人教版2022年高中物理牛顿运动定律真题.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真题年高中物理牛顿运动定律真题 单选题 1、图示为河北某游乐园中的一个游乐项目“大摆锤”，该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下关于该项目的说法正确的是（）A当摆锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到失重 B当摆锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到超重 C当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的超重 D当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到完全失重 答案：C 解析：当摆锤由最高点向最低点摆动时，先具有向下的加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先体会到失重后体会到超重。当摆锤摆动到最低点时，具有方向向上的最大加速度，此时游客体会到明显的超重。故选 C。2、物体质量为m5Kg 放在粗糙的水平面上，在力F的作用下做a2m/s2的匀加速直线运动，方向向右，已知物体与地面之间的动摩擦因数为 0.3，则外力F为（）2 A20NB15NC25ND10N 答案：C 解析：根据牛顿第二定律得 =合 则有 0.3 5 10+2 525N 故选 C。3、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3 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。4、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；4 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 对 B 有 F=mg 联立可得为 5 =cos 2 故 D 错误。故选 C。小提示：5、如图甲所示，倾角为 的粗糙斜面体固定在水平面上，质量为m=1kg 的小木块以初速度为v0=10m/s 沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（）A在t=5s 时刻，摩擦力方向发生变化 B0 13s 内小木块做匀变速直线运动 C斜面倾角 =30 D小木块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 答案：D 解析：Ax在 05m 内，由匀变速直线运动的速度位移公式 v2v02=2ax 6 结合图象看出在 05m a=022=010025m/s2=10m/s2 由图示图象可知v02=100(m/s)2得，v0=10m/s，则小木块匀减速运动的时间 t=00=01010s=1s 1s 后物体反向做匀加速运动，t=1s 时摩擦力反向，A 错误；B由图示图象可知，物体反向加速运动时的加速度=22=322 8m/s2=2m/s2 结合 A 选项可知，在 01s 内物体向上做匀减速运动，1s 后物体反向做匀加速运动，整个过程加速度a发生变化，所以整个过程不是匀变速直线运动，B 错误；CD由牛顿第二定律得，小木块上滑有 mgsin+mgcos=ma 下滑有 mgsinmgcos=ma 代入数据解得 =0.5，=37 C 错误、D 正确。故选 D。6、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（）7 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 又 A=B 解得 T=23A 8 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。7、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，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 9 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 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)10 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 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。多选题 8、如图所示，物块A、B叠放在一起置于斜面上，斜面体始终静止在水平面上。关于A、B的运动和受力，下列说法正确的是 （）A若A、B一起匀速下滑，则A受到 2 个力 B若斜面光滑，则A受 3 个力 C若A、B一起加速下滑，则A处于失重状态 11 D若A、B一起加速下滑，则地面对斜面体间的静摩擦力方向向右 答案：ABC 解析：B设斜面倾角为，若斜面光滑，根据牛顿第二定律可知，A、B整体的加速度为 a=g sin 对物体A，水平方向 f=ma cos=mg sin cos 竖直方向 mg-N=masin=mgsin2 即 N=mg cos2mg 即A、B之间有相互作用力，此时A受重力、支持力和静摩擦力，故 B 正确；A若A、B整体一起匀速下滑，则上述表达式中a=0，此时f=0，FN=mg，即A受到重力和B的支持力两个力的作用，故 A 正确；C若A、B一起加速下滑，则A的加速度有向下的分量，则A处于失重状态，选项 C 正确；D若A、B整体一起加速下滑，则水平方向有分加速度，对整体由牛顿第二定律可知，地面与斜面体有向左的静摩擦力，故 D 错误。故选 ABC。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、北京冬奥会于 2022 年 2 月 4 日开幕，中国运动员谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台项目中获得金牌。如图所示为“跳台滑雪”赛道的组成部分，为简便处理可抽象为：助滑道倾角为 53o，着陆坡倾角为 37o，助滑道长57829m，水平起跳区长13.2m，起跳区其一端与助滑道平滑连接（无机械能损失），另一端与着陆坡斜面相接。可视为质点的运动员总质量=80kg在助滑道顶端从静止出发经6829s滑到起跳区，从起跳区滑出并在着陆坡着陆。已知各处摩擦因数相同，忽略空气阻力，重力加速度=10m/s2。则（）A滑道的摩擦因数为 0.125 B落地点到起跳点的距离为 48m C从静止出发到着陆前因摩擦而损失的机械能为 1320J D若考虑起跳区与助滑道连接处的能量损失，着陆速度方向与着陆坡的夹角将增大 14 答案：AB 解析：A运动员在助滑区做匀加速运动，由 1=122 解得 =7.25m/s2 由牛顿第二定律 =sin53 cos53 解得 =0.125 故 A 正确；B从助滑区滑下的速度为 =7.25 6829=17m s 在起跳区，由动能定理 2=1212122 解得起跳时速度 1=16m s 水平起跳后做平抛运动，由 =11，=1212，tan37=落地点到起跳点的距离为 15 =2+2=48m 故 B 正确；C从静止出发到着陆前因摩擦而损失的机械能为 =1cos53+2=1594J+1320J=2914J 故 C 错误；D若考虑起跳区与助滑道连接处的能量损失，则起跳时速度2变小。设着陆速度方向与竖直方向的夹角为，则 tan=22 又 tan37=221222=222 所以着陆速度方向与竖直方向的夹角不变，则着陆速度方向与着陆坡的夹角不变。故 D 错误。故选 AB。填空题 11、“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的动量_，（填“先增大后减小”或者“一直增大”）人的动能_，（填“先增大后减小”或者“一直增大”）加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时），动量和动能_（填“最大”或者“最小”）。答案：先增大后减小 先增大后减小 最大 解析：解：1 从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人下降的速度先增大后减小，因此人的动量先增大后减小。16 2 人下降的速度先增大后减小，由动能公式可知，人的动能先增大后减小。3加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时），人的速度最大，人的动量和动能最大。12、（1）钢球由静止开始做自由落体运动，落地时的速度为 40m/s，g=10m/s2。则它在最后 1s 内下落的高度为_m；（2）动车车厢内悬吊着一个质量为m的小球，动车匀加速行驶时，悬线偏离竖直方向的角度为 并相对车厢保持静止，重力加速度为g。则动车的加速度大小为_；（3）如图所示，光滑斜面上有一个重力为 70N 的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为 45，斜面倾角为 37，整个装置处于静止状态。sin37=0.6，cos37=0.8。则斜面对小球支持力的大小为_N。答案：35 tan 50 解析：（1）1 因为钢球由静止开始做自由落体运动，落地时的速度为 40m/s，则钢球落地前最后一秒初的速度为 1=(40 10 1)m s=30m s 所以落地前最后一秒的平均速度为 =1+2=35m s 所以落地前最后一秒的位移为 =35m（2）2对小球受力分析，由牛顿第二定律得 tan=17 故 =tan（3）3对小球受力分析如图，将拉力和支持力沿水平方向和竖直方向分解得 sin45=sin37 cos45+cos37=联立解得=50