专题：牛顿运动定律的应用 能力提升综合检测训练（B卷）-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

专题：牛顿运动定律的应用 能力提升综合检测训练（B卷） 一、单选题 1． “神舟十号”飞船太空授课中，航天员王亚平曾演示了太空中采用动力学方法测量质量的过程．如图所示是采用动力学方法测量“天宫一号”空间站质量的原理图，若已知飞船质量为3.5×103kg，其推进器的平均推力为1560N，在飞船与空间站对接后，推进器工作了7s，在这段时间内，飞船和空间站速度变化了0.91m/s，则空间站的质量约为（    ） A．1.2×104kg B．8.5×103kg C．1.6×104kg D．5.0×103kg 2．传送带在实际生活中有广泛应用。如图所示，飞机场运输行李的传送带可以将行李箱送入飞机货舱。已知传送带与水平面夹角为，某行李箱的质量为，与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为，此行李箱与传送带一起斜向上匀速运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．行李箱受到的摩擦力方向与运动方向相反 B．传送带速度越大，行李箱受到的摩擦力也越大 C．行李箱受到的摩擦力大小为 D．行李箱受到的摩擦力大小为 3．如所示，质量为的物体与弹簧秤上端相连，弹簧秤的质量忽略不计，挂钩吊一质量为重物，现用一方向竖直向上的外力拉着物体，使其向上做匀加速直线运动，则弹簧秤的读数为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，有两个光滑直轨道和，其中A、B、C、D四点刚好位于同一竖直圆O的圆周上，B点恰好过竖直圆O的最低点。现让两个小球（可视为质点）分别从A、D两位置由静止释放，它们沿直轨道到达B、C的时间分别记为、。则（　　） A． B． C． D．无法确定 5．高铁已成为重要的“中国名片”。一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6、7车厢为动力车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢的牵引力大小均为F，每节车厢的质量均为m，每节车厢所受阻力均为f，则（　　） A．列车的加速度为 B．列车的加速度为 C．第2节车厢对第3节车厢的作用力为 D．第2节车厢对第3节车厢的作用力为 6．一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上，其上放质量均为1kg的A、B两物块，A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3，μ2=0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．下列说法正确的是（      ） A．若F=1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.5N B．无论力F多大，A与薄硬纸片都不会发生相对滑动 C．无论力F多大，B与薄硬纸片都不会发生相对滑动 D．若F=8N，则B物块的加速度为4.0m/s2 7．一无人机沿着与地面成30°的方向斜向上匀加速起飞，刚起飞的第一秒内飞行了5m。已知无人机的质量为3kg，g取10m/s2，则空气对无人机的作用力大小为（　　） A．30N B．30N C．40N D．40N 8．直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示．设投放初速度为零．箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态．在箱子下落过程中．下列说法正确的是 A．箱内物体对箱子底部始终没有压力 B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 9．如图所示，杂技表演中，绕过光滑定滑轮的轻绳一端吊着重物，另一端吊着表演者，开始时表演者拉着绳不动结果他以大小为a1的加速度下降；然后表演者快速地沿绳向上爬，结果他不再下降，而是相对地面保持静止，此时重物以大小为a2的加速度竖直向上运动。若表演者与重物所受重力的大小之比为k，不计空气阻力，则为（　　） A． B． C．k D．k+1 10．如图所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止。现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力F（F=mgcos θ），其他条件不变，则木盒滑行的距离将（　　） A．不变 B．变小 C．变大 D．变大、变小均有可能 二、多选题 11．光滑水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左上有一质量为m2的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1为t1时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图（c）所示。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　） A．在0~t1时间段内物块与木板加速度相同 B． C． D．t1时刻后物块加速度不变 12．图所示，在山体下的水平地面上有一静止长木板，某次山体滑坡，有石块从山坡上滑下后，恰好以速度v1滑上长木板，石块与长木板、长木板与水平地面之间都存在摩擦．设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力的大小，且石块始终未滑出长木板．下面给出了石块在长木板上滑行的v－t图象，其中可能正确的是(　　) A． B． C． D． 13．如图甲所示，在光滑水平地面上放有一质量为的长木板A，其左端放有可视为质点的小木块B，两者均保持静止。在时刻，对B施加一水平外力F，作用1s后撤去F。长木板A与小木块B运动的图像如图乙所示，重力加速度，则（    ）    A．A、B间的动摩擦因数为0.1 B．长木板A的长度至少为2.5m C．小木块B的质量为0.25kg D．外力F的大小为1.5N 14．如图甲所示，两静置在水平面上的物块用一轻细绳相连，绳恰好水平伸直。现在对物块1水平向左施加一大小随时间均匀增大的变力，经过一段时间后，细绳断裂，物块2最终停止运动。物块2全程的加速度随时间变化的图像如图乙所示。已知物块1的质量为2m，物块2的质量为m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（　　） A．物块1与水平面间的动摩擦因数为 B．物块2与水平面间的动摩擦因数为 C．细绳能承受的最大张力为 D．细绳能承受的最大张力为 15．倾角为的倾斜传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行，如图甲所示。在时，将一小煤块轻放在传送带上点处，时小煤块从点离开传送带。小煤块速度随时间变化的图像如图乙所示，设沿传送带向下为运动的正方向，重力加速度，则下列说法中正确的是（　　） A．内小煤块的加速度大小为 B．传送带的速率为 C．在时间内小煤块在传送带上留下的痕迹长度为 D．在时间内小煤块相对传送带的位移大小为 16．如图甲所示，用水平压力将物块按压在竖直墙壁上，随时间的变化情况如图乙所示。物块的速度随时间的变化情况如图丙所示。取重力加速度，结合图乙和图丙，下列说法正确的有（    ）    A．内物块所受摩擦力大于重力 B．不能求出物块的质量 C．可以求出物块与墙面间的动摩擦因数 D．若内恒为，则第末物块恰好静止 三、填空题 17．用沿斜面向上的力F拉着物体在倾角为的光滑斜面上运动，如改变拉力F的大小，物体的加速度随外力F变化的图像如图所示。重力加速度g取。根据图像中所提供的信息计算出物体的质量为__________；斜面的倾角为__________。 18．如图，光滑固定斜面的倾角为30°，A、B两物体的质量之比为4∶1。B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连，开始时A、B离地高度相同。此时B物体上、下两绳拉力之比为_______，在C处剪断轻绳，当B落地前瞬间，A、B的速度大小之比为_______。 19．如图所示，质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑的定滑轮连接质量为的物体，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则绳对物体1的拉力为______，车厢底板对2的摩擦力大小为______。 20．如图甲所示，斜面固定在水平地面上，可视为质点的物体从斜面底端以10m/s的速度沿斜面向上滑动，到达斜面顶端时速度恰好为0，之后又滑回斜面底端。规定平行于斜面向上为正方向，物体运动的部分图像如图所示，取重力加速度大小g取。则物体与斜面间的动摩擦因数为________，物体滑回斜面底端时的速度大小为_______m/s。    四、解答题 21．用两根细线 a、b 和一根轻弹簧 c 将质量均为 m 的两个小球 1 和 2 连接，并悬挂如图所示。两小球处于静止状态，细线 a 与竖直方向的夹角为 30°，弹簧 c 水平。求： （1）细线 a 与弹簧 c 分别对小球 1 和 2 的拉力大小； （2）细线 b 对小球 2 的拉力大小； （3）剪断细线 b 的瞬间，小球 2 的加速度的大小。    22．如图所示，足够长的浅色传送带以速度v0=6m/s顺时针匀速转动，表面粗糙，传送带的右端有一固定的斜面，斜面底端B与传送带经一长度可忽略的光滑圆弧连接。现将一质量m=1kg的墨色小滑块从距离B点x0=12m的A处轻轻无初速放上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数为μ1=0.3，斜面倾角θ=37°，斜面足够长，滑块与斜面的动摩擦因数μ2=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）小滑块刚放到传送带上时的加速度大小； （2）小滑块第一次从A端到B端所用的时间以及它在传送带上留下的划痕长度∆x1； （3）小滑块第一次滑上斜面后能够到达的最高点P距B点的距离∆x2和小滑块第二次冲上斜面最高点时距B点的距离∆x3。 23．水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查。如图所示为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v=1.0m/s的恒定速率运行。一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，AB间的距离L=2m，g取10m/s2。 （1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小？ （2）求行李做匀加速直线运动的时间？ （3）求行李在传送带上滑行痕迹的长度？ （4）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率？    24．如图所示，斜面与水平面间的夹角，物体A和B的质量分别为、。两者之间用质量可以不计的细绳相连。求： （1）如A和B对斜面的动摩擦因数分别为时，两物体的加速度各为多大？绳的张力为多少？ （2）如果把A和B位置互换，两个物体的加速度及绳的张力各是多少？ （3）如果斜面为光滑时，则两个物体的加速度及绳的张力又各是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《专题：牛顿运动定律的应用 能力提升综合检测训练（B卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D A A B A C B B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AC BD BC BC AD BD 1．B 【详解】由运动学公式 对整体，由牛顿第二定律 F=（m1+m2）a 解得 ； 故ACD错误，B正确， 故选B。 2．D 【详解】A．依题意，行李箱与传送带一起斜向上匀速运动，其受力平衡。行李箱受到的摩擦力方向与运动方向相同，即沿传送带向上。故A错误； B．根据共点力平衡，可知行李箱受到的摩擦力大小与传送带速度大小无关。故B错误； CD．对行李箱受力分析，由受力平衡可得 故C错误；D正确。 故选D。 3．D 【详解】整体分析 隔离m 解得 故选D。 4．A 【详解】若研究物块沿AB下滑，设AB与竖直直径成的角度为θ，则加速度 从A到B由运动公式 解得 若过B点做CD的平行线，交圆弧与E点，则物块沿EB下滑的时间也为t1，因EB和DC倾角相同，则物块下滑的加速度相同，但是CD长度小于BE的长度，可知沿DC下滑的时间t2小于EB的时间，即 故选A。 5．A 【详解】AB．对列车整体根据牛顿第二定律可得列车的加速度为 故A正确，B错误； CD．设第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为F′，对1、2两节车厢根据牛顿第二定律有 解得 故CD错误。 故选A。 6．B 【详解】A与纸板间的最大静摩擦力为：fA=μmAg=0.3×1×10N=3N，B与纸板间的最大静摩擦力为：fB=μmBg=0.2×1×10N=2N；若F=1.5N＜fA，所以AB即纸板保持相对静止，整体在F作用下向左匀加速运动，根据牛顿第二定律得：F-f=mAa，所以A物块所受摩擦力f＜F=1.5N，故A错误；当B刚要相对于纸板滑动时静摩擦力达到最大值，由牛顿第二定律得：fB=mBa0，又fB=μmBg；得：a0=2m/s2；对整体，有：F0=（mA+mB）•a0=2×2N=4N；即达到4N后，B将相对纸板运动，此时B受到的摩擦力f=2N；则对A分析，因为轻质薄硬纸片，A、B对它的摩擦力大小一定相等，A受到的摩擦力也为2N，所以A的摩擦力小于最大静摩擦力，故A和纸板间不会发生相对运动；则可知，当拉力为8N时，B与纸板间的摩擦力即为滑动摩擦力为2N，此后增大拉力，不会改变B的受力，其加速度大小均为2m/s2，无论力F多大，A和纸带之间不会发生相对滑动，故B正确、CD错误．故选B． 【点睛】题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用． 7．A 【详解】设无人机匀加速飞行的加速度大小为a，在第一秒内飞行了5m，由位移时间公式解得 无人机飞行时受力如图所示，由于 由几何关系可知，空气对无人机的作用力F与水平方向的夹角为60°，则有 解得空气对无人机的作用力大小为     A正确，BCD错误。 故选A。 8．C 【详解】箱子在下落过程中，受到的重力不变，由于空气阻力与速率平方成正比，所以在下落过程中，速率越来越大，阻力也越来越大，这样合力就越来越小，加速度越来越小，最后箱子会匀速运动．因为救灾物资和箱子一起运动，具有相同的速度和加速度，所以开始时物资和箱子间没有弹力，随着速度的增大，弹力增大，最后弹力等于重力大小．所以答案ABD错误．C正确． 9．B 【详解】设表演者拉着绳不动以大小为a1的加速度下降时，绳中的张力大小为T1，则对表演者和重物根据牛顿第二定律分别有 当表演者快速地沿绳向上爬，相对地面静止时，根据平衡条件可知，绳对表演者的作用力大小为 对重物根据牛顿第二定律有 由题意可知 联立以上各式解得 故选B。 10．B 【详解】设木盒的质量为，木盒与斜面的动摩擦因数为，木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止，可知木盒和砝码做匀减速直线运动。 ①若初速度方向向上，则拿走砝码前，木盒和砝码的加速度大小为 现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力后，木盒的加速度大小变为 ②若初速度方向向下，则拿走砝码前，木盒和砝码的加速度大小为 现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力后，木盒的加速度大小变为 可知不管初速度方向是向上还是向下，拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力后，木盒做减速运动的加速度都变大了，则木盒将更快停下来，所以木盒滑行的距离将变小。 故选B。 11．AC 【详解】A．由图（c）可知0~t1时间段内，木板的加速度一直在增大，故此时受到的为静摩擦力，即此时物块与木板没有发生相对运动，所以物块与木板加速度相同，故A正确； D．由图（c）可知t1后木板的加速度不变，则物块与木板发生相对滑动，对物块由牛顿第二定律 F-μm2g=m2a2 解得 可知随着F增大，物块的加速度增大，故D错误； BC．由图可知t1时刻，物块和木板的加速度相等，把物块和木板看成一个整体，由牛顿第二定律，得 F1=(m1+m2）a 对木板，可知此时物块和木板刚好发生相对滑动，由牛顿第二定律，得 μm2g=m1a 联立可得 故B错误，C正确。 故选AC。 12．BD 【详解】A．由于石块与长木板、长木板与地面之间都有摩擦，故石块不可能做匀速直线运动，故A错误； BC．设石块与长木板之间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，石块的质量为m，长木板的质量为M，当: μ1mg＞μ2(M＋m)g 最终石块与长木板将一起做匀减速直线运动，此时的加速度为μ2g，由: μ1mg＞μ2(M＋m)g 可得： μ1mg＞μ2mg 即石块刚开始的加速度大于石块与长木板一起减速时的加速度，即μ1g＞μ2g，也就是说图象的斜率将变小，故C错误，B正确． D．若石块对长木板向右的滑动摩擦力小于地面对长木板的最大静摩擦力，则长木板将静止不动，石块将在长木板上做匀减速直线运动，故D正确； 13．BC 【详解】A．1s后撤去，以B为对象，根据图像可知，共速前B的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得A、B间的动摩擦因数为 故A错误； B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知共速前B相对A向前的位移大小为 可知长木板A的长度至少为2.5m，故B正确； C．以A为对象，根据图像可知，共速前A的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 故C正确； D．根据图像可知，撤去力前，B的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 故D错误。 故选BC。 14．BC 【详解】AB．由图，在内有 解得 时有 时有 联立得 故B正确，A错误； CD．时细绳断开，绳断前瞬间绳上的张力T满足 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 15．AD 【详解】A．根据图像中斜率表示加速度，由图像可得，内小煤块的加速度大小为 故A正确； B．根据图像中斜率表示加速度，由图像可得，内小煤块的加速度大小为 可知，小煤块在时与传送带速度相等，则传送带的速率为，故B错误； CD．根据图像中面积表位移，由图可知，内小煤块的位移为 传送带的位移为 可知，传送带运动的快，痕迹长度为 同理，内小煤块的位移为 传送带的位移为 可知，小煤块运动的快，痕迹覆盖，则在时间内小煤块在传送带上留下的痕迹长度为，在时间内小煤块相对传送带的位移为 即煤块相对传送带的位移大小为，故D正确。 故选AD。 16．BD 【详解】A．由图丙可知，内物块处于静止状态，受力平衡，故内物块所受摩擦力等于重力，故A错误； BC．由图丙可知，内内物块做匀加速直线运动，加速度为 根据牛顿第二定律有 可得 内物块内物块做匀速直线运动，根据牛顿第二定律有 可得 故可知不能求出物块的质量，不能求出物块与墙面间的动摩擦因数，故B正确，C错误； D．若内恒为，物块做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 可得 物块停下所需要的时间为 故若内恒为，则第末物块恰好静止，故D正确。 故选BD。 17． 3 【详解】[1][2]由牛顿第二定律 可得 由图像可知斜率为 所以物体的质量为 纵轴截距 可得 则 18． 2:1 1:2 【详解】[1]设AB的质量分别为4m和m，对A分析可知，绳子的拉力 对B物体 解得下边绳子的拉力为 则B物体上、下两绳拉力之比为2:1； [2]设开始时AB距离地面的高度分别为h，则B落地时间 B落地速度 此时A的速度 即当B落地前瞬间，A、B的速度大小之比为1:2。 19． 【详解】[1][2]物体1在数值方向处于平衡状态，则 绳拉力为 根据牛顿第二定律 对物体2 得车厢底板对2的摩擦力大小为 20． 0.5 【详解】[1]根据图像可知质点上滑的加速度大小为 下滑得加速度大小为 根据牛顿第二定律得 解得 [2]根据图像与坐标轴围成图形的面积表示物体的位移可知斜面的长度为 质点从斜面顶端到低端的过程根据匀变速直线运动规律得 解得物体滑回斜面底端时的速度大小为 21．（1），；（2）；（3） 【详解】（1）对小球1与2组成的整体分析，由平衡条件可得 解得 （2）对小球2分析：细线b对小球2的拉力大小 解得 （3）剪断细线b的瞬间，弹簧c上的力不变，则有小球2受合力为 解得加速度的大小 22．（1）；（2）3s，6m；（3）1.8m，0.36m 【详解】（1）对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 （2）滑块向右匀加速至与传送带速度相等时有 ， 解得 ， 因为 所以之后滑块匀速运动到B过程有 则滑块第一次从A端到B端所用的时间 在匀加速过程，相对位移大小等于痕迹长度，则有 （3）滑块沿斜面向上运动过程，对滑块进行分析有 解得 利用逆向思维，根据位移与速度的关系式有 解得 滑块沿斜面向下运动过程，对滑块分析有 解得 根据位移与速度的关系式有 解得 表明滑块再次进入传送带后做 向匀变速直线运动，即返回B点时速度大小仍然为，向上再次滑上斜面后，利用逆向思维，根据位移与速度的关系式有 解得 23．（1）4N，1m/s2；（2）1s；（3）0.5m；（4）2s，2m/s 【详解】（1）行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小 解得 由牛顿第二定律，有 解得 （2）设行李做匀加速直线运动的时间为t，行李加速运动的末速度大小，则 解得 （3）行李箱加速运动时，传送带的位移 行李箱的位移 行李在传送带上滑行痕迹的长度 （4）行李从A处匀加速运动到B处时，传送时间最短，则 解得 传送带对应的最小运行速率 解得 24．（1）0，3.27m/s2，0；（2）0.96m/s2，3.27m/s2，11.5N；（3）5m/s2，5m/s2，0 【详解】（1）设绳子的张力为，物体A和B沿斜面下滑的加速度分别为和，根据牛顿第二定律，对A有 对B有 设，即假设绳子没有张力，联立求解得 因故，说明物体B运动比物体A的运动快，绳松弛，所以的假设成立；故有 因而实际不符，则A静止 （2）如B与A互换，则 即B物运动得比A物快，所以A、B之间有拉力且共速，用整体法 代入数据求出 用隔离法对B 代入数据求出 （3）如斜面光滑摩擦不计，则A和B沿斜面的加速度均为，两物间无作用力。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $