2023届高考物理一轮复习情景应用专练（3）牛顿运动定律

这是一份2023届高考物理一轮复习情景应用专练（3）牛顿运动定律，共8页。
（3）牛顿运动定律1.如图所示，在重大节日或活动现场会燃放大型的礼花烟火。假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度大小是60 m/s，上升过程中所受的阻力大小始终与自身重力相等，重力加速度g取，则礼花弹从射出到最高点所用的时间和离地面的距离分别为(   )
 A.6 s，90 m B.3 s，180 m C.3 s，90 m D.6 s，180 m2.如图，垂直电梯里有一个“轿厢”和一个“对重”，它们通过钢丝绳连接起来，驱动装置带动钢丝绳使“轿厢”和“对重”在竖直方向做上下运动.当“轿厢”向上做匀减速直线运动时(   )
 A.电梯的“对重”处于失重状态 B.电梯的“对重”向下做匀加速运动C.钢丝绳的拉力等于“轿厢”的重力 D.钢丝绳的拉力小于“轿厢”的重力3.高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷.当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙所示.下列说法正确的是(   )
 A.人向上弹起过程中，一直处于超重状态B.人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力C.弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力D.弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力4.为了备战即将举办的东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了原地纵跳摸高训练.已知质量的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10 m，训练过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5 m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90 m的高度.若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取.则(   )A.运动员起跳过程处于超重状态B.起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大C.起跳过程中运动员对地面的压力为960 ND.从开始起跳到双脚落地需要1.05 s5.如图所示，倾斜索道与水平面夹角为37°，当载人车厢沿索道运动时，车厢里质量为m的人对厢底的压力为其重力的1.25倍，已知重力加速度为g，下列说法正确的是(   )
 A.载人车厢一定沿斜索道向上运动 B.人对厢底的摩擦力方向水平向右C.车厢运动的加速度大小为 D.车厢对人的摩擦力大小为6.《中国制造2025》是我国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球的接触面保持竖直，则(   )
 A.机械臂受到的摩擦力方向向上B.小球受到的压力与重力是一对平衡力C.若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大D.若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，则机械臂对小球的作用力相比静止时一定变大7.如图所示的剪式千斤顶是用于顶起汽车的装置。当摇动把手时，螺纹轴就迫使千斤顶的左、右两臂靠拢，同时抬起重物。汽车对千斤顶的压力。假设当千斤顶两臂间的夹角为120°时，其两臂受到的压力为；若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将怎样变化(   )
 A.，变小 B.，变大C.，变大 D.，变小8.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，得到了图1所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图象。已知时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是(   )
A.时电梯处于失重状态 B.8~9 s内电梯在做减速运动C.10~15 s内电梯在上行 D.17~20 s内电梯在下行9.中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为(   )A.F B. C. D.10.如图所示为水平匀速转动的传送带，一个物块以某一速度从左边冲上传送带，则小物块运动的图像不可能是(   )
 A. B. C. D.11.如图所示，一辆货车运载着相同大小的光滑的圆柱形空油桶，在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只油桶C，自由地摆放在之间，和货车一起保持静止。重力加速度为g，当C与车共同向左加速时(   )
 A.A对C的支持力增大B.B对C的支持力不变C.当向左的加速度大小达到时，C将脱离AD.当向左的加速度大小达到时，C将脱离A12.滑雪运动中，当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气压出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而减少雪地对滑雪板的摩擦，然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度不超过4 m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数为，滑雪者的速度超过4 m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数会突变为，之后保持不变。如图所示，一滑雪者从倾角，坡长的雪坡顶端A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B后又滑上一段水平雪地。不计空气阻力，取重力加速度。求：
 （1）滑雪者从开始下滑到动摩擦因数第一次发生突变所经历的时间；（2）滑雪者到达B处的速度大小。


答案以及解析1.答案：C解析：本题借助礼花烟火为背景考查牛顿第二定律的应用。礼花弹受到竖直向下的重力和阻力，由牛顿第二定律有，又，得，根据，解得，根据运动学公式有，代入数据得,C正确。2.答案：D解析：当“轿厢”向上做匀减速直线运动时，“轿厢”加速度向下，处于失重状态，钢丝绳的拉力小于“轿厢”的重力，此时，“对重”向下做匀减速运动，加速度向上，处于超重状态，故A、B、C错误，D正确.3.答案：C解析：人向上弹起的过程中人所受的合力方向先向上后向下，由牛顿第二定律知，人的加速度方向先向上后向下，故人先处于超重状态后处于失重状态，A错误；由牛顿第三定律知，踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对相互作用力、大小相等，B错误；弹簧压缩到最低点后，人会被弹起，可知此时高跷对人的作用力大于人的重力，C正确；弹簧压缩到最低点时，人有向上的加速度，人处于超重状态，故高跷对地的压力大于人和高跷的总重力，D错误.4.答案：AD解析：运动员离开地面后做竖直上抛运动，设离开地面时速度为v，根据可知.起跳过程可视为匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，所以运动员起跳过程处于超重状态，根据速度—位移公式可知，解得，对运动员根据牛顿第二定律可知，解得，根据牛顿第三定律可知，运动员对地面的压力为1300 N,A正确，C错误；运动员在起跳过程中做匀加速直线运动，起跳过程的平均速度，运动员离开地面后做竖直上抛运动，上升到最高点过程的平均速度,B错误；运动员起跳过程运动的时间，离开地面后到达最高点过程运动的时间，故运动的总时间，D正确.5.答案：D解析：人对厢底的压力为人重力的1.25倍，由牛顿第三定律知，厢底对人的支持力为人重力的1.25倍，对人受力分析，竖直方向上，由牛顿第二定律得，解得，载人车厢与人相对静止，且载人车厢加速度方向沿索道方向，故载人车厢的加速度方向沿索道向上，其运动方向可能沿斜索道向上，也可能沿斜索道向下，A错误；水平方向上人的加速度方向水平向右，由牛顿第二定律知，厢底对人的摩擦力方向水平向右，由牛顿第三定律知，人对厢底的摩擦力方向水平向左，B错误；车厢的加速度即人的加速度，则，C错误；由牛顿第二定律得车厢对人的摩擦力大小为，D正确.6.答案：D解析：机械臂受到的摩擦力和小球受到的摩擦力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，即机械臂受到的摩擦力方向向下，A错误；小球受到的压力在水平方向上，而重力在竖直方向上，故压力与重力不是一对平衡力，B错误；小球处于平衡状态，根据力的平衡条件有，增大铁夹对小球的压力，最大静摩擦力增大，但小球受到的摩擦力不变，C错误；若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向上机械臂对小球的作用力不变，依然等于，但在水平方向上机械臂对小球的作用力提供小球做匀加速运动的合力，故机械臂对小球的作用力大于，即机械臂对小球的作用力相比静止时一定变大，D正确。
7.答案：A解析：将汽车对千斤顶的压力F沿两臂分解为，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，即。初始时，两臂与竖直方向的夹角为，由平衡条件有，解得，CD错误；继续摇动把手，两臂靠拢，夹角减小，由分析可知，F不变，当θ减小时，增大，两臂受到的压力减小，A正确，B错误。
8.答案：C解析：时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯处于超重状态，A错误；时，电梯处于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯一定加速上升，8～9 s内，电梯的加速度仍为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升，B错误；时，电梯的加速度为零，电梯上升的速度达到最大值，9~16 s内，电梯的加速度为零，电梯以最大速度匀速上行，C正确；16～21 s内，电梯的加速度为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动，D错误。
9.答案：C解析：本题考查牛顿第二定律的应用、整体法和隔离法。根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故根据牛顿第二定律有；设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为，则根据牛顿第二定律有，联立解得，C正确。10.答案：D解析：本题通过传送带考查牛顿第二定律的应用和图像问题。如果物块初速度比传送带速度小，物块将一直加速，或先加速后匀速，故A正确；如果物块初速度与传送带速度相等，物块一直做匀速直线运动，故B正确；如果物块的初速度大于传送带的速度，物块可以一直减速，也可以到达B点前和传送带共速，之后一起匀速运动，但是速度不能减到零，故C正确，D错误。本题选择不可能的，故选D。11.答案：C解析：本题考查受力分析，牛顿运动定律。如图所示，对C进行受力分析，由几何关系可知，对C的支持力与竖直方向夹角均为30°，原来C处于静止状态，根据平衡条件可得，，即，故C的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有，，可见A对C的支持力减小、B对C的支持力增大，A、B错误；当A对C的支持力为零时，根据牛顿第二定律可得，解得，C正确，D错误。
 12.答案：（1）1 s（2）16 m/s解析：本题以滑雪运动为背景考查牛顿第二定律的简单应用和匀变速直线运动规律。
（1）设滑雪者和滑雪板的总质量为m，滑雪者在斜坡上从静止开始加速至速度期间，由牛顿第二定律有，
解得，
故由静止开始到动摩擦因数第一次发生突变所经历的时间为。（2）设滑雪者运动到速度为4 m/s之前的位移为，从速度为4 m/s时到运动到B点时的位移为，则根据牛顿第二定律和运动学公式有
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代入数据解得滑雪者到达B处的速度大小。