【優(yōu)化方案】2022屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)-第3章-第3節(jié)-牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用-課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)-

一、單項(xiàng)選擇題1．(2021·海淀區(qū)模擬)如圖所示，將物體A放在容器B中，以某一速度把容器B豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中容器B的底面始終保持水平，下列說(shuō)法正確的是()A．在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力都確定為零B．上升過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于物體A受到的重力C．下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于物體A受到的重力D．在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力都等于物體A受到的重力解析：選A.把容器B豎直上拋，容器B和物體A均處于完全失重狀態(tài)，在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力都確定為零，選項(xiàng)A正確．2．(2021·福建四地六校聯(lián)考)如圖所示，在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1＞m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)．若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1；假如改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是()A．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1＜F2 B．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1＞F2C．a(chǎn)1＜a2，F(xiàn)1＝F2 D．a(chǎn)1＞a2，F(xiàn)1＞F2解析：選B.把A、B兩個(gè)物體和彈簧測(cè)力計(jì)看做一個(gè)整體，由牛頓其次定律可知，a1＝a2，隔離后面的物體進(jìn)行受力分析，由牛頓其次定律可知，F(xiàn)1＞F2，故選項(xiàng)B正確．3.如圖所示，光滑細(xì)桿BC、DC和AC構(gòu)成矩形ABCD的兩鄰邊和對(duì)角線(xiàn)，AC∶BC∶DC＝5∶4∶3，AC桿豎直，各桿上分別套有一質(zhì)點(diǎn)小球a、b、d，a、b、d三小球的質(zhì)量比為1∶2∶3，現(xiàn)讓三小球同時(shí)從各桿的頂點(diǎn)由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，則a、b、d三小球在各桿上滑行的時(shí)間之比為()A．1∶1∶1 B．5∶4∶3C．5∶8∶9 D．1∶2∶3解析：選A.由題可知A、B、C、D恰好在以AC為直徑的圓上，且C為最低點(diǎn)，由等時(shí)圓學(xué)問(wèn)可知三小球在桿上滑行時(shí)間相等，A對(duì)．4.(2021·河北衡水中學(xué)模擬)如圖所示是滑梯簡(jiǎn)化圖，一小孩從滑梯上A點(diǎn)開(kāi)頭無(wú)初速度下滑，在AB段勻加速下滑，在BC段勻減速下滑，滑到C點(diǎn)恰好靜止，整個(gè)過(guò)程中滑梯保持靜止?fàn)顟B(tài)．假設(shè)小孩在AB段和BC段滑動(dòng)時(shí)的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，AB與BC長(zhǎng)度相等，則()A．整個(gè)過(guò)程中地面對(duì)滑梯始終無(wú)摩擦力作用B．動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＋μ2＝2tanθC．小孩從滑梯上A點(diǎn)滑到C點(diǎn)先超重后失重D．整個(gè)過(guò)程中地面對(duì)滑梯的支持力始終等于小孩和滑梯的總重力解析：選B.整體在豎直方向上有加速度，在這兩段支持力與總重力都不相等，先失重后超重，水平方向上加速度先向右后向左，地面與滑梯之間存在摩擦力，由于AB和BC長(zhǎng)度相等，A、C兩點(diǎn)速度均為零，則有g(shù)sinθ－μ1gcosθ＝μ2gcosθ－gsinθ，可得μ1＋μ2＝2tanθ，只有B正確．5.(2022·高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)如圖，用橡皮筋將一小球懸掛在小車(chē)的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)使小車(chē)從靜止開(kāi)頭向左加速，加速度從零開(kāi)頭漸漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))．與穩(wěn)定在豎直位置時(shí)相比，小球的高度()A．確定上升B．確定降低C．保持不變D．上升或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)打算解析：選A.對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受重力mg、橡皮筋拉力kx作用，靜止時(shí)：kx1＝mg，小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直方向，有：kx2cosθ＝mg，由以上兩式得x1＝x2cosθ.設(shè)橡皮筋原長(zhǎng)為L(zhǎng)，小球離懸點(diǎn)的豎直高度由原來(lái)的L＋x1變?yōu)?L＋x2)cosθ，由于L＞Lcosθ，則小球離懸點(diǎn)的豎直高度減小了，所以，本題正確答案為A.☆6.如圖甲所示，靜止在光滑水平面上的長(zhǎng)木板B(長(zhǎng)木板足夠長(zhǎng))的左端放置著靜止的小物塊A.某時(shí)刻，A受到水平向右的外力F作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，即F＝kt，其中k為已知常數(shù)．若A、B之間的最大靜摩擦力為f，且滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力大小相等，mB＝2mA.則下列圖象中，可以定性地描述長(zhǎng)木板B運(yùn)動(dòng)的v－t圖象的是()甲乙解析：選C.依據(jù)題意，開(kāi)頭時(shí)，A、B相對(duì)靜止，相對(duì)滑動(dòng)前以相同加速度a＝eq\f(kt,mA＋2mA)向右做變加速運(yùn)動(dòng)，木板B的最大加速度aB＝eq\f(f,2mA)，當(dāng)eq\f(kt－f,mA)＝eq\f(f,2mA)時(shí)，A、B開(kāi)頭相對(duì)滑動(dòng)，解得時(shí)間t＝eq\f(3f,2k)，之后A的加速度aA＝eq\f(kt－f,mA)隨時(shí)間增大，木板B以不變的加速度aB＝eq\f(f,2mA)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．從以上分析可知，C正確．二、多項(xiàng)選擇題7．如圖所示，光滑的水平面上靜置質(zhì)量為M＝8kg的平板小車(chē)，在小車(chē)左端加一個(gè)由零漸漸增大的水平推力F，一個(gè)大小不計(jì)、質(zhì)量為m＝2kg的小物塊放在小車(chē)右端上面，小物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，小車(chē)足夠長(zhǎng)．重力加速度g取10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)F增加到4N時(shí)，m相對(duì)M開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)F增加到20N時(shí)，m相對(duì)M開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)C．當(dāng)F＝10N時(shí)，m對(duì)M有向左的2N的摩擦力D．當(dāng)F＝10N時(shí)，m對(duì)M有向右的4N的摩擦力解析：選BC.m運(yùn)動(dòng)的最大加速度a＝μg＝2m/s2，所以當(dāng)整體的加速度達(dá)到2m/s2時(shí)，即F＝(m＋M)a＝20N時(shí)，m相對(duì)M開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)，B對(duì)；當(dāng)F＝10N時(shí)，整體的加速度a′＝eq\f(F,M＋m)＝1m/s2＜2m/s2，所以m對(duì)M的摩擦力表現(xiàn)為靜摩擦力，方向向左，大小為f＝ma′＝2N，C對(duì)，D錯(cuò)．8．(2021·南昌調(diào)研)如圖甲所示，在電梯箱內(nèi)輕繩AO、BO、CO連接吊著質(zhì)量為m的物體，輕繩AO、BO、CO對(duì)輕質(zhì)結(jié)點(diǎn)O的拉力分別為F1、F2、F3.現(xiàn)電梯箱豎直向下運(yùn)動(dòng)，其速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，重力加速度為g，則()甲乙A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力等于F3B．在0～t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力大于mgC．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力小于F3D．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力大于mg解析：選AD.對(duì)輕質(zhì)結(jié)點(diǎn)O，因沒(méi)質(zhì)量，故其無(wú)論在何狀態(tài)下，F(xiàn)1、F2、F3三個(gè)力的合力都為零，即F1與F2的合力與F3等大反向，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)物體進(jìn)行受力分析，其受到豎直向下的重力mg和豎直向上的繩子的拉力F3，在0～t1時(shí)間內(nèi)，電梯加速向下運(yùn)動(dòng)，物體處于失重狀態(tài)，F(xiàn)3＜mg，即F1與F2的合力小于mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，電梯減速向下運(yùn)動(dòng)，物體處于超重狀態(tài)，F(xiàn)3＞mg，即F1與F2的合力大于mg，選項(xiàng)D正確．9．(2021·北京師大附中模擬)如圖甲所示，用一水平外力F推物體，使其靜止在傾角為θ的光滑斜面上．漸漸增大F，物體開(kāi)頭做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨F變化的圖象如圖乙所示．取g＝10m/s2.依據(jù)圖乙中所供應(yīng)的信息能計(jì)算出的是()A．物體的質(zhì)量B．斜面的傾角C．使物體靜止在斜面上時(shí)水平外力F的大小D．加速度為6m/s2時(shí)物體的速度解析：選ABC.由題圖知，當(dāng)F＝0時(shí)，a＝－6m/s2，即物體沿斜面下滑的加速度為6m/s2，由a＝gsinθ＝6m/s2得θ＝37°，當(dāng)a＝0時(shí)，F(xiàn)＝15N，由平衡條件得：mg＝F·cot37°＝15×eq\f(4,3)N＝20N，m＝2kg.由于未知物體加速度達(dá)到6m/s2的時(shí)間，此時(shí)的速度無(wú)法求得．☆10.如圖甲所示，在水平地面上有一長(zhǎng)木板B，其上疊放木塊A，假定木板與地面之間、木塊和木板之間的最大靜摩擦力都和滑動(dòng)摩擦力相等．用一水平力F作用于B，A、B的加速度與F的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2，則下列說(shuō)法中正確的是()A．A的質(zhì)量為0.5kgB．B的質(zhì)量為1.5kgC．B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2D．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2解析：選AC.F≤3N時(shí)，A、B均靜止，表明B與地面間最大靜摩擦力為3N；3N＜F≤9N時(shí)，A、B一起以相同加速度運(yùn)動(dòng)，a＝eq\f(F－μ2mA＋mBg,mA＋mB)＝eq\f(1,mA＋mB)F－μ2g，由圖象斜率知mA＋mB＝1.5kg，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝eq\f(f,mA＋mBg)＝0.2；當(dāng)F＞9N時(shí)，A的加速度為aA＝μ1g，依據(jù)圖象可知μ1＝0.4，B的加速度為aB＝eq\f(F－μ1mAg－μ2mA＋mBg,mB)，由圖象斜率知mB＝1kg，mA＝0.5kg，A、C對(duì)．三、非選擇題11．(2021·湖北八校其次次聯(lián)考)如圖，可看做質(zhì)點(diǎn)的小物塊放在長(zhǎng)木板正中間，已知長(zhǎng)木板質(zhì)量為M＝4kg，長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝2m，小物塊質(zhì)量為m＝1kg，長(zhǎng)木板置于光滑水平地面上，兩物體皆靜止．現(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上，發(fā)覺(jué)只有當(dāng)F超過(guò)2.5N時(shí)，才能讓兩物體間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)．設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小，重力加速度g＝10m/s2，試求：(1)小物塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)若一開(kāi)頭力F就作用在長(zhǎng)木板上，且F＝12N，則小物塊經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間從長(zhǎng)木板上掉下？解析：(1)設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力為f，當(dāng)F＝2.5N作用于小物塊時(shí)，對(duì)整體由牛頓其次定律有F＝(M＋m)a①對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓其次定律f＝Ma②由①②可得f＝2N小物塊在豎直方向上受力平衡，所受支持力N＝mg，則所受摩擦力f＝μmg得μ＝0.2.(2)F＝12N作用于長(zhǎng)木板上時(shí)，兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)長(zhǎng)木板、小物塊的加速度分別為a1、a2，對(duì)長(zhǎng)木板，由牛頓其次定律F－f＝Ma1得a1＝2.5m/s2對(duì)小物塊，由牛頓其次定律f＝ma2得a2＝2m/s2由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩物體在t時(shí)間內(nèi)的位移分別為s1＝eq\f(1,2)a1t2s2＝eq\f(1,2)a2t2小物塊剛滑下長(zhǎng)木板時(shí)，有s1－s2＝eq\f(1,2)L解得t＝2s.答案：(1)0.2(2)2s☆12.如圖甲所示，水平平臺(tái)的右端安裝有輕質(zhì)定滑輪，質(zhì)量為M＝2.5kg的物塊A放在與滑輪相距l(xiāng)的平臺(tái)上，現(xiàn)有一輕繩跨過(guò)定滑輪，左端與物塊連接，右端掛質(zhì)量為m＝0.5kg的小球B，繩拉直時(shí)用手托住小球使其在距地面高h(yuǎn)處?kù)o止，繩與滑輪間的摩擦不計(jì)，重力加速度為g(g取10m/s2)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．(1)某探究小組欲用上述裝置測(cè)量物塊A與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)．放開(kāi)小球，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，該小組對(duì)小球勻加速下落過(guò)程拍得同一底片上多次曝光的照片如圖乙所示，拍攝時(shí)每隔1s曝光一次，若小球直徑為20cm，求物塊A與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)設(shè)小球著地后馬上停止運(yùn)動(dòng)，已知l＝3.0m，要使物塊A不撞到定滑輪，求小球下落的最大高度h.(假設(shè)小球距地面足夠高，計(jì)算結(jié)果保留四位有效數(shù)字)解析：(1)對(duì)題中照片分析知，s1＝60cm，s2＝100cm由Δs＝s2－s1＝aT2①得a＝eq\f(Δs,T2)＝0.4m/s2②以小球B為爭(zhēng)辯對(duì)象，受力如圖丙所示，由牛頓其次定律可知：mg－FT＝ma③丙丁作出物塊A的受力圖如圖丁所示，在水平方向，由牛頓其次定律可得：F′T－Ff＝Ma④Ff＝μMg⑤FT＝F′T⑥聯(lián)立③④⑤⑥式得：μ＝eq\f(mg－M＋ma,Mg)代入M、m、g、a的數(shù)值，解得μ＝0.152