云南高考物理三年（2020-2022）模拟题分类汇编-04牛顿运动定律（非选择题）

这是一份云南高考物理三年（2020-2022）模拟题分类汇编-04牛顿运动定律（非选择题），共18页。试卷主要包含了实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、实验题
1．（2021届云南省昆明市高三（下）“三诊一模”模拟考试理综物理试题）某同学制作一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量在竖直方向运动物体的加速度。如图所示，把一根轻弹簧和一把刻度尺悬挂在铁架台上，弹簧下端不挂重物时，指针指在刻度尺的零刻度线，然后在弹簧下端固定重为的小球制作成“竖直加速度测量仪”。测量仪静止时指针所指的位置如图所示，此处标记为加速度的“0”刻度，取重力加速度。
（1）根据上述操作，计算得到该弹簧的劲度系数为_______；（计算结果保留2位有效数字）
（2）规定竖直向上为加速度的正方向，该同学对各刻度线对应的加速度进行标记，这样，当指针稳定指向某一刻度时，就能测出其对应的加速度，则刻度尺的刻度线应标记为_______，刻度尺的刻度线应标记为_______。（计算结果均保留2位有效数字）
2．（2020届云南省高中毕业生统一检测理综物理试题）某实验小组测量重力加速度的实验装置，如图所示，图中D为铁架台，E为固定在铁架台上的定滑轮（质量和摩擦可忽略）, F为光电门，C为固定在重物上的宽度为d=0.48cm的遮光条（质量不计）。让质量为3.0kg的重物A拉着质量为1.0kg的物块B从静止开始下落。某次实验，测得A静止时遮光条到光电门的距离h=60.0cm，测出遮光条C经过光电门的时间，根据以上数据，可得该次实验重物A经过光电门的速度为_______m/s, 重力加速度为________m/s2（计算结果均保留两位有效数字）。本次实验重力加速度的测量值比实际值________（填“偏小”、“偏大”或“不变”）。
二、解答题
3．（山西省长治市第二中学2021-2022学年高二（下）期中考试物理试题）如图所示，一粗糙的水平平台左端固定一轻质弹簧，在平台最右端并排静止放置可视为质点的两个小物块A和B，质量mA=0.2kg，mB=0.4kg，A、B间夹有少量炸药。在平台右侧紧挨着平台的水平地面上静止放置一质量为mC=0.2kg的木板C，木板C的上表面与平台在同一水平面上，其高度h=0.2m，长度L=1m，物块B与木板C上表面、地面与木板C下表面间的动摩擦因数分别为μ1=0.4，μ2=0.1．某时刻炸药爆炸，A、B分别沿水平方向运动，物块A压缩弹簧后被弹回并恰好停在爆炸前的位置，且弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为Ep=4.05J；物块B最终落到地面上。取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物块B从木板C上表面飞出至落到地面上所经历的时间？
（2）爆炸后瞬间，物块B的速度大小？
（3）物块B刚落到地面时与木板C右端的水平距离？
4．（2022届云南省高三（下）第二次复习统一检测理综能力测试物理试题）某幼儿园要修建一个如图甲所示的儿童滑梯，设计师画出了如图乙所示的模型简图，若滑梯由长度为、倾角的斜面AB和长度为的水平部分BC组成，AB和BC由一小段圆弧（图中未画出且长度可忽略）平滑连接，儿童裤料与滑梯之间的动摩擦因数为，取重力加速度。
（1）儿童（可视为质点）从A点由静止开始下滑，求他到达C点时的速度大小及从A到C所需的时间；
（2）考虑安全因素，应使儿童到达C点时速度尽量小，同时因场地限制，斜面顶端到滑梯末端C的水平距离不能改变，但斜面长度、高度h和倾角都可以调整。若设计要求儿童从斜面顶端由静止开始下滑，滑到C点时速度恰好为零，则滑梯的高度h应为多少。
5．（2022届云南省昆明市高三（下）“三诊一模”摸底诊断测试理综物理试题）如图所示，质量为M=2.5kg的一只长方形空铁盒静止在水平地面上，铁盒与水平地面间的动摩擦因数=0.3，对其施加水平拉力进行多次实验，发现要使一质量为m=0.5kg的木块能静止在铁盒竖直左侧壁上而不下滑，水平拉力F应满足F≥129N，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求木块与铁盒内壁间的动摩擦因数 ；
（2）某次实验时，将大小为F0=68.25N的水平拉力作用在铁盒上，同时释放木块，铁盒和木块由静止开始运动，木块沿铁盒左侧壁落到底部且不反弹，木块落到铁盒底部瞬间撤去拉力。已知木块释放时距离铁盒底部的高度h=22.5cm，铁盒长度为L=30cm，木块与铁盒内壁以及底部的动摩擦因数均相同，木块和铁盒右侧壁发生的碰撞是完全非弹性碰撞，所有碰撞时间忽略不计，求：
①木块落到铁盒底部时铁盒的速度；
②该实验中木块运动的总时间。
6．（2022届云南省玉溪市普通高中高三（上）第一次教学质量检测物理试题）如图所示，倾斜放置的传送带与水平面间的夹角为θ=37°，传送带长为L=8.2m，以v0=2m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带下端与地面平滑连接。一滑块从传送带顶端A点由静止释放，滑块A的质量为m1=1kg，与传送带之间的动摩擦因数为μ1=0.5。一段时间以后，滑块A到达传送带底端与静止在地面上的物块B发生弹性正碰，物块B的质量为m2=2kg。滑块A、物块B与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.2。取重力加速度g=10m/s2，sinθ=0.6，csθ=0.8，求:
（1）滑块A从开始运动到与传送带共速所经过的位移x；
（2）滑块A与物块B碰撞后瞬间，物块B的速度vB；
（3）滑块A与物块B都停止运动后，二者之间的距离d。
7．（2021届云南省昆明市高三（下）“三诊一模”模拟考试理综物理试题）随着电子商务的迅速发展，对物流的需求急剧增加，下图是物流运输过程中卸货的传送装置示意图，水平部分和倾斜部分的长度均为，部分与水平面之间的夹角。传送带以的速度沿顺时针方向匀速运转，把包裹轻放到水平传送带A端，包裹经过B端前后速度大小不变且不脱离传送带。已知包裹与传送带间的动摩擦因数为0.5，包裹放上后传送带速度不变。取重力加速度，，。求：
（1）包裹到达B端时的速度大小；
（2）包裹从A端传送到C端所需时间。
8．（2020届云南省昆明市高三（下）“三诊一模”高考模拟理综物理试题）一跳伞运动员及其装备总质量为m，t=0时刻，运动员从离地h=500m停在空中的直升机上由静止开始下落，t=4s时刻开启降落伞，t=14s时刻再次调整降落伞，下落过程中运动员及其装备所受阻力f的大小随时间t变化的情况可简化为下图所示的图象，取重力加速度g=10m/s2。求运动员下落的总时间。
9．（2020届云南省玉溪市普通高中高三第二次教学质量检测理综物理试题）如图为上海市地标建筑——上海中心，其内置观光电梯，位于上海中心的上海之巅观光厅里的游客可360°鸟瞰上海景观。电梯从地面到118层的观光厅只需55s，整个过程经历匀加速、匀速和匀减速，当电梯匀加速上升时，质量为50kg的人站在置于电梯地板的台秤上，台秤的示数为56kg，电梯加速上升60m时达到最大速度，然后匀速行驶一段时间，最后又经9s减速到达观光厅。g取10m/s2，求:
(1)电梯匀加速上升的加速度大小；
(2)观光厅距离地面的高度。
10．（2020届云南省昆明市高三“三诊一模”摸底诊断测试物理试题）如图甲所示，质量为m=0.3kg的小物块B（可视为质点）放在质量为M=0.1kg、长度L=0.6m的木板A的最左端，A和B一起以v0=lm/s的速度在光滑水平面上向右运动，一段时间后A与右侧一竖直固定挡板P发生弹性碰撞。以碰撞瞬间为计时起点，取水平向右为正方向，碰后0.5s内B的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）A与B间的动摩擦因数；
（2）A与P第1次碰撞到第2次碰撞的时间间隔；
（3）A与P碰撞几次，B与A分离。
参考答案：
1． 10 1.0
【详解】（1）[1]该弹簧的劲度系数为
（2）[2]当指针指向刻度尺刻度线时，弹簧的弹力为
所以此时小球具有向下的加速度，则刻度尺的刻度线应标记为
（2）[3]当指针指向刻度尺刻度线时，弹簧的弹力为
所以此时小球具有向上的加速度，则刻度尺的刻度线应标记为
2． 2.4 9.6 偏小
【详解】[1] 根据以上数据，可得该次实验重物A经过光电门的速度为
[2]对A、B整体
且
代入数据解得
[3]由于存在阻力，导致加速度偏小，实验重力加速度的测量值比实际值偏小。
3．（1）0.2s；（2）4.5m/s；（3）0.32m
【详解】（1）物块 B从木板C上表面飞出做平抛运动，由

得
t0=0.2s
（2）设爆炸后瞬间，物块A的速度大小为vA，物块A向左运动的最大距离为S，物块 A与水平平台间的动摩擦因数为μ；由功能关系可知

μmAgS=EP
爆炸前、后系统A、B动量守恒，取向右为正方向，则
mBvB-mAvA=0
得
vB=4.5m/s
（3）设B从C的左端滑到右端过程中，设C运动的距离为SC
则此过程中
μ1mBg=mBaB
得
aB=4m/s2
Sc+L=vBt-aBt2
对C，有
μ1mBg-μ2（mB+mC）=mCaC
得
aC=5m/s2
Sc=aCt2
得
t=s
或t=s（舍去）
B从C的上表面水平抛出时，设B、C的速度分别为vB0、vC
vB0=vB-aBt
vC=aCt
B从C的上表面水平抛出后
μ2mCg=mCaC′
B从C的上表面水平抛出后，C速度减小到0所用时间

由此可知B在平抛过程中C一直在做匀减速直线运动。则B从C的上表面水平抛出后，B、C在水平方向运动的距离
xB=vB0t0
物块 B刚落到水平地面时与木板C右端的水平距离
△x=xB-xC
解得
△x=0.32m
4．（1）,；（2）
【详解】（1）从A到B，据牛顿第二定律及运动学规律可得
解得
从B到C，据牛顿第二定律及运动学规律可得
解得
总时间
解得
（2）调整后，从到C，据动能定理可得
设调整后的斜面与水平面的夹角为，据几何关系可得
解得
5．（1）；（2）①；②
【详解】（1）对木块和铁盒整体，由牛顿第二定律
①
对木块
②
当木块刚要下滑时
③
解得
④
（2）①对物块，由牛顿第二定律
⑤
⑥
⑦
对铁盒，由牛顿第二定律
⑧
由运动学公式
⑨
⑩
联立求得
⑪
②撤去拉力后，对木块，由牛顿第二定律
⑫
对铁盒，由牛顿第二定律
⑬
由运动学公式，木块与右壁碰前
⑭
，⑮
之后木块与铁盒发生碰撞，系统动量守恒
⑯
碰后对木块和铁盒整体，由牛顿第二定律
⑰
由运动学公式
联立求得
⑱
6．（1）0.2m；（2）；（3）
【详解】（1）开始时物块A的加速度
解得
a=10m/s2
达到与传送带共速时的时间
A与传送带共速所经过的位移

（2）共速后，因为
可知物块A继续加速，加速度为
解得
则A滑倒底端的速度为
解得
A与B碰撞时由动量守恒定律以及能量关系
解得
即物块B的速度
（3）物块A以的速度再次滑向传送带，再次滑回水平地面时的速度仍为，对物块A由动能定理
对物块B由动能定理
解得滑块A与物块B都停止运动后，二者之间的距离
7．（1）；（2）
【详解】（1）包裹从A端放上传送带后，先做匀加速直线运动，由牛顿第二定律
解得
根据运动动学公式
因为，此后包裹匀速运动到B端，所以到达B端时速度的大小为
（2）设包裹从A端运动至B端过程中，匀加速直线运动和匀速运动的时间分别为和有
解得
从A到B匀速运动过程中，由运动学公式

解得
从B端到C端，包裹一直做匀加速运动，由牛顿第二定律
解得
由运动学公式

解得
所以从A到C的总时间

8．147s
【详解】设竖直向下为正方向，0～4s运动员做匀加速直线运动，由牛顿第二定律
①
由运动学公式
②
③
4s～14s运动员做匀减速直线运动
由牛顿第二定律
④
由运动学公式
⑤
⑥
最后阶段运动员匀速运动，运动距离
⑦
匀速运动时间
⑧
求得总时间
9．(1)a=1.2m/s2；(2)h=546m
【详解】(1)台秤的示数为56kg，则人对台秤的压力为560N，由牛顿第三定律，台秤对人的支持力为560N，对电梯里的人，由牛顿第二定律
FN-mg=ma
代入数据解得
a=1.2m/s2
(2)电梯匀加速上升过程最大速度为v，时间为t1，位移为x1=60m，由运动学公式有
v2-0=2ax1
代入数据解得
v=12m/s
t1=10s
匀速过程时间为t2，位移为x2
t2=55s-t1-9s=36s
x2=vt2=432m
匀减速过程时间为t3=9s，位移为x3。由运动学公式有
观光厅距离地面的高度为h
h=x1+x2+x3=546m
10．（1）0.1（2）0.75s（3）一共可以碰撞2次
【详解】方法一：
解：（1）碰后A向左减速，B向右减速，由图像得：
由牛顿第二定律：
求得
（2）由牛顿第二定：
A减速到0后，向右继续加速，最后与B共速
由：
求得：
，
此过程中，A向左移动的距离为：
之后A与B一起向右匀速运动，时间：
所以一共用的时间：
；
（3）A第1次与挡板P相碰，到第2次相碰的过程内，
假设第3次碰撞前，A与B不分离，A第2次与挡板P相碰后到第3次相碰的过程内
，
求得：
由于：
所以一共可以碰撞2次。
方法二：
解：（1）碰后A向左减速，B向右减速，由图像得：
由牛顿第二定律：
求得
；
（2）碰后B向右减速，A向左减速到0后，向右继续加速，最后与B共速，由动量守恒定律可得：
解得：
此过程，对B由动量定理得：
解得：
对A由动能定理：
求得：
此后A、B一起向右匀速运动的时间：
所以一共用的时间：
（3）A第1次与挡板P碰撞后到共速的过程中，对整个系统，由能量守恒：
假设第3次碰撞前，A与B不分离，A第2次与挡板P相碰后到共速的过程中，由动量守恒：
由能量守恒：
解得：
由于，所以一共可以碰撞2次。