2021高考物理课标全国版一轮单元过关检测3-牛顿运动定律--

单元过关检测(三)牛顿运动定律一、选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．)1．(2019·湖北黄冈调研)远在春秋战国时代(公元前772—公元前221年)，我国杰出学者墨子认为：“力，刑之所以奋也．”“刑”同“形”，即物体；“奋，动也”，即开始运动或运动加快．对墨子这句关于力和运动观点的理解，下列说法不正确的是()A．墨子认为力是改变物体运动状态的原因B．墨子认为力是使物体产生加速度的原因C．此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同D．此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同C[“力，刑(形)之所以奋也．”也就是说，力是使物体运动的原因，即力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因，此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同，而亚里士多德认为有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止．故C错误，A、B、D正确．]2．下列关于惯性的说法中正确的是()A．速度大的物体比速度小的物体难以停下来，所以速度大的物体惯性大B．同一个物体在光滑水平面上时的惯性小，在粗糙水平面上时的惯性大C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D．在“嫦娥二号”卫星中的物体不存在惯性C[决定物体惯性大小的因素是质量，因此A、B的说法错误；乒乓球的质量较小，可以快速抽杀，即运动状态容易改变，亦即乒乓球惯性小，C正确；在“嫦娥二号”卫星中的物体尽管处于失重状态，但其质量不变，因此仍然具有惯性，D错误．]3．手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对于这一现象，下列说法正确的是()A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系C[锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的力是作用力与反作用力的关系，不论力的作用效果如何，两者总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，故C正确．]4．(2019·湖北黄石模拟)如图，带有竖直支柱的斜面固定在水平地面上，光滑的小球被轻质细线和轻弹簧系住静止于斜面上，弹簧处于拉伸状态．现剪断细线，小球沿斜面向下运动的过程中()A．弹簧达到自然长度前加速运动，之后减速运动B．弹簧达到自然长度前加速运动，之后先加速运动后减速运动C．加速度先增大后减小D．加速度一直减小B[在未剪断细线时，弹簧处于伸长状态，故弹簧对小球有向下的弹力，故剪断细线后小球先加速向下运动，加速度减小，当弹簧的弹力沿斜面向上且等于小球重力沿斜面向下的分力时，速度达到最大，小球继续向下运动，此后弹簧的弹力大于小球重力沿斜面向下的分力，小球做减速运动，并且加速度增大，选项B正确．]5．如图甲所示，质量为M＝2kg的木板静止在光滑水平面上，可视为质点的物块(质量设为m)从木板的左测沿木板表面水平冲上木板．物块和木板的速度－时间图象如图乙所示，g＝10m/s2，结合图象，下列说法正确的是()A．可求得物块在前2s内的位移3mB．可求得物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2C．可求得物块的质量m＝1kgD．可求得木板的长度L＝2mB[由运动学图象知，物块在前2s内的位移x＝4＋22×1m＋2×1m＝5m，A错误；0～1s，两物体加速度大小相同，设物块加速度大小为a1，木板加速度大小为a2，则有μmg＝ma1＝Ma2，则m＝M＝2kg，C错误；μg＝2，μ＝0.2，B正确；由于物块与木板达到共同速度时不清楚二者的相对位置关系，故无法求出木板的长度，D错误．注意不能认为图象中三角形面积对应木板的长度，实际上三角形面积对应的是木板的最小长度．]6．(2019·河北邯郸模拟)建筑工地常用吊车通过绳索将建筑材料从地面吊到高处(如图甲)．图乙为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，下列判断正确的是()A．前5s的平均速度是0.5m/sB．前10s钢索最容易发生断裂C．30～36s材料处于超重状态D．整个过程材料上升高度是36mAB[前5s内的平均速度v－＝v0＋v2＝0＋12m/s＝0.5m/s，故A正确；前10s内做匀加速直线运动，加速度向上，拉力大于重力，10～30s内做匀速直线运动，拉力等于重力，30～36s内做匀减速直线运动，加速度向下，处于失重状态，拉力小于重力．所以前10s内绳子拉力最大，最容易断裂，故B正确，C错误；由图可知，s＝12×(20＋36)×1＝28m，所以36s内的位移小于36m，故D错误．]7．(2019·河南洛阳一模)如图所示，某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向的夹角α＝60°，使飞行器恰好沿与水平方向的夹角θ＝30°的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速直线飞行，飞行器所受空气阻力不计．下列说法中正确的是()A．飞行器加速时动力的大小等于mgB．飞行器加速时加速度的大小为gC．飞行器减速时动力的大小等于32mgD．飞行器减速飞行时间t后速度为零BC[飞行器恰好沿与水平方向的夹角θ＝30°的直线斜向右上方匀加速飞行时，受力分析图如图甲所示，由几何关系知2mgcos30°＝F，可得加速时动力的大小等于F＝3mg，选项A错误；动力F与飞行器的重力mg的合力大小等于mg，所以飞行器加速时加速度的大小为g，选项B正确；飞行器沿原方向匀减速飞行时，受力分析图如图乙所示，由几何关系知sin60°＝F′mg，可得飞行器减速时动力的大小等于F′＝32mg，选项C正确；飞行器加速飞行时间t后的速度为v＝at＝gt，减速飞行时合外力大小为mgcos60°＝mg2，则减速飞行时加速度大小为g2，减速飞行时间2t后速度为零，选项D错误．]8．静止于粗糙水平面上的物体，受到方向恒定的水平拉力F的作用，拉力F的大小随时间变化如图甲所示．在拉力F从0逐渐增大的过程中，物体的加速度随时间变化如图乙所示，g取10m/s2.则下列说法中正确的是()甲乙A．物体与水平面间的摩擦力先增大，后减小至某一值并保持不变B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.1C．物体的质量为6kgD．4s末物体的速度为4m/sABD[将题图甲、乙对照可以看出，在0～2s时间内，物体处于静止状态，静摩擦力逐渐增大到6N时物体开始有加速度.2s时力F1＝6N，加速度a1＝1m/s2，利用牛顿第二定律有F1－f＝ma1,4s时力F2＝12N，加速度a2＝3m/s2，利用牛顿第二定律有F2－f＝ma2，联立解得物体的质量为m＝3kg，滑动摩擦力f＝3N，小于最大静摩擦力，选项A正确，C错误．由滑动摩擦力公式f＝μmg，可得物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，选项B正确．物体从2s时开始运动，根据加速度－时间图象的面积表示速度变化量可知，4s末物体的速度为v＝1＋32×2m/s＝4m/s，选项D正确．]二、非选择题9．在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图甲所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，实验中力传感器的拉力为F，保持小车[包括位移传感器(发射器)]的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图乙所示．甲乙(1)小车与轨道的滑动摩擦力Ff＝________N．(2)从图象中分析，小车[包括位移传感器(发射器)]的质量为________kg．(3)该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tanθ＝________．解析(1)根据图象可知，当F＝0.67N时，小车开始有加速度，则Ff＝0.67N．(2)根据牛顿第二定律a＝F－FfM＝1MF－FfM，则a－F图象的斜率表示小车[包括位移传感器(发射器)]质量的倒数，则M＝1k＝4.0－2.05.0－2.0kg＝23kg≈0.67kg．(3)为得到a与F成正比的关系，则应该平衡摩擦力，则有：Mgsinθ＝μMgcosθ解得：tanθ＝μ，根据Ff＝μMg得：μ＝0.6723×10＝0.1所以tanθ＝0.1．答案(1)0.67(2)0.67(3)0.110．如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45m抵达B点时，立即撤去外力，此后小木块又前进了0.15m到达C点，速度为零，已知木块与斜面动摩擦因数μ＝36，木块质量m＝1kg.求：(1)木块向上经过B点时速度为多大？(2)木块在AB段所受的外力多大？(g＝10m/s2)解析(1)撤去外力后，小木块做匀减速运动从B运动到C，加速度大小为a＝gsinθ＋μgcosθ＝7.5m/s2所以有v2C－v2B＝－2as代入可解得vB＝2as＝2×7.5×0.15＝1.5m/s(2)设外加恒力为F，则刚开始从A运动到B的加速度为a1＝Fm－(gsinθ＋μgcosθ)刚开始是做匀加速直线运动，故有：v2B＝2a1s1代入数据可求得：F＝10N答案(1)1.5m/s(2)10N11．如图所示为四旋翼无人机，它是能够垂直起降，能以多种姿态飞行(如悬停、前飞、侧飞和倒飞等)的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用．若一架质量m＝2kg的无人机，运动过程中所受空气阻力大小恒为f＝4N，g取10m/s2．(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，若在t＝5s时离地面的高度h＝75m，求无人机动力系统所能提供的最大升力F；(2)当无人机悬停在空中某一高度时，由于动力设备故障，无人机突然失去升力从静止开始坠落，已知无人机坠落到地面时的速度v＝40m/s，求无人机悬停时距离地面的高度H；(3)若无人机悬停时距离地面的高度h′＝50m，在无人机突然失去升力后的坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上的最大升力F′＝32N．为保证无人机安全着地，求无人机从开始坠落到恢复升力的最长时间t1．解析(1)设无人机上升时加速度大小为a，由匀变速直线运动规律得h＝12at2无人机上升时受到重力、空气阻力和升力F的共同作用，由牛顿第二定律得F－mg－f＝ma联立解得F＝36N．(2)设无人机坠落过程中加速度大小为a1，由牛顿第二定律得mg－f＝ma1解得a1＝8m/s2由匀变速直线运动规律得v2＝2a1H解得H＝100m．(3)设无人机恢复升力后向下做减速运动时的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得F′－mg＋f＝ma2解得a2＝8m/s2设无人机恢复升力时速度为vm，则有v2m2a1＋v2m2a2＝h′，vm＝a1t1解得t1＝2.5s．答案(1)36N(2)100m(3)2.5s