2019届高三物理一轮复习单元质检三牛顿运动定律 Word版含解析

单元质检三 牛顿运动定律 时间 45 分钟 满分 100 分 单元质检第 6 页 一 选择题 本题共 8 小题 每小题 6 分 共 48 分 在每小题给出的四个选项中 第 1 5 题只有一项符合题目要求 第 6 8 题有多项符合题目要求 全部选对的得 6 分 选对但不全的得 3 分 有选错的得 0 分 1 在滑冰场上 甲 乙两个穿着溜冰鞋的小孩原来静止不动 在猛推一下后分别向相反方向运 动 假定两板与冰面间的动摩擦因数相同 已知甲在冰上滑行的距离比乙远 这是由于 A 在推的过程中 甲推乙的力小于乙推甲的力 B 在推的过程中 甲推乙的时间小于乙推甲的时间 C 在刚分开时 甲的初速度大于乙的初速度 D 在分开后 甲的加速度大小小于乙的加速度大小 答案 C 解析 在推的过程中 作用力与反作用力大小相等 相互作用时间相同 故 A B 均错 分开后 两 者滑动摩擦力分别为 Ff1 m1g Ff2 m2g 则各自的加速度分别为 a1 g a2 g 两 者做匀减速直线运动的加速度大小相等 则根据 v2 2ax 可知 因为 x1 x2 则 v1 v2 故 C 对 D 错 2 2018 福建省三明月考 直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子 如图所示 设 投放初速度为零 箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的二次方成正比 且运动过程中箱子始 终保持图示姿态 在箱子下落过程中 下列说法正确的是 A 箱内物体对箱子底部始终没有压力 B 箱子刚从飞机上投下时 箱内物体受到的支持力最大 C 箱子接近地面时 箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D 若下落距离足够长 箱内物体有可能不受底部支持力而 飘起来 答案 C 解析 由于箱子在下降的过程中受到空气的阻力 加速度的大小要小于重力加速度 由牛顿第 二定律可知物体一定要受到箱子底部对物体的支持力的作用 所以 A 错误 箱子刚从飞机上 投下时 箱子的速度为零 此时受到的阻力的大小也为零 此时加速度的大小为重力加速度 物 体处于完全失重状态 箱内物体受到的支持力为零 箱子接近地面时 速度最大 受到的阻力最 大 所以箱子底部对物体向上的支持力也是最大的 所以 B 错误 C 正确 由以上的分析可知 箱子底部对物体向上的支持力随速度的增大而增大 所以不可能 飘起来 所以 D 错误 3 如图所示 在竖直平面内有半径为 R 和 2R 的两个圆 两圆的最高点相切 切点为 A B 和 C 分 别是小圆和大圆上的两个点 其中 AB 长为 R AC 长为 2 R 现沿 AB 和 AC 建立两条光滑 轨道 自 A 处由静止释放小球 已知小球沿 AB 轨道运动到 B 点所用时间为 t1 沿 AC 轨道运动 到 C 点所用时间为 t2 则 t1 与 t2 之比为 A 1 B 1 2 C 1 D 1 3 答案 A 解析 设 AB 与竖直方向的夹角为 如图所示 则 AB 2Rcos 由牛顿第二定律得物体沿 AB 下滑的加速度为 a gcos 解得在 AB 上运动的时间为 t1 则 AB 解得 t1 2 设 AC 与竖直方向的夹角为 则 AC 4Rcos 由牛顿第二定律得物体沿 AC 下滑的加速度为 a gcos 可知物体在 AC 上运动的时间为 t2 2 所以 A 正确 B C D 错误 4 如图所示 质量为 M 的长平板车放在光滑的倾角为 的斜面上 车上站着一质量为 m 的人 若要平板车静止在斜面上 车上的人可以 A 匀速向下奔跑 B 以加速度 a gsin 向下加速奔跑 C 以加速度 a gsin 向下加速奔跑 D 以加速度 a gsin 向上加速奔跑 答案 C 解析 小车受重力 支持力及人对小车的压力及摩擦力而处于平衡状态 将重力分解 则在沿 斜面方向向下的分力为 Mgsin 要使小车处于平衡状态 则人对小车应有沿斜面向上的大小 为 Mgsin 的力 由牛顿第三定律可知 人受向下的大小为 Mgsin 的摩擦力 对人受力分析 则有人受重力 支持力 向下的摩擦力 则人受到的合力为 mgsin Mgsin 由牛顿第二定律可知 a gsin 故 C 正确 5 如图所示 一个质量为 M 2 kg 的小木板放在光滑的水平地面上 在木板上放着一个质量为 m 1 kg 的小物体 它被一根水平方向上压缩了的弹簧推着静止在木板上 这时弹簧的弹力为 2 N 现沿水平向左的方向对小木板施以作用力 使木板由静止开始运动起来 运动中力 F 由 0 逐渐增加到 9 N 以下说法正确的是 A 物体与小木板先保持相对静止一会 后相对滑动 B 物体受到的摩擦力一直减小 C 当力 F 增大到 6 N 时 物体不受摩擦力作用 D 小木板受到 9 N 的拉力时 物体受到的摩擦力为 3 N 答案 C 解析 由题 当弹簧的弹力是 2 N 向左时 物体仍然静止在木板上 所以物体与木板之间的最大 静摩擦力要大于或等于 2 N 若要使物体相对于木板向右滑动 则物体受到向右的合力至少 为 4 N 的力 物体的加速度为 a m s2 4 m s2 同时 物体与木板有相对运动时 木板的加速度要大于物体的加速度 当二者相等时 为最 小拉力 则有 Fmin M m a 2 1 4 N 12 N 即只有在拉力大于 12 N 时 物体才能相对于木板滑动 所以在拉力小于 9 N 时 物体相对 于木板静止 故 A 错误 若物体与木板之间的摩擦力恰好为 0 则物体只受到弹簧的弹力的作用 此时物体的加速 度为 a m s2 2 m s2 由于物体始终相对于木板静止 所以此时整体在水平方向的受力为 F0 M m a 2 1 2 N 6 N 所以当力 F 增大到 6 N 时 物体不受摩擦力作用 则拉力小于 6 N 之前 摩擦力随拉力 F 的增大而减小 当拉力大于 6 N 时 摩擦力又随拉 力的增大而增大 故 B 错误 C 正确 小木板受到 9 N 拉力时 整体的加速度 a m s2 3 m s2 物体受到的摩擦力为 Ff 则 ma Ff 2 N 所以 Ff ma 2 N 1 N 故 D 错误 6 如图 带有竖直支柱的斜面体静止在水平地面上 光滑的小球被轻质细线和轻弹簧系住静止 于斜面体上 弹簧处于拉伸状态 现烧断细线 则在细线烧断瞬间 A 小球加速度方向沿斜面向下 B 小球所受合外力为零 C 斜面体对小球的支持力瞬间增大 D 地面对斜面体的支持力瞬间增大 答案 AC 解析 细线烧断的瞬间 弹簧的弹力不变 仍然沿斜面向下 小球受重力 支持力和弹簧的弹力 作用 合外力沿斜面向下 故 A 正确 B 错误 设开始细绳与斜面的夹角为 斜面的倾角为 细绳烧断前 在垂直斜面方向上有 FTsin FN mgcos 细线烧断的瞬间 F N mgcos 可知支 持力瞬间增大 故 C 正确 对整体分析 烧断前 整体重力等于支持力 烧断细线的瞬间 小球有 沿斜面向下的加速度 小球处于失重状态 则地面支持力变小 故 D 错误 7 如图所示 一个质量为 m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上 环与杆的动摩擦因数为 现给环一个水平向右的恒力 F 使圆环由静止开始运动 同时对环施加一个竖直向上 大小随 速度变化的作用力 F1 kv 其中 k 为常数 则圆环运动过程中 A 最大加速度为 B 最大加速度为 C 最大速度为 D 最大速度为 答案 AC 解析 当 F1 mg 即 kv mg v 时 圆环水平方向不受摩擦力 则圆环的加速度最大为 a A 正确 B 错误 当滑动摩擦力 Ff kv mg F 时 对应的速度最大 v C 正确 D 错误 8 如图所示 质量为 M 足够长的斜面体始终静止在水平地面上 有一个质量为 m 的小物块在 受到沿斜面向下的力 F 的作用下 沿斜面匀加速下滑 此过程中斜面体与地面的摩擦力为 0 已知重力加速度为 g 则下列说法正确的是 A 斜面体给小物块的作用力大小等于 mg B 斜面体对地面的压力小于 m M g C 若将力 F 的方向突然改为竖直向下 小物块仍做加速运动 D 若将力 F 撤掉 小物块将匀速下滑 答案 AD 解析 m 受到的是沿斜面方向的力作用 m 加速下滑 M 不受地面的摩擦力作用 说明斜面体给 小物块的作用力大小等于 mg 将力 F 撤掉 小物块匀速下滑 故 A D 正确 视两物体为整体 具有向下的加速度 有一个向下的合外力 所以斜面体对地面的压力大于 m M g 故 B 错误 若 F 竖直向下时 将 F 沿着斜面与垂直斜面方向分解 结合滑动摩擦力公式 则有 tan 小 物块仍做匀速运动 故 C 错误 二 实验题 12 分 甲 9 2017 河南二七区月考 某实验小组在探究加速度与物体受力的关系实验中 设计出如下的 实验方案 其实验装置如图甲所示 已知小车质量 m1 214 6 g 砝码盘质量 m0 7 8 g 所使用 的打点计时器交流电源频率 f 50 Hz 其实验步骤是 A 按图中所示安装好实验装置 B 调节长木板的倾角 轻推小车后 使小车能沿长木板向下做匀速直线运动 C 取下细绳和砝码盘 记下砝码盘中砝码的质量 m D 将小车置于打点计时器旁 先接通电源 再放开小车 打出一条纸带 由纸带求得小车的加速 度 a E 重新挂上细绳和砝码盘 改变砝码盘中砝码的质量 重复 B D 步骤 求得小车在不同合外力 F 作用下的加速度 回答下列问题 1 按上述方案做实验 是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 选填 是 或 否 2 某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中 如下表 次 数 1 2 3 4 5 砝码盘中砝码的 重力 F N 0 100 200 290 390 49 小车的加速度 a m s 2 0 881 441 842 382 89 他根据表中的数据画出 a F 图象 如图丙 造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是 从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是 其大小为 丙 答案 1 否 2 在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力 只要涉及 未考虑砝码质量 的因素 就算正确 砝码盘的重力 0 08 N 解析 1 挂上细绳和砝码盘 小车做匀速运动 所以 取下细绳和砝码盘后 小车加速运动时所受 的合外力等于砝码和砝码盘的总重力 因此 实验中不必使砝码及砝码盘的质量远小于小车的 质量 2 实验中本应有 m 0 m g m1a 由于实验中未计入砝码盘的质量 m0 测得的图象与真实 图象相比沿 F 轴左移 m0g 图象将不过原点 由图象及上述分析可知 m0g 0 08 N 三 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 10 10 分 一物体沿斜面向上以 12 m s 的初速度开始滑动 它沿斜面向上以及沿斜面向下滑 动的 v t 图象如图所示 求斜面的倾角以及物体与斜面间的动摩擦因数 g 取 10 m s2 答案 斜面的倾角 30 物体与斜面间的动摩擦因数 解析 由题图可知上滑过程的加速度 a 则 a 上 m s2 6 m s2 下滑过程的加速度 a 下 m s2 4 m s2 上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图 上滑过程 a 上 gsin gcos 下滑过程 a 下 gsin gcos 联立解得 30 11 14 分 如图所示 一质量为 mB 2 kg 的木板 B 静止在光滑的水平面上 其右端上表面紧靠 一固定斜面轨道的底端 斜面底端与木板 B 右端的上表面之间有一段小圆弧平滑连接 轨道 与水平面的夹角 37 一质量也为 mA 2 kg 的物块 A 由斜面轨道上距轨道底端 x0 8 m 处静止释放 物块 A 刚好没有从木板 B 的左端滑出 已知物块 A 与斜面轨道间的动摩擦因 数为 1 0 25 与木板 B 上表面间的动摩擦因数为 2 0 2 sin 0 6 cos 0 8 g 取 10 m s2 物 块 A 可看作质点 求 1 物块 A 刚滑上木板 B 时的速度为多大 2 物块 A 从刚滑上木板 B 到相对木板 B 静止共经历了多长时间 3 木板 B 有多长 答案 1 8 m s 2 t2 2 s 3 L 8 m 解析 1 物块 A 从斜面滑下的加速度为 a1 则 mAgsin 1mAgcos mAa1 解得 a1 4 m s2 物块 A 滑到木板 B 上的速度为 v1 m s 8 m s 2 物块 A 在木板 B 上滑动时 它们在水平方向上的受力大小相等 质量也相等 故它们的 加速度大小相等 数值为 a2 2g 2 m s2 设木板 B 的长度为 L 二者最终的共同速度为 v2 对物块 A 有 v2 v1 a2t2 xA v1t2 a2 对木板 B 有 v2 a2t2 xB a2 位移关系 xA xB L 联立解得相对滑行的时间和木板 B 的长度分别为 t2 2 s L 8 m 12 16 分 如图所示 一水平的足够长的浅色长传送带与平板紧靠在一起 且上表面在同一水 平面 传送带上左端放置一质量为 m 1 kg 的煤块 视为质点 煤块与传送带及煤块与平板 上表面之间的动摩擦因数为均为 1 0 1 初始时 传送带与煤块及平板都是静止的 现让传 送带以恒定的向右加速度 a 3 m s2 开始运动 当其速度达到 v 1 5 m s 后 便以此速度做匀速 运动 经过一段时间 煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后 煤块相对于传送带不再滑动 随后 在平稳滑上右端平板上的同时 在平板右侧施加一个水平恒力 F 17 N F 作用了 0 5 s 时煤块与平板速度恰相等 此时刻撤去 F 最终煤块没有从平板上滑下 已知平板质量 M 4 kg 重力加速度 g 取 10 m s2 求 1 传送带上黑色痕迹的长度 2 有 F 作用期间平板的加速度大小 3 平板上表面至少多长 计算结果保留两位有效数字 答案 1 s 0 75 m 2 a2 2 m s2 3 L 0 65 m 解析 1 煤块在传送带上发生相对运动时 加速度 a1 1g 解得 a1 1 m s2 向右 设经过时间 t1 传送带达到速度 v 经过时间 t2 煤块速度达到 v 即 v a1t1 a2t2 解得 t1 2 5 s t2 7 5 s 传送带发生的位移 s v t2 t1 煤块发生的位移 s 黑色痕迹长度即传送带与煤块发生的位移之差 即 s 0 75 m 2 煤块滑上平板时的速度为 v0 1 5 m s 加速度为 a1 1g 向左 经过 t0 0 5 s 时速度 v v0 a1t0 1 0 m s 平板的加速度大小 a2 则由 v a2t0 1 0 m s 得 a2 2 m s2 3 设平板与地面间动摩擦因数为 2 由 a2 2 m s2 且 Ma2 F 1mg 2 mg Mg 解得 2 0 2 由于 2 1 共速后煤块将仍以加速度大小 a1 1g 匀减速 直到停止 而平板以加 速度 a3 匀减速运动 Ma 3 1mg 2 mg Mg 得 a3 2 25 m s2 用时 t3 s 所以 全程平板的位移为 s 板 m 煤块的位移 s 煤 m 平板车的长度即煤块与平板的位移之差 L s 煤 s 板 0 65 m