2021全国高三（上）期中物理汇编：牛顿第三定律

第13页/共13页2021全国高三（上）期中物理汇编牛顿第三定律一、单选题1．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（

）A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力2．矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力、与速度方向垂直的升力和与速度方向相反的空气阻力。下列受力分析示意图可能正确的是（）A． B．C． D．3．如图甲乙所示，物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是（）A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反C．甲、乙两图中A均不受摩擦力D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同4．一碗水置于火车车厢内的水平桌面上．当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图（

）A． B．C． D．5．如图所示为体操男子吊环比赛中某个动作的模拟图，运动员静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角，此时左、右两吊环对运动员的作用力大小分别为，则下列判断正确的是（）A．是一对作用力和反作用力B．每根吊带受到吊环的拉力的大小都等于运动员重力的一半C．在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中，吊带上的张力缓慢增大D．两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上6．一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为（）A．Mg＋mg－ma B．Mg－mg＋maC．Mg＋mg D．Mg－mg7．如图所示，将一个质量为m=2kg的小球与弹簧相连，弹簧的另一端与箱子顶端连接，小球的下端用细绳与箱子下面连接，整个装置放在升降机上。当升降机以加速度a=0.5m/s2加速上升时细绳的拉力恰好为F=5N，若此时将细绳剪断，则剪断的瞬间小球的加速度大小为（）A．0.5m/s2 B．2m/s2 C．2.5m/s2 D．3m/s28．如图所示，在倾角为θ=30°的光滑固定斜面上，物块A、B质量均为m。物块A静止在轻弹簧上端，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B靠在一起，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，下列说法正确的是（）A．细线剪断前，弹簧的弹力为mgB．细线剪断前，细线的拉力为mgC．细线剪断瞬间，弹簧的弹力发生变化D．细线剪断瞬间，物块B的加速度大小为g9．2021年10月16日0时23分，“神舟十三号”成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空并进驻空间站。在空间站中，如需测量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法：如图所示，先对质量为的标准物体P施加一水平恒力F，测得其在内的速度变化量大小是，然后将标准物体与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们内速度变化量大小是。则待测物体Q的质量为（）A． B． C． D．10．杂技是一种集技能、体能、娱乐性很强的表演活动。如图所示为杂技“顶竿”表演，一人A站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人B以加速度a加速下滑时，竿对人A的压力大小为（已知重力加速度为g）（）A． B． C． D．11．伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片（组合图）。几次实验中小球都从同一位置释放，且频闪照相的频闪频率相同，有关小球在斜面a、b上的运动说法正确的是（）A．小球在斜面a、b上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响B．小球在斜面a上运动的距离较短，因此小球在斜面a上运动的平均速度较小C．小球在斜面b上的影像个数较多，表示小球在斜面b上运动的时间较长D．频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的运动时间越长12．在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑。又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录。将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态。关于此过程的表述正确的是（）A．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大B．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小C．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大D．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小13．如图所示，餐厅服务员托举菜盘给顾客上菜．若菜盘沿水平向左加速运动，则（）A．手对菜盘的摩擦力方向向右 B．手对菜盘的作用力等于菜盘的重力C．菜盘对手的作用力方向斜向右下 D．菜盘对手的作用力方向斜向左下14．牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的研究结果后，提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是（）A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C．人推车前进，人对车的作用力大小等于车对人的作用力大小D．物体在地面上滑行，物体对地面的摩擦力大于地面对物体的摩擦力二、多选题15．关于超重与失重，下列说法正确的是（）A．竖直向上抛出的物体处于超重状态B．人造地球卫星中的物体处于完全失重状态C．人乘坐电梯以大小为的加速度加速下降时，人对地板的压力等于人重力的1.5倍D．人乘坐电梯以大小为的加速度减速上升时，人对地板的压力大小等于地板对人的支持力大小16．某同学沿水平方向用力推一文具盒，使其在水平面上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（）A．文具盒对桌面的压力和文具盒所受的重力是一对平衡力B．桌面对文具盒的支持力和文具盒所受的重力是一对作用力和反作用力C．手对文具盒的推力和桌面对文具盒的摩擦力是一对平衡力D．桌面对文具盒的摩擦力和文具盒对桌面的摩擦力是一对作用力和反作用力三、解答题17．如图所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的图象分别如图中的折线和所示，a、b、c、d点的坐标为、、、。根据图象，（g取），求：(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小，达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a3；(2)物块质量m与长木板质量M之比；(3)物块相对长木板滑行的距离。18．如图所示，物块的质量，细绳一端与物块相连，另一增绕过光滑的轻质定滑轮，当质量为的人用的力竖直向下拉绳子时，滑轮左侧细绳与水平方向的夹角为，物体在水平面上保持静止，（已知，g取），求：（1）人对地面的压力大小；（2）物块对地面的弹力大小和摩擦力大小；（3）细绳对滑轮的压力大小和方向。

参考答案1．B【详解】A．将拉力F正交分解如下图所示则在x方向可得出Fx曲=FsinαFx直=Fsinβ在y方向可得出Fy曲=FcosαFy直=Fcosβ由题知α<β则sinα<sinβcosα>cosβ则可得到Fx曲<Fx直Fy曲>Fy直A错误、B正确；CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。故选B。【点睛】2．A【详解】由题意可知所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，发动机推力F1的方向沿喷口的反方向，对比图中选项可知只有A选项符合题意。故选A。3．D【详解】甲中A做匀速直线运动，而甲中A物体不受外力，故甲中A没有相对于B的运动趋势，故甲中A不受摩擦力；乙中A也是平衡状态，但A的重力使A有一沿斜面下滑的趋势，故B对A有向上摩擦力，故A受F方向相同的摩擦力；故D正确ABC错误；故选D。4．A【详解】当火车向右做匀减速运动时，则加速度向左，根据牛顿定律可知，水面形状接近A所示，故选A.5．D【详解】运动员的受力简化为如图所示由平衡条件可知：在竖直方向上解得A．都是作用在运动员上，不可能成为一对作用力和反作用力，故A错误；B．由公式可知，由于每根吊带所受的拉力大小都大于等于运动员重力的一半，故B错误；C．在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中，角度减小，故两根吊带的拉力均减小，故C错误；D．运动员受绳子的拉力及重力而处于平衡状态三力为共点力，根据共点力平衡的特点可知，两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上，故D正确；故选D。6．A【详解】环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力Ff，受力情况如图甲所示以环为研究对象根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力Ff′大小等于Ff，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力Ff′，受力情况如图乙所示以箱子为研究对象根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即故选A。7．D【详解】对小球受力分析可知解得F弹=26N剪断细绳瞬时，弹簧的弹力不变，则解得a′=3m/s2故选D。8．D【详解】A．由于A、B之间无弹力，对A受力分析可得弹簧弹力A错误；B．由于A、B之间无弹力，对B力分析可得弹簧弹力B错误；C．细线剪断瞬间，弹簧未发生形变，弹簧弹力不变，C错误；D．细线剪断瞬间，对A、B系统有D正确；故选D。9．B【详解】对P施加F时，根据牛顿第二定律有

①对P和Q整体施加F时，根据牛顿第二定律有

②联立①②解得故选B。10．A【详解】以B为研究对象，根据牛顿第二定律再以竹竿为研究对象，可知根据牛顿第三定律可知竿对人A的压力大小为。故选A。11．C【详解】A．小球在斜面a、b上运动越来越慢，主要是重力的作用，小球的摩擦较小作用不大，所以A错误；B．小球在斜面上运动可以看成匀减直线运动，但初速度相同，末速度也一样都为0，由平均速度公式可知两斜面上的平均速度相同，所以B错误；C．小球在斜面b上的影像个数较多，因为频闪照相的频闪频率相同，所以小球在斜面b上运动的时间较长，则C正确；D．频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的表示速度越大，所以D错误；故选C。12．C【详解】AB．根据受力平衡可知，单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持力大小都等于运动员和杠铃的总重，AB错误；CD．手臂对杠铃的作用力大小为，手臂与横杠之间的夹角为，杠铃的重力为，根据平衡条件可得由几何关系可知握杠的两手间距离变大，对应的角越小，则变大，由牛顿第三定律可知，手臂受杠铃的作用力变大，C正确，D错误。13．C【详解】对菜盘受力分析，有竖直向下的自身重力、竖直向上的支持力和水平向左的静摩擦力。其中手对菜盘的作用力为支持力与静摩擦力的合力，方向为斜向左上，不等于菜盘的重力。根据牛顿第三定律，可知菜盘对手的作用力方向斜向右下。故ABD错误；C正确。故选C。14．C【详解】A．作用力和反作用力是同时产生同时消失的，所以A错误；B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是作用力与反作用力，所以B错误；C．作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，所以人推车前进，人对车的作用力大小等于车对人的作用力大小，则C正确；D．物体在地面上滑行，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力互为相互作用力，所以物体对地面的摩擦力于地面对物体的摩擦力等大反向，则D错误；故选C。15．BD【详解】A．竖直向上抛出的物体，只受重力，加速度向下，大小为g，为完全失重状态，故A错误；B．人造地球卫星中的物体只受到地球对它的吸引力，处于完全失重状态，故B正确；C．人乘坐电梯以大小为的加速度加速下降时，处于失重状态，人对地板的压力应该比重力小，大小可以用牛顿第二定律求出得故C错误；D．根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小等于地板对人的支持力大小，故D正确；故选BD。16．CD【详解】A．桌面对文具盒的支持力和文具盒所受的重力是一对平衡力，选项A错误；B．桌面对文具盒的支持力和文具盒对桌面的压力是一对作用力和反作用力，选项B错误；C．手对文具盒的推力和桌面对文具盒的摩擦力是一对平衡力，选项C正确；D．桌面对文具盒的摩擦力和文具盒对桌面的摩擦力是一对作用力和反作用力，选项D正确。故选CD。17．(1)1.5m/s2，1m/s2，0.5m/s2；(2)；(3)20m【详解】(1)由v-t图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1=m/s2=1.5m/s2木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2=m/s2=1m/s2达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3=m/s2=0.5m/s2(2)对物块冲上木板匀减速阶段μ1mg=ma1对木板向前匀加速阶段μ1mg-μ2（m＋M）g=Ma2物块和木板达到共同速度后向前匀减速阶段μ2（m＋M）g=（M＋m）a3以上三式联立可得(3)由v-t图象可以看出，物块相对于长木板滑行的距离Δx对应图中△abc的面积，故