2020届高考物理总复习第三章牛顿运动定律单元评估检测三含解析新人教版.docx

单元评估检测(三)(第三章)(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。15题为单选题，68题为多选题)1.就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()A.采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机，这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了C.货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D.摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的【解析】选C。物体的惯性是物体本身的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的速度无关，故选项C正确，A、B、D错误。2.如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小分别是()A.aP=gaQ=gB.aP=2gaQ=gC.aP=gaQ=2gD.aP=2gaQ=0【解析】选D。原来平衡，弹簧弹力F与Q重力mg相等，细绳烧断瞬间，弹簧弹力不变，故Q所受合力仍为零，故aQ=0；P受到重力mg和弹簧向下的压力mg，故加速度aP=2g，故D正确。3.如图所示，水平桌面光滑，A、B物体间的动摩擦因数为(可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，A物体质量为2m，B和C物体的质量均为m，滑轮光滑，砝码盘中可以任意加减砝码，在保持A、B、C三个物体相对静止共同向左运动的情况下，BC间绳子所能达到的最大拉力是()A.mgB.mgC.2mgD.3mg【解析】选B。因桌面光滑，当A、B、C三者共同的加速度最大时，FBC=mCa才能最大，这时，A、B间的相互作用力FAB应是最大静摩擦力2mg，对BC整体来讲：FAB=2mg=(mB+mC)a=2ma，a=g，所以FBC=mCa=mg，选项B正确。【加固训练】如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为，B与斜面之间的动摩擦因数是()A.tan B.cot C.tan D.cot 【解析】选A。A、B两物块受到斜面的支持力均为mgcos ，所受滑动摩擦力分别为：fA = Amgcos ，fB = Bmgcos ，对整体受力分析结合平衡条件可得：2mgsin =Amgcos +Bmgcos ，且A = 2B，解之得：B=tan，A项正确。4.下列关于单位制的说法中，不正确的是()A.基本单位和导出单位一起组成了单位制B.在国际单位制中，长度、质量、时间三个物理量被选作力学的基本物理量C.在国际单位制中，力学的三个基本单位分别是米、千克、秒D.力的单位牛顿是国际单位制中的一个基本单位【解析】选D。基本单位和导出单位一起组成了单位制，A正确；在国际单位制中，力学中选作基本物理量的是长度、质量、时间，B正确；在国际单位制中，m、kg、s是力学的三个基本物理量的基本单位，C正确；在国际单位制中，力的单位是牛顿，是导出单位，D错误。5.如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角依次是30、45、60。若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑(忽略阻力)，则()A.a处小孩最后到O点B.b处小孩最后到O点C.c处小孩最先到O点D.a、c处小孩同时到O点【解析】选D。三块滑板与圆柱形仓库构成的斜面底边长度均为圆柱形底面半径，则=gt2sin，t2=，当=45时，t最小，当=30和60时，sin 2的值相同，故只有D正确。6.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查。如图所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的传送带AB始终保持v=1 m/s 的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数=0.1，AB间的距离为2 m，g取10 m/s2。若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1 m/s的恒定速度平行于传送带运动去B处取行李，则 ()A.乘客与行李同时到达BB.乘客提前0.5 s到达BC.行李提前0.5 s到达BD.若传送带速度足够大，行李最快也要2 s才能到达B【解析】选B、D。行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。加速度为a=g=1 m/s2，历时t1=1 s 达到共同速度，位移s1=t1=0.5 m，此后匀速运动t2=1.5 s到达B，共用2.5 s。乘客到达B，历时t=2 s，故B正确。若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin= =2 s，D项正确。7.如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为。小车的加速度逐渐增大，M始终和小车保持相对静止，当加速度增加到2a时()A.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B.横杆对M的弹力不变C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D.细线的拉力增加到原来的2倍【解析】选A、B。取M、m为一整体，由牛顿第二定律可知，横杆对M的摩擦力Ff=(M+m)a，横杆对M的支持力FN=(M+m)g，当加速度增加到2a时，Ff增加到原来的2倍，而FN不变，故A、B均正确；对m受力分析，设细绳的拉力为FT，则有：FTcos =mg，FTsin =ma，tan =，FT=，可见当a变为2a时，tan 值加倍，但并不增加到原来的2倍，FT也不增加到原来的2倍，故C、D均错误。8.如图甲所示，物块的质量m=1 kg，初速度v0=10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的图象如图乙所示，g取10 m/s2。下列说法中正确的是()A.05 s内物块做匀减速运动B.在t=1 s时刻恒力F反向C.恒力F大小为10 ND.物块与水平面的动摩擦因数为0.3【解析】选B、D。题图乙为物块运动的v2 -x图象，由v2-=2ax可知，图象的斜率k=2a，得05 m位移内a1=-10 m/s2，513 m位移内a2=4 m/s2，可知恒力F反向时物块恰好位于x=5 m处，t=1 s，A错误，B正确。对物块受力分析可知，-F-Ff=ma1，F-Ff=ma2，得F=7 N，Ff=3 N，=0.3，C错误，D正确。二、实验题(10分)9.为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m。回答下列问题：(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：_。(2)若取M=0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_。A.m1=5 gB.m2=15 gC.m3=40 gD.m4=400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为_。(用t1、t2、D、x表示)【解析】(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M应能在任意位置静止不动，或推动M后能使M匀速运动，(2)应满足Mm，故m4=400 g不合适，(3)由v1=，v2=，-=2ax，可得：a=。答案：(1)见解析(2)D (3)三、计算题(本题共3小题，共42分。需写出规范的解题步骤)10.(12分)在电梯中，把一重物置于台秤上，台秤与力的传感器相连，当电梯从静止加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后停止运动；传感器的屏幕上显示出其受的压力与时间的关系(N-t)图象，如图所示，则：(1)电梯在哪段时间内加速上升，此过程中重物处于超重状态还是失重状态？为什么？(2)电梯的最大加速度是多大？(取g=10 m/s2)【解析】(1)因为重物做匀速直线运动时对台秤的压力等于重力，由图可知，G=30 N，电梯在04 s内加速上升，重物在04 s内处于超重状态，因为在04 s内，重物对台秤的压力大于重力，(2)重物的质量m=3 kg，因为重物对台秤的压力与台秤对重物的支持力是作用力与反作用力，所以，重物所受的支持力的最大值Nm=50 N，因为当Nm=50 N时，重物处于超重状态，所以，N-G=ma，所以，a=m/s2= m/s2，重物所受的支持力的最小值Nmin=10 N，因为当Nmin=10 N时，重物处于失重状态，所以，G-N=ma，所以，a= m/s2，所以，加速度a的最大值为 m/s2。答案：(1)见解析(2) m/s211.(14分)质量为10 kg的物体在F=200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角=37。力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。求：物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移x。(已知sin 37=0.6，cos 37=0.8，g取10 m/s2)【解析】物体上滑的整个过程分为两部分，设施加外力F的过程中物体的加速度为a1，撤去力F的瞬间物体的速度为v，撤去力F后物体上滑的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得，a1=，a2=，物体在外力F作用下上滑t1=2 s，v=a1t1，撤去外力F后上滑时间t2=1.25 s，0=v-a2t2，由以上各式可求得=0.25，a1=5 m/s2，a2=8 m/s2，由x=a1+a2得x=16.25 m。答案：0.25 16.25 m12.(16分)如图所示，平板车长为L=6 m，质量为M=10 kg，上表面距离水平地面高为h=1.25 m，在水平面上向右做直线运动，A、B是其左右两个端点。某时刻小车速度为v0=7.2 m/s，在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50 N，与此同时，将一个质量为m=1 kg的小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，=，经过一段时间，小球脱离平板车落到地面。车与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计，取g=10 m/s2。求：(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间；(2)小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间；(3)从小球轻放上平板车到落地瞬间，摩擦力对平板车做的功。【解析】(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间，t=s=0.5 s。(2)小球放到平板车后相对地面静止，小车的加速度为a1=m/s2=7.2 m/s2，小车向右运动的距离为x1=m=3.6 m，x1小于4 m，所以小球不会从车的左端掉下，小车向右运动的时间为t1= s=1 s，小车向左运动的加速度为a2= m/s2=2.8 m/s2，小车向左运动的距离为x2=x1+=3.6 m+2 m=5.6 m，小车向左运动的时间为t2= s=2 s，t=t1+t2=3 s。(3)小球刚离开平板