2025届高三物理一轮复习课时作业：3.1牛顿运动定律理解

2025届高三物理一轮复习课时作业 §3.1牛顿运动定律的理解 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题：本题共12小题，每小题6分，共72分。在每小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项正确；第9～12小题，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．伽利略创造地把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。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，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为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．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 2．甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头，导致两车司机受伤。甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是(　　) A．胸部受伤，胸部受伤 B．胸部受伤，背部受伤 C．背部受伤，胸部受伤 D．背部受伤，背部受伤 3．如图所示，质量分别为2m和3m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端。现在质量为2m的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F的水平拉力，使两球一起做匀加速直线运动，则此时弹簧的伸长量为(　　) A． B． C． D． 4．如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为(　　) A． B． C． D． 5．如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则(　　) A．物块可能匀速下滑 B．物块仍以加速度a匀加速下滑 C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑 6．如图所示，质量分别为m和2m的A、B两物块用一轻弹簧相连，将A用轻绳悬挂于天花板上，用一木板托住B物块。调整木板的位置，当系统处于静止状态时，悬挂A物块的悬绳恰好伸直且没有拉力，此时轻弹簧的形变量为x，突然撤去木板，重力加速度为g，物块运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是(　　) A．撤去木板瞬间，B物块的加速度大小为g B．撤去木板瞬间，B物块的加速度大小为0.5g C．撤去木板后，B物块向下运动3x时速度最大 D．撤去木板后，B物块向下运动2x时速度最大 7．智能化电动扶梯如图所示，乘客站在扶梯上，先缓慢加速，然后再匀速上升，则(　　) A．乘客始终处于超重状态 B．加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同 C．电梯对乘客的作用力始终竖直向上 D．电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上 8．以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v­t图象可能正确的是(　　) 9．下列关于牛顿运动定律和物理现象的说法中正确的是(　　) A．力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的 B．司机系上安全带主要是为了减轻车突然启动时可能对人造成的伤害 C．人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人是处在超重状态 D．滑冰时运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对作用力和反作用力 10．如图所示，甲、乙两物体靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力F1和F2共同作用下，一起从静止开始运动，已知F1>F2，两物体运动一段时间后(　　) A．若突然撤去F1，甲的加速度一定减小 B．若突然撤去F1，甲、乙间的作用力减小 C．若突然撤去F2，乙的加速度一定增大 D．若突然撤去F2，甲、乙间的作用力增大 11．为探究小球沿光滑斜面的运动规律，小李同学将一小钢球分别从图中斜面的顶端由静止释放，下列说法中正确的是(　　) A．甲图中小球在斜面1、2上的运动时间相等 B．甲图中小球下滑至斜面1、2底端时的速度大小相等 C．乙图中小球在斜面3、4上的运动时间相等 D．乙图中小球下滑至斜面3、4底端时的速度大小相等 12．如图所示，a、b小球均能沿各自斜轨道匀速向下运动到竖直圆的最低点，现分别让小球a、b以va、vb的速度沿各自轨道从最低点同时向上运动，两小球速度同时减小到0，重力加速度为g，轨道与圆在同一竖直面内，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则(　　) A．a、b小球与斜面间的动摩擦因数之比μa∶μb＝9∶16 B．a、b小球沿斜面向上运动的加速度之比aa∶ab＝4∶3 C．va∶vb＝4∶3 D．两小球不可能同时达到圆周上 二．非选择题：本题共2小题，共28分。考生根据要求做答 13．（14分）如图甲所示，质量m＝2 kg的物体在水平面上向右做直线运动。过a点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v­t图象如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。求： (1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ； (2)10 s后撤去拉力F，求物体再过15 s离a点的距离。 14．（14分）如图所示，矩形拉杆箱上放着平底箱包，在与水平方向成α＝37°的拉力F作用下，一起沿水平面从静止开始加速运动。已知箱包的质量m＝1.0 kg，拉杆箱的质量M＝9.0 kg，箱底与水平面间的夹角θ＝37°，不计所有接触面间的摩擦，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 (1)若F＝25 N，求拉杆箱的加速度大小a； (2)在(1)的情况下，求拉杆箱运动x＝4.0 m时的速度大小v； (3)要使箱包不从拉杆箱上滑出，求拉力的最大值Fm。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三物理一轮复习课时作业参考答案 §3.1牛顿运动定律的理解 1．A 解析：当斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿斜面上升的最高位置依次升高。对比三次实验结果，根据把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法可知，当斜面光滑时，小球能够上升到与O点等高的位置，故最直接的结论是选项A；B、C、D中的结论从题目中不可以直接得出。 2．C 解析：甲车快速向后倒车撞到乙车车头而停止运动，甲车司机由于惯性继续向后运动可能使背部受伤；乙车开始时静止，由于受到撞击而向后运动，乙车司机由于惯性仍保持静止，可能和方向盘相碰而导致胸部受伤，C正确。 3．C 解析：对小球与弹簧组成的整体分析，整体的加速度a＝，隔离质量为3m的小球分析，根据牛顿第二定律得，F弹＝3ma＝，则此时弹簧的伸长量x＝＝，C正确。 4．D 解析：对木块进行受力分析，如图所示，木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，在水平方向有：Fcosα－f＝Ma，在竖直方向有：Mg＝FN＋Fsinα，滑动摩擦力：f＝μFN，将以上三式联立可得：a＝，D正确。 5．C 解析：对物块进行受力分析，设斜面的倾角为θ，沿斜面方向有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma，当加上力F后，由牛顿第二定律得(mg＋F)sinθ－μ(mg＋F)cosθ＝ma1，解得a1＝a>a，即物块将以大于a的加速度匀加速下滑，C正确。 6．C 解析：撤去木板瞬间，B物块受到的合力为3mg，由牛顿第二定律可知：aB＝1.5g，故A、B错误；当B物块受到的合外力为零时，速度最大，此时T2＝2mg＝kx2，又mg＝kx，所以弹簧此时的伸长量x2＝2x，即B物块向下运动3x时速度最大，故C正确，D错误。 7．D 解析：电梯加速上升过程，乘客有竖直向上的分加速度，此时乘客处于超重状态；当电梯匀速上升时，乘客的加速度为零，既不超重也不失重，故A错误。以乘客为研究对象，加速上升过程，乘客有水平向右的分加速度，乘客受到的静摩擦力方向水平向右，故摩擦力方向与v不同，B错误。加速上升阶段，电梯对乘客的支持力竖直向上，静摩擦力水平向右，两者合力指向右侧斜上方；匀速上升阶段，电梯对乘客的支持力竖直向上，没有摩擦力作用，故C错误，D正确。 8．D 解析：空气阻力可忽略的物体只受重力，做竖直上抛运动，v­t图象是向下倾斜的直线，如虚线所示。受空气阻力的物体向上运动时，根据牛顿第二定律，有： mg＋f＝ma上，故a上＝g＋，由于阻力随着速度的减小而减小，故加速度逐渐减小，上升至最高点时，其速度为零，加速度有最小值g；下降阶段，根据牛顿第二定律，有：mg－f＝ma下，故a下＝g－，由于阻力随着速度的增大而增大，故加速度减小；v­t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，此时刻实线的切线与虚线平行。故D可能正确。 9．ACD 解析：力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律F＝ma定义的，故A正确；当汽车突然启动时，人由于座椅的作用而随车加速，安全带对人没有作用，当汽车紧急刹车时，人由于惯性，保持向前的速度，但由于安全带的作用，避免了向前撞击或摔出去的可能性，减轻了刹车时可能对人造成的伤害，故B错误；人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人的加速度方向向上，人处在超重状态，故C正确；运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对作用力和反作用力，故D正确。 10．BC 解析：设甲、乙两物体的质量分别为m1和m2，在水平力F1和F2共同作用下一起运动时，整体的加速度为：a＝，设甲、乙间的作用力为N，对乙分析，N－F2＝m2a，解得N＝。若突然撤去F1，则整体的加速度大小a1＝，a1可能大于a，甲、乙间的作用力N1＝m1a＝<N，故A错误，B正确；若突然撤去F2，则整体的加速度大小a2＝，a2>a，即加速度增大，甲、乙间的作用力N2＝m2a＝<N，故C正确，D错误。 11．BC 解析：甲图中，设斜面与水平面的夹角为θ，根据牛顿第二定律得小球的加速度为a＝＝gsinθ，设斜面的高度为h，则斜面的长度为L＝，小球运动的时间为t＝ ＝ ＝ ，可知甲图中小球在斜面2上运动的时间较长；小球下滑至斜面底端时的速度大小为v＝at＝，v与斜面的倾角无关，只与h有关，所以甲图中小球下滑至斜面1、2底端时的速度大小相等，故A错误，B正确。乙图中，设斜面体底面的长度为d，斜面与竖直面的夹角为α，则斜面的长度为s＝，小球的加速度a＝＝gcosα，根据s＝at2得小球在斜面上运动的时间t＝ ＝ ＝，可知α＝60°和30°时，小球在斜面上运动的时间相等，即小球在斜面3、4上运动的时间相等；小球下滑至斜面底端时的速度大小为v＝at＝，可知速度大小仅仅与斜面的高度h有关，与其他因素无关，所以乙图中小球下滑至斜面4底端时的速度较大，故C正确，D错误。 12．BC 解析：a、b小球均能沿各自斜轨道匀速向下运动，则对小球a有：magcos37°＝μamagsin37°，对小球b有：mbgcos53°＝μbmbgsin53°，解得：μa∶μb＝16∶9，故A错误；a、b小球沿斜面向上运动时，对a：magcos37°＋μamagsin37°＝maaa，对b：mbgcos53°＋μbmbgsin53°＝mbab，解得：aa∶ab＝4∶3，故B正确；两小球速度同时减为零，运动时间相等，则由v＝at可得：va∶vb＝aa∶ab＝4∶3，C正确；因为两小球的加速度之比aa∶ab＝4∶3，初速度之比va∶vb＝4∶3，由v＝v0－at可知，任意时刻的速度之比为4∶3，则两小球的平均速度之比为4∶3；根据几何关系，两小球到达圆周上时位移大小之比xa∶xb＝4∶3，根据x＝t可知两小球可同时到达圆周上，D错误。 13．（14分）　(1)3 N　0.05　(2)38 m 解析：(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1，由题图乙v­t图象得a1＝2 m/s2，方向与初速度方向相反。 设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2，则由题图乙v­t图象得a2＝1 m/s2，方向与初速度方向相反。 根据牛顿第二定律，在0～4 s内，有F＋μmg＝ma1， 在4～10 s内，有F－μmg＝ma2， 代入数据，解得F＝3 N，μ＝0.05。 (2)设10 s末物体的位移为x，x应为v­t图象与时间轴所围的面积， 由题图乙可知x＝－2 m， 即物体在a点左侧2 m处。 设撤去拉力F后物体做匀减速直线运动的加速度大小为a3，根据牛顿第二定律，有μmg＝ma3， 解得a3＝0.5 m/s2， 则物体减速到零的时间t＝＝12 s， 即物体12 s后便停止运动， 则物体在12 s内的位移大小x′＝＝36 m， 物体再过15 s，离a点的距离d＝|x|＋x′＝38 m。 14．（14分）(1)2 m/s2　(2)4 m/s　(3)93.75 N 解析：(1)若F＝25 N，以拉杆箱和箱包组成的整体为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得： Fcosα＝(m＋M)a， 解得：a＝＝ m/s2＝2 m/s2。 (2)根据运动学公式可得：v2＝2ax， 解得：v＝＝ m/s＝4 m/s。 (3)箱包恰好不从拉杆箱上滑出时，箱包与拉杆之间的弹力刚好为零，以箱包为研究对象，受到重力和支持力作用，如图所示。设此时的加速度为a0，根据牛顿第二定律可得：mgtanθ＝ma0， 解得：a0＝gtanθ＝7.5 m/s2， 以整体为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得：Fmcosα＝(m＋M)a0， 解得拉力的最大值为：Fm＝93.75 N。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$