2022届高中物理牛顿运动定律真题.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理牛顿运动定律真题届高中物理牛顿运动定律真题 单选题 1、如图所示，在某建筑地，工人甲将质量为m的工件利用固定在支架上的光滑定滑轮沿竖直方向提升到一定高度后，甲一直站在乙的身后拉紧绳索，绳索与水平方向的夹角为；工人乙通过一始终保持水平的轻绳将工件缓慢拉到楼顶。己知甲、乙的质量分别为甲、乙，重力加速度大小为g，甲，乙始终处于静止状态，下列说法正确的是（）A乙将工件拉到楼顶过程，甲受到的摩擦力不变 B乙将工件拉到楼顶过程，楼顶对乙的摩擦力逐渐减小 C工件匀速上升时。楼顶对甲的支持力为(甲)D工件以加速度a匀加速上升时楼顶对甲的摩擦力为(+)cos 答案：D 解析：A乙将工件拉到楼顶过程，设两绳结点上方绳索与竖直方向夹角为，对结点由平衡条件可得甲拉的绳索上的拉力为 1=cos 2 由平衡条件可得，甲受到的摩擦力为 1=1cos 由于变大，可知1变大，1变大，A 错误；B乙将工件拉到楼顶过程，乙对轻绳的拉力为 2=tan 由平衡条件可得，乙受到的摩擦力为 2=2 由于变大，可知2变大，2变大，B 错误；C工件匀速上升时，绳上拉力T大小等于工件的重力mg，在竖直方向对甲由平衡条件可得 +sin=甲 解得楼顶对甲的支持力为 =甲 sin=甲 sin C 错误；D工件以加速度a匀加速上升时，对工件由牛顿第二定律可得 =在水平方向对甲由平衡条件可得 =cos 联立解得楼顶对甲的摩擦力为 =(+)cos D 正确。故选 D。2、重庆由于其良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处。如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水3 平方向成15角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A鸽子处于失重状态 B空气对鸽子的作用力大于 C空气对鸽子的作用力的功率为D鸽子克服自身的重力的功率为sin15 答案：D 解析：A由鸽子匀速飞行可知，鸽子所受合外力为 0，A 错误；B由共点力平衡条件可知，空气对鸽子的作用力等于，B 错误；C空气对鸽子的作用力竖直向上，所以空气对鸽子的作用力的功率为cos75，C 错误；D鸽子克服自身的重力的功率为 =重力 由力的功率表达式 重力=cos（15+90）联立解得 =sin15 D 正确。故选 D。3、物理是来源于生活，最后应用服务于生活。在日常生活中，有下面一种生活情境。一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数大小为 0.1，4 盘与桌面间的动摩擦因数大小为 0.2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a至少为多大（g取10m/s2）（）A0.25m/s2B2.5m/s2C0.5m/s2D5m/s2 答案：B 解析：圆盘在桌布上时做匀加速运动，掉到桌面上后在桌面上做匀减速运动。圆盘在桌布上和桌面上受力情况如图所示 根据牛顿第二定律知，圆盘在桌布上加速运动时 1=1 解得加速度大小为 1=1 方向向右；圆盘在桌面上运动时，根据牛顿第二定律可得 2=2 解得加速度大小为 2=2 5 方向向左；圆盘在桌布和桌面上运动的情境如下图所示 设圆盘从桌布上脱离瞬间的速度为v，由匀变速直线运动的规律知，圆盘离开桌布时 2=211 圆盘在桌面上运动时 2=222 盘没有从桌面上掉下的条件是 1+2=2 联立解得 1=22(1+2)圆盘刚离开桌布时，对桌布根据位移-时间关系可得 =122 对圆盘有 1=1212 而 =2+1 6 由以上各式解得 =(1+22)12 带入数据解得 =2.5m/s2 故 B 正确，ACD 错误。故选 B。4、如图甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下，从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，大小不变，则整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示（取g10 m/s2），则下列说法正确的是（）A05 s 内物块做匀减速运动 B在t1 s 时刻恒力F反向 C恒力F大小为 10N D物块与水平面间的动摩擦因数为 0.4 答案：B 解析：AB由匀变速直线运动规律可得 2 02=2 整理得 7 2=2 +02 对比图线可知，斜率为 21=1005m/s2 解得物块做匀减速直线运动的加速度大小为 a110m/s2 减速到零的时间为 1=01=1s 故 01s 内物块做匀减速运动，在t1s 时刻恒力F反向，A 错误，B 正确；CD物块减速到零后做匀加速直线运动的加速度大小满足 22=6413 5m/s2 解得 a24m/s2 两过程据牛顿第二定律分别可得 Ffma1 Ffma2 联立两式解得 F7N，f3N 则动摩擦因数为 =0.3 CD 错误。8 故选 B。5、如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着 A 小球，同时水平细线一端连着 A 球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是 60，A、B 两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时 A、B 两球都静止不动，A、B 两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B 两球的加速度分别为（）AA=B=BA=2，B=0 CA=3，B=0DA=23，B=0 答案：D 解析：水平细线被剪断前对 A、B 两小球进行受力分析，如图所示，静止时，由平衡条件得 T=sin60 cos60=A+1 1=B 9 又 A=B 解得 T=23A 水平细线被剪断瞬间，T消失，弹力不能突变，A 所受合力与T等大反向，1=B，所以可得 A=TA=23 B=0 ABC 错误，D 正确。故选 D。6、下列说法正确的是（）A伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B根据表达式=122可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C在由开普勒第三定律得出的表达式32=中，k是一个与中心天体有关的常量 D两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 答案：C 解析：A牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，A 错误；B万有引力表达式=122，只适用于质点之间的相互作用，当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，B错误；C在由开普勒第三定律得出的表达式32=中，k是一个与中心天体有关的常量，C 正确；D两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，D 错误。10 故选 C。7、如图所示，光滑的小滑轮 D（可视为质点）固定，质量均为m的物体 A 和 B 用轻弹簧连接，一根不可伸长的轻绳一端与物体 A 连接，另一端跨过定滑轮与质量为M的小环 C 连接。小环 C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环 C 位于R处时，绳与细杆的夹角为，此时物体 B 与地面刚好无压力。图中SD水平，位置R和Q之间高度差为h，R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，环到达Q处时获得最大速度。在小环从R处下落到Q处的过程中，下列说法正确的是（）A小环 C 机械能最大的位置在S点下方 B弹簧弹力和地面支持力对物体 B 的冲量和为零 C小环 C 的最大动能为2+cos2 D小环 C 到达位置Q时，物体 A 的加速度大小为|cos|答案：C 解析：A小环 C 下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力，非重力做功等于机械能的变化量。到位置S前的过程中，非重力做正功，机械能增加。经过S的过程，非重力做负功，机械能减小。因此，小环 C 的机械能先增加再减小，下落到位置S时，小环 C 的机械能最大，故 A 错误；B小环从R处下落到Q处的过程中，物体 B 始终静止在地面上，动量变化量为零，因此物体 B 所受合力的冲量为零，即重力、弹簧弹力和地面对物体 B 的支持力的冲量和为零，则弹簧弹力和地面对物体的支持力的冲量和与重力冲量等大反向，由于此过程重力冲量不为零，故 B 错误；C环在Q时动能最大。环在R和Q时，弹簧长度相同，弹性势能相同。Q和 A 通过细线相连，沿着绳子的分11 速度相等（如图 1 所示），故 cos=A 故 A 与环的动能之比为 kAk=12A2122=cos2 对小环和 A 的系统 =kA+k 联立可得小环 C 的最大动能=2+cos2 故 C 正确；D环在R和Q时，弹簧长度相同，B 对地面的压力为零，说明弹簧处于伸长状态且弹力等于物体 B 的重力mg。环在Q位置，环速度最大，说明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，有 Tcos=Mg 对 A 有 T-mg-F=ma 对 B 有 F=mg 联立可得为 =cos 2 故 D 错误。故选 C。12 小提示：多选题 8、物块的质量m1.0 kg，在一竖直向上的恒力F作用下以初速度v010 m/s 开始竖直向上运动，该过程中物块速度的平方v2随路程x变化的关系图象如图所示，取g10 m/s2，物块在运动过程中受到与运动方向相反且大小恒定的阻力，下列选项中正确的是（）A恒力F大小为 7 N B在t1 s 时刻，物块开始反向运动 C23 s 内物块做匀加速运动 D在物块运动路程为 13 m 过程中，高度上升了 3 m 答案：BC 解析：A物块匀减速上升的加速度大小为 a102110025m/s210 m/s2 物块匀加速下降的加速度大小为 13 a22226428m/s24 m/s2 物块上升时，根据牛顿第二定律有 +=1 物块下降时，根据牛顿第二定律有 =2 解得 F3 N f3 N A 错误；B物块匀减速上升的时间为 1=01=1010s=1s 则在t1 s 时刻，物块开始反向运动，B 正确；C物块匀加速下降时有 2=12222 解得物块匀加速下降的时间为 t22 s 又物块匀减速上升的时间t11 s，则 23 s 内物块做匀加速运动，C 正确；D在物块运动路程为 13 m 的过程中，物块先上升 5 m，后下降 8 m，则高度下降 3 m，D 错误。故选 BC。9、甲乙两队进行趣味拔河比赛，规定先动的一方判负。刚开始时两队僵持，最后甲队获胜。假设甲乙两队的手与绳子之间都没有相对滑动，拔河所用的绳子质量不计。下列说法中正确的是（）14 A甲队的惯性不一定比乙队的大 B甲队对绳的拉力与乙队对绳的拉力是一对作用力与反作用力 C当甲队把乙队拉动时，甲对绳的拉力大小等于乙对绳的拉力大小 D甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力是一对平衡力 答案：AC 解析：A.惯性的大小与质量有关，甲队的质量不一定大于乙队的的质量，故甲队的惯性不一定比乙队的大，A 正确；B.甲队对绳的拉力与乙队对绳的拉力都作用在绳子上，是一对平衡力，B 错误；C.由于绳子质量不计，绳子受力平衡，故甲对绳的拉力大小等于乙对绳的拉力大小，C 正确；D.甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力是一对作用力与反作用力，D 错误；故选 AC。10、如图所示，A、B、C为三个完全相同的物体，当水平力F作用于A上，三物体一起向右匀速运动；某时撤去力F后，三物体仍一起向右运动，设此时A、B间摩擦力为f，B、C间作用力为FN。整个过程三物体无相对滑动，下列判断正确的是（）Af0Bf0 CFN0DFN0 答案：BC 解析：CD开始三个物体在拉力F的作用下一起向右做匀速运动，可知地面对B、C总的摩擦力 15 =B受地面的摩擦力为23F，C受地面的摩擦力为13F；撤去F后，B、C受地面的摩擦力不变，由牛顿第二定律可知=232=3=13=3 B、C以相同的加速度向右做匀减速运动，B、C间作用力 N=0 D 错误，C 正确；AB撤去F后，整个过程三物体无相对滑动，则A与B加速度相同，B对A有向左的摩擦力 =3 A 错误，B 正确。故选 BC。填空题 11、长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器。如图所示，木板由水平位置缓慢向上转动（木板与地面的夹角 变大），另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随角度 的变化图像如图乙所示（Ff1，Ff2，1，2为已知量），当角度从 1到 2变化过程中木块的加速度_（填“保持不变”、“越来越小”、“越来越大”）；木块与木板间的动摩擦因数是_。16 答案：越来越大 f1f2tan1 解析：1根据木块受力分析，结合乙图，知 在 01范围内变化时，木块保持与木板相对静止，摩擦力是静摩擦力，当=1时，木块刚要下滑 sin1=f2 在 1到 2范围内变化时，木块相对木板下滑，由牛顿第二定律 sin f=由乙图知此过程Ff随 的增大在减小，sin 随 的增大而增大，所以加速度a越来越大；2 在 1到 2范围内变化时，木块相对木板下滑，滑动摩擦力 f1=cos1 联立可得=f1f2tan1 12、2021 年 5 月，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由 396m/s 减至 61m/s，用时 168s，此阶段减速的平均加速度大小为_m/s2；地球质量约为火星质量的 9.3 倍，地球半径约为火星半径的 1.9 倍，“天问一号”质量约为 5.3 吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为_N。（本题答案保留一位有效数字）答案：2 3 104 解析：1减速阶段加速度大小为 17 =1 2=396 61168m/s2 2m/s2 2根据 =2 结合题意可知 地=2.6火=9.8/2 火星车着陆时，根据牛顿第二定律可知 火=解得 3 104N 13、如图所示，=4.0kg，=2.0kg，和 B 紧靠着放在光滑水平面上，从=0时刻起，对 B 施加向右的水平恒力2=4.0N，同时对施加向右的水平变力1=(20 20)N，=_s 时、B 将分离，此时 B 物体的加速度大小为_m/s2。答案：0.6 2 解析：1力F1的表达式 1=20 20 A、B 分离时二者没有相互作用力，但二者加速度大小相等，根据加速度相等可得 1A=2B 联立并代入数值可得 18 =0.6s 2当t=0.6s 时 1=20 20=8N 二者一起加速运动，取整体为研究对象，由牛顿第二定律可得 1+2=(A+B)代入数值可得 =2m/s2