高中物理牛顿运动定律真题.docx

高中物理牛顿运动定律真题1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M甲、M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M甲-mgD工件以加速度a匀加速上升时楼顶对甲的摩擦力为m(g+a)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T1=mgcos由平衡条件可得，甲受到的摩擦力为f1=T1cos由于变大，可知T1变大，f1变大，A错误；B乙将工件拉到楼顶过程，乙对轻绳的拉力为T2=mgtan由平衡条件可得，乙受到的摩擦力为f2=T2由于变大，可知T2变大，f2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N+Tsin=M甲g解得楼顶对甲的支持力为N=M甲g-Tsin=M甲g-mgsinC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T-mg=ma在水平方向对甲由平衡条件可得f=Tcos联立解得楼顶对甲的摩擦力为f=m(g+a)cosD正确。故选D。2、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。3、如图所示为乘客在进入车站乘车时，将携带的物品放在以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景。当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后，关于物品受到的摩擦力，下列说法正确的是（）A当物品与传送带相对静止时，物品受到静摩擦力B当物品受到摩擦力作用时，摩擦力方向与物品运动方向相同C当物品受到摩擦力作用时，物品不一定受到弹力作用D由于物品相对于地面是运动的，物品一直受到滑动摩擦力答案：B解析：A当物品与传送带相对静止时，物品不受摩擦力作用，A错误；B当把物品放上传送带时，物品相对传送带有向后运动的趋势，受到向前的摩擦力，B正确；C有摩擦力，一定有弹力，C错误；D物品虽然相对地面是运动的，但相对传送带静止时，物品不受摩擦力作用，D错误。故选B。4、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。5、如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（）A物体通过O点时所受的合外力为零B物体将做阻尼振动C物体最终只能停止在O点D物体停止运动后所受的摩擦力为mg答案：B解析：A物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，A错误；B物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，B正确；CD物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。若停在O点摩擦力为零，若不在O点，摩擦力和弹簧的弹力平衡，停止运动时物体所受的摩擦力不一定为mg，CD错误。故选B。6、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。7、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mgC空气对鸽子的作用力的功率为mgvD鸽子克服自身的重力的功率为mgvsin15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mg，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mgvcos75，C错误；D鸽子克服自身的重力的功率为P=-P重力由力的功率表达式P重力=mgvcos（15+90）联立解得P=mgvsin15D正确。故选D。8、如图所示。质量均为m的a、b两物块用轻杆连接放在倾角为37的斜面上、a在斜面上的BC段、b在斜面上的AB段。斜面上AB段粗糙，b与AB段间的动摩擦因数为0.5，BC段光滑，重力加速度为g。同时释放a、b，则释放的一瞬间（已知sin37=0.6，cos37=0.8）（）A物块a的加速度大小为0.4gB物块a的加速度大小为0.5gC杆对物块a的拉力大小为0.4mgD杆对物块a的拉力大小为0.3mg答案：A解析：释放a、b的一瞬间、对a、b整体研究，有2mgsin37-mgcos37=2ma解得a=0.4g对a研究，有mgsin37-T=ma解得T=0.2mg故选A。多选题9、如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面。物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面上，这时速率为v2，则下列说法正确的是（）A若v1v2，则v2=v2C不管v2多大，总有v2=v2D只有v1=v2时，才有v2=v1答案：AB解析：由于传送带足够长，物体先减速向左滑行，直到速度减为零，此过程设物体对地位移大小为x，加速度大小为a，则x=v222a然后在滑动摩擦力的作用下向右运动，分两种情况：若v1v2，物体向右运动时一直加速，当v2=v2时（向右加速到v2可以看成是向左由v2减速到0的逆过程，位移大小还是等于x），恰好离开传送带。若v1v2，物体向右运动时先加速，当速度增大到与传送带的速度相等时，位移大小x=v122amgsin37，物体沿斜面运动的时间为362s.26、哈利法塔是目前世界最高的建筑。游客乘坐观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需50秒，运行的最大速度为15m/s。观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景，可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底，颇为壮观。一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为1kg的物体受到的竖直向上拉力为11N，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动（g取10m/s2），求：（1）电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；（2）若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求观景台的高度；（3）若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由下落，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其减速到速度为零，牵引力为重力的3倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？答案：（1）1m/s2、15s；（2）525m；（3）70s解析：（1）设电梯加速阶段的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：FT-mg=ma解得a=1m/s2由v=v0at解得t=15s（2）匀加速阶段位移x1=12at2=121152m=112.5m匀速阶段位移x2=v（50s-2t）=15（50-215）m=300m匀减速阶段位移x3=v22a=112.5m因此观景台的高度x=x1x2x3=525m（3）由题意知，电梯到地面速度刚好为0。自由落体加速度大小a1=g启动辅助牵引装置后加速度大小a2=F-mgm=3mg-mgm=2g 方向向上则vm22a1+vm22a2=x解得vm=1070m/s则tm=vmg=70s即电梯自由下落最长70s时间必须启动辅助牵引装置。27、如图所示，倾角=37的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板P，上端装有光滑定滑轮，E、F是斜面上两点，P、E间距离L1=0.7m，E、F间距离L2=9m。轻绳跨过滑轮连接质量mB=4kg的平板B和质量mC=3kg的重物C，质量mA=1kg且可看成质点的小物块A置于长L=3.2m的平板B上端，初始时A、F沿斜面方向距离L0=2m，当小物块A在EF区间运动时对其施加一个沿斜面向下大小F=10N的恒力。已知小物块A、平板B之间动摩擦因数1=0.75，平板B与斜面之间的动摩擦因数2=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，平板B与挡板P碰撞后不反弹。取g=10m/s2。整个装置初始状态保持静止，现将轻绳剪断，求：（1）小物块A在轻绳剪断的瞬间所受摩擦力的大小；（2）小物块A由静止运动到挡板P所用的时间。答案：（1）2N；（2）2.05s解析：（1）轻绳剪断的瞬间，设A、B相对静止一起向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得mA+mBgsin37-2mA+mBgcos37=mA+mBa解得a=4m/s2设B对A的静摩擦力大小为FfBA，对A受力分析，由牛顿第二定律得mAgsin37-FfBA=mAa解得FfBA=2NA、B间的最大静摩擦力Ffmax=1mAgcos=6NFfBAmgsin37，物体沿斜面运动的时间为362s.30、如图所示，倾角=37的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板P，上端装有光滑定滑轮，E、F是斜面上两点，P、E间距离L1=0.7m，E、F间距离L2=9m。轻绳跨过滑轮连接质量mB=4kg的平板B和质量mC=3kg的重物C，质量mA=1kg且可看成质点的小物块A置于长L=3.2m的平板B上端，初始时A、F沿斜面方向距离L0=2m，当小物块A在EF区间运动时对其施加一个沿斜面向下大小F=10N的恒力。已知小物块A、平板B之间动摩擦因数1=0.75，平板B与斜面之间的动摩擦因数2=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，平板B与挡板P碰撞后不反弹。取g=10m/s2。整个装置初始状态保持静止，现将轻绳剪断，求：（1）小物块A在轻绳剪断的瞬间所受摩擦力的大小；（2）小物块A由静止运动到挡板P所用的时间。答案：（1）2N；（2）2.05s解析：（1）轻绳剪断的瞬间，设A、B相对静止一起向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得mA+mBgsin37-2mA+mBgcos37=mA+mBa解得a=4m/s2设B对A的静摩擦力大小为FfBA，对A受力分析，由牛顿第二定律得mAgsin37-FfBA=mAa解得FfBA=2NA、B间的最大静摩擦力Ffmax=1mAgcos=6NFfBAFfmax，所以A、B能够相对静止一起向下做匀加速运动所以小物块A在绳剪断的瞬间所受摩擦力的大小为2N。（2）小物块A刚运动至F点时，小物块A、平板B速度满足v02=2aL解得v0=4m/s设该过程的运动时间为t1，则v0=at1解得t1=1s当小物块A进入EF区间内时，A、B之间发生相对运动，对小物块A有F+mAgsin37-1mAgcos37=mAa1解得a1=10m/s2对平板B有1mAgcos37+mBgsin37-2mA+mBgcos37=mBa2解得a2=5m/s2当小物块A刚运动至E点时，速度满足v12-v02=2a1L2解得v1=14m/s小物块A在EF之间的运动时间为t2=v1-v0a1=1s对平板B有v2=v0+a2t2=9m/s平板B运动的位移为x=v22-v022a2=6.5m此时平板B的下端距离P的距离为x=L1-L+L2-x=0m此时平板B与挡板刚好相撞，此后小物块A离开EF区域，在平板B的上表面匀速滑行，A离开EF区域后滑行时间为t3=L1v1=0.05s因此小物块A到达P所用的时间为t=t1+t2+t3=2.05s31、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