2020届高三全国名校联考12月月考物理牛顿定律简单应用试题及答案

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理牛顿定律简单应用试 题及答案 1、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）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（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 典型的动力学分析问题，运用牛顿第二定律和运动学公式综合分析问题。 A．物体在下滑过程和水平面运动过程中始终受到恒定的作用力，根据牛顿第二定律可知，下滑过程： 加速度方向沿斜面向下； 水平面移动过程： 加速度方向水平向左，从上述计算可知加速度为一定值，所以 v-t 图像应为直线，故 A 错误； 1sin cosmg mg maθ µ θ− = 2mg maµ =B．物体在下滑过程和水平面运动过程中加速度大小均为定值，a-t 图与时间轴平行的直线，故 B 错误； C．根据上述计算过程可知物体下滑过程中的摩擦力小于水平面移动过程中的摩擦力，且两段过程均为定值， 故 C 正确； D．物体在下滑过程中是匀加速直线运动，路程时间图像应为曲线，故 D 错误。 【点睛】动力学问题分类为两类：一是已知运动求受力，二是已知受力求运动。 2、（2020·黑龙江牡丹江市一中高三上学期 12 月月考）如图所示,木块在拉力 F 作用下,沿着水平地面向右 做减速直线运动,则力 F 与摩擦阻力 合力方向为( ) A. 水平向左 B. 向上偏左 C. 竖直向上 D. 可以在竖直向上和力 方向之间 【答案】B 【解析】 木块向右做匀减速直线运动，受到重力、拉力 F、地面的支持力和摩擦力四个力作用，加速度方向向左，由 牛顿第二定律知其合力方向向左．由于 F 有竖直向上的分力，所以地面对木块的支持力小于重力，则支持 力和重力的合力方向竖直向下，根据平行四边形定则可知力 F 与摩擦阻力的合力方向向上偏左，故 ACD 错 误，B 正确． 故本题正确答案选 B． 3、（2020·湖南省师大附中高三上学期第二次月考）如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面， 弹簧的另一端固定在墙上，一玩具遥控小车放在斜面上，系统静止不动．用遥控器启动小车，小车沿斜面 加速上升，则 的 FA. 系统静止时弹簧被压缩 B. 小车加速时弹簧处于原长 C. 小车加速时弹簧被压缩 D. 小车加速时可将弹簧换成细绳 【答案】D 【解析】 试题分析:系统静止时，系统受力平衡，水平方向不受力，弹簧弹力等于零，弹簧处于原长，故 A 错误；小 车加速上升时，知系统受到的合力的水平分力不为零，且方向向右，则弹簧提供的是拉力，所以弹簧处于 拉伸状态．所以小车加速时，可将弹簧换成细绳．故 B、C 错误，D 正确． 考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用 4、（2020·甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）.质量为 0.3kg 的物体在水平面上运动，图中 两直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的速度-时间图像，则下列说法正确的是： A. 物体所受摩擦力一定等于 0.1N B. 水平拉力一定等于 0.1N C. 物体不受水平拉力时的速度-时间图像一定是 a D. 物体不受水平拉力时的速度-时间图像一定是 b【答案】B 【解析】 设拉力大小为 F．由图读出加速度分别为 aa= m/s2，ab= m/s2 CD．两图加速度大小不同，拉力方向与滑动摩擦力方向可能相反，也可能相同，无法判断物体不受水平拉 力是哪个图象．故 CD 错误； B．若物体受水平拉力时的速度图象是 a 时，拉力与速度方向相同，根据牛顿第二定律得 f-F=maa，f=mab，解得 F=0.1N． 若物体受水平拉力时的速度图象是 b 时，拉力与速度方向相反，根据牛顿第二定律得 f+F=mab，f=maa，解 得 F=0.1N．故 B 正确； A．由上得到：若物体受水平拉力时的速度图象是 a 时，摩擦力 f=0.2N；若物体受水平拉力时的速度图象是 b 时，摩擦力 f=0.1N，故 A 错误． 5、（2020·甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）.如图所示 装置叫做阿特伍德机，是阿特伍 德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．绳子两端的物体下落（或上升）的加 速度总是小于自由落体的加速度 g．已知物体 A、B 的质量相等均为 4m，物体 C 的质量为 m，一切摩擦不 计，轻绳不可伸长且足够长， 现将装置从静止释放．下列说法正确的是 A. 物体 C 的加速度为 B. 物体 C 的加速度为 C. 物体 C 对 B 的拉力为 D. 物体 C 对 B 的拉力为 【答案】BD 的 1 3 2 3 3 g 9 g 2 3 mg 8 9 mg【解析】 设物体 C 下落的加速度为 a，绳子的张力为 T，以物体 A 作为研究对象有：T-4mg=4ma，以 BC 作为整体为 研究对象有：（4m+m）g-T=（4m+m）a，联立以上两式可解得： ，故 A 错误，B 正确；对物体 C， 根据牛顿第二定律得：mg-F=ma，解得： ，故 C 错误，D 正确．所以 BD 正确，AC 错误． 6、（2020·陕西省安康中高三上学期 12 月月考）如图甲所示，质量为 m 的小球(可视为质点)放在光滑水平 面上，在竖直线 MN 的左侧受到水平恒力 F1 作用，在 MN 的右侧除受 F1 外还受到与 F1 在同一直线上的水 平恒力 F2 作用，现小球从 A 点由静止开始运动，小球运动的 v-t 图象如图乙所示，下列说法中正确的是 A. 小球在 MN 右侧运动的时间为 t1 一 t2 B. F2 的大小为 C. 小球在 MN 右侧运动的加速度大小为 D. 小球在 0~t1 时间内运动的最大位移为 【答案】BC 【解析】 A．由图乙知小球在 t1 时加速度改变方向，故可知 t1 时刻小球进入 MN 右侧，图线与 t 轴围成的面积即为小 球的位移，小球在 MN 右侧运动的时间为 t3-t1，故 A 错误. BC．由图乙可知小球在 MN 右侧的加速度大小为： 9 ga = 8 9F mg= 1 1 1 3 1 2v mvm t t t + − 1 3 1 2v t t− 1 1v t在 MN 左侧，有牛顿第二定律可得： 所以 MN 的右方，由牛顿第二定律可知： 所以有： 故 B 正确，C 正确. D．由图线与 t 轴围成的面积可得 0~t1 时间内运动的最大位移为： 故 D 错误. 故选 BC. 7、（2020·河北省武邑中学高三上学期 12 月月考）若货物随升降机运动的 图像如图所示（竖直向上 为正），则货物受到升降机的支持力 与时间 关系的图像可能是 A. B. 1 3 1 2vva t t t ∆′ = =∆ − 1 1 1 mF ma t = = 2 1F F ma′− = 1 1 2 1 3 1 1 2mv mvF ma F t t t ′= + = +− 1 1 2 v tx =C. D. 【答案】B 【解析】 由 图知：过程①为向下匀加速直线运动（加速度向下，失重， ）；过程②为向下匀速直线 （平衡， ）；过程③为向下匀减速直线运动（加速度向上，超重， ）；过程④为向上匀加 速直线运动（加速度向上，超重， ）；过程⑤为向上匀速直线运动（平衡， ）；过程⑥为 向上匀减速直线运动（加速度向下，失重， ）；综合各个过程可知 B 选项正确． 【考点定位】 图像、超重与失重、牛顿第二定律． 8、（2020·甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）如图所示，一质量 m 的长木板静止在水平地 面上，某时刻一质量 m 的小铁块以水平向左速度 v0 从木板的右端滑上木板．已知木板与地面间的动摩擦因 数 μ，铁块与木板间的动摩擦因数 4μ，求： (1)铁块相对木板滑动时，木板的加速度; (2)为使木块不冲出木板，则木板的最短长度; (3)若木块不冲出木板，则木板在水平地面上滑行的总路程. 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 试题分析：小铁块滑上木板后做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律分别求出它 们的加速度；当二者速度相等时达到相对静止，根据位移公式可求得两物体的对地位移，则可求得木板的 最短长度；二者速度相等后一起做匀减速直线运动，由位移公式求出位移，然后求和即可． 2gµ 2 0 12 v gµ 2 0 12 v gµ（1）设铁块在木板上滑动时，铁块的加速度为 ，由牛顿第二定律得： 解得： 设铁块在木板上滑动时，木板的加速度为 ，由牛顿第二定律得： 解得： （2）小滑块与长木板速度相等时： 解得： 小铁块运动的距离为： 带入可得： 木板运动的距离： 长木板的最短长度为： （3）此后以一起做匀减速运动的加速度为： 解得： 一起开始匀减速时的速度为： 根据速度位移公式： 解得： 木板在水平地面上滑行的总路程为： 点睛：本题主要考查了板块相对滑动问题，对两个物体的运动情况分析清楚，然后根据牛顿第二定律列式 求解出各个运动过程的加速度，最后根据运动学公式列式求解． a块 4mg maµ = 块 4a gµ=块 a板 4 2mg mg maµ µ− = 板 2a gµ=板 0v 4 2g t g tµ µ− = 0 6t g v µ= 2 0 1= 2x v t a t−块 块 2 0 9 vx gµ=块 2 2 2 01 1 22 2 36 vx a t g t g µ µ= = × × =板 板 2 0 min - =12 vL x x gµ∆ = 板块 2 2mg maµ = 共 a gµ=共 0 02 =2 6 3 v vv g t g g µ µ µ= × =共 202 ( )3 va x ′ =共 板 2 0 18 vx gµ ′ =板 2 0 12 vx x x gµ ′= + =板总 板 板