高考物理1.5轮资料汇编 专题03牛顿运动定律-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题03 牛顿运动定律 一、单选题1如图所示,大小相同的力F作用在同一个物体上,物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离s,已知力F与物体的运动方向均相同。 则上述四种情景中都相同的是 ( )A拉力F对物体做的功 B物体的动能增量C物体加速度的大小 D物体运动的时间【答案】 A【解析】根据功的定义,这几种情况都是力的方向与位移的方向相同,也就是等于零,因此A正确;但各种情况下,由于第二种水平面粗糙,第三种沿斜面,第四种竖直向上运动,因此运动相同的位移时第一种情况末速度最大,动能增量最大,B错误,同时第一种情况加速度最大,运动时间最短,CD都错误。考点:功2如图所示
2、,在沿东西方向直线运动的小车上,放一竖直木块,突然发现木块向西倒,则小车可能的运动情况 ( ) A向东做匀速运动 B向东做减速运动C向东做加速运动 D向西做减速运动【答案】 CD【解析】由牛顿第一定律可知,木块突然向西倒,说明小车具有向东的加速度,由力和运动关系可知,小车可能向东加速或向西减速,所以A、B错误;CD正确;考点:牛顿第一定律3如图所示,水平地面上一物体在F1=10N,F2=2N的水平外力作用下做匀速直线运动,则 ( ) A. 物体运动方向向左B. 物体所受滑动摩擦力大小为6NC. 撤去F1后物体最终会停下D. 撤去F2后物体最终会停下【答案】 C 考点:摩擦力 共点力的平衡4小明
3、在做双脚跳台阶的健身运动,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是: ( ) A小明在下降过程中处于失重状态B小明起跳以后在上升过程处于超重状态C小明落地时地面对他的支持力小于他的重力D起跳过程地面对小明的作用力就是他对地面的作用力【答案】 A【解析】超失重要看加速度,若加速度方向向上即为超重,若加速度方向向下即为失重。小明在下降过程中因加速度向下,故失重,选项A正确;起跳以后的上升过程中加速度也向下,也是失重,故选项B错误;小明落地时因做减速下降,加速度向上,所以是超重,故选项C错误;起跳过程中地面对小明的作用力与他对地面的作用力是一对作用力与反作用力,不是同一个力,故选项D错误。考点:超失重 作
4、用力与反作用力5如图所示,一木块在光滑水平面上受到一个恒力F作用而运动,前方固定一个轻质弹簧,当木块接触弹簧后,下列判断正确的是 ( ) A. 木块将立即做匀减速直线运动B. 木块将立即做变减速直线运动C. 在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大D. 在弹簧处于最大压缩量时,木块的加速度为零【答案】 C【解析】当木块接触弹簧后,恒力F先大于弹簧的弹力,后小于弹簧的弹力,木块先做加速运动后做减速运动,随着弹簧的增大,加速度先减小后增大,故先做加速度减小的变加速运动,后做加速度增大的变减速运动当弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大,故A、B错误,C正确;在弹簧处于最大压缩量时,弹簧的弹力大
5、于恒力F,合力向右,加速度不为零,故D错误。考点: 牛顿运动定律6如图甲所示,一长木板在水平地面上运动,初速度为v0,在某时刻(t=0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,己知物块与木板的质量相等,设物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。在物块放到木板上之后,木板运动的速度-时间图象可能是图乙中的【答案】 A【解析】在未达到相同速度之前,木板的加速度为,解得达到相同速度之后,木板的加速度为,解得,故图象A正确 考点:考查了牛顿第二定律应用7如图所示,A、B两木块间连一轻质弹簧,A、B质量相等,一起静止地放在一块木板上,若将此木板突然
6、抽去,在此瞬间,A、B两木块的加速度分别是 ( ) A. aA=O,aB=2g B. aA=g,aB=gC. aA=0,aB=0 D. aA=g,aB=2g【答案】 A【解析】据题意,木板抽去前,对木块A受力分析,有: ;对木块B受力分析,有: ;木块抽去瞬间由于弹簧弹力瞬间保持原值,则木块A力不变,则有:aA=O;木块B受到的支持力变为0,则有: ,故选项A正确。考点:本题考查物体平衡条件、牛顿第二定律和弹力瞬时值。8如图是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重或失重的考验,下列说法正确的是 ( ) A火箭加速上升时,宇航员处于失重状
7、态B飞船加速下落时,宇航员处于超重状态C飞船落地前减速,宇航员对座椅的压力小于其重力D火箭上升的加速度逐渐减小时,宇航员对座椅的压力也逐渐减小但仍大于其重力【答案】 D 考点:本题考查超重和失重。9高空云层中水气遇冷后凝聚成雨滴下落,设有大小不同的两个雨滴a、b,a 雨滴较大它们在下落的过程中受到的阻力f=ksv2其中s是雨滴的横截面积,v是雨滴下落的速度,k为一常数取雨落下落时为t=0,设雨滴为球形,则a、b两雨滴下落过程中的速度随时间变化的vt图象为 【答案】 C【解析】一开始速度为零,加速度为重力加速度,雨滴向下加速,随着速度的逐渐增大,阻力增大,加速度减小,速度时间图像斜率大小为加速度
8、大小,最后阻力等于重力时,加速度等于零,雨滴匀速下落,C对;10红、黄两队拔河比赛,结果红队胜,那么比赛进行中 ( )A红队拉绳子的力大于黄队拉绳子的力B红队与地面间的摩擦力大于黄队与地面间的摩擦力C红、黄两队与地面间的摩擦力大小相等,方向相反D红、黄两队拉绳子的力大小相等,方向相反【答案】 BD【解析】11如图所示,水平木板上有质量m=10kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2,下列判断正确的是 ( ) A. 5s内拉力对物块做功为零B. 4s末物块所受合力大小为40NC. 物块与木板之间的动摩擦因数为04D
9、. 6s-9s内物块的加速度大小为20m/s2【答案】 D 考点:牛顿第二定律的应用;摩擦力视频12一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是 ( )A.第1秒内的加速度为1m/s2B.第2秒内的位移为3mC.2秒内外力做功为4.5JD.2秒内外力做功的功率为2.5W【答案】 C【解析】根据牛顿第二定律可得质点在第1s内的加速度为:,A错误;物体在第2s初的速度为:,在第2s内的加速度为,所以质点在第2s内的位移为,B错误;由动量定理求出1s末、2s末速度分别为:,故2s内外力做功为,C正确;2s内
10、外力做功的功率为,D错误;考点:考查了动量定理,功率,牛顿第二定律,匀变速直线运动规律的综合应用13如图所示,在质量为的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为()的A、B两物体,箱子放在水平地面上。平衡后剪断A、B间细线,此后A将做简谐振动。当A运动到最高点时,木箱对地面的压力为 ( ) A、 B、 C、 D、【答案】 A【解析】平衡后剪断A、B间细线,A将做简谐振动,在平衡位置,有kx1=mg,在平衡之前的初位置,有kx2=2mg,故振幅为A=x2-x1=,根据简谐运动的对称性,到达最高点时,弹簧处于原长,故此时木箱只受重力和支持力,二力平衡,故支持力等于重力Mg,A正确,B、C、D错误考点
11、:牛顿第二定律,简谐振动,胡克定律14如右图甲所示,质量m1kg的物块(可视为质点)以v010ms的初速度从粗糙斜面上的P点沿斜面向上运动到达最高点后,又沿原路返回,其速率随时间变化的图像如图乙所示,已知斜面固定且足够长且不计空气阻力,取g10ms2下列说法中正确的是 ( ) A物块所受的重力与摩擦力之比为3 :2B在t1s到t6s的时间内物块所受重力的平均功率为50WC在t6s时物体克服摩擦力做功的功率为20WD在t0到t1s时间内机械能的变化量大小与t1s到t6s时间内机械能变化量大小之比为1 :5【答案】 D【解析】由图线知,物体上滑的加速度a1=10m/s2;下滑的加速度为:a2=2m
12、/s2;由牛顿定律可得:上滑时,mgsin+f=ma1;下滑时,mgsin-f=ma2,联立解得:sin=0.6;,选项A错误;根据速度-时间图象与坐标轴围成的面积表示位移得:1-6s内的位移,则t=1s到t=6s的时间内物块所受重力的平均功率:,故B错误;物体所受的摩擦力,则t=6s时物体克服摩擦力做功的功率P=fv=410=40W,故C错误;因为物体机械能的变化量等于克服阻力做功的大小,所以在t=0到t=1s时间内机械能的变化量大小E1=fx1,t=1s到t=6s时间内机械能变化量大小E2=fx2,则,故D正确考点:牛顿定律;功率及能量守恒定律。15一辆正沿平直路面行驶的车厢内,一个面向车
13、前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F,在车前进s的过程中,下列说法正确的是:( )A当车匀速前进时,人对车做的总功为正功B当车加速前进时,人对车做的总功为负功C当车减速前进时,人对车做的总功为负功D不管车如何运动,人对车做的总功都为零【答案】 B 考点:本题考查了功的定义、牛顿第二定律、牛顿第三定律。16质量为0.8kg的物体在一水平面上运动,如图所示的两条直线分别表示物体受到水平拉力和不受水平拉力作用时的图线, g取10m/s2。现有以下四种判断,其中正确的是 ( ) A. a是物体受到水平拉力作用时的-t图线B. 04s内两物体位移相同C. 物体与地面的动摩擦因数为0.15D. 物体受到
14、的水平拉力为0.6N【答案】 C【解析】由图象可知b图象代表做匀加速直线运动,a图象代表做匀减速直线运动,则拉力不可能与速度方向相反,只能是拉力与速度方向相同,故b图象是受拉力时的图象,选项A错误.由图象与坐标轴围成的面积代表位移,易得4s内,选项B错误.由图象的斜率代表加速度,可知b图象的加速度:,a图象的加速度:;由牛顿第二定律可得:,解得:,,选项C正确,选项D错误.故选C.考点:本题考查了匀变速直线运动的规律、图象、牛顿第二定律.17电梯底板上静置一物体,物体随电梯由一楼到九楼过程中,vt图像如图所示。以下判断正确的是 ( ) A前3s内货物处于失重状态B最后2s内货物只受重力作用C前
15、3s内与最后2s内货物的平均速度相同D第3s末至第5s末的过程中,货物的机械能守恒【答案】 C【解析】据题意,从图像可以看出,0-3s内货物随电梯向上匀加速运动,货物处于超重状态,故选项A错误;最后两秒内货物向上做匀减速运动,货物受到重力和支持力,但重力大于支持力,故选项B错误;前3秒内的平均速度为:,后两秒的平均速度为:,故选项C正确;第3s末至第5s末的过程中,货物做匀速运动,重力与支持力平衡,支持力做正功,物体机械能增加,故选项D错误。考点:本题考查超重和失重。18某同学探究小球沿光滑斜面顶端下滑至底端的运动规律,现将两质量相同的小球同时从斜面的顶端释放,在甲、乙图的两种斜面中,通过一定
16、的判断分析,你可以得到的正确结论是( )A甲图中小球在两个斜面上运动的时间相同B甲图中小球下滑至底端的速度大小与方向均相同C乙图中小球在两个斜面上运动的时间相同D乙图中小球下滑至底端的速度大小相同【答案】 C【解析】小球在斜面上运动的过程中只受重力mg和斜面的支持力N作用,做匀加速直线运动,设斜面倾角为,斜面高为h,底边长为x,根据牛顿第二定律可知,小球在斜面上运动的加速度为:agsin,根据匀变速直线运动规律和图中几何关系有:s,s,解得小球在斜面上的运动时间为:t,根据机械能守恒定律有:mgh,解得小球下滑至底端的速度大小为:v,显然,在甲图中,两斜面的高度h相同,但倾角不同,因此小球在两
17、个斜面上运动的时间不同,故选项A错误;小球下滑至底端的速度大小相等,但方向沿斜面向下,不同,故选项B错误;在乙图中,两斜面的底边长x相同,但高度h和倾角不同,因此小球下滑至底端的速度大小不等,故选项D错误;又由于在乙图中两斜面倾角的正弦与余弦的积相等,因此小球在两个斜面上运动的时间相等,故选项C正确。考点:本题主要考查了匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、机械能守恒定律(或动能定理)的应用,以及控制变量法的灵活运用问题,属于中档题。19如图所示,物块A、B叠放在粗糙的水平桌面上,水平外力F作用在B上,使A、B一起沿水平桌面向右加速运动。设A、B之间的摩擦力为,B与水平桌面间的摩擦力为.在始终保持
18、A、B相对静止的情况下逐渐增大F,则摩擦力和的大小 ( ) A. 不变、变大 B. 变大、不变C. 和都变大 D. 和都不变【答案】 B【解析】根据牛顿第二定律得:对A物体:,对整体:,可见,当增大时,加速度增大,变大而,、都不变,则不变故选B。考点:本题考查了静摩擦力和最大静摩擦力、滑动摩擦力、整体法和隔离法、牛顿第二定律。20如图所示,质量m1 kg的小球放在光滑水平面上,一水平放置的轻弹簧一端与墙相连,另一端与小球相连,一不可伸长的轻质细绳一端与小球相连,另一端固定在天花板上,细绳与竖直方向成45角,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰为零,取,则在烧断轻绳的瞬间,下列说法正确的
19、是 ( ) A小球所受合外力为零B小球加速度大小为,方向向左C小球加速度大小为,方向向左D小球所受合外力的方向沿左下方与竖直方向成角【答案】 B【解析】对物体进行受力分析,由平衡条件可知,在烧断轻绳前,绳上的弹力大小,弹簧的弹力大小.在烧断轻绳的瞬间,绳上的弹力突然变为零,弹簧弹力不变,物体还受到竖直向上的支持力,该支持力与物体的重力平衡,所以物体所受的合力为10 N,加速度大小为,方向水平向左,故选项B正确21沿竖直方向运动的电梯,其底板水平,有一质量为m的物体放在底板上,当电梯向上做加速度大小为的匀减速运动时,此物体对电梯底板的压力大小为: ( )A B Cmg D【答案】 B【解析】对物
20、体进行受力分析,向上为正方向,根据牛顿第二定律,可得,因此电梯对物体的支持力,根据牛顿第三定律,物体对电梯的压力大小也为,B正确,ACD错误考点:物体受力分析,牛顿第二定律,牛顿第三定律22如图,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始计时到弹簧压缩到最短的过程中,下列叙述正确的是 ( ) A、小球的速度一直减少B、小球的加速度先减小后增大C、小球加速度的最大值,小于重力加速度D、小球机械能守恒【答案】 B 考点:本题考查了物体的动态问题中受力以及能量的变化情况。23如图所示,一质量为M的斜面体静止在水平地面上,物体B受沿斜面向上力F作用沿斜面匀速上滑,A、B之间的动摩擦因数为,且质
21、量均为m,则 ( ) A. A、B保持相对静止B. 地面对斜面体的摩擦力等于C. 地面受到的压力等于(M +2m)gD. B与斜面间的动摩擦因数为【答案】 D【解析】对A受力分析如(1)所示,A受到的最大摩擦力,即,可知A将沿B上表面向下做匀加速运动,故A错误;对B和斜面整体受力分析如(3)所示,地面对斜面体的摩擦力,故B错误;地面受到的压力,故C错误;对B受力分析如(2)所示,B做匀速运动,所受合外力为零,垂直于斜面方向上,斜面对B的摩擦力,沿斜面方向上,故B与斜面间的动摩擦因数为,故D正确。 考点:共点力的平衡。24如图所示,水平放置的传送带以v = 2 m/s的速度向右运行,现将一质量为
22、m = 1 kg的小物体轻轻地放在传送带的左端,物体与传送带间的动摩擦因数0.2,左端与右端相距4m,则小物体从左端运动到右端所需时间及此过程中由于摩擦产生的热量分别为(g10m/s2)( )A.2s 2J B.2s 8J C. 2.5s 2J D. 2.5s 8J【答案】 C【解析】物体刚开始做初速度为0 的匀加速运动,加速度a=g=2m/s2,当物体的速度达到2m/s时,所经过的时间为t1=v/a=1s,这段时间内物体所运动的位移为x1=vt/2=1m;距离右端还有x2=L-x1=3m,此过程物体做匀速运动,所需时间为t2= x2/v=2.5s;整个过程所产生的热量为Q=fx,而x=x带-
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