【物理】2020届一轮复习人教版 牛顿运动定律 作业

【物理】2020届一轮复习人教版 牛顿运动定律 作业

‎2020届一轮复习人教版 牛顿运动定律 作业 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。1～5题为单选，6～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)‎ ‎1．[2019·福建省南安一中摸底]牛顿第一定律是建立在理想斜面实验基础上，经抽象分析推理得出的结论，它不是实验定律．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿水平面滑动．水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　)‎ A．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 B．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 C．如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 答案：C 解析：根据实验结果，水平面的粗糙程度越低，小球滑得越远，由此得出结论，如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去．故选C.‎ ‎2．[2019·甘肃省兰州一中检测]下列说法正确的是(　　)‎ A．惯性是物体抵抗运动状态变化的性质 B．人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力 C．物理公式只能确定物理量之间的数量关系，但不能确定物理量间的单位关系 D．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用的瞬间，加速度为零 答案：A 解析：惯性是物体的固有属性，表征物体运动状态改变的难易程度，A正确．根据牛顿第三定律，两个物体间的作用力与反作用力总是等大反向的，B错误．物理公式不仅确定物理量之间的数量关系，也能确定单位关系，C错误．根据牛顿第二定律，合外力与加速度是瞬时对应关系，D错误．‎ ‎3.‎ ‎[2019·黑龙江省哈尔滨六中模拟]如图所示，质量为‎1 kg的木块A与质量为‎2 kg的木块B叠放在水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为2 N，B与地面间的动摩擦因数为0.2，用水平力F作用于B，则A、B保持相对静止的条件是(g＝‎10 m/s2)(　　)‎ A．F≤12 N B．F≤10 N C．F≤9 N D．F≤6 N 答案：A 解析：当A、B间有最大静摩擦力(2 N时)，对A由牛顿第二定律可知，A的加速度大小为a＝‎2 m/s2，对A、B整体应用牛顿第二定律有：Fm－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，得Fm＝12 N，A、B保持相对静止的条件是F≤12 N，A正确，B、C、D错误．‎ ‎4.‎ ‎[2019·黑龙江省哈尔滨三中考试]如图所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动，前方固定一轻质弹簧，当木板接触弹簧后，下列判断正确的是(　　)‎ A．木块将立即做匀减速直线运动 B．木块将立即做变减速直线运动 C．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大 D．在弹簧处于最大压缩状态时，木块的加速度为零 答案：C 解析：对木块进行受力分析，接触弹簧后弹力不断增大，当弹力小于力F时，木块仍将加速运动，但加速度变小，A、B均错误．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的加速度为0，速度最大，C正确．继续压缩弹簧，合力反向且增大，加速度向右不断增大，D错误．‎ ‎5．(2018·河南南阳一中模拟)如图甲所示，质量为m的小球(可视为质点)放在光滑水平面上，在竖直线MN的左侧受到水平恒力F1作用，在MN的右侧除受F1外还受到与F1在同一直线上的水平恒力F2作用。现小球从A点由静止开始运动，小球运动的v－t图象如图乙所示。下列说法中正确的是(　B　)‎ A．F2的大小为 B．小球在MN右侧运动的加速度大小为 C．小球在MN右侧运动的时间为t4－t2‎ D．小球在0～t4时间内运动的最大位移为v1t2‎ ‎[解析]　小球在MN右侧运动的加速度大小等于t1～t3时间内图像的斜率大小为a2＝或，故B正确；在MN左侧，即0～t1时间内，小球受F1作用，所以F1＝ma1＝m eq f(v1,t1)。在MN右侧，小球受到F1和F2作用，根据牛顿第二定律得F2－F1＝ma2，解得F2＝F1＋ma2＝m＋，故A错误；由图可知，小球在t1～t3时间内在MN右侧运动，所以小球在MN右侧运动的时间为t3－t1，故C错误；v－t图线与时间轴所围图形的面积等于小球的位移，故小球在0～t4时间内运动的总位移为0，最大位移为v1t2，故D错误。‎ ‎6．(2018·广东五校联考)“双十一”期间，智能仓储机器人在仓库运作的情景被广泛报道。如图所示，一个智能仓储机器人搬运着A、B、C三个快递包裹，三者质量相同，在移动过程中A、B、C与机器人没有发生相对运动，则下列说法中正确的是(　AD　)‎ A．机器人在扫描二维码时，采用了传感器技术 B．如果机器人向右做匀速直线运动，B受到2个力的作用 C．如果机器人向右做匀减速直线运动，C受到向右的摩擦力 D．如果机器人向右做匀减速直线运动，机器人对A的摩擦力是B对C的摩擦力的3倍 ‎[解析]　机器人在扫描二维码时，拍摄过程采用了光学传感器，A正确；机器人向右做匀速直线运动时，B受到重力、A对B的支持力和C对B的压力，共三个力，B错误；机器人向右做匀减速直线运动时，加速度方向向左，则C受到向左的摩擦力，C错误；机器人向右做匀减速直线运动时，有fBC＝ma，f机A＝3ma，所以机器人对A的摩擦力是B对C的摩擦力的3倍，D正确。‎ ‎7．(2019·西城区)2018年11月，第26届国际计量大会(CGPM)在巴黎召开。经各个成员国表决，最终通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。决议实施后，SI基本单位中的千克、安培、开尔文和摩尔将分别用普朗克常数h、基本电荷常数e、玻尔兹曼常数k和阿伏加德罗常数NA重新定义。这是SI自1960年创建以来最为重大的变革，从根本上改善和提高了物理量计量的稳定性和可靠性，更好地适应当今科学研究与技术应用的发展。中国计量科学研究院始终紧跟国际计量科学前沿，并在SI基本单位复现新理论、新方法等方面持续开展研究，为SI基本单位开尔文的修订做出了重要贡献。对修订后的国际单位制，下列说法正确的是(　AC　)‎ A．安培的新定义与基本电荷常数e有关 B．千克的新定义与普朗克常数h无关 C．根据新的定义，质量的基本单位仍为千克 D．根据新的定义，电流的基本单位改为库仑 ‎[解析]　本题考查对物理知识新变动，属于信息类题目，知道这次以物理常数为基础，对国际计量单位制重新定义，意味着所有SI单位将由描述客观世界的常数定义。重新定义开启了任意时刻、任意地点、任意主体根据定义实现单位量值的大门，将对经济、科技与民生等都将产生深刻影响。安培的新定义与基本电荷常数e有关，A正确；千克的新定义与普朗克常数h有关，B错误；根据新的定义，质量的基本单位仍为千克，C正确；电流的单位仍为安培，当基本电荷e以单位C，即As表示时，将其固定数值取为1.602 176 634×10－19来定义安培，D错误。‎ ‎8．(2019·山东省潍坊市高三上学期期中)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，运行中各动车的输出功率相同，动车组运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第2、4、5、7节车厢为动车，其余为拖车，该动车组在水平直轨道上运行，下列说法正确的是(　CD　)‎ A．做匀速运动时，各车厢间的作用力均为零 B．做匀加速运动时，各车厢间的作用力均不为零 C．不管是匀速还是加速运动，第2、3节车厢间的作用力一定为零 D．不管是匀速还是加速运动，第1、2节车厢间与5、6节车厢间的作用力之比是1∶1‎ ‎[解析]　设每节动车的功率为P，牵引力为F，每一节车厢的质量是m，阻力为kmg。当动车组匀速运动时合力为零，对整体由平衡条件知4F＝8kmg，则F＝2kmg，依次对各个动车和车厢分析可知：F12＝kmg，F23＝0，F34＝kmg，F45＝0，F56＝kmg…，故A错误；当动车组匀加速运动时，由整体的牛顿第二定律有4F′－8kmg＝8ma，可得F′＝2ma＋2kmg，对前两节车厢由牛顿第二定律，得F′－2kmg＋F′23＝2ma，得F′23＝0，故B错误，C正确；匀加速运动时，对第一节车厢由牛顿第二定律：F′12－kmg＝ma，得F′12＝kmg＋ma；对前5节车厢的整体由牛顿第二定律：3F′－F′56－5kmg＝5ma，解得F′56＝kmg＋ma；综上可得＝＝，故D正确。‎ 二、非选择题(共3小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)‎ ‎9．(12分)(2018·安徽省皖西南名校高三上学期联考试题)某实验小组计划做“探究加速度与力、质量的关系”实验，设计的实验装置如图所示。‎ ‎(1)某同学打出如图所示的一条纸带，每两点间还有四个点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。‎ 该小车做匀变速直线运动的加速度a＝1.94m/s2，与纸带上D点相对应的瞬时速度＝1.18m/s。(答案均保留三位有效数字)‎ ‎(2)根据实验数据，作出小车加速度a与传感器示数F外力的关系如下图所示，图象不经过原点的原因是没有平衡摩擦力；分析图象可知，小车和车上滑轮的总质量为0.5kg。‎ ‎[解析]　(1)由逐差法可得：a＝＝1.94m/s2，由匀变速直线运动规律可得：v＝＝1.18m/s；‎ ‎(2)图象不经过原点的原因是没有平衡摩擦力，由题意可得：2F－f＝ma，整理可得：a＝F－f，a－F图象的斜率k＝4，k＝＝4，即质量m＝0.5kg。‎ ‎10．(20分)(2019·浙江杭州模拟)上海中心总高为632米，是中国最高楼，也是世界第二高楼。由地上121层主楼、5层裙楼和5层地下室组成。“上海之巅”是位于118层的游客观光平台，游客乘坐世界最快观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需55秒，运行的最大速度为18m/s。观景台上可以鸟瞰整个上海全景，曾经的上海第一高楼东方明珠塔，金茂大厦，上海环球金融中心等都在脚下，颇为壮观。一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为0.5kg的物体受到的竖直向上拉力为5.45N，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g取10m/s2)。求：‎ ‎(1)电梯加速阶段的加速度及加速运动的时间；‎ ‎(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求电梯到达观光平台上行的高度；‎ ‎(3)若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由落体，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其减速，牵引力为重力3倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？‎ ‎[答案]　(1)0.9m/s2　20s　(2)540m　(3)6s ‎[解析]　(1)设加速度为a，由牛顿第二定律得：‎ FN－mg＝ma 解得a＝0.9m/s2‎ 由v＝v0＋at 解得t＝20s ‎(2)匀加速阶段位移x1＝at2‎ 匀速阶段位移x2＝v(55－2t)‎ 匀加速阶段位移x3＝ 高度x＝x1＋x2＋x3＝540m ‎(3)所谓从电梯自由下落最长时间必须启动辅助牵引装置，即电梯到地面速度刚好为0‎ 自由落体加速度a1＝g 恢复启动辅助牵引装置加速度a2＝＝2g，方向向上 ＋＝x 联立解得：Vm＝60m/s 由Vm＝a1t，解得t＝6s。‎ ‎11．(20分)(2017·全国卷Ⅲ)如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1kg和mB＝5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：‎ ‎(1)B与木板相对静止时，木板的速度；‎ ‎(2)A、B开始运动时，两者之间的距离。‎ ‎[答案]　(1)1m/s　(2)1.9m ‎[解析]　(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。在物块B与木板达到共同速度前有f1＝μ1mAg　 ①‎ f2＝μ1mBg　 ②‎ f3＝μ2(m＋mA＋mB)g　 ③‎ 由牛顿第二定律得 f1＝mAaA　 ④‎ f2＝mBaB　 ⑤‎ f2－f1－f3＝ma1　 ⑥‎ 设在t1时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v1。由运动学公式有 v1＝v0－aBt1　 ⑦‎ v1＝a1t1　 ⑧‎ 联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代人已知数据得v1＝1m/s　 ⑨‎ ‎(2)在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为 sB＝v0t1－aBt　 ⑩‎ 设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2。对于B与木板组成的系统，由牛顿第二定律有 f1＋f3＝(mB＋m)a2　 ⑪‎ 由①②④⑤式知，aA＝aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反。由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2。设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有v2＝v1－a2t2　⑫‎ 对A有v2＝－v1＋aAt2　 ⑬‎ 在t2时间间隔内，B(以及木板)相对地面移动的距离为 s1＝v1t2－a2t　 ⑭‎ 在(t1＋t2)时间间隔内，A相对地面移动的距离为 sA＝v0(t1＋t2)－aA(t1＋t2)2　 ⑮‎ A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时，两者之间的距离为 s0＝sA＋s1＋sB　 ⑯‎ 联立以上各式，并代入数据得s0＝1.9m ‎(也可用如图的速度—时间图线求解)‎