2023届高考物理高频考点专项练习： 专题三 牛顿运动定律综合训练（B卷）

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2023届高考物理高频考点专项练习： 专题三 牛顿运动定律综合训练（B卷）1.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是(   )A.0~时间内，v增大， B.~时间内，v减小，C.~时间内，v增大， D.~时间内，v减小，2.如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的(   )A.方向 B.方向 C.方向 D.方向3.如图所示，一辆车以加速度a在平直轨道上前进，一物块靠在车厢后壁上保持相对静止状态（未粘连）。已知物块质量为m，物块与后壁间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则下列说法正确的是(   )A.物块所受摩擦力 B.车厢后壁对物块的压力C.车厢对物块的作用力方向为竖直向上 D.要使物块不下落，火车加速度需满足4.一质量为m的物块放在倾角为θ的固定斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示。下列说法正确的是(   )A.若物块原来加速下滑，施加压力后物块加速度不变B.若物块原来加速下滑，施加压力后物块加速度变大C.若物块原来处于静止状态，施加压力后物块开始加速下滑D.若物块原来匀速下滑，施加压力后物块开始减速下滑5.如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，则(   )A.物体从A到O先加速后减速B.物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动C.物体运动到O点时，所受合力为零D.物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小6.如图甲所示，长为5 m、倾角为θ的绝缘传送带以2 m/s的恒定速率顺时针运行，整个装置处于时有时无的电场中，电场强度大小随时间变化的关系如图乙所示，电场方向垂直传送带向上.时刻将质量、电荷量为q的带正电小物块（可视为质点）轻放在传送带顶端，已知物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度g取，下列说法正确的是(   )A.0~1 s内小物块在传送带上运动的加速度大小为B.1~2 s内小物块在传送带上运动的加速度大小为C.小物块在传送带上运动的总时间为4 s D.小物块与传送带之间因摩擦产生的总热量为0.48 J7.如图所示，一光滑轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角为30°，小球甲、乙穿在光滑轻杆上，且用一跨过固定在天花板上的光滑定滑轮的轻质细线连接。当整个系统平衡时，连接小球乙的细线与水平方向的夹角为60°，连接小球甲的细线竖直。则甲、乙的质量之比为(   )A. B. C. D.8.质量为的物体，放在倾角为30°的斜面上恰能匀速下滑，若要使物体沿斜面匀速向上运动，需对物体施加沿斜面向上的力大小为（取）(   )A. B. C. D.9.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)(   )A.处于超重状态   B.不受摩擦力的作用C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用  D.所受合力竖直向上10.如图所示，白色传送带保持的速度逆时针转动，现将一质量为0.2 kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间的动摩擦因数，传送带两端的距离，传送带的倾角为37°。以下说法正确的是（，重力加速度g取）(   )A.煤块从A端运动到B端所受的摩擦力不变B.煤块从A端运动到B端所经历的时间为2.1 sC.煤块从A端运动到B端留下痕迹的长度为6 mD.煤块从A端运动到B端相对传送带的位移为4 m11.女子十米台跳水比赛中，运动员从跳台斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是(   )A.她在空中上升过程中处于超重状态B.她上升到最高点时的加速度大小为零C.她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度D.入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小12.很多智能手机都有加速度传感器，可以测量手机自身的加速度。某同学打开加速度传感器，用手水平托着手机。手迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落一段时间，然后接住手机，手机屏幕上记录一段加速度随时间变化的图像，取竖直向上为正方向，将图像简化为如图所示，下列说法正确的是(   )A.时刻，手机的加速度大小可能大于g B.到时间内，手机一直处于完全失重状态C.时刻，手机处于完全失重状态 D.时刻，手机的运动方向为竖直向上13.如图所示，一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部，某时刻细绳断开，在乒乓球上升到水面的过程中，台秤示数(   )A.变大 B.不变 C.变小 D.先变大后变小14.下图是某同学站在压力传感器上做下蹲－起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到以下信息(   )A.1 s时人处在下蹲的最低点 B.2 s时人处于下蹲静止状态C.该同学做了2次下蹲－起立的动作 D.下蹲过程中人始终处于失重状态15.某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是(   )A.在0~5 s内，电梯加速上升，该同学处于失重状态B.在5~10 s内，该同学对电梯地板的压力小于其重力C.在10~20 s内，电梯减速上升，该同学处于超重状态D.在20~25 s内，电梯加速下降，该同学处于失重状态16.如图所示，质量为2kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为，与此同时，物体还受到一个水平向右的推力，则物体运动的加速度大小为（g取）_____。17.如图（a）所示，一质量的物体在水平推力作用下由静止开始运动，水平推力随位移变化的图像如图（b）所示。已知物体与地面之间的动摩擦因数，则运动过程中物体的最大加速度______；距出发点______时物体的速度达到最大。（）18.科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带部分水平，其长度，传送带以的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径，其下端点与圆弧轨道的点在同一水平线上，点为圆弧轨道的最低点，圆弧对应的圆心角且圆弧的半径点和倾斜传送带的下端点平滑连接，倾斜传送带长为，其倾角。某同学将一质量为且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端处，物块经过点后恰能无碰撞地从点进入圆弧轨道部分，当经过点时，圆弧对物块支持力，然后物块滑上倾斜传送带。已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度,，求：（1）物块由到所经历的时间；（2）弧对应的圆心角为多少；（3）若要物块能被送到端，则倾斜传动带顺时针运转的速度最小值为多少。  
答案以及解析1.答案：D解析：在图像中图线的斜率表示乘客的速度。在0~时间内，图像中图线的斜率增大，v增大，由题设条件可知，乘客速度方向向下，加速度方向向下，由牛顿第二定律得，即，故A错误；在~时间内，图像中图线的斜率不变，v不变，由题设条件可知，乘客速度方向向下，加速度为零，由牛顿第二定律得，即，故B错误；在～时间内，图像中图线的斜率减小，v减小，由题设条件可知，乘客速度方向向下，加速度方向向上，由牛顿第二定律得，即，故C错误，D正确。2.答案：D解析：当小车向右做匀加速运动时，其加速度的方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小球所受合外力的方向水平向右，即沿图中方向，选项D正确，选项A、B、C错误。3.答案：D解析：对物块，在竖直方向受力平衡，可知所受的摩擦力等于重力，即，水平方向，选项A、B错误；车厢对物块有向上的摩擦力和水平向右的弹力，其合力方向斜向右上方，选项C错误；要使物块不下落，火车加速度需满足，即，得，选项D正确。4.答案：B解析：若物块原来加速下滑，施加一个竖直方向的恒力F，沿斜面方向有，垂直斜面方向有，结合滑动摩擦力公式，解得，施加压力后物块加速度变大，故选项A错误，B正确；若物块原来处于静止状态，施加一个竖直方向的恒力F，沿斜面向下的分力为，垂直斜面方向有，则物块仍然静止，故选项C错误；若物块原来匀速下滑，施加一个竖直方向的恒力F，沿斜面向下的分力为，垂直斜面方向有，则物块仍然匀速下滑，故选项D错误。5.答案：A解析：物体从A到O，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合力向右，随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大；当物体向右运动至间某点（设为点）时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大；此后，随着物体继续向右运动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左，至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大，所以物体越过点后，合力（加速度）方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反向，故物体做加速度逐渐增大的减速运动。综合以上分析，只有选项A正确。6.答案：D解析：存在电场时，有，解得，且，则，在此段时间内无热量产生。不存在电场时，有，解得，所以小物块先匀加速再匀减速运动，交替进行一个周期运动的位移为，所以运动的时间为，在没有电场时，小物块与传送带间有摩擦，相对位移为，热量为，则选项D正确，A、B、C错误.7.答案：A解析：分别对小球甲、乙进行受力分析，如图所示，则小球甲受到重力和细线的拉力作用，轻杆对小球甲没有力的作用，否则小球甲水平方向受力不平衡，所以，以小球乙为研究对象，根据共点力平衡，结合图可知，细线的拉力与小球乙受到的支持力与竖直方向的夹角都是30°，所以与大小相等，则有，综上可得，故A正确，B、C、D错误。8.答案：A解析：物体恰能匀速下滑时，根据平衡条件可得若要使物体沿斜面匀速向上运动，根据平衡条件有联立解得，故选A。9.答案：C解析：当车减速上坡时,加速度方向沿斜坡向下,人的加速度与车的加速度相同,根据牛顿第二定律知人的合力方向沿斜面向下,合力的大小不变。人受重力、支持力和水平向左的静摩擦力,如图,将加速度沿竖直方向和水平方向分解,有竖直向下的加速度,则,故,乘客处于失重状态,故ABD错误,C正确。10.答案：D解析：煤块刚放上传送带时，受到传送带的滑动摩擦力沿传送带向下，大小为，煤块向下做匀加速运动的加速度大小为，则煤块运动到与传送带共速所需的时间为，位移为。煤块的速度达到传送带的速度后，所受传送带的滑动摩擦力的方向改为沿传送带向上，此时煤块运动的加速度大小为，根据运动学公式有，解得。则煤块从A端运动到B端所经历的时间为。故A、B错误。煤块的速度达到传送带的速度时，相对传送带的位移大小，煤块速度达到传送带速度至到达B端的过程中相对传送带的位移大小为，由于两段痕迹有重合，所以煤块从A端运动到B端留下痕迹的长度，煤块从A端运动到B端相对传送带的位移大小，故C错误，D正确。11.答案：D解析：运动员在空中上升的过程中，只受到重力作用，加速度等于重力加速度g，则处于完全失重状态，故A错误；运动员在上升到最高点时，速度为零，加速度等于g，故B错误；运动员从空气进入水中时，水的浮力逐渐增大，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最大，故C错误；入水过程中，根据牛顿第三定律可知，水对她的作用力与她对水的作用力大小相等，故D正确。12.答案：C解析：时刻，加速度向下，其值稳定一段时间，对应物体自由下落，加速度大小为g，手机处于完全失重状态，故A错误，C正确；到时间内，有一段时间加速度向上，表明手机处于超重状态，故B错误；时刻，手机向上的加速度最大，表明手机对手的压力最大，此时手机运动到最低位置，速度为零，即将向上运动，故D错误。13.答案：C解析：同体积的水比乒乓球的质量大，在乒乓球加速上升的过程中，水和乒乓球系统的重心加速下降，处于失重状态，台秤示数变小。14.答案：B解析：人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，人处于失重状态，然后减速向下运动，此时加速度方向向上，人处于超重状态，所以下蹲过程中人先处于失重状态后处于超重状态，选项D错误；1 s时人向下的加速度最大，此时人没有处在下蹲的最低点，选项A错误；2 s时人刚完成了下蹲动作，故此时处于下蹲静止状态，选项B正确；0~2 s是下蹲过程，2~4 s是起立过程，所以该同学做了1次下蹲–起立的动作，选项C错误。15.答案：D解析：从速度－时间图像可知，在0~5 s内加速度为正，说明电梯的加速度向上，人处于超重状态，故A错误；5~10 s内，该同学做匀速运动，其对电梯地板的压力等于他所受的重力，故B错误；在10~20 s内，电梯向上做匀减速运动，加速度向下，人处于失重状态，故C错误；在20~25 s内，电梯向下做匀加速运动，加速度向下，人处于失重状态，故D正确。16.答案：解析：物体受到水平向右的摩擦力，根据牛顿第二定律，解得。17.答案：20;4解析：由牛顿第二定律得：,当推力时,物体所受的合力最大,加速度最大,代入数据得：；由图象求出，推力随位移变化的数值关系为：，速度最大时，物体加速度为零，则：。代入数据解得：。18.答案：（1）0.7s（2）53°（3）见解析解析：（1）物体加速到的时间：在加速阶段的位移： 物块由A到B所经历的时间：(2)在B点，由于所以物体能够在B点离开传送带做平抛运动，到达D点时物体沿竖直方向的分速度：到达D点时物体的速度与水平方向之间的夹角：所以：（3）物体在F点时，支持力与重力的分力提供向心力得：代入数据得：物体在倾斜的传动带上受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力：因为可知物体先相对于传送带向上运动，受到的摩擦力的方向向下；当物体的速度小于传送带的速度后，受到的摩擦力方向向上，物体继续向上做减速运动。设物体恰好能到达点时，传送带的速度是，物体到达点的速度为0.物体的速度大于传送带的速度时，物体受到的摩擦力的方向向下，此时：，则物体的速度小于传送带的速度时，物体受到的摩擦力方向向上，则：，则物体向上的减速运动若反过来看，也可以是向下的加速运动，初速度为0，末速度为，设物体在传送带下半部分的一段时间为，上半部分的一段时间为，由运动学规律可得：(联立以上三式，代入数据得：)所以