1、北京曲一线图书策划有限公司 2024版5年高考3年模拟A版专题三牛顿运动定律专题检测题组1.(2022新疆昌吉州一诊,5)如图甲,一个静止在水平地面上的物体,质量为0.1 kg,受到竖直向上的拉力F作用,F随时间t的变化情况如图乙所示。若g取10 m/s2,则下列说法正确的是()甲乙A.03 s内,物体的速度逐渐增大B.3 s时物体的速度最大C.第5 s末和第9 s末物体的速度相等D.第7 s末物体离地面的高度最大答案C物体重力mg=1 N,01 s内F1 N,物体静止,A错误;由牛顿第二定律可得F-mg=ma,1 s7 s时间段,物体加速度一直向上,物体一直加速,B错误;5 s7 s速度的增
2、加量与7 s9 s速度的减少量相等,故5 s9 s速度的变化量为零,v9=v5,C正确。第7 s末物体的加速度为零,速度最大,即使7 s后加速度向下,物体仍会向上运动一段时间,D错误。2.(2023届宁夏石嘴山平罗中学月考,12)(多选)如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上,质量为1 kg的物体B用细线悬挂在天花板上,B与A刚好接触但不挤压,现将细线剪断,则剪断后瞬间,下列结果正确的是(g取10 m/s2)()A.A加速度的大小为零B.B加速度的大小为2 m/s2C.弹簧的弹力大小为40 ND.A、B间相互作用力的大小为10 N答案BC细线剪断之前,对A分析,弹簧的弹力Fk=m
3、Ag=40 N,弹簧的弹力不会发生突变,故细线剪断后瞬间,弹簧弹力的大小仍为40 N,C正确;细线剪断后瞬间,对A、B整体受力分析可得,aA=aB=mAg+mBg-FkmA+mB=2 m/s2,A错误,B正确;对B分析,mBg-F=mBaB,可得A、B间的相互作用力大小F=8 N,D错误。3.(2023届四川成都七中阶段考,20)(多选)如图所示,质量为m的小球A和质量为2m的物块B用跨过光滑定滑轮的细绳连接,物块B放在倾角为=37的斜面体C上,刚开始都处于静止状态,现用水平外力F将A小球缓慢拉至细绳与竖直方向夹角=60,该过程物块B和斜面体C始终静止不动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(已知si
4、n 37=0.6,cos 37=0.8)。则下列说法正确的是()A.水平外力F逐渐减小B.物块B和斜面体C之间的摩擦力先减小后增大C.斜面体C对地面的压力保持不变D.物块B和斜面体C之间的动摩擦因数一定不小于0.5答案BD对小球A受力分析可得,F=mg tan ,绳子的拉力FT=mgcos,由零增大到60,F由零增大到3mg,FT由mg增大到2mg,A错误。对物块B受力分析可得,FT=2mg sin +f,根据FT的变化,可得初态f沿斜面向上且大小为15mg,然后逐渐减小到零,再反向增大到45mg;由于物块B始终静止,所以45mg2mg cos 37,可得0.5,B、D正确。对物块B和斜面体C
5、整体进行受力分析可得,FT sin +FN=(2m+mC)g,因为FT逐渐增大,所以地面对斜面体C的支持力FN逐渐减小,由牛顿第三定律知,斜面体C对地面的压力逐渐减小,C错误。4.(2023届陕西安康中学一检,10)如图所示,质量m=2 kg的小球用细绳拴在倾角=37的光滑斜面上,此时,细绳平行于斜面。g取10 m/s2。下列说法正确的是()A.当斜面以5 m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉力为20 NB.当斜面以5 m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉力为30 NC.当斜面以20 m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉力为40 ND.当斜面以20 m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉
6、力为60 N答案A当小球恰好离开斜面时,设斜面的加速度为a,对小球受力分析可得mgtan=ma,代入数据得a=43g=403 m/s2。当斜面的加速度a1=5 m/s2时,a1a,小球已离开斜面,设此时绳子的拉力为F2,F2与水平方向的夹角为,对小球受力分析可得F2 sin =mg,F2 cos =ma2,联立解得F2=205 N,C、D错误。5.(2023届四川成都七中万达入学考,12)(多选)如图甲所示,在水平地面上有一长木板B,其上叠放木块A,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用一水平力F作用于B,A、B的加速度与F的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法中正确的是()甲
7、乙A.A的质量为0.5 kgB.B的质量为1.25 kgC.B与地面间的动摩擦因数为0.2D.A、B间的动摩擦因数为0.2答案AC设A、B间的动摩擦因数为1,B与地面间的动摩擦因数为2,由图可知,当3 NF9 N时,A、B相对静止,对A、B整体受力分析可得F-2(mA+mB)g=(mA+mB)a,所以a=FmA+mB-2g,当F=3 N时,3NmA+mB-2g=0;当F=9 N时,9NmA+mB-2g=4 m/s2。当F9 N时,A、B相对滑动,对A受力分析可得1mAg=mAa1,此时a1=4 m/s2,解得1=0.4;对B受力分析可得F-2(mA+mB)g-1mAg=mBa2,所以a2=Fm
8、B-2(mA+mB)gmB-1mAgmB,由图像得此时a-F图像斜率k=1mB=1,解得mB=1 kg;将mB=1 kg代入可得mA=0.5 kg,2=0.2,A、C正确,B、D错误。6.(2022陕西宝鸡模拟,16)汽车运输规格相同的两块楼板时,为了保证安全,底层楼板固定在车厢上,上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上,汽车先以a1=2 m/s2的加速度启动,然后以v=10 m/s的速度匀速运动,最后以a2=10 m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200 kg,楼板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程楼板不会掉落,也不会撞上驾驶室,g=10 m/s2,则
9、()A.启动时楼板之间的摩擦力大小为1 600 NB.刹车时楼板之间的摩擦力大小为400 NC.启动时楼板间因摩擦产生的热量为2 000 JD.刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2 000 J答案D上层楼板所受最大静摩擦力fm=mg=1 600 N,汽车启动时上层楼板做匀加速运动,对上层楼板由牛顿运动定律可得:f1=ma1=400 Nfm,故汽车启动时楼板间无相对运动,不会因摩擦产热,A、C错误;刹车时,静摩擦力可提供的最大加速度a=g=8 m/s2,所以上层楼板相对底层楼板向前滑动,摩擦力f2=mg=1 600 N,B错误;刹车时上层楼板相对底层楼板的位移x=v22a-v22a2=1.25 m,
10、楼板间因摩擦产生的热量Q=f2x=2 000 J,D正确。7.(2022南通四模,10)滑索是一项体育游乐项目。游客从起点利用自然落差加速向下滑行,越过钢索的最低点减速滑至终点。不考虑空气对人的作用力,选项中能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是()ABCD答案C对A、B、C、D图中游客、滑轮分别受力分析,如图1、图2、图3、图4所示。图1图2图3图4游客加速下滑时,游客及滑轮所受的合力均应沿钢索向下,若滑轮与钢索之间光滑,设钢索倾角为,则整体下滑的加速度应为g sin ,且此时游客手中的绳子与钢索的方向应该垂直;若游客匀速下滑,则绳应该沿竖直方向,而实际情况是介于两者之间,则绳的方向应该在垂直
11、钢索的方向与竖直方向之间,故A、B错误;游客减速上滑时,游客及滑轮所受的合力均应沿钢索向下,且减速上滑时的加速度大于加速下滑时的加速度,可知C正确,D错误。8.(2023届扬州高邮一中阶段检测,9)如图所示,在水平桌面上推物体压缩一个原长为L0的轻弹簧。桌面与物体之间有摩擦,放手后物体被弹簧弹开,则()A.物体与弹簧分离时加速度等于零,以后开始做匀减速运动B.弹簧恢复到原长L0时物体的速度最大C.弹簧恢复到原长L0以前一直做加速度越来越小的变加速运动D.弹簧恢复到原长L0以前的某一时刻物体已经达到最大速度答案D刚释放时,弹力大于摩擦力,由牛顿第二定律可得kx-mg=ma,随着压缩量x的减小,加
12、速度减小,物体做加速度减小的加速运动,当速度达到最大时加速度为零,满足kx=mg。此时弹簧仍处于压缩状态,之后弹力小于摩擦力,由牛顿第二定律可得mg-kx=ma,随着压缩量x的减小,加速度增大,物体做加速度增大的减速运动,B、C错误,D正确;当弹簧恢复原长时,物体与弹簧分离,分离时加速度不为零,之后物体只受摩擦力的作用,做匀减速直线运动,A错误。9.(2022常州高中期中,6)如图甲所示,可视为质点的质量m1=1 kg的小物块放在质量m2=2 kg的木板正中央位置,木板静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37。现对木板施加水平向左的拉力F=18 N,木板运动的vt图像如
13、图乙所示,sin 37=0.6,g取10 m/s2,则下列说法中不正确的是()甲乙A.木板的长度为2 mB.木板的长度为1 mC.木板与地面间的动摩擦因数为0.5D.物块与木板间的动摩擦因数为819答案B从题图乙可知,木板运动2 s,小物块从木板上滑落,在02 s内,由图像可知x=212 m=1 m,所以木板的长度L=2x=2 m,故A正确,B不正确;设木板与地面间的动摩擦因数为2,物块与木板间的动摩擦因数为1,在23 s内,由图像可得长木板的加速度a2=vt=4 m/s2,由牛顿第二定律得F-2m2g=m2a2,解得2=0.5,故C正确;在02 s内,对小物块进行受力分析,设细绳上拉力为T,
14、竖直方向有FN+T sin 37=m1g,水平方向有T cos 37=f1,又有f1=1FN,长木板的加速度a1=vt=0.5 m/s2,对木板进行受力分析,结合牛顿第二定律得F-f1-2(m2g+FN)=m2a1,由牛顿第三定律得f1=f1,FN=FN,联立解得1=819,故D正确。10.(2023届连云港灌南高级中学检测,4)在水平面上放着两个质量分别为m=2 kg和M=3 kg的小铁块A和B,它们之间用一原长为10 cm、劲度系数为100 N/m的轻弹簧相连,铁块与水平面之间的动摩擦因数均为0.2。铁块B受到一大小为20 N的恒定水平外力F,两个铁块一起向右做匀加速直线运动,如图所示。这
15、时两铁块之间弹簧的长度应为(重力加速度g取10 m/s2)()A.12 cmB.13 cmC.15 cmD.18 cm答案D把A、B看成一个整体,由牛顿第二定律可得F-(M+m)g=(M+m)a,代入数据解得a=2 m/s2,以A为研究对象,由牛顿第二定律可得F弹-mg=ma,解得F弹=8 N,由F弹=kx可得,x=0.08 m=8 cm,l=l0+x=18 cm,D选项正确。11.(2022岳阳市三模,2)生活中常见的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架,支架能够吸附手机,小明有一次搭乘高
16、铁时将手机放在该支架上看电影,若手机受到的重力为G,手机所在平面与水平面间的夹角为,则下列说法正确的是()A.当高铁未启动时,支架对手机的作用力大小等于GcosB.当高铁未启动时,支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C.高铁匀速行驶时,手机可能受到5个力作用D.高铁减速行驶时,手机可能受到3个力作用答案D高铁未启动时,手机处于静止状态,受重力和支架对手机的作用力,根据平衡条件可知,支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反,A错误;高铁未启动时,以手机和支架整体为研究对象,受重力和桌面的支持力二力平衡,不受桌面的摩擦力,B错误;高铁匀速行驶时,手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和
17、摩擦力,共4个力作用,C错误;高铁减速行驶时,手机具有与高铁前进方向相反的加速度,可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用,D正确。12.(2022湖南师大附中月考六,12)“神舟”系列飞船返回舱返回地面的过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则下列说法错误的是()A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C.返回舱在喷气过程中所受合外力一定做负功D.返回舱在喷气过程中处于超重状态答案B火箭开始喷气瞬间,对返回舱产生向上的反冲力,因此伞绳对
18、返回舱的拉力F突然变小,A正确;返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭向下喷气而获得向上的反冲力,与之相比空气阻力较小,B错误;返回舱向下运动,在喷气过程中所受合外力方向向上,合外力必做负功,C正确;在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,加速度方向向上,返回舱处于超重状态,D正确。故选B。13.(2022湖南师大附中二模,3)如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球,同时水平细线一端连着A球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是60,A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动,A、B两小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水
19、平细线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为()A.aA=aB=gB.aA=23g,aB=0C.aA=3g,aB=0D.aA=2g,aB=g答案B水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图所示静止时FT=F sin 60,F cos 60=mAg+F1,F1=mBg,又mA=mB,F1=F1,解得FT=23mAg。水平细线被剪断瞬间,FT消失,其他各力不变,A所受合力与FT等大反向,B所受合力仍为0,则aA=FTmA=23g,aB=0。故选B。14.(2023届长郡中学月考二,8)(多选)如图所示,五个完全一样的物块整齐叠放在水平地面上,各接触面水平且动摩擦因数都一样,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
20、最下面的物块左端与地面P点重合。现在给中间的物块施加一个水平向右的恒力F,F作用一段时间后,五个物块的位置情况可能为()ABCD答案AD如图,设物块质量为m,动摩擦因数为。物块3给物块4的最大的水平力为3mg,而物块4、5接触面之间的最大静摩擦力为4mg,所以物块4不会动,同理物块5也不会动,B错误,若3mg6mg,则物块2、3发生相对运动后,物块3给物块1、2的水平力恒为2mg,物块1、2不会发生相对运动,C错误,D正确。故选A、D。15.(2023届雅礼中学月考一,10)(多选)如图所示,与水平面成=30角的传送带以v=5 m/s的速度匀速运行,A、B两端相距l=25 m。现每隔1 s把质
21、量m=1 kg的工件(视为质点)轻放在传送带上,在传送带的带动下,工件向上运动,且工件到达B端时恰好在A端放上一个工件,工件与传送带间的动摩擦因数=32,g取10 m/s2,下列说法正确的是()A.工件在传送带上时,先受到向上的摩擦力,后不受摩擦力B.两个工件间的最小距离为1.25 mC.传送带上始终有5个工件D.满载时与空载时相比,电机对传送带的牵引力增大了35 N答案BD工件刚放到传送带上时,工件相对传送带向下运动,受到向上的滑动摩擦力,由mg sin a甲联立求得F1.5 N即水平恒力应大于1.5 N。22.(2023届长郡中学月考二,14)小韩同学在自建住房施工工地观察到如图甲所示的简
22、易升降机,升降机由固定架、运动箱、两段足够坚韧的轻绳a和b、轻质滑轮和配重等构成。工作过程中通过调整轻绳b的松弛与张紧,可以使运动箱呈现4种不同的运动状态,向下加速、向下减速、向上加速和向上减速。轻绳a左端固定在固定架的顶端,绕过轻质滑轮,右端与装有不同质量沙子的塑料袋所构成的配重连接,配重1和配重2之间通过轻绳b连接。为了研究运动箱的运动,在运动箱内放置重物、电子压力计、固定的手机等,内部结构如图乙所示。手机拍摄电子压力计的示数变化情况,同时可利用相关软件将拍摄到的示数同步投影到屏幕上。已知配重1和配重2的质量分别为m1和m2,不计轻绳与滑轮之间的摩擦力,重力加速度为g。(1)运动箱从图甲所
23、示位置由静止释放,若先后经历向下加速和向下减速两个过程,求运动箱及箱内物体的总质量m的取值范围(用m1、m2表示);(2)若运动箱及箱内物体的总质量m=2.4 kg,其中箱内重物的质量为12m,将运动箱放至底板由静止释放,运动箱向上运动过程中手机拍摄的电子压力计的示数先后为23mg和14mg;求超重过程中运动箱与配重1加速度大小的比,以及配重1的质量m1。甲乙答案(1)2m1m2m1g轻绳b绷直后,运动箱加速度向上,mg2(m1+m2)g得2m1ma2,则长木板先停止运动从撤去力F到长木板停止运动,长木板的位移为s1=v022a1物块停止运动时的位移为s2=v022a2由于s1+L0=s2解得L0=0.8 m第21页 共21页
