阶段检测卷3　牛顿运动定律综合应用--2026物理学考专题练（含解析）

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2026物理学考专题练
阶段检测卷(三)　牛顿运动定律综合应用
一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列仪器不能直接测量出国际单位制中对应的三个力学基本物理量的是(　　)
2.关于物理学史及单位制,下列表述正确的是(　　)
A.伽利略首先提出惯性概念,并提出了牛顿第一定律
B.重力单位牛顿是国际制基本单位
C.牛顿、千克、秒属于力学中的基本单位
D.如果物理量均采用国际单位制单位,则牛顿第二定律可以写作F=ma
3.下列情境中,物体M所受滑动摩擦力Ff的示意图正确的是(　　)
A.物体沿粗糙的水平地面向左运动
B.物体沿斜坡上行
C.物体贴着竖直墙壁自由下落
D.瓶子从手中滑下
4.如图所示,甲和乙进行拉小车比赛,比赛时小车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间的摩擦力,下列说法正确的是(　　)
A.甲拉小车的力和乙拉小车的力一定是一对平衡力
B.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力
C.若小车加速向右运动,表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力
D.若小车加速向右运动,表明甲拉小车的力小于乙拉小车的力
5.水平横梁一端插在墙壁内,另一端装小滑轮B,轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=20 kg的重物,∠CBA=30°,如图所示,g取10 N/kg,则下列说法正确的是(　　)
A.BC段绳的拉力大小是BD段绳拉力大小的2倍
B.绳对滑轮的力的方向由B指向A
C.滑轮受到绳子的作用力大小为100 N
D.滑轮受到绳子的作用力大小为200 N
6.小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。无人机的质量m=2 kg,运动过程中所受空气阻力大小恒为Ff=4 N。无人机在地面上从静止开始,以最大升力F=36 N竖直向上做匀加速直线运动(g取10 m/s2),则它的加速度大小为(　　)
A.20 m/s2 B.18 m/s2
C.16 m/s2 D.6 m/s2
7.如图所示,重20 N的物体向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,若外加一水平向左的力F=4 N,则此时物体的加速度大小为(　　)
A.0.2 m/s2 B.0.4 m/s2
C.2 m/s2 D.4 m/s2
8.若忽略空气阻力,则某同学在跳高比赛过程中,下列说法正确的是(　　)
A.该同学在下降过程中重力消失了
B.该同学离地上升过程中处于失重状态
C.该同学离地上升过程中加速度方向向上
D.该同学离地上升到最高点时加速度等于0
9.某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度,得到了如图甲所示的图线(规定竖直向上为正方向),为了简化问题研究,将图线简化为如图乙所示的图像。已知t=0时电梯处于静止状态,则以下判断正确的是(　　)
甲
乙
A.t=5 s时电梯处于超重状态
B.8~9 s内电梯在做减速运动
C.10~15 s内电梯在下行
D.17~20 s内电梯在加速上行
10.沼泽地蕴藏着丰富的泥炭,泥炭是沼泽地积累的植物残体,它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中,泥炭对人的阻力不计)。如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动,那么,下列说法正确的是(　　)
A.在加速向下运动时,人对沼泽地的压力大于人的重力
B.在减速向下运动时,人对沼泽地的压力小于人的重力
C.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力
D.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力大小
11.在水平地面上,质量为m1的小球用轻绳跨过光滑的半圆形碗连接质量分别为m2和m3的物体,平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用,则m1、m2和m3的比值为(　　)
A.1∶2∶3 B.2∶1∶1
C.2∶∶1 D.2∶1∶
12.如图所示,花样跳伞运动员在跳伞降落过程中手拉手做成一个环状造型。如果把构成环状造型的运动员看作一个整体,则此整体在竖直降落过程中(　　)
A.只受重力 B.只受空气阻力
C.受重力和空气阻力 D.所受合力一定为零
13.如图甲所示,一小物块沿光滑斜面从静止向下滑,小物块从斜面进入地面时速率不变,其对应的速率与时间关系图如图乙所示,如果从斜面较高的位置静止释放小物块,假设地面与小物块之间的摩擦力不变,则最能代表小物块运动的图像是(用虚线表示)(　　)
14.如图所示,同学们坐在相同的轮胎上,从倾角相同的平直雪道先后由同高度静止滑下,各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同,不计空气阻力。则雪道上的各位同学(　　)
A.均沿雪道做匀速直线运动
B.下滑过程中机械能均守恒
C.相等时间内前后间的距离随时间不断增大
D.所受重力沿雪道向下的分力相同
15.在物理学中用“加加速度”来描述加速度的变化快慢,下列关于“加加速度”的单位表示正确的是(　　)
A. B.
C. D.
16.如图所示,质量为2m0的物块A静置于水平台面上,质量为m0的半球体C静置于水平地面上,质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上,P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态,P点位于半球体球心的正上方,PO竖直,PA水平,PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ=30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,则(　　)
A.绳PO的拉力大小为mg
B.C受到的摩擦力大小为mg
C.A受到的摩擦力大小为mg
D.地面对C的支持力大小为(m0+m)g
17.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索运动时,车厢里质量为m的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,已知重力加速度为g,车厢底始终保持水平,下列说法正确的是(　　)
A.载人车厢一定沿斜索道向上运动
B.人对车厢底的摩擦力方向向左
C.车厢运动的加速度大小为
D.车厢底对人的摩擦力大小为mg
18.一位来中国旅行的瑞典人在网上发了一段视频,在高速行驶的列车窗台上,放了一枚直立的硬币,如图所示。在列车行驶的过程中,硬币始终直立在列车窗台上,直到列车转弯的时候,硬币才倒下,这一视频证明了中国高铁极好的稳定性。关于这枚硬币,下列判断正确的是(　　)
A.硬币直立时,可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
B.硬币直立时,列车一定做匀速直线运动
C.如果硬币向列车行驶方向的右侧倒下,说明列车向右转弯
D.列车加速或减速行驶时,硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用
二、非选择题(共5小题,共46分)
19.(8分)在“探究作用力与反作用力的关系”的实验中
(1)在紧靠弹簧测力计指针旁边放小泡沫塑料,做成两支带“记忆功能”的弹簧测力计A、B。现把这两支弹簧测力计挂钩钩住,A连接小木块,B用手拉,如图所示,问哪一支弹簧测力计小泡沫塑料的位置有错误 　　　　(选填“A”或“B”)。
(2)正确放置后,拉动木块先加速,后匀速,最后减速,直至停下,则泡沫塑料位置是记录下列哪个阶段弹簧测力计的示数 　　　　。
A.加速阶段 B.匀速阶段
C.减速阶段 D.停止阶段
(3)用力传感器探究作用力与反作用力的关系,电脑屏幕上显示下列哪个图线 　　　　。
20.(8分)利用如图所示的实验装置,可以进行“探究做加速度和力、质量的关系”实验。
(1)小车在运动中会受到阻力,可以使木板略微倾斜以平衡摩擦力,在平衡小车摩擦力的过程中,小车应连接　　　。
A.纸带　　B.托盘　　C.纸带和托盘
(2)探究加速度与力的关系时,托盘内所放的重物应该选择　　　　　　　。(填写所选器材的名称)
(3)某同学在实验中得到了如下图所示的一条纸带,取O、A、B、C、D五个计数点,打点计时器所用电源频率为50 Hz,从纸带上可得,小车的加速度为　　　　　m/s2(保留2位小数)。
21.(8分)如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1 kg(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;
(2)悬线对球的拉力。
22.(10分)为了保证安全,避免在意外事故发生时出现更大损失与伤害,民航客机都有紧急出口,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地面上,并以不变的速率进入水平面,在水平面上再滑行一段距离而停止,如图所示。若机舱口下沿距地面3.6 m,气囊构成的斜面长度为6.0 m,一个质量60 kg的人沿气囊滑下时所受到的摩擦阻力是240 N。若人在水平面的动摩擦因数与斜面相同,g取10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:
(1)人与斜面之间的动摩擦因数μ;
(2)人在斜面上下滑的时间t;
(3)人在水平面上滑行的距离x。
23.(12分)如图所示,在高速公路的连续下坡路段通常会在主车道旁设置避险车道,供发生紧急情况的车辆避险使用。若下坡路段的倾角为α=15°,长度为L=1 000 m,避险车道的倾角为β=37°,一辆货车以v0=90 km/h的速度行驶至坡顶时,突然发现刹车失灵,驶到坡底后紧急冲入避险车道。设整个过程货车做直线运动,货车发现紧急情况后牵引力立即变为零,货车与下坡路段之间的摩擦因数为μ1=0.2,与避险车道之间的摩擦因数为μ2=0.5。
(1)为了防止货车在本次事故中避免撞击末端的缓冲设施,求该避险车道的最小长度;
(2)求该货车在避险车道上减速直至停下所用的时间;
(3)如果已知避险车道长度为100米,且车道最末端的缓冲设施允许小汽车撞击的最大速度为5 m/s,则允许小汽车驶入该避险车道时的最大速度为多少 (sin 15°=0.26,cos 15°=0.97,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
参考答案
1.B　2.D　3.A　4.D
5.D　解析 由题意,对绳B点受力分析如图
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F,因同属一根绳,张力处处相等,都等于重物的重力,即F1=F2=G=mg=200 N,用平行四边形定则作图,已知拉力F1和F2的夹角为120°,则由几何知识得F=200 N,所以滑轮受绳的作用力为200 N,方向与水平方向成30°角斜向下,故A、B、C错误,D正确。
6.D　解析 由牛顿第二定律有F-mg-Ff=ma,得a= m/s2=6 m/s2,D正确。
7.D　解析 物体所受的摩擦力的方向水平向左,根据牛顿第二定律得a= m/s2=4 m/s2,故选D。
8.B　解析 该同学在下降过程中加速度向下,处于失重状态,但是重力并没有消失,选项A、C错误,B正确;该同学离地上升到最高点时加速度为g,选项D错误。
9.A　解析 t=5 s时加速度方向向上,则电梯处于超重状态,A正确;8~9 s内电梯的加速度为正,则电梯在加速上行,B错误;10~15 s内电梯的加速度为零,则电梯在匀速上行,C错误;17~20 s内电梯的加速度向下,则电梯在减速上行,D错误。
10.D　解析 在加速向下运动时,沼泽地对人的支持力小于人的重力,根据牛顿第三定律,人对沼泽地的压力等于沼泽地对人的支持力,因此人对沼泽地的压力小于人的重力,选项A错误;在减速向下运动时,沼泽地对人的支持力大于人的重力,根据牛顿第三定律,人对沼泽地的压力等于沼泽地对人的支持力,因此人对沼泽地的压力大于人的重力,选项B错误;根据牛顿第三定律,无论什么情况下,作用力与反作用力总是大小相等,所以,人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力大小,选项C错误、D正确。
11.C　12.C　13.D
14.C　解析 同学坐在轮胎上从静止开始沿雪道下滑,做加速运动,受力分析如图所示。
根据牛顿第二定律可知加速度a==gsin θ-μgcos θ,同学们做匀加速直线运动,A错误;下滑过程中摩擦力做负功,雪道上的同学们机械能均减小,B错误;根据匀加速直线运动位移与时间的关系x=at2,可知同学们前后距离随着时间不断增大,也可以从速度的角度分析,同学们做匀加速直线运动,随着时间的增加,速度越来越大,相等时间内通过的位移越来越大,所以同学们前后距离随着时间不断增大,C正确;各同学质量可能不同,所以重力沿雪道向下的分力mgsin θ也可能不相同,D错误。
15.B　解析 “加加速度”可以表示为,因此,其单位是,故选B。
16.C　解析 对小球B受力分析如图
PB受到的拉力大小F=mgcos θ,对P点受力分析可知,PO受到的拉力大小FT=Fcos θ=mg,故A错误;C对物块A受力分析可知,物块A所受摩擦力大小等于PA绳子的拉力Ff=Fsin θ=mg,对ABC整体受力分析可知,半球体C受到的摩擦力大小等于A所受摩擦力FfC=Ff=mg,故C正确,B错误;对整体受力分析可知,地面对半球体C的支持力大小为FN=(m0+m)g-FT=m0g+mg,故D错误。
17.B　解析 由题意可知人处于超重状态,即人存在竖直向上的加速度分量,车厢可能沿斜索道加速向上运动,也可能沿斜索道减速向下运动,故A错误;根据前面分析可知车厢的加速度方向沿斜索道向上,则人存在水平向右的加速度分量,根据牛顿第二定律可知车厢底对人有向右的摩擦力,根据牛顿第三定律可知人对车厢底的摩擦力方向向左,故B正确;设车厢运动的加速度大小为a,则根据牛顿第二定律有1.25mg-mg=masin 37°,解得a=g,故C错误;车厢底对人的摩擦力大小为Ff=macos 37°=mg,故D错误。
18.A　解析 硬币直立时不一定是平衡状态,如果列车做加速运动,可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用,B错误,A正确;如果硬币向列车行驶方向的右侧倒下,说明列车向左转弯,C错误;列车加速时,硬币会受到沿着行进方向的静摩擦力,D错误。
19.答案 (1)B　(2)A　(3)C
20.答案 (1)A　(2)砝码　(3)0.94
解析 (1)平衡摩擦力时,其中的摩擦力包括木板对小车的阻力和打点计时器对纸带的阻力,故小车应与纸带相连;
(2)探究加速度与力的关系时,托盘内所放的重物应该选择砝码,这样拉力的大小可以灵活调节,而大钩码放多了,将不满足托盘和钩码的质量远远小于小车的质量,重锤只能测一组数据,这样误差较大,故选砝码比较合理;
(3)根据逐差法可得加速度为a=×10-2=0.94 m/s2。
21.答案 (1)7.5 m/s2,方向水平向右　车厢可能向右做匀加速运动,也可能向左做匀减速运动
(2)12.5 N
解析 (1)车厢的加速度与小球加速度相同,对小球进行受力分析,根据牛顿第二定律得
a==gtan 37°=7.5 m/s2
所以车厢的加速度大小为7.5 m/s2,方向水平向右,所以车厢可能向右做匀加速运动,也可能向左做匀减速运动。
(2)由图可知FT==12.5 N。
22.答案 (1)0.5　(2)2.45 s　(3)2.4 m
解析 (1)设气囊倾角为α,由几何关系知
sin α==0.6
则α=37°
Ff= μFN=μmgcos α
解得μ==0.5。
(2)人在气囊上下滑过程中,由牛顿第二定律得
mgsin α-Ff=ma1
解得a1= m/s2=2.0 m/s2
下滑时间t= s=2.45 s。
(3)人到达地面的速度v1=a1t=2.0× m/s=2 m/s
人在地面上运动的加速度a2==μg=5.0 m/s2
人在水平面上滑行的距离x= m=2.4 m。
23.答案 (1)97.25 m　(2)4.4 s　(3)162 km/h
解析 (1)货车在下坡路段做匀加速直线运动,
根据牛顿第二定律mgsin 15°-μ1mgcos 15°=ma1
代入数据得加速度a1=0.66 m/s2
根据=2aL
可得驶入避险车道的初速度vt=44.1 m/s
货车在避险车道行驶时,根据牛顿第二定律
mgsin 37°+μ2mgcos 37°=ma2
可得加速度a2=10 m/s2
因此避险车道的最小长度为smin==97.25 m。
(2)根据以上数据可得,货车在避险车道上的行驶时间为t==4.4 s。
(3)设小车在避险车道底端的速度为v底,顶端的速度为v顶,根据=-2a2s
解得v=45 m/s=162 km/h。
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