2021届高三物理新一轮复习章末检测：牛顿运动定律-Word版含解析.docx

章末检测(三)(时间：60分钟，分值：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题6分，共36分，每小题只有一个选项符合题意)1“蹦极”就是跳动者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的状况如图所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()AgB2gC3g D4g2如图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平衡重物，它们的质量均为M，上下均由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动假如电梯中人的总质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升h高度后停止，在不计空气和摩擦阻力的状况下，h为()A. B.C. D.3如图所示，倾斜固定直杆与水平方向成60角，直杆上套有一个圆环，圆环通过一根细线与一只小球相连接当圆环沿直杆下滑时，小球与圆环保持相对静止，细线伸直，且与竖直方向成30角下列说法中正确的是()A圆环不肯定加速下滑B圆环可能匀速下滑C圆环与杆之间肯定没有摩擦D圆环与杆之间肯定存在摩擦4图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间，技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有ADDE10 m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开头沿滑道AE向下做直线滑动，g取10 m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为()A. s B2 sC. s D2 s52021年10月11日，温州乐清市德力西公司的专家楼B幢发生惊险一幕，一个小男孩从楼上窗台突然坠落但幸运的是，楼下老伯高高举起双手接住了孩子，孩子平稳无恙假设从楼上窗台到接住男孩的位置高度差为h20 m，老伯接男孩的整个过程时间约为0.2 s，则(忽视空气阻力，g取10 m/s2)()A男孩接触老伯手臂时的速度大小为 25 m/sB男孩自由下落时间约为 4 sC老伯手臂受到的平均作用力是男孩体重的11倍D老伯接男孩的整个过程，男孩处于失重状态6如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带若从小物块滑上传送带开头计时，小物块在传送带上运动的vt图象(以地面为参考系)如图乙所示已知v2v1，则()At2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用二、多项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题意)7在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发觉体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是()A晓敏同学所受的重力变小了B晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力C电梯肯定在竖直向下运动D电梯的加速度大小为g/5，方向肯定竖直向下8如图所示，轻弹簧两端拴接两个小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板，两球静止，两细线与水平方向的夹角30，弹簧水平，以下说法正确的是()A两球质量肯定相等B两球质量可能不相等C剪断左侧细线瞬间，a球加速度为gD剪断左侧细线瞬间， b球加速度为09如图甲所示，A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开头受到一变力的作用，该力与时间的关系如图乙所示，A、B始终相对静止，设向右为正方向，则关于A物体运动的加速度a、速度v、B对A的摩擦力Ff及运动的位移x随时间变化的关系图象正确的是()三、非选择题(本大题共3小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10(10分)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系弹簧测力计固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接在桌面上画出两条平行线P、Q，并测出间距d.开头时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开头运动为止，登记弹簧测力计的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小再将木块放回原处并按住，连续向瓶中加水后，登记弹簧测力计的示数F，然后释放木块，并用秒表登记木块从P运动到Q处的时间t.(1)木块的加速度可以用d、t表示为a_.(2)转变瓶中水的质量，重复试验，确定加速度a与弹簧测力计示数F的关系下列图象能表示该同学试验结果的是_(3)用加水的方法转变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_A可以转变滑动摩擦力的大小B可以更便利地猎取更多组试验数据C可以更精确地测出摩擦力的大小D可以获得更大的加速度以提高试验精度11(18分)如图甲所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面对上的恒力F，作用时间t11 s时撤去拉力，物体运动的部分vt图象如图乙所示，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；(2)t6 s时物体的速度，并在图乙上将6 s内物体运动的vt图象补画完整，要求标明有关数据12(18分)如图所示，质量为M8 kg的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力F8 N，当小车向右运动的速度达到v01.5 m/s时，在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量为m2 kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数0.2.已知在运动过程中，小物块没有从小车上掉下来，取g10 m/s2.求：(1)经过多长时间两者达到相同的速度；(2)小车至少多长才能保证小物块不从小车上掉下来？(3)从小物块放上小车开头，经过t1.5 s小物块通过的位移大小为多少？章末检测(三)1解析选B.从图象可知，当人最终不动时，绳上的拉力为F0，即mgF0，最大拉力为F0，因此最大加速度为F0mgma,3mgmgma，a2g，B正确2解析选D.关闭发动机后，系统做匀减速直线运动，加速度大小为a，上升的高度h，选项D正确3解析选D.对小球由牛顿其次定律得：沿斜面方向mgsin 60FTsin 30ma，垂直斜面方向mgcos 60FTcos 300，解得ag，由于小球与圆环保持相对静止，故圆环肯定加速下滑，选项A、B错误；对小球和圆环组成的系统，由牛顿其次定律得(Mm)gsin 60Ff(Mm)a，解得Ff(Mm)g，故圆环与杆之间肯定存在摩擦，选项D正确，C错误4解析选B.依据题图乙所示的示意图可知，AE两点在以D为圆心、半径为R10 m的圆周上，依据物体在竖直圆弧轨道内的斜面上运动的特点可知，滑行者沿AE滑道滑行的时间与沿AD所在的直径自由下落的时间相同，则有t2 s，故B正确5解析选C.由运动规律可得，男孩下落到老伯手臂处的速度为v，由v22gh解得v20 m/s，男孩的下落时间t1v/g2 s，所以A、B项错误；从接触老伯手臂到停止运动，男孩的加速度av/t2100 m/s2，依据牛顿其次定律Fmgma可得，F11mg，故C项正确老伯接男孩的整个过程，男孩做减速运动，加速度方向向上，男孩处于超重状态，D项错误6解析选B.小物块对地速度为零时，即t1时刻，小物块在A处左侧且距离A最远t2时刻，小物块相对传送带静止，此时不再相对传送带滑动，所以从开头到此刻，它相对传送带滑动的距离最大.0t2时间内，小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向始终向右，大小不变，t2时刻以后相对传送带静止，故不再受摩擦力的作用B正确7解析选BD.由题知体重计的示数为40 kg时，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A错；由牛顿第三定律知B对；电梯具有向下的加速度，但不肯定是向下运动，C错；由牛顿其次定律mgFNma，可知a，方向竖直向下，D对8解析选AD.由对称性可知，两球质量相等，A正确剪断左侧细线瞬间，a球加速度为g/sin ，b球加速度为0，D正确9解析选AD.A、B相对静止，A的加速度就是系统的加速度，系统的合外力为F，因此加速度与F成正比，A项正确；A做的是变加速运动，B项错误；t0时刻速度不为零，C项错误；A的加速度由B对A的静摩擦力供应，因此Ff与a成正比，D项正确10解析(1)由匀变速直线运动规律得dat2，解得a.(2)木块刚刚开头滑动时，弹簧测力计的示数F0大小等于木块所受的滑动摩擦力；木块加速运动时，由牛顿其次定律得FF0ma，解得aF，选项C正确(3)用加水的方法转变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更便利地猎取更多组试验数据，可以更精确地测出摩擦力的大小，选项B、C正确答案(1)(2)C(3)BC11解析(1)设撤去拉力前物体的加速度大小为a1，撤去拉力后物体沿斜面连续上滑的加速度大小为a2，由vt图象可知：a1 m/s220 m/s2(2分)a2 m/s210 m/s2(2分)对物体在撤去拉力前，由牛顿其次定律得Fmgsin 37mgcos 37ma1(2分)对物体在撤去拉力后上滑时，由牛顿其次定律得mgsin 37mgcos 37ma2(2分)解得F30 N，0.5.(2分)(2)加速上滑的时间t11 s，撤去拉力时的速度为v20 m/s，设再经过t2速度减至0.由0va2t2得t22 s(2分)在最高点时，因mgsin 37mgcos 37，故物体将沿斜面加速下滑，设加速度大小为a3，据牛顿其次定律得mgsin 37mgcos 37ma3(2分)解得a32 m/s2(2分)再经过3 s物体的速度大小为6 m/s，方向沿斜面对下，补画完整后的图线及有关数据如图所示(2分)答案(1)0.530 N(2)见解析12解析(1)设小物块和小车的加速度分别为am、aM，由牛顿其次定律得mgmam(1分)FmgMaM(1分)代入数据解得am2 m/s2，aM0.5 m/s2(2分)设经过时间t1两者达到相同的速度，由amt1v0aMt1得t11 s(2分)(2)当两者达到相同的速度后，假设两者保持相对静止，以共同的加速度a做匀加速运动对小物块和小车构成的整体，由牛顿其次定律得F(Mm)a(1分)得a0.8 m/s2(1分)此时小物块和小车之间的摩擦力Ffma1.6 N(1分)而小物块和小车之间的最大静摩擦力Ffmmg4 N(1分)FfFfm，所以两者达到相同的速度后，保持相对静止从小物块放上小车开头，小物块的位移xmamt(1分)小车的位移xMv0t1aMt(1分)小车的长度至少为LxMxm0.75 m(1分)(3)在开头的t11 s内，小物块的位移为xmamt1 m(1分)末速度vamt12 m/s(1分)在接下来的0.5 s内，小物块与小车相对静止，以共同的加速度a0.8 m/s2做匀加速运动这0.5 s内通过的位移xv(tt1)a(tt1)2(1分)代入数据解得x1.1 m(1分)从小物块放上小车开头，经过t1.5 s小物块通过的位移大小为x总xmx2.1 m(1分)答案(1)1 s(2)0.75 m(3)2.1 m