2019届高考物理(课标通用):(十一) 牛顿运动定律的综合应用(卷Ⅱ)(普通高中)
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2019年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅱ)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.(6分)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。
在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图象是()A.B.C.D.2.(6分)太阳内部核反应的主要模式之一是质子﹣质子循环,循环的结果可表示为4H→He+2e+2v已知H和He的质量分别为m p=1.0078u和mα=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。
在4个H转变成1个He的过程中,释放的能量约为()A.8MeV B.16MeV C.26MeV D.52MeV 3.(6分)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。
已知物块与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度取10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1500N,则物块的质量最大为()A.150kg B.100kg C.200kg D.200kg 4.(6分)如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。
ab边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。
已知电子的比荷为k。
则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()A.kBl,kBl B.kBl,kBlC.kBl,kBl D.kBl,kBl5.(6分)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能E k 与重力势能E p之和。
取地面为重力势能零点,该物体的E总和E p 随它离开地面的高度h的变化如图所示。
重力加速度取10m/s2.由图中数据可得()A.物体的质量为2kgB.h=0时,物体的速率为20m/sC.h=2m时,物体的动能E k=40JD.从地面至h=4m,物体的动能减少100J6.(6分)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响下落的速度和滑翔的距离。
2019年普通高等学校招生全国统一考试(新课标)理科综合能力测试物理部分试题解析二、选择题。
本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。
早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是 ( AD )A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动解析:惯性是物体本身保持运动状态的一种属性,也就是抵抗运动状态变化的性质,A 正确;圆周运动的运动方向在时刻改变,即运动状态在时刻改变,C 错误。
没有力作用物体可能静止也可能做匀速直线运动,B 错,D 正确。
答案D 。
15. 如图,x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向。
图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹,其中b 和c 是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( BD )A.a 的飞行时间比b 的长B.b 和c 的飞行时间相同C.a 的水平速度比b 的小D.b 的初速度比c 的大 解析:平抛运动的时间gh t 2=是由下落高度决定的,高度相同,时间一样,高度高,飞行时间长。
A 错,B 正确。
水平位移由初速度(等于水平速度)和高度决定,由h gvx 2=得C 错,D 正确。
答案BD 。
16. 如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N 1,球对木板的压力大小为N 2。
以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦,在此过程中 ( B )A.N 1始终减小,N 2始终增大B.N 1始终减小,N 2始终减小C.N 1先增大后减小,N 2始终减小D.N 1先增大后减小,N 2先减小后增大解析:木板对球的压力与球对木板的压力是相互作用力,大小均为N 2。
2019年高考物理试题牛顿运动定律1.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位
)
移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是(
A.
B.
C.
D.【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)
【答案】A
【拓展】牛顿运动定律是高中物理主干知识,匀变速直线运动规律贯穿高中物理。
2.如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是
1。
普通高等学校招生全国统一考试(课标卷II )理科综合能力测试(物理)第Ⅰ卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
14.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。
在t =0到t=t 1时间内,它们的v -t 图像如图所示。
在这段时间内A .汽车甲的平均速度比乙大B .汽车乙的平均速度等于C .甲乙两汽车的位移相同D .汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大 【答案】A【解析】由于图线与坐标轴所夹的面积表示物体的位移,在0-t 1时间内,甲车的位移大于乙车,由可知,甲车的平均速度大于乙车,A 正确, C 错误;因为乙车做变减速运动故平均速度不等于,B 错误;又图线的切线的斜率等于物体的加速度,则甲乙两车的加速度均逐渐减小,选项D 错误。
15.取水平地面为重力势能零点。
一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。
不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为A .B .C .D .【答案】 B【解析】设物体水平抛出的初速度为v 0,抛出时的高度为h ,则,故物体落地的竖直速度,则落地时速度方向与水平方向的夹角,则,选项B 正确。
16.一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v ,若将水平拉力的大小改为F 2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v ,对于上述两个过程,用、分别表示拉力F 1、F 2所做的功,、分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则A .,B .,C .,D .,【答案】C 【解析】由于物体两次受恒力作用做匀加速运动,由于时间相等,末速度之比为,则加速度之比为,位移之比为。
而摩擦力不变,由得:;由动能定理:,,整理得:,故 。
C 正确。
17.如图,一质量为M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m 的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。
4.7 专题:牛顿运动定律的综合应用02探究提升【问题探究1】动力学中的临界问题1.临界问题:某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态.2.关键词语:在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件.3.临界问题的常见类型及临界条件:(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触(或脱离)的临界条件是弹力为零.(2)相对静止或相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大静摩擦力.(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限的,绳子断与不断的临界条件是实际张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是绳上的张力为零.(4)加速度最大与速度最大的临界条件:当物体在变化的外力作用下运动时,其加速度和速度都会不断变化,当所受合力最大时,具有最大加速度;当所受合力最小时,具有最小加速度.当出现加速度为零时,物体处于临界状态,对应的速度达到最大值或最小值.4.解题关键:正确分析物体运动情况,对临界状态进行判断与分析,其中处于临界状态时存在的独特的物理关系即临界条件.【典型例题1】(多选)质量为0.5kg的物块A放在一个纵截面为矩形的木箱内,A与木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3。
A的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着而保持静止。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取210m/s。
现要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动。
可行的是()A.木箱向上加速,其加速度满足2a≤2m/sB.木箱向上减速,其加速度满足22m/sa≥C.木箱向右减速,其加速度满足2a≥0.6m/sD.木箱向右加速,其加速度满足2a≥0.6m/s【典型例题2】如图所示,细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球(重力加速度为g).(1)当滑块至少以多大的加速度向右运动时,线对小球的拉力刚好等于零?(2)当滑块至少以多大的加速度向左运动时,小球对滑块的压力等于零?(3)当滑块以a′=2g的加速度向左运动时,线中拉力为多大?【对点训练1】(多选)如图所示,在光滑斜面底端固定一个轻弹簧,弹簧上端固定一个物块A,另一个物块B与物块A并排放置但不粘连,两物块质量相同。
2019年高考物理《牛顿运动定律的应用》常考题型归纳【高考展望】牛顿第二定律是高中物理解决动力学问题主要规律之一属于高考中每年必考的热点内容,题型多以选择题和计算题为主,题目新颖,与生活实际联系密切。
其中用整体法和隔离法处理问题,牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题,物体的平衡条件等都是高考热点;对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。
另外,牛顿运动定律在实际中的应用很多,如弹簧问题、传送带问题、滑块滑板问题、超重失重问题、同步卫星问题等等。
【题型归纳】类型一:应用牛顿运动定律解决超失重问题【例题】如图甲所示,在电梯箱内轻绳AO、BO、CO连接吊着质量为m的物体,轻绳AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F1、F2、F3。
现电梯箱竖直向下运动,其速度v 随时间t的变化规律如图乙所示,重力加速度为g,则()A.在0~t1时间内,F1与F2的合力等于F3B.在0~t1时间内,F1与F2的合力大于mgC.在t1~t2时间内,F1与F2的合力小于F3D.在t1~t2时间内,F1与F2的合力大于mg答案【AD】【解析】:对轻质结点O,因没质量,故其无论在何状态下,F1、F2、F3三个力的合力都为零,即F1与F2的合力与F3等大反向,选项A正确,选项C错误;对物体进行受力分析,其受到竖直向下的重力mg和竖直向上的绳子的拉力F3,在0~t1时间内,电梯加速向下运动,物体处于失重状态,F 3<mg ,即F 1与F 2的合力小于mg ,选项B 错误;在t 1~t 2时间内,电梯减速向下运动,物体处于超重状态,F 3>mg ,即F 1与F 2的合力大于mg ,选项D 正确。
【例题2】在电梯内的地板上,竖直放置一根轻质弹簧,弹簧上端固定一个质量为m 的物体.当电梯匀速运动时,弹簧被压缩了x ,某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了10x (重力加速度为g ).则电梯在此时刻后的运动情况可能是( )A. 以大小为1110g 的加速度加速上升 B. 以大小为1110g 的加速度减速上升 C. 以大小为10g 的加速度加速下降 D. 以大小为10g 的加速度减速下降 【答案】D【解析】因为电梯匀速时,弹簧被压缩了x ,由此可以知道,mg=kx , 某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了10x ,弹簧的弹力变大了,由受力情况和牛顿第二定律可得:1110x k mg ma ⋅-=解得110a g =,方向向上。
2019高考物理专题牛顿运动定律测试题一、单选题(共12小题)1.如右图所示,物块a放在轻弹簧上,物块b放在物块a上静止不动.当用力F使物块b竖直向上做匀加速直线运动时,在下图所示的四个图象中,能反映物块b脱离物块a前的过程中力F随时间t变化规律的是()A.答案AB.答案BC.答案CD.答案D2.质量m=1 kg的物体在光滑平面上运动,初速度大小为2 m/s.在物体运动的直线上施以一个水平恒力,经过t=1 s,速度大小变为4 m/s,则这个力的大小可能是()A.3 NB.4 NC.6 ND.8 N3.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为()A.(M+m)gB.(M+m)g-maC.(M+m)g+maD.(M-m)g4.如图所示,粗糙水平面上放置B、C两物体,A叠放在C上,A、B、C的质量分别为m、2m和3m,物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同,其间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为F T.现用水平拉力F拉物体B,使三个物体以同一加速度向右运动,则()A.此过程中物体C受重力等五个力作用B.当F逐渐增大到F T时,轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5F T时,轻绳刚好被拉断D.若水平面光滑,则绳刚断时,A、C间的摩擦力为5.质量不同、半径相同的两个小球从高空中某处由静止开始下落,设它们所受空气阻力f与下落速度v的关系为f=kv,k为定值.则质量较大小球的v—t图线是()A.①B.①C.①D.①6.下列实例属于超重现象的是( )A.拱形桥顶端汽车驶过时B.汽车驶过凹形桥最低位置时C.跳水运动员被跳板弹起离开跳板向上运动D.蹦床运动员在空中下落过程7.如图所示,将一物体用两根等长OA,OB悬挂在半圆形架子上,B点固定不动,在悬挂点A由位置C 向位置D移动的过程中,物体对OA绳的拉力变化是()A.由小变大B.由大变小C.先减小后增大D.先增大后减小8.如图所示,质量为M的封闭箱子内装有质量为m的物体,物体刚好同箱子的顶部与底部相接触.现以某一初速度向上竖直将箱子抛出,至最高点后又落回地面,箱子在运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比.则()A.上升过程中,箱对物体的弹力逐渐减小B.下落过程中,箱对物体的弹力始终为零C.上升时间大于下落时间D.上升过程中箱子处于超重状态,下降过程中箱子处于失重状态9.如图所示,小车上有一个定滑轮,跨过定滑轮的绳一端系一重球,另一端系在弹簧测力计上,弹簧测力计下端固定在小车上,开始时小车处于静止状态.当小车沿水平方向运动时,小球恰能稳定在图中虚线位置,下列说法中正确的是()A.小球处于超重状态,小车对地面压力大于系统总重力B.小球处于失重状态,小车对地面压力小于系统总重力C.弹簧测力计读数大于小球重力,但小球既不超重也不失重D.弹簧测力计读数大于小球重力,小车一定向右匀加速运动10.如图所示,与轻绳相连的物体A和B跨过定滑轮,质量mA<mB,A由静止释放,不计绳与滑轮间的摩擦,则在A向上运动的过程中,轻绳的拉力()A.T=mAgB.T>mAgC.T=mBgD.T>mBg11.质量为M的长方形木块静止放置在倾角为θ的斜面上,斜面对木块的作用力的方向应该是()A.沿斜面向下B.垂直于斜面向上C.沿斜面向上D.竖直向上12.某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案,如图所示.关于小磁铁,下列说法中正确的是()A.磁铁受到的磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上B.磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力C.磁铁受到五个力的作用D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力二、实验题(共3小题)13.某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系.①下列做法正确的是________(填字母代号)A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度①为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量.(选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)①甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图所示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲________m乙,μ甲________μ乙.(选填“大于”、“小于”或“等于”)14.某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验.下图甲为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.(1)图5乙为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50 Hz.根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为________m/s,小车的加速度大小为________m/s2.(结果均保留两位有效数字)(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时,某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如下图甲所示).请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.(3)在“探究加速度a与合力F的关系”时,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图乙所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.答:____________ ________________________________________.15.在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组采用如图甲所示的实验装置.重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端.实验中把重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据.(1)实验中使用位移传感器和计算机,可以便捷地获取信息和处理信息,所获取的信息是________________.(2)在如图坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线.(3)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是:________________________________________________________________________.(4)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图13乙所示.并以力传感器示数表示拉力F,从理论上分析,该实验图线的斜率将________.(填“变大”“变小”或“不变”)三、计算题(共3小题)16.如图所示,为一传送货物的传送带abc,传送带的ab部分与水平面夹角α=37°,bc部分与水平面夹角β=53°,ab部分长为4.7m,bc部分长为7.5m。
牛顿运动定律的综合应用一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求;9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。
若砝码和纸板的质量分别为2m和m,各接触面间的动摩擦因数均为μ。
重力加速度为g。
要使纸板相对砝码运动,所需拉力的大小至少应大于:()A.3μmg B.4μmg C.5μmg D.6μmg【答案】D2.某运动员(可看作质点)参加跳台跳水比赛,t=0是其向上起跳离开跳台瞬间,其速度与时间关系图象如图所示不计空气阻力,则下列说法错误的是:()A.可以求出水池的深度B.可以求出平台距离水面的高度C.0~t2时间内,运动员处于失重状态D.t2~t3时间内,运动员处于超重状态【答案】Av匀速下滑,传送带突然启动,方3.如图所示,物块M在静止的足够长的传送带上以速度2v后匀速运动的过程中,则以下分向如图中箭头所示,在此传送带的速度由零逐渐增加到析正确的是:()A.M下滑的速度不变2v后向下匀速运动B.M开始在传送带上加速到C.M先向下匀速运动,后向下加速,最后沿传送带向下匀速运动D.M受的摩擦力方向始终沿传送带向上【答案】C4.如图所示,质量M=8kg的小车静止在光滑水平面上,在小车右端施加一水平拉力F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的右端、由静止轻放一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,物体从放上小车开始经t=1.5s的时间,则物体相对地面的位移为(g取10m/s2):()A.1mB.2.1mC.2.25mD.3.1m 【答案】B5.如图1所示,水平地面上有一静止平板车,车上放一质量为m的物块,物块与平板车的动摩擦因数为0.2,t=0时,车开始沿水平面做直线运动,其v-t图像如图2所示。
绝密★启用前2019年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描F随h变化关系的图像是A. B. C.D.【答案】D【解析】 【详解】根据万有引力定律可得:2()GMm F R h =+ ,h 越大,F 越小,故选项D 符合题意; 2.太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环,循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →,已知11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=,1u=931MeV/c 2,c 为光速.在4个11H 转变成1个42He 的过程中,释放的能量约为A. 8 MeVB. 16 MeVC. 26 MeVD. 52 MeV 【答案】C【解析】【详解】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅,2E m c ∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯?,忽略电子质量,则:()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅,故C 选项符合题意;3.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行.已知物块与斜面之间的动310m/s 2.若轻绳能承受的最大张力为1 500 N ,则物块的质量最大为 A. 150kg B. 1003kg C. 200 kg D. 3【答案】A【解析】 【详解】T =f +mg sin θ,f =μN ,N =mg cosθ,带入数据解得:m =150kg ,故A 选项符合题意4.如图,边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外.ab 边中点有一电子发源O ,可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子.已知电子的比荷为k .则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为A. 14kBl 5B. 14kBl ,54kBlC. 12kBl 5D. 12kBl ,54kBl 【答案】B【解析】【详解】a 点射出粒子半径R a =4l =a mv Bq ,得:v a =4Bql m =4Blk , d 点射出粒子半径为2222l R l R ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭ ,R =54l 故v d =54Bql m =54klB ,故B 选项符合题意5.从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和.取地面为重力势能零点,该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示.重力加速度取10 m/s 2.由图中数据可得A. 物体的质量为2 kgB. h =0时,物体的速率为20 m/sC. h =2 m 时,物体的动能E k =40 JD. 从地面至h =4 m ,物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】【详解】A .E p -h 图像知其斜率G ,故G =80J 4m=20N ,解得m =2kg ,故A 正确 B .h =0时,E p =0,E k =E 机-E p =100J-0=100J ,故212mv =100J ,解得:v =10m/s ,故B 错误; C .h =2m 时,E p =40J ,E k = E 机-E p =90J-40J=50J ,故C 错误D .h =0时,E k =E 机-E p =100J-0=100J ,h =4m 时,E k ’=E 机-E p =80J-80J=0J ,故E k - E k ’=100J ,故D 正确6.如图(a ),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v 表示他在竖直方向的速度,其v-t 图像如图(b )所示,t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻.则A. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B. 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D. 竖直方向速度大小为v 1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大【答案】BD【解析】【详解】A .由v -t 图面积易知第二次面积大于等于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离,所以,A 错误;B .由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,故B 正确C .由于v -t 斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由0v v a t-= 易知a 1>a 2,故C 错误 D .由图像斜率,速度为v 1时,第一次图像陡峭,第二次图像相对平缓,故a 1>a 2,由G -f y =ma ,可知,f y 1<f y 2,故D 正确7.静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M 点由静止开始运动,N 为粒子运动轨迹上的另外一点,则A. 运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B. 在M 、N 两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C. 粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能D. 粒子在N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行【答案】AC【解析】【详解】A.若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷,则先加速后减速,故A正确;B.若电场线为曲线,粒子轨迹不与电场线重合,故B错误.C.由于N点速度大于等于零,故N点动能大于等于M点动能,由能量守恒可知,N点电势能小于等于M 点电势能,故C正确D.粒子可能做曲线运动,故D错误;8.如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计.虚线ab、cd均与导轨垂直,在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场.将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好.已知PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是A. B. C.D.【答案】AD【解析】【详解】根据图像可知,设PQ进入磁场匀速运动的速度为v,匀强磁场的磁感应强度为B,导轨宽度为L,两根导体棒的总电阻为R;根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得PQ进入磁场时电流0BLvIR保持不变,根据右手定则可知电流方向Q→P;如果PQ离开磁场时MN还没有进入磁场,此时电流为零;当MN进入磁场时也是匀速运动,通过PQ的感应电流大小不变,方向相反;如果PQ没有离开磁场时MN已经进入磁场,此时电流为零,当PQ离开磁场时MN的速度大于v,安培力大于重力沿斜面向下的分力,电流逐渐减小,通过PQ的感应电流方向相反;A.图像与分析相符,故A正确。
高考物理新力学知识点之牛顿运动定律真题汇编及答案(2)一、选择题1.2019年6月4日,“鼎丰杯”端午龙舟赛精彩上演,数万市民翘首观看龙舟竞渡,共度端午佳节。
下列说法错误..的是()A.龙舟船体做成流线型是为了减小阻力B.运动员向后划桨时,水对桨产生向前的推力C.龙舟在加速过程中,浆对水的作用力和水对浆的作用力大小相等D.停止划桨后,龙舟仍继续前进,说明此时龙舟受到水向前的推力2.如图所示,质量为m的小物块以初速度v0冲上足够长的固定斜面,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>ta nθ,(规定沿斜面向上方向为速度v和摩擦力f的正方向)则图中表示该物块的速度v和摩擦力f随时间t变化的图象正确的是()A.B.C.D.3.如图,倾斜固定直杆与水平方向成60角,直杆上套有一个圆环,圆环通过一根细线与.当圆环沿直杆下滑时,小球与圆环保持相对静止,细线伸直,且与竖直方一只小球相连接向成30角.下列说法中正确的A.圆环不一定加速下滑B.圆环可能匀速下滑C.圆环与杆之间一定没有摩擦D.圆环与杆之间一定存在摩擦4.关于一对平衡力、作用力和反作用力,下列叙述正确的是()A.平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力B.平衡力可以是同一种性质的力,也可以是不同性质的力C.作用力和反作用力可以不是同一种性质的力D.作用力施加之后才会产生反作用力,即反作用力总比作用力落后一些5.2018 年 11 月 6 日,第十二届珠海航展开幕.如图为某一特技飞机的飞行轨迹,可见该飞机先俯冲再抬升,在空中画出了一个圆形轨迹,飞机飞行轨迹半径约为 200 米,速度约为300km/h.A.若飞机在空中定速巡航,则飞机的机械能保持不变.B.图中飞机飞行时,受到重力,空气作用力和向心力的作用C.图中飞机经过最低点时,驾驶员处于失重状态.D.图中飞机经过最低点时,座椅对驾驶员的支持力约为其重力的 4.5 倍.t 时刻起,用一水平向右的拉力F 6.一物体放置在粗糙水平面上,处于静止状态,从0作用在物块上,且F的大小随时间从零均匀增大,则下列关于物块的加速度a、摩擦力F、速度v随F的变化图象正确的是()fA.B.C.D.7.在光滑水平轨道上有两个小球A和B(均可看做质点),质量分别为m和2m,当两球间的距离大于L时,两球间无相互作用;当两球间的距离等于或小于L时,两球间存在恒定斥力,若A 球从距离B 球足够远处以初速度0v 沿两球连线向原来静止的B 球运动,如图所示,结果两球恰好能接触,则该斥力的大小为( )A .20mv LB .202mv LC .202mv LD .203mv L8.跳水运动员从10m 高的跳台上腾空跃起,先向上运动一段距离达到最高点后,再自由下落进入水池,不计空气阻力,关于运动员在空中的上升过程和下落过程,以下说法正确的有( )A .上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态B .上升过程处于失重状态,下落过程处于超重状态C .上升过程和下落过程均处于超重状态D .上升过程和下落过程均处于完全失重状态9.如图所示,有一根可绕端点B 在竖直平面内转动的光滑直杆AB ,一质量为m 的小圆环套在直杆上。
课时跟踪检测(十一) 牛顿运动定律的综合应用 (卷Ⅱ)[B 级——中档题目练通抓牢]★1.(2018·淮安期末)将质量为m 的圆环套在固定的水平直杆上,环的直径略大于杆的截面直径,环与杆间的动摩擦因数为μ,对环施加一位于竖直平面内斜向上且与杆夹角为θ的拉力F ,使圆环以加速度a 沿杆运动,则F 的大小不可能是( )A.ma +μmg cos θ+μsin θB.ma -μmg cos θ-μsin θC.ma sin θD.mg sin θ解析:选C 对环受力分析,受重力、拉力,还可能受弹力和摩擦力。
其中弹力可能向上,也可能向下,也可能等于0。
(1)若环受到的弹力为0,则:F cos θ=ma ,F sin θ=mg解得:F =mg sin θ或F =ma cos θ。
(2)若环受到的弹力的方向向上,则:F cos θ-μ(mg -F sin θ)=ma所以:F =ma +μmgcos θ+μsin θ。
(3)若环受到的弹力的方向向下,则:F cos θ-μ(F sin θ-mg )=ma所以:F =ma -μmg cos θ-μsin θ。
所以选项A 、B 、D 是可能的,选项C 是不可能的。
★2.(2018·广西桂林十八中模拟)如图所示,斜面体A 上的物块P ,用平行于斜面体的轻弹簧拴接在挡板B 上,在物块P 上施加水平向右的推力F ,整个系统处于静止状态,下列说法正确的是( )A .物块P 与斜面之间一定存在摩擦力B .轻弹簧一定被拉长C .地面对斜面体A 一定存在摩擦力D .若增大推力F ,则弹簧弹力一定减小解析:选C 若物块P 受到弹簧的拉力与物块的重力沿斜面向下的分力及推力F 、支持力平衡,则不受摩擦力,选项A 错误;若物块P 受到支持力与物块的重力沿斜面向下的分力及推力F 三力平衡,则无弹簧弹力,选项B 错误;物块P 、斜面体A 及弹簧相对静止,可看成一整体,受到的地面的摩擦力等于推力F ,选项C 正确;增大推力F ,根据物块P 与斜面之间可能存在的静摩擦力的特点,即0≤f ≤f m ,判断弹簧弹力减小、不变或者增大都有可能,选项D 错误。
★3.如图所示,传送带沿逆时针方向匀速转动。
木块a 、b 用细线连接,用平行于传送带的细线拉住a ,两木块处于静止状态。
关于木块受力个数,正确的是( )A .a 受4个力,b 受5个力B .a 受4个力,b 受4个力C .a 受5个力,b 受5个力D .a 受5个力,b 受4个力解析:选D 先对木块b 受力分析,受重力、支持力、细线的拉力和沿着斜面向下的滑动摩擦力,共4个力;再对木块a 受力分析,受重力、支持力、两侧细线的两个拉力和沿着斜面向下的滑动摩擦力,共5个力;故A 、B 、C 错误,D 正确。
4.[多选]如图甲所示,用粘性材料粘在一起的A 、B 两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为m A =1 kg 、m B =2 kg ,当A 、B 之间产生拉力且大于0.3 N 时A 、B 将会分离。
t =0时刻开始对物块A 施加一水平推力F 1,同时对物块B 施加同一方向的拉力F 2,使A 、B 从静止开始运动,运动过程中F 1、F 2方向保持不变,F 1、F 2的大小随时间变化的规律如图乙所示。
则下列关于A 、B 两物块受力及运动情况的分析,正确的是( )A .t =2.0 s 时刻A 、B 之间作用力大小为0.6 NB .t =2.0 s 时刻A 、B 之间作用力为零C .t =2.5 s 时刻A 对B 的作用力方向向左D .从t =0时刻到A 、B 分离,它们运动的位移为5.4 m解析:选AD 设t 时刻A 、B 分离,分离之前A 、B 共同运动,加速度为a ,以整体为研究对象,则有:a =F 1+F 2m A +m B =3.6+01+2m /s 2=1.2 m/s 2,分离时:F 2-F f =m B a ,得:F 2=F f +m B a =0.3 N +2×1.2 N =2.7 N ,经历时间:t =43.6×2.7 s =3 s , 根据位移公式:x =12at 2=5.4 m ,则D 正确; 当t =2 s 时,F 2=1.8 N ,F 2+F f =m B a ,得:F f =m B a -F 2=0.6 N ,A 正确,B 错误; 当t =2.5 s 时,F 2=2.25 N ,F 2+F f =m B a ,得:F f =m B a -F 2>0,A 对B 的作用力方向向右,C 错误。
★5.[多选](2018·湖南衡阳模拟)如图,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小。
这就是大家熟悉的惯性演示实验。
若砝码和纸板的质量分别为M 和m 。
各接触面间的动摩擦因数均为μ,砝码与纸板左端的距离及桌面右端的距离均为d 。
现用水平向右的恒定拉力F 拉动纸板,下列说法正确的是( )A .纸板相对砝码运动时,纸板所受摩擦力的大小为μ(M +m )gB .要使纸板相对砝码运动,F 一定大于2μ(M +m )gC .若砝码与纸板分离时的速度小于μgd ,砝码不会从桌面上掉下D .当F =μ(2M +3m )g 时,砝码恰好到达桌面边缘解析:选BC 对纸板分析,当纸板相对砝码运动时,所受的摩擦力为f 2=μ(M +m )g +μMg ,故A 错误;设砝码的加速度为a 1,纸板的加速度为a 2,则有:f 1=Ma 1,F -f 1-f 2=ma 2,发生相对运动需要a 2>a 1,代入已知条件解得:F >2μ(M +m )g ,故B 正确;若砝码与纸板分离时的速度小于μgd ,砝码匀加速运动的位移小于v 22a 1=μgd 2μg =d 2,匀减速运动的位移小于v 22a 1=μgd 2μg =d 2,则位移小于d ,不会从桌面掉下,故C 正确;当F =μ(2M +3m )g 时,砝码未脱离纸板时的加速度a 1=μg ,纸板的加速度a 2=F -μ(m +M )g -μMg m =2μg ,根据12a 2t 2-12a 1t 2=d ,解得t =2d μg ,则此时砝码的速度v =a 1t =2μgd ,砝码脱离纸板后做匀减速运动,匀减速运动的加速度大小a ′=μg ,则匀减速运动的位移为v 22a ′=2μgd 2μg=d ,而匀加速运动的位移x ′=12a 1t 2=d ,可知砝码恰好离开桌面,故D 错误。
6.如图所示,一直立的轻质薄空心圆管长为L ,在其上下端开口处各安放有一个质量分别为m 和2m 的圆柱形物块A 、B ,A 、B 紧贴管的内壁,厚度不计。
A 、B 与管内壁间的最大静摩擦力分别是f 1=mg 、f 2=2mg ,且设滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。
管下方存在这样一个区域:当物块A 进入该区域时受到一个竖直向上的恒力F 作用,而B 在该区域运动时不受它的作用,PQ 、MN 是该区域的上下水平边界,高度差为H (L >2H )。
现让管的下端从距上边界PQ 高H 处由静止释放,重力加速度为g 。
(1)为使A 、B 间无相对运动,求F 应满足的条件。
(2)若F =3mg ,求物块A 到达下边界MN 时A 、B 间的距离。
解析:(1)设A 、B 与管不发生相对滑动时的共同加速度为a ,A 与管间的静摩擦力为f A 。
对A 、B 整体有3mg -F =3ma ,对A 有mg +f A -F =ma ,并且f A ≤f 1,联立解得F ≤32mg 。
(2)A 到达上边界PQ 时的速度v A =2gH 。
当F =3mg 时,可知A 相对于圆管向上滑动,设A 的加速度为a 1,则有mg +f 1-F =ma 1,解得a 1=-g 。
A 向下减速运动的位移为H 时,速度刚好减小到零,此过程运动的时间t = 2Hg 。
由于管的质量不计,在此过程中,A 对管的摩擦力与B 对管的摩擦力方向相反,大小均为mg ,B 受到管的摩擦力小于2mg ,则B 与圆管相对静止,B 和圆管整体受到重力和A 对管的静摩擦力作用以v A 为初速度、以a 2为加速度做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得a 2=2mg -mg 2m =g 2。
物块A 到达下边界MN 时A 、B 之间的距离为ΔL =L -⎝⎛⎭⎫v A t +12a 2t 2-H =L -32H 。
答案:(1)F ≤32mg (2)L -32H [C 级——难度题目自主选做]7.(2018·江西玉山一中第二次月考)图甲中,质量为m 1=1 kg 的物块叠放在质量为m 2=3 kg 的木板右端。
木板足够长,放在光滑的水平地面上,木板与物块之间的动摩擦因数为μ1=0.2,整个系统开始时静止,重力加速度g =10 m/s 2。
(1)在木板右端施加水平向右的拉力F ,为使木板和物块发生相对运动,拉力F 至少应为多大?(2)在0~4 s 内,若拉力F 的变化如图乙所示,2 s 后木板进入μ2=0.25的粗糙水平面,在图丙中画出0~4 s 内木板和物块的v -t 图像,并求出0~4 s 内物块相对木板的位移大小。
解析:(1)把物块和木板看做整体,由牛顿第二定律得:F =(m 1+m 2)a ,对物块分析,物块与木板将要相对滑动时有μ1m 1g =m 1a ,联立解得F =μ1(m 1+m 2)g =8 N 。
(2)物块在0~2 s 内做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有:μ1m 1g =m 1a 1,解得a 1=2 m/s 2,2 s 末物块的速度为v 1=a 1t 1=2×2 m /s =4 m/s 。
木板在0~1 s 内做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有:F 1-μ1m 1g =m 2a 2,解得a 2=4 m/s 2。
1 s 末木板的速度v 1′=a 2t 2=4×1 m /s =4 m/s 。
在1~2 s 内F 2=μ1m 1g ,木板做匀速运动,速度为4 m/s 。
2~4 s 内如果物块和木板一起减速运动,共同的加速度大小为a 共=μ2(m 1+m 2)g m 1+m 2=μ2g , m 1的合力μ2m 1g >f m =μ1m 1g 。
所以物块和木板相对滑动2 s 后物块做匀减速直线运动,由牛顿第二定律有:-μ1m 1g =m 1a 3,得:a 3=-2 m/s 2。
速度从4 m/s 减至零的时间t 3=0-v 1a 3=0-4-2s =2 s 。
木板做匀减速直线运动有:-μ2(m 1+m 2)g +μ1m 1g =m 2a 4。
得:a 4=-83m/s 2。
速度从4 m/s 减至零的时间t 4=0-v 1′a 4=-4-83s =1.5 s 。