高中物理教科版第三章牛顿运动定律 一等奖

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(每小题6分，共48分。其中1～5题只有一个选项符合题目要求，6～8题有多个选项符合题目要求)1．(2023·汕头高一检测)下列说法正确的是()A．牛顿第一定律是实验定律B．牛顿第一定律反映了物体的加速度与受到的外力以及物体质量之间的关系C．在水平面上滑动的木块最终停下来是因为没有外力维持它运动D．在水平面上滑动的木块最终停下来是滑动摩擦力作用的结果答案：D2.如图所示，放在水平面上的物体受到一个水平向右的拉力F作用而处于静止状态，下列说法中正确的是()A．物体对水平面的压力就是物体的重力B．拉力F和水平面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体受到四对平衡力的作用D．物体受到的合外力为零解析：物体对水平面的压力与物体的重力是不同性质的力，A错误；拉力F和水平面对物体的摩擦力是一对平衡力，B错误；物体受到两对平衡力的作用，C错误。答案：D3．(2023·黄冈中学高一检测)用40N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为20kg的物体，力F作用3s后撤去，则第5s末物体的速度和加速度的大小分别是()A．v＝6m/s，a＝0 B．v＝10m/s，a＝2m/s2C．v＝6m/s，a＝2m/s2 D．v＝10m/s，a＝0解析：由牛顿第二定律得：F＝ma′，a′＝2m/s2。3s末物体速度为v＝a′t＝6m/s，此后F撤去，a＝0，物体做匀速运动，故选项A正确。答案：A4．如图所示，一根轻质弹簧竖直立在水平地面上，下端固定。一小球从高处自由落下，落到弹簧上端，将弹簧压缩至最低点。小球从开始压缩弹簧至最低点的过程中，小球的加速度和速度的变化情况是()A．加速度先变大后变小，速度先变大后变小B．加速度先变大后变小，速度先变小后变大C．加速度先变小后变大，速度先变大后变小D．加速度先变小后变大，速度先变小后变大解析：小球在压缩弹簧的过程中，弹簧对小球的弹力逐渐变大，小球所受的合力先变小后变大，由牛顿第二定律可知，小球的加速度先变小后变大，速度先变大后变小，故C正确。答案：C5．质量为kg的物体在一水平面上运动，如图a、b分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用的v­t图像，则拉力与摩擦力之比为()A．9∶8 B．3∶2C．2∶1 D．4∶3解析：由v­t图像知，图线a为仅受摩擦力的运动，加速度大小a1＝m/s2；图线b为受水平拉力和摩擦力的运动，加速度大小a2＝m/s2。列方程ma1＝f，ma2＝F－f，解得eq\f(F,f)＝eq\f(3,2)。答案：B6．如图所示，某同学站在压力传感器上，做下蹲－起立的动作时记录的力随时间变化的图线。由图线可知()A．该同学体重约为650NB．该同学做了两次下蹲－起立的动作C．该同学做了一次下蹲－起立的动作，且下蹲后约2s起立D．下蹲过程中人先处于超重状态，后处于失重状态解析：由图线可知该同学体重约为650N，A正确。人下蹲动作有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，故下蹲对应先失重再超重。起立对应先超重再失重，由对应图像可知，该同学做了一次下蹲－起立的动作，B、D错误。由图像看出两次超重的时间间隔约为2s，这就是人蹲在地上持续的时间，C正确。答案：AC7．如图所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角。则下列说法正确的是()A．小铁球受到的合外力方向水平向左B．F＝(M＋m)gtanαC．系统的加速度为a＝gtanαD．F＝Mgtanα解析：隔离小铁球受力分析得F合＝mgtanα＝ma且合外力水平向右，故小铁球加速度为gtanα，因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为gtanα，A错误，C正确。整体受力分析得F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtanα，故选项B正确，D错误。答案：BC8．(2023·宁波高一检测)一物体在水平拉力F作用下在水平地面上由甲处出发，经过一段时间撤去拉力，滑到乙处刚好停止。其v­t图像如图所示，则()A．物体在0～t0和t0～3t0两个时间段内，加速度大小之比为3∶1B．物体在0～t0和t0～3t0两个时间段内，位移大小之比为1∶2C．物体受到的水平拉力F与水平地面摩擦力f之比为3∶1D．物体受到的水平拉力F与水平地面摩擦力f之比为2∶1解析：根据速度—时间图像的斜率等于加速度大小，则有在0～t0和t0～3t0两段时间内加速度大小之比为a1∶a2＝eq\f(v0,t0)∶eq\f(v0,2t0)＝2∶1，故A错误。根据“面积”等于位移大小，则有位移之比为x1∶x2＝eq\f(1,2)v0t0∶eq\f(1,2)v0·2t0＝1∶2，故B正确。根据牛顿第二定律：F－f＝ma1；f＝ma2，则解得：F∶f＝3∶1，故C正确，D错误。故选B、C。答案：BC二、非选择题(共52分)9．(10分)某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出如图所示的a­F图像。(1)图线不过坐标原点的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)。(3)由图像求出小车和传感器的总质量为________kg。解析：(1)a­F图像与横轴交点为,0)，说明施加外力在N之内小车和传感器没有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。(2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力，因此不需要保证细沙和桶的质量远小于小车和传感器的总质量。(3)a­F图像斜率为eq\f(1,m)，由图知图像斜率k＝1，则小车和传感器的总质量为1kg。答案：(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2)否(3)110.(12分)如图所示是质量为3kg的物体在水平地面上运动的v­t图像，a、b两条图线，另一条是有推力作用的图线，另一条是没有推力作用的图线，则物体受到的推力大小是多少？摩擦力大小是多少？解析：由图像可求得a、b两条图线对应的加速度大小：aa＝－eq\f(1,3)m/s2，ab＝－eq\f(2,3)m/s2。由于两种情况都是减速运动，当推力与速度同向时，受推力时加速度较小。由牛顿第二定律得：F＋f＝maa，f＝mab，解得F＝1N，f＝－2N。当推力与速度反向时，受推力时加速度较大，由牛顿第二定律得：F′＋f′＝mabf′＝maa解得：F′＝－1N，f′＝－1N。故推力和摩擦力的大小分别为1N、2N或1N、1N。答案：1N、2N或1N、1N11．(14分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2kg，动力系统提供的恒定升力F＝28N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变。(1)第一次试飞中，飞行器飞行t1＝8s时到达的高度H＝64m，求飞行器所受阻力f的大小；(2)第二次试飞中，飞行器飞行t2＝6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力，求飞行器能达到的最大高度h。解析：(1)第一次飞行中，设加速度为a1由H＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)得：a1＝2m/s2由牛顿第二定律得：F－mg－f＝ma1解得f＝4N。(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为x1x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,2)＝36m，v1＝a1t2＝12m/s设失去升力后的加速度为a2，上升的高度为x2由牛顿第二定律得：mg＋f＝ma2解得a2＝12m/s2又因为x2＝eq\f(v\o\al(2,1),2a2)＝6m，所以h＝x1＋x2＝42m。答案：(1)4N(2)42m12.(16分)如图所示，有一长度x＝1m、质量M＝10kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m＝4kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝。要使物块在t＝2s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多