湖南省平江县颐华学校2027届高三物理一轮复习中档题过关训练 第3节　牛顿运动定律

湖南省平江县颐华学校高三物理一轮复习中档题过关训练 第3节　牛顿运动定律 姓名：____________ 班级：____________ 考号：____________ 得分：____________ 一、单项选择题（每小题5分，共50分） 1. 新一代北斗导航卫星陆续发射组网。关于单位制与牛顿运动定律的基本认识，下列说法正确的是 A. kg、m、s 是国际单位制的基本单位，N 是导出单位 B. 卫星的质量越大，惯性越大，其运动状态越容易改变 C. 力是维持物体运动的原因 D. 物体做曲线运动时，所受合力一定是变力 【答案】A 【解析】【解】国际单位制中 kg、m、s 是基本单位，N 是由 导出的单位，A对；惯性大小只由质量决定，质量越大惯性越大、运动状态越难改变，B错；力是改变运动状态的原因而非维持运动的原因，C错；恒力也能产生曲线运动（如平抛只受重力），D错。故选A。 【考查知识点】国际单位制；惯性的量度；牛顿第一定律 【易错点】把基本单位与导出单位混淆；把“惯性大”理解成“容易被改变”。 2. 月面着陆器（质量 ）在发动机水平推力 作用下沿光滑月面加速，支架上放置的国旗盒（质量 ）相对着陆器静止，如图。则支架对国旗盒的作用力大小为 图1　月面着陆器与支架连接体示意图（着陆器质量 M 在水平推力 F 作用下沿光滑月面加速，支架上的国旗盒质量 m 相对着陆器静止） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】【解】对整体：，得 ；隔离国旗盒：支架对它的作用力提供其加速度，。故选A。 【考查知识点】连接体的整体法与隔离法 【易错点】不会先整体求加速度再隔离求内力；把内力当成总推力 F。 3. 纯电动赛车起跑时，驱动电机可在极短时间内提供恒定的强大牵引力。关于赛车起跑过程，下列说法正确的是 A. 赛车的加速度越大，速度一定越大 B. 赛车的加速度方向与所受合外力方向相同 C. 赛车受到恒力作用，一定做直线运动 D. 赛车速度为零时，所受合外力一定为零 【答案】B 【解析】【解】由牛顿第二定律 ，加速度与合外力同向且瞬时对应，B对；加速度大只说明速度变化快，速度本身可以很小甚至为零，A错；恒力作用下若初速度方向与力不在同一直线上做曲线运动，C错；起跑瞬间速度为零但牵引力最大，合外力不为零，D错。故选B。 【考查知识点】牛顿第二定律的矢量性与瞬时性 【易错点】混淆加速度与速度的大小关系；忘记力与速度方向不在一直线时做曲线运动。 4. 物流无人机携带包裹竖直向上运动：先从静止匀加速上升，再匀速上升，最后匀减速上升。则包裹所受升力（视重）与其重力大小的关系依次为 A. 大于、等于、小于 B. 小于、等于、大于 C. 大于、大于、小于 D. 等于、大于、小于 【答案】A 【解析】【解】匀加速上升时加速度向上，升力大于重力（超重）；匀速上升时升力等于重力；匀减速上升时加速度向下，升力小于重力（失重）。故选A。 【考查知识点】由加速度方向判断超重与失重 【易错点】把“减速上升”当成加速度向上（减速时加速度与速度反向即向下）。 5. 实验小组用传感器测得：质量为 2 的物块在水平面上受到 6 的水平拉力时，加速度大小为 2 。则物块受到的阻力大小为 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】【解】由牛顿第二定律 ，得 。故选B。 【考查知识点】牛顿第二定律的简单应用 【易错点】把拉力直接当作合力（忘记还有阻力）。 6. 关于生活和生产中的惯性现象（汽车急刹车情景如图），下列说法正确的是 图2　汽车急刹车时的惯性现象（车速 v 向右，车突然减速时加速度 a 向左，人体上身由于惯性前倾，安全带为斜跨肩髋的带体） A. 汽车急刹车时乘客身体前倾，是因为乘客受到了向前的“惯性力” B. 货运列车脱轨后仍能沿路基滑行很远，是由于列车具有惯性 C. 航天员在绕地球运行的空间站内惯性消失 D. 汽车的速度越大，惯性越大，所以越难停下来 【答案】B 【解析】【解】惯性是物体保持原有运动状态的性质，不是一种力，A错；列车脱轨后由于惯性继续向前滑行，B对；惯性是物体的固有属性，与位置、运动状态无关，不会消失，C错；惯性大小只由质量决定，与速度无关，D错。故选B。 【考查知识点】惯性现象的解释；惯性的量度（只与质量有关） 【易错点】把惯性当成“惯性力”；以为速度越大惯性越大。 7. 某同学用位移传感器记录小物块在水平长木板上的滑动过程，计算机绘出二者运动的 v-t 图线（如图）：小物块的速度图线从原点出发斜向上，木板的速度图线从 4 开始向下倾斜，两图线在 末相交，交点处速度均为 2 ；此后两图线重合。已知小物块质量为 1 ，重力加速度取 10 。则小物块与木板间的动摩擦因数为 图3　小物块与木板运动的 v-t 图线（木板速度图线从 4 m/s 向下倾斜，小物块速度图线从原点斜向上，两图线在 t=1 s 末相交于 2 m/s，此后重合） A. 0.10 B. 0.20 C. 0.40 D. 0.50 【答案】B 【解析】【解】小物块从静止开始做匀加速运动，由 v-t 图线交点： 时速度为 2 ，故加速度 。 小物块水平方向只受滑动摩擦力，，得 。故选B。 【考查知识点】由 v-t 图线求加速度；滑动摩擦力提供加速度 【易错点】把木板的加速度误当作物块的；不会从图线交点读速度与时间。 8. 智能分拣系统的水平传送带以 3 的速度匀速运行，将一包裹无初速地放在传送带左端，包裹最终随传送带一起匀速运动，如图。关于包裹在传送带上的运动，下列说法正确的是 图4　水平传送带示意图（传送带以 v=3 m/s 匀速运行，包裹在左端无初速轻放，先相对传送带向后滑动，在摩擦力作用下向右加速至共速） A. 刚开始包裹相对传送带向前运动 B. 包裹加速过程中，摩擦力对包裹做负功 C. 包裹与传送带相对静止后，仍受到向右的静摩擦力 D. 若仅增大传送带匀速运行的速度，包裹加速过程的持续时间变长 【答案】D 【解析】【解】刚放上时包裹速度小于传送带速度，相对传送带向后运动，A错；包裹加速时摩擦力向右，与位移方向相同，对包裹做正功，B错；相对静止且无相对运动趋势后包裹不受摩擦力，C错；包裹加速度 一定，由 ，传送带速度越大，加速到共速所需时间越长，D对。故选D。 【考查知识点】传送带模型：相对运动方向、摩擦力做功正负、加速时间与带速的关系 【易错点】分不清“相对传送带”与“对地”的运动方向；认为共速后仍有静摩擦力。 9. 水平桌面上叠放着 A、B 两物块，质量分别为 2 和 1 。用水平恒力 拉物块 B，A、B 一起沿光滑水平桌面做匀加速运动，如图。则 A 受到的静摩擦力大小为 图5　两物块叠放受力示意图（A 质量 2 kg 叠在 B 质量 1 kg 上，用水平恒力 F=12 N 拉 B，A、B 一起沿光滑水平桌面做匀加速运动） A. 0 B. 4 C. 8 D. 12 【答案】C 【解析】【解】整体加速度 ；隔离 A：A 随 B 加速所需的静摩擦力由 B 对 A 的静摩擦提供， 。故选C。 【考查知识点】整体法求加速度、隔离法求静摩擦力 【易错点】把总拉力当作 A 受到的摩擦力；不会隔离分析。 10. 水平长木板在水平恒力 作用下沿光滑水平面运动，将一个小物块无初速地放在木板上。若小物块恰好不滑离木板，如图。关于该过程，下列说法正确的是 图6　板块模型恰好不滑离示意图（小物块无初速放上在恒力 F 作用下的长木板，两者达到共同速度时小物块恰好到达木板末端 L） A. 小物块与木板达到共同速度时，小物块恰好到达木板末端 B. 小物块在木板上一直做匀速运动 C. 木板受到的摩擦力对木板做正功 D. 小物块对地的位移等于木板对地的位移 【答案】A 【解析】【解】小物块轻放后相对木板向后滑动，受向前的滑动摩擦力做加速运动；木板受物块向后的摩擦力但仍加速。两者达到共速时恰好不滑离，即物块到达木板末端，A对、B错；物块对木板的摩擦力方向与木板位移方向相反，对木板做负功，C错；木板对地位移大于物块对地位移，两者之差等于木板长度，D错。故选A。 【考查知识点】板块模型的恰好不滑离临界条件；摩擦力做功的正负 【易错点】不会分析“恰好不滑离”对应的临界状态；摩擦力对两个物体做功的正负判断错误。 二、多项选择题（每小题6分，共30分。全部选对得6分，部分选对得部分分，有错选得0分） 11. 关于牛顿运动定律，下列说法正确的是 A. kg、m、s 是国际单位制的基本单位 B. 物体的加速度越大，速度越大 C. 速度变化越快，加速度越大 D. 物体所受合力为零时，一定保持静止 【答案】AC 【解析】【解】kg、m、s 是国际单位制基本单位，A对；加速度大只说明速度变化快，速度本身可以很小，B错；由 ，速度变化越快加速度越大，C对；合力为零时物体静止或做匀速直线运动，D错。故选AC。 【考查知识点】单位制；加速度的物理意义；牛顿第一定律 【易错点】混淆加速度与速度；忘记合力为零还包括匀速直线运动。 12. 月面着陆器通过机械臂月面采样时，关于机械臂对采样器的支持力与采样器对机械臂的压力，下列说法正确的是 A. 这两个力大小相等 B. 这两个力方向相反 C. 这两个力作用在同一物体上，是一对平衡力 D. 这两个力同时产生、同时消失 【答案】ABD 【解析】【解】这两个力是一对作用力与反作用力：等大、反向、异体、同时、同性质，A、B、D对；平衡力必须作用在同一物体上，而这两个力分别作用在采样器和机械臂上，C错。故选ABD。 【考查知识点】牛顿第三定律；作用力反作用力与平衡力的区别 【易错点】把作用力反作用力与平衡力混淆（同体/异体是分界）。 13. 关于超重与失重现象，下列说法正确的是 A. 物体超重时，其所受重力增大 B. 物体做竖直上抛运动的全过程都处于完全失重状态 C. 电梯减速下降时，乘客处于超重状态 D. 物体失重时对支持物的压力小于重力，但重力大小不变 【答案】BCD 【解析】【解】超重、失重改变的是视重，真实重力 不变，A错、D对；竖直上抛加速度恒为 g 且竖直向下，全过程完全失重，B对；减速下降时加速度向上，支持力大于重力，属于超重，C对。故选BCD。 【考查知识点】超重失重的本质（加速度方向）与完全失重 【易错点】把视重变化当成真实重力变化。 14. 在验证牛顿第二定律的实验中，某同学作出的 a-F 图线如图所示（图线在 F 轴上有截距）。关于该图线，下列说法正确的是 图7　实验得到的 a-F 图线（图线在 F 轴上有正截距 F0，说明未完全平衡摩擦力；斜率为小车质量的倒数） A. 图线不过原点，是因为没有平衡摩擦力或平衡不足 B. 图线不过原点，是因为平衡摩擦力过度 C. 在误差允许范围内，图线的斜率表示小车质量的倒数 D. 图线的斜率表示小车的质量 【答案】AC 【解析】【解】图线与 F 轴有截距，说明拉力达到一定值后小车才产生加速度，即未完全平衡摩擦力（残余摩擦力抵消了一部分拉力），A对、B错；由 ，图线斜率 ，即小车质量的倒数，C对、D错。故选AC。 【考查知识点】验证牛顿第二定律的 a-F 图线：不过原点的原因、斜率的物理意义 【易错点】把平衡不足与平衡过度的图线特征混淆（过度时纵轴有截距）。 15. 倾斜传送带以恒定速率沿斜面向上运行，将一包裹无初速地放在传送带底端，包裹先加速后与传送带相对静止，情景如图。关于包裹在传送带上的运动，下列说法正确的是 图8　倾斜传送带上的包裹（倾角 θ=37°，传送带以恒定速率沿斜面向上运行，包裹无初速放于底端，受到沿斜面向上的滑动摩擦力 mg sinθ，先加速后与传送带相对静止） A. 包裹加速阶段受到沿斜面向上的滑动摩擦力 B. 包裹与传送带相对静止后，一定随传送带匀速上升 C. 若共速后包裹相对传送带静止，则静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力 D. 包裹加速阶段的加速度恒定 【答案】ACD 【解析】【解】包裹相对传送带向下滑，滑动摩擦力沿斜面向上，A对；共速后能否相对静止取决于最大静摩擦力与重力分力的关系，若 ，包裹将相对传送带继续加速下滑，B错；共速后相对静止时包裹受力平衡，静摩擦力沿斜面向上且等于重力沿斜面向下的分力，C对；加速阶段包裹受重力、支持力和恒定的滑动摩擦力，合力恒定，加速度恒定，D对。故选ACD。 【考查知识点】倾斜传送带模型：加速阶段受力、共速后的两种可能、平衡条件 【易错点】想当然认为共速后一定匀速；不会比较 μ 与 tanθ 判断共速后的运动。 三、非选择题（共64分，含实验题和计算题） 16. 某同学用 DIS 系统验证牛顿第二定律，绳子拉力用传感器直接读出，加速度由位移传感器采集。小车质量 ，实验中认为绳子拉力等于砂和砂桶的总重力，测得的三组数据如下表所示。 表1　DIS 实验测得的三组数据 砂和砂桶总质量 m/kg 小车加速度 a/(m/s²) 0.010 0.20 0.020 0.40 0.030 0.58 （1）由前两组数据求小车质量 M 的测量值； （2）第三组数据求出的 M 比前两组偏大，试解释原因； （3）若实验前平衡摩擦力时木板抬得不够高（残余摩擦力未完全平衡），所得的 a-F 图线有什么特征？ 【答案】（1）0.50 kg；（2）砂和砂桶质量未远小于小车质量，绳的实际拉力小于砂桶重力，用 mg 代替拉力使求出的 M 偏大；（3）图线不通过原点，在 F 轴上有截距 【解析】【解】（1）由 且 ，前两组： ， ， 。 （2）实际上砂桶也在加速下降，绳的拉力 ，即用砂桶重力代替拉力会使 F 偏大；加速度测量准确时，由 求出的 M 偏大。 （3）平衡不足时需先用一部分拉力抵消残余摩擦力，小车才产生加速度，故 a-F 图线是一条不过原点的直线，与 F 轴交于正值处（有横轴截距）。 【考查知识点】DIS 验证牛顿第二定律：近似条件、误差分析、图线特征 【易错点】忽略“砂桶质量远小于小车质量”的近似条件；混淆平衡不足与平衡过度的图线。 17. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组保持小车所受拉力不变，只通过增减小车中的配重片改变小车总质量 M，测得的数据为：M=0.50 kg 时 a=2.0 ；M=1.0 kg 时 a=1.0 ；M=1.5 kg 时 a=0.67 。 （1）本实验采用的科学研究方法是什么？ （2）由数据可以得出加速度与质量之间是什么定量关系？ （3）为什么实验中作 a-M 图线是曲线，而作 图线是过原点的直线？ 【答案】（1）控制变量法；（2）拉力一定时，加速度与质量成反比；（3）反比关系在 a-M 坐标系中是双曲线，不易直观判断；改画 a-1/M 图线可把反比关系转化为正比直线，便于判断（化曲为直） 【解析】【解】（1）分别控制 M 不变研究 a 与 F 的关系、控制 F 不变研究 a 与 M 的关系，此为控制变量法。 （2）三组数据中 a 与 M 的乘积均为 1.0 （即拉力），说明拉力一定时 ，加速度与质量成反比。 （3）反比函数 在 a-M 图象中是双曲线，仅凭曲线形状难以断定是反比；作 图线，若为过原点直线，即可确认 与 成反比，这就是“化曲为直”的数据处理方法。 【考查知识点】控制变量法；由数据归纳 a 与 M 的反比关系；化曲为直法 【易错点】不会从 aM 乘积是否为常数判断反比关系。 18. 某同学用图甲所示的装置（打点计时器+小车+砂桶）验证牛顿第二定律。 图9　验证牛顿第二定律的实验装置（打点计时器、小车、砂桶与纸带；长木板一端垫高以平衡摩擦力） （1）本实验研究 a 与 F 的关系时，应保持什么量不变？ （2）若砂和砂桶的质量没有远小于小车的质量，会对实验结果产生什么影响？ （3）由打点计时器打出的纸带求小车加速度的常用方法是什么？ 【答案】（1）保持小车的总质量 M 不变；（2）绳的实际拉力小于砂和砂桶的重力，使求出的加速度偏小（a-F 图线末端向 F 轴弯曲）；（3）逐差法 【解析】【解】（1）研究加速度与合力的关系时，采用控制变量法，应保持小车总质量 M 不变，只改变砂和砂桶的重力（近似等于绳的拉力）。 （2）对砂和砂桶：，对小车：，解得绳的实际拉力 。砂桶质量越大，用 代替拉力时相对误差越大，求出的加速度比真实值偏大还是偏小取决于比较基准——若以砂桶重力为横坐标作图，图线会明显向 F 轴方向弯曲（斜率变小）。 （3）由纸带用逐差法：（或其他等效形式），可减小偶然误差。 【考查知识点】验证牛顿第二定律：控制变量法、近似条件、逐差法求加速度 【易错点】忘记砂桶质量远小于小车质量的条件；逐差法的分母写成 3T² 或 6T²。 19. 质量为 2000 的电动汽车在平直公路上以 20 匀速行驶时所受阻力恒为 2000 。若司机将牵引力增大到 4000 并保持不变，求： （1）汽车的加速度大小； （2）汽车速度增大到 30 所用的时间和通过的位移。 【答案】（1）1.0 m/s²；（2）10 s，250 m 【解析】【解】（1）由牛顿第二定律 ，得 。 （2）由 得 ； 位移 。 【考查知识点】牛顿第二定律与运动学公式的结合 【易错点】把牵引力直接当作合力（忘记阻力）。 20. 质量为 50 的人乘商超电梯上楼，电梯从静止开始运动的 v-t 图线分为三段：匀加速上升（加速度大小为 1 ）、匀速上升、匀减速上升（加速度大小为 1 ），取 ，情景如图。求： 图10　电梯上升过程人的受力示意图（匀加速上升阶段加速度向上，支持力 N 向上、重力 mg 向下，N>mg，人处于超重状态） （1）匀加速上升阶段，人受到的支持力大小和人对电梯地板的压力大小； （2）匀减速上升阶段，人受到的支持力大小； （3）指出哪个阶段人处于超重状态。 【答案】（1）550 N，550 N；（2）450 N；（3）匀加速上升阶段 【解析】【解】（1）匀加速上升时加速度向上，由 得 ；人对地板的压力与地板对人的支持力是作用力与反作用力，大小为 550 。 （2）匀减速上升时加速度向下，由 得 。 （3）匀加速上升阶段加速度向上，支持力大于重力，人处于超重状态；匀减速阶段加速度向下，人处于失重状态。 【考查知识点】牛顿第二定律与超重失重：加速上升与减速上升的对比 【易错点】混淆加速上升与减速上升的加速度方向；忘记压力与支持力等大。 21. 某同学用传感器记录小物块在长木板上的滑动过程，计算机绘出二者运动的 v-t 图线，装置与运动过程如图：小物块的速度图线从原点出发斜向上，木板的速度图线从 3.0 开始向下倾斜；两图线在 末相交，交点处速度均为 2.0 ；此后两图线重合为一条水平直线。已知小物块质量 、木板质量 ，木板置于光滑水平地面，重力加速度取 。 图11　小物块在长木板上滑动示意图（小物块质量 m 与长木板质量 M 置于光滑水平地面，木板长度 L；由 v-t 图线知两者在 t=0.4 s 末共速于 2.0 m/s） （1）求小物块与木板间的动摩擦因数 ； （2）为保证小物块不滑离木板，木板的长度 应满足什么条件？ （3）求小物块相对地面运动的位移。 【答案】（1）0.50；（2）L≥0.60 m；（3）0.40 m 【解析】【解】（1）由 v-t 图线，小物块从静止加速到 2.0 用时 0.4 s，其加速度 。小物块水平方向只受滑动摩擦力，， 得 。 （2）小物块位移 ，木板位移 ， 相对位移 。要不滑离木板，需 。 （3）小物块做初速度为零的匀加速运动，平均速度 1.0 ，历时 0.4 s， 对地位移 。 【考查知识点】板块模型：由 v-t 图线求动摩擦因数、相对位移与恰好不滑离的临界条件 【易错点】把图线交点当作出发点；相对位移误用对地位移；不会从图线斜率求加速度。 22. 跨过光滑轻定滑轮的细绳两端分别悬挂质量 、 的货物，系统由静止释放， 距地面 ，细绳不可伸长，滑轮质量与摩擦均不计，取 ，装置如图。 图12　定滑轮连接体示意图（细绳跨过光滑轻定滑轮，两端分别悬挂质量 m1=2 kg 与 m2=3 kg 的货物，m2 距地面 h=2.0 m；释放后 m1 上升、m2 下降） （1）求释放后货物的加速度大小和绳中的张力 ； （2）求 落地前瞬间的速度大小； （3）求 落地后 还能继续上升的最大高度（从释放时算起）。 【答案】（1）a=2 m/s²，；（2）2√2 m/s（约2.8 m/s）；（3）2.4 m 【解析】【解】（1）对 ：；对 ：。 两式相加消去 ： ， 代入得 。 （2）由 得 。 （3） 落地后绳松弛， 以速度 竖直上抛，继续上升 ， 故 从释放时算起的最大高度为 。 【考查知识点】连接体：整体求加速度、隔离求张力；绳松弛后的竖直上抛 【易错点】不会用“先整体后隔离”的思路；忘记绳松弛后 做竖直上抛。 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省平江县颐华学校高三物理一轮复习中档题过关训练 第3节　牛顿运动定律 姓名：____________ 班级：____________ 考号：____________ 得分：____________ 一、单项选择题（每小题5分，共50分） 1. 新一代北斗导航卫星陆续发射组网。关于单位制与牛顿运动定律的基本认识，下列说法正确的是 A. kg、m、s 是国际单位制的基本单位，N 是导出单位 B. 卫星的质量越大，惯性越大，其运动状态越容易改变 C. 力是维持物体运动的原因 D. 物体做曲线运动时，所受合力一定是变力 2. 月面着陆器（质量 ）在发动机水平推力 作用下沿光滑月面加速，支架上放置的国旗盒（质量 ）相对着陆器静止，如图。则支架对国旗盒的作用力大小为 图1　月面着陆器与支架连接体示意图（着陆器质量 M 在水平推力 F 作用下沿光滑月面加速，支架上的国旗盒质量 m 相对着陆器静止） A. B. C. D. 3. 纯电动赛车起跑时，驱动电机可在极短时间内提供恒定的强大牵引力。关于赛车起跑过程，下列说法正确的是 A. 赛车的加速度越大，速度一定越大 B. 赛车的加速度方向与所受合外力方向相同 C. 赛车受到恒力作用，一定做直线运动 D. 赛车速度为零时，所受合外力一定为零 4. 物流无人机携带包裹竖直向上运动：先从静止匀加速上升，再匀速上升，最后匀减速上升。则包裹所受升力（视重）与其重力大小的关系依次为 A. 大于、等于、小于 B. 小于、等于、大于 C. 大于、大于、小于 D. 等于、大于、小于 5. 实验小组用传感器测得：质量为 2 的物块在水平面上受到 6 的水平拉力时，加速度大小为 2 。则物块受到的阻力大小为 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 6. 关于生活和生产中的惯性现象（汽车急刹车情景如图），下列说法正确的是 图2　汽车急刹车时的惯性现象（车速 v 向右，车突然减速时加速度 a 向左，人体上身由于惯性前倾，安全带为斜跨肩髋的带体） A. 汽车急刹车时乘客身体前倾，是因为乘客受到了向前的“惯性力” B. 货运列车脱轨后仍能沿路基滑行很远，是由于列车具有惯性 C. 航天员在绕地球运行的空间站内惯性消失 D. 汽车的速度越大，惯性越大，所以越难停下来 7. 某同学用位移传感器记录小物块在水平长木板上的滑动过程，计算机绘出二者运动的 v-t 图线（如图）：小物块的速度图线从原点出发斜向上，木板的速度图线从 4 开始向下倾斜，两图线在 末相交，交点处速度均为 2 ；此后两图线重合。已知小物块质量为 1 ，重力加速度取 10 。则小物块与木板间的动摩擦因数为 图3　小物块与木板运动的 v-t 图线（木板速度图线从 4 m/s 向下倾斜，小物块速度图线从原点斜向上，两图线在 t=1 s 末相交于 2 m/s，此后重合） A. 0.10 B. 0.20 C. 0.40 D. 0.50 8. 智能分拣系统的水平传送带以 3 的速度匀速运行，将一包裹无初速地放在传送带左端，包裹最终随传送带一起匀速运动，如图。关于包裹在传送带上的运动，下列说法正确的是 图4　水平传送带示意图（传送带以 v=3 m/s 匀速运行，包裹在左端无初速轻放，先相对传送带向后滑动，在摩擦力作用下向右加速至共速） A. 刚开始包裹相对传送带向前运动 B. 包裹加速过程中，摩擦力对包裹做负功 C. 包裹与传送带相对静止后，仍受到向右的静摩擦力 D. 若仅增大传送带匀速运行的速度，包裹加速过程的持续时间变长 9. 水平桌面上叠放着 A、B 两物块，质量分别为 2 和 1 。用水平恒力 拉物块 B，A、B 一起沿光滑水平桌面做匀加速运动，如图。则 A 受到的静摩擦力大小为 图5　两物块叠放受力示意图（A 质量 2 kg 叠在 B 质量 1 kg 上，用水平恒力 F=12 N 拉 B，A、B 一起沿光滑水平桌面做匀加速运动） A. 0 B. 4 C. 8 D. 12 10. 水平长木板在水平恒力 作用下沿光滑水平面运动，将一个小物块无初速地放在木板上。若小物块恰好不滑离木板，如图。关于该过程，下列说法正确的是 图6　板块模型恰好不滑离示意图（小物块无初速放上在恒力 F 作用下的长木板，两者达到共同速度时小物块恰好到达木板末端 L） A. 小物块与木板达到共同速度时，小物块恰好到达木板末端 B. 小物块在木板上一直做匀速运动 C. 木板受到的摩擦力对木板做正功 D. 小物块对地的位移等于木板对地的位移 二、多项选择题（每小题6分，共30分。全部选对得6分，部分选对得部分分，有错选得0分） 11. 关于牛顿运动定律，下列说法正确的是 A. kg、m、s 是国际单位制的基本单位 B. 物体的加速度越大，速度越大 C. 速度变化越快，加速度越大 D. 物体所受合力为零时，一定保持静止 12. 月面着陆器通过机械臂月面采样时，关于机械臂对采样器的支持力与采样器对机械臂的压力，下列说法正确的是 A. 这两个力大小相等 B. 这两个力方向相反 C. 这两个力作用在同一物体上，是一对平衡力 D. 这两个力同时产生、同时消失 13. 关于超重与失重现象，下列说法正确的是 A. 物体超重时，其所受重力增大 B. 物体做竖直上抛运动的全过程都处于完全失重状态 C. 电梯减速下降时，乘客处于超重状态 D. 物体失重时对支持物的压力小于重力，但重力大小不变 14. 在验证牛顿第二定律的实验中，某同学作出的 a-F 图线如图所示（图线在 F 轴上有截距）。关于该图线，下列说法正确的是 图7　实验得到的 a-F 图线（图线在 F 轴上有正截距 F0，说明未完全平衡摩擦力；斜率为小车质量的倒数） A. 图线不过原点，是因为没有平衡摩擦力或平衡不足 B. 图线不过原点，是因为平衡摩擦力过度 C. 在误差允许范围内，图线的斜率表示小车质量的倒数 D. 图线的斜率表示小车的质量 15. 倾斜传送带以恒定速率沿斜面向上运行，将一包裹无初速地放在传送带底端，包裹先加速后与传送带相对静止，情景如图。关于包裹在传送带上的运动，下列说法正确的是 图8　倾斜传送带上的包裹（倾角 θ=37°，传送带以恒定速率沿斜面向上运行，包裹无初速放于底端，受到沿斜面向上的滑动摩擦力 mg sinθ，先加速后与传送带相对静止） A. 包裹加速阶段受到沿斜面向上的滑动摩擦力 B. 包裹与传送带相对静止后，一定随传送带匀速上升 C. 若共速后包裹相对传送带静止，则静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力 D. 包裹加速阶段的加速度恒定 三、非选择题（共64分，含实验题和计算题） 16. 某同学用 DIS 系统验证牛顿第二定律，绳子拉力用传感器直接读出，加速度由位移传感器采集。小车质量 ，实验中认为绳子拉力等于砂和砂桶的总重力，测得的三组数据如下表所示。 表1　DIS 实验测得的三组数据 砂和砂桶总质量 m/kg 小车加速度 a/(m/s²) 0.010 0.20 0.020 0.40 0.030 0.58 （1）由前两组数据求小车质量 M 的测量值； （2）第三组数据求出的 M 比前两组偏大，试解释原因； （3）若实验前平衡摩擦力时木板抬得不够高（残余摩擦力未完全平衡），所得的 a-F 图线有什么特征？ 17. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组保持小车所受拉力不变，只通过增减小车中的配重片改变小车总质量 M，测得的数据为：M=0.50 kg 时 a=2.0 ；M=1.0 kg 时 a=1.0 ；M=1.5 kg 时 a=0.67 。 （1）本实验采用的科学研究方法是什么？ （2）由数据可以得出加速度与质量之间是什么定量关系？ （3）为什么实验中作 a-M 图线是曲线，而作 图线是过原点的直线？ 18. 某同学用图甲所示的装置（打点计时器+小车+砂桶）验证牛顿第二定律。 图9　验证牛顿第二定律的实验装置（打点计时器、小车、砂桶与纸带；长木板一端垫高以平衡摩擦力） （1）本实验研究 a 与 F 的关系时，应保持什么量不变？ （2）若砂和砂桶的质量没有远小于小车的质量，会对实验结果产生什么影响？ （3）由打点计时器打出的纸带求小车加速度的常用方法是什么？ 19. 质量为 2000 的电动汽车在平直公路上以 20 匀速行驶时所受阻力恒为 2000 。若司机将牵引力增大到 4000 并保持不变，求： （1）汽车的加速度大小； （2）汽车速度增大到 30 所用的时间和通过的位移。 20. 质量为 50 的人乘商超电梯上楼，电梯从静止开始运动的 v-t 图线分为三段：匀加速上升（加速度大小为 1 ）、匀速上升、匀减速上升（加速度大小为 1 ），取 ，情景如图。求： 图10　电梯上升过程人的受力示意图（匀加速上升阶段加速度向上，支持力 N 向上、重力 mg 向下，N>mg，人处于超重状态） （1）匀加速上升阶段，人受到的支持力大小和人对电梯地板的压力大小； （2）匀减速上升阶段，人受到的支持力大小； （3）指出哪个阶段人处于超重状态。 21. 某同学用传感器记录小物块在长木板上的滑动过程，计算机绘出二者运动的 v-t 图线，装置与运动过程如图：小物块的速度图线从原点出发斜向上，木板的速度图线从 3.0 开始向下倾斜；两图线在 末相交，交点处速度均为 2.0 ；此后两图线重合为一条水平直线。已知小物块质量 、木板质量 ，木板置于光滑水平地面，重力加速度取 。 图11　小物块在长木板上滑动示意图（小物块质量 m 与长木板质量 M 置于光滑水平地面，木板长度 L；由 v-t 图线知两者在 t=0.4 s 末共速于 2.0 m/s） （1）求小物块与木板间的动摩擦因数 ； （2）为保证小物块不滑离木板，木板的长度 应满足什么条件？ （3）求小物块相对地面运动的位移。 22. 跨过光滑轻定滑轮的细绳两端分别悬挂质量 、 的货物，系统由静止释放， 距地面 ，细绳不可伸长，滑轮质量与摩擦均不计，取 ，装置如图。 图12　定滑轮连接体示意图（细绳跨过光滑轻定滑轮，两端分别悬挂质量 m1=2 kg 与 m2=3 kg 的货物，m2 距地面 h=2.0 m；释放后 m1 上升、m2 下降） （1）求释放后货物的加速度大小和绳中的张力 ； （2）求 落地前瞬间的速度大小； （3）求 落地后 还能继续上升的最大高度（从释放时算起）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省平江县颐华学校高三物理一轮复习中档题过关训练 第3节　牛顿运动定律（命题细目表） 说明：本表用于说明本专题各题的题型、核心考点、难度、分值与能力层级，便于教学诊断与分层练习。 题号 题型 核心知识点 难度 分值 预估得分率 能力层级 核心素养 1 单选 国际单位制 基础 5 0.87 理解 物理观念 2 单选 连接体的整体法与隔离法 基础 5 0.86 理解 物理观念 3 单选 牛顿第二定律的矢量性与瞬时性 基础 5 0.85 理解 物理观念 4 单选 由加速度方向判断超重与失重 基础 5 0.88 理解 物理观念 5 单选 牛顿第二定律的简单应用 基础 5 0.87 理解 物理观念 6 单选 惯性现象的解释 基础 5 0.86 理解 物理观念 7 单选 由 v-t 图线求加速度 中档 5 0.65 应用 科学思维 8 单选 传送带模型：相对运动方向、摩擦力突变 中档 5 0.68 应用 科学思维 9 单选 整体法求加速度、隔离法求静摩擦力 中档 5 0.67 应用 科学思维 10 单选 板块模型的恰好不滑离临界条件 中档 5 0.66 应用 科学思维 11 多选 单位制 中等 6 0.57 理解 科学思维 12 多选 牛顿第三定律 中等 6 0.6 理解 科学思维 13 多选 超重失重的本质 中等 6 0.59 理解 科学思维 14 多选 验证牛顿第二定律的 a-F 图像 中等 6 0.58 理解 科学思维 15 多选 倾斜传送带模型：加速阶段受力分析 中等 6 0.57 理解 科学思维 16 实验 DIS 验证牛顿第二定律：近似条件 基础中档 8 0.66 探究 科学探究 17 实验 控制变量法 基础中档 8 0.65 探究 科学探究 18 实验 验证牛顿第二定律：控制变量法 基础中档 8 0.64 探究 科学探究 19 计算 牛顿第二定律与运动学公式的结合 基础中档 8 0.63 应用 科学思维 20 计算 牛顿第二定律与超重失重：加速与减速 基础中档 8 0.66 应用 科学思维 21 计算 板块模型：由 v-t 图线求加速度 略难 12 0.54 综合 科学思维 22 计算 连接体：整体求加速度、隔离求内力 略难 12 0.53 综合 科学思维 合计 共16题 — 144 — — — 学科网（北京）股份有限公司 $