高中物理高考 专题3 1 牛顿运动定律的应用及实验【练】原卷版

这是一份高中物理高考 专题3 1 牛顿运动定律的应用及实验【练】原卷版，共11页。试卷主要包含了电动平衡车是一种时尚代步工具，5 s时离斜面底端的距离为，25 mD．15 m等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc3542" 一．练经典题型 PAGEREF _Tc3542 \h 1
\l "_Tc22119" 二、练创新情景 PAGEREF _Tc22119 \h 5
\l "_Tc24665" 三．练规范解答 PAGEREF _Tc24665 \h 10
一．练经典题型
1．(2020·潍坊模拟)关于惯性的认识，以下说法正确的是( )
A．物体受到力的作用后，运动状态发生改变，惯性也随之改变
B．置于光滑水平面上的物体，即使质量很大也能被拉动，说明惯性与物体的质量无关
C．让物体的速度发生改变，无论多快，都需要一定时间，这是因为物体具有惯性
D．同一物体沿同一水平面滑动，速度较大时停下来需要的时间较长，说明惯性与速度有关
2.(2020·杭州模拟)电动平衡车是一种时尚代步工具。当人驾驶平衡车在水平路面上做匀速直线运动时，下列说法正确的是( )
A．平衡车匀速行驶时，相对于平衡车上的人，车是运动的
B．平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
C．平衡车在加速过程中也是平衡的
D．关闭电机，平衡车还会继续行驶一段路程是由于惯性
3．(2020·菏泽一模)一小物块从倾角为α＝30°够长的斜面底端以初速度v0＝10 m/s沿斜面向上运动(如图所示)，已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝eq \f(\r(3),3)，g取10 m/s2，则物块在运动时间t＝1.5 s时离斜面底端的距离为( )
A．3.75 mB．5 m
C．6.25 mD．15 m
4．(2020·天津南开中学月考)(多选)如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。小球从开始下落到小球第一次运动到最低点的过程中，下列关于小球的速度v、加速度a随时间t变化的图象中符合实际情况的是( )
5.(2020·吉林省实验中学模拟)如图1，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细线连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态。现将A上面的细线剪断，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是(重力加速度为g)( )
，1.5g，0 B.g，2g，0
C.g，g，g D.g，g，0
6.(2021·北京市东城区上学期期末)在竖直方向运动的电梯地板上放置一台秤，将物体放在台秤上。电梯静止时台秤示数为FN。在电梯运动的某段过程中，台秤示数大于FN。在此过程中( )
A.物体受到的重力增大 B.物体处于失重状态
C.电梯可能正在加速下降 D.电梯可能正在加速上升
7.(多选)(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，9)研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度—位移”图象。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图象信息，下列说法正确的有( )
A.弹性绳原长为15 m
B.当运动员下降10 m时，处于失重状态
C.当运动员下降15 m时，绳的弹性势能最大
D.当运动员下降20 m时，其加速度方向竖直向上
8. (2021·山东青岛市上学期期末)如图，为探究“加速度与物体受力关系”的实验装置，图中一端带有定滑轮的平直长木板放在水平桌面上，实验前用铅笔在木板上两个适当位置画上两条与木板垂直的平行刻线a、b，并用刻度尺测出两条线间距离d。开始时将小车(其质量标记为M)置于长木板上，然后向轻质砂桶内缓慢加入砂子，直到小车将要开始运动；再将小车移到a处，使小车前端与刻线a对齐，然后用天平称量出质量为m的砂子，继续添加到砂桶内，释放小车，用停表记录小车前端到达b刻线所用的时间，查知当地的重力加速度为g。请回答下面问题：
(1)小车运动加速度的计算式为a＝________，小车受到的合力大小F可以用________表示(用实验中的测量量表示)。
(2)为提高实验准确度，减小误差，实验中要保证
________________________________________________________________。
(3)本实验用添加砂子的方法改变拉力大小与挂钩码的方法比较，其优点是
______________________________________________________________________________________________________________________。(至少列举一条)
9.(2020·江苏南通市5月第二次模拟)“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)实验的五个步骤如下：
A.将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上；
B.把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连；
C.用阻力补偿法测合力，让小车做匀速直线运动；
D.接通电源后释放小车，小车在细线拉动下运动，测出小桶(和砂)的重力mg，作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a；
E.更换纸带，改变小桶内砂的质量，重复步骤D的操作。
甲
按照实验原理，这五个步骤的先后顺序应该为：________(将序号排序)。
(2)实验中打出的某一条纸带如图乙所示。相邻计数点间的时间间隔是0.1 s，由此可以算出小车运动的加速度是__________m/s2。

乙 丙
(3)利用测得的数据，可得到小车质量M一定时，运动的加速度a和所受拉力F(F＝mg，m为砂和小桶质量，g为重力加速度)的关系图象(如图3丙所示)。拉力F较大时，a－F图线明显弯曲，产生误差。若不断增加砂桶中砂的质量，a－F图象中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度a的趋向值为__________(用题中出现物理量表示)。 为避免上述误差可采取的措施是__________。
A.每次增加桶内砂子的质量时，增幅小一点
B.测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器
C.将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替砂和小桶的重力
D.在增加桶内砂子质量的同时，在小车上增加砝码，确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
10.如图所示，在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同。(g取10 m/s2且sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
(1)当A受到与水平方向成θ＝37°斜向下的推力F1＝50 N打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数μ；
(2)若用A对倾角θ＝37°的斜壁进行打磨，当对A加竖直向上推力F2＝60 N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长>2 m)时的速度大小为多少？
二、练创新情景
1.(2020·湖南联考)某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则( )
A．此同学无法取出羽毛球
B．羽毛球会从筒的下端出来
C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D．该同学是在利用羽毛球的惯性
2．(2020·云南统考)身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平地面上通过一轻杆进行“顶牛”比赛，试图迫使对方后退。设甲、乙两人对杆的推力大小分别是F1、F2，甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为α1、α2，倾角α越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，如图所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若甲获胜，则( )
A．F1＝F2，α1>α2B．F1>F2，α1＝α2
C．F1＝F2，α1F2，α1>α2
3.(2020·宜城模拟)如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)( )
A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左
C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右
4.(2021·雅安中学月考)航模兴趣小组设计出一架遥控飞机，其质量m＝2 kg，动力系统提供的恒定升力F＝28 N。试飞时，飞机从地面由静止开始竖直上升。设飞机飞行时所受的阻力大小不变，恒为f＝4 N，g取10 m/s2。某一次试飞过程中，飞机飞行t＝6 s时遥控器出现故障，飞机立即失去升力。为使飞机落回地面时速度刚好为零，则飞机应在距离地面多高处恢复升力( )
A．36 mB．30 m
C．24 mD．18 m
5.(多选)一兴趣小组做了一次实验，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h后停住，利用传感器和计算机显示该同学受到地面的支持力F随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息，以下判断正确的是( )
A.在0至t2时间内该同学处于失重状态
B.t2时刻该同学的加速度为零
C.t3时刻该同学的速度达到最大
D.在t3至t4时间内该同学处于超重状态
6.(2021·天津市滨海七所重点学校联考)一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定。上一层只有一只桶C，自由地摆放在A、B之间，和汽车一起保持静止，如图4所示，当C与车共同向左加速时( )
A. A对C的支持力变大
B.B对C的支持力不变
C.当向左的加速度达到eq \f(\r(3),2)g时，C将脱离A
D.当向左的加速度达到eq \f(\r(3),3)g时，C将脱离A
7.(2021·上海市高三二模)(多选)建筑工人利用轻质动滑轮提升建筑材料的情景如图甲所示。绕过轻滑轮的轻绳一端固定，通过拉动另一端使水桶由静止开始竖直上升，两侧轻绳始终保持竖直，水桶的加速度a随水桶上升的高度h的变化关系图象如图乙所示。已知水桶及桶内材料的总质量为5 kg，重力加速度g＝10 m/s2，不计一切阻力及摩擦，以下说法正确的是( )
A.水桶上升4 m时的速度大小为eq \r(6) m/s
B.水桶上升4 m时的速度大小为2eq \r(2) m/s
C.水桶上升4 m时，人对绳的拉力大小为55 N
D.水桶上升4 m时，人对绳的拉力大小为27.5 N
7.(2021·福建龙岩市期末质量检查)如图所示，在倾角为θ＝30°的光滑固定斜面上，物块A、B质量均为m。物块A静止在轻弹簧上端，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B靠在一起，但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是( )
A.细线剪断前，弹簧的弹力为mg
B.细线剪断前，细线的拉力为mg
C.细线剪断瞬间，弹簧的弹力发生变化
D.细线剪断瞬间，物块B的加速度大小为eq \f(1,4)g
8．(2021·山东临沂市上学期期末)某同学利用图甲所示DIS装置探究滑块加速度与合力的关系，同时测量滑块与轨道间的动摩擦因数。重物通过光滑的定滑轮用细线拉滑块，在滑块和细线左端之间固定一力传感器，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，位移传感器(发射器)随滑块一起沿水平轨道运动。实验中，保持滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量M不变，改变重物的质量m，重复实验若干次，得到滑块的加速度a与力传感器的示数F的关系如图乙所示。
(1)本实验________(填“需要”或“不需要”)满足滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量远大于重物的质量。
(2)滑块(包括位移传感器发射器和力传感器)的质量为________ kg；取g＝10 m/s2，空气阻力不计，滑块与轨道间的动摩擦因数为________。
9. (2020·宁夏石嘴山市4月模拟)某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。
(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度为d。
(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，轻推不连接砝码盘的小车，如果计时器记录小车通过光电门A、B的时间t1、t2，满足t1__________t2(填“大于”“小于”或“等于”)，则摩擦力得到了平衡。
(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a＝__________(用测出的物理量字母表示)。
(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a－eq \f(1,M)图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论___________________________。
10.在倾角θ＝37°的直滑道上，一名质量m＝75 kg的滑雪运动员由静止开始向下滑行。运动员所受空气阻力与速度成正比，比例系数为k，滑板与滑道间的动摩擦因数为μ。今测得运动员从静止开始沿滑道下滑的速度—时间图象如图所示，图中的OA直线是t＝0时刻图线的切线，图线末段BC平行于时间轴。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，求：
(1)t＝0时刻运动员的加速度大小；
(2)动摩擦因数μ和比例系数k。
11.(2021·浙江温州市4月适应性测试)2019年12月17日，中国第一艘国产航母“山东舰”在海南三亚交付使用。“山东舰”的甲板由水平甲板和上翘甲板两部分组成，利于舰载机滑跃式起飞，如图甲所示。为方便研究舰载机的起飞过程，将甲板近似为如图乙所示的轨道：水平轨道AB长L1＝157.5 m，倾斜轨道高h＝6 m，水平投影长L2＝42.5 m。总质量为3.0×104 kg的某舰载机，从A点以36 km/h 的初速度出发，到达B点时的速度为288 km/h，进入上翘甲板后，经0.5 s从C点起飞。该舰载机在起飞过程中，发动机的推力恒为8.0×105 N，在水平轨道上的运动视为匀变速直线运动，舰载机视为质点，航母静止不动。求舰载机：
(1)在水平轨道上运动的加速度大小；
(2)在水平轨道上运动时受到的平均阻力大小；
(3)整个起飞阶段平均速度的大小(结果保留整数)。
三．练规范解答
1.(2020·浙江选考模拟)如图所示为一滑草场的滑道示意图，某条滑道由AB、BC、CD三段组成，其中AB段和BC段与水平面的倾角分别为53°和37°，且这两段长度均为L＝28 m，载人滑草车从坡顶A点由静止开始自由下滑，先加速通过AB段，再匀速通过BC段，最后停在水平滑道CD段上的D点，若滑草车与AB、BC、CD三段草地之间的动摩擦因数均为μ，不计滑草车在滑道交接处的能量损失，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：
(1)滑草车与草地之间的动摩擦因数μ；
(2)滑草车经过B点时的速度大小vB；
(3)滑草车从A点运动至D点的时间t?
2.某次新能源汽车性能测试中，如图甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化的关系，但由于机械故障，速度传感器只传回了第25 s以后的数据，如图乙所示。已知汽车质量为1 500 kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始做直线运动，设汽车所受阻力恒定。求：
(1)18 s末汽车的速度是多少？
(2)前25 s内的汽车的位移是多少？
3．(2020·河南濮阳市4月摸底)某课外兴趣小组的两名同学小明和小亮见到公园的一个儿童直行滑梯(即滑梯的底面为一与地面成一定角度的平整斜面，并没有弯曲)，一位小朋友正从滑梯顶端滑下，他们便利用手机和相机来研究物理问题：小明用手机测出了某次小朋友从顶端滑到底端所用时间t＝2.4 s，小亮则利用相机的连拍功能拍下了该小朋友滑到滑梯底端出口处的三张连拍照片，他使用的这架相机每秒钟拍摄60张，其中的两张小朋友照片都在滑梯末端的出口段内，这段基本上是水平的。他把这两张照片相比较，估测出这段时间内的位移Δx＝6 cm，又以旁边的台阶为参照物，估测出滑梯的顶端到底端的高度差约为h＝2.16 m，请你帮他俩估算出该小朋友与滑梯间的动摩擦因数μ。(g取10 m/s2)
4.在风洞实验室中进行如图所示的实验。在倾角为37°的固定斜面上，有一个质量为1 kg的物块，在风洞施加的水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经过1.2 s到达B点时立即关闭风洞，撤去恒力F，物块到达C点时速度变为零，通过速度传感器测得这一过程中物块每隔0.2 s的瞬时速度，表给出了部分数据：
已知：sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2。求：
(1)A、C两点间的距离；
(2)水平恒力F的大小。
t/s
0.0
0.2
0.4
0.6
…
1.4
1.6
1.8
…
v/(m·s－1)
0.0
1.0
2.0
3.0
…
4.0
2.0
0.0
…