牛顿运动定律的理解和应用-高考物理一轮复习巩固卷(新高考)_第1页
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文档简介

考点巩固卷03牛顿运动定律的理解和应用

建议用时:50分钟

考点预览

考点序号考点考向题型分布

考点1牛顿运动定律的理解考向1:牛顿第一定律的理解12单选+3多选

和应用考向2:牛顿第二定律的理解

考向3:牛顿第三定律的理解

考向4:牛顿运动定律的综合应用

考点训练

考点01牛顿运动定律的理解和应用(12单选+3多选)

L(2024•甘肃兰州•一模)在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到"是故湍漱之流,沙石转而大石不移。

何者?大石重而沙石轻也。"从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是()

A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因

B."沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关

C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持

D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力

【答案】B

【详解】A.水冲沙石,沙石才能运动,因为水的冲击力克服了阻力,故力是改变运动的原因,故A错误;

B.物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性,其大小只与质量有关,质量越大惯性越大,力是改变物体

运动状态的原因,重的大石由于质量太大,惯性太大,所以运动状态不容易被水流改变,故B正确;

C.物体的运动不需要力来维持,如沙石不受力的作用时,可以做匀速直线运动状态,故C错误;

D."大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力为零,故D错误。

故选Bo

2.(2024•辽宁丹东•一模)"反向蹦极"是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,劲度系数为左的弹性轻绳的

上端固定在。点,拉长后将下端固定在体验者的身上,人再与固定在地面上的拉力传感器相连,传感器示

数为1000N。打开扣环,人从/点由静止释放,像火箭一样被"竖直发射",经8点上升到最高位置C点,

在3点时速度最大。已知45长为2m,人与装备总质量加=80kg(可视为质点)。忽略空气阻力,重力加

速度g取lOm/s?。下列说法正确的是()

A.在2点时,弹性轻绳的拉力为零B.经过C点时,人处于超重状态

C.弹性轻绳的劲度系数上为500N/mD.打开扣环瞬间,人在/点的加速度大小为22.5m/s?

【答案】C

【详解】C.在8点时人的速度最大,加速度为零,处于平衡状态,有

kx=mg

在/点未释放时,有

kx'=mg+F

x'-x=2m

联立,解得

k=500N/m

故A错误;C正确;

B.在C点速度为零,有向下的加速度,人处于失重状态。故B错误;

D.打开扣环瞬间,由牛顿第二定律,可得

kx'-mg=F=ma

解得

a=12.5m/s2

故D错误。

故选C。

3.(2024•广东佛山・二模)春节烟花汇演中常伴随无人机表演。如图是两架无人机。、6同时从同一地点竖

直向上飞行的v—f图像。下列说法正确的是()

A.,=5s时,无人机。处于失重状态

B.t=10s时,无人机°飞到了最高点

C.0~30s内,两架无人机a、6的平均速度相等

D.0~10s内,无人机a的位移小于无人机6的位移

【答案】C

【详解】A.f=5s时,无人机向上匀加速运动,。处于超重状态,故A错误;

B.l=10s时,无人机。速度达到最大,10s后减速上升,30s时飞到了最高点,故B错误;

C.VT图像下与坐标轴围成的面积表示位移,0~30s内,两架无人机人6的位移相等,平均速度相等,

故C正确;

D.V—图像下与坐标轴围成的面积表示位移,0~10s内,无人机。的位移大于无人机6的位移,故D错误。

故选C。

4.(2024•浙江金华•二模)卡路里是健身爱好者熟知的能量单位,将其用国际单位制的基本单位表示正确的

是()

A.JB.N-mC.kg-m3/s2D.kg-m2/s2

【答案】D

【详解】能量的单位为焦耳,则

1J=1N-111=1kg-m/s2-m=Rg-m2/s2

故选D。

5.(2024•广东茂名•二模)如图所示,水平地面上静止叠放着a、6两个石块,已知。与6之间接触面切线

不水平,不考虑。与6之间的万有引力以及空气影响,下列说法正确的是()

A.b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力

B.6共受到5个力的作用

C.地面对b的摩擦力水平向左

D.地面受到的压力等于。和6的重力之和

【答案】D

【详解】A.b对。的支持力与。受到的重力不在同一直线上,所以不是一对平衡力,故A错误;

BCD.以0、6两个石块为整体,根据受力平衡可知,地面对6只有支持力作用,没有摩擦力作用,则地面

受到的压力等于。和6的重力之和;以6为研究对象,6受到重力、。对6的压力和摩擦力、地面的支持力

作用,共4个力的作用,故BC错误,D正确。

故选Do

6.(2024•浙江台州•二模)如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有/、8两个轻环,系在两环上的等长细绳

下端连接的灯笼处于静止状态。现在灯笼受到垂直纸面的恒定风力作用重新静止,两个轻环始终静止,则

()

A.杆对/环的力不变

B.杆对8环的弹力不变

C./环对杆的摩擦力变大

D.与2环相连的细绳对灯笼的拉力变小

【答案】C

【详解】两个轻环始终静止,说明两根绳子和横杆的夹角不变。

ABD.初始状态,两细绳拉力的合力与灯笼的重力等大,灯笼受到垂直纸面的恒定风力作用重新静止后,重

力与风力的合力等于此时两细绳拉力的合力,即两细绳拉力的合力变大,则两细绳的拉力均变大,杆对/

环的力变大,杆对5环的弹力变大,故ABD错误;

C.杆对/环的摩擦力与细绳对/环的拉力沿杆方向的分力等大,则杆对N环的摩擦力变大,根据牛顿第三

定律,N环对杆的摩擦力变大,故C正确。

故选C。

7.(2024•四川甘孜•一模)物理学发展史上,亚里士多德、牛顿、伽利略、笛卡尔等许许多多的科学家为关

于物体运动的研究做出了巨大贡献。以下选项中符合历史事实的是()

A.亚里士多德认为,力不是维持物运动的原因

B.伽利略"理想实验"内容中"如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度"是可靠的事实

C.笛卡尔指出: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

D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体不受力时的"自

然状态"

【答案】C

【详解】A.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,符合事实,故A错误;

B.两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面,这是一个客观事实;而如果

没有摩擦,小球将上升到释放时的高度,这是在没有摩擦的情况下的一个推论,不符合事实,故B错误;

C.笛卡尔指出: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,符合事实,故C正确;

D.一个运动的物体,它总会逐渐停下来,是因为物体受到了摩擦力,如果不受力,运动的物体会永远运动

下去,故D错误。

故选C。

8.(2024•黑龙江哈尔滨•三模)一物体从t=0开始由静止做直线运动,物体运动的加速度.随时间,变化的

图象如图所示。在。〜4s内,下列说法正确的是()

A.在0〜Is内,物体做匀加速直线运动

B.在2〜3s内,物体所受合力不断减小

C.在第2s末,物体离出发点最远,速率最大

D.在第4s末,物体的速度和加速度都为零,且离出发点最远

【答案】D

【详解】A.由图可得,在O~ls内,物体的加速度大小在增大,所以物体做变加速直线运动,故A错误;

B.由图可得,在2~3s内,物体的加速度大小在增大,根据牛顿第二定律

F合=ma

物体所受合力不断增大,故B错误;

CD.根据

Av=at

可得,图线与/轴围成的面积表示物体的速度变化量,由图可得0~2s内物体加速,当t=2s时,物体的

速度最大,2~4s内与,轴围成的面积为负,表示物体在减速,且0~2s内和2~4s内图线与坐标轴围成的面

积相等,故》=4s时,物体速度减小为零,由图可知,此时加速度也为零,物体距离出发点最远,故C错误,

D正确。

故选D。

9.(2024・陕西安康•模拟预测)如图所示,一轻弹簧的一端固定在倾角为6=30。的光滑斜面底端,另一端连

接一质量为3加的物块A,系统处于静止状态。若将质量为m的物块B通过跨过光滑轻质定滑轮的细绳与A

相连,开始时用手托住物体B,使细绳刚好保持伸直(绳、弹簧与斜面平行),松手后A、B一起运动,A运

动到最高点尸(未画出)后再反向向下运动到最低点。已知重力加速度为g,对于上述整个运动过程,下列

说法正确的是()

BfA

_________________

A.释放B后的瞬间,绳子张力大小为:",gB.释放B后的瞬间,绳子张力大小为!■〃噜

44

41

C.在最高点尸,绳子张力大小为D.在最高点尸,弹簧对A的弹力大小为

【答案】B

【详解】AB.释放瞬间对整体由牛顿第二定律有

mg-3mgsin30°+%=4ma1

F弹=3小gsin30°

对物体B,有

mg-T=ma1

联立解得

T3

T^-mg

故A错误,B正确;

CD.在最高点尸,由对称性可知,加速度大小为

1

%=%=~g

对整体,有

3mgsin30°-mg+%=4机电

对物体B,有

r

T-mg=ma2

解得

=gmg,T'=^mg

故CD错误。

故选Bo

10.(22-23高一下•山东滨州•阶段练习)如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60。

的光滑斜面04,光滑挡板08与水平方向的夹角为挡板。5可绕转轴。在竖直平面内转动。现将重为G

的圆球放在斜面与挡板之间。下列说法错误的是()

B.若挡板08从6=30。位置沿逆时针方向缓慢转动到6=90。过程中,则球对斜面的压力逐渐增大

C.若6=30。,使小车水平向左做变加速运动,则小车对地面的压力增大

D.若9=60。,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力可能为零

【答案】C

【详解】A.若6=60。,球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,如图所示

居为邻边作平行四边形,根据几何关系可知,

FA=FB=G

由牛顿第三定律知,球对斜面的压力大小为G,A正确;

B.若挡板从6=30。位置沿逆时针方向缓慢转动到6=90。过程中,死的方向始终不变,根据图象可知,

工、心都增大,根据牛顿第三定律可知,球对斜面的压力增大,B正确;

C.整体在水平方向有加速度,但是竖直方向没有运动,即竖直方向的合力为零,根据平衡条件可知地面对

小车整体的支持力等于小车整体的重力,根据牛顿第三定律可知,小车整体对地面的压力大小等于小车整

体的重力,C错误;

D.若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,当工和重力G的合力正好提供产生加速度时的

力时,球对挡板的压力为零,D正确。

本题选说法错误项,故选C。

11.(2024•山东•一模)如图甲所示,劲度系数为人的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为加

的小球,从离弹簧上端高〃处自由释放,接触弹簧后继续竖直向下运动。若以小球开始下落的位置为原点,

沿竖直向下建立坐标轴Ox,则小球的速度的二次方v2随坐标x的变化图像如图乙所示,其中。/段为直线,

N5CD是平滑的曲线,段与CM相切于N点,C点与N点关于对称,空气阻力不计,重力加速度为

go关于小球在/、B、C、。各点对应的位置坐标2、XB、%、出及加速度大小*、%、沏的判断正确的

A.x=h,a<gB.x=h------,a§=0

AAB2k

72mg72加g

C.XQ—n-\----------,(IQ—gD.x-h-\—--,a>g

kDkD

【答案】c

【详解】A.图乙所示图像中,04段是直线,小球从。运动到/过程加速度不变,小球做自由落体运动,

小球到达4时,下落高度为〃,小球的加速度仍然是g,所以

xA=h,aA=g

故A错误;

B.由图示所示图像可知,在3点小球速度最大,此时重力和弹力相等,合力为0,加速度为

mg=kx

可知

A-

k

所以8得坐标为

7=mg

Xh-----

BRk

故B错误;

C.由于C点与4点关于对称,所以

,2mg

x=h-------

crk

在C点的弹簧弹力竖直向上,大小为

F=2kx=2mg

小球在C点由牛顿第二定律得

F-mg=mac

解得

ac=g

故C正确;

D.小球到达。点时速度为零,则。点在C点的下方,小球到达。点时形变量

,21ng

x>kT-------

Dnk

加速度

aD>g

故D错误。

故选C。

12.(2024・湖南邵阳•二模)如图所示,水平地面上一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶,油桶质

量分布均匀且均为“,在车厢底一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只油桶C,自由

摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,桶C受到桶A、B的支持,和汽车一起保持静止,下列说法正确的

是()

A.汽车在水平面上保持静止时,C受A对它的支持力为

B.汽车向左加速时,A对C的支持力变小

C.汽车向左加速时,B对C的支持力变小

D.要使C不发生滚动,汽车向左加速的最大加速度为"g

2

【答案】B

【详解】A.对桶C受力分析如图

由几何关系知

6=30°

由对称性知

FA=FB

由平衡条件有

FACOS0+FBCOS0=mg

F_6"2g

A-3

故A错误;

BC.货车向左做匀加速直线运动时,由

"sin6—4sin。=ma

FB>FA

即A对C的支持力变小,B对C的支持力变大,故B正确,C错误;

D.当汽车加速度向左,要使C不发生滚动,即C将要脱离A时,A对C的支持力为零,竖直方向上

FBcos30°=mg

水平方向上

入sin30°=加。

V3

a=~s

故D错误。

故选Bo

13.(2024•山东潍坊•三模)如图甲是风洞示意图,风洞可以人工产生可控制的气流,用以模拟飞行器或物

体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中,质量为50kg的表演者静卧于出风口,打开气流控制开关,表

演者与风力作用的正对面积不变,所受风力大小尸=0.053(采用国际单位制),v为风速。控制v可以改变

表演者的上升高度人其/与〃的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中,下

A.打开开关瞬间,表演者的加速度大小为2m/s2

B.表演者一直处于超重状态

C.表演者上升5m时获得最大速度

D.表演者先做加速度逐渐增大的加速运动,再做加速度逐渐减小的减速运动

【答案】AC

【详解】A.打开开关瞬间,表演者高度为0,则有

v;=1.2xl04m2-s-2

根据牛顿第二定律有

0.05VQ-mg=ma0

解得

2

a0=2m/s

故A正确;

B.根据图像可知,当风力与表演者的重力相等时有

0.05Vj=mg

解得

v;=1.0xl04m2-s-2

由于

v2=1.2x104m2-s~2-400〃

可知,重力与风力大小相等时的高度为

h,=5m

可知,在高度小于5m时,风力大于重力,加速度方向向上,表演者处于超重状态,在高度大于5m时,风

力小于重力,加速度方向向下,表演者处于失重状态,故B错误;

C.结合上述可知,表演者先向上做加速度减小得加速运动,表演者上升5m时,加速度为0,速度达到最

大值,故C正确;

D.结合上述可知,表演者先做加速度逐渐减小的加速运动,再做加速度逐渐增大的减速运动,故D错误。

故选ACo

14.(2024•吉林长春•模拟预测)如图所示,质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内,A

和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.2。A的左边被一根轻弹簧用0.5N的水平拉力向左拉着而保持静止。

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10向J,则让木箱从静止开始做下列哪种运动时,可使弹

簧能拉动物块A相对木箱底面向左移动()

■A/WWWV^A

A.以6m/s2的加速度竖直向上加速

B.

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