2023届高考物理高频考点专项练习：专题三 考点08 牛顿运动定律的应用（C卷）

这是一份2023届高考物理高频考点专项练习：专题三 考点08 牛顿运动定律的应用（C卷），共13页。
专题三 考点08 牛顿运动定律的应用（C卷）1.如图所示，木板长为L，木板B端放有质量为m的静止物体，物体与板的动摩擦因数为μ，开始时板水平，现缓慢地抬高B端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物体开始滑动，此时停止转动木板，小物体滑到木板A端，则在整个过程中，下列说法不正确的是(   )A.摩擦力对小物体做功为    B.支持力对小物体做功为C.重力对小物体做功为0                D.木板对小物体做功为2.如图所示,,连接的细线仅能承受1N的拉力,桌面水平光滑,为使线不断而又使它们一起运动获得最大加速度,则可以施加的水平力F的最大值和方向为(   )A.向右,作用在上, B.向右,作用在上,C.向左,作用在上, D.向左,作用在上,3.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行．初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图象（以地面为参考系）如图乙所示．已知.则(   )A.时刻，小物块离A处的距离达到最大
B.时间内，小物块一直做匀减速直线运动
C.时间内，小物块受到的摩擦力方向向右
D.时间内，小物块受到摩擦力的大小和方向都不变4.如图所示物体从斜面上的Q点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的P点。若传送带逆时针转动，再把物块放到Q点自由滑下，那么(   )A.它将落在P点左边 B.它将落在P点右边 C.它仍落在P点 D.它可能落不到地面上5.如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间的动摩擦因数为，用水平恒力拉动小车，物块的加速度和小车的加速度分别为、.当水平恒力取不同值时，与的值可能为（当地重力加速度取）(   )A.，  B.，C.， D.，6.如图所示，水平传送带始终以速度顺时针转动,一-物块以速度滑上传送带的左端,则物块在传送带上的运动一定不可能是(   )A.先加速后匀速运动     B.一直加速运动C.一直减速直到速度为零    D.先减速后匀速运动7.如图所示，一个人静止在地面上，人与地面间动摩擦因素为，已知地面对人的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（忽略定滑轮的摩擦力），当时，人静止时能拉起重物的最大重力为人重力的(   )A.倍       B.倍       C.倍       D.1倍8.如图所示，一倾角的足够长斜面固定在水平地面上．当时，滑块以初速度沿斜面向上运动．已知滑块与斜面间的动摩擦因数，，下列说法正确的是(   )A.滑块一直做匀变速直线运动 B.时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上C.时，滑块恰好又回到出发点D.时，滑块的速度大小为20 m/s9.如图甲所示，水平放置的传送带在电动机的作用下一直保持速度顺时针转动，两轮轴心间距为L，一个物块（视为质点）以速度从左轮的正上方水平向右滑上传送带，经过时间从右轮的正上方恰好离开传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为。物块和传送带的图象如图乙所示。关于物块的运动时间计算方法或结果，下列说法正确的是(   )A.运动时间只有一种表达方式，即B.运动时间只有两种表达方式，即或C.运动时间可有三种表达方式其中的两种是或，第三种表达方式是方程两个解中的较小值D.运动时间的几种表达方式形式不一样，其本质也不相同10.如图甲所示，、的两根细线系一小球，与竖直方向夹角为，水平拉直，小球处于静止状态，若将图甲中的细线换成长度相同（接小球后）、质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，先后剪断的瞬间，甲、乙两图中小球的加速度大小之比为(   )A.1 B. C.  D.11.如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动.小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.此过程中，以下结论不正确的是(   )A.小物块到达小车最右端时具有的动能为B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为C.小物块克服摩擦力所做的功为D.小物块和小车增加的机械能为12.如图所示,完全相同的三本书叠放在一起放在水平桌面上,书与桌面间摩擦忽略不计,在相同水平外力F作用下三本书保持相对静止向右运动。图甲中两书间摩擦力大小为,两书间摩擦力大小为,图乙中两书间摩擦力大小为,两书间摩擦力大小为。下列判断正确的是(   )A. B. C. D.13.如图甲，倾角为θ的传送带始终以恒定速率逆时针运行，时速度大小为的小物块从传送带的底端滑上传送带，其速度随时间变化的图象如图乙，则(   )A.时间内，小物块所受到的摩擦力始终不变B.小物块与传送带间的动摩擦因数满足μ大于C.时刻小物块离传送带底端的距离最远D.小物块返回传送带底端时的速率小于14.已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a所示)，以此时为时刻记录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小。已知传送带的速度保持不变，g取，则下列判断正确的是(   )A.内，传送带对物块做正功B.物块与传送带间的动摩擦因数为μ， C.内，传送带对物块做功为D.系统产生的热量一定比物块动能的减少量大15.竖直升降机内固定一斜面，其顶端固定一光滑的轻滑轮。滑块通过不可伸长的细绳跨过滑轮连接，开始时升降机静止，然后匀加速向上运动，已知整个过程中始终相对斜面静止，则(   )A.升降机静止时，滑块A受到沿斜面向下的摩擦力B.升降机加速向上运动过程中A受到的摩擦力一定大于静止时受到的摩擦力C.升降机加速向上运动过程中A可能不受摩擦力D.细绳对B的拉力始终等于B的重力16.如图所示,轨道AC由倾角为θ的粗糙倾斜轨道和水平光滑轨道BC构成,a球从AB上距离B点L处由静止释放,经过B点后在水平轨道BC上运动(忽略小球a经过B点时速率的微小变化)b从C点上方高为4.5L处下落,a、b两球同时释放,并在C点相遇,已知a球与轨道间的动摩擦因数μ=0.5,BC间距离也为L,则sinθ=__________.17.如图所示，两个光滑的梯形木块A和B紧挨着并排放在光滑水平面上，已知θ=60°，mA=2kg，mB=1kg，现同时施水平力F1=5N作用于A，F2=2N作用于B，作用的方向相反．两木块在运动中无相对滑动，则B对A的作用力大小为______N．18.如图所示，以的速度顺时针匀速转动的水平传送带，左端与粗糙的弧形轨道平滑连接，右端与光滑水平面平滑连接，水平面上有n个位于同一直线上、处于静止状态的相同小球，小球质量均为。质量为的物体从轨道上高的P点由静止开始下滑，滑到传送带上的A点时速度大小。物体和传送带之间的动摩擦因数，传送带之间的距离。物体与小球、小球与小球之间的碰撞都是弹性正碰，重力加速度取。求：
 （1）物体从P点下滑到A点的过程中，摩擦力做的功；（2）物体第一次向右通过传送带的过程中，传送带对物体的冲量大小；（3）物体第一次与小球碰撞后，在传送带上向左滑行的最大距离；（4）n个小球最终获得的总动能。

 

答案以及解析1.答案：A解析：A.在木板从水平位置开始转动到与水平面的夹角为α的过程中，摩擦力不做功，物块沿木板下滑过程中，摩擦力对物块做功。摩擦力为，则摩擦力对物块做功,A项与题意相符；
B.在木板从水平位置开始转动到与水平面的夹角为α的过程中，支持力对物块做功，物块下滑的过程中，支持力不做功，设前者做功为，根据动能定理得：，得，B项与题意不相符；
C.根据重力做功的特点可知，整个过程中，重力做功为0，C项与题意不相符；D.设在整个过程中，木板对物块做功为W，则，D项与题意不相符。
故答案为：A。2.答案：B解析：若施加的水平向右的拉力F，以为研究对象，由牛顿第二定律得：①以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：②①②联立求解得；，故A错误，B正确；若施加的水平向左的拉力F，以为研究对象，由牛顿第二定律得：③②③联立得；，故CD错误。故选：B3.答案：D解析：A、由乙图知：时间内，小物块向左做匀减速运动，时刻速度为零.时刻以后小物块向右运动，所以时刻，小物块离A处的距离达到最大，故A错误；
B、时间内，小物块向左做匀减速运动，时间内，小物块向右做匀加速运动，直到速度与传送带相同，做匀速运动而传送带一直向右匀速运动，故B正确；
C、时间内，小物块相对于传送带静止向右做匀速运动，不受摩擦力，故C错误；
D、时间内，小物块相对于传送带一直向左运动，受到的滑动摩擦力方向一直向右，大小为，保持不变，故D正确；
故选：D。4.答案：C解析：物体在静止的传送带上受到向后的摩擦力而做减速运动，物体动能的改变量等于摩擦力所做的功；当传送逆时针转动时，物体受到的摩擦力大小不变，同时摩擦力作用的位移也不变，故摩擦力对物体所做的功不变，物体到达传送带终点时，速度保持不变，故物体离开传送带后仍落在P点。综上分析，ABD错误，C正确。故选C。5.答案：B解析：ACD.当存在水平恒力F
拉小车在水平面上进行加速运动的时候，小车上的小物块也存在加速度，其加速度由小车与物块产生的摩擦力提供，最大摩擦力等于滑动摩擦力，故其最大加速度为
在此加速度内，木块与小车一起运动，且加速度相等，故ACD错误；
B.当物块的加速度为最大加速度，小车的加速度大于木块的加速度时，此时木块与小车发生相对运动，此时木块加速度最大，由牛顿第二定律得
小车的加速度；
B正确；
故选B。6.答案：C解析：若,物块相对传送带向左滑动，受到向右的滑动摩擦力，可能向右先加速运动，当物块速度增加到与传送带速度相等后再做匀速运动；物块在滑动摩擦力作用下，可能一直向右做匀加速运动.若物块相对传送带向右运动，受到向左的滑动摩擦力，可能向右做匀减速运动，当物块速度减小到与传送带速度相等后再做匀速运动；物块在滑动摩擦力作用下可能一直做匀减速运动，本题选不可能的，故选：C7.答案：B解析：对人受力分析有
解得
故选B。8.答案：C解析：A.物体上滑的加速度
因为，故物体不可能静止在斜面上，下滑的加速度为
滑块上滑和下滑的加速度不相等，不是一直做匀变速直线运动，A错误；
B.上滑的时间
但是速度减为零后不是静止在斜面上，而是沿斜面下滑，选项B错误；
C.上滑的最远距离
下滑到底端的时间
即时，滑块恰好又回到出发点，选项C正确；
D.时，滑块在下滑阶段，则此时滑块的速度为，选项D错误。
故选C。9.答案：C解析：图象表明物块一直做匀减速直线运动，离开传送带时，速度正好达到，小物块在传送带上运动（位移为L）的总时间，可能有三种计算方法：其中有两个解，取较小值，所以运动时间有三种表达方式，A错误、B错误、C正确；虽然计算运动时间的几种表达方式形式不一样，但是其结果一样，本质是相同的，D错误。故选C10.答案：C解析：在甲图中将细线剪断后，球做圆周运动，剪断细线的瞬间，加速度方向沿轨迹的切线方向，由牛顿第二定律得：，解得：；弹簧的弹力不可突变，将细线剪断瞬间，对小球，由牛顿第二定律得：，解得：；故，故ABD错误，C正确。故选：C。11.答案：D解析：A项，对小物块单独分析，所受合力为，位移为，小物块到达小车最右端时具有的动能为，A项说法正确，故不符合题意。B项，对小车单独分析，所受合力为f，位移为x，小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为，B项说法正确，故不符合题意。C项，对小物块单独分析，小物块克服摩擦力所做的功为，C项说法正确，故不符合题意。D项，小物块和小车相对运动会产生内能，所以小物块和小车增加的机械能为，D项说法错误，故符合题意。综上所述，本题正确答案为D。12.答案：A解析：由题可知，三本书保持相对静止向右运动，设加速度为a对三本书用整体法列牛顿第二定律对a受力分力可知水平方向只受摩擦力，列牛顿第二定律式子联立可解得同理对c受力分析可知水平方向只收到b对c的静摩擦，列出牛顿第二定律式子联立可解出在图乙中把三本书看成整体有对图乙中的a受力分析可知在水平方向上收到b对a的静摩擦力产生加速度解出对图乙中的c受力分析列出牛顿第二定律式解出综上可得出，故A对，BCD错。故选A。13.答案：D解析：由图乙可知：时间内，物块沿斜面向上做减速运动；时刻速度减为0；时间开始内，物块开始反向加速；时刻物块速度与传送带相等；时间内，物块继续沿斜面向下加速。A.时间内，物块沿斜面向上运动，摩擦力沿斜面向下；时间内，物块沿斜面向下加速，但因为速度小于传送带的速度，所以摩擦力还是沿斜面向下；时间内，物块速度大于传送带速度，所以摩擦力沿斜面向上。每一个阶段摩擦力大小都。所以时间内，摩擦力的大小始终不变，但方向会发生变化。故A错；B.时刻之后，物块依旧在加速沿斜面下滑此时对物块受力分析，容易得到下滑分力大于摩擦力，即.所以。故B错误。C.只要物体还在沿斜面向上滑，即只要图乙中物体的速度还在t轴上方，物体就会更加远离底端，所以时刻物块离地面最远，因为之后开始反向运动。故C错误。D.设物体沿斜面上滑时的加速度为；下滑时，第一阶段加速度，第二阶段加速度为，由运动的对称性可知，若物块向上和向下的加速度相等，根据，物块回到初始位置时的速度大小相等。但这里向下滑时，第二阶段的加速度变小，所以末速度变小，即小于最开始的速度。故D正确。故选：D。14.答案：D解析：由图可知：物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向向上.时间内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功，A项错误；在时间内，物块向上运动，则有，则，B项错误；时间内，由图可知，它所围的面积是物块发生的位移，物块的总位移沿传送带向下，高度下降，重力对物块做正功，设为，根据动能定理得，则传送带对物块做的功，由此可知C项错误；物块的重力势能减小，动能也减小，都转化为系统产生的内能，由能量守恒定律得知：系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小，D项正确.15.答案：C解析：A、由于不知道两滑块的质量大小关系以及斜面倾角、斜面动摩擦因数，所以无法确定两滑块的受力情况，则无法确定滑块A所受摩擦力方向，故A错误；BC、升降机加速向上运动时，如果绳子拉力、斜面对A的支持力与A的重力的合力恰好可以给A提供与升降机相同的加速度，则此时A不受摩擦力的作用；静止时，A可有受到摩擦力的作用，因此加速向上运动过程中A受到的摩擦力不一定大于静止时受到的摩擦，故B错误，C正确；D、升降机加速向上运动时，滑块B也加速度上升，则细绳对B的拉力始终大于B的重力，故D错误。故选：C16.答案：解析：a球在倾斜轨道上运动的加速度为.a球运动的时间为,b球运动的时间为.a、b两球同时释放,并在C点相遇,则有,联立解得.17.答案：解析：整体由牛顿第二定律得
F1-F2=（mA+mB）a
代入数据解得
a=1m/s2
对B受力分析得
Nsin60°-F2=mBa
解得
N=N
 18.答案：（1）（2）（3）（4）解析：（1）物体由P点到A点的过程，由能量守恒定律得
，
解得。
（2）由于，则物体滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，加速度大小为
，
减速至与传送带速度相等所用的时间
，
物体匀减速运动的位移，
所以物体与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间为
，
故物体从A运动到B的时间为，
传送带对物体的冲量大小为。
（3）物体与小球1发生弹性正碰，设物体反弹回来的速度大小为，小球1被撞后的速度大小为，由动量守恒定律和能量守恒定律得，
，
解得，
，
物体被反弹回来后，在传送带上向左运动过程中，由运动学公式得
，
解得，
所以物体第一次与小球碰撞后，在传送带上向左滑行的最大距离为。
（4）由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，则碰撞时两球将进行速度交换，由（3）分析可知，物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到，再跟小球1发生弹性正碰，同理可得，第二次碰后，物体和小球的速度大小分别为
，
，
以此类推，物体与小球1经过n次碰撞后，它们的速度大小分别为
，
，
由于相邻小球之间每次相互碰撞都进行速度交换，所以最终从第1个小球开始，到第n个小球，它们的速度大小依次为，则n个小球的总动能为
，
解得。