1、高中同步測試卷高中同步測試卷(十一十一)專題三專題三牛頓運(yùn)動定律牛頓運(yùn)動定律(時間：90 分鐘，滿分：100 分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共 7 小題，每小題 4 分，共 28 分在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)正確)1.放在光滑水平面上的物體受到三個平行于水平面的共點(diǎn)力作用而平衡，如圖，已知 F2和 F3垂直，三個力中若去掉 F1可產(chǎn)生 2.5 m/s2的加速度，若去掉 F2可產(chǎn)生 1.5 m/s2的加速度若去掉 F3，則物體的加速度為()A1.5 m/s2B2 m/s2C2.5 m/s2D4 m/s22如圖所示為一游樂場的娛樂項(xiàng)目的簡化示意圖質(zhì)量為 m 的參賽者要爬上一段帶有弧形軌道的頂

2、端，軌道始終靜止在地面上在參賽者緩慢向上爬的過程中()A參賽者受到的摩擦力逐漸減小B參賽者對軌道的壓力逐漸減小C參賽者對軌道的作用力逐漸增大D地面對軌道的摩擦力方向向左3如圖甲所示，靜止在光滑水平面上 O 點(diǎn)的物體，從 t0 開始物體受到如圖乙所示的水平力 F 的作用，設(shè)向右為 F 的正方向，則物體()A一直向左運(yùn)動B一直向右運(yùn)動C一直勻加速運(yùn)動D在 O 點(diǎn)附近左右運(yùn)動4.如圖所示，不計(jì)繩的質(zhì)量以及繩與滑輪的摩擦，物體 A 的質(zhì)量為M，水平面光滑，當(dāng)在繩的 B 端掛一質(zhì)量為 m 的物體時，物體 A 的加速度為 a1，當(dāng)在繩的 B 端施以 Fmg 的豎直向下的拉力作用時，A 的加速度為 a2，則

3、 a1與 a2的大小關(guān)系是()Aa1a2Ba1a2Ca12 m/s2Ba12 m/s2Ca22 m/s2Da22 m/s212.如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長為 12 m 的豎立在地面上的鋼管往下滑已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為 60 kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時速度恰好為零如果他加速時的加速度大小是減速時的 2 倍，下滑的總時間為 3 s，g 取 10 m/s2，那么該消防隊(duì)員()A下滑過程中的最大速度為 4 m/sB加速與減速過程的時間之比為 12C加速與減速過程中所受鋼管彈力大小之比為 17D加速與減速過程的位移之比為 14題號123456789

4、101112答案三、實(shí)驗(yàn)題(按題目要求解答)13(8 分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案用來“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律” ：(1)如圖甲所示，將木板有定滑輪的一端墊起，把滑塊通過細(xì)繩與帶夾子的重錘相連，然后跨過定滑輪， 重錘下夾一紙帶， 穿過打點(diǎn)計(jì)時器 調(diào)整木板傾角， 直到向下輕推滑塊后，滑塊沿木板勻速運(yùn)動(2)如圖乙所示，保持長木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時器安裝在長木板上靠近定滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將滑塊與紙帶相連，使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，然后接通電源釋放滑塊，使滑塊由靜止開始加速運(yùn)動打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電的頻率為 50 Hz，打出的紙帶如圖丙所示，A、B、C、D、E 是紙帶上五個計(jì)數(shù)點(diǎn)圖乙中滑塊下滑的加速

5、度為_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)若重錘質(zhì)量為 m，滑塊質(zhì)量為 M，重力加速度為 g，則滑塊加速下滑時受到的合力為_某同學(xué)在保持滑塊質(zhì)量不變的情況下， 通過多次改變滑塊所受合力， 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的 aF 圖象如圖丁所示，則滑塊的質(zhì)量為_kg.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)丁四、計(jì)算題(本題共 3 小題，共 34 分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14 (8 分)據(jù)報導(dǎo)， 埃及盧克索發(fā)生一起觀光熱氣球爆炸墜落事故， 造成幾十人遇難 科研人員乘熱氣球進(jìn)行科學(xué)考察熱氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為 900 kg，在空

6、中停留一段時間后，科研人員發(fā)現(xiàn)熱氣球因漏氣而下降，及時堵住堵住時熱氣球下降速度為 1 m/s，且做勻加速運(yùn)動，4 s 內(nèi)下降了 12 m若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略，重力加速度 g 取 10 m/s2，求至少拋掉多重的壓艙物才能阻止熱氣球加速下降15.(12 分)如圖所示， 特戰(zhàn)隊(duì)員從懸停在空中離地 235 m 高的直升機(jī)上沿繩下滑進(jìn)行降落訓(xùn)練某特戰(zhàn)隊(duì)員和他攜帶的武器質(zhì)量共為 80 kg，設(shè)特戰(zhàn)隊(duì)員用特制的手套輕握繩子時可獲得 200 N 的摩擦阻力，緊握繩子時可獲得 1 000 N 的摩擦阻力，下滑過程中特戰(zhàn)隊(duì)員必須握住繩子才能確保安全g 取 10 m/s2.求：(1)特戰(zhàn)隊(duì)員輕握繩子

7、降落時的加速度是多大？(2)如果要求特戰(zhàn)隊(duì)員著地時的速度不大于 5 m/s，則特戰(zhàn)隊(duì)員在空中下滑過程中按怎樣的方式運(yùn)動所需時間最少，最少時間為多少？16.(14 分)如圖所示為游樂場中深受大家喜愛的“激流勇進(jìn)”的娛樂項(xiàng)目，人坐在船中，隨著提升機(jī)達(dá)到高處，再沿著水槽飛滑而下，劈波斬浪的剎那給人驚險刺激的感受設(shè)乘客與船的總質(zhì)量為100 kg，在傾斜水槽和水平水槽中滑行時所受的阻力均為重力的 0.1 倍，水槽的坡度為 30，若乘客與船從槽頂部由靜止開始滑行 18 m 經(jīng)過斜槽的底部 O 點(diǎn)進(jìn)入水平水槽(設(shè)經(jīng)過 O 點(diǎn)前后速度大小不變，取 g10 m/s2)求：(1)船沿傾斜水槽下滑的加速度的大小；(

8、2)船滑到斜槽底部 O 點(diǎn)時的速度大小；(3)船進(jìn)入水平水槽后 15 s 內(nèi)滑行的距離參考答案與解析參考答案與解析1導(dǎo)學(xué)號 27630162解析：選 B.設(shè)物體的質(zhì)量為 m，由平衡條件可知，任何一個力的大小都等于其他兩個力的合力大小，則可知 F1m2.5 m/s2，F(xiàn)2m1.5 m/s2，所以 F3 F21F22m2 m/s2，因此去掉 F3時物體的加速度 aF3m2 m/s2.2導(dǎo)學(xué)號 27630163解析：選 B.分析參賽者的受力如圖所示，F(xiàn)Nmgcos ，F(xiàn)fmgsin ，向上爬的過程中，變大，故 FN減小，F(xiàn)f變大，選項(xiàng)A 錯誤、B 正確；軌道對參賽者的作用力等于其受到的摩擦力與支持力

9、的合力，大小等于其重力，方向向上，保持恒定，根據(jù)牛頓第三定律，參賽者對軌道的作用力不變，選項(xiàng) C 錯誤；分析參賽者與軌道組成的整體，根據(jù)平衡條件，受到重力和地面的支持力的作用，不受地面的摩擦力作用，選項(xiàng) D 錯誤3導(dǎo)學(xué)號 27630164解析：選 B.物體第 1 s 內(nèi)向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，第 2 s 內(nèi)向右做勻減速直線運(yùn)動到靜止， 第 3 s 內(nèi)向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動， 第 4s 內(nèi)向右做勻減速直線運(yùn)動選項(xiàng) ACD 錯誤，選項(xiàng) B 正確4導(dǎo)學(xué)號 27630165解析：選 C.當(dāng)在繩的 B 端掛一質(zhì)量為 m 的物體時，將它們看成系統(tǒng)，由牛頓第二定律：mg(mM)a1，故

10、a1mg（mM）.而當(dāng)在繩 B 端施以 Fmg 的豎直向下的拉力作用時 mgMa2，a2mgM，a12 m/s2，即 B、D 選項(xiàng)正確12導(dǎo)學(xué)號 27630173解析：選 BC.畫出其速度圖象如圖所示，由加速度關(guān)系vmaxt02vmax3 st0得 t01 s， 速度圖線與時間軸所圍的面積表示位移：12 mvmax23 s，得 vmax8 m/s，可見加速與減速過程的時間之比為 12，加速與減速過程的位移之比為 12，由牛頓第二定律及加速度關(guān)系得：mgFN1m8 m/s1 s8 m/s2，F(xiàn)N2mgm8 m/s2 s4 m/s2，解得 FN1FN217，綜上選 BC.13導(dǎo)學(xué)號 2763017

11、4解析：(2)由xaT2得 a3.9 m/s2.滑塊通過細(xì)繩與帶夾子的重錘相連， 滑塊勻速下滑， 說明滑塊重力沿斜面向下的分力和摩擦力之差等于重錘的重力，取下細(xì)繩和重錘，滑塊加速下滑受到的合力為 mg.aF 圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)1m，可得到滑塊的質(zhì)量為 2.0 kg.答案：(2)3.9 m/s2mg2.014導(dǎo)學(xué)號 27630175解析：設(shè)漏氣后熱氣球所受浮力為 F，熱氣球加速下降時的加速度大小為 a.由 sv0t12at2(2 分)得：a2（sv0t）t22（1214）42m/s21 m/s2(2 分)由牛頓第二定律得：mgFma(2 分)至少需要拋掉的壓艙物的重力為GmgFma9001

12、 N900 N(2 分)答案：900 N15導(dǎo)學(xué)號 27630176解析：(1)特戰(zhàn)隊(duì)員輕握繩子降落時的加速度為a1mgf1m80020080m/s27.5 m/s2.(4 分)(2)特戰(zhàn)隊(duì)員按照先加速到一定速度后立即減速， 到達(dá)地面時速度正好為 5 m/s 的方式運(yùn)動所需時間最少特戰(zhàn)隊(duì)員緊握繩子降落時的加速度大小為a2f2mgm1 00080080m/s22.5 m/s2(2 分)設(shè)特戰(zhàn)隊(duì)員加速下滑的時間為 t1，加速后的最大速度為 vm，減速下滑的時間為 t2，著地時的速度 v5 m/s.特戰(zhàn)隊(duì)員加速過程和減速過程的位移之和等于 235 m，即v2m2a1v2mv22a2235 m(2 分)解得 vm30 m/s(2 分)特戰(zhàn)隊(duì)員在空中下滑過程中的最少時間為t總t1t2vma1vmva214 s(2 分)答案：(1)7.5 m/s2(2)見解析16導(dǎo)學(xué)號 27630177解析：(1)對船進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin 30Ffma(1 分)Ff0.1mg(1 分)得 a4 m/s2.(2 分)(2)由勻