2020高考物理單元卷 第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 章末綜合檢測(cè)

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1、第三章章末綜合檢測(cè) 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選的得0分) 1．如圖1所示，物塊m與車廂后壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)該車水平向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，m恰好沿車廂后壁勻速下滑，則車的加速度為 (　　) 圖1 A．g　　　　　　　　　 B．μg C. D.μg 解析：設(shè)物塊m與車廂后壁間的彈力大小為FN，物塊的加速度大小為a，對(duì)物塊由牛頓第二定律得FN＝ma，豎直方向mg－μFN＝0，兩式聯(lián)立解得a＝，選項(xiàng)C對(duì)． 答案：C 2．兩物

2、體A、B的質(zhì)量關(guān)系是mA>mB，讓它們從同一高度同時(shí)開(kāi)始下落，運(yùn)動(dòng)中它們受到的阻力大小相等，則 (　　) A．兩物體的加速度不等，同時(shí)到達(dá)地面 B．兩物體的加速度不等，A先到達(dá)地面 C．兩物體的加速度相等，同時(shí)到達(dá)地面 D．兩物體的加速度相等，A先到達(dá)地面 解析：根據(jù)牛頓第二定律得：a＝＝g－，所以m越大，a越大，由x＝at2得，a越大時(shí)，t越小，故選B. 答案：B 3．如圖2所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，從接觸彈簧開(kāi)始到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，下列敘述中正確的是 (　　) 圖2 A．小球的速度一直減小 B．小球的加速度先減小后增大 C．小球

3、加速度的最大值一定大于重力加速度 D．在該過(guò)程的位移中點(diǎn)上小球的速度最大 解析：小球接觸彈簧后，所受彈力逐漸增大，彈力大于重力時(shí)，小球加速度向下，仍加速．當(dāng)彈力大于重力，合力向上，小球向下減速運(yùn)動(dòng)，加速度變大，速度變小，直到速度為零，可知BC正確． 答案：BC 4．搬運(yùn)工人沿粗糙斜面把一個(gè)物體拉上卡車，當(dāng)力沿斜面向上，大小為F時(shí)，物體的加速度為a1；若保持力的方向不變，大小變?yōu)?F時(shí)，物體的加速度為a2，則 (　　) A．a(chǎn)1＝a2 B．a(chǎn)12a1 解析：設(shè)總的阻力為F′，第一次推時(shí)F－F′＝ma1，式子兩邊同

4、乘以2，得2F－2F′＝m·2a1；第二次推時(shí)，2F－F′＝ma2，比較兩個(gè)式子可以看出a2>2a1，所以D正確． 答案：D 5．(2020年天津卷)一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn)，在0～4 s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F隨時(shí)間t的變化如圖3所示，則質(zhì)點(diǎn)在 (　　) 圖3 A．第2 s末速度改變方向 B．第2 s末位移改變方向 C．第4 s末回到原出發(fā)點(diǎn) D．第4 s末運(yùn)動(dòng)速度為零 解析：這是一個(gè)物體的受力和時(shí)間關(guān)系的圖象，從圖象可以看出，在前兩秒力的方向和運(yùn)動(dòng)的方向相同，物體經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，2秒末速度達(dá)到最大，從

5、2秒末開(kāi)始到4秒末，運(yùn)動(dòng)的方向沒(méi)有發(fā)生改變而力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向相反，物體又經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，和前2秒的運(yùn)動(dòng)情況相反，4秒末速度為零，物體的位移達(dá)到最大，所以D正確． 答案：D 6．如圖4所示，位于光滑固定斜面上的小物塊P受到一水平向右的推力F的作用．已知物塊P沿斜面加速下滑．現(xiàn)保持F的方向不變，使其減小，則加速度 (　　) 圖4 A．一定變小 B．一定變大 C．一定不變 D．可能變小，可能變大，也可能不變 解析：受力分析如圖5所示： 圖5 沿斜面方向由牛頓第二定律得： mgsinθ－Fcosθ＝ma.

6、若F減小，則a增大，所以選B. 答案：B 7．(2020年安徽卷)為了節(jié)省能量，某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯．無(wú)人乘行時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站上扶梯時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程，如圖6所示．那么下列說(shuō)法中正確的是 (　　) 圖6 A．顧客始終受到三個(gè)力的作用 B．顧客始終處于超重狀態(tài) C．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下 D．顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下 解析：人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受重力、支持力和水平向右的靜摩擦力作用，扶梯對(duì)人的作用力指向右上方，人對(duì)扶梯的作用力指向左下方，當(dāng)人勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，人只

7、受重力和豎直向上的支持力，所以僅C項(xiàng)正確． 答案：C 8．(2020年江西師大附中第二次月考)如圖7所示，用平行斜面的恒力F拉著A、B兩物體沿光滑斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，如只把斜面傾角變大，則A、B間繩的拉力將(　　) 圖7 A．變小 B．不變 C．變大 D．無(wú)法確定 解析：對(duì)整體有F－(m1＋m2)gsinθ＝(m1＋m2)a，對(duì)A有FT－m1gsinθ＝m1a.解得FT＝，與θ無(wú)關(guān)． 答案：B 9．如圖8所示，質(zhì)量為10 kg的物體靜止在平面直角坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)，某時(shí)刻只受到F1和F2的作用，且F1＝10 N，F(xiàn)2＝10 N，則物體的

8、加速度(g取10 m/s2)(　　) 圖8 A．方向沿y軸正方向 B．方向沿y軸負(fù)方向 C．大小等于1 m/s2 D．大小等于 m/s2 解析：Fy＝F1－F2cos45°＝0，F(xiàn)x＝F2sin45°＝10 N，故F合＝＝Fx. a＝＝1 m/s2，方向沿x軸正方向，故C正確． 答案：C 10．(2020年寧夏卷)如圖9所示，一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦．現(xiàn)用水平力向右拉木板 ，當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情況為 (　　) 圖9 A．物塊先向左運(yùn)動(dòng)

9、，再向右運(yùn)動(dòng) B．物塊向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動(dòng) C．木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動(dòng) D．木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零 解析：物塊相對(duì)于木板滑動(dòng)，說(shuō)明物塊的加速度小于木板的加速度，撤掉拉力后木板向右的速度大于物塊向右的速度，所以它們之間存在滑動(dòng)摩擦力，使木塊向右加速，木板向右減速，直至達(dá)到向右相同的速度，所以B、C正確． 答案：BC 二、實(shí)驗(yàn)題(本題包括2小題，共10分) 11．如圖10所示是某次利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為沙桶和沙，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計(jì)時(shí)器，F(xiàn)為蓄電

10、池，電壓為6 V，G是電鍵，請(qǐng)指出圖中的三處錯(cuò)誤： 圖10 (1) _____________________________________________________________________； (2) _____________________________________________________________________； (3) ____________________________________________________________________． 答案：(1)B接滑塊的細(xì)線應(yīng)水平(或與導(dǎo)軌平行) (2)C滑塊離計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)

11、 (3)E電火花計(jì)時(shí)器用的是220 V的交流電，不能接直流電 12．(2020年全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)為了探究物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力與斜面傾角的關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖11.長(zhǎng)直木板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上．在平板上標(biāo)出A、B兩點(diǎn)，B點(diǎn)處放置一光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊通過(guò)光電門時(shí)擋光的時(shí)間． 圖11 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的擋光長(zhǎng)度d，用天平測(cè)量滑塊的質(zhì)量m； ②用直尺測(cè)量AB之間的距離s，A點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h1，B點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h2； ③將滑塊從A點(diǎn)靜止釋放，由光電計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間t； ④重復(fù)步驟③數(shù)次，并求擋光時(shí)間的平均

12、值； ⑤利用所測(cè)數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cosα； ⑥多次改變斜面的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②③④⑤，做出f－cosα關(guān)系曲線． 圖12 (1)用測(cè)量的物理量完成下列各式(重力加速度為g)： ①斜面傾角的余弦cosα＝______； ②滑塊通過(guò)光電門時(shí)的速度v＝________； ③滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a＝________； ④滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦阻力f＝________. (2)測(cè)量滑塊擋光長(zhǎng)度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖12所示，讀得d＝________. 解析：(1)①由幾何關(guān)系，有cosα＝ ②滑塊通過(guò)光電門的速度v＝. ③物體從斜面上下滑做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)

13、學(xué)， 有s＝ 所以a＝＝ ④根據(jù)牛頓第二定律，有mgsinθ－f＝ma 所以f＝mgsinθ－ma 又sinθ＝ 故f＝mg－m (2)由圖12知為3.62 cm 答案：(1)①?、凇、? ④mg－m　(2)3.62 cm 三、計(jì)算題(本題包括5小題，共50分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(2020年上海楊浦區(qū)測(cè)試)在頭腦奧林匹克競(jìng)賽中，有一個(gè)叫做“保護(hù)雞蛋”的競(jìng)賽項(xiàng)目，要求制作一個(gè)裝置，讓雞蛋從兩層樓的高度落到地面而不被摔壞．如果沒(méi)有保護(hù)，雞蛋最多只能從0.1 m的高度

14、落到地面而不被摔壞．有一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖13所示的一個(gè)裝置來(lái)保護(hù)雞蛋，用A、B兩塊較粗糙的夾板夾住雞蛋，A夾板和B夾板與雞蛋之間的摩擦力都為雞蛋重力的5倍，現(xiàn)將該裝置從距地面4 m的高處落下，裝置著地時(shí)間短且保持豎直不被彈起．求： 圖13 (1)如果雞蛋不被摔壞，直接撞擊地面速度最大不能超過(guò)多少？(保留3位有效數(shù)字) (2)如果使用該裝置，雞蛋夾放的位置離裝置下端的距離至少為多少米？(小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位數(shù)字) (3)為保證該實(shí)驗(yàn)的成功，你認(rèn)為在制作該裝置時(shí)，應(yīng)需注意些什么？或做些什么改進(jìn)？ 解析：(1)vm＝＝ m/s＝1.41 m/s (2)2Ff－mg＝ma　Ff＝5m

15、g　∴a＝9g v＝＝ m/s＝4 m/s hmin＝＝ m＝0.43 m (3)A、B夾板的選擇應(yīng)該注意選軟硬適中的材料，這樣既能提供足夠的摩擦力而又不會(huì)把雞蛋擠壞；雞蛋下滑通道的下端可以墊一些海綿等材料． 答案：(1)1.41 m/s　(2)0.43 m　(3)見(jiàn)解析 14．如圖14所示，在某些緊急情況下，消防隊(duì)員需從高7 m的金屬管上從靜止起迅速勻加速豎直滑下，為了安全，其著地速度不應(yīng)大于6 m/s，設(shè)一消防隊(duì)員總質(zhì)量為60 kg，他與金屬管之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，問(wèn)他夾緊金屬管至少應(yīng)用多大的力？(g取10 m/s2) 圖14 解析：消防隊(duì)員下滑的加速度設(shè)為a，

16、 有v2＝2ah .① 下滑過(guò)程受重力和摩擦力作用 mg－Ff＝ma， ② 有Ff＝μ·2FN. ③ 由①②③解得：夾緊金屬管的力 FN＝557 N. 答案：557 N 15．如圖15甲所示，一質(zhì)量為m的物體，靜止于動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平地面上，現(xiàn)用與水平面成θ角的力F拉物體，為使物體能沿水平地面做勻加速運(yùn)動(dòng)，求F的取值范圍． 有一同學(xué)解答如下：設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由圖15乙可知Fcosθ－μFN＝ma，F(xiàn)sinθ＋FN＝mg，要使物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)滿足a>0. 圖15 由以上三式得F> 你認(rèn)為這

17、樣的解答是否完整？若認(rèn)為完整，請(qǐng)說(shuō)明理由；若認(rèn)為不完整，請(qǐng)作出完整的解答． 解析：此解答不完整，還缺少限制性條件． 由Fsinθ＋FN＝mg得FN＝mg－Fsinθ 因?yàn)椋篎N≥0，所以：F≤ 還有Fcosθ－μFN＝ma 即力F的取值范圍應(yīng)為

18、間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)比例系數(shù)k.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2) 解析：(1)v＝0，a0＝4 m/s2 mgsinθ－μmgcosθ＝ma0 μ＝＝＝0.25 (2)v＝5 m/s，a＝0 mgsinθ－μN(yùn)－kvcosθ＝0 N＝mgcosθ＋kvsinθ mg(sinθ－μcosθ)－kv(μsinθ＋cosθ)＝0 k＝＝ ＝0.84 kg/s 答案：(1)0.25　(2)0.84 kg/s 17．(2020·山東模擬)如圖18所示，小車質(zhì)量M為2.0 kg，與水平地面阻力忽略不計(jì)，物體質(zhì)量m為0.5 kg，物體與小車

19、間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，則： 圖18 (1)小車在外力作用下以1.2 m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體受摩擦力多大？ (2)欲使小車產(chǎn)生a＝3.5 m/s2的加速度，需給小車提供多大的水平推力？ (3)若要使物體m脫離小車，則至少用多大的水平力推小車？ (4)若小車長(zhǎng)L＝1 m，靜止小車在8.5 N水平推力作用下，物體由車的右端向左滑動(dòng)，則滑離小車需多長(zhǎng)時(shí)間？(物體m看作質(zhì)點(diǎn)) 解析：(1)m與M間最大靜摩擦力F1＝μmg＝1.5 N，當(dāng)m與M恰好相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的加速度為： F1＝mam，am＝＝ m/s2＝3 m/s2， 則當(dāng)a＝1.2 m/s2時(shí)，m未相對(duì)滑動(dòng)， 所受摩擦力F＝ma＝0.5×1.2 N＝0.6 N (2)當(dāng)a＝3.5 m/s2時(shí)，m與M相對(duì)滑動(dòng)，摩擦力Ff＝mam＝0.5×3 N＝1.5 N 隔離M有F－Ff＝Ma F＝Ff＋Ma＝1.5 N＋2.0×3.5 N＝8.5 N (3)當(dāng)a＝3 m/s2時(shí)m恰好要滑動(dòng)． F＝(M＋m)a＝2.5×3 N＝7.5 N (4)當(dāng)F＝8.5 N時(shí)，a＝3.5 m/s2 a物體＝3 m/s2 a相對(duì)＝(3.5－3) m/s2＝0.5 m/s2 由L＝a相對(duì)t2，得t＝2 s. 答案：(1)0.6 N　(2)8.5 N　(3)7.5 N　(4)2 s