2022届高三物理总复习单元综合测试卷第三单元《牛顿运动定律》新人教版

新课标人教版2022届高三物理总复习单元综合测试卷
第三单元《牛顿运动定律》
本试卷分第Ⅰ卷选择题和第Ⅱ卷非选择题两部分
试卷满分为100分。

考试时间为90分钟。

第Ⅰ卷选择题，共40分
一、选择题本大题包括10小题，每小题4分，共40分。

1．用恒力作用于质量为m1的物体，使物体产生的加速度大小为a1，该力作用于质量为m2的物体时，物体产生的加速度大小为a2；若将该恒力作用于m1＋m2质量的物体时，产生的加速度大小为
A．a1＋a2B．a1－a2
解析：由牛顿第二定律，有
对m1，F＝m1a1①
对m2，F＝m2a2②
对m1＋m2，F＝m1＋m2a③
解得a＝错误!，D对．
答案：D
2．一箱苹果在倾角为θ的斜面上匀速下滑，已知箱子与斜面间的动摩擦因数为μ，在下滑过程中处于箱子中间的质量为m的苹果受到其他苹果对它的作用力大小和方向为A．mg inθ沿斜面向下 B．mg coθ垂直斜面向上
C．mg竖直向上mg沿斜面向上
解析：苹果处于平衡状态，由平衡条件，有F N＝mg，方向竖直向上，C正确．
答案：C
图1
3．如图1所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力F一定时，m2所受绳的拉力
A．与θ有关
B．与斜面动摩擦因数有关
C．与系统运动状态有关
D．F T＝错误!，仅与两物体质量有关
解析：只要m1、m2与斜面间的动摩擦因数相同，对整体和隔离m2利用牛顿第二定律可求得F T＝错误!F，答案D
答案：D
4．下列说法中正确的是
A．静止的火车比高速奔驰轿车的惯性大
B．蹦极运动员离开蹦床上升过程中处于完全失重状态
C．车速越大，刹车滑行的距离越长
D．相互作用中，作用力可以大于反作用力，也可以小于反作用力
解析：质量大惯性大，A对；蹦极运动员上升过程中处于完全失重状态，B对；从初速度v0运动的汽车在刹车过程中的加速度大小为a时，其刹车距离＝错误!，故C对；作用力与反作用力满足牛顿第三定律，故D错．
答案：ABC
图2
5．如图2，一个盛水的容器底部有一小孔．静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则
A．容器自由下落时，小孔向下漏水
B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水
C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
解析：容器抛出后，容器及其中的水均做加速度为g的匀变速运动，容器中的水处于失重状态，水对容器的压强为零，无论如何抛出，水都不会流出．故D项正确．答案：D
图3
6．如图3中a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等．F是沿水平方向作用于a上的外力．已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的．正确的说法是
A．a、b一定沿斜面向上运动
B．a对b的作用力沿水平方向
C．a、b对斜面的正压力相等
D．a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力
解析：因F>0，但大小未知，故a、b是向上还是向下运动难以确定，故A错．分析a、b的受力情况可知B、C错误．因接触面均光滑，且a、b质量相等，无论F多大方向向右，a、b都有共同的加速度，故a、b受到相同的合外力，无论哪个方向．故D正确．
答案：D
图4
、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为m A、m B、m C，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系如图4所示，A、B两直线平行，则以下关系正确的是
A．m A g，这是不可能出现的，因此，D项错误，为应选项，A、B、C均正确．
答案：D
图6
9如图6所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则
A．将滑块由静止释放，如果μ>tanθ，滑块将下滑
B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μtanθ，滑块静止在斜面上不会下滑；B中，滑块要加速下滑；C中，拉力沿斜面向上，滑动摩擦力向下，则拉力的大小为2mg inθ；D中，滑块沿斜面向下匀速滑动，不需要外力作用．
答案：C
的小物块．假定物块所受的空气阻力f大小不变．已知重力加速度为g，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为
和v0错误!
和v0错误!
和v0错误!
和v0错误!
解析：本题考查牛顿第二定律和运动学知识，意在考查考生运用牛顿第二定律和运动学知识综合列式求解的能力；上升的过程由牛顿第二定律得：mg＋f＝ma1，由运动学知识得：v错误!＝2a1h，联立解得：h＝错误!下落的过程中由牛顿第二定律得：mg－f＝ma2，由运动学知识得：v2＝2a2h，将a2和h代入可得：v＝错误!v0，故A正确．
答案：A
二、实验题11题8分，12题12分，共20分
图7
11．如图7所示，甲、乙两同学用同一实验装置探究加速度a与F的关系，分别得出不同的图象，则甲、乙两同学实验时选取的________________不同，且大小关系是______．解析：由a＝错误!知，当F甲＝F乙时，小车和小车上砝码的质量m乙<m甲．
答案：小车及车上砝码的质量m乙<m甲
图8
12某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图8长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．
实验步骤如下：
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量A、B之间的距离，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；
③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值\tot；
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值coα；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f－coα关系曲线．
图9
1用测量的物理量完成下列各式重力加速度为g：
①斜面倾角的余弦coα＝________；
②滑块通过光电门时的速度v＝________；
③滑块运动时的加速度a＝________；
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f＝________
2测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图9所示，读得d＝________
解析：本题主要考查游标卡尺的读数、匀变速直线运动规律、牛顿第二定律的应用等知识点，意在考查考生将综合实验分解为单个问题的分析综合能力．
1由几何知识可知，斜面倾角的正弦值为inα＝错误!，所以余弦值表达式为：coα＝错误!；
通过光电门的速度等于光电门宽度与所用时间的比值，即
v＝错误!；
由匀变速直线运动规律可知，滑块运动的加速度
a＝错误!＝错误!；
由牛顿第二定律有：mg inα－f＝ma，
所以f＝mg inα－a＝mg错误!－错误!
2游标卡尺读数时，主尺读数为36 mm，游标尺的第二条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为0.2 mm，所以d＝36.2 mm＝3.62 cm
答案：1①错误!错误!②错误!③错误!
④mg错误!－m错误!23.62 cm
三、计算题每小题10分，共40分
图10
13．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图11所示，取重力加速度g ＝10 m/2求：
1小环的质量m；
2细杆与地面间的倾角α
图11
解析：10～2 内F1－mg inα＝ma①
由题图知a＝ m/2
2 后F2＝mg inα②
由①②得F1－F2＝ma，所以m＝错误! g＝1 g
2由②式得α＝30°
答案：11 g 230°
图12
14．如图12所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面设经过B点前后速度大小不变，最后停在C点．每隔通过速度传感器测量物体的瞬时速度，
2
t/……
v/m·－1……
1
2物体与水平面之间的动摩擦因数μ；
3t＝时的瞬时速度v
解析：1物体在斜面上运动时为匀加速运动a1＝g inα
由题知a1＝错误!＝错误! m/2＝5 m/2，所以α＝30°
2物体在平面上运动时为匀减速运动，a2＝－μg
a2＝错误!＝错误! m/2＝－2 m/2
所以μ＝
3物体在平面上运动时，有错误!＝－2
得v B－＝－2t B－①
物体在斜面上运动时，有错误!＝5
得v B＝5t B②
由①②解得t B＝
即t＝时物体在平面上，设其速度为v
v＝1.1 m/－－2×－ m/＝2.3 m/
答案：130° 2 3 m/
15．质量为10 kg的物体在F＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了秒钟后，速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移已知in37°＝，co37°＝，g取10 m/2
解析：物体上滑的整个过程分为两部分，设施加外力F的过程中物体的加速度为a1，撤去力F的瞬间物体的速度为v，撤去力F后物体上滑的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得a1＝错误!
a2＝错误!
物体在外力F作用下上滑t1＝2 ，v＝a1t1
撤去外力F后上滑时间t2＝ ,0＝v－a2t2
由以上各式可求得μ＝，a1＝5 m/2，a2＝8 m/2
由＝错误!a1t错误!＋错误!a2t错误!得＝ m
答案：μ＝＝ m
图13
16．如图13所示，传送带与地面倾角θ＝37°，从A→B长度为16 m，传送带以10 m/的速率逆时针转动．在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5 kg的物体，所需时间是多少in37°＝，co37°＝
解析：物体的运动分为两个过程：第一个过程是在物体速度等于传送带速度之前，物体做匀加速直线运动；第二个过程是物体速度等于传送带速度以后的运动情况，其中速度刚好相同时的点是一个转折点，此后的运动情况要看mg inθ与所受的最大静摩擦力的关系．若μ<tanθ，则继续向下加速；若μ≥tanθ，则将随传送带一起匀速运动．分析清楚了受力情况与运动情况，再利用相应规律求解即可．本题中最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小．物体放在传送带上后，开始阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F f，物体受力情况如图14甲所示，物体由静止加速，由牛顿第二定律有mg inθ＋μmg coθ＝ma1，得
a1＝10×＋× m/2＝10 m/2
物体加速与至传送带速度相等需要的时间
t1＝错误!＝错误!＝1 ，t1时间内位移＝错误!a1t错误!＝5 m
由于μ<tanθ，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F f此时物体受力情况如图14乙所示，由牛顿第二定律有mg inθ－μmg coθ＝ma2，得a2＝2 m/2
设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t2，由
L－＝vt2＋错误!a2t错误!解得
t2＝1 ，t2＝－11 舍去
所以物体由A→B的时间
t＝t1＋t2＝2
错误!答案：2。