2024高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律章末质量检测含解析新人教版必修1

PAGE7-第三章牛顿运动定律章末质量检测(三)(时间：45分钟)一、选择题(本题共8小题。1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题)1．2024年8月的雅加达亚运会中，我国运动员司雅杰勇夺女子十米跳台桂冠。她从跳台斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图1所示。不计空气阻力，下列说法正确的是()图1A．她在空中上升过程中处于超重状态B．她在空中下落过程中做自由落体运动C．她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度D．入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小解析起跳以后的上升过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故A错误；她斜向上运动，具有水平初速度，所以下落过程不能看做自由落体运动，故B错误；入水过程中，起先时水对她的作用力大小(浮力和阻力)小于她的重力，所以先向下做一段加速运动，后阶段水对她的作用力大于她的重力，即入水后的速度先增大后减小，故C错误；入水过程中，水对她的作用力和她对水的作用力，是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故D正确。答案D2．如图2所示是火箭点火放射的某一瞬间，下列说法正确的是()图2A．火箭受重力、地面推力、空气阻力作用B．火箭加速升空过程中处于失重状态C．发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭所受的重力D．发动机喷出气体对火箭的作用力等于火箭对喷出气体的作用力解析一对相互作用力时刻等大、反向、共线，选项D正确；火箭点火加速上升过程中，处于超重状态，受到重力、气体反作用力、空气阻力，且气体作用力大于重力，A、B、C均错误。答案D3．如图3所示，小球A质量为m，木块B质量为2m，两物体通过竖直轻弹簧连接放置在水平面上静止。现对A施加一个竖直向上的恒力F，使小球A在竖直方向上运动，当弹簧复原原长时小球A速度恰好最大，已知重力加速度为g。则在木块B对地面压力为零时，小球A的加速度大小为()图3A．3g B．1.5g C．2g D．2.5g解析依据题意，当弹簧处于原长时A球速度最大，则F＝mg，当木块B对地面压力为零时，弹簧处于伸长状态，对B受力分析，此时有kx＝2mg，对A依据牛顿运动定律有kx＋mg－F＝ma，解得a＝2g，C项正确。答案C4．质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图4所示，a、b分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用的v－t图象，则拉力与摩擦力之比为()图4A．9∶8 B．3∶2 C．2∶1 D．4∶3解析由v－t图象知，图线a为仅受摩擦力的作用，加速度大小a1＝1.5m/s2；图线b为受水平拉力和摩擦力的作用，加速度大小a2＝0.75m/s2。列方程Ff＝ma1，F－Ff＝ma2，解得eq\f(F,Ff)＝eq\f(3,2)。答案B5．(2024·11月浙江选考)如图5所示为某一嬉戏的局部简化示意图。D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R＝10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内。某次嬉戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0＝10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点。已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是(取g＝10m/s2)()图5A.5s B．4.8s C．4.4s D．3s解析小车在AB段，由题意知f＝μmg，得μ＝0.2，其加速度大小为a1＝μg＝2m/s2，由运动学公式得LAB＝v0t1－eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，解得t1＝3s，或t1′＝7s(舍去)。从B到C运动时，如图所示，LBC＝2Rsinθ，加速度为a2＝gsinθ，所以LBC＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)，得t2＝2s，所以从A到C的时间为t＝t1＋t2＝5s。答案A6．科学家关于物体运动的探讨对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是()A．亚里士多德认为，必需有力作用在物体上，物体的运动状态才会变更B．伽利略通过“志向试验”得出结论：一旦物体具有某一速度，假如它不受力，它将以这一速度恒久运动下去C．笛卡儿指出：假如运动中的物体没有受到力的作用，它将接着以同一速度沿同始终线运动，既不停下来也不偏离原来的方向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亚里士多德认为物体的运动须要力来维持，选项A错误；牛顿依据选项B中伽利略的正确观点和选项C中笛卡儿的正确观点，得出了选项D的正确观点，选项B、C、D正确。答案BCD7．(2024·北京首都师大附中月考)一雨滴从空中由静止起先沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，且空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大，则如图所示的图象中可能正确反映雨滴整个下落过程运动状况的是()答案AC8．物体最初静止在倾角θ＝30°的足够长斜面上，如图6甲所示受到平行斜面对下的力F的作用，力F随时间变更的图象如图乙所示，起先运动2s后物体以2m/s的速度匀速运动，下列说法正确的是(g取10m/s2)()图6A．物体的质量m＝1kgB．物体的质量m＝2kgC．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),3)D．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝eq\f(7\r(3),15)解析由起先运动2s后物体以2m/s的速度匀速运动，可知0～2s内物体的加速度大小为a＝1m/s2；在0～2s内对物体应用牛顿其次定律得，F1＋mgsin30°－μmgcos30°＝ma，2s后由平衡条件可得，F2＋mgsin30°－μmgcos30°＝0，联立解得m＝1kg，μ＝eq\f(7\r(3),15)，选项A、D正确。答案AD二、非选择题9．在用DIS探讨小车加速度与外力的关系时，某试验小组先用如图7a所示的试验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器(放射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，试验中力传感器的拉力为F，保持小车[包括位移传感器(放射器)]的质量不变，变更重物重力重复试验若干次，得到加速度与外力的关系如图b所示。图7(1)小车与轨道间的滑动摩擦力Ff＝________N。(2)从图象中分析，小车[包括位移传感器(放射器)]的质量为________kg。(3)该试验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tanθ＝________。解析(1)依据图象可知，当F＝0.67N时，小车起先有加速度，则Ff＝0.67N(2)依据牛顿其次定律a＝eq\f(F－Ff,M)＝eq\f(1,M)F－eq\f(Ff,M)，则a－F图象的斜率表示小车[包括位移传感器(放射器)]质量的倒数，则M＝eq\f(1,k)＝eq\f(4.0－2.0,5.0－2.0)kg＝eq\f(2,3)kg≈0.67kg(3)为得到a与F成正比的关系，则应当平衡摩擦力，则有：Mgsinθ＝μMgcosθ解得tanθ＝μ依据Ff＝μMg得μ＝eq\f(0.67,\f(2,3)×10)＝0.1所以tanθ＝0.1答案(1)0.67(2)0.67(3)0.110．(2024·天津理综，10)我国自行研制、具有完全自主学问产权的新一代大型喷气式客机C919首飞胜利后，拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x＝1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v＝80m/s。已知飞机质量m＝7.0×104kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度g＝10m/s2。求飞机滑跑过程中图8(1)加速度a的大小；(2)牵引力的平均功率P。解析(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有v2＝2ax①代入数据解得a＝2m/s2②(2)设飞机滑跑受到的阻力为F阻，依题意有F阻＝0.1mg③设发动机的牵引力为F，依据牛顿其次定律有F－F阻＝ma④设飞机滑跑过程中的平均速度为eq\o(v,\s\up6(－))，有eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(v,2)⑤在滑跑阶段，牵引力的平均功率P＝Feq\o(v,\s\up6(－))⑥联立②③④⑤⑥式得P＝8.4×106W⑦答案(1)2m/s2(2)8.4×106W11．(2024·山东泰安月考)如图9甲所示，质量m＝2kg的物体在水平面上向右做直线运动。过a点时给物体施加一个水平向左的恒力F并起先计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v－t图象如图乙所示。重力加速度g取10m/s2。求：图9(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)10s后撤去拉力F，求物体再过15s离a点的距离。解析(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v－t图象得加速度a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝eq\f(0－8,4)m/s2＝－2m/s2，方向与初速度方向相反。设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由v－t图象得加速度a2＝eq\f(Δv2,Δt2)＝eq\f(－6－0,6)m/s2＝－1m/s2，方向与初速度方向相反。在0～4s内，依据牛顿其次定律，有－F－μmg＝ma1在4～10s内，－F＋μmg＝ma2代入数据解得F＝3N，μ＝0.05。(2)设10s末物体的位移为x，x应为v－t图象与坐标轴所围的面积，则有x＝eq\f(1,2)×4×8m－eq\f(1,2)×6×6m＝－2m，即物体在a点左侧2m处。设撤去拉力F后物体