1、第三单元 牛顿运动定律（A）注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0
2、分)1力是物体与物体之间的相互作用，若把其中一个力称为作用力，则另一个力为反作用力。下列与此相关的说法中，正确的是()A先有作用力，后有反作用力B作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，物体因它们的合力等于零而处于平衡状态C如果作用力的性质是弹力，则反作用力的性质也一定是弹力D成人与小孩手拉手进行拔河比赛，因为成人拉小孩的力大于小孩拉成人的力，所以成人胜2下列关于惯性的说法中，正确的是()A速度越快的汽车刹车时车轮在地面上的擦痕就越长，说明物体的运动速度越大，其惯性也越大 B出膛的炮弹是靠惯性飞向远处的C坚硬的物体有惯性，如投出去的铅球；柔软的物体没有惯性，如掷出的鸡毛D只有匀
3、速运动或静止的物体才有惯性，加速或减速运动的物体都没有惯性3爱因斯坦曾把物理一代代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中的警员破案。下列说法符合物理史实的是()A著名物理学家亚里士多德曾指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向B与伽利略同时代的科学家笛卡儿通过“斜面实验”得出推断：若没有摩擦阻力，球将永远运动下去C科学巨人牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上，提出了动力学的一条基本定律，那就是惯性定律D牛顿在反复研究亚里士多德和伽利略实验资料的基础上提出了牛顿第二定律4完全相同的两小球A和B，分别用可承受最大拉力相等的两根细线
4、相连接悬挂在天花板下，如图所示。下列说法中正确的有()A若用手握住B球逐渐加大向下的拉力，则上面一根细线因线短会先断B若用手握住B球突然用力向下拉，则上面一根细线因多承受一个小球的拉力会先断C若用手托着B球竖直向上抬起一段距离(上面一根细线始终处于绷紧状态)，然后突然撤开，则先断的是上面一根细线D若用手托着B球竖直向上抬起一段距离(上面一根细线始终处于绷紧状态)，然后突然撤开，则先断的是下面一根细线5智能化电动扶梯如图所示，乘客站上扶梯，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
5、用力竖直向上6如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙壁相切于A点。竖直墙壁上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60，C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点，c球由C点自由下落到M点。则()Aa球最先到达M点Bb球最先到达M点Cc球最先到达M点Db球和c球都可能最先到达M点7在水平路面上向右匀速行驶的车厢里，一质量为m的球被一根轻质细线悬挂在车厢后壁上，如图甲所示。则下列说法正确的是()A如果车改做匀加速运动，此时悬挂球的细线所受张力一定不变 B如果车改做匀加速运动，此时球有可能离开车厢后壁 C如
6、果车改做匀减速运动，此时球有可能对车厢后壁无压力 D如果车改做匀减速运动，此时悬挂球的细线所受张力一定减小 8如图所示，光滑的水平地面上有三个木块a、b、c，质量均为m，a、c之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F作用在b上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍做匀加速运动且始终没有相对滑动。在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是()A无论橡皮泥粘在哪个木块上面，系统的加速度都不变B若粘在b木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小C若粘在a木块上面，绳的张力减小，a、b间摩擦力不变D若粘在c木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力都增大9如图甲所示，一轻质弹
7、簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时刻物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移之间的关系如图乙所示（g取10 m/s2）。则下列结论正确的是()A物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC物体的质量为2 kgD物体的加速度大小为5 m/s210(2019全国III卷)如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板
8、的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g10 m/s2。由题给数据可以得出()A木板的质量为1 kg B2 s4 s内，力F的大小为0.4 NC02 s内，力F的大小保持不变 D物块与木板之间的动摩擦因数为0.2二、(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(2019全国II卷)(5分)如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率
9、50 Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：(1)铁块与木板间动摩擦因数 。（用木板与水平面的夹角、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示）(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角30。接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)，重力加速度为9.8 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为 。(结果保留2位小数)12(8分)在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中，甲、乙两组同学分别用如图(a)和(b)所示的实验装置进行实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质
10、量的小车，位移传感器B随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器A固定在轨道一端甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F.改变重物的重力，重复实验多次，记录多组数据，并画出aF图象。 (1)位移传感器B属于 。(选填“发射器”或“接收器”)(2)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是 。(3)图中符合甲组同学作出的实验图象的是 ；符合乙组同学作出的实验图象的是 。13(10分)建筑工地上的一工人，通过定滑轮把重物吊起，如图所示。已知工人的质量M60 kg，重物的质量m50 kg，滑轮与绳之间的摩擦不计，工人的力量足够大，取g10 m/s2。(1)求工人竖直向下拉绳时，重物的最大
11、加速度。(2)工人以最大加速度拉重物时，2 s末绳突然断开，求重物上升的最大高度。(设定滑轮足够高)14(10分)如图所示，倾角30的固定斜面上有一质量m1 kg的物体，物体连有一原长l040 cm的轻质弹簧，在弹簧B端给弹簧一沿斜面向下的推力F，使物体沿斜面向下以加速度a11 m/s2做匀加速运动，此时弹簧长度l130 cm。已知物体与斜面间的动摩擦因数，弹簧始终平行于斜面，重力加速度g10 m/s2。（弹簧始终在弹性限度内）(1)求推力F的大小和弹簧的劲度系数k；(2)若在弹簧B端加一沿斜面向上的拉力，使物体沿斜面向上做加速度a22.2 m/s2的匀加速运动，求弹簧的长度l2。15(12分
12、)在平直公路上有A、B两辆汽车，二者质量均为6.0103 kg，运动时所受阻力均为车重的。它们的vt图象分别如图中a、b所示g取10 m/s2。求：(1)A车的加速度aA和牵引力FA；(2)03 s内B车的位移xB和牵引力FB。16(15分)如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37、长为5 m的传送带与两平台平滑连接。现有一小物体以10 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上。(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)求小物体跟传送带间的动摩擦因数；(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的
13、速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？第三单元 答 案一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1【答案】C【解析】根据牛顿第三定律可知，作用力和反作用力是同种性质的力，同时产生同时消失，不分先后，选项A错误、C正确；作用力和反作用力分别作用在两个物体上，这两个力不能合成，选项B错误；成人与小孩之间的相互作用属于作用力和反作用
14、力，大小相等，方向相反，造成成人胜利的原因是成人与地面之间的最大静摩擦力大于小孩与地面之间的最大静摩擦力，选项D错误。2【答案】B【解析】物体的质量是描述物体惯性的唯一物理量，物体惯性的大小与运动速度大小、形态和是否运动无关，选项A、C、D错误；由于惯性，炮弹离开炮筒后继续向前飞行，选项B正确。3【答案】C【解析】笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来也不会偏离原来的方向，选项A错误；通过“斜面实验”得出若没有摩擦阻力，球将永远运动下去这一结论的是伽利略，不是笛卡儿，选项B错误；牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上，提出了动力学的一条基本定律，
15、那就是牛顿第一定律，而牛顿第一定律又叫做惯性定律，选项C正确；牛顿在伽利略和笛卡儿研究的基础上提出了牛顿第一定律，选项D错误。4【答案】D【解析】若用手握住B球逐渐加大向下的拉力，则因上边一根细线比下边一根细线所受拉力大，先达到或超过细线所能承受的最大拉力而断开，但与细线长短无关，选项A错误；若用手握住B球突然用力向下拉，由于惯性，A球还没有开始向下运动时，下面一根细线因所受拉力超过其承受的最大拉力而断开，B选项错误；若用手托着B球竖直向上抬起一段距离后突然撤开，则因A球的惯性而使下面一根细线先断，选项C错误、D正确。5【答案】D【解析】加速运动阶段，顾客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加
16、速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的支持力大于其重力，处于超重状态；匀速运动阶段，加速度为0，所以既不超重也不失重，故A错误。加速阶段乘客加速度斜向上，加速度有水平向右的分量，则受到的摩擦力方向水平向右，选项B错误；加速阶段，乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力，则电梯对乘客的作用力斜向右上方；电梯匀速上升时，电梯对乘客只有向上的支持力，即电梯对乘客的作用力竖直向上，选项C错误，D正确。6【答案】C【解析】如图所示，令圆环半径为R，则c球由C点自由下落到M点用时满足Rgtc2，所以tc；对于a球令AM与水平面成角，则a球下滑到M点用时满足AM2Rsin gsin ta2，即ta2；同理b球
17、从B点下滑到M点用时也满足tb2(r为过B、M且与水平面相切于M点的竖直圆的半径，rR)。综上所述可得tbtatc，故选项C正确。7【答案】AC【解析】如果车改做匀加速运动，则加速度方向水平向右，由牛顿第二定律可知，球水平方向的合力F合FNFxma，水平向右，FN不可能等于零，选项B错误；竖直方向上，Fymg，只要球不离开车厢后壁，细线与车厢壁之间的夹角就不会改变，则细线所受张力F不变，选项A正确；如果车改做匀减速运动，水平方向合力向左，F合FxFNma，当a足够大时，FN减小到零，如a再继续增大，则球将离开车厢后壁，选项C正确；在FN减小到零之前，细线上的拉力都不会改变，选项D错误。8【答案
18、】BD【解析】由整体法可知，无论橡皮泥粘在哪个木块上，系统的质量均增大，由牛顿运动定律可知，系统的加速度均减小，故A错误。若橡皮泥粘在b木块上，将a、c看成整体，有fab2ma，加速度减小，所以a、b间摩擦力减小；对c：Tma，绳的拉力减小，故B正确。若橡皮泥粘在a木块上，对c：Tma，故绳的拉力减小；对b：Ffabma，摩擦力fab增大，故C错误。若橡皮泥粘在c木块上，将a、b看成整体，有FT2ma，加速度减小，所以绳的拉力T增大，对b：Ffabma，可知fab增大，故D正确。9【答案】CD【解析】物体与弹簧分离时，弹簧与物体接触，但对物体恰好没有弹力，所以弹簧长度等于其原长，A错误。由此，
19、结合图乙知，物体刚开始运动时，弹力等于物体重力，合力等于拉力，F1ma10 N；物体与弹簧分离时，弹簧为原长，F2mgma，解得m2 kg，a5 m/s2，选项C、D正确；初始时刻弹簧压缩量x14 cm，劲度系数N/cm，B错误。10【答案】AB【解析】结合两图像可判断出02 s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C错误；25 s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对24 s和45 s列运动学方程，可解出质量m为1 kg，24s内的力F为0.4 N，故A、B正确；由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之
20、间的动摩擦因数，故D错误。二、(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11【答案】(1) (2分) (2).0.35 (3分)【解析】(1)由mgsinmgcosma，解得：(2)由逐差法a 得：sII(76.3931.83)102m，T0.1s，sI(31.835.00)102m，故a m/s21.97 m/s2，代入式，得： 0.35。12【答案】(1)发射器 (2)小车(包括位移传感器B)的质量远大于重物的质量 (3) (每空2分)【解析】(
21、1)位移传感器B属于发射器。(2)在该实验中实际是mg(Mm)a，要满足mgMa，应该使重物的质量远小于小车(包括位移传感器B)的质量，即小车(包括位移传感器B)的质量远大于重物的质量。(3)在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比甲组同学把重物的重力作为拉力F，由实验原理mgMa，可得a，而实际上a，即随着重物的质量增大，不再满足重物的质量远小于小车(包括位移传感器B)的质量，所以图中符合甲组同学作出的实验图象的是。乙组直接用力传感器测拉力F，随着重物的质量增大，拉力F测量是准确的，aF关系图象为一倾斜的直线且与甲的图象斜率相同，符合乙组同学作出的实验图象的是。13【解析】(1)虽然工人的力
22、量足够大，但通过定滑轮对重物的拉力不能超过工人的自身重力，如果超过自身重力，工人就变成爬绳了。由牛顿第二定律得：Mgmgmam (3分)重物的最大加速度am2 m/s2。 (3分) (2)绳断开后，重物做竖直上抛运动，有： (2分)解得：H4.8 m。(2分)14【解析】(1)对物体受力分析，由牛顿第二定律可知：Fmgsin mgcos ma1 (2分)Fkl1，l1l0l1 (2分)解得：F3.5 N，k35 N/m。(2分)(2)物体向上运动的过程中，由牛顿第二定律可知：F1mgsin mgcos ma2 (1分)F1kl2，l2l0l2 (1分)解得：l282 cm。(2分)15【解析】
23、(1)由图可得A车匀加速运动的加速度为：aA m/s21.75 m/s2 (2分)由牛顿第二定律得：FAkmgmaA (2分)解得：FA1.45104 N。(2分)(2)03 s内B车的位移等于B车的vt图线与坐标轴围成的面积，即xB9 m (2分)由图可得B车匀减速运动的加速度为aB m/s2 (1分)由牛顿第二定律得：FBkmgmaB (1分)解得：FB0。(2分)16【解析】(1)传送带静止时，小物体在传送带上受力如图甲所示，根据牛顿第二定律得：mgcos37mgsin37ma1 (2分)BC过程，有：v2a1l (2分)解得：a110 m/s2，0.5。 (1分)(2)当小物体在传送带
24、上受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，此时，小物体受力如图乙所示，根据牛顿第二定律得：mgsin37mgcos37ma2 (1分)若恰好能到达平台CD，有：v22a2l (1分)解得：v2 m/s，a22 m/s2 (2分)即当小物体在平台AB上向右运动的速度小于2 m/s时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD。(1分)(3)设小物体在平台AB上的运动速度为v1，传送带顺时针运动的速度大小为v2。从小物体滑上传送带至小物体速度减小到传送带速度过程，有：vv2a1x1 (2分)从小物体速度减小到传送带速度至恰好到达平台CD过程，有：v2a2x2，x1x2l (2分)解得：v23 m/s即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动，小物体才能到达平台CD。(1分)
