（全国通用版）2018高考物理大一轮复习《牛顿运动定律》综合检测.doc

牛顿运动定律综合检测(时间:90分钟满分:100分)【测控导航】考点题号1.牛顿第一定律、物理学史12.牛顿第二定律3,5,7,9,11,123.超重、失重84.牛顿第二定律与图像4,105.连接体问题66.牛顿第三定律27.牛顿运动定律的综合应用16,17,188.实验:探究加速度与力、质量的关系13,149.实验:测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数15一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第17题只有一个选项正确,第812题有多项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不选的得0分)1.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法不符合历史事实的是(c)a.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去b.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向c.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变d.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析:伽利略“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,即运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,故a正确;笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,符合历史事实,故b正确;亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,故c错误;牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,符合事实,故d正确.2.在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互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(c)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,甲的加速度小于乙的加速度解析: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=ff1m1=g,a2=ff2m2=g,两者做匀减速直线运动的加速度大小相等,且末速度均为0,由v02=2ax可知x1x2=v12v22,因为x1x2,则v1v2.故c对,d错.3.(2016湖北襄阳联考)如图所示,水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体a相连接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向下的力f压物体a,使a竖直向下做匀加速直线运动一段距离,整个过程中弹簧一直处在弹性限度内.下列关于所加力f的大小和运动距离x之间关系图像正确的是(d)解析:物体a做匀加速直线运动过程中受到竖直向下的压力f、重力和竖直向上的弹力,根据牛顿第二定律可得f+mg-kx=ma,解得f=ma-mg+kx,f是关于x的一次函数且在逐渐增大,故d正确.4.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,下列图像中,能正确反映小球从抛出到落回原处的速度随时间变化情况的是(a)解析:设小球所受的阻力ff=kv,小球的质量为m,则在小球上升的过程中有mg+ff=ma,得a=g+kvm,由于上升过程中小球的速度越来越小,小球的加速度a越来越小,故vt图的斜率的绝对值越来越小,b,d错误;在下落过程中有a=g-kvm,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图的斜率的绝对值也越来越小,选项c的斜率的绝对值越来越大,c错误,a正确.5.(2016山东临沂期中)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,物块a,b质量分别为m和2m、物块a静止在轻弹簧上面,物块b用细线与斜面顶端相连,a,b紧挨在一起但a,b之间无弹力,已知重力加速度为g.某时刻将细线剪断,则在细线剪断的瞬间,下列说法正确的是(b)a.物块a的加速度为0b.物块a的加速度为g/3c.物块b的加速度为0d.物块b的加速度为g/2解析:剪断细线前,弹簧的弹力f弹=mgsin 30=12mg,细线剪断的瞬间,弹簧的弹力不变,仍为f弹=12mg;剪断细线瞬间,对a,b系统,加速度为a=3mgsin30-f弹3m=g3,即a和b的加速度均为g3.6.(2016安徽铜陵期中)在竖直墙壁间有质量分别是m和2m的半圆球a和圆球b,其中b球球面光滑,半圆a与左侧墙壁之间存在摩擦.两球心之间连线与水平方向成30的夹角,两球能够一起以加速度a匀加速竖直下滑,已知ag,(g为重力加速度),则半球a与左侧墙壁之间的动摩擦因数为(a)a.32b.33c.34d.233解析:球b受力如图所示.其中f,fn分别为a球和右侧墙壁的弹力,由平衡关系可得fn=fcos ,mg-fsin =ma,解得fn=m(g-a)1tan,对两球组成的整体有(m+m)g-fn=(m+m)a,而m=2m,联立解得=32,故选项a正确.7.(2016山西太原月考)如图,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为(c)a.g2sin b.gsin c.32gsin d.2gsin 解析:木板沿斜面加速下滑时,猫保持相对斜面的位置不变,即相对斜面静止,加速度为零.将木板和猫看成整体,根据牛顿第二定律f合=f猫+f木板=0+2ma(a为木板的加速度,m为猫的质量),整体受到的合力大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小,即f合=3mgsin ,解得a=32gsin ,所以c正确.8.(2016山东烟台期中)某村庄建房时,工人将甲、乙两块砖叠放在一起竖直向上抛给瓦匠,如图所示.两块砖上升过程中始终保持相对静止,则上升过程中(不计空气阻力)(bd)a.甲砖处于失重状态,乙砖处于超重状态b.甲乙两砖均处于失重状态c.甲、乙两砖间存在摩擦力作用d.甲、乙两砖均只受重力作用解析:以甲与乙组成的整体为研究对象,在上升和下降过程中仅受重力,由牛顿第二定律知加速度为g,方向竖直向下,可知甲、乙两砖均处于失重状态,故a错误,b正确;再以甲为研究对象,因加速度为g,方向竖直向下,由牛顿第二定律知甲所受合力为甲的重力,所以甲仅受重力作用,甲、乙两砖间不存在摩擦力作用,故c错误,d正确.9.(2016辽宁沈阳期中)质量为m的光滑圆槽放在光滑水平面上,一水平恒力f作用在其上促使质量为m的小球静止在圆槽上,如图所示,则(bc)a.小球对圆槽的压力为mfm+mb.小球对圆槽的压力为mg2+f2(m+m)2c.水平恒力f变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力增大d.水平恒力f变大后,如果小球仍静止在圆槽上,小球对圆槽的压力减小解析:由整体法可求得系统的加速度a=fm+m,圆槽对小球的支持力fn=mg2+a2=mg2+f2(m+m)2,由牛顿第三定律得,小球对圆槽的压力fn=fn,当f增大后,fn增大,b,c正确.10.(2016黑龙江双鸭山月考)如图(甲)所示,用一水平外力f拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体,逐渐增大f,物体做变加速运动,其加速度a随外力f变化的图像如图(乙)所示,若重力加速度g取10 m/s2.根据图(乙)中所提供的信息可以计算出(ab)a.物体的质量b.斜面的倾角c.加速度为6 m/s2时物体的速度d.加速度由2 m/s2增加到6 m/s2过程物体通过的位移解析:对物体受力分析,受推力、重力、支持力,如图x方向:fcos -mgsin =ma y方向:fn-fsin -mgcos =0 从图像中取两个点(20 n,2 m/s2),(30 n,6 m/s2)代入式解得m=2 kg,=37,所以物体的重力mg=20 n,斜面的倾角为=37,故a,b正确.题中并未说明力f随时间变化的情况,故无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小.因为物体做变加速运动,无法求出物体通过的位移,故c,d错误.11.(多选)如图所示,在光滑的斜面上,劲度系数为k的轻弹簧的下端固定,上端与质量为m的物体b接触(未连接),物体b处于静止状态,此时弹簧被压缩了x0.现用力f缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度又被压缩了x0,撤去力f后,物体开始向上运动,运动的最大距离为4x0.重力加速度为g.则(bc)a.撤去f后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动b.撤去f后,物体刚运动时的加速度大小为kx0mc.撤去f后,物体离开弹簧瞬间的速度大小为2x0kmd.撤去f后,物体做匀减速运动的时间为2mx0k解析:撤去f后,物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后脱离弹簧做匀减速运动,所以选项a错误;撤去f的瞬间物体受到的合外力为kx0,由牛顿第二定律可知物体的加速度为kx0m,所以选项b正确;物体离开弹簧后做加速度为kx0m的匀减速直线运动,运动位移2x0静止,由v2-v02=2ax可得,物体离开弹簧瞬间的速度大小为2x0km,所以选项c正确;由x=12at2可得,物体做匀减速运动的时间为2mk,所以选项d错误.12. (2016河北保定月考)一个质量可忽略不计的长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为ma=1 kg和mb=2 kg的a,b两物块,a,b与木板之间的动摩擦因数都为=0.2,a,b两物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,水平恒力f作用在a物块上,如图所示(重力加速度g取10 m/s2).则下列说法正确的是(cd)a.若f=1 n,则a,b都静止不动b.若f=1.5 n,则a物块所受摩擦力大小为1.5 nc.若f=4 n,则b物块所受摩擦力大小为2 nd.若f=6 n,则b物块的加速度为1 m/s2解析:若f=1 n,则对于整体而言,木板受到地面的摩擦力为0,所以木板与a,b将一起向左运动,选项a错误;若f=1.5 n,而物块ab的最大静摩擦力分别是2 n和4 n,它们都大于1.5 n,故对于整体而言,加速度为a1=1.5n1kg+2kg=0.5 m/s2,再对a物块受力分析得,1.5 n-ffa=maa1,解得ffa=1 n,选项b错误;若f=4 n,则a会做加速运动,将b与木板看成一个整体,则其加速度a2=ffammb=2n2kg=1 m/s2,则b物块所受摩擦力大小为ffb=mba2=2 kg1 m/s2=2 n,选项c正确;若f=6 n,与选项c相似,a做加速运动,通过a的滑动摩擦力对b物块施加力的作用,故b的加速度为1 m/s2,选项d正确.二、非选择题(共52分)13.(6分)某实验小组利用长木板、实验小车、打点计时器及沙桶等实验装置来探究质量一定时,物体的加速度与细绳拉力之间的关系.(1)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的af图像如图(a)所示,可能是图中的图线.(选填“甲”“乙”或“丙”)(2)如图(b)所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车通过计数点3时的速度大小为m/s,小车的加速度大小为m/s2.(结果均保留两位有效数字)解析:(1)如果遗漏了平衡摩擦力这一步骤,则当f达到一定值时,小车才有加速度,故他测量得到的af图像可能是图中的图线丙.(2)小车通过计数点3时的速度大小为v3=(2.89+3.38)10-220.1 m/s=0.31 m/s;因x=0.49 cm,根据x=at2可知,a=xt2=0.4910-20.12 m/s2=0.49 m/s2.答案:(1)丙(2)0.310.49评分标准:每空2分.14.(6分)(2016山东日照模拟)为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图(甲)所示的实验装置.其中m为带滑轮的小车的质量,m为沙和沙桶的质量.(滑轮质量不计)(1)实验时,一定要进行的操作是.a.用天平测出沙和沙桶的质量b.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力c.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数d.改变沙和沙桶的质量,打出几条纸带e.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量m(2)该同学在实验中得到如图(乙)所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为m/s2(结果保留两位有效数字).(3)以弹簧测力计的示数f为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的af图像是一条直线,图线与横坐标的夹角为,求得图线的斜率为k,则小车的质量为.a.2tan b.1tan c.k d.2k解析:(1)小车受到的力可由弹簧测力计读出,故沙和沙桶的质量可以不用测出;将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力是需要进行的操作,因为这样小车受到的合力就不考虑摩擦力了;小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数是需要操作的;改变沙和沙桶的质量,打出几条纸带,是用来测量外力大小的,故也是需要进行的操作;因为外力的大小可以通过弹簧测力计读出,故不需要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量m,所以需要进行的操作是bcd;(2)小车的加速度a=(3.8+3.3+2.8)0.01m-(2.3+1.9+1.4)0.01m(330.02s)2=1.3 m/s2;(3)因为弹簧测力计的示数f为横坐标,加速度为纵坐标,故tan =af=k,由f=ak及牛顿第二定律f合=ma得,小车的质量为m=f合a=2fa=2k,选项d正确.答案:(1)bcd(2)1.3(3)d评分标准:每空2分.15.(8分)(2016浙江绍兴月考)图(a)为测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图,实验步骤如下:用天平测量物块和遮光片的总质量m、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s;调整轻滑轮,使细线水平;让物块从光电门a的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门a和光电门b所用的时间ta和tb,求出加速度a;多次重复步骤,求a的平均值 a;根据上述实验数据求出动摩擦因数.回答下列问题:(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图(b)所示,其读数为cm.(2)物块的加速度a可用d,s,ta和tb表示为a=.(3)动摩擦因数可用m,m,a和重力加速度g表示为=.(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于(填“偶然”或“系统”)误差.解析:(1)游标卡尺的读数为l=9 mm+12010 mm=9.50 mm=0.950 cm.(2)因为光电门的宽度非常小,所以通过光电门的平均速度可认为是瞬时速度,故通过光电门a的瞬时速度为va=dta,通过光电门b的瞬时速度为vb=dtb,则根据公式v2-v02=2as可得a=12s(dtb)2-(dta)2.(3)根据牛顿第二定律可得mg-mg=(m+m)a,故解得=mg-(m+m)amg.(4)细线没有调整到水平,引起的误差是由于实验装置引起的,所以为系统误差.答案:(1)0.950(2)12s(dtb)2-(dta)2(3)mg-(m+m)amg(4)系统评分标准:每空2分.16.(10分)如图(甲)所示,一质量为2.0 kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20.从t=0时刻起,物体受到水平方向的力f的作用而开始运动,8 s内f随时间t变化的规律如图(乙)所示.求:(g取10 m/s2)(1)4 s末物体速度的大小;(2)在图(丙)的坐标系中画出物体在8 s内的vt图像;(要求计算出相应数值)(3)物体在8 s内的位移大小.解析:(1)物体在04 s内受到水平力f和摩擦力ff的作用,由静止开始向右做匀加速直线运动,设加速度为a1,4 s末速度为v1,由牛顿第二定律f1-ff=ma1 (1分)ff=mga1=3 m/s2 (1分)v1=a1t1=12 m/s. (1分)(2)由图知,45 s内物体受到水平力f的大小不变,方向改变,设加速度为a2,5 s末速度为v2,-(f2+mg)=ma2a2=-7 m/s2 (1分)v2=v1+a2t2=5 m/s (1分)由图知,58 s内物体只受摩擦力ff作用,设加速度为a3,速度为v3,-mg=ma3a3=-2 m/s2 (1分)t3=-v2a3t3=2.5 s在t=7.5 s时物体停止运动,v3=0 (1分)物体运动的vt图像如图所示. (1分)(3)由vt图可知(或计算得出)04 s内,x1=24 m45 s内,x2=8.5 m57.5 s内,x3=6.25 mx=x1+x2+x3解得x=38.75 m. (2分)答案:(1)12 m/s(2)见解析(3)38.75 m17.(10分)如图所示,一足够长的木板b静止在水平地面上,有一小滑块a以v0=3 m/s的水平初速度冲上该木板.已知木板质量是小滑块质量的2倍,木板与小滑块间的动摩擦因数为1=0.5,木板与水平地面间的动摩擦因数为2=0.1