错误；小铁块无初速度地放在木板最右端时木板的速度vat1.25 m/s，铁块的加速度为a1g1 m/s2，设铁块从木板掉落时所用的时间为t，则vat2at，代入数据解得t1 s，故C正确；这段时间内铁块相对于木板滑动的距离为Lvtat2at2，代入数据解得L1.125 m，故D错误二、非选择题(本题包括4小题，共47分)9.(8分)现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图甲所示表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度构成斜面；木板上有一滑块，其后端与穿过打点计时器的纸带相连；打点计时器固定在木板上，连接频率为50 Hz的交流电源接通电源后，从静止释