高考物理备考百所名校组合卷系列专项3牛顿运动定律.docx

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高考物理备考百所名校组合卷系列专项3牛顿运动定律

高考物理备考百所名校组合卷系列专项3牛顿运动定律

【试题1】如图1所示,物块m与车厢后壁间的动摩擦因数为μ,当该车水平向右加速运动时,m恰好沿车厢后壁匀速下滑,那么车的加速度为

()

图1

A、gB、μg

C.

D.

μg

【试题出处】·

【解析】设物块m与车厢后壁间的弹力大小为FN,物块的加速度大小为a,对物块由牛顿第二定律得FN=ma,竖直方向mg-μFN=0,两式联立解得a=

,选项C对、

【答案】C

【试题2】两物体A、B的质量关系是mA>mB,让它们从同一高度同时开始下落,运动中它们受到的阻力大小相等,那么

()

A、两物体的加速度不等,同时到达地面

B、两物体的加速度不等,A先到达地面

C、两物体的加速度相等,同时到达地面

D、两物体的加速度相等,A先到达地面

【试题出处】·

【解析】依照牛顿第二定律得:

a=

=g-

,因此m越大,a越大,由x=

at2得,a越大时,t越小,应选B.

【答案】B

【试题3】如图2所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,以下表达中正确的选项是

()

图2

A、小球的速度一直减小

B、小球的加速度先减小后增大

C、小球加速度的最大值一定大于重力加速度

D、在该过程的位移中点上小球的速度最大

【试题4】搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车,当力沿斜面向上,大小为F时,物体的加速度为a1;假设保持力的方向不变,大小变为2F时,物体的加速度为a2,那么

()

A、a1=a2B、a1

C、a2=2a1D、a2>2a1

【试题出处】·

【解析】设总的阻力为F′,第一次推时F-F′=ma1,式子两边同乘以2,得2F-2F′=m·2a1;第二次推时,2F-F′=ma2,比较两个式子能够看出a2>2a1,因此D正确、

【答案】D

【试题5】一个静止的质点,在0~4s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F随时间t的变化如图3所示,那么质点在

()

图3

A、第2s末速度改变方向

B、第2s末位移改变方向

C、第4s末回到原动身点

D、第4s末运动速度为零

【试题出处】·

【试题6】如图4所示,位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用、物块P沿斜面加速下滑、现保持F的方向不变,使其减小,那么加速度

()

图4

A、一定变小

B、一定变大

C、一定不变

D、可能变小,可能变大,也可能不变

【试题出处】·

【解析】受力分析如图5所示:

图5

沿斜面方向由牛顿第二定律得:

mgsinθ-Fcosθ=ma.

假设F减小,那么a增大,因此选B.

【答案】B

【试题7】为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯、无人乘行时,扶梯运转得特别慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转、一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图6所示、那么以下说法中正确的选项是

()

图6

A、顾客始终受到三个力的作用

B、顾客始终处于超重状态

C、顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下

D、顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下

【试题出处】·

【解析】人加速运动时,受重力、支持力和水平向右的静摩擦力作用,扶梯对人的作用力指向右上方,人对扶梯的作用力指向左下方,当人匀速运动时,人只受重力和竖直向上的支持力,因此仅C项正确、

【答案】C

【试题8】如图7所示,用平行斜面的恒力F拉着A、B两物体沿光滑斜面向上加速运动,如只把斜面倾角变大,那么A、B间绳的拉力将()

图7

A、变小B、不变

C、变大D、无法确定

【试题出处】·

【解析】对整体有F-(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a,对A有FT-m1gsinθ=m1a.解得FT=

,与θ无关、

【答案】B

【试题9】如图8所示,质量为10kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点,某时刻只受到F1和F2的作用,且F1=10N,F2=10

N,那么物体的加速度(g取10m/s2)()

图8

A、方向沿y轴正方向

B、方向沿y轴负方向

C、大小等于1m/s2

D、大小等于

m/s2

【试题出处】·

【解析】Fy=F1-F2cos45°=0,Fx=F2sin45°=10N,故F合=

=Fx.

a=

=1m/s2,方向沿x轴正方向,故C正确、

【答案】C

【试题10】如图9所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦、现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相关于水平面的运动情况为

()

图9

A、物块先向左运动,再向右运动

B、物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动

C、木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动

D、木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零

【试题出处】·

【解析】物块相关于木板滑动,说明物块的加速度小于木板的加速度,撤掉拉力后木板向右的速度大于物块向右的速度,因此它们之间存在滑动摩擦力,使木块向右加速,木板向右减速,直至达到向右相同的速度,因此B、C正确、

【答案】BC

【试题11】静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用,该力随时间变化的关系如图14所示,那么

()

图14

A、物体将做往复运动

B、2s内的位移为零

C、2s末物体的速度最大

D、3s内,拉力做的功为零

【试题出处】·

【试题12】如图15所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,以下说法中正确的选项是

()

图15

A、假设不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力

B、假设考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下

C、假设考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上

D、假设不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力

【试题出处】·

【解析】假设不计空气阻力,A、B两物体的加速度均为g,故B和A均只受重力,A、B间无弹力,A错,D对、假设考虑阻力,上升过程中,A、B两物体的加速度均大于g,B受到A向下的压力,B正确、在下落过程中,A、B的加速度均小于g,B受到A向上的支持力,C错、

【答案】BD

【试题13】如图17甲所示,在粗糙水平面上,物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动,其速度—时间图象如图17乙所示,以下判断正确的选项是

()

图17

A、在0~1s内,外力F不断增大

B、在1s~3s内,外力F的大小恒定

C、在3s~4s内,外力F不断减小

D、在3s~4s内,外力F的大小恒定

【试题出处】·

【解析】在0~1s内,物体做匀加速直线运动,外力F恒定,故A错、在1s~3s内,物体做匀速运动,外力F也恒定,B正确、在3s~4s内,物体做加速度增大的减速运动,因此外力F不断减小,C对D错、

【答案】BC

【试题14】如图22所示,物体A放在斜面上,与斜面一起向右做匀加速运动,物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是

()

图22

A、斜向右上方B、竖直向上

C、斜向右下方D、上述三种方向均不可能

【试题出处】·

【解析】物体A受到竖直向下的重力G、支持力FN和摩擦力三个力的作用,它与斜面一起向右做匀加速运动,合力水平向右,由于重力没有水平方向的分力,支持力FN和摩擦力Ff的合力F一定有水平方向的分力,F在竖直方向的分力与重力平衡,F向右斜上方,A正确、

【答案】A

【试题15】如图23所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,以下关于杆对球的作用力F的判断中,正确的选项是

()

图23

A、小车静止时,F=mgcosθ,方向沿杆向上

B、小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上

C、小车向右以加速度a运动时,一定有F=

D、小车向左以加速度a运动时,有F=

,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为α=arctan

【试题出处】·

【试题16】某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图11.长直木板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上、在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间、

图11

实验步骤如下:

①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;

②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;

③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t;

④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα;

⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-cosα关系曲线、

图12

(1)用测量的物理量完成以下各式(重力加速度为g):

①斜面倾角的余弦cosα=______;

②滑块通过光电门时的速度v=________;

③滑块运动时的加速度a=________;

④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=________.

(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图12所示,读得d=________.

【试题出处】·

【解析】

(1)①由几何关系,有cosα=

②滑块通过光电门的速度v=

.

③物体从斜面上下滑做匀加速直线运动,由运动学,

有s=

因此a=

④依照牛顿第二定律,有mgsinθ-f=ma

因此f=mgsinθ-ma

又sinθ=

故f=mg

-m

(2)由图12知为3.62cm

【答案】

(1)①

④mg

-m

(2)3.62cm

【试题17】在头脑奥林匹克竞赛中,有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面而不被摔坏、假如没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不被摔坏、有一位同学设计了如图13所示的一个装置来保护鸡蛋,用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋,A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍,现将该装置从距地面4m的高处落下,装置着地时间短且保持竖直不被弹起、求:

图13

(1)假如鸡蛋不被摔坏,直截了当撞击地面速度最大不能超过多少?

(保留3位有效数字)

(2)假如使用该装置,鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离至少为多少米?

(小数点后面保留两位数字)

(3)为保证该实验的成功,你认为在制作该装置时,应需注意些什么?

或做些什么改进?

【试题出处】·

【解析】

(1)vm=

m/s=1.41m/s

(2)2Ff-mg=maFf=5mg∴a=9g

v=

m/s=4

m/s

hmin=

m=0.43m

(3)A、B夹板的选择应该注意选软硬适中的材料,如此既能提供足够的摩擦力而又可不能把鸡蛋挤坏;鸡蛋下滑通道的下端能够垫一些海绵等材料、

【答案】

(1)1.41m/s

(2)0.43m(3)见解析

【试题18】如图14所示,在某些紧急情况下,消防队员需从高7m的金属管上从静止起迅速匀加速竖直滑下,为了安全,其着地速度不应大于6m/s,设一消防队员总质量为60kg,他与金属管之间的动摩擦因数为0.4,问他夹紧金属管至少应用多大的力?

(g取10m/s2)

图14

【试题出处】·

【试题19】如图15甲所示,一质量为m的物体,静止于动摩擦因数为μ的水平地面上,现用与水平面成θ角的力F拉物体,为使物体能沿水平地面做匀加速运动,求F的取值范围、

有一同学解答如下:

设物体运动的加速度为a,由图15乙可知Fcosθ-μFN=ma,Fsinθ+FN=mg,要使物体做匀加速运动,应满足a>0.

图15

由以上三式得F>

你认为如此的解答是否完整?

假设认为完整,请说明理由;假设认为不完整,请作出完整的解答、

【试题出处】·

【解析】此解答不完整,还缺少限制性条件、

由Fsinθ+FN=mg得FN=mg-Fsinθ

因为:

FN≥0,因此:

F≤

还有Fcosθ-μFN=ma

即力F的取值范围应为

.

【答案】

【试题20】如图16,质量m=1kg的物体沿倾角θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图17所示、求:

图16图17

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;

(2)比例系数k.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)

【试题出处】·

【解析】

(1)v=0,a0=4m/s2

mgsinθ-μmgcosθ=ma0

μ=

=0.25

(2)v=5m/s,a=0

mgsinθ-μN-kvcosθ=0

N=mgcosθ+kvsinθ

mg(sinθ-μcosθ)-kv(μsinθ+cosθ)=0

k=

=0.84kg/s

【答案】

(1)0.25

(2)0.84kg/s

【试题21】如图18所示,小车质量M为2.0kg,与水平地面阻力忽略不计,物体质量m为0.5kg,物体与小车间的动摩擦因数为0.3,那么:

图18

(1)小车在外力作用下以1.2m/s2的加速度向右运动时,物体受摩擦力多大?

(2)欲使小车产生a=3.5m/s2的加速度,需给小车提供多大的水平推力?

(3)假设要使物体m脱离小车,那么至少用多大的水平力推小车?

(4)假设小车长L=1m,静止小车在8.5N水平推力作用下,物体由车的右端向左滑动,那么滑离小车需多长时间?

(物体m看作质点)

【试题出处】·

【解析】

(1)m与M间最大静摩擦力F1=μmg=1.5N,当m与M恰好相对滑动时的加速度为:

F1=mam,am=

m/s2=3m/s2,

那么当a=1.2m/s2时,m未相对滑动,

所受摩擦力F=ma=0.5×1.2N=0.6N

(2)当a=3.5m/s2时,m与M相对滑动,摩擦力Ff=mam=0.5×3N=1.5N

隔离M有F-Ff=Ma

F=Ff+Ma=1.5N+2.0×3.5N=8.5N

(3)当a=3m/s2时m恰好要滑动、

F=(M+m)a=2.5×3N=7.5N

(4)当F=8.5N时,a=3.5m/s2

a物体=3m/s2

a相对=(3.5-3)m/s2=0.5m/s2

由L=

a相对t2,得t=2s.

【答案】

(1)0.6N

(2)8.5N(3)7.5N(4)2s

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