高中物理专题测试卷 牛顿运动定律(含答案)

1 高中专题同步测试卷

专题三 牛顿运动定律

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)

1.放在光滑水平面上的物体受到三个平行于水平面的共点力作用而平衡，如图，已知F2和F3垂直，三个力中若去掉F1可产生2.5 m/s2的加速度，若去掉F2可产生1.5 m/s2的加速度．若去掉F3，则物体的加速度为( )

A．1.5 m/s2 B．2 m/s2

C．2.5 m/s2 D．4 m/s2

2．如图所示为一游乐场的娱乐项目的简化示意图．质量为m的参赛者要爬上一段带有弧形轨道的顶端，轨道始终静止在地面上．在参赛者缓慢向上爬的过程中( )

A．参赛者受到的摩擦力逐渐减小 B．参赛者对轨道的压力逐渐减小

C．参赛者对轨道的作用力逐渐增大 D．地面对轨道的摩擦力方向向左

3．如图甲所示，静止在光滑水平面上O点的物体，从t＝0开始物体受到如图乙所示的水平力F的作用，设向右为F的正方向，则物体( )

A．一直向左运动 B．一直向右运动

C．一直匀加速运动 D．在O点附近左右运动

4.如图所示，不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳的B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a1，当在绳的B端施以F＝mg的竖直向下的拉力作用时，A的加速度为a2，则a1与a2的大小关系是( )

A．a1＝a2 B．a1>a2

C．a1

5.如图所示，两根直木棍AB和CD(可视为相同的圆柱体)相互平行，固定在同一水平面上，一个圆柱形工件P架在两木棍之间．工件在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右匀速运动．若保持两木棍在同一水平面内，但将它们间的距离稍微增大一些后固定．仍将圆柱形工件P架在两木棍之间，用同样的水平推力F向右推该工件，则下列说法中正确的是( )

A．工件一定静止不动 B．工件一定向右匀速运动

C．工件一定向右减速运动 D．工件一定向右加速运动

2 6.如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是( )

A.Lv＋v2μg B.Lv

C. 2Lμg D.2Lv

7．如图所示，一轻弹簧两端分别连接物体a、b.第一种情景：在水平力F1的作用下a、b共同向右匀变速运动，此时弹簧的长度为l1；第二种情景：在沿斜面向上的力F2的作用下a、b共同向上匀变速运动，此时弹簧的长度为l2.若物体a、b与接触面的动摩擦因数相同，则轻弹簧的原长为( )

A.F1l1－F2l2F1－F2 B.F1l2－F2l1F2－F1 C.F2l1－F1l2F2－F1 D.F1l1－F2l2F2－F1

二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)

8．关于惯性在实际中的应用，下列说法中正确的是( )

A．运动员在跳远时助跑，是为了增大起跳时的惯性

B．运动员在掷标枪时助跑，是为了利用惯性

C．手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性

D．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性

9．我国在西昌卫星发射中心用“长征二号F”运载火箭，成功发射神州十号飞船．关于这次飞船与火箭上天的情形叙述正确的是( )

A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的动力

B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气反作用力使火箭获得飞行的动力

C．火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力

D．飞船进入预定轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力

10．下列叙述中正确的是( )

A．在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位被选定为基本单位

B．牛、千克米每二次方秒都属于力的单位

C．在厘米、克、秒单位制中，重力加速度g的值等于98 cm/s2

D．在力学计算中，所有涉及的物理量的单位都应取国际单位

11.如图所示，滑块A在倾角为30°的斜面上，沿斜面下滑的加速度a为2.0 m/s2.若在A

3 上放一重量为10 N的物体B，A、B一起以加速度a1沿斜面下滑；若在A上加竖直向下大小为10 N的恒力F，A沿斜面下滑的加速度为a2.则( )

A．a1>2 m/s2 B．a1＝2 m/s2

C．a2＝2 m/s2 D．a2>2 m/s2

12.如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管往下滑．已知这名消防队员的质量为60 kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3 s，g取10 m/s2，那么该消防队员( )

A．下滑过程中的最大速度为4 m/s

B．加速与减速过程的时间之比为1∶2

C．加速与减速过程中所受钢管弹力大小之比为1∶7

D．加速与减速过程的位移之比为1∶4

三、实验题(按题目要求解答)

13．(8分)某同学设计了如下实验方案用来“验证牛顿运动定律”：

(1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器．调整木板倾角，直到向下轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．

(2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使滑块由静止开始加速运动．打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，打出的纸带如图丙所示，A、B、C、D、E是纸带上五个计数点．

①图乙中滑块下滑的加速度为________．(结果保留两位有效数字)

②若重锤质量为m，滑块质量为M，重力加速度为g，则滑块加速下滑时受到的合力为________．

③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变

滑块所受合力，由实验数据作出的a－F图象如图丁所示，

则滑块的质量为________kg.(结果保留两位有效数字)

四、计算题(本题共3小题，共34分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算

4 步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

14．(8分)据报导，埃及卢克索发生一起观光热气球爆炸坠落事故，造成几十人遇难．科研人员乘热气球进行科学考察．热气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为900 kg，在空中停留一段时间后，科研人员发现热气球因漏气而下降，及时堵住．堵住时热气球下降速度为1 m/s，且做匀加速运动，4 s内下降了12 m．若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g取10 m/s2，求至少抛掉多重的压舱物才能阻止热气球加速下降．

15.(12分)如图所示，特战队员从悬停在空中离地235 m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练．某特战队员和他携带的武器质量共为80 kg，设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200 N的摩擦阻力，紧握绳子时可获得1 000 N的摩擦阻力，下滑过程中特战队员必须握住绳子才能确保安全．g取10 m/s2.求：

(1)特战队员轻握绳子降落时的加速度是多大？

(2)如果要求特战队员着地时的速度不大于5 m/s，则特战队员在空中下滑过程中按怎样的方式运动所需时间最少，最少时间为多少？

16.(14分)如图所示为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目，人坐在船中，随着提升机达到高处，再沿着水槽飞滑而下，劈波斩浪的刹那给人惊险刺激的感受．设乘客与船的总质量为100 kg，在倾斜水槽和水平水槽中滑行时所受的阻力均为重力的0.1倍，水槽的坡度为30°，若乘客与船从槽顶部由静止开始滑行18 m经过斜槽的底部O点进入水平水槽(设经过O点前后速度大小不变，取 g＝10 m/s2)．求：

(1)船沿倾斜水槽下滑的加速度的大小；

(2)船滑到斜槽底部O点时的速度大小；

(3)船进入水平水槽后15 s内滑行的距离．

5 参考答案与解析

1．[导学号27630162] 解析：选B.设物体的质量为m，由平衡条件可知，任何一个力的大小都等于其他两个力的合力大小，则可知F1＝m×2.5 m/s2，F2＝m×1.5 m/s2，所以F3＝F21－F22＝m×2 m/s2，因此去掉F3时物体的加速度a＝F3m＝2 m/s2.

2．[导学号27630163] 解析：选B.分析参赛者的受力如图所示，FN＝mgcos α，Ff＝mgsin α，向上爬的过程中，α变大，故FN减小，Ff变大，选项A错误、B正确；轨道对参赛者的作用力等于其受到的摩擦力与支持力的合力，大小等于其重力，方向向上，保持恒定，根据牛顿第三定律，参赛者对轨道的作用力不变，选项C错误；分析参赛者与轨道组成的整体，根据平衡条件，受到重力和地面的支持力的作用，不受地面的摩擦力作用，选项D错误．

3．[导学号27630164] 解析：选B.物体第1 s内向右做初速度为零的匀加速直线运动，第2 s内向右做匀减速直线运动到静止，第3 s内向右做初速度为零的匀加速直线运动，第4

s内向右做匀减速直线运动……选项ACD错误，选项B正确．

4．[导学号27630165] 解析：选C.当在绳的B端挂一质量为m的物体时，将它们看成系统，由牛顿第二定律：mg＝(m＋M)a1，故a1＝mg（m＋M）.而当在绳B端施以F＝mg的竖直向下的拉力作用时mg＝Ma2，a2＝mgM，a1

5．[导学号27630166] 解析：选A.工件在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右匀速运动，这样工件受到的滑动摩擦力水平向左与F大小相等，当将它们间的距离稍微增大一些后固定，两木棍AB和CD对圆柱形工件弹力的夹角增大，重力不变，弹力增大，由Ff＝μFN知，圆柱形工件受到的滑动摩擦力增大，工件一定静止不动，故选项A正确．

6．[导学号27630167] 解析：选B.因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则L＝12μgt2，可得t＝ 2Lμg，C可能；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则L＝0＋v2t，可得t＝2Lv，D可能；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则v22μg＋vt－vμg＝L，可得t＝Lv＋v2μg，A可能；木块不可能一直匀速至右端，B不可能．

7．[导学号27630168] 解析：选C.设物体a、b的质量分别为m1、m2，与接触面的动摩擦因数为μ，轻弹簧的原长为l0.以整体为研究对象有F1－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a1，以物体a为研究对象有k(l1－l0)－μm1g＝m1a1，联立解得k(l1－l0)＝m1m1＋m2F1.同理可得k(l2－l0)＝m1m1＋m2F2.因而可得l0＝F2l1－F1l2F2－F1， 故选项C正确．