05学霸必刷 高一物理期末复习 专题三 牛顿运动定律 预习卷(解析版)

《学霸必刷》高一物理期末复习  专题三  牛顿运动定律  课前预习

一、知识架构

二、概念辨析

(1)牛顿第一定律指出，当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态.(  ) ×

(2)飞跑的运动员，由于遇到障碍物而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态.(  )√

(3)作用力与反作用力可以作用在同一物体上.(　) ×

(4)牛顿第三定律对于任何物体、在任何情况下都是成立的.(　) √

(1)物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比.(　) √

(2)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度.(　) √

(3)超重就是物体的重力变大的现象.(　) ×

(4)失重时物体的重力小于mg.(　) ×

(5)加速度等于g的物体处于完全失重状态.(　) ×

(6)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向.(　) ×

三、对点练习

考点1：牛顿第一定律  惯性

1．(多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法正确的是(　　)

A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动

B．小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变

C．火车一定是在向前加速

D．以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用

答案　BCD

考点2：牛顿第二定律

2．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θ=37°角，小球和车厢相对静上，g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8 。关于车厢的运动，下列说法可能正确的是(   )

A．加速度为7.5 m/s2，向右匀加速       B．加速度为7.5 m/s2，向右匀减速

C．加速度为13.3 m/s2，向左匀加速      D．加速度为13.3 m/s2，向左匀减速

答案　A

解析　加速度大小a=gtan37°＝7.5 m/s2，方向水平向右，车厢可能向右加速运动，也可能向左减速运动。所以只有选项A正确.

3．如图所示，在与水平方向成θ角、大小为F的力作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁加速下滑，已知物块与墙壁的动摩擦因数为μ．则下滑过程中物块的加速度大小为(   )

A．a=g－μFcosθ/m

B．a=g－Fsinθ/m

C．a= g－ (Fsinθ+μFcosθ)/m

D．a= g－ (Fsinθ－μFcosθ)/m

答案　C

解析　由受力分析可得，加速度为

可见选项C正确.

4．(多选)如图所示，物体的质量m=2kg，斜面倾角θ=37°，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度g取10m/s2。下列关于加速度的计算结果正确的是(   )

A．若μ=0，让物体在斜面上自由滑行，则物体向上滑行的加速度小于向下滑行的加速度。

B．若μ=0.5，给物体一初速度使其沿斜面向上滑行，则物体的加速度大小为10m/s2。

C．若μ=0.5，给物体一初速度使其沿斜面向下滑行，则物体的加速度大小为2m/s2。

D．若μ=0.5，对物体施加一水平向右的推力F=48N，则物体的加速度大小为2m/s2。

答案　BCD

解析　

A．由受力分析可得，无论物体向上滑行或向下滑行，其加速度均为 , 物体向上滑行的加速度等于向下滑行的加速度。

B．由受力分析可得，物体向上滑行的加速度为：，

选项B正确.

C．由受力分析可得，物体向下滑行的加速度为：，

选项C正确.

D．由受力分析可得，物体的加速度为：，选项D正确.

故选BCD。

5．如图所示，装满土豆的木箱，以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动，则木箱中某一质量为m的土豆受到其他土豆对它的作用力为(　　)

A．μmg   B．mg    C．mg    D．mg

答案　C

考点3：牛顿第三定律

6．(多选)搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空，下面关于卫星与火箭升空的情形叙述正确的是(　　)

A．火箭尾部向下喷气，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上的推力

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

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

D．卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力

答案　AD

解析　火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体。火箭向下喷气时，喷出的气体对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力。此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，选项B、C错误，A正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星吸引地球，这就是一对作用力与反作用力，故选项D正确。

7．(多选)如图所示，有人做过这样的实验，用两只完全相同的生鸡蛋中的A鸡蛋去撞击静止的B鸡蛋的同一部位，结果每次都是B鸡蛋被撞破，下列说法正确的是（    ）

A. A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小

B. A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小

C.碰撞瞬间A的蛋黄和蛋白由于惯性会对A的蛋壳产生向前的作用力

D. A碰撞部分除受B的作用力外，还受到A的蛋黄和蛋白对它的作用力，而两力的效果有所抵消

答案　ACD

考点4：力学单位制

8．现有下列物理量和单位，按下面的要求选择填空．

A．力　  B．米/秒　   C．牛顿　   D．加速度　  E．质量　   F．秒　   G．厘米　   H．长度

I．时间  　J．千克　   K．米

(1)属于物理量的有________________．

(2)在国际单位制中，其单位作为基本单位的物理量有________________．

(3)在国际单位制中属于基本单位的有________________，属于导出单位的有________________．

答案  (1)A、D、E、H、I　(2)E、H、I　(3)F、J、K　B、C

解析  力是物理量，米/秒是导出单位，加速度是物理量，质量是物理量，秒是国际单位制中的基本单位，厘米是长度的单位，是基本单位，但不是国际单位制中的基本单位，长度是物理量，时间是物理量，千克、米是国际单位制中的基本单位．

9．现有一个我们未学过的公式 ，已知m代表质量，k代表弹簧的劲度系数，请判断x是关于什么的物理量?(     )

A．位移      B．时间     C．速度      D．力

答案  B

解析  k的单位转化为国际单位制中的基本单位可表示为，质量m的单位为kg，常数2π没有单位，将它们代入公式得到x的单位是，所以x应该是关于时间的物理量(周期)

考点5：超重、失重

10．如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员   (　　)

A．在第—过程中始终处于失重状态

B．在第二过程中始终处于超重状态

C．在第一过程中先失重，后超重；在第二过程中先超重，后失重

D．在第一过程中先超重，后失重；在第二过程中先失重，后超重

答案　C

解析　运动员刚接触床面时，重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态；当弹力增大到等于重力时速度最大；继续下降，弹力大于重力，做减速运动，运动员处于超重状态，即在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态；在第二过程中先向上加速运动，处于超重状态，后向上减速运动，处于失重状态，所以选项 C正确，其他选项均错误。

11．如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中(不计空气阻力)，轻绳上拉力F的大小为(     )

A.F=mg             B.Mg<F<(M+m)g

C.F=(M+m)g         D.F>(M+m)g

答案　D

解析　铁片B被吸引上升的过程中，向上作匀加速运动，处于超重状态， 所以轻绳上的拉力F大于整个装置的总重力。

考点6：动力学图象  

12．一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用，假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图象是(　　)

答案　C

解析　当拉力F小于最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度为零，当F大于最大静摩擦力时，根据F－f＝ma知，随F的增大，加速度a增大，故选项C正确。

13．质量为0.8 kg的物体在一水平面上运动，如图所示，a、b分别表示物体受到水平拉力作用和不受拉力作用的v-t图象，则拉力与摩擦力之比为(　　)

A．9∶8   B．3∶2   C．2∶1   D．4∶3

答案　B

解析　由v－t图象知，图线a为仅受摩擦力的作用，加速度大小a1＝1.5 m/s2；图线b为受水平拉力和摩擦力的作用，加速度大小a2＝0.75 m/s2。 列方程Ff＝ma1，F－Ff＝ma2，解得＝

考点7：运动时间分析   

14．(多选)下列甲、乙、丙、丁四图中的1、2、3 是三个光滑轨道，甲、乙、丙图中的三个轨道与水平面的夹角从大到小均为60°、45°、30°，甲图中三个轨道的起点高度相同，乙图中三个轨道对应的水平底边相同，丙图中三个斜轨道的长度相同，丁图中②轨道为竖直直径，①③轨道的一端分别与②轨道的底端和顶端在同一点上，另一端分别在圆周上。现让同一物体分别沿四个图中的三个光滑轨道从顶端由静止开始下滑，到达底端所用的时间分别为t1、t2、t3，下列说法正确的是(     )

A．对于甲图有：t1<t2<t3            B．对于乙图有：t2<t1=t3

C．对于丙图有：t1<t2<t3            D．对于丁图有：t1<t3<t2

答案　BC

考点8：牛顿定律的瞬时性

15．如图放置在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，如图所示，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，则下列说法正确的是(　　)

A．aA＝0　aB＝g   B．aA＝g　aB＝0

C．aA＝g　aB＝g   D．aA＝0　aB＝g

答案　B

解析　细线被烧断的瞬间，小球B的受力情况不变，加速度为0。烧断前，分析整体受力可知线的拉力为T＝2mgsin θ，烧断瞬间，A受的合力沿斜面向下，大小为2mgsin θ，所以A球的瞬时加速度为aA＝2gsin 30°＝g，故选项B正确。

考点9：变加速过程分析

16．(多选)一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，且空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大，则如图所示的图象中可能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是(　　)

答案　AC

17．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示(忽略一切阻力)，则(　　)

A. t1时刻小球速度最大

B. t2时刻小球速度最大

C. t2～t3这段时间内，小球的速度先增加后减少

D. t2～t3这段时间内，小球的加速度先增加后减少

答案　C

解析　t1时刻小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，小球向下做加速运动，当弹力增大到等于重力时速度最大，选项A错误；继续下降，弹力大于重力，小球做减速运动，t1时刻小球到达最低点弹力最大速度为0，选项B错误；t2～t3这段时间内，小球从最低点上升到离开弹簧，弹力从最大变为0，期间有一个平衡点弹力等于重力时，加速度为0，速度最大，所以t2～t3这段时间内，小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，所以选项C正确、 D错误。

考点10：临界、极值问题

18．倾角为θ＝45°、外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上，在滑块M的顶端O处固定一细线，细线的另一端拴一小球，已知小球的质量为m＝ kg，当滑块M以a＝2g的加速度向右运动时，细线拉力的大小为(取g＝10 m/s2)(　　)

A．10 N   B．5 N   C. N   D. N

答案　A

解析　当滑块向右运动的加速度为某一临界值时，斜面对小球的支持力恰好为零，此时小球受到重力和线的拉力的作用，如图甲所示。

根据牛顿第二定律，有FTcos θ＝ma0，FTsin θ－mg＝0，其中θ＝45°，解得a0＝g，则知当滑块向右运动的加速度a＝2g时，小球已“飘”起来了，此时小球受力如图乙所示，则有FT′cos α＝m·2g，FT′sin α－mg＝0，又cos2α＋sin2α＝1，联立解得FT′＝10 N，故选项A正确。

19．(多选)如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以同样的初速度v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10 m/s2，根据图象可求出(　　)

A.物体的初速度v0＝3 m/s

B.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75

C.取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin＝1.44 m

D.当θ＝45°时，物体达到最大位移后将停在斜面上

答案　BC

解析　当θ＝90°时，物体做竖直上抛运动

v02＝2gx1

v0＝＝ m/s＝6 m/s

当θ＝0°时，物体在水平面上做减速运动

v02＝2μgx2

μ＝＝＝0.75

当θ为任意角度时

a＝gsin θ＋μgcos θ

x＝＝＝ m

当θ＝53°时，x有最小值

xmin＝1.44 m

当θ＝45°时，mgsin 45°>μmgcos 45°，物体不能停在斜面上.故B、C正确.

考点11：多过程问题

20．如图所示，一倾角θ＝37°的足够长斜面固定在水平地面上。当t＝0时，滑块以初速度v0＝10 m/s沿斜面向上运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。下列说法中正确的是(　　)

A．滑块一直做匀变速直线运动

B．t＝1 s时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上

C．t＝2 s时，滑块恰好又回到出发点

D．t＝3 s时，滑块的速度为4 m/s

答案　D

解析　滑块上滑过程mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，解得a1＝10 m/s2，下滑过程mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，解得a2＝2 m/s2，故A错误；上滑时间t1＝＝1 s，上滑距离x＝＝5 m，下滑过程x＝a2t，解得t2＝ s，故B、C错误；t＝3 s时，滑块还处于下滑阶段，v＝a2(t－1)＝4 m/s，故D正确。

21．如图所示，一条小鱼在水面处来了个“鲤鱼打挺”，弹起的高度为H＝2h，以不同的姿态落入水中其入水深度不同。若鱼身水平，落入水中的深度为h1＝h；若鱼身竖直，落入水中的深度为h2＝1.5h；假定鱼的运动始终在竖直方向上，在水中保持姿态不变，受到水的作用力也不变，空气中的阻力不计，鱼身的尺寸远小于鱼入水深度。重力加速度为g，求：

(1)鱼入水时的速度v；

(2)鱼两次在水中运动的时间之比t1∶t2；

(3)鱼两次受到水的作用力之比F1∶F2。

答案　(1)2　(2)2∶3　(3)9∶7

解析　(1)由v2＝2gH，得v＝2

(2)因h1＝t1，h2＝t2，得＝

(3)2gH＝v2＝2a1h1，F1－mg＝ma1

得F1＝3mg，同理得F2＝mg，

所以＝

22．如图是上海中心大厦，小明乘坐大厦快速电梯，从底层到达第119层观光平台仅用时55 s。若电梯先以加速度a1做匀加速运动，达到最大速度18 m/s，然后以最大速度匀速运动，最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为549 m。取g＝10 m/s2。

(1)若电梯经过20 s匀加速达到最大速度，求加速度a1及上升高度h；

(2)在(1)问中的匀加速上升过程中，若小明的质量为60 kg，求小明对电梯地板的压力；

(3)求电梯匀速运动的时间。

答案　(1)0.9 m/s2　180 m　(2)654 N　(3)6 s

解析　(1)t1＝20 s，vm＝18 m/s，

由a1＝，得a1＝0.9 m/s2，

h1＝t1＝180 m。

(2)由牛顿第二定律得FN－mg＝ma1

得FN＝m(g＋a1)＝60×10.9 N＝654 N。

由牛顿第三定律得小明对地板压力大小为654 N，方向竖直向下。

(3)t总＝t1＋t2＋t3＝55 s

x＝t1＋vmt2＋t3＝(t1＋t2＋t3)＋t2＝(t总＋t2)

联立解得t2＝6 s。

考点12：连接体模型

23．如图所示，物体A、B用不可伸长的轻绳连接，在竖直向上的恒力F作用下一起向上做匀加速运动，已知mA＝10 kg，mB＝20 kg，F＝600 N，求此时轻绳对物体B的拉力大小(g取10 m/s2).（    ）

A．600N      B．500N       C．400N     D．200N     

答案　C

解析　对A、B整体受力分析和单独对B受力分析，分别如图甲、乙所示：

对A、B整体，根据牛顿第二定律有：

F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a

物体B受轻绳的拉力和重力，根据牛顿第二定律，有：

FT－mBg＝mBa，

联立解得：FT＝400 N.

24．如图所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法正确的是(　　)

A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮

B．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮

C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮

D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮

答案　B

考点13：滑轮类模型

25．(多选)如图所示，水平光滑的地名上有一个静止的小车，小车的质量为20kg，一质量为60kg的人站在小车上，通过轻绳绕过光滑的轻质定滑轮拉动小车，人和小车一起均向左做匀加速直线运动．下列说法正确的是（　　）

A. 人受到方向向左的摩擦力

B. 当人和小车加速度大小均为2m/s2时，人与小车之间的摩擦力大小为40N

C. 无论加速度多大，人与小车之间的摩擦力大小保持60N不变

D. 由于人和小车一起均向左做匀加速直线运动，可知人拉绳子的小于绳子拉人的力

答案　AB

A.由于人和小车受到的拉力相同，而人的质量大于车的质量，故在一起做匀加速直线运动时，人受到向左的合力要大于车受到的合力，故人受到的摩擦力向左；故A正确；
B.当加速度为2m/s2时，对整体分析可知，2F=（M+m）a； 解得F=80N；此时人的合外力为F人=ma=60×2=120N；故人受到的摩擦力大小为120-80=40N；故B正确；
C.有B可知，故C错误；
D.由于人和小车一起均向左做匀加速直线运动，人拉绳子的力与绳子拉人的力为作用力和反作用力，故大小相等；故D错误；
故选：AB．

考点14：滑板类模型

26．如图所示，质量为M的长木板A在光滑水平面上，以大小为v0的速度向左运动，一质量为m的小木块B(可视为质点)，以大小也为v0的速度水平向右冲上木板左端，B、A间的动摩擦因数为μ，最后B未滑离A。已知M＝2m，重力加速度为g。求：

(1)A、B达到共同速度的时间和共同速度的大小；

(2)木板A的最短长度L。

答案　(1)　　(2)

解析　(1)对A、B分别由牛顿第二定律有μmg＝MaA，μmg＝maB

又M＝2m，可得aA＝μg，aB＝μg

规定水平向右为正方向，经时间t两者达到共同速度v，则v＝v0－aBt＝－v0＋aAt

解得t＝＝，v＝－。

(2)在时间t内：

A的位移xA＝t＝－

B的位移xB＝t＝

木板A的最短长度为两者的相对位移大小，即

L＝Δx＝xB－xA＝

考点15：传送带模型

27．如图所示，水平传送带始终以v匀速运动，现将一质量为m的物体轻放于A端，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，AB长为L，L足够长，重力加速度为g。问：

(1)物体从A到B做什么运动？

(2)当物体的速度达到传送带速度v时，物体的位移多大？传送带的位移多大？

(3)物体从A到B运动的时间为多少？

(4)什么条件下物体从A到B所用时间最短？

答案　(1)先匀加速，后匀速　(2)　　 (3)＋   (4)v≥

解析　(1)物体先做匀加速直线运动，当速度与传送带速度相同时，做匀速直线运动。

(2)由v＝at和a＝μg，解得t＝

物体的位移x1＝at2＝

传送带的位移x2＝vt＝

(3)物体从A到B运动的时间为

t总＝＋＝＋

(4)当物体从A到B一直做匀加速直线运动时，所用时间最短，所以要求传送带的速度满足v≥。

考点16：实验“探究物体的加速度与力、质量的关系”

28．某同学用如图甲所示的装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码的重力作为小车受到的合外力，根据打点计时器在小车后端拖动的纸带上打出的点迹计算小车运动的加速度。

(1)实验中除了需要小车、砝码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要__________、__________。

(2)实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是________________________。

(3)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a＝_______m/s2。(结果保留2位有效数字)

(4)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a－F关系图线，如图所示。试分析：图线不通过坐标原点O的原因是_______________________________________________；图线上部弯曲的原因是_______________________________________________。

答案　

(1)天平　刻度尺

(2)平衡小车运动中受到的摩擦阻力

(3)1.0　

(4)没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够　未满足拉车的钩码质量远小于小车质量

解析　

(1)略

(2)反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，目的是平衡摩擦力。

(3)由逐差法求解加速度，a＝，其中xAB＝3.90 cm，xBC＝4.90 cm，xCD＝5.90 cm，xDE＝6.90 cm，T＝0.1 s，则a＝1.0 m/s2。

(4)由a－F图象可知，当加速度为0时，外力F≠0，图线不过原点O的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够。小车的加速度实际是a＝mg，开始时，由于满足Mm，图线斜率近似为，其图线近似为直线，随着m的增大，a－F图线的斜率不再是，而是，故图线上部是弯曲的。