2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律章末質(zhì)量檢測(cè)含解析滬科版

PAGE8-章末質(zhì)量檢測(cè)(三)(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。1～5題為單項(xiàng)選擇題，6～8題為多項(xiàng)選擇題)1.2024年8月的雅加達(dá)亞運(yùn)會(huì)中，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員司雅杰勇奪女子十米跳臺(tái)桂冠。她從跳臺(tái)斜向上跳起，一段時(shí)間后落入水中，如圖1所示。不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是()圖1A.她在空中上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)B.她在空中下落過(guò)程中做自由落體運(yùn)動(dòng)C.她即將入水時(shí)的速度為整個(gè)跳水過(guò)程中的最大速度D.入水過(guò)程中，水對(duì)她的作用力大小等于她對(duì)水的作用力大小解析起跳以后的上升過(guò)程中她的加速度方向向下，所以處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；她斜向上運(yùn)動(dòng)，具有水平初速度，所以下落過(guò)程不能看做自由落體運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；入水過(guò)程中，起先時(shí)水對(duì)她的作用力大小(浮力和阻力)小于她的重力，所以先向下做一段加速運(yùn)動(dòng)，后階段水對(duì)她的作用力大于她的重力，即入水后的速度先增大后減小，故C錯(cuò)誤；入水過(guò)程中，水對(duì)她的作用力和她對(duì)水的作用力，是一對(duì)作用力與反作用力，二者大小相等，故D正確。答案D2.質(zhì)量為0.8kg的物體在一水平面上運(yùn)動(dòng)，如圖2所示，a、b分別表示物體受到水平拉力作用和不受拉力作用的v－t圖象，則拉力與摩擦力之比為()圖2A.9∶8 B.3∶2C.2∶1 D.4∶3解析由v－t圖象知，圖線a為僅受摩擦力的作用，加速度大小a1＝1.5m/s2；圖線b為受水平拉力和摩擦力的作用，加速度大小a2＝0.75m/s2。列方程Ff＝ma1，F(xiàn)－Ff＝ma2，解得eq\f(F,Ff)＝eq\f(3,2)。答案B3.(2024·山東泰安一模)如圖3所示，質(zhì)量為m的小球被非彈性繩A和B系住，其中B繩水平，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.平衡時(shí)水平繩的拉力為mgsinαB.剪斷水平繩，斜繩的拉力不變C.剪斷水平繩，小球的加速度為gsinαD.剪斷斜繩，小球的加速度為gtanα解析由圖可知，平衡時(shí)水平繩的拉力為mgtanα，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；剪斷水平繩，斜繩的拉力在瞬間可以突變，剪斷水平繩前，A繩的拉力為eq\f(mg,cosα)，剪斷水平繩瞬間，A繩的拉力為mgcosα，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；剪斷水平繩，將小球的重力沿繩的方向和垂直于繩的方向分解，沿垂直繩的方向產(chǎn)生加速度，大小為a＝eq\f(mgsinα,m)＝gsinα，故選項(xiàng)C正確；剪斷斜繩，水平繩的拉力瞬間變?yōu)榱?，則小球的加速度為g，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C4.如圖4所示，物塊A放在木板B上，A、B的質(zhì)量均為m，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(μ,3)。若將水平力作用在A上，使A剛好要相對(duì)B滑動(dòng)，此時(shí)A的加速度為a1；若將水平力作用在B上，使B剛好要相對(duì)A滑動(dòng)，此時(shí)B的加速度為a2。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則a1與a2的比為()圖4A.1∶1 B.2∶3C.1∶3 D.3∶2解析當(dāng)水平力作用在A上，使A剛好要相對(duì)B滑動(dòng)，臨界狀況是A、B間的摩擦力剛達(dá)到最大靜摩擦力，A、B的加速度相等，單獨(dú)對(duì)B分析，B的加速度為aB＝a1＝eq\f(μmg－\f(1,3)μ2mg,m)＝eq\f(1,3)μg，當(dāng)水平力作用在B上，使B剛好要相對(duì)A滑動(dòng)，此時(shí)A、B間的摩擦力剛好達(dá)到最大，A、B的加速度相等，對(duì)A分析，有aA＝a2＝eq\f(μmg,m)＝μg，可得a1∶a2＝1∶3，故選項(xiàng)C正確。答案C5.如圖5所示，在與坡底B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)的山坡上，豎直固定一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直桿AO，A端與坡底B之間連接一根光滑的細(xì)鋼繩。現(xiàn)讓一穿在鋼繩上的小環(huán)從A點(diǎn)由靜止起先沿鋼繩無(wú)摩擦地滑下，則小環(huán)在鋼繩上滑行的時(shí)間為()圖5A.eq\f(1,2)eq\r(\f(L,g)) B.eq\r(\f(L,g))C.eq\r(\f(2L,g)) D.2eq\r(\f(L,g))解析如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心、A為圓周的最高點(diǎn)、AB為弦作圓。小環(huán)沿AB運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就是沿直徑AC做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，有2L＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝2eq\r(\f(L,g))。故選項(xiàng)D正確。答案D6.在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，某同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)該同學(xué)發(fā)覺(jué)體重計(jì)示數(shù)如圖6所示，已知重力加速度為g，則在這段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()圖6A.該同學(xué)所受的重力變小了B.該同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力大小等于體重計(jì)對(duì)該同學(xué)的支持力大小C.電梯肯定在豎直向下運(yùn)動(dòng)D.電梯的加速度大小為eq\f(g,5)，方向肯定豎直向下解析體重計(jì)的示數(shù)減小，說(shuō)明該同學(xué)對(duì)其壓力減小，但該同學(xué)所受重力沒(méi)有變更，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該同學(xué)對(duì)體重計(jì)的壓力和體重計(jì)對(duì)其的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，依據(jù)牛頓第三定律可知選項(xiàng)B正確；體重計(jì)的示數(shù)減小，說(shuō)明處于失重狀態(tài)，電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng)或者向上減速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電梯靜止時(shí)，由平衡條件知FN1＝mg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，F(xiàn)N2＝eq\f(4,5)mg，由牛頓其次定律可知mg－FN2＝ma，代入數(shù)據(jù)解得a＝eq\f(1,5)g，故選項(xiàng)D正確。答案BD7.將質(zhì)量為m的圓環(huán)套在固定的水平直桿上，環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑，環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上且與桿夾角為θ的拉力F，使圓環(huán)以加速度a沿桿運(yùn)動(dòng)，則F的大小可能是()圖7A.eq\f(ma＋μmg,cosθ＋μsinθ) B.eq\f(ma＋μmg,cosθ－μsinθ)C.eq\f(ma,sinθ) D.eq\f(mg,sinθ)解析對(duì)環(huán)受力分析，受重力、拉力，還可能受彈力和摩擦力。其中彈力可能向上，也可能向下，也可能等于0；(1)若環(huán)受到的彈力為0，則：Fcosθ＝ma，F(xiàn)sinθ＝mg，解得：F＝eq\f(mg,sinθ)或F＝eq\f(ma,cosθ)；(2)若環(huán)受到的彈力的方向向上，則：Fcosθ－μ(mg－Fsinθ)＝ma，所以：F＝eq\f(ma＋μmg,cosθ＋μsinθ)；(3)若環(huán)受到的彈力的方向向下，則：Fcosθ－μ(Fsinθ－mg)＝ma，所以：F＝eq\f(ma－μmg,cosθ－μsinθ)；所以選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。答案AD8.物體最初靜止在傾角θ＝30°的足夠長(zhǎng)斜面上，如圖8甲所示受到平行斜面對(duì)下的力F的作用，力F隨時(shí)間變更的圖象如圖乙所示，起先運(yùn)動(dòng)2s后物體以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(g取10m/s2)()圖8A.物體的質(zhì)量m＝1kgB.物體的質(zhì)量m＝2kgC.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3)D.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(7\r(3),15)解析由起先運(yùn)動(dòng)2s后物體以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，可知0～2s內(nèi)物體的加速度大小為a＝1m/s2；在0～2s內(nèi)對(duì)物體應(yīng)用牛頓其次定律得，F(xiàn)1＋mgsin30°－μmgcos30°＝ma，2s后由平衡條件可得，F(xiàn)2＋mgsin30°－μmgcos30°＝0，聯(lián)立解得m＝1kg，μ＝eq\f(7\r(3),15)，選項(xiàng)A、D正確。答案AD二、非選擇題(本題共4小題，共52分)9.(10分)在用DIS探討小車(chē)加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某試驗(yàn)小組先用如圖9a所示的試驗(yàn)裝置，重物通過(guò)滑輪用細(xì)線拉小車(chē)，在小車(chē)和重物之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器，位移傳感器(放射器)隨小車(chē)一起沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端，試驗(yàn)中力傳感器的拉力為F，保持小車(chē)[包括位移傳感器(放射器)]的質(zhì)量不變，變更重物重力重復(fù)試驗(yàn)若干次，得到加速度與外力的關(guān)系如圖b所示。圖9(1)小車(chē)與軌道間的滑動(dòng)摩擦力Ff＝________N。(2)從圖象中分析，小車(chē)[包括位移傳感器(放射器)]的質(zhì)量為_(kāi)_______kg。(3)該試驗(yàn)小組為得到a與F成正比的關(guān)系，應(yīng)將斜面的傾角θ調(diào)整到tanθ＝________。解析(1)依據(jù)圖象可知，當(dāng)F＝0.6N時(shí)，小車(chē)起先有加速度，則Ff＝0.6N。(2)依據(jù)牛頓其次定律a＝eq\f(F－Ff,M)＝eq\f(1,M)F－eq\f(Ff,M)，則a－F圖象的斜率表示小車(chē)[包括位移傳感器(放射器)]質(zhì)量的倒數(shù)，則M＝eq\f(1,k)＝eq\f(4.0－2.0,5.0－2.0)kg＝eq\f(2,3)kg≈0.67kg。(3)為得到a與F成正比的關(guān)系，則應(yīng)當(dāng)平衡摩擦力，則有：Mgsinθ＝μMgcosθ解得tanθ＝μ依據(jù)Ff＝μMg得μ＝eq\f(0.6,\f(2,3)×10)＝0.09所以tanθ＝0.09。答案(1)0.6(2)0.67(3)0.0910.(12分)(2024·山東等級(jí)考模擬卷)如圖10甲所示，在高速馬路的連續(xù)下坡路段通常會(huì)設(shè)置避險(xiǎn)車(chē)道，供發(fā)生緊急狀況的車(chē)輛避險(xiǎn)運(yùn)用，本題中避險(xiǎn)車(chē)道是主車(chē)道旁的一段上坡路面。一輛貨車(chē)在行駛過(guò)程中剎車(chē)失靈，以v0＝90km/h的速度駛?cè)氡茈U(xiǎn)車(chē)道，如圖乙所示。設(shè)貨車(chē)進(jìn)入避險(xiǎn)車(chē)道后牽引力為零，貨車(chē)與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.30，取重力加速度大小g＝10m/s2。圖10(1)為了防止貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道上停下后發(fā)生溜滑現(xiàn)象，該避險(xiǎn)車(chē)道上坡路面的傾角θ應(yīng)當(dāng)滿意什么條件？設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，結(jié)果用θ的正切值表示；(2)若避險(xiǎn)車(chē)道路面傾角為15°，求貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道上行駛的最大距離。(已知sin15°＝0.26，cos15°＝0.97，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。解析(1)貨車(chē)與避險(xiǎn)車(chē)道間的最大靜摩擦力Fmax＝μmgcosθ，要貨車(chē)能靜止在避險(xiǎn)車(chē)道上，需mgsinθ≤μmgcosθ，得tanθ≤0.3。(2)貨車(chē)在避險(xiǎn)車(chē)道上減速行駛，設(shè)其加速度大小為a，則mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，得a＝5.51m/s2又因veq\o\al(2,0)＝2ax得x＝57m。答案(1)tanθ≤0.3(2)57m11.(14分)如圖11所示，在水平向右運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂中，用不行伸長(zhǎng)的輕繩懸掛的小球穩(wěn)定向左偏，細(xì)線與豎直方向成θ＝37°角，且小球與正下方A點(diǎn)高度差為h＝1.8m。小球質(zhì)量為m＝4kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣热＝10m/s2。圖11(1)求車(chē)廂的加速度大小a及小球所受拉力大小F；(2)若車(chē)速達(dá)到v＝10m/s時(shí)車(chē)廂起先做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小仍為a，同時(shí)剪斷懸掛小球的輕繩，則小球在車(chē)廂內(nèi)落點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離是多少？(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析(1)對(duì)小球受力分析如圖所示，則有mgtan37°＝ma，a＝7.5m/s2，方向水平向右，F(xiàn)cos37°＝mg解得F＝50N，沿細(xì)線向上(2)剪斷懸掛小球的輕繩，小球做平拋運(yùn)動(dòng)h＝eq\f(1,2)gt2，x球＝vt，解得t＝0.6s，x球＝6m車(chē)廂勻減速x車(chē)＝vt－eq\f(1,2)at2＝4.65m小球在車(chē)廂內(nèi)落點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離Δx＝x球－x車(chē)＝6m－4.65m＝1.35m，在A點(diǎn)右側(cè)。答案(1)7.5m/s250N(2)A點(diǎn)右側(cè)1.35m12.(16分)如圖12所示，傳送帶與平板緊靠在一起，且上表面在同一水平面內(nèi)，兩者長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1＝2.5m、L2＝2m。傳送帶始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放到傳送帶的左端，然后平穩(wěn)地滑上平板。已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，滑塊與平板、平板與支持面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1＝0.3、μ2＝0.1，滑塊、平板的質(zhì)量均為m＝2kg，g取10m/s2。求：圖12(1)若滑塊恰好不從平板上掉下，求滑塊剛滑上平板的速度大小；(2)若v＝6m/s，求滑塊離開(kāi)平板時(shí)的速度大小。解析(1)滑塊在平板上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a1＝eq\f(μ1mg,m)＝μ1g＝3m/s2平板在支持面上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2＝eq\f(μ1mg－2μ2mg,m)＝1m/s2對(duì)滑塊v2＝v1－a1t，x1＝v1t－eq\f(1,2)a1t2對(duì)平板v2＝a2t，x2＝eq\f(1,2)a2t2滑塊恰好不從平板上掉下，則有x1－x2＝L2聯(lián)立以上各式得v1＝4m/s。(2)滑塊在傳送帶上可能先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a3＝eq\f(μmg,m)＝μg＝5m/s2，加速時(shí)間t1＝eq\f(v,a3)＝1.2