全国高考物理一轮专题集训《牛顿运动定律》测试

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2020届全国高考物理一轮专题集训《牛顿运动定律》测试
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分
第Ⅰ卷
一、单选题(共15小题，每小题4.0分,共60分)
1.将一弹性塑料球从距地面高度为h1处由静止释放，小球与地面碰撞后弹回到高度为h2处．设这一过程中空气阻力的大小恒定，不考虑小球与地面碰撞的时间及损失的动能，以向下为正方向，下列图象大致能反映该过程的是()
2.质量为m的物体静止在光滑的水平面上，受到水平恒力F的作用，在时间t内移动距离x，下列说法中正确的是()
A．力F在时间t内可以使质量m的物体移动的距离为x
B．力F在时间t内可以使质量m的物体移动的距离为x
C．力F在时间3t内可以使质量3m的物体移动的距离为x
D．F的力在时间t内可以使质量m的物体移动距离为x
3.质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上，已知t＝0时质点的速度为零，在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中()
A．t1时刻质点速度最大
B．t2时刻质点速度最大
C．t3时刻质点离出发点最远
D．t4时刻质点回到出发点
4.如图所示，甲、乙两木块用细绳连在一起，中间有一被压缩竖直放置的轻弹簧，乙放在水平地面上，甲、乙两木块质量分别为m1和m2，系统处于静止状态，此时绳的张力为F.在将细绳烧断的瞬间，乙对地面压力为()
A． (m1＋m2)g
B． (m1＋m2)g＋F
C．m2g＋F
D．m1g＋F
5.如图所示，物体在水平力F作用下压在竖直墙上静止不动，则()
A．物体所受摩擦力的反作用力是重力
B．力F就是物体对墙的压力
C．力F的反作用力是墙壁对物体的支持力
D．墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力
6.跳高运动员从地面起跳的瞬间和跳起后，下列说法正确的是()
A．跳高运动员从地面起跳的瞬间，地面先给运动员一个大于运动员受到的重力的支持力，运动员
再给地面一个压力
B．跳高运动员从地面起跳的瞬间，地面给运动员的支持力和运动员对地面的压力是同时产生的
C．跳高运动员从地面起跳起后，地面给运动员的支持力等于运动员的重力
D．跳高运动员从地面起跳起后，运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力
7.一个原来静止的物体，质量是7 kg，在14 N的恒力作用下，则5 s末的速度及5 s内通过的路程为()
A． 8 m/s25 m
B． 2 m/s25 m
C． 10 m/s25 m
D． 10 m/s12.5 m
8.如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A推B时()
A．A与B之间有相互作用力
B．A对B的作用在先，B对A的作用在后
C．B对A的作用力小于A对B的作用力
D．A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力
9.在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作，传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是 ()
A．
B．
C．
D．
10.如图，将手电筒竖直向上放置，接通电源开关，旋松后盖使小灯泡恰能点亮．手持电筒并保持它在竖直方向运动，要使得小灯泡熄灭，可以( )
A．缓慢向上匀速运动
B．缓慢向下匀速运动
C．突然向上加速运动
D．突然向下加速运动
11.放在光滑水平面上的物块1、2用轻质弹簧秤相连，如图所示，今对物块1、2分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1大于F2，则弹簧秤的示数()
A．一定大于F2小于F1
B．一定等于F1－F2
C．一定等于F1＋F2
D．一定等于
12.如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是()
A．悬浮在空中不动
B．运动速度逐渐减小
C．做竖直向下的匀速直线运动
D．以上三种情况都有可能
13.下列物理量及对应的国际单位制单位符号，正确的是()
A．力，kg
B．功率，J
C．电场强度，C/N
D．电压，V
14.物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上总结出来的规律．但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的，而是经过了理想化或合理外推．下列选项中属于这种情况的是 ()
A．牛顿第一定律
B．牛顿第二定律
C．玻意耳定律
D．法拉第电磁感应定律
15.如图，电梯与水平地面成θ角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯以恒定加速度a启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为F N和F f.若电梯启动加速度减小为，则下面结论正确的是()
A．水平梯板对人的支持力变为
B．水平梯板对人的摩擦力变为
C．电梯加速启动过程中，人处于失重状态
D．水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为
二、计算题(共4小题，每小题10.0分,共40分)
16.如图所示为上、下两端相距L＝5 m，倾角α＝30°，始终以v＝3 m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧)．将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下，经过t＝2 s到达下端，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)传送带与物体间的动摩擦因数；
(2)如果将传送带逆时针转动，速率至少多大时，物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端．
17.如图甲所示，固定光滑细杆与水平地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向向上的推力F作用下向上运动.0～2 s内推力的大小为5.0 N,2～4 s内推力的大小变为5.5 N，小环运动的速度随时间变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)小环在加速运动时的加速度a的大小；
(2)小环的质量m；
(3)细杆与水平地面之间的夹角α.
18.甲、乙两小孩在平直跑道上做游戏，将质量为m＝10 kg的处于静止状态的物体，从同一起跑线开始分别沿直线推动．
(1)第一次只有甲用水平推力F1＝50 N持续作用在物体上，经过t1＝3 s，物体被推到距离起跑线x ＝18 m的位置P点，求物体所受的阻力是多大？
(2)第二次只有乙用水平推力F2＝30 N持续作用在物体上，在t2＝5 s末撤去推力F2，求物体停止运动时距离起跑线多远？
19.利用图甲装置可以做许多力学实验．
(1)利用此装置探究“加速度与力、质量的关系”和“合外力做的功等于物体动能变化”实验中为了让小车所受合外力等于细绳的拉力需要进行的步骤是________．
(2)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，小车上放不同质量的砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究小车与木板之间的动摩擦因数(实验中小车的轮子被锁死，小车只能在长木板上滑动)．
①为使小车运动时受到的拉力在数值上近似等于砝码桶及桶内砝码的总重力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________小车和小车上砝码的总质量．(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)
②实验中对小车及车内砝码研究，根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，实验中记录小车的加速度a 和小车所受的合外力F，通过图象处理数据．甲、乙两同学分别得到图乙中甲、乙两条直线．设甲、乙用的小车及砝码质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)做直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器打出一条纸带，从纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图丙所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将每段粘贴在直线坐标系中，各段紧靠但不重叠，根据图丙可以判断小车做________运动，加速度a＝________m/s2(结果保留两位有效数字)．已知交流电源的频率为50 Hz.
答案解析
1.【答案】B
【解析】小球下落过程：mg－f＝ma1，h1＝a1t，速度v＝a1t，反弹过程：mg＋f＝ma2，h2＝a2t，v′＝v0－a2t，故a1<a2，且a1、a2的方向相同，都向下，选项C、D错误；速度是矢量，两过程中速度方向相反，选项A错误，选项B正确．
2.【答案】D
【解析】由牛顿第二定律F＝ma, a＝，经时间t，位移x＝at2＝.结合各选项条件知只有选项D正确．
3.【答案】B
【解析】在0～t2时间内，质点的受力方向不变，加速度方向不变，一直做加速运动，t2～t4时间内，质点受力方向与速度方向相反，做减速运动，根据对称性，t4时刻速度为零．可知物体一直向前运动，t2时刻质点速度最大，t4时刻质点离出发点最远．故B正确，A、C、D错误．
4.【答案】B
【解析】在未烧断绳子之前，对甲、乙分别进行受力分析如图所示：
将细绳烧断的瞬间，弹簧的弹力没有改变，即F弹＝m1g＋F，地面对木块乙的支持力为F弹＋m2g＝(m1＋m2)g＋F，根据牛顿第三定律，乙对地面的压力为(m1＋m2)g＋F，因此B正确，A、C、D错误．
5.【答案】D
【解析】作用力与反作用力的性质相同，故A错；力F与物体对墙的压力是两个不同的力，故B 错；力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡力，故C错；只有D对．
6.【答案】B
【解析】地面给运动员的支持力和运动员对地面的压力是一对作用力和反作用力，是同时产生的．所以选项A错误，选项B正确．跳高运动员从地面起跳的瞬间，必有向上的加速度，这是因为地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力，运动员所受合外力竖直向上的结果．跳高运动员从地面起跳后，运动员给地面的压力和地面给运动员的支持力同时消失了，所以C、D错误．7.【答案】C
【解析】物体由静止开始在恒力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动．由牛顿第二定律和运动学公式得：
a＝＝m/s2＝2 m/s2，v＝at＝2×5 m/s＝10 m/s，
x＝at2＝×2×25 m＝25 m.
8.【答案】A
【解析】A推B时A与B之间有相互作用力，作用力与反作用力同时产生，大小相等，分别作用在不同的物体上，选项A正确，B、C、D错误．
9.【答案】D
【解析】该同学下蹲过程中，其加速度方向先向下后向上，故先失重后超重，故选项D正确．10.【答案】C
【解析】若电筒缓慢向上、向下匀速运动，电筒处于平衡状态，内部连接状况不变，小灯泡能发光，故A、B错误；若突然向上加速运动，以电池为研究对象，受向上的弹力突然增大，弹簧形变量增大，即压缩量增大，使得电池与灯泡断开，小灯泡熄灭，所以C正确；若突然向下加速，电池受向上的弹力减小，弹簧压缩量减小，电路仍然是通路，所以小灯泡不会熄灭，故D错误．11.【答案】A
【解析】两个物块一起向左做匀加速直线运动，对两个物块整体运用牛顿第二定律，有
F1－F2＝(M＋m)a①
再对物块1受力分析，运用牛顿第二定律，得到
F1－F＝Ma②
由①②两式解得
F＝
由于F1大于F2，故F一定大于F2小于F1.
12.【答案】C
【解析】做自由落体运动的物体在运动过程中只受重力作用，如果重力消失，则物体不受任何力作用，根据牛顿第一定律可得物体将做竖直向下的匀速直线运动，C正确．
13.【答案】D
【解析】力的国际单位为N，功率的国际单位为W，电场强度的国际单位为N/C，电压的国际单位为V，所以正确答案为D.
14.【答案】A
【解析】不受力的实验只能是理想实验，是无任何实验误差的思维实验，严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足，只能靠思维的逻辑推理去把握，故牛顿第一定律是不可以通过实验直接得以验证的，而牛顿第二定律、玻意耳定律、法拉第电磁感应定律等均是实验定律，故B、C、D错误，A正确．
15.【答案】B
【解析】将人的加速度分解，水平方向ax＝a cosθ，竖直方向ay＝a sinθ.对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有F f＝max，在竖直方向有F N－mg＝may，人处于超重状态，C错误；当加速度由a变为时，摩擦力变为原来的一半，但支持力不为原来的一半，则它们的比值也发生变化，故A、D错误，B正确．
16.【答案】(1)0.29(2)8.66 m/s
【解析】(1)物体在传送带上受力如图所示，物体沿传送带向下匀加速运动，设加速度为a.
由题意得L＝at2解得a＝2.5 m/s2；
由牛顿第二定律得
mg sinα－F f＝ma，又F f＝μmg cosα
解得μ＝＝0.29
(2)如果传送带逆时针转动，要使物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端，则需要物体一直有沿传送带向下的最大加速度，即所受摩擦力沿传送带向下，设此时传送带速度最小为v m，物体加速度a′ .则由牛顿第二定律得
mg sinα＋F f＝ma′
F f＝μmg cosα，v＝2La′
联立解得v m＝8.66 m/s
17.【答案】(1)0.5 m/s2(2)1 kg(3)30°
【解析】(1)由速度图象可以求出小环在加速运动时的加速度大小为a＝＝m/s2＝0.5 m/s2
(2)设细杆与水平地面的夹角为α，0～2 s内，小环速度不变，处于平衡状态，所受的合力为零，沿杆方向由平衡条件可得F1－mg sinα＝0，在2～4 s内，对小环应用牛顿第二定律可得F2－mg sinα＝ma，代入数据联立解得小环的质量为m＝1 kg.
(3)因为sinα＝＝＝0.5，所以α＝30°.
18.【答案】(1)10 N(2)75 m
【解析】(1)甲施加水平力F1时，加速度为a1，由运动学公式可得：x＝a1t
解得：a1＝4 m/s2
设阻力为F f，由牛顿第二运动定律可得：F1－F f＝ma1
解得：F f＝10 N
(2)小孩乙的推力F2作用t2＝5 s时，物体运动的距离为：x1＝a2t
其中：F2－F f＝ma2
撤去推力F2后速度大小为：v＝a2t2
撤去推力F2后加速度大小为：a3＝
滑行的距离为：x2＝
解得：x总＝x1＋x2＝75 m.
19.【答案】(1)平衡小车所受的摩擦力
(2)①远小于②小于大于；
(3)匀加速直线0.75～0.76
【解析】(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使细线的拉力等于其合力，则应该用重力的平行于斜面的分量来平衡摩擦力．
(2)对整体分析，根据牛顿第二定律得，a＝，则绳子的拉力F＝Ma＝
当m＜＜M，即砝码桶及桶内砝码的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．
根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma得：a＝－μg，结合图象可知，为斜率，－μg为纵坐标的截距，所以m甲＜m乙，μ甲＞μ乙．
(3)因为剪断的纸带所用的时间都是t＝0.1 s，即时间t相等，所以纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比；而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的速度，最后得出结论纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比．在每段纸带的上边缘中点画“·”作为计数点，在新的坐标里每个计数点的纵坐标表示相对应的单位时间内中间时刻的瞬时速度．
画一直线，使尽可能多的计数点落在此直线上，并使直线两侧的计数点数目大致相等，这条直线便是运动物体的速度－时间的图线．
速度－时间直线的斜率表示加速度，可知运动小车做匀加速直线运动，其加速度大小a＝＝0.75 m/s2.。