(江蘇專用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元檢測三 牛頓運(yùn)動定律.docx
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單元檢測三 牛頓運(yùn)動定律 考生注意: 1.本試卷共4頁. 2.答卷前,考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學(xué)號填寫在相應(yīng)位置上. 3.本次考試時間90分鐘,滿分100分. 4.請在密封線內(nèi)作答,保持試卷清潔完整. 一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題3分,共計18分.每小題只有一個選項(xiàng)符合題意) 1.(2017蘇州大學(xué)附中調(diào)研)豎直升降的電梯內(nèi)的地板上豎直放置一根輕質(zhì)彈簧,彈簧上方有一個質(zhì)量為m的物體.當(dāng)電梯靜止時彈簧被壓縮了x;當(dāng)電梯運(yùn)動時彈簧又被壓縮了x.試判斷電梯運(yùn)動的可能情況是( ) A.以大小為2g的加速度加速上升 B.以大小為2g的加速度減速上升 C.以大小為g的加速度加速下降 D.以大小為g的加速度減速下降 2.(2018高郵中學(xué)階段檢測)如圖1所示,兩個質(zhì)量分別為m1=2kg、m2=3kg的物體置于光滑的水平面上,中間用水平的輕質(zhì)彈簧測力計連接.兩個大小分別為F1=30N、F2=20N的水平拉力分別作用在m1、m2上,則( ) 圖1 A.彈簧測力計的示數(shù)是25N B.彈簧測力計的示數(shù)是50N C.在突然撤去F2的瞬間,m1的加速度大小為5m/s2 D.在突然撤去F1的瞬間,m1的加速度大小為13m/s2 3.(2018儀征中學(xué)學(xué)情檢測)如圖2所示,在建筑工地,民工兄弟用兩手對稱水平使力將兩長方體水泥制品夾緊并以加速度a豎直向上勻加速搬起,其中A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為3m,水平作用力為F,A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ,在此過程中,A、B間的摩擦力為( ) 圖2 A.μF B.2μF C.m(g+a) D.m(g+a) 4.如圖3所示,木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上,A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為2m.現(xiàn)施加水平力F拉B,A、B剛好不發(fā)生相對滑動,一起沿水平面運(yùn)動.若改為水平力F′拉A,使A、B也保持相對靜止,一起沿水平面運(yùn)動,則F′不得超過( ) 圖3 A.2FB.C.3FD. 5.(2017南陽中學(xué)月考)如圖4甲所示,傾角為θ的粗糙斜面體固定在水平面上,初速度為v0=10m/s、質(zhì)量為m=1 kg的小木塊沿斜面上滑,若從此時開始計時,整個過程中小木塊速度的平方隨路程變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,取g=10 m/s2,則下列說法不正確的是( ) 圖4 A.0~5s內(nèi)小木塊做勻減速運(yùn)動 B.在t=1s時刻,摩擦力反向 C.斜面傾角θ=37 D.小木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5 6.(2018虹橋中學(xué)第一次調(diào)研)如圖5所示,傾斜的長桿(與水平面成α角)上套有一個質(zhì)量為M的環(huán),環(huán)通過細(xì)線吊一個質(zhì)量為m的小球,當(dāng)環(huán)在某拉力的作用下在長桿上滑動時,穩(wěn)定運(yùn)動的情景如圖所示,其中虛線表示豎直方向,那么以下說法正確的是( ) 圖5 A.環(huán)一定沿長桿向下加速運(yùn)動 B.環(huán)的加速度一定沿桿向上 C.環(huán)的加速度一定大于gsinα D.環(huán)一定沿桿向上運(yùn)動 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共計16分.每小題有多個選項(xiàng)符合題意.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分) 7.(2018淮安市、宿遷市學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測)如圖6甲所示,靜止在水平地面上的物塊A,受到水平向右的拉力F作用,F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)物塊與地面的最大靜摩擦力Ffm與滑動摩擦力大小相等,則( ) 圖6 A.0~t1時間內(nèi)物塊A的加速度逐漸增大 B.t2時刻物塊A的加速度最大 C.t3時刻物塊A的速度最大 D.t2~t4時間內(nèi)物塊A一直做減速運(yùn)動 8.如圖7所示,水平傳送帶A、B兩端相距s=3.5m,工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,工件滑上傳送帶A端的瞬時速度vA=4m/s,到達(dá)B端的瞬時速度設(shè)為vB.下列說法中正確的是( ) 圖7 A.若傳送帶不動,vB=3m/s B.若傳送帶以速度v=4 m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動,vB=3 m/s C.若傳送帶以速度v=2 m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB=3 m/s D.若傳送帶以速度v=4 m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動,vB=3 m/s 9.(2017泰州中學(xué)第二次調(diào)研)如圖8所示,在豎直平面內(nèi),A和B是兩個相同的輕彈簧,C是橡皮筋,它們?nèi)唛g的夾角均為120,已知A、B對小球的作用力均為F,此時小球平衡,C處于拉直狀態(tài),已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.則剪斷橡皮筋的瞬間,小球的加速度可能為( ) 圖8 A.g-,方向豎直向下 B.-g,方向豎直向上 C.0 D.+g,方向豎直向下 10.(2017漣水中學(xué)第一次檢測)如圖9甲所示,為測定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系,將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上推出,調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角θ,實(shí)驗(yàn)測得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示,g取10m/s2,根據(jù)圖象可求出( ) 圖9 A.物體的初速率v0=3m/s B.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.75 C.取不同的傾角θ,物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值xmin=1.44m D.當(dāng)θ=45時,物體達(dá)到最大位移后將停在斜面上 三、非選擇題(本題共6小題,共計66分) 11.(10分)(2017淮海中學(xué)第二次測試)某學(xué)習(xí)小組欲探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,他們在實(shí)驗(yàn)室組裝一套如圖10所示的裝置,圖中小車的質(zhì)量用M表示,鉤碼的質(zhì)量用m表示.要順利完成實(shí)驗(yàn),則: 圖10 (1)還需要的測量工具有________________、________________. (2)為使小車所受合外力等于細(xì)線的拉力,應(yīng)采取的措施是______________;要使細(xì)線的拉力約等于鉤碼的總重力,應(yīng)滿足的條件是______________________. (3)在保持小車所受合外力一定的情況下,對實(shí)驗(yàn)得到的一系列紙帶進(jìn)行處理,測得小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)如下表: 鉤碼質(zhì)量m=30g 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 a(ms-2) 1.51 1.23 1.00 0.86 0.75 0.67 M(kg) 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 (kg-1) 5.00 4.00 3.33 2.86 2.50 2.22 為了尋求a與M間的定量關(guān)系,請利用表中數(shù)據(jù)在圖11所示的直角坐標(biāo)系中選取合適的橫坐標(biāo)及標(biāo)度作出圖象. 圖11 12.(10分)(2017蘇州市期中)為了探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系,某小組安裝了如圖12甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置并開始實(shí)驗(yàn).已知小車(含車中砝碼)質(zhì)量用M表示,盤以及盤中砝碼質(zhì)量用m表示,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間. 圖12 (1)假如已經(jīng)平衡摩擦力,則在小車做勻加速直線運(yùn)動的過程中,繩子拉力FT=______________;只有當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________________時,F(xiàn)T=mg才能成立. (2)該小組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m不變,探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,其具體操作步驟如下,則下列做法正確的是________(填合適選項(xiàng)前面的序號) A.平衡摩擦力時,應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 B.每次改變小車的質(zhì)量時,需要重新平衡摩擦力 C.實(shí)驗(yàn)時,先接通打點(diǎn)計時器的電源,再放開小車 D.用天平測出m以及M,小車運(yùn)動的加速度直接用公式a=求出 (3)該小組同學(xué)后來又保持小車及車中砝碼質(zhì)量M一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,由于他們操作不當(dāng),這組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象如圖乙所示,則:圖線不過原點(diǎn)的原因是________________________________________________________________________; 圖線上端發(fā)生彎曲的原因是_____________________________________________. 13.(9分)(2018泰州中學(xué)期中)如圖13甲所示,有一足夠長的粗糙斜面,傾角θ=37,一滑塊以初速度v0=16m/s從底端A點(diǎn)滑上斜面,滑至B點(diǎn)后又返回到A點(diǎn).滑塊運(yùn)動的速度—時間圖象如圖乙所示,求:(已知:sin 37=0.6, cos 37=0.8,重力加速度g=10 m/s2) 圖13 (1)A、B之間的距離; (2)滑塊再次回到A點(diǎn)時的速度大?。? (3)滑塊在整個運(yùn)動過程中所用的時間. 14.(10分)(2018鹽城市期中考試)如圖14甲所示,在傾角為θ=30的長斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊從靜止開始沿斜面下滑,滑塊的質(zhì)量為m=2kg,它與斜面的動摩擦因數(shù)為μ,帆受到的空氣阻力與滑塊下滑的速度成正比,即Ff=kv.若滑塊從靜止開始下滑的速度-時間圖象如圖乙中的曲線所示,圖乙中的直線是t=0時速度圖線的切線,g=10m/s2. 圖14 (1)求滑塊下滑的最大加速度和最大速度; (2)求μ和k的值. 15.(12分)(2017南通一中期中)如圖15所示,傳送帶與平板緊靠在一起,且上表面在同一水平面內(nèi),兩者長度分別為L1=2.5m、L2=2m.傳送帶始終保持以速度v向右勻速運(yùn)動.現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放到傳送帶的左端,然后平穩(wěn)地滑上平板.已知:滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,滑塊與平板、平板與支持面的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.3、μ2=0.1,滑塊、平板的質(zhì)量均為m=2kg,g取10m/s2.求: 圖15 (1)若滑塊恰好不從平板上掉下,求v的大?。? (2)若v=6m/s,求滑塊離開平板時的速度大?。? 16.(15分)(2018錦屏中學(xué)模擬)如圖16所示,一長L=2m、質(zhì)量M=4kg的薄木板(厚度不計)靜止在粗糙的水平臺面上,其右端距平臺邊緣l=5m,木板的正中央放有一質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),已知木板與平臺、物塊與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.4.現(xiàn)對木板施加一水平向右的恒力F,其大小為48N,g取10m/s2,試求: 圖16 (1)F作用了1.2s時,木板的右端離平臺邊緣的距離; (2)要使物塊最終不能從平臺上滑出去,則物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)μ2應(yīng)滿足的條件. 答案精析 1.D [因?yàn)殡娞蒽o止時,彈簧被壓縮了x,由此可知mg=kx.當(dāng)電梯運(yùn)動時,彈簧又被壓縮了x,彈簧的彈力變大,物體所受合力方向向上,大小是mg,處于超重狀態(tài).由牛頓第二定律可得mg=ma,即加速度大小a=g,方向也是向上的,此時物體可能是做向上的勻加速運(yùn)動,也可能是做向下的勻減速運(yùn)動,D正確.] 2.D 3.D [由于A、B相對靜止,故A、B之間的摩擦力為靜摩擦力,A、B錯誤.設(shè)民工兄弟一只手對A、B在豎直方向上的摩擦力為Ff,以A、B整體為研究對象可知在豎直方向上有2Ff-(m+3m)g=(m+3m)a,設(shè)B對A的摩擦力方向向下,大小為Ff′,對A由牛頓第二定律有Ff-Ff′-mg=ma,解得Ff′=m(g+a),C錯誤,D正確.] 4.B [水平力F拉B時,A、B剛好不發(fā)生相對滑動,這實(shí)際上是將要滑動,但尚未滑動的一種臨界狀態(tài),從而可知此時A、B間的摩擦力即為最大靜摩擦力. 先用整體法考慮,對A、B整體:F=(m+2m)a. 再將A隔離可得A、B間最大靜摩擦力為:Ffm=ma,解以上兩方程得:Ffm=.若將F′作用在A上,隔離B可得B能與A一起運(yùn)動,而A、B不發(fā)生相對滑動的最大加速度a′=, 再用整體法考慮,對A、B整體:F′=(m+2m)a′,由以上方程解得:F′=.] 5.A [由勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式得v2-v02=2ax,由題圖乙可得a==-10m/s2,故減速運(yùn)動時間:t==1s,故A錯誤;由題圖乙可知,在0~1s內(nèi)小木塊向上做勻減速運(yùn)動,1s后小木塊反向做勻加速運(yùn)動,t=1s時摩擦力反向,故B正確;由題圖乙可知,小木塊反向加速運(yùn)動時的加速度:a′==m/s2=2 m/s2,由牛頓第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=m|a|,mgsinθ-μmgcosθ=ma′,代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.5,θ=37,故C、D正確.] 6.B [穩(wěn)定運(yùn)動時,球與環(huán)保持相對靜止,它們的運(yùn)動狀態(tài)相同,且運(yùn)動方向均與桿平行.對小球受力分析如圖,可知小球所受合力平行于桿向上,說明加速度方向沿桿向上,則環(huán)的加速度方向也沿桿向上,但它們的運(yùn)動方向不確定,兩者可能沿桿向上加速運(yùn)動,也可能沿桿向下減速運(yùn)動,則B正確,A、D錯誤;由于不知道細(xì)線與豎直方向的夾角,則不能判斷出小球的加速度與gsinα的大小關(guān)系,則C項(xiàng)錯誤.] 7.BC [0~t1時間內(nèi)物塊A受到的靜摩擦力逐漸增大,物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)A錯誤.t2時刻物塊A受到的拉力F最大,物塊A的加速度最大,選項(xiàng)B正確.t3時刻物塊A受到的拉力減小到等于滑動摩擦力,加速度減小到零,物塊A的速度最大,選項(xiàng)C正確.t2~t3時間內(nèi)物塊A做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,t3~t4時間內(nèi)物塊A一直做減速運(yùn)動,選項(xiàng)D錯誤.] 8.ABC [若傳送帶不動,由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可知vB2-vA2)=-2as,a=μg,代入數(shù)據(jù)解得vB=3m/s,當(dāng)滿足選項(xiàng)B、C中的條件時,工件的運(yùn)動情況跟傳送帶不動時的一樣,同理可得,工件到達(dá)B端的瞬時速度仍為3 m/s,故選項(xiàng)A、B、C正確;若傳送帶以速度v=4 m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動,則工件滑上A端后做勻速運(yùn)動,到B端的速度仍為4 m/s,故選項(xiàng)D錯誤.] 9.BC [由于橡皮筋C只能提供向下的拉力,所以輕彈簧A和B對小球的作用力一定是拉力.可能有兩種情況:(1)橡皮筋可能被拉伸,設(shè)拉力為FT,由平衡條件可知,2Fcos60=mg+FT,解得橡皮筋拉力FT=F-mg.剪斷橡皮筋的瞬間,小球所受合外力大小等于橡皮筋拉力大小,即F合=F-mg,方向豎直向上,由牛頓第二定律,F(xiàn)合=ma,解得小球的加速度a=-g,選項(xiàng)B正確;(2)橡皮筋可能沒有發(fā)生形變,拉力為零,則剪斷橡皮筋的瞬間,小球的加速度為零,選項(xiàng)C正確.] 10.BC [當(dāng)斜面傾角θ=90時,物體對斜面無壓力,也無摩擦力,物體做豎直上拋運(yùn)動,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律有02-v02=-2gx,根據(jù)題圖乙可得此時x=1.80m,解得初速率v0=6m/s,選項(xiàng)A錯.當(dāng)斜面傾角θ=0時即為水平,物體在運(yùn)動方向上只受到摩擦力作用,則有μmgx=mv02,根據(jù)題圖乙知此時x=2.40m,解得μ=0.75,選項(xiàng)B對.物體沿斜面上滑,由牛頓第二定律可知加速度a=gsinθ+μgcosθ=g(sinθ+μcosθ).v02=2ax=2g(sinθ+μcosθ)x,得當(dāng)sinθ+μcosθ最大時,即tanθ=,θ=53時,x取最小值xmin,解得xmin=1.44m,C項(xiàng)正確.當(dāng)θ=45時,因mgsin45>μmgcos45,則物體達(dá)到最大位移后將返回,D項(xiàng)錯誤.] 11.(1)天平、刻度尺 (2)平衡摩擦力 M?m (3)如圖所示 12.(1) M?m (2)C (3)見解析 解析 (1)根據(jù)牛頓第二定律得:對m∶mg-FT=ma,對M∶FT=Ma,解得:FT=;當(dāng)M?m,即當(dāng)盤中砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車(含車中砝碼)的重力時,繩子的拉力近似等于盤中砝碼和盤的總重力. (2)平衡摩擦力時,應(yīng)將繩從小車上拿去,輕輕推動小車,使小車沿木板運(yùn)動,通過打點(diǎn)計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動,故A錯誤;每次改變小車的質(zhì)量時,小車的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故B錯誤;實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)先接通打點(diǎn)計時器電源,再放開小車,故C正確;小車運(yùn)動的加速度是利用打點(diǎn)計時器測量,如果用天平測出m以及M,直接用公式求出,這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計算,而我們的實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系,故D錯誤. (3)當(dāng)F≠0時,a=0,也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0,說明該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力這個步驟或平衡摩擦力不足;隨著F的增大,即盤及盤中砝碼質(zhì)量的增大,不再滿足盤及盤中砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(含車中砝碼)的質(zhì)量,因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象. 13.(1)16m (2)8m/s (3)(2+2) s 解析 (1)由v-t圖象知A、B之間的距離為; sAB=m=16m. (2)設(shè)滑塊從A滑到B過程的加速度大小為a1,從B返回到A過程的加速度大小為a2,滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ,則有 a1==m/s2=8 m/s2 由于mgsinθ+μmgcosθ=ma1, 得μ=0.25. 滑塊由B返回到A的過程中,則有 mgsinθ-μmgcosθ=ma2 即a2=4m/s2, 設(shè)滑塊返回到A點(diǎn)時的速度為v,有v2-0=2a2sAB 即v=8m/s. (3)設(shè)滑塊從A到B用時為t1,從B返回到A用時為t2, 則有t1=2s t2==2s 則滑塊在整個運(yùn)動過程中所用的時間為 t=t1+t2=(2+2) s. 14.(1)3m/s2 2 m/s (2) 3kg/s 解析 (1)由題圖乙可得:t=0時,滑塊下滑的加速度最大為 amax===3m/s2; t=3s時,滑塊下滑的速度最大為 vmax=2m/s. (2)t=0時滑塊下滑的加速度最大為amax,由牛頓第二定律得F合=mgsinθ-μmgcosθ=mamax, t=3s時滑塊下滑的速度達(dá)到最大,有 mgsinθ=μmgcosθ+kvmax, 解得:μ=,k=3kg/s(說明:k的答案沒有單位不算對). 15.(1)4m/s (2)3.5 m/s 解析 (1)滑塊在平板上做勻減速運(yùn)動,加速度大小a1==3m/s2 由于μ1mg>2μ2mg 故平板做勻加速運(yùn)動,加速度大小a2==1m/s2 設(shè)滑塊從平板左端滑至右端用時為t,共同速度為v′,平板位移為x,對滑塊進(jìn)行分析:v′=v-a1t L2+x=vt-a1t2 對平板進(jìn)行分析:v′=a2t x=a2t2 聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)解得t=1s,v=4m/s. 當(dāng)v=4m/s時,滑塊在傳送帶上加速運(yùn)動的位移為x1==1.6m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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