高三物理一轮总复习 真题与最新模拟汇编之牛顿运动定律（含解析）.doc

真题与最新模拟汇编之牛顿运动定律近三年高考真题1. (2016全国卷，19) (多选) 两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则 ()a甲球用的时间比乙球长b甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小c甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小d甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】bd【解析】小球的质量mr3，由题意知m甲m乙，甲乙，则r甲r乙。空气阻力fkr，对小球由牛顿第二定律得，mgfma，则agg，可得a甲a乙，由hat2知，t甲v乙，故选项b正确；因f甲f乙，由球克服阻力做功wff h知，甲球克服阻力做功较大，选项d正确。2. (2016江苏单科，9) (多选) 如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面，若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中()a桌布对鱼缸摩擦力的方向向左b鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等c若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大d若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】bd3(2015海南单科，8) (多选) 如图，物块a、b和c的质量相同，a和b，b和c之间用完全相同的轻弹簧s1和s2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点o，整个系统处于静止状态现将细线剪断将物块a的加速度的大小记为a1，s1和s2相对于原长的伸长分别记为l1和l2，重力加速度大小为g.在剪断的瞬间()aa13g ba10cl12l2 dl1l2【答案】ac3(2015新课标全国，20)(多选)如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的v-t图线如图(b)所示若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()a斜面的倾角b物块的质量c物块与斜面间的动摩擦因数d物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】acd【解析】由v-t图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得mgsin mgcos ma，即gsin gcos .同理向下滑行时gsin gcos ，两式联立得sin ，.可见能计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数，选项a、c正确；物块滑上斜面时的初速度v0已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为，所以沿斜面向上滑行的最远距离为xt1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsin t1，选项d正确；仅根据v-t图象无法求出物块的质量，选项b错误4(2015江苏单科，6)(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()at2 s时最大 bt2 s时最小ct8.5 s时最大 dt8.5 s时最小【答案】ad5(2014山东理综，15)(多选)一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有()at1 bt2 ct3 dt4【答案】ac【解析】v-t图象中，纵轴表示各时刻的速度，t1、t2时刻速度为正，t3、t4时刻速度为负，图线上各点切线的斜率表示该时刻的加速度，t1、t4时刻加速度为正，t2、t3时刻加速度为负，根据牛顿第二定律，加速度与合外力方向相同，故t1时刻合外力与速度均为正，t3时刻合外力与速度均为负，a、c正确，b、d错误6(2014北京理综，18)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是()a手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态b手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态c在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度d在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度【答案】d7. （2017新课标 24）24.（12分）为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1（s1s0）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示。训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以速度v0击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板：冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度为g。求（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；（2）满足训练要求的运动员的最小加速度。【答案】（1）（2） 【考点定位】牛顿第二定律；匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题主要考查匀变速直线运动的基本规律的应用；分析物理过程，找到运动员和冰球之间的关联关系，并能灵活选取运动公式即可解答；难度中等.8.（2017新课标 25）如图，两个滑块a和b的质量分别为ma=1 kg和mb=5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为1=0.5；木板的质量为m=4 kg，与地面间的动摩擦因数为2=0.1。某时刻a、b两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0=3 m/s。a、b相遇时，a与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10 m/s2。求（1）b与木板相对静止时，木板的速度；（2）a、b开始运动时，两者之间的距离。【答案】（1）1m/s；（2）1.9m【解析】（1）滑块a和b在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设a、b与木板间的摩擦力的大小分别为f1、f2，木板与地面间的摩擦力的大小为f3，a、b、木板相对于地面的加速度大小分别是aa、ab和a1在物块b与木板达到共同速度前有： 由牛顿第二定律得设在t1时刻，b与木板达到共同速度，设大小为v1。由运动学公式有联立式，代入数据解得：对a有在t2时间间隔内，b（以及木板）相对地面移动的距离为在（t1+t2）时间间隔内，a相对地面移动的距离为a和b相遇时，a与木板的速度也恰好相同，因此a和b开始运动时，两都之间的距离为 联立以上各式，代入数据得 （也可以用下图的速度-时间图象做）【考点定位】牛顿运动定律；匀变速直线运动规律【名师点睛】本题主要是考察多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化问题。要特别注意两者的运动时间不一样的，也就是说不是同时停止的。分阶段分析，环环相扣，前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态，认真沉着，不急不躁。9（2017全国，25）真空中存在电场强度大小为e1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置a时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变。持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到b点。重力加速度大小为g。（1）油滴运动到b点时的速度；（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于b、a两点间距离的两倍。【答案】（1） （2） 电场强度在时刻t1突然反向，油滴做匀变速直线运动，加速度方向向下，大小a2满足 油滴在时刻t2=2t1的速度为 由式得 （2）由题意，在t=0时刻前有 油滴从t=0到时刻t1的位移为 油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为 由题给条件有 才是可能的：条件式和式分别对应于和两种情形。若b在a点之下，依题意有 由式得 为使，应有 即 另一解为负，不符合题意，已舍去。【考点定位】牛顿第二定律 匀变速直线运动的规律【名师点睛】本题考查牛顿第二定律及匀变速直线运动的规律。虽然基本知识、规律比较简单，但物体运动的过程比较多，在分析的时候，注意分段研究，对每一个过程，认真分析其受力情况及运动情况，应用相应的物理规律解决，还应注意各过程间的联系。10(2015新课标全国，25)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 cm，如图(a)所示t0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板已知碰撞后1 s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2.求：(1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2；(2)木板的最小长度； (3)木板右端离墙壁的最终距离【答案】(1)0.10.4(2)6 m(3)6.5 m解得a11 m/s2小物块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，由牛顿第二定律得：1(m15m)g(m15m)a1，即 1ga1解得10.1(2)碰撞后，木板向左做匀减速运动，依据牛顿第二定律有1(15mm)g2mg15ma3可得a3 m/s2对滑块，加速度大小为a24 m/s2由于a2a3，所以滑块速度先减小到0，所用时间为t11 s的过程中，木板向左运动的位移为x1v-t1a3t m, 末速度v1 m/s滑块向右运动的位移x2t12 m此后小物块和木板一起匀减速运动，二者的相对位移最大为xx1x2x3x46 m小物块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为6 m(3)最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度大小为a11 m/s2向左运动的位移为x52 m所以木板右端离墙壁最远的距离为xx1x3x56.5 m11(2015新课标全国，25)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害某地有一倾角为37(sin 37)的山坡c，上面有一质量为m的石板b，其上下表面与斜坡平行；b上有一碎石堆a(含有大量泥土)，a和b均处于静止状态，如图所示假设某次暴雨中，a浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，a、b间的动摩擦因数1减小为，b、c间的动摩擦因数2减小为0.5，a、b开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s末，b的上表面突然变为光滑，2保持不变已知a开始运动时，a离b下边缘的距离l27 m，c足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小g10 m/s2.求：(1)在02 s时间内a和b加速度的大小；(2)a在b上总的运动时间【答案】(1)3 m/s21 m/s2(2)4 sff11fn1fn1mgcos ff22fn2fn2fn1mgcos 规定沿斜面向下为正.设a和b的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mgsin ff1ma1mgsin ff2ff1ma2联立式，并代入题给条件得a13 m/s2a21 m/s2在t1t2时间内，a相对于b运动的距离为x12 m27 m此后b静止不动，a继续在b上滑动设再经过时间t3后a离开b，则有lx(v1a1t2)t3a1t可得t31 s(另一解不合题意，舍去)设a在b上总的运动时间t总，有t总t1t2t34 s12(2014新课标全国，24)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度【答案】20 m/s(72 km/h)【解析】设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得0mgma0sv0t0式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度得mgmasv-t0联立式并代入题给数据得v20 m/s(72 km/h)2017最新模拟1. （2017河北省衡水市冀州中学高三检测）如图所示，质量为m足够长的斜面体始终静止在水平地面上，有一个质量为m的小物块在受到沿斜面向下的力f的作用下，沿斜面匀加速下滑，此过程中斜面体与地面的摩擦力为零。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是 ( )a. 斜面体对地面的压力大小小于(m+m)gb. 斜面体给小物块的作用力大小小于mgc. 若将力f撤掉，小物块将匀速下滑d. 若将力f的方向突然改为竖直向下，小物块仍做加速运动【答案】c【解析】根据题意，物块沿斜面匀加速下滑，此过程斜面体与地面的摩擦力为0，说明m对m的压力和m对m的摩擦力的合力竖直向下，大小等于mg，斜面体受力分析知，斜面体对地面的压力大小等于（m+m）g，故a错误；小物块对斜面体的作用力大小等于mg，根据牛顿第三定律，斜面体给小物块的作用力大小等于mg，故b错误；若将f撤掉，则重力、支持力和摩擦力的合力为0，小物块将匀速下滑，故c正确；对m：水平方向fnsinfcos，得 , 若将f方向改为竖直向下，则（mg+f）sin-（mg+f）cos=ma，解得a=0，即小物块仍做匀速运动，故d错误。2. （2017辽宁沈阳市东北育才学校高三第九次模拟）如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一物块，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vt图象如图乙所示，g取10m/s2，若平板车足够长，关于物块的运动，以下描述正确的是（）a. 06s加速，加速度大小为2m/s2，612s减速，加速度大小为2m/s2b. 08s加速，加速度大小为2m/s2，812s减速，加速度大小为4m/s2c. 08s加速，加速度大小为2m/s2，816s减速，加速度大小为2m/s2d. 012s加速，加速度大小为1.5m/s2，1216s减速，加速度大小为4m/s2【答案】c故选：c。3. （2017辽宁沈阳市东北育才学校高三第九次模拟）（多选）如图甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象（es图象）如图乙所示，其中0s1过程的图线为曲线，s1s2过程的图线为直线根据该图象，下列判断正确的是（）a. 0s1过程中物体所受拉力可能沿斜面向下b. 0s2过程中物体的动能一定增大c. s1s2过程中物体做匀加速直线运动d. s1s2过程中物体可能在做匀减速直线运动【答案】bc【名师点睛】物体的机械能的变化是通过除重力之外的力做功来量度的，由于除重力之外的其它力做的功等于物体机械能的增量，所以e-s图象的斜率的绝对值等于物体所受拉力的大小，根据物体机械能的变化，判断拉力的方向；根据物体是从静止开始运动，判断动能的变化及拉力的大小。4. （2017江苏省东台市高三5月模拟）一滑块以初速度v0从斜面底端沿粗糙程度相同的斜面向上运动，运动到最高点后，又能沿斜面向下运动到底端，取斜面底端为坐标原点，沿斜面向上为x轴的正方向，则滑块速度的平方v2与位置坐标x的关系图象正确的是a. b. c. d. 【答案】a【解析】根据位移速度公式，可得，故图像的斜率，因为上滑过程中，下滑过程中，所以，所以上滑过程中图线的斜率大于下滑过程中图线的斜率，又因为摩擦力的存在，所以上滑的初速度大于下滑的末速度，a正确5. （2017宁夏银川一中高三一模）如图所示，a、b两物块质量分别为2m、m，用一轻弹簧相连，将a用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态， b物块恰好与水平桌面接触而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x，现将悬绳剪断，则下列说法正确的是a. 悬绳剪断后，a物块向下运动2x时速度最大b. 悬绳剪断后，a物块向下运动3x时速度最大c. 悬绳剪断瞬间，a物块的加速度大小为2gd. 悬绳剪断瞬间，a物块的加速度大小为g【答案】b6. （2017宁夏银川九中高三下第五次模拟）（多选）如图甲所示，倾角为30的斜面固定在水平地面上，一个小物块在沿斜面向上的恒定拉力f作用下，从斜面底端a点由静止开始运动，一段时间后撤去拉力f，小物块能达到的最高位置为c点，已知小物块的质量为0.3kg，小物块从a到c的v-t图象如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）a. 小物块加速时的加速度是减速时加速度的倍b. 小物块与斜面间的动摩擦因数为c. 小物块到达c点后将沿斜面下滑d. 拉力f的大小为4n【答案】ac定律，有： ，代入数据得： ，故d错误。7. （2017山东省日照市高三校际联合模拟考试（三模）如图所示，光滑的水平地面上有三块木块a、b、c，质量均为m、a、b之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力f作用在a上，三者开始一起做匀加速直线运动，此时a、b间细绳的拉力为t、b、c间韵摩擦力为f。运动过程中把一块橡皮泥粘在木块a上，系统仍做匀加速直线运动，且b、c之间始终没有相对滑动。稳定后，t和f的变化情况是a. t变小，f变小b. t变大，f应大c. t变大，f变小d. t变小，f变大【答案】a【解析】粘上橡皮筋后，对整体分析可知，加速度减小；再以bc整体为研究对象，由牛顿第二定律可得，t=2ma，因加速度减小，所以拉力减小，而对c物体有f=ma可知，摩擦力f应变小，故a正确，bcd错误故选a8. （多选）如图所示，木板oa可绕轴o在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于木板向上、大小为f8 n的力作用下加速度与倾角的关系已知物块的质量m1 kg，通过dis实验，描绘出了如图(b)所示的加速度大小a与倾角的关系图线(90)若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.则下列说法中正确的是( )a. 由图象可知木板与水平面的夹角处于1和2之间时，物块所受摩擦力一定为零b. 由图象可知木板与水平面的夹角大于2时，物块所受摩擦力一定沿木板向上c. 根据题意可以计算得出物块加速度a0的大小为6 m/s2d. 根据题意可以计算当45时，物块所受摩擦力为ffmgcos 452n【答案】bc9. （2017福建省莆田第一中学高三考前模拟）（多选）如图所示，水平传送带a、b两端相距x4 m，以v04 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转，今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至a端，由于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。已知煤块与传送带间的动摩擦因数0.4，取重力加速度大小g10 m/s2，则煤块从a运动到b的过程中：()a. 煤块到a运动到b的时间是2.25 s； b. 煤块从a运动到b的时间是1.5 s；c. 划痕长度是2 m； d. 划痕长度是0.5 m。【答案】bc10. （2017河北石家庄市高三第二次质量检测）（多选）如图甲所示，一质量为m的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块。木板受到水平拉力f作用时，用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力f的关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是a. 小滑块的质量m=2 kgb. 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1c. 当水平拉力f=7 n时，长木板的加速度大小为3 m/s2d. 当水平拉力f增大时，小滑块的加速度一定增大【答案】ac11. （2017江西省临川一中高三下5月底模拟）（多选）如图所示,在倾角为=30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块a、b。它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k ,c为一固定挡板,系统处于静止状态。现用外力f(恒为2mg)沿斜面方向拉物块a使之沿斜面向上运动,经过一段时间,物块b刚要与挡板c分离。已知重力加速度为g。则（ ）a. 从开始到物块b刚要与挡板c分离的过程,物块a的位移为b. 物块b刚要离开挡板c时,物块a的加速度为2gc. 物块b刚要离开挡板c时,物块a的速度为d. 物块b刚要离开挡板c时,物块a的速度为【答案】ac【解析】开始时弹簧的压缩量： ;当b刚要离开挡板时，弹簧的伸长量： ，