高中物理牛顿运动定律基本知识过关训练.docx

高中物理牛顿运动定律基本知识过关训练1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（）AaA=aB=gBaA=2g，aB=0CaA=3g，aB=0DaA=23g，aB=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FT=Fsin60Fcos60=mAg+F1F1=mBg又mA=mB解得FT=23mAg水平细线被剪断瞬间，FT消失，弹力不能突变，A所受合力与FT等大反向，F1=mBg，所以可得aA=FTmA=23gaB=0ABC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F=Gm1m2r2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r3T2=k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F=Gm1m2r2，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r3T2=k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。故选C。4、一个倾角为=37的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0kg的小物块（可视为质点）以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物块与斜面的动摩擦因数=0.25。若斜面足够长，已知sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2。小物块沿斜面上滑时的加速度大小为（）A5 m/s2B4 m/s2C8 m/s2D10 m/s2答案：C解析：对物块分析，根据牛顿第二定律有mgsin37+mgcos37=ma代入数据解得a=8ms2故ABD错误C正确。故选C。5、如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（）Aa的质量比b的大B在t时刻，a的动能比b的大C在t时刻，a和b的电势能相等D在t时刻，a和b的动量相同答案：B解析：A经时间t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，则xaxb，根据运动学规律x12at2得aaab又由牛顿第二定律aFm知，maxb，所以WaWb，所以a的动能比b的动能大，B项正确；C在t时刻，a、b处在同一等势面上，根据电势能决定式Epq可知a、b的电势能绝对值相等，符号相反，C项错误；D根据动量定理Ftpp0则经过时间t，a、b的动量大小相等，方向相反，故D项错误。故选B。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解析：Av-t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；Bv-t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v=0+vm2=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v=xt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，一倾角为 = 37的足够长的斜面固定在水平地面上。当t = 0时，滑块以初速度v0= 10m/s沿斜面向上运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为 = 0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37 = 0.6，cos37 = 0.8，下列说法正确的是（）A滑块上滑的距离小于5mBt = 1s时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上Ct = 2s时，滑块恰好又回到出发点Dt = 3s时，滑块的速度大小为4m/s答案：D解析：A以沿斜面向下为正方向，上滑过程，由牛顿第二定律得mgsin + mgcos = ma1代入数据解得a1=10m/s2滑块向上的最大位移x = v022a1=100210 = 5mA错误；B由于mgsin mgcos可知，滑块不可能静止在斜面上，B错误；C下滑过程，由牛顿第二定律得mgsinmgcos = ma2代入数据解得a2=2m/s2滑块向上运动到最高点的时间t1=0-(-v0)a1=1010=1s向下的运动x=12a2t22所以t2=5s滑块恰好又回到出发点的总时间t=t1+t2=(1+5)sC错误；D选取向下为正方向，t = 3s时，滑块的速度为v3 = v0 + a1t1 + a2t2 = 10 + 10 1 + 2 2 m/s = 4m/sD正确。故选D。8、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，伽利略用实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（）A完全是理想的，没有事实为基础B是以可靠事实为基础的，经科学抽象深刻反映自然规律C没有事实为基础，只是理想推理D过于理想化，所以没有实际意义答案：B解析：在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律。因此，理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断，故ACD错误，B正确。故选B。小提示：要了解伽利略“理想实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理。（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端。多选题9、如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧测力计，其下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时测力计的示数为10N。在某时刻测力计的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10m/s2）（）A电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/s2B电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2C电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s2D电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s2答案：BC解析：电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，知重物的重力等于10N。对重物有mg-F=ma解得a=2m/s2方向竖直向下，则电梯的加速度大小为2m/s2，方向竖直向下。电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动。故BC正确，AD错误。故选BC。10、如图所示，倾角为的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则（）A水平面对C的摩擦力方向一定向左BB受到C的摩擦力一定为零C水平面对C的支持力一定小于B、C的总重力DA的质量一定大于B的质量答案：AC解析：AC对B、C整体受力分析，如图所示根据平衡条件，水平面对C的摩擦力为f=Fcos方向水平向左，水平面对C的支持力大小为N=(mB+mC)g-Fsin一定小于B、C的总重力，AC正确；BD当B所受重力沿斜面向下的分力等于绳的拉力时，B不受摩擦力，当B所受重力沿斜面向下的分力不等于绳的拉力时，B受摩擦力，且A与B的质量大小无法比较，BD错误。故选AC。11、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（）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。12、物体的质量为2kg，放在光滑水平面上，同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用，则物体的加速度大小可能为（）A2m/s2B3m/s2C4m/s2D5m/s2答案：BC解析：同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用，这两个力的合力取值范围为5NF9N由牛顿第二定律可得a=Fm解得2.5m/s2amgcos+F弹物块继续向下加速，F弹继续变大，当mgsinmgsin37，物体沿斜面运动的时间为362s.29、如图所示，滑板静止在水平轨道上，质量m2 kg，板长L0.6 m，左端A点到轨道上B点距离x6 m，滑板与轨道间的动摩擦因数0.2。现对滑板施加水平向右的推力F10 N，作用一段时间后撤去，滑板右端恰能到达B点，求：（1）推力F作用的时间；（2）推力F的最大功率。答案：（1）1.2 s；（2）36 W解析：（1）在外力F作用下，根据牛顿第二定律可知Fmgma1解得a13 m/s2经历的时间为t，则va1t通过的位移为x1=v22a1撤去外力后的加速度大小为a2=mgm=2m/s2减速通过的位移为x2=v22a2又因x1x2xL联立解得t1.2 sv3.6 m/s（2）推力的最大功率PFv103.6 W36 W30、如图甲所示，传送带以v0=10m/s的速度逆时针转动，一质量m=10kg的物体（可视为质点）以水平向右的速度v冲上传送带。从物体冲上传送带开始，物体在02s内受到与物体运动方向相反的水平恒力作用，24s将水平外力反向，大小不变，物体的对地速度与时间的关系图象如图乙所示，取g=10m/s2。求：传送带与物体之间的动摩擦因数；答案：=0.3解析：由图像可知02s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a1=v1t1=102m/s2=5m/s2由牛顿第二定律有f+F=ma224s内物体做匀加速直线运动，加速度大小为a2=v2t2=22m/s2=1m/s2由牛顿第二定律有f-F=ma2联立并代入数据解得f=30N又f=mg解得=0.331、某课外兴趣小组的两名同学小明和小亮见到公园的一个儿童直行滑梯（即滑梯的底面为一与地面成一定角度的平整斜面，并没有弯曲），一位小朋友正从滑梯顶端滑下，他们便利用手机和相机来研究物理问题：小明用手机测出了某次小朋友从顶端滑到底端所用时间t=2.4s，小亮则利用相机的连拍功能拍下了该小朋友滑到滑梯底端出口处的三张连拍照片，他使用的这架相机每秒钟拍摄60张，其中的两张小朋友照片都在滑梯末端的出口段内，这段基本上是水平的。他把这两张照片相比较，估测出这段时间内的位移x=6cm，又以旁边的台阶为参照物，估测出滑梯的顶端到底端的高度差约为h=2.16m，请你帮他俩估算出该小朋友与滑梯间的动摩擦因数。（g取10m/s2）答案：0.40解析：由题意可知每两张照片的时间间隔为t=160s在时间间隔内可认为小朋友做匀速运动，所以小朋友离开滑梯底端时的速度为v=xt=0.06160=3.6m/s把小朋友在滑梯上的运动近似看作初速为零的匀变速运动，则加速度为a=vt=3.62.4m/s2=1.5 m/s2设滑梯从顶端到底端的滑道长度为l，高度差为h，斜面的倾角为，则l=v22a=3.6221.5m=4.32 m所以sin=hl=2.164.32=0.5小朋友在滑梯上滑下时根据牛顿第二定律有mgsin -mgcos =ma代入数据解得=0.4032、2022年北京冬季奥运会将于2022年2月4日在北京开幕，在冬奥会上跳台滑雪是非常具有观赏性的项目。某段直滑道的示意图如下，O，M，N，P为滑道上的四个点，其中MN段的长度l1=200m，NP段的长度为l2=300m，运动员从O点由静止开始匀加速下滑，已知运动员经过MN段所用的时间和经过NP段所用的时间相同，求：（1）滑道OM段的长度l；（2）若滑道的倾角=30，忽略一切阻力，求运动员经过OM段的时间t。答案：（1）112.5m；（2）35s或6.7s解析：（1）运动员经过MN段所用的时间为t，运动员的加速度为a，根据匀变速直线运动的推论可得l2-l1=at2vN=l1+l22t又l=vN22a-l1联立解得l=112.5m（2）根据牛顿第二定律，可得mgsin=ma根据匀变速直线运动位移时间公式可得l=12at2代入数据，解得t=35s=6.7s实验题33、用如图（a）所示的实验装置测量当地重力加速度的大小。质量为m2的重锤从高处由静止开始下落，质量为m1的重锤上拖着纸带利用电磁打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行分析，即可测出当地的重力加速度g值。如图（b）给出的是实验中获取的一条纸带中的某一段，相邻两计数点间还有4个点未画出，电源的频率为50Hz，相邻计数点间的距离如图（b）所示。已知m1=80g、m2=120g，要求所有计算结果保留两位有效数字。则：（1）在纸带上打下计数点5时的速度v5=_m/s；（2）用逐差法求出重锤的加速度大小a=_m/s2，而得出当地的重力加速度大小为g=_m/s2。答案： 1.5 1.9 9.5解析：(1)1打点间隔为T=1f=0.02s相邻计数点间的时间间隔为t=50.02s=0.1s在纸带上打下计数点5时的速度就是纸带上计数点4到计数点6的平均速度，即v5=(13.78+15.70)10-220.1ms=1.5ms(2)2根据逐差法，可得a=11.92+13.78+15.70-(6.19+8.11+10.00)90.1210-2ms2=1.9ms23根据牛顿第二定律，有m2g-m1g=m1+m2a解得g=9.5ms234、某同学测量物块与木板间动摩擦因数，实验装置如图甲所示。(1)在已知重力加速度g和测出物块下滑加速度a的情况下，还需要测量_。A木板与水平面的夹角B物块的质量mC木板的长度L(2)将木板与水平面的夹角调到合适角度，接通电源，开启打点计时器，释放物块，物块由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，如图乙所示。图乙中的点为计数点，相邻的计数点间时间间隔为0.1s。将数据记录到下表：计数点1234567x/cm5.0011.9620.9031.8344.7059.5776.39t/s0.100.200.300.400.500.600.70xt/(ms-1)0.500.600.700.790.890.991.09请根据表中的数据，在图丙的方格纸上作出xtt图线_。(3)由图线求得物块下滑的加速度a=_m/s2。（结果保留2位有效数字）(4)该同学认为：xtt图像中的图线与时间轴围成的面积表示物块t时间内运动的位移大小。他的观点是_的（选填“正确”或“错误”）。答案： A 2.0（1.92.1） 错误解析：(1)1根据牛顿第二定律得mgsin-mgcos=ma可知还需要测量木板与水平面的夹角，故BC错误，A正确。故选A。(2)2由题意作图如下(3)3根据逐差法求加速度a=76.39-31.83-31.83-510-290.122.0m/s2(4)4由于从释放物块到打下第一个点的距离位置，故不能用xtt图像中的图线与时间轴围成的面积表示物块t时间内运动的位移大小，他的观点是错误的。35、理想实验是科学研究中的一种重要方法，如图所示的是伽利略根据可靠的事实进行的理想实验和推论的示意图。请在下面的空格里填入恰当的内容，完成对各示意图的说明。如图（1）所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为h处滚下，如果没有摩擦，小球将达到右侧斜面相同高度的地方。如图（2）所示，如果减小右侧斜面的倾角，小球到达右侧斜面上的高度要_（选填“大于”“等于”或“小于”）原来的高度h，但要通过更长的距离。如图（3）所示，继续减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球不可能达到原来的高度h，就要沿着水平面以_（填“恒定”或“变化”）的速度持续运动下去。答案： 等于 恒定解析：要解答本题需掌握：伽利略著名的斜面理想实验的步骤；科学认识事物，分析现象和把握物理规律的能力;伽利略理想实验是为了验证：运动的物体如果不受其他物体的作用，其运动会是匀速的，而且将永远运动下去.如图（1）所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从