2019届高三物理高考专题复习卷：直线运动和牛顿运动定律

直线运动和牛顿运动定律
一、选择题
1．如图所示，足够长的、倾角为30°的光滑斜面上，挡板C 与斜面垂直．质量均为m 的A 、B 两相同物块与劲度系数为k 的轻弹簧两端相连，在C 的作用下处于静止状态．现给A 施加沿斜面向上的恒力F ，使A 、B 两物块先后开始运动．已知弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是( )
A ．恒力F 的值一定大于mg
B ．物块B 开始运动时，物块A 的加速度为F －mg
m
C ．物块B 开始运动时，A 发生位移的值为mg
2k
D ．当物块B 的速度第一次最大时，弹簧的形变量为mg
k
上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。

落到一定位置时，制动系统启动，座舱做减速运动，到地面时刚好停下。

在上述过程中，关于座舱中的人所处的状态，下列判断正确的是( )
A ．座舱在自由下落的过程中人处于超重状态
B ．座舱在减速运动的过程中人处于超重状态
C ．座舱在整个运动过程中人都处于失重状态
D ．座舱在整个运动过程中人都处于超重状态 3．如图所示，两个质量分别为m 1、m 2的物块A 和B 通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A ，另一端固定在墙上，A 、B 与传送带间动摩擦因数均为μ。

传送带顺时针方向转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A 、B 的加速度大小分别为a A 和a B ，(弹簧在弹性限度内，重力加速度为g )则( C )
A ．a A ＝μ(1＋m 2
m 1
)g ，a B ＝μg
B ．a A ＝μg ，a B ＝0
C ．a A ＝μ(1＋m 2m 1
)g ，a B ＝0
D ．a A ＝μg ，a B ＝μg
4．如图所示，在光滑水平面上放有一质量M ＝30kg 的斜劈，在其斜面上放一质量m ＝2kg 的物
块，现用一水平向右的力F 拉斜劈，使其由静止开始运动，物块恰好能与斜劈保持相对静止。

已知
斜劈倾角θ＝37°，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin37°＝，cos37°＝，重力加速度g ＝10m/s 2。

则拉力F 大小为( )
A ．1N
B ．10N
C ．31N
D ．310N
5．如图所示，在水平地面上有一长木板B ，其上叠放木块A .假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等．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/s 2
，则下列说法中正确的是( )
A ．A 的质量为 kg
B ．B 的质量为 kg
C ．B 与地面间的动摩擦因数为
D ．A 、B 间的动摩擦因数为
6．如图所示，为三个运动物体的v －t 图象，其中A 、B 两物体是从不同地点出发，A 、C 是从同一地点出发，则以下说法正确的是( )
A ．A 、C 两物体的运动方向相反
B ．t ＝4 s 时，A 、B 两物体相遇
C ．t ＝4 s 时，A 、C 两物体相遇
D ．t ＝2 s 时，A 、B 两物体相距最远
7．AB 两物体同时同地从静止开始运动，其运动的速度随时间的v －t 图如图所示，关于它们运动的描述正确的是( )
A ．物体
B 在直线上做往返运动 B ．物体A 做加速度增大的曲线运动
C ．AB 两物体在0～1s 运动过程中距离越来越近
D ．B 物体在第1s 内、第2s 内、第3s 内的平均速度大小之比为1∶
3∶2
8．如图所示，质量分别为M 和m 的A 、B 两物体叠放在一起置于光滑水平面上．两物体之间用轻弹簧相连，B 上表面水平且光滑，用水平拉力F 向右拉A ，两物体一起向右加速运动时，A 、B 间
弹簧的长度为L 1；用水平拉力F 向右拉B ，两物体一起向右加速运动时，A 、B 间弹簧的长度为L 2，
则弹簧的原长为( )
9．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P ，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F 作用在P 上，使其向上做匀加速直线运动，以x 表示P 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F 和x 之间关系的图象可能正确的是( )
12向右的拉力F ，木块在长木板上滑行，而长木板保持静止状态．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦
力相等，则( )
A ．μ1>μ2
B ．μ1<μ2
C ．若改变F 的大小，当F >μ2(m 1＋m 2)g 时，长木板将开始运动
D ．若将F 作用于长木板，当F >(μ1＋μ2)(m 1＋m 2)g 时，长木板与木块将开始相对滑动 11．如图，长木板C 置于光滑水平地面上，A 、B 两物块放在木板上．已知A 、B 、C 的质量m A
＝m C ＝m ，m B ＝2m ，A 、B 两物块与木板间的动摩擦因数都为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用水平向左的力F 作用在A 物块上，当F 由0逐渐增大时，下列说法错误的是( )
A ．当F ＝μmg 时，A 与C 开始相对滑动
B ．当F ＝2μmg 时，B 所受摩擦力大小为4μmg
3
C ．一直增大F ，B 的最大加速度为μg
D ．无论F 多大，B 和C 总保持相对静止
向左运动的速度大小为v 时，加一方向水平向右、大小为2ma 的恒定拉力。

若滑块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，空气阻力不计，则( BC )
A ．滑块受到的摩擦力大小可能为2ma
B ．该拉力作用一段时间后，滑块的加速度大小可能为a
C ．从刚受到恒定拉力起经过时间4v
3a
，滑块的速度大小又变为v
D ．从受到恒定拉力起经过时间4v
3a
，滑块的位置与其刚受到恒定拉力时的位置相同
13．质量为M 的足够长的木板B 放在光滑水平地面上，一个质量为m 的滑块A (可视为质点)放在木板上，设木块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如图甲所示。

木板B 受到随时间t 变化的水平拉力F 作用时，用传感器测出木板B 的加速度a ，得到如图乙所示的a －F 图象，取g ＝10m/s 2
，
则( AC )
A ．滑块A 的质量m ＝
B ．木板B 的质量M ＝
C ．当F ＝5N 时，木板B 的加速度a ＝4m/s 2
D ．滑块A 与木板B 间的动摩擦因数为μ＝
14．如图所示，质量为m ＝1 kg 的物块A 停放在光滑的水平桌面上．现对物块施加一个水平向右的外力F ，使它在水平面上做直线运动．已知外力F 随时间t (单位为s)的变化关系为F ＝(6－2t )N ，则( )
A ．在t ＝3 s 时，物块的速度为零
B ．物块向右运动的最大速度为9 m/s
C ．在0～6 s 内，物块的平均速度等于 m/s
D ．物块向右运动的最大位移大于27 m 二、非选择题
11．[2018·云南师范大学附中模拟]为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验．实验中，当木块A 位于水平桌面上的O 点时，重物B 刚好接触地面，不考虑
B 反弹对系统的影响．将A 拉到P 点，待B 稳定后，A 由静止释放，最终滑到Q 点．分别测量PO 、OQ 的长度h 和s .
(1)实验开始时，发现A 释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________(填“增大”或“减小”)重物B 的质量．
(2)滑块A 在PO 段和OQ 段运动的加速度的比值为________．
(3)实验测得A 、B 的质量分别为m 、M ，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为________(用m 、M 、h 、s 表示)．
(4)以下能减小实验误差的是________(填序号)． A ．改变h ，测量多组h 和s 的值，算出结果求平均值 B ．增加细线的长度 C ．减小细线与滑轮的摩擦
16．如图所示，劲度系数为k 的轻质弹簧套在固定于地面的竖直杆上。

弹簧上端与轻薄片P 相连，P 与杆之间涂有一层能调节阻力的智能材料。

在P 上方H 处将另一质量为m 的光滑圆环Q 由静止释放，Q 接触P 后一起做匀减速运动，下移距离为mg
k
时速度减为0。

忽略空气阻力，重力加速度为g 。

求：
(1)Q 做减速运动时加速度的大小； (2)Q 从开始运动到速度减为零所用的时间；
(3)Q 下移距离d (d <mg
k
)时，智能材料对P 阻力的大小。

17．如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩 m 后锁定，t ＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab 段为曲线，bc 段为直线，倾斜直线Od 是t ＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m ＝ kg ，取g ＝10 m/s 2
.求：
(1)滑块与地面间的动摩擦因数； (2)弹簧的劲度系数．
18．图a 为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。

图b 为感应门的俯视图，A 为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d ，最大移动速度为v 0，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d ，不计门及门框的厚度。

(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；
(2)若人以v 0的速度沿图中虚线S 走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动d
2的距离，
那么设定的传感器水平感应距离l 应为多少
(3)若以(2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为7d
4的物体(厚度不计)，并使物体中间沿虚线s
垂直地匀速通过该门(如图c )，物体的移动速度不能超过多少
答案
BBCBC CDAAD ABC BC AC BD
15 ．(1)减小 (2)s h (3)Mh
m ?h ＋s ?＋Ms
(4)AC
v 2＝2gH ，得：v ＝2gH
接触P 后令其加速度大小为a ，则有：2a mg k
＝v 2
得：a ＝
kH m
(2)Q 自由下落所用的时间：t 1＝v g
＝
2H g
，
Q 做减速运动时所用的时间：t 2＝v a ＝
m
k 2g H
Q 运动的总时间：t ＝t 1＋t 2＝
2H g ＋
m k
2g H
(3)令新型智能材料对P 的阻力为F
kd ＋F －mg ＝ma
解得：F ＝mg ＋k (H －d )
17：(1)从题图乙可知，滑块脱离弹簧后的加速度大小
a 1＝
Δv 1Δt 1
＝错误! m/s 2＝5 m/s 2
， 由牛顿第二定律得：μmg ＝ma 1. 代入数据解得：μ＝. (2)刚释放时滑块的加速度为：
a 2＝
Δv 2Δt 2
＝错误! m/s 2＝30 m/s 2
， 由牛顿第二定律得：kx －μmg ＝ma 2. 代入数据解得：k ＝175 N/m. 答案：(1) (2)175 N/m
18 (1)依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示：
设门全部开启所用的时间为t 0，由图可得d ＝1
2v 0t 0
由速度时间关系得：v 0＝a (1
2
t 0)
联立解得：a ＝v 20
d
(2)要使单扇门打开d 2，需要的时间为t ＝1
2
t 0
人只要在t 时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为l ＝v 0t 联立解得：l ＝d
(3)依题意宽为74d 的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动7
8d 的距离，每扇门的运动各经历
两个阶段：开始以加速度a 运动s 1＝d 2的距离，速度达到v 0，所用时间为t 1＝t 0
2，而后又做匀减速
运动，设减速时间为t 2，门又动了s 2＝78d －12d ＝3
8
d 的距离
由匀变速运动公式，得：s 2＝v 0t 2－12
at 2
2
解得：t 2＝d 2v 0和t 2＝3d
2v 0
(不合题意舍去)
要使每扇门打开78d 所用的时间为t 1＋t 2＝3d
2v 0
故物体移动的速度不能超过v ＝d
t 1＋t 2＝2
3
v 0。