专题03 牛顿运动定律（第06期）-2017届高三物理百所名校好题速递分项解析汇编 16页

导语：本期汇编精选全国各地百所名校2017届高三上学期期末考试试题或者全国市级联考试题，这些试题本身原创度就高，再加上优中选优，保证了题题精彩。‎ 专题3 牛顿运动定律 一、选择题 ‎1.【2017·四川省成都市高三第一次诊断性检测】关于在竖直面内匀速转动的摩天轮（如图）舱内的游客，下列说法正确的是 A．游客在最高点处于失重状态 B．游客在最高点处于超重状态 C．游客在最低点处于失重状态 D．游客始终处于平衡状态 ‎【答案】A 考点：超重和失重 ‎2．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面到下降至最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，下列判断正确的是（　　）‎ A．在第一过程中，运动员始终处于失重状态 ‎ B．在第二过程中，运动员始终处于超重状态 ‎ C．在第二过程中运动员的机械能始终在增大 ‎ D．在第一过程中运动员的动能始终在减小 ‎【答案】C 考点：牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了对超重失重现象的理解，加速度向下时为失重，加速度向上为超重；人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了。‎ ‎3．【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】2015年11月30日，蹦床世锦赛在丹麦落下帷幕，中国代表团获得8金3银2铜，领跑世锦赛的奖牌榜．一位运动员从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，利用仪器测得该运动员从高处开始下落到弹回的整个过程中，运动速度随时间变化的图象如图所示，图中Oa段和cd段为直线．由图可知，运动员发生超重的时间段为 A．0～t1              B．t1～t2        C．t2～t4      D．t4～t5‎ ‎【答案】C ‎【解析】由题意知速度方向向下时为正方向，运动员发生超重时具有向上的加速度，反映在v-t图象中时是斜率为负的时间段，所以只有在t2～t4    阶段运动员处于超重状态．故C正确．故选C.‎ 考点：v-t图线；失重和超重 ‎【名师点睛】本题考查了超重和失重的条件，记住：加速度向上超重，加速度向下失重。‎ ‎4．【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．下图中正确的是 ‎【答案】C 考点：速度--时间图象；牛顿第二定律。‎ ‎【名师点睛】本题是为速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，属于基础题。‎ ‎5．【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】如图所示滑块以初速度V0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零，对于该运动过程，若用、、分别表示滑块下滑的位移、速度和加速度的大小，表示时间，则下列图象能正确描述这一运动规律的是 ‎【答案】D ‎【解析】在下滑过程中，根据牛顿第二定律，物体的加速度为mgsinθ-μmgcosθ=maa=gsinθ-μgcosθ，加速度的大小保持不变，物体做匀减速运动，速度与时间之间是线性关系，所以速度图线是一条直线，故A、B错误；物体向下做匀减速运动，故下滑的位移与速度的大小关系，，C错误、D正确；故选：D。‎ 考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像 ‎ ‎6．【2017·开封市高三第一次模拟】如图（甲）所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A。木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用时，木板B的加速度a与拉力F关系图象如图（乙）所示，则小滑块A的质量为（ ）‎ A．4kg B．3kg C．2kg D．1kg ‎【答案】B 考点：考查了牛顿第二定律与图像 ‎【名师点睛】知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键，掌握处理图象问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析．‎ ‎7．【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】欧洲太空总署火星登陆器“斯基亚帕雷利”于2016年10月19日坠毁在火星表面。最新分析认为是错误的数据导致登陆器计算机提早释放了降落伞，而减速用的推进器只点火几秒钟就终止，当时它仍然位于火星表面上方3.7公里处。错误虽只持续了1s，但足以破坏登陆器的导航系统。以下是火星登陆器离火星表面的高度随时间变化的图像，下列说法正确的是 A．0～t1阶段的速度先增大后减小 B．在t2～t3阶段处于超重状态 C．在t1～t2阶段一定是静止的 D．在t3～t4阶段做加速运动 ‎【答案】ABD ‎【解析】通过图像可知，H与t图像上各点的切线的斜率代表速度的大小，故在0～t1阶段，曲线上点的切线的斜率先增大后减小，故它的速度先增大后减小，选项A正确；在t2～t3阶段，曲线上各点的切线的斜率由大到小，故其速度由大减小，故物体向下做减速运动，则加速度方向向上，故物体处于超重状态，选项B正确；在t1～t2阶段，H的高度不变，但物体也可能在同一高度平动，所以这一阶段不一定是静止的，选项C错误；在t3～t4阶段，切线的斜率逐渐增大，即物体的速度变大，所以物体做加速运动，选项D正确。‎ 考点：超重与失重，位移与时间图像，加速度。‎ ‎8．【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，以下说法正确的是(已知cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8)‎ A．细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g B. 细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g C．小球静止时弹簧的弹力大小为mg D．小球静止时细绳的拉力大小为mg ‎【答案】B ‎【解析】小球静止时，分析受力情况，如图，由平衡条件得：‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】本题中小球先处于平衡状态，由平衡条件求解各力的大小，后烧断细绳，小球处于非平衡条件，抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键。‎ ‎9．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】如图所示，P是位于水平粗糙桌面上的物块，用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连，Q的质量为m，释放后两物体由静止开始运动的过程中，桌面以上的绳子始终是水平的，关于物体P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是（　　）‎ A．P受到的拉力的施力物体是钩码Q，大小等于mg ‎ B．P受到的拉力的施力物体是绳子，大小等于mg ‎ C．P受到的摩擦力方向水平向左，大小一定小于mg ‎ D．P受到的摩擦力方向水平向左，大小有可能等于mg ‎【答案】C 考点：牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题要根据物体的加速度方向，判断受力情况，从而分析摩擦力与mg的大小，关键要正确理解并掌握牛顿第二定律。‎ ‎10．【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的；，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁和玻璃上自由移动．如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是 A．B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据牛顿第二定律可知，在竖直平面内蜘蛛侠所受合力方向应该是从A指向B，故C正确，ABD错误；故选C.‎ 考点：牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题考查牛顿第二定律的直接应用，关系正确的分析受力情况，基础题。‎ ‎11．【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接。已知m1=3kg，m2=2kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力。现用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2，为保持细线不断，则 A．F1的最大值为10NB． F1的最大值为15N C．F2的最大值为10ND．F2的最大值为15N ‎【答案】BC 考点：牛顿第二定律 ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体、隔离法，运用牛顿第二定律进行求解。‎ ‎12．【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】如图8所示，斜劈B固定在弹簧上，斜劈A扣放在B上，A、B相对静止，待系统平衡后用竖直向下的变力F作用于A，使A、B缓慢压缩弹簧，弹簧一直在弹性限度内，则下面说法正确的是 A．压缩弹簧的过程中，B对A的摩擦力逐渐增大 B．压缩弹簧的过程中，A可能相对B滑动 C．当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，B对A的作用力先增大后减小 D．当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，A、B分离时，弹簧恢复原长 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 因为开始A相对于B静止，则A在沿斜面方向的分力小于等于最大静摩擦力，设斜劈的倾角为θ，有：mgsinθ≤μmgcosθ，所以（mg+F）sinθ≤μ（mg+F）cosθ，所以A、B在缓慢压缩弹簧的过程中，仍然能保持相对静止，A所受的摩擦力f=（mg+F）sinθ，对整体分析，F逐渐增大，可知摩擦力逐渐增大，故A正确，B错误．撤去F后，在弹簧恢复原长前，整体的加速度逐渐减小，隔离对A分析，有：F-mg=ma，则B对A的作用力逐渐减小．当弹簧恢复原长后，B受到重力和弹簧的弹力作用，加速度大于g，将与A发生分离．故C错误，D正确．故选AD。‎ 考点：共点力平衡；牛顿第二定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解，知道撤去F后，AB开始具有相同的加速度，当弹簧恢复原长时，两者发生脱离。‎ ‎13．【2017·重庆市高三上学期（一诊）期末测试】 如图所示，框架甲通过细绳固定于天花板上，小球乙、丙通过轻弹簧连接，小球乙通过另一细绳与甲连接，甲、乙、丙三者均处于静止状态，甲、乙、丙质量分别为m、2m、3m，重力加速度为g.则将甲与天花板间细绳剪断瞬时，下列说法正确的是 A.小球丙的加速度大小 B. 框架甲的加速度大小 C. 框架甲的加速度大小 D.甲、乙间细绳张力大小为mg ‎【答案】ACD 考点：考查牛顿第二定律；物体的平衡．‎ ‎【名师点睛】本题是动力学的瞬时加速度问题，往往先分析悬线剪断前弹簧的弹力，再分析悬线判断瞬间物体的受力情况，再求解加速度，抓住悬线剪断的瞬间弹簧的弹力没有来得及变化．‎ ‎14．【2017·黑龙江省大庆中学高三上学期期末考试】如图甲所示，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．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随x变化的图象如图乙所示．其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的是(　　) ‎ ‎ A.xA=h，aA=g B.xB=h+，aB=0 C.xC=h+，aC=g D.xC＞h+，aC＞g ‎【答案】ABD ‎【名师点睛】本题首先会分析小球的运动情况和受力情况，其次难点是抓住简谐运动的对称性分析C点对应的状态。‎ ‎15．【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1 kg，B的质量是2 kg，A、B间的动摩擦因数是0.3，其它摩擦不计。由静止释放C，C下落一定高度的过程中(C未落地，B未撞到滑轮，g=10m/s2）。下列说法正确的是 A．A、B两物体发生相对滑动 B．A物体受到的摩擦力大小为2.5 N C．B物体的加速度大小是2.5 m/s2‎ D．细绳的拉力大小等于10 N ‎【答案】BC ‎【解析】假设A、B不发生相对滑动，整体的加速度，隔离对A分析，，可知假设成立，即A、B两物体不发生相对滑动，A所受的摩擦力为2.5N，加速度为，故A错误BC正确；隔离对C分析，根据牛顿第二定律得，解得，故D错误．‎ 考点：考查了牛顿第二定律 二、非选择题 ‎1．【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】（12分）如图所示，在游乐场的滑冰道上有甲、乙两位同学坐在冰车上进行游戏。当甲同学从倾角θ＝30°的光滑斜面冰道顶端A点自静止开始自由下滑时，与此同时在斜面底部B点的乙同学通过冰钎作用于冰面，从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速运动。已知斜面冰道AB的高度h＝5 m，重力加速度g＝10 m／s2。设甲同学在整个运动过程中无机械能变化，两人在运动过程中可视为质点。问：为避免两人发生碰撞，乙同学运动的加速度至少为多大？‎ 乙 ‎ ‎【答案】2.5m/s2‎ ‎【解析】根据牛顿第二定律可知甲同学在斜面上下滑的加速度a1=gsinθ   ① 设甲到斜面底部的速度为v1，所经时间为  ② 当甲恰好追上乙时，甲在水平冰道上经时间t2 ‎ 则两人的位移关系为v1t2=a（t1+t2）2 ③ 要使两人避免相碰，当甲恰好追上乙时，乙的速度恰好等于v1，即 vA=a（t1+t2）④ 由①②③④解方程组得a=gsinθ=2.5m/s2‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】解决该题关键要知道避免两人发生碰撞的临界条件是甲恰好追上乙时，乙的速度恰好等于的速度。‎ ‎2．【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】（14分）如图甲所示，光滑水平面上放置斜面体ABC，AB与BC圆滑连接，AB表面粗糙且水平（长度足够长），倾斜部分BC表面光滑，与水平面的夹角。在斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，规定力传感器受压时，其示数为正值；力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑，运动过程中，力传感器记录到力F和时间的关系如图乙所示。‎ ‎ (sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取10m／s2)，求：‎ ‎(1)斜面体倾斜部分BC的长度(2)滑块的质量 ‎【答案】（1）3m（2）2kg ‎【名师点睛】‎ 本题要读懂F-t图象，分析滑块的受力情况和运动情况，关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系.‎ ‎3．【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】（12分）如图甲所示，光滑平台右侧与一长为L=2.5m的水平木板相接，木板固定在地面上，现有一小滑块以初速度v0=5m/s滑上木板，恰好滑到木板右端停止。现让木板右端抬高，如图乙所示，使木板与水平地面的夹角，让滑块以相同的初速度滑上木板，不计滑块滑上木板时的能量损失，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：‎ ‎（1）滑块与木板之间的动摩擦因数μ；‎ ‎（2）滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】（1）设滑块质量为m，木板水平时滑块加速度为a，则对滑块有 ‎ …………………………………① ‎ 滑块恰好到木板右端停止 ‎ ……………………………②‎ 解得……………………………③‎ 设滑块下滑时的加速度为a2，下滑的时间为t2，有 ‎…………………………………⑧‎ ‎ …………………………………⑨‎ 由⑧⑨式解得………………………………… 滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间 ‎………………………………… 考点：牛顿第二定律的综合应用 ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；解题时先求解加速度是联系力和运动的桥梁，结合运动公式求解；此题还可以用动量定理求解时间.‎ ‎4．【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】如图所示，倾角α=370、长度为x=9m的固定斜面，其底端与长木板B上表面等高，原来B静止在粗糙水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与木板B的上表面接触处圆滑．一可视为质点的小滑块A从斜面顶端处由静止开始下滑，最终A刚好未从木板B上滑下．已知A、B的质量相等，A与斜面、B上表面间的动摩擦因数均为μ1=0.5，B与地面的动摩擦因数为μ2=0.1，重力加速度g取10m/s2．‎ ‎ （1）滑块刚到达木板B时的速度v0；‎ ‎（2）通过计算分析当A滑上B的上表面后，B是否仍保持静止； （3）从滑块到达木板到与木板相对静止所需的时间 ‎【答案】（1）6m/s（2）木板不会静止；（3）0.75s　‎ ‎（2）当滑块到达木板后，由于，故木板不会静止；‎ ‎（3）滑块在木板上滑行，对滑块a1=μ1g=5m/s2‎ 对木板：‎ 且：v0-a1t=a2t 解得t=0.75s　‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】该题属于多物体多过程应用牛顿第二定律的情况，在解答的过程中要注意对研究对象和运动过程的把握。‎ ‎5．【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】如图所示，可看做质点的小物块放在长木板的正中央，长木板置于光滑水平面上，两物体皆静止；已知长木板质量为M=4.0kg，长度为L=3.0m，小物块质量为m=1.0kg，小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.2；两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g=10m/s2，试求：‎ ‎（1）用水平向右的恒力F作用于小物块，当F满足什么条件，两物块才能发生相对滑动？‎ ‎（2）若一开始就用水平向右5.5N的恒力作用与小物块，则小物块经过多长时间从长木板上掉下？‎ ‎【答案】（1）F>2.5N（2）1s ‎（2）分析可知，当一开始就用水平向右F2=5.5N的恒力作用于小木块时，两物体发生滑动；设滑动摩擦力的大小为f，小木块、木板的加速度分别为a1、a2，由牛顿第二定律可得：‎ 对小物块：F2-f=ma1‎ 对木板f=Ma2‎ 其中f=μmg 解得a1=3.5m/s2； a2=0.5m/s2‎ 设小物块滑下木板历时为t，小物块、木板相对于地面的位移大小分别为s1、s2，由匀变速直线运动的规律和几何关系可知：，，‎ 解得：t=1s 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】题涉及到相对运动的过程，列牛顿第二定律方程时一定要先确定研究对象，要认真分析物体的受力情况和运动情况，并能熟练地运用匀变速直线运动的公式。‎