高一物理（粤教版2019）必修一第四章《牛顿运动定律》重难点突破卷（含解析）

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第四章 牛顿运动定律--重难点突破卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高一下·云南大理·期末）人站在力传感器上完成下蹲、起立动作。计算机采集到力传感器的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a到c过程中人处于超重状态
B．c到e过程中人处于超重状态
C．a到e为“下蹲—起立”过程
D．a到e为“起立—下蹲”过程
2．（24-25高一上·全国·课后作业）如图所示，一台吊车用互成角度的绳子吊起货物，两段绳子与水平方向的夹角均为60°。绳的质量不计，且绳子能承受的最大拉力为，已知货物质量为，重力加速度g取。要使绳子不被拉断，则货物上升的最大加速度为（　　）
A． B．
C． D．
3．（23-24高一上·浙江温州·期末）如图所示，四个灯笼静止悬于轻质弹性竹竿顶端，灯笼间用不可伸长的轻绳连接，从上到下依次编号为1、2、3、4。已知四个灯笼质量均为m。若连接3、4号灯笼的绳子突然断裂，则在断裂后瞬间（　　）
A．4号灯笼的加速度为0
B．3号灯笼的加速度大小为g
C．2、3号灯笼间绳子的张力大小为2mg
D．1号灯笼与竹竿间绳子的张力大小为4mg
4．（22-23高一上·河南安阳·期末）如图所示，跨过光滑定滑轮的轻绳将物块A、B连在一起静止不动。物块B的质量是物块A质量的，如果在物块B的下面再吊上一个与物块B质量相等的物块C后，发现连接A、B细绳上的拉力是原来的1.8倍，则物块A与桌面之间的动摩擦因数为（　　）

A． B． C． D．
5．（22-23高一上·重庆沙坪坝·阶段练习）如图所示，有两个光滑直轨道和，其中A、B、C、D四点刚好位于同一竖直圆O的圆周上，B点恰好过竖直圆O的最低点。现让两个小球（可视为质点）分别从A、D两位置由静止释放，它们沿直轨道到达B、C的时间分别记为、。则（　　）
A． B． C． D．无法确定
6．（24-25高一上·全国·课后作业）如图甲所示，水平面上有一倾角为的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系质量为的小球。当斜面以水平向右的加速度做匀加速直线运动，系统稳定时细绳上的张力随加速度的变化图像如图乙所示，段是直线，点坐标为，g取，，，则（　　）
A．
B．
C．当时小球恰好离开斜面
D．小球离开斜面之前，受到的支持力
7．（23-24高一下·安徽芜湖·开学考试）如图所示为蹦极运动的示意图，轻质弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连，运动员从O点自由下落，B点为弹性绳自然伸长的位置，运动员在C点受到的合力为零，D点是能下落的最低点，然后向上弹起，整个过程中忽略空气阻力。运动员从B点向D点运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动员在B点时的速度最大 B．运动员在D点时处于平衡状态
C．运动员的速度先增大后减小 D．运动员的加速度先增大后减小
8．（23-24高一上·湖北宜昌·期末）如图所示，水平传送带顺时针匀速转动。在其左端轻放上木块，木块经过匀加速和匀速两个过程后，被传送至传送带右端，木块从左端到右端的时间为t。下列说法正确的是（　　）

A．木块匀加速过程中，受到向右的滑动摩擦力作用
B．木块匀速过程中，受到向右的静摩擦力作用
C．若仅增大传送带的转动速率，木块从左端到右端的时间将小于t
D．若仅增大传送带的转动速率，木块从左端到右端的时间将大于t
9．（24-25高一上·全国·课后作业）如图（a）所示，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的轻细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。时，木板开始受到水平外力F的作用，在时撤去外力。细绳对物块的拉力T随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度g取。由题给数据可以得出（　　）
A．木板的质量为1kg B．2~4s内，力F的大小为0.4N
C．0~2s内，力F的大小保持不变 D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.02
10．（24-25高一上·湖北武汉·阶段练习）如图（a），在光滑水平面上放一木板A，在A上正中间放置物块B。t=0时刻起。对A施加水平方向上的力，A和B由静止开始运动。取水平向右为正方向，B相对于A的速度用表示，其中vA和vB分别为A和B相对水平面的速度。在0~2s时间内，物块B的速度vB和相对速度vBA随时间t变化的关系如图（b）所示。运动过程中B始终未脱离A。则下列说法中正确的是（　　）
A．0~2s时间内，B相对水平面的位移为3.5m
B．0~2s时间内，A相对水平面的位移为3m
C．A的长度至少为6m
D．1.5s后A、B物体的运动方向相反
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高一下·广东河源·期中）学校某物理实验小组用如图甲、乙所示的实验装置来进行验证“当物体的质量一定时，加速度与所受合外力成正比”的实验。
(1)当用图甲的装置做实验时，下列操作正确的是________（填正确答案标号）。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
C．为了实验准确，每次改变砂桶中砂的质量后，都要重新平衡摩擦力
D．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，在小车后端连纸带且穿过打点计时器，小车前端不需要悬挂砂桶
(2)若该物理小组用图乙的装置来实验，则 （填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量。
(3)用图乙所示装置进行实验时，若保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组拉力传感器的示数F和对应纸带求出的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出图丙所示的图像，分析此图像不过原点的原因可能是 。
12．（9分）（24-25高一上·全国·单元测试）用如图所示的装置测量木块A与水平桌面间的动摩擦因数。实验步骤如下：
①适当调节两光电门1、2的位置，用刻度尺测出两光电门的距离，木块A压缩弹簧至适当的位置P后释放，测出木块A的前端从光电门1到光电门2所经历的时间；
②光电门2的位置不动，改变光电门1的位置，用刻度尺测出两光电门之间的距离，木块A压缩弹簧至同一位置P后释放，测出木块A的前端从光电门1到光电门2所经历的时间；
③重复步骤②，测出多组数据、
试回答下列问题：
(1)木块A与桌面间的动摩擦因数、木块A的前端到达光电门2时的瞬时速度v、两光电门之间的距离x和木块A的前端从光电门1到光电门2的时间t这四个物理量之间所满足的关系式为 。（重力加速度用g表示）
(2)实验中 （选填“需要”或“不需要”）测量木块的宽度。
(3)根据所测实验数据作出图像，若图线的斜率为k，则木块A与水平桌面之间的动摩擦因数为 。
(4)由于存在空气阻力，利用本实验装置测得的动摩擦因数与真实值相比将 （选填“偏大”或“偏小”）。
13．（8分）（23-24高一下·广西·开学考试）在北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛中，中国选手徐梦桃以108.61分获得该项目的金牌。如图所示，一个质量的滑雪运动员由静止开始沿倾角为的雪道匀加速滑下，在时间内下滑了，取，求：
（1）运动员下滑的加速度大小；
（2）运动员所受的阻力大小；
（3）当运动员速度达到时，下滑的距离是多少？
14．（13分）（23-24高一下·广东江门·期末）倾角的传送带以速度顺时针转动，位于其底部的煤斗向其输送的煤屑，煤屑刚落到传送带上的速度为零，煤屑与传送带间的动摩擦因数，且煤屑在到达最高点前已经和传送带的速度相等。取，，，求：
（1）煤屑落到传送带时的加速度和运动到与传送带速度相等时所用的时间多大；
（2）煤屑与传送带之间的相对位移多大。
15.（18分）（23-24高一上·广东阳江·期末）如图所示，质量M为2kg的长木板 B静止在水平面上。某时刻质量 m=8kg的小物块A，以大小 v0=4m/s的初速度， 从木板的左侧沿木板上表面滑上木板。已知A与B上表面之间的动摩擦因数 μ1=0.2，B与水平面间的动摩擦因数 μ2=0.1，取重力加速度 g=10m/s2，长木板B足够长，求：
（1）物块A 刚滑上木板时，物块A的加速度大小 a1；
（2）物块A 在木板上相对于木板B滑行的距离L。
答案和解析
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D C A C C AC AB AC
1．A
【详解】A．a到c过程中压力大于重力，则人处于超重状态，选项A正确；
B．c到e过程中压力小于重力，人处于失重状态，选项B错误；
CD．a到e先超重后失重，加速度先向上后向下，则为“起立”过程，选项CD错误。
故选A。
2．C
【详解】对货物受力如图所示
当绳子的拉力达到最大时，货物的加速度最大，根据牛顿第二定律有
代入数据解得最大加速度为
故选C。
3．D
【详解】A．在断裂后瞬间，对4号灯笼进行分析，4号灯笼只受到重力作用，所以加速度大小为g，故A错误；
BD．在绳子断裂前，设竹竿对灯笼的作用力为，对整体有
绳子突然断裂的一瞬间，竹竿对灯笼的作用力不变，则1号灯笼与竹竿间绳子的张力大小为；对1、2、3号灯笼整体分析可得
联立解得
方向竖直向上，故B错误，D正确；
C．设2号灯笼对3号灯笼的作用力，以3号灯笼为对象，有
解得
故C错误。
故选D。
4．C
【详解】开始时，绳上拉力
如果在物块B的下面再吊上一个与物块B质量相等的物块C后，发现连接A、B细绳上的拉力是原来的1.8倍
对B、C整体分析
对A分析
解得
故选C。
5．A
【详解】若研究物块沿AB下滑，设AB与竖直直径成的角度为θ，则加速度
从A到B由运动公式
解得
若过B点做CD的平行线，交圆弧与E点，则物块沿EB下滑的时间也为t1，因EB和DC倾角相同，则物块下滑的加速度相同，但是CD长度小于BE的长度，可知沿DC下滑的时间t2小于EB的时间，即
故选A。
6．C
【详解】ABC．段为直线，时，有
点表示此时小球恰好离开斜面，有
联立解得
，
则
AB错误，C正确；
D．小球离开斜面之前，对小球受力分析可得
，
解得
代入数据有
D错误。
故选C。
7．C
【详解】ACD．运动员从O至B过程只受重力，做自由落体运动；从B到C过程，绳子拉力逐渐增大，绳子拉力小于重力，合力向下，运动员做加速度减小的加速运动，到C点时合力为零，速度达到最大值，过点后，绳子拉力大于重力，运动员做减速运动，随着绳子拉力增大，运动员的加速度增大，做加速度增大的减速运动，故C正确，AD错误；
B．从C到D过程，弹性绳的拉力大于运动员重力，合力向上，加速度向上，运动员做减速运动，随运动员向下运动，绳子拉力变大，运动员受到的合力增大，加速度变大，运动员做加速度增大的减速运动，到D点运动员速度为零，合力不为零，合力向上，加速度向上，运动员处于超重状态，故B错误。
故选C。
8．AC
【详解】AB．木块匀加速过程中，木块相对传送带向左运动，受到向右的滑动摩擦力作用，而在匀速过程中，木块与传送带间没有相对运动趋势，不受摩擦力作用，故A正确，B错误；
CD．若仅增大传送带的转动速率，则木块会加速到更大的速度，根据下图图像分析易知，木块从左端到右端的时间将会小于t，故C正确，D错误。
故选AC。

9．AB
【详解】AB．由图像可知，内，木板做匀加速运动的加速度大小为
设木板的质量为，物块的质量为，物块与木板之间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律可得
又因为
在时撤去外力后，木板做匀减速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
故AB正确；
C．由图像可知，内，木板处于静止状态，根据受力平衡可得，可知力的大小逐渐增大，故C错误；
D．由于不知道物块的质量，故无法算出物块与木板之间的动摩擦因数，故D错误。
故选AB。
10．AC
【详解】A．由图可知，物块B在的加速度
故1.5s末B的速度
所以0~2s时间内，B相对水平面的位移
A正确；
BC．根据图像可知，AB的相对加速度
此阶段A的加速度
解得
1s末A的速度
同理， AB的相对加速度
解得
1.5s末A的速度
此时AB 共速，A的位移为
B的位移为
所以板的长度至少为
，B的加速度为
AB的相对加速度
此时A的加速度
所以2s末A速度为
所以这段时间内A的位移
0~2s时间内，A相对水平面的位移为
故B错误，C正确；
D．根据上述分析可知，1.5s后，AB均做减速运动，二者运动方向相同，D错误。
故选AC。
11．(1)AD
(2)不需要
(3)木板抬得过高，平衡摩擦力过度
【详解】（1）A．用天平测出砂和砂桶的质量，算出重力代替小车的合力，故A正确；
B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故B错误；
C．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前端不需要连接轻绳、悬挂砂桶，每次平衡摩擦力后，因
所以改变砂桶中砂的质量后，不需要重新平衡摩擦力，故C错误，D正确。
（2）改用图乙的装置实验时，因有拉力传感器，可以直接知道小车的拉力（合力），因此不需要天平测出砂和砂桶的重力数据，也就不需要满足质量关系了。
（3）由图丙可知，当拉力为零时小车就已经有了加速度，可知原因是木板抬得过高，平衡摩擦力过度。
12．(1)
(2)不需要
(3)
(4)偏大
【详解】（1）[1]木块A由光电门1减速运动到光电门2，可视为由光电门2加速运动到光电门1。据此可得
（2）[2]木块A的前端到达光电门2的速度均相同，根据两次测量的数据可得
联立解得
因而实验中不需要测量木块的宽度。
（3）[3]把
变换可得
结合题意则有
解得
（4）[4]由于存在空气阻力，根据牛顿第二定律有
则测量得到的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比将偏大。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）滑雪运动员由静止开始在时间内下滑了，根据匀变速直线运动位移公式有
解得
（2）对运动员做受力分析如图：
根据牛顿第二定律可得
代入数据可得
（3）由速度位移关系有
解得
14．（1），方向沿斜面向上；；（2）
【详解】（1）煤屑落到传送带时摩擦力向上，根据牛顿第二定律
解得
方向沿斜面向上。与传送带速度相等时所用的时间
（2）煤屑的位移
传送带的位移
煤屑与传送带之间的相对位移
15．（1）2m/s2；（2）1.6m
【详解】（1）对A由牛顿第二定律得
代入数据解得
（2）对B由牛顿第二定律得
代入数据解得
设经过时间t1后，A、B速度相等由速度—时间关系可得
代入数据解得
t1=0.8s
v=2.4m/s
物块A 在木板上相对于木板B滑行的距离
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