人教版2022年高中物理牛顿运动定律知识点题库.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理牛顿运动定律知识点题库年高中物理牛顿运动定律知识点题库 单选题 1、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 2 T=sin60 cos60=A+1 1=B 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。2、我国将于 2022 年前后完成空间站在轨组装工程，空间站由核心舱、实验舱等构成。其中核心舱全长约18.1m，有 5 个对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站。关于本材料中的物理知识，下列说法正确的是（）A空间站在太空“漂浮”时没有惯性 B货运飞船与核心舱对接时可看成质点 3 C“18.1m”中的 m 是国际单位制中的基本单位 D货运飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是静止的 答案：C 解析：A惯性仅与物体的质量有关，与运动状态无关，故 A 错误；B货运飞船与核心舱对接时，货运飞船的形状和大小不能忽略，不可以看成质点，故 B 错误；C“18.1m”中的 m 是国际单位制中的基本单位，故 C 正确；D货运飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是运动的，故 D 错误。故选 C。3、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。4 故选 C。4、质量为2kg的物体在水平面上沿直线运动，受阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示，03m物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是（）A在=5m处物体加速度大小为3m/s2 B07m物体克服阻力做功为28J C07m拉力对物体做功为45J D07m合力对物体做功为68J 答案：B 解析：A03m物体做匀速直线运动，水平拉力与阻力等大反向，由题图可知物体受到的阻力为 4N。在=5m处物体受到的拉力为=(4+10 44 2)N=7N 物体的加速度为 =7 42m/s2=1.5m/s2 故 A 错误；B07m物体克服阻力做功为 f=4 7J=28J 5 故 B 正确；C 图线与坐标轴所围面积表示拉力所做的功，则07m拉力对物体做功为=(3 4+4+102 4)J=40J 故 C 错误；D07m合力对物体做功为 合=W f=12J 故 D 错误。故选 B。5、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 6 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 7 对 B 有 F=mg 联立可得为 =cos 2 故 D 错误。故选 C。小提示：6、塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（）A前 15s 内先上升后下降 B前 15s 内速度先增加后减小 C前 5s 内处于失重状态 D整个上升过程中的平均速度小于 0.5m/s 答案：B 8 解析：A 图像的纵坐标表示速度，其正负表示速度的方向，故前 15s 内速度一直为正，即一直上升，故 A 错误；B 图像的纵坐标的数值表示速度的大小，则前 15s 内速度先增加后减小，故 B 正确；C前 5s 内建筑材料正在向上加速，加速度向上，则建筑材料处于超重状态，故 C 错误；D若构造上升过程为匀加速直线运动和匀减速直线运动，则 =0+m2=0.5m/s 而实际图像描述的在相同的时间内做变加速直线运动的面积大于匀变速直线运动的面积，由=可知整个上升过程中的平均速度大于 0.5m/s，故 D 错误。故选 B。7、如图所示，倾角为=37的传送带以速度v1=2m/s 顺时针匀速转动。将一物块以v2=8m/s 的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数=0.5，传送带足够长，取sin37=0.6,cos37=0.8，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A小物块向上运动过程中的加速度大小为 10m/s2 B小物块向上运动的时间为 1.2s C小物块向上滑行的最远距离为 4m D小物块最终将随传送带一起向上匀速运动 答案：C 解析：9 ABD由于物块的速度大于传送带的速度，所以物块相对传送带向上运动，物块受重力和沿斜面向下的滑动摩擦力，沿斜面方向有根据牛顿第二定律 mgsin+mgcos=ma1 代入数据解得 a1=10m/s2 方向沿斜面向下。设物体减速到传送带速度需要的时间为t1，有 1=1 21=0.6 由于物体所受重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力，因此物体相对传送带向下运动，受到的滑动摩擦力沿斜面向上，沿斜面方向根据牛顿第二定律有 mgsin-mgcos=ma2 代入数据解得：a2=2m/s2 方向沿斜面向下；最后减速到速度为零的时间为 2=12=1s 故小物块向上运动的时间为 1.6s。故 ABD 错误。C小物块向上滑行的最远距离为 =1+221+122=2+82 0.6+22 1m=4 故 C 正确。故选 C。多选题 10 8、如图甲所示，水平面上有一倾角为 的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球。斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和FN。若T-a图像如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g10 m/s2。则（）Aa403m/s2时，FN0 B小球质量m0.1 kg C斜面倾角 的正切值为34 D小球离开斜面之前，FN0.80.06a(N)答案：ABC 解析：A小球离开斜面之前，以小球为研究对象，进行受力分析，可得 Tcos FNsin ma Tsin FNcos mg 联立解得 FNmgcos masin Tmacos mgsin 所以小球离开斜面之前，T-a图像呈线性关系，由题图乙可知a403m/s2时，小球将要离开斜面，则此时FN0，选项 A 正确；11 BC当a0 时，T0.6 N，此时小球静止在斜面上，其受力如图 1 所示，所以 mgsin T 当a403m/s2时，斜面对小球的支持力恰好为零，其受力如图 2 所示，所以 tanma 联立可得 tan 34 m0.1 kg 选项 B、C 正确；D将 和m的值代入 FNmgcos masin 得 FN0.80.06a(N)选项 D 错误。9、如图甲，足够长的长木板放置在水平地面上，一滑块置于长木板左端。已知滑块和木板的质量均为 2kg，现在滑块上施加一个F0.5t（N）的水平变力作用，从t0 时刻开始计时，滑块所受摩擦力f随时间t变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度 g 取 10m/s2，下列说法正确的是（）12 A图乙中t224sB木板的最大加速度为 1m/s2 C滑块与木板间的动摩擦因数为 0.4D木板与地面间的动摩擦因数为 0.1 答案：ACD 解析：C根据图乙可知，滑块在t2以后受到的摩擦力不变，为 8N，根据 1=1 可得滑块与木板间的动摩擦因数为 1=0.4 C 正确；D在t1时刻木板相对地面开始运动，此时滑块与木板相对静止，则木板与地面间的动摩擦因数为 2=22=440=0.1 D 正确；AB在t2时刻，滑块与木板将要发生相对滑动，此时滑块与木板间的静摩擦力达到最大，且此时二者加速度相同，且木板的加速度达到最大，对滑块有 1=对木板有 1 22=联立解得 13 =2m/s2 =12N 则木板的最大加速度为 2m/s2，根据 =0.5 可求得 2=24s A 正确，B 错误。故选 ACD。10、如图所示，滑块 2 套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块 1，物块 1 又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上、开始时用手托住滑块 2，使绳子刚好伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为d现将滑块 2 从A处由静止释放，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，此时物块 1 还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为 3d，AC间距离为 4d，不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是（）A滑块 2 下滑过程中，加速度一直减小 B滑块 2 经过B处时的加速度等于零 14 C物块 1 和滑块 2 的质量之比为 3：2 D若滑块 2 质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块 2 由A处从静止滑到C处，滑块 2 到达C处时，物块 1和滑块 2 的速度之比为 4：5 答案：BD 解析：AB滑块 2 下滑过程中，绳子拉力增大，合力先减小后反向增大，在 B 处速度最大，加速度为零，则加速度先减小后反向增大，故错误，B 正确；C物体 1 静止时，弹簧压缩量为1=；当下滑到 C 点时，物体 2 上升的高度为 =(3)2+(4)2 3=2 则当物体 2 到达 C 时弹簧伸长的长度为，此时弹簧的弹性势能等于物体 1 静止时的弹性势能；对于与及弹簧组成的系统，由机械能守恒定律应有 1 2=2 4 解得 1:2=2:1 故 C 错误；D根据物体 1 和 2 沿绳子方向的分速度大小相等，则得 2cos=1 其中 cos=45=45 则得滑块 2 到达处时，物块 1 和滑块 2 的速度之比 1:2=4:5 故 D 正确；15 故选 BD。填空题 11、作用力和反作用力总是互相_、同时_的，我们可以把其中任何一个力叫作_，另一个力叫作_。答案：依赖 存在 作用力 反作用力 解析：略 12、2021 年 5 月 15 日，天问一号着陆器“祝融号”火星车成功着陆火星乌托邦平原南部预选着陆区，质量为 1.3吨的火星车在如此高速下自动精准降速反映了我国科研水平取得的巨大成就。它首先进入火星大气层的狭窄“走廊”，气动减速；打开降落伞使速度进一步减为 95m/s；与降落伞分离后，打开发动机约 80s，减速至3.6m/s；然后进入悬停避障与缓速下降阶段，经过对着陆点的探测后平稳着陆，其过程大致如图所示。（火星表面的重力加速度约为地球表面的25，地球表面重力加速度取 10m/s2。）（1）“祝融号”在火星表面的惯性与地球表面相比_（选填“增大”“减小”或“不变”）。由于勘测需要，火星车走走停停，假如它在一小时内的直线距离是 9m，它的平均速度大小约为_m/s。（2）关于着陆器在不同阶段的受力分析，正确的是()A气动减速段，只受到气体阻力的作用 16 B伞系减速段，重力与气体对它的作用力是一对平衡力 C动力减速段，发动机喷火的反作用力作用在火星车上 D悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力（3）如果动力减速阶段发动机的推力远大于空气阻力且视作恒定，不考虑火星车的质量变化。请分析说明此阶段火星车的运动性质_，并根据图中所给的数据，估算发动机推力的大小_。答案：不变 2.510-3 C 匀减速直线运动 6.68 103N 解析：（1）1惯性大小跟质量有关，“祝融号”的质量不变，则“祝融号”在火星表面的惯性与地球表面相比不变 2 平均速度 =93600m/s=2.5 103m/s（2）3A气动减速段，除受到气体阻力的作用外，还受到重力作用，A 错误；B伞系减速段，气体对它的作用力大于重力，不是一对平衡力，B 错误；C动力减速段，发动机和喷出的火之间的作用是相互作用力，则发动机喷火的反作用力作用在火星车上，C正确；D悬停状态中，发动机喷火的反作用力和重力是平衡力，D 错误。故选 C。（3）45由于火星车在动力减速所受推力远大于空气阻力，可将空气阻力忽略不计，火星车在推力和重力两个恒力的作用下做匀减速直线运动，根据=0+可得火星车在此阶段的加速度 =0=3.6 9580m/s2=1.14m/s2 17 火星车受到的合力 火星表面的重力加速度 火=10 25m/s2=4m/s2 根据牛顿第二定律 推=推=6.68 103N