2021届山东省新高考高三一轮限时训练—— 运动、力、牛顿运动专题 (5)

山东省新高考2021年高三一轮限时训练——运动、力、牛顿运动专题
一、选择题，在每小题给出的四个选项中，选出符合要求的
1.已知物体做直线运动，下列说法正确的是()
A．加速度增大，速度一定增大
B．物体有加速度，速度一定增加
C．速度变化越快，加速度越大
D．物体速度为零，加速度一定为零
2.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯
由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为()
A．πR B．2R
C．2πR D．R 4＋π2
3.一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间t变化的关系为x＝(5＋2t3) m，它的速度v随时间t变化的关系为v＝6t2(m/s)，该质点在t＝2 s时的速度和t＝2 s到t＝3 s时间内的平均速度的大小分别为()
A．12 m/s39 m/s B．24 m/s38 m/s
C．12 m/s19.5 m/s D．24 m /s13 m/s
4.如图所示，物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动，经
过2 s速度大小变为3 m/s，则物体的加速度()
A．大小为1 m/s2，方向沿斜面向上
B．大小为1 m/s2，方向沿斜面向下
C．大小为4 m/s 2，方向沿斜面向下
D ．大小为4 m/s2，方向沿斜面向上
5.如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。

质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦
因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的
方向为正方向，g＝10 m/s2)()
6.(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速
转动。

在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩
擦因数μ<tan θ，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是()
7.(多选)如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变。

物体被无初速
度地放在皮带的底端A上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力() A．在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力
B．在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力
C．在BC段不受静摩擦力
D．在BC段受沿皮带向上的静摩擦力
8.(多选)光滑斜面上，当系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，A、B质
量相等。

在突然撤去挡板的瞬间，下列说法正确的是()
A．两图中两球加速度均为g sin θ
B．两图中A球的加速度均为零
C．图甲中B球的加速度为2g sin θ
D．图乙中B球的加速度为g sin θ
9.(多选)搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空，下面
1
关于卫星与火箭升空的情形叙述正确的是()
A．火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力
B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力
D．卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
10.如图所示，某学校教室里的磁性黑板上粘挂一些小磁铁(如图中“笑脸”)，“笑脸”被吸在黑板上可以用于“贴”挂图等辅助教学。

下列关于“笑脸”的说法中正确的是()
A．“笑脸”受到黑板的磁吸引力大于黑板对其的弹力才能被吸在黑板上
B．“笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力
C．“笑脸”受到三个力的作用
D．“笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
二、非选择题
11.汽车A以v A＝4 m/s的速度向右做匀速直线运动，发现前方相距x0＝7 m处、以v B＝10 m/s 的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车直到静止后保持不动，其刹车的加速度大小a＝2 m/s2。

从此刻开始计时。

求：
(1)A追上B前，A、B间的最远距离是多少？
(2)经过多长时间A恰好追上B?
12.足够长光滑固定斜面BC倾角α＝53°，小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接(未画出)，一质量m＝2 kg的小物块静止于A点。

现在AB段对小物块施加与水平方向成α＝53°的恒力F作用，如图甲所示。

小物块在AB段运动的速度—时间图像如
图乙所示，到达B点迅速撤去恒力F(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2)。

求：
(1)小物块所受到的恒力F的大小；
(2)小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间；
(3)小物块最终离A点的距离。

1.解析：选C加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，与速度的大小无关，加速度增大，
表示速度变化得更快了，如果加速度与速度方向相反，则速度减小，如果速度与加速度方向相同，则速度增加，A错误；做直线运动的物体有加速度时，速度一定变化，有可能增加，也有可能减小，B错误；速度变化越快，加速度越大，C正确；速度为零，加速度不一定为零，如竖直上抛运动，物体运动到最高点时，速度为零，但是加速度不为零，D错误。

2.解析：选D当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周
长，气门芯的初位置与末位置如图所示，由几何知识得，气门芯的位移大小x＝(2R)2＋(πR)2＝R4＋π2，故D正确。

3.解析：选B由v＝6t2(m/s)得，当t＝2 s时，v＝24 m/s；根据质点离开O点的距离随时间
变化的关系为x＝(5＋2t3)m得：当t＝2 s时，x2＝21 m，t＝3 s时，x3＝59 m；则质点在t＝2 s到t ＝3 s时间内的位移Δx＝x3－x2＝38 m，平均速度v＝
Δx
Δt＝
38
1m/s＝38 m/s，故选B。

4.解析：选BC取初速度方向为正方向，则v0＝5 m/s。

若2 s后的速度方向沿斜面向上，v＝
3 m/s，则a＝Δv
Δt＝
v－v0
Δt＝
3－5
2m/s
2＝－1 m/s2，即加速度大小为1 m/s2，方向沿斜面向下；若2 s 后的速度方向沿斜面向下，v＝－3 m/s，则a＝
Δv
Δt＝
v－v0
Δt＝
－3－5
2m/s
2＝－4 m/s2，即加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下。

故选项A、D错误，B、C正确。

5.[解析]滑块上升过程中受滑动摩擦力，由F f＝μF N和F N＝mg cos θ联立，得F f＝
6.4 N，方
2
向沿斜面向下。

当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mg sin θ＜μmg cos θ，滑块将静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得F f＝mg sin θ，代入可得F f＝6 N，方向沿斜面向上，故选项B正确。

[答案] B
6.[解析]当小木块速度小于传送带速度时，小木块相对于传送带向上滑动，小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度a＝g sin θ＋μg cos θ；当小木块速度达到传送带速度时，由于μ<tan θ，即μmg cos θ<mg sin θ，所以速度能够继续增加，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为向上，a＝g sin θ－μg cos θ，加速度变小，则v-t图像的斜率变小，所以B、D正确。

[答案]BD
7.解析：选AD在AB段，物体相对皮带向下滑动，受到沿皮带向上的滑动摩擦力，A项正确；在BC段，物体相对皮带有向下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，D项正确。

8.解析：选CD撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小都为2mg sin θ。

因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间：图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B 球所受合力为2mg sin θ，加速度为2g sin θ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B两球所受合力均为mg sin θ，加速度均为g sin θ，故C、D正确，A、B错误。

9.解析：选AD火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体。

火箭向下喷气时，喷出的气体对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力。

此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，选项B、C错误，A正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星吸引地球，这就是一对作用力与反作用力，故选项D正确。

10.解析：选B“笑脸”受到黑板的吸引力等于受到的弹力，它们是一对平衡力，故A错误；“笑脸”受到黑板的作用力有：黑板的吸引力、弹力和摩擦力，有几个作用力，就有几对作用力和反作用力，所以“笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力，故B正确；“笑脸”受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共4个力，故C错误；“笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对作用力与反作用力，故D错误。

11.[解析](1)当A、B两汽车速度相等时，两车间的距离最远，即v＝v B－at＝v A，解得t＝3 s
此时汽车A的位移x A＝v A t＝12 m
汽车B的位移x B＝v B t－1
2at
2＝21 m
故最远距离Δx max＝x B＋x0－x A＝16 m。

(2)汽车B从开始减速直到静止经历的时间t1＝
v B
a＝5 s
运动的位移x B′＝
v B2
2a＝25 m
汽车A在t1时间内运动的位移x A′＝v A t1＝20 m
此时相距Δx＝x B′＋x0－x A′＝12 m
汽车A需再运动的时间t2＝
Δx
v A＝3 s
故A追上B所用时间t总＝t1＋t2＝8 s。

[答案](1)16 m(2)8 s
12.解析：(1)由题图乙可知，小物块在AB段的加速度
a1＝
Δv
Δt＝
2.0－0
4.0－0
m/s2＝0.5 m/s2，
根据牛顿第二定律，有F cos α－μ(mg－F sin α)＝ma1，
得F＝
ma1＋μmg
cos α＋μsin α
＝11 N。

(2)在BC段，对小物块有mg sin α＝ma2，解得a2＝g sin α＝8 m/s2，小物块从B到最高点所用
时间与从最高点到B所用时间相等，所以小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间为t＝
2v B
a2＝0.5 s。

(3)小物块从B向A运动过程中，有
μmg＝ma3，a3＝μg＝5 m/s2，
由B至停下小物块的位移x＝
v B2
2a3＝0.4 m，x AB＝
0＋v B
2t0＝4.0 m，Δx A＝x AB－x＝3.6 m。

答案：(1)11 N(2)0.5 s(3)3.6 m
3。