（3）牛顿运动定律——高考物理一轮复习单元检测卷（含解析）

（3）牛顿运动定律——高考物理一轮复习单元检测卷
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。
1.人在沼泽地赤脚行走时容易下陷，但是如果人脚着滑雪板在上面行走却不容易下陷，下列说法中正确的是( )
A.赤脚时，人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力
B.赤脚时，人对沼泽面的压力大于沼泽面对人的支持力
C.着滑雪板，人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力
D.着滑雪板，沼泽面所受的压强较小
2.《考工记》是春秋战国时期齐国人的一部科技著作，是古代手工技术规范的汇集。其中的《辀人篇》中记载：“劝登马力，马力既竭，辀尤能一取焉。”意思是：马拉车的时候，马停止用力了，车还能前进一段距离，这是世界上对惯性现象的最早论述。下列说法正确的是( )
A.马停止用力，车在短时间内还受到向前拉力，所以还能继续前进一段距离
B.马停止用力，由于车的惯性，所以车仍能继续前进一段距离才停下来
C.车停下来的过程中，随着速度逐渐减小，车的惯性也逐渐减小
D.车完全停下来后，处于平衡状态，根据牛顿第一定律，车不受任何外力的作用
3.如图，轻弹簧竖立在地面上，正上方有一钢球，从A处自由下落，落到B处时开始与弹簧接触，此时向下压缩弹簧。小球运动到C处时，弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡。小球运动到D处时，到达最低点。不计空气阻力，以下描述正确的是 ( )
A.小球由A向B运动的过程中，处于完全失重状态，小球的机械能减少
B.小球由B向C运动的过程中，处于失重状态，小球的机械能增加
C.小球由B向C运动的过程中，处于超重状态，小球的动能增加
D.小球由C向D运动的过程中，处于超重状态，小球的机械能减少
4.如图，一机械臂铁夹夹着一个质量为m的小球，若小球球心到机械臂转轴的距离为r，机械臂与小球在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，已知重重力加速度为g，则铁夹对小球的作用力( )
A.大小为mg，方向竖直向上
B.大小为，方向水平且指向转轴
C.大小为，方向斜向上
D.大小为，方向水平且指向转轴
5.如图所示，绳梯从天花板垂下来且最下端没有触及地面，某建筑工人正在爬绳梯，他的左脚踏于横木、右脚凌空，处于平衡状态，若建筑工人的重力为，绳梯的重力为，双手施加于横木的作用力大小为F，方向竖直向下，下列说法正确的是( )
A.建筑工人受到两个力的作用
B.天花板对绳梯的作用力大小为
C.左脚施加于横木的作用力大小为
D.左脚对横木的作用力大于横木对左脚的作用力
6.如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接物块的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是( )
A.地面对c的支持力不变 B.绝缘细绳对M的拉力变大
C.b对斜面的摩擦力可能变大 D.地面对c的摩擦力一定变大
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。
8.如图所示，质量为m的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为的物块B，由静止释放物块B后（重力加速度大小为g）( )
A.相同时间内，运动的路程之比为
B.物块的加速度之比为
C.细绳的拉力为
D.当B下落高度h时，速度为
9.如图所示，质量为m的小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止，M、N点分别为弹簧、轻绳与小球的连接点，弹簧与竖直方向夹角为θ，轻弹簧拉力大小为，轻绳拉力大小为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A.若从M点剪断弹簧瞬间，则小球受两个力作用
B.若从M点剪断弹簧瞬间，则小球加速度，方向竖直向下
C.若从N点剪断轻绳瞬间，则小球加速度，方向水平向右
D.若从N点剪断轻绳瞬间，则小球加速度，方向竖直向下
10.如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连，另一端与物块B栓接，劲度系数为k。物块A紧靠着物块B，物块与斜面均静止。现用一沿斜面向上的力F作用于A，使A、B两物块一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。物块A质量为m，物块B质量为2m，重力加速度为g，。下列说法中正确的是( )
A.施加拉力的瞬间，A、B间的弹力大小为
B.A、B分离瞬间弹簧弹力大小为
C.拉力F的最大值大于mg
D.在A、B分离前整个过程中A的位移为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。
（1）下列说法中正确的是______；
A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B.打点计时器应使用工作电压为6V的交流电源
C.实验前，把木板的一端抬高，以平衡小车与纸带受到的阻力
D.实验条件必须满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量
（2）该同学根据实验数据作出了小车的加速度a与拉力传感器示数F的关系图像如图乙所示，图像不过原点的原因是______。
（3）若图乙中图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，则小车的质量______。
12.（6分）某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，测量工具除力传感器外还有一台天平。实验前将长木板右端垫高，在不悬挂砂桶时，使左端固定有定滑轮的小车能沿木板向左匀速运动。
（1）此实验中正确的操作是_____。
A.不需要测量砂和砂桶的质量m
B.不需要测量小车（含滑轮）的质量M
C.实验前需要调整力传感器及滑轮，使细线与木板平行
D.实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）砂和砂桶在匀加速下落的过程中，砂和砂桶的加速度为小车加速度的_____倍。
（3）某次实验过程中，砂和砂桶的质量为m，小车（含滑轮）的质量为M，释放小车后的一段时间内，力传感器的示数稳定为F，其他操作均正确，若要验证牛顿第二定律，只需要验证当地的重力加速度大小_____即可。
13.（13分）如图所示，粗糙水平面上有一质量为的物体P，现用与水平方向成角、大小为的恒力拉物体，恰能使物体沿水平面做匀速直线运动。g取，求：
（1）水平面对物体P的支持力大小；
（2）物体与水平面间的动摩擦因数μ。
14.（14分）一辆汽车在平直公路上以大小的速度匀速行驶（所受阻力恒定），发动机的输出功率，当驾驶员发现正前方有修路警示牌后关闭发动机紧急刹车，刹车过程中汽车所受阻力大小变为刹车前的4倍，汽车轮胎在路面上划出一道长度的刹车痕迹。求：
（1）汽车在匀速行驶过程中所受的阻力大小f；
（2）汽车的质量m。
15.（15分）如图所示，一水平传送带以的速度顺时针方向匀速转动，传送带长度，其右端连着一段光滑水平平台，紧挨着的光滑水平地面上放置一辆质量的平板小车，小车上表面刚好与面等高；现将质量的煤块（可视为质点）轻轻放到传送带的左端A处，经过传送带传送至右端B后通过滑上小车，最后刚好能滑到小车的右端；已知煤块与传送带间的动摩擦因数，煤块与小车上表面间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：
（1）煤块刚放上传送带时的加速度大小；
（2）煤块在传送带上留下的划痕长度；
（3）小车的长度。
答案以及解析
1.答案：D
解析：ABC.不管人是赤脚还是着滑雪板，人对沼泽面的压力和沼泽面对人的支持力是一对作用力与反作用力，始终等大反向，故ABC错误；
D.着滑雪板，接触面积较大，沼泽面所受的压强较小，故D正确。
故选D。
2.答案：B
解析：A.马停止用力，车就不再受到向前拉力作用，由于车的惯性，所以车还能继续前进一段距离，A错误；
B.马停止用力，由于车的惯性，所以车仍能继续前进一段距离才停下来，B正确；
C.质量是惯性的唯一的量度，因此车停下来的过程中，随着速度逐渐减小，可车的质量不变，车的惯性大小不变，C错误；
D.车完全停下来后，处于平衡状态，车只是在运动的方向上不受力作用，可在竖直方向上，车仍受到重力与地面的支持力的作用，这两个力大小相等方向相反，合力是零，D错误。
故选B。
3.答案：D
解析：A.小球由A向B运动的过程中，做自由落体运动，加速度等于竖直向下的重力加速度g，处于完全失重状态，此过程中只有重力做功，小球的机械能守恒，故A错误；
BC.小球由B向C运动的过程中，重力大于弹簧的弹力，加速度向下，小球处于失重状态，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能增加，小球的机械能减少，由于小球向下加速运动，小球的动能还是增大的，故B错误，C错误；
D.小球由C向D运动的过程中，弹簧的弹力大于小球的重力，加速度方向向上，处于超重状态，弹簧继续被压缩，弹性势能继续增大，小球的机械能继续减小，故D正确。
故选D。
4.答案：C
解析：对小球受力分析可知，小球受重力、铁夹对球的作用力，当机械臂使小球在水平面内做匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律可知，合力沿水平方向且指向转轴，则铁夹对球的作用力斜向上方，铁夹对球的作用力大小
故选C。
5.答案：B
解析：A.对工人受力分析：工人受到重力以及来自横木对脚和双手的支持力，共至少三个力作用，故A错误；
B.整体处于平衡，对整条绳梯（含工人）整体分析可知，天花板对绳梯的拉力
故B正确；
C.对工人分析可知，左脚施加于横木的作用力大小为
故C错误；
D.根据牛顿第三定律可知，左脚对横木的作用力等于横木对左脚的作用力，故D错误；
故选B。
6.答案：D
解析：根据牛顿第二定律，对PQ的整体：；对物体P：；解得，故选D。
7.答案：C
解析：BC.当两带电小球在缓慢漏电的过程中，依据库仑定律，两小球受到的库仑力都减小，细线与竖直方向的夹角减小，结合平衡条件可知
绳子对M的拉力减小，因此绳子对b的拉力也减小，若b相对c有上滑的趋势，那么其受到摩擦力会减小，若b相对c有下滑的趋势，那么其受到摩擦力会增大，由牛顿第三定律可知，b对斜面的摩擦力可能变大，故C正确，B错误；
AD.对bc整体，因绳子对整体的拉力减小，依据平衡条件，则地面对整体的支持力增大，而地面对整体向左的静摩擦力会减小，故AD错误。
故选C。
8.答案：AD
解析：A.根据动滑轮的特征可知相同时间内，运动的路程之比为。故A正确；
B.两物块都做初速度为0的匀加速直线运动，由可知，相同时间内，物体的位移与加速度成正比，所以物块的加速度之比为。故B错误；
C.设绳子的拉力为T，对A有
对B有
又因为
解得
，
故C错误；
D.当B下落高度h时，速度为
解得
故D正确。
故选AD。
9.答案：BC
解析：A.若从M点剪断弹簧瞬间，小球之后做圆周运动，剪断瞬间，小球初速度为0，小球所需向心力为0，小球沿半径方向的合力为0，则轻绳弹力为0，则小球仅仅受到重力一个力的作用，故A错误；
B.结合上述，若从M点剪断弹簧瞬间，小球仅仅受到重力作用，根据牛顿第二定律可知，小球的加速度为g，方向竖直向下，故B正确；
CD.若从N点剪断轻绳瞬间，由于弹簧的弹力不能突变，所以小球受到弹簧的弹力和重力作用，其合力水平向右，大小等于，根据牛顿第二定律可知，此时小球的加速度为
方向水平向右，故C正确，D错误。
故选BC。
10.答案：AD
解析：A.施加拉力F之前，A、B整体受力平衡，根据平衡条件，有
解得
施加F瞬间，物体A、B加速度大小为
对A、B整体，根据牛顿第二定律
对A，根据牛顿第二定律得
联立，解得
故A正确；
B.分离时，物体A、B之间作用力为0，对B根据牛顿第二定律得
解得
可得
故B错误；
C.依题意，整个过程中拉力F一直增大，A、B分离瞬间，物体A、B之间作用力为0，F最大，对A根据牛顿第二定律得
解得
故C错误；
D.在A、B分离前整个过程中A的位移为
故D正确。
故选AD。
11.答案：（1）AC
（2）平衡摩擦力过度
（3）
解析：（1）A．为了使小车受到的合外力等于细线的拉力，应调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，故A正确；
B．电火花打点计时器应使用工作电压为220V的交流电源，故B错误；
C．实验前，把木板的一端抬高，以平衡小车与纸带受到的阻力，故C正确；
D．实验中力传感器可以直接测量出细线的拉力，不需要满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量，故D错误。
故选AC。
（2）由题图可知，当时，小车具有一定的加速度，所以图像不过原点的原因是平衡摩擦力过度。
（3）图乙中图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，对小车受力分析由牛顿第二定律可得
可得
则图像斜率为
解得小车的质量为
12.答案：（1）C（2）2（3）
解析：（1）ABD.由题图可知，细线上的拉力大小由力传感器读出，不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，要完成该实验还需测出砂和砂桶及小车的质量，ABD错误；
C.实验前平衡摩擦后，还需要调整力传感器及滑轮，使细线与木板平行，C正确。
故选C。
（2）相同时间内，砂和砂桶移动的位移为小车移动位移的2倍，则有
解得
（3）设小车的加速度大小为a，对砂和砂桶则有
对小车（含滑轮）则有
解得
13.答案：（1）37.5N（2）
解析：(1)分析物体受力情况，如图所示
竖直方向
①
由①式解得
②
(2)水平方向
③
又④
由②～④解得
14.答案：（1）；（2）
解析：（1）汽车在匀速行驶过程中，根据平衡条件可得
（2）汽车刹车时的加速度为
根据牛顿第二定律
解得汽车的质量
15.答案：（1）（2）8m（3）2m
解析：（1）煤块放上传送带时，由牛顿第二定律有
解得
（2）若煤块与传送带能共速，则煤块在传送带上运动的距离
解得
说明煤块未能与传送带共速，则煤块到达B点时，有
且
解得
则煤块在传送带上留下的划痕长度
解得
（3）煤块在滑上小车时，对于煤块有
对于小车有
当煤块和小车共速时，煤块到达小车右端，则有
则小车的长度
解得