【+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列(第1期)专题3-牛顿运动定律.doc

2012届高三物理名校试题汇编系列（第1期）专题3 牛顿运动定律一、单项选择题1.（湖北省百所重点中学2012届10月高三联考）下列说法正确的是（ ）A.质点、位移都是理想化模型B.牛顿的三个定律都可以通过实验来验证C.单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位D.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因1.C 解析：质点是理想化模型，位移是一个物理量，选项A错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，选项B错误；在国际单位制中，共有7个基本单位，它们分别是m、s、kg、mol、k、A、cd（光强），选项C正确；伽利略最先指出力不是维持物体运动的原因，选项D错误。2（山东省潍坊市2012届高三10月份三县联考）下列说法中正确的是（ ）A一物体向东做直线运动，突然施加一向西的力，物体立即向西运动B物体的加速度一定和物体所受合外力同时产生，同时消失，且方向一致C在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小D运动物体受到的摩擦力的方向一定和它的运动方向相反2.B 解析：一物体向东做直线运动，突然施加一向西的力，物体立即做匀减速直线运动，即先向东减速为零，再向西运动，选项A错误；牛顿第二定律具有瞬时性，即加速度和合外力同时产生，同时消失，且方向一致，选项B正确；质量是衡量惯性大小的唯一量度，同一物体在月球和地球上的质量相同，惯性也相同，选项C错误；对于运动物体，其受到的摩擦力既可以是动力，也可以是阻力，摩擦力方向既可以和运动方向相同，也可以相反，如车厢上随汽车一起运动的货物，当汽车减速运动时，货物受到的摩擦力是阻力，其方向与运动方向相反，当汽车加速运动时，摩擦力是动力，其方向与运动方向相同，选项D错误。本题答案为B。3（黑龙江省齐齐哈尔市2012届高三“五校联谊”期中考试）如图所示，两木块的质量M是m的2倍，水平面光滑，当用水平力F分别推m和M时，两物体之间弹力之比N1：N2应为（ ）CA环做的是匀速运动 DB环做的是匀加速运动4A 解析：设杆与水平方向夹角为，对A环所吊的物体C分析，绳子的拉力与重力的分力Gcos平衡，在平行杆方向：Mgsin=Ma，a=gsin；再对A环分析，环的加速度与它所吊的重物加速度相同，在平行杆方向：mgsin-f=ma=mgsin，f=0，故选项A对，C错。ACBD对B环所吊的物体分析，绳子的拉力与重力的合力在竖直方向，而它运动方向是平行杆方向，故它一定做的匀速运动，拉力与重力平衡，Mg=F；再对B环分析，环与它所吊的重物一样也做匀速运动，在平行杆方向：（mg+F)sin-f=0，f=(mg+F)sin，故选项BD错误。综上可知，本题答案为A。5（辽宁省丹东市四校协作体2012届高三摸底理综卷）如图所示，将质量为m=0.1kg的物体用两个完全一样的竖直弹簧固定在升降机内，当升降机以4m/s2的加速度加速向上运动时，上面弹簧对物体的拉力为0.4N；当升降机和物体都以8m/s2的加速度向上运动时，上面弹簧的拉力为（ ）A0.6N B0.8N C1.0N D1.2N5A 解析：当物体m随电梯加速上升时，对其受力分析，其共受到三个力的作用：竖直向下的重力G、上面弹簧竖直向上的拉力F和下面弹簧竖直向上的弹力T，根据牛顿第二定律，有F+T-G=ma。当加速度a1=4m/s2，设上面弹簧的拉力大小为F1，下面弹簧的弹力为T1，则F1+T1=G+ma1=1.4N；当加速度a2=8m/s2，设上面弹簧的拉力大小为F2，下面弹簧的弹力为T2，则F2+T2=G+ma2=1.8N；因为上、下弹簧相同，所以当加速度改为8m/s2时，上面弹簧伸长的增加量等于下面弹簧压缩量的改变量，即两弹簧对物体的作用力的改变量相同，它们同时增加了0.2N，所以F2=F1+0.2N=0.6N。本题答案为A。6（湖南师大附中2012届高三月考试题）如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板，竖立在水平面上在薄板上放一重物，用手将重物向下压缩到一定程度后，突然将手撤去，则重物将被弹簧弹射出去，则在弹射过程中（重物与弹簧脱离之前）重物的运动情况是（ ）A一直加速运动 B匀加速运动C先加速运动后减速运动 D先减速运动后加速运动6C 解析：撤去手的瞬间，重物的弹力大于重力，合外力方向向上，加速度向上，重物开始从静止向上加速运动；之后，弹簧逐渐恢复形变，弹力逐渐减小，加速度随合外力的减小而减小，重物做加速度逐渐减小的加速运动；当弹力减小到大小等于重力时，合力为零，加速度也减为零，重物速度达到最大；之后，弹力小于重力，合力方向竖直向下，大小逐渐增大，加速度反向增大，重物做加速度逐渐增大的减速运动。可见，本题答案为C。7（江苏省扬州中学2012届高三10月份阶段测试）如图所示，水平面上质量均为4kg的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态。现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做加速度为5m/s2的匀加速直线运动。选定A的起始位置为坐标原点，g=10m/s2，从力F刚作用在木块A的瞬间到B刚好离开地面的瞬间这个过程中，力F与木块A的位移x之间关系图象正确的是 （ ）AFBxF/N0100Ax060100C120F/N20x060120DF/N20x0BF/N7.A 解析：设初始状态时，弹簧的压缩量为x0，弹簧劲度系数为k，物体的质量为m，则kx0=mg；力F作用在木块A上后，选取A为研究对象，其受到竖直向上的拉力F、竖直向下的重力mg和弹力k（x0-x）三个力的作用，根据牛顿第二定律，有F+k（x0-x）-mg=ma，即F=ma+kx=20+kx；当弹簧对物体B竖直向上的弹力等于重力时B刚好离开地面，此时弹簧对物体A施加竖直向下的弹力F弹，大小为mg，对物体A运用牛顿第二定律有F-mg-F弹=ma，代入数据，可求得F=100N。本题答案为A。8（湖南师大附中2012届高三月考试题）放在光滑水平面上的物块1、2用轻质弹簧秤相连，如图所示，现对物块1、2分别施加方向相反的水平力F1、F2，且F1 F2，则弹簧秤的示数 （ ）F2F1A一定等于F1+F2 B一定等于F1-F2 C一定大于F2小于F1 D条件不足，无法确定8C 解析：利用整体法，可求出由两物块共同的加速度为a=；以物块1为研究对象，运用牛顿第二定律，有F1-F=m1a，所以F=F1-m1a=F1-=；因为F1 F2，所以，即。本题答案为C。9（福建省四地六校2012届高三联考物理试卷）如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁今用水平力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将F撤去，在这一瞬间，表述正确的是（ ）AB球的速度为零，加速度为零 BB球的速度不为零，加速度也不为零CB球的速度不为零，加速度为零 DB球的速度为零，加速度不为零 9.D 解析：推力F突然撤去的瞬间，对B球水平向左的推力突然消失，而弹簧对其水平向右的弹力不能突变为零，大小仍等于推力F，B球的合外力不为零，所以加速度不为零；B球原来静止，撤去力的瞬间，速度仍为零。本题答案为D。10.（湖北省百所重点中学2012届10月高三联考）如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B（长木板足够长）的左端放着小物块A，某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F=kt，其中k为已知常数，若物体之间的滑动摩擦力f的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v-t图象的是（ ）10.B 解析：刚开始，外力F小于两物体之间的最大静摩擦力，两物体相对静止，共同运动，加速度大小为a=F/2m=kt/2m，可见，加速度a随着时间t逐渐增大，对应的v-t图线的斜率逐渐增大，选项CD错误；随着时间t的增大，外力F增大，当Ff，即ktf，t时，物块A与B发生相对运动，此后，物体B在大小恒定的滑动摩擦力的作用下做匀加速直线运动，其对应的v-t图线应该是倾斜的直线，故选项A正确，B错误。本题答案为A。11.（四川省绵阳中学2012届高三月考理综卷）“神舟”系列载人飞船返回舱返回时，先靠降落伞减速，竖直落地前还靠返冲火箭使其速度进一步降低。假设返回舱速度是8m/s，返冲火箭工作0.3s后，速度降为2m/s，在这个过程中，返回舱中的航天员（ ）A.处于超重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的3倍B.处于失重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的1/3倍C.处于超重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的2倍D.处于失重状态，对座椅的平均压力约是自身体重的1/2倍11.A 解析：在这个过程中，返回舱中的航天员所受到的合外力方向竖直向上，加速度方向竖直向上，所以其处于超重状态；设座椅对其竖直向上的平均支持力大小为N，则N-mg=ma，其中a=（8m/s-2m/s）/0.3s=20m/s2=2g，所以N=3mg，根据牛顿第三定律，航天员对座椅的平均压力约是自身体重的3倍，本题答案为A。12（湖南师大附中2012届高三月考试题）如图所示，传送带的水平部分长为L，运动速率恒为v，在其左端放上一无初速的小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左到右的运动时间不可能为（ ）AB C D12A 解析：若传送带足够长，小木块放上传送带后，先在滑动摩擦力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a=g，在速度增大到速率v后，木块与传送带相对静止，即一起以速率v做直线运动，本题需要分情况讨论：若木块到达传送带的最右端时，速度仍然小于v，则运动时间为t1=（根据L=求出）；若木块到达传送带的最右端时，速度恰好等于v，则运动时间为t2=（根据L=求出）；若木块到达传送带的最右端前，速度已经达到v，则运动时间为t3=（因为匀加速运动的时间为，加速位移为，匀速运动的位移为L-，所以总运动时间t3=+-=+）。本题答案为A。13（陕西省长安一中2012届高三质检）如图所示，轻绳两端分别与A、B两物体相连接，A、B两物体的质量均为m物体B的上表面光滑，B与地面间的动摩擦因数为，轻绳与轻质滑轮间的摩擦忽略不计若要用力将B物体以水平向左的加速度拉动，则作用在B物体上水平向左的拉力F为（ ）A B C2 D13.A 解析：当B物体以水平向左的加速度a运动时，物体A必向右以相同大小的加速度加速运动，分别对物体B和物体A运用牛顿第二定律，有F-f-T=ma，T=ma，其中T=T，f=2mg，可求出拉力F=。本题答案为A。14（湖北鄂州市2012届高三摸底考试理综卷）负重奔跑是体能训练的常用方式之一，如图所示的装置是运动员负重奔跑的跑步机。已知运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过定滑轮（不计滑轮摩擦、质量）悬挂质量为m2的重物，人用力向后蹬，使传送带沿顺时针方向转动，下面说法正确的是（ ）vm2m1A若m2静止不动，运动员对传送带的摩擦力大小为m1gB若m2静止不动，传送带转动越快，运动员对传送带的摩擦力也越大C若m2匀速上升时，上升速度越大，运动员对传送带的摩擦力也越大D若m2匀加速上升时，m1越大，运动员对传送带的摩擦力也越大14D 解析：无论m2静止不动，还是匀速上升，运动员对地都处于平衡状态，所以传送带对其水平向左的摩擦力必等于绳子对其水平向右的拉力，其大小恒等于m2g不变，所以选项ABC均错；若m2匀加速上升，设加速度大小为a，传送带对其水平向左的摩擦力大小为f，对由运动员m1和重物m2组成的系统运用牛顿第二定律，有f-m2g=（m1+m2）a，所以f=m2g+（m1+m2）a，可见，m1越大，f越大，根据牛顿第三定律，运动员对传送带的摩擦力也越大。本题答案为D。15（湖南师大附中2012届高三月考试题）一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用，若沿斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，则斜面受地面的摩擦力 （ ）A大小为零 B方向水平向右 C方向水平向左 D无法判断大小和方向17.（四川省绵阳中学2012届高三月考理综卷）如图甲所示，在光滑的水平面上，物体A在水平方向的外力F作用下做直线运动，其vt图象如图乙所示，向右为正方向。下列判断正确的是（ ）乙321vt/sOv0F甲AA.在01 s内，外力F不断增大 B.在12 s内，外力F大小不变C.在12 s内，外力F方向向右 D.在23 s内，外力F方向向左17.BD 解析：根据图乙，物体在在01 s内，做加速度越来越小的变加速运动，根据牛顿第二定律，外力F不断减小，选项A错误；在12 s内，物体做匀减速直线运动，其加速度大小不变，方向与运动方向相反，所以外力F大小不变，方向向左，选项B正确，C错误；在23 s内，物体从静止开始水平向左（因为速度为负值）做匀加速直线运动，加速度大小不变，方向与运动方向相同，所以外力F大小不变，方向向左，选项D正确。本题答案为BD。18（山东省临朐第六中学2012届高三月考）A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的的作用，该力与时间的关系如下图所示，A、B始终相对静止，则下列说法正确的是（ ）At0时刻，A、B间静摩擦力最大 Bt0时刻，B速度最大C2t0时刻，A、B间静摩擦力最大 D2t0时刻，A、B位移最小18.BC 解析：根据牛顿第二定律，由A、B组成的系统共同运动时的加速度为a=，A、B间的静摩擦力为f=mAa=，所以t0时刻，A、B间静摩擦力最小，2t0时刻，A、B间静摩擦力最大，选项A错误，C正确；在0t0时间内，外力逐渐减小，方向与运动方向相同，系统从静止开始做加速度逐渐减小的变加速直线运动，到t0时刻，外力减为零，加速度为零，速度最大，选项B正确；在t02t0时间内，外力逐渐增大，方向与运动方向相反，系统开始沿原方向做加速度逐渐增大的减速运动，到2t0时刻，外力最大，加速度最大，速度减为零，位移最大，故选项D错误。本题答案为BC。19（江苏省扬州中学2012届高三10月份阶段测试）如图所示，将粗糙的斜面体放在粗糙水平地面上，物块m放在斜面上，恰能沿斜面匀速下滑，斜面体静止不动。若用平行斜面向下的推力，使物块加速下滑，则斜面体 ( )A受到地面的摩擦力大小为零 B受到地面的摩擦力方向水平向右C对地面的压力不变 D可能沿水平面向右运动19.AC 解析：施加推力前，物块匀速下滑，所以其合力为零，斜面对物块的摩擦力和支持力的合力平衡物块的重力，或者说斜面对物块的作用力方向竖直向上，大小等于物块重力，根据牛顿第三定律，物块对斜面的反作用力竖直向下，大小等于物块重力，对斜面受力分析，不难得出，其不受地面摩擦力的作用，地面对其支持力等于物块重力和斜面重力之和；施加推力后，物块与斜面间的相互作用力保持不变，即斜面的受力情况保持不变，本题答案为AC。20.（山西大学附中2012届高三10月月考）一个小孩在绷床上做游戏，从高处落到绷床上后又被弹回到原高度。在他从高处开始下落到弹回至原高度的整个过程中，运动的速度随时间变化的图像如图所示。图中Oa段和de段为直线，则根据此图可知（ ）A.小孩和绷床接触的时间段为 B.小孩和绷床接触的时间段为C.在运动过程中小孩加速度最大的时刻是 D.在运动过程中小孩加速度最大的时刻是、20.AC 解析：图中Oa段和de段为直线，说明该段时间，小孩做匀变速直线运动，即脱离蹦床后在空中的运动，两直线之间就是接触蹦床的时间段，选项A正确，选项B错误；在v-t图象中，图线的斜率表示加速度，根据题图，小孩在和时刻，速度最大，图线斜率为零，加速度为零，而时刻，速度为零，图线斜率最大，加速度最大，所以选项C正确，D错误。本题答案为AC。三、非选择题21（湖南师大附中2012届高三月考试题）汽车在两站间行驶的v-t图象如图所示，车所受阻力恒定，在BC段，汽车关闭了发动机，汽车质量为4t，由图可知，汽车在BC段的加速度大小为 m/s2，在OA段汽车的牵引力大小为 Nv/（m/s）t/s10 30 50105ABCO21.0.5；6000 解析：aAB=v/t=10/10m/s2=1m/s2，aBC=-10/20m/s2=-0.5m/s2，汽车所受阻力f=maBC=-2000N，设汽车在OA段的牵引力大小为F，由F+f=maAB，可得F=maABf6000N。绳子不可伸长，如果,求：（1）物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的几倍？（2）物体C对B的拉力等于多少？ 23解析：（）设物体的加速度为，绳子的张力为，对物体A， ；对BC整体，。解得。 因为，所以。根据运动学公式， 。得。所以物体B从静止开始下落一段距离的时间是自由落体下落同样的距离所用时间的2倍。（2）对物体C，。24（山东省潍坊市2012届高三10月份三县联考）如图所示，光滑水平面上放着长L=2m，质量为M=4.5kg的木板（厚度不计），一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端，m和M之间的动摩擦因数=0.1，开始均静止。今对木板施加一水平向右的恒定拉力F，（g取10m/s2）求：（1）为使小物体不从木板上掉下，F不能超过多少。（2）如果拉力F=10N，小物体能获得的最大速度。24.解析：（1）物块随木板运动的最大加速度为a。对小物体由牛顿第二定律：mg=ma；对整体由牛顿第二定律得：Fm=（M+m）a。解得：Fm=5.5N。（2）因施加的拉力F5.5N，故物块相对木板相对滑动，木板对地运动的加速度为a1，对木板由牛顿第二定律：F-mg=Ma1，物块在木板上相对运动的时间为t，。解得：t=2s，物块脱离木板时的速度最大，vm=at=2m/s。25（黑龙江省齐齐哈尔市2012届高三“五校联谊”期中考试）如图所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的vt图象分别如图中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的坐标为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0)根据vt图象，求：（1）物块相对长木板滑行的距离s；（2）物块质量m与长木板质量M之比。