【备战2014】高考物理复习 2013年模拟题汇编（2）专题三 牛顿运动定律

1 20142014 高考物理复习高考物理复习 20132013 届模拟题汇编 届模拟题汇编 2 2 专题三 专题三 牛顿运动定牛顿运动定 律律 1 2013 四川资阳诊断 如图所示 质量M 中空为半球型的光滑凹槽放置于光滑水平 地面上 光滑槽内有一质量为m的小铁球 现用一水平向右的推力F推动凹槽 小铁球与光 滑凹槽相对静止时 凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成 角 则下列说法正确的是 A 小铁球受到的合外力方向水平向左 B 凹槽对小铁球的支持力为 sin mg C 系统的加速度为a gtan D 推力F Mgtan 答案 C 解析 根据小铁球与光滑凹槽相对静止位置可知 系统有向右的加速度 小 铁球受到的合外力方向水平向右 凹槽对小铁球的支持力为 选项 AB 错误 小球所受 cos mg 合外力为mgtan 加速度为a gtan 推力F m M gtan 选项 C 正确 D 错误 2 2013 山东莱州质检 如图所示 小车沿水平面做直线运动 小车内光滑底面上有一 物块被压缩的弹簧压向左壁 小车向右加速运动 若小车向右加速 度增大 则车左壁受物块的压力 F1和车右壁受弹簧的压力 F2的大 小变化是 A F1不变 F2变大 B F1变大 F2不变 C F1 F2都变大 D F1变大 F2减小 答案 B 解析 若小车向右加速度增大 则车左壁受物块的压力 F1增大 车右壁受弹 簧的压力 F2的大小不变 选项 B 正确 3 2013 北京四中摸底 如图 1 所示 物块A B叠放在粗 糙的水平桌面上 水平外力F作用在B上 使A B一起沿水平 桌面向右加速运动 设A B之间的摩擦力为f1 B与水平桌面间 的摩擦力为f2 在始终保持 A B 相对静止的情况下 逐渐增大 F则摩擦力f1和f2的大小 A f1不变 f2变大 B f1变大 f2不变 C f1和f2都变大 D f1和f2都不变 答案 B 解析 逐渐增大F 整体的加速度增大 A B之间的摩擦力为f1增大 B与水 B A F 图 2 2 平桌面间的摩擦力为f2不变 选项 B 正确 4 2013 北京海淀期中 如图 5 所示 将物体A放在容器B中 以某一速度把容器B竖直上 抛 不计空气阻力 运动过程中容器B的底面始终保持水平 下列说法正确的是 A 在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零 B 上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力 C 下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力 D 在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力 4 答案 A 解析 把容器B竖直上抛 物体处于完全失重状态 在上升和下降过程中A对B的压力 都一定为零 选项 A 正确 5 5 20132013 河南三市联考 河南三市联考 如图所示 在一升降机内 一物块 被一轻质弹簧紧压在天花板上 弹簧的下端固定在升降机的地板上 弹簧保持竖直 在升降机运行过程中 物块未曾离开升降机的天花 板 当升降机向上运动时 其 v t t 图像如图所示 下面给出的地 板所受压力 F1和升降机天花板所受压力 F2随时间变化的定性图象 可能正确的的是 答案答案 BCBC解析解析 根据题述 物块未曾离开升降机的天花板 弹簧长度相同 弹簧中弹力 相同 地板所受压力 F1相同 选项 B 正确 A 错误 当升降机向上运动时 在 0 t1时间内 加速度向上 天花板对物块向下压力最小 在 t2 t3时间内 减速运动 天花板对物块向下 压力最大 所以选项 C 正确 D 错误 6 2013 四川绵阳一诊 如图所示 一轻弹簧竖直固定在水平地面上 弹簧正上方有 一个小球自由下落 从小球 接触弹簧上端O点到将弹簧压缩到最短的过程中 小球的加速 度 a 随时间t或者随距O 点的距离 x 变化的关系图线是 图 5 B A 3 答案 B 解析 小球 接触弹簧上端O点到将弹簧压缩到最短的过程中 其弹力 F kx 由 牛顿第二定律 mg kx ma 解得 a g x 选项 B 正确 ACD 错误 k m 7 2013 上海徐汇测试 如图所示 在光滑的水平面上放着两块长度相同 质量分别为M1和 M2的木板 在两木板的左端分别放一个大小 形状 质量完全相同的物体 开始时都处于静 止状态 现分别对两物体施加水平恒力F1 F2 当物体与板分离时 两木板的速度分别为v1 和v2 若已知v2 v1 且物体与木板之间的动摩擦因数相同 需要同时满足的条件是 A F1 F2 且M1 M2 B F1 F2 且M1 M2 C F1 F2 且M1 M2 D F1 F2 且M1 M2 答案 ACD 解析 若F1 F2 两个物体的加速度相等 由于二者所 受摩擦力相等 若M1 M2 M1的加速度小于M2 当物体与板分离时 v2 v1 若M1 M2 M1的加速度大于M2 当物体与板分离时 v1 v2 选项 A 正确 B 错误 若F1 F2 M1上物块的加速度大 若 M1 M2 两木板的加速度相等 当物体与板分离时 v2 v1 若M1 M2 M1的加速度小于M2 当物体与板分离时 v2 v1 选项 CD 正确 8 2013 上海徐汇测试 如图甲所示 静止在水平地面的物块 A 受到水平向右的拉力 F作用 F与时间t的关系如图乙所示 设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦大小 相等 则 A 0 t1时间内物块 A 的速度逐渐增大 B t2时刻物块 A 的加速度最大 C t2时刻后物块 A 做反向运动 D t3时刻物块 A 的速度最大 答案 BD 解析 0 t1时间内物块 A 静止 选项 A 错误 t2时刻水平 拉力最大 物块 A 的加速度最大 选项 B 正确 t2时刻后物块 A 加速度减小 仍然沿原方向运动 选项 C 错误 t3时刻物块加速度减小到零 物块 A 的速度 最大 选项 D 正确 9 2013 上海徐汇测试 质量为 50 kg 的消防员两脚各用 750 N 水平蹬力 恰在两竖直 墙之间匀速下滑 在离地面 6 m 处改做匀减速运动 经过 2 s 后到达地面时速度恰减为零 则该时两脚的水平蹬力至少为 重力加速度g取 10m s2 F1 M1 F2 M2 F 2fm A F fm 0 t1 t2 t3 t4 t 甲 乙 4 A 900 N B 925 N C 950 N D 975 N 答案 D 解析 恰在两竖直墙之间匀速下滑 2 F1 mg 解得 1 3 由 s at2得 1 2 a 3m s2 设两脚的水平蹬力至少为 F 则有 2 F mg ma 解得 F 975 N 10 2013 宝鸡检测 如图所示 带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动 小球 A 用细 线悬挂于支架前端 质量为 m 的物块 B 始终相对于小车静止地摆放在右端 B 与小车平板 间的动摩擦因数为 若某时刻观察到细线偏离竖直方向 角 则此刻小车对物块 B 产生的作用力的大小和方向为 A mg 斜向右上方 2 1 tan B mg 斜向左上方 2 1 C mgtan 水平向右 D mg 竖直向上 答案 A 解析 由图可知 小车向左做匀减速运动 其加速度大小 a gtan 小车对物块 B 向右的静摩擦力为 f ma mgtan 竖直向上的支持力 N mg 小车对物块 B 产生的作用力 的大小为 F mg 方向为斜向右上方 选项 A 正确 22 fN 2 1 tan 11 2013山西忻州一中检测 儿童蹦极 中 拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳 质量为m的小明如图所示静止悬挂时 两橡皮绳的拉力大小 均恰为mg 若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂 则小明此 时 A 加速度为零 速度为零 B 加速度a g 沿原断裂橡皮绳的方向斜向下 C 加速度a g 沿未断裂橡皮绳的方向斜向上 D 加速度a g 方向竖直向下 11 答案 B 解析 小明左侧橡皮绳在腰间断裂 小明向右下加速运动 橡皮绳断裂时加 速度不为零 速度为零 选项A错误 根据两橡皮绳的拉力大小均恰为mg 可知两橡皮绳夹角 为120 小明左侧橡皮绳在腰间断裂时 弹性极好的橡皮绳的弹力不能发生突变 对小明进 行受力分析可知加速度a g 沿原断裂橡皮绳的方向斜向下 选项B正确CD错误 12 10 2013 山东莱州质检 海滨游乐园里有一种滑沙的游乐活动 如图所示 人 坐在滑板上从斜坡的高处 A 点由静止开始滑下 滑到斜坡底部 B 点后沿水平滑道再滑行一段 5 距离到 C 点停下来 斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的 滑板与两滑道间的动摩擦因数均 为 0 50 不计空气阻力 重力加速度 g 10m s2 斜坡倾角 37 人和滑板的总质量 m 60kg 己知 sin37 0 6 cos37 0 8 1 求人在斜坡上下滑的加速度大小 2 若斜面 AB 长 L 60m 则人在水平滑道上滑行的距离是多少 12 10 分 解题思路 分析受力 应用牛顿第二定律解得 人在斜坡上下滑的加速度大小 应用匀变速直线运动规律和牛顿第二定律得到人在水平滑道 上滑行的距离 考查要点 受力分析 牛顿第二定律 匀变速直线运动规律 解析 1 坡上下滑时 人及滑板受力如图所示 由牛顿第二定律得 2 分 maFmg sin 1 分 0cos mgFN 1 分 N FF 解得 a g sin cos 2m s2 1 分 2 设人从斜坡滑道 B 点的速度为 v 由运动学公式得 2as v2 1 分 在水平滑道上做加速运动 加速度 a1 g 0 50 10m s2 5 m s2 1 分 设在水平滑道上滑行的距离为 S1 由运动学公式得 2a1s1 v2 1 分 由以上各式联立解得 S1 24m 2 分 1313 14 分 20132013 河南三市联考 河南三市联考 如图所示 木板与 水平地面间的 夹角 可以随意改变 当 30 时 可视 为质点的 一小木块恰好能沿着木板匀速下滑 若让该小木 块 从木板的底端以大小恒定的初速率 v0 10m S的速度沿木板向上运动 随着 的改变 小物块沿木板滑行的距离 s 将发生变化 重力加速度 g 10m s2 6 1 1 求小物块与木板间的动摩擦因数 2 2 当 角满足什么条件时 小物块沿木板滑行的距离最小 并求出此最小值 24 解题思路 由平衡条件和摩擦力公式解得小物块与木板间的动摩擦因数 由动能定理得 到位移表达式 利用三角函数极值知识求出此最小值 考查要点 滑动摩擦力公式 平衡条件 动能定理 三角函数极值 解析 1 当 30 时 小木块恰好能沿着木板匀速下滑 mgsin f f mgcos 联立解得 3 3 2 对于小物块沿木板向上滑行 由动能定理 mgsin s s mgcos s 0 mv22 1 2 解得 s 2 0 2sin cos v g 令 a sin cos sin cos 2 1 2 1 1 2 1 1 设设 cos 则 则 a sin 2 1 1 2 1 当当 2时 a 存在最大值 am 2 2 2 1 3 3 即即 sin cos 60 时 s 最小 2 1 1 3 2 对应的最小值对应的最小值 s s 5m m 2 0 2 v ag 3 2 19 16 2013 山东莱州质检 如图所示 地面依次排放两块完全相同的木板 A B 长度均为 l 2 5m 质量均为 m2 150kg 现有一小滑块以速度 v0 6m s 冲上木板 A 左端 已 知小滑块质量 m 200kg 滑块与木板间的动摩擦因数为 1 木板与地面间的动摩擦因数 2 0 2 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 取 g 10 m s2 1 若货物滑上木板 A 时 木板不动 而滑上木板 B 时 木板 B 开始滑动 求 1应满足 的条件 7 2 若 1 0 4 求滑块运动时间 结果用分数表示 19 16 分 解题思路 应用平衡条件列方程解得 1应满足的条件 应用牛顿第二定律和运 动学公式解得滑块运动时间 考查要点 牛顿运动定律 平衡条件 滑动摩擦力 匀变速直线运动规律 解析 滑上木板 A 时 木板不动 由受力分析得 2 分 gmmgm 2 21211 若滑上木板 B 时 木板 B 开始滑动 由受力分析得 2 分 gmmgm 21211 代入数据得 0 35 1 0 5 2 分 2 若 1 0 4 则货物在木板 A 上滑动时 木板不动 设货物在木板 A 上做减速运动 时的加速度大小为a1 由牛顿第二定律得 amgm 111 解得 a1 4m s2 1 分 由 达 B 板时的速度v1 4m s 1 分 2 0 2 11 2vvLa 在 A 板上滑动时间由 解得t1 0 5s 1 分 101 atvv 滑块滑上 B 板时 B 运动 由 2221211 amgmmgm a2 m s2 1 分 2 3 速度相同时a2 t2 v1 a1 t2 解得t2 s 1 分 6 7 相对位移 1 分 mmt v t v t vv x5 21 7 12 222 2 1 22 1 共共 物块与板 B 能达到共同速度 v共 a2 t2 m s 1 分 4 7 然后一起相对静止的一起减速 共 magmm 212 a共 2m s2 1 分 1 分 s a v t 7 2 3 共 共 1 分 stttt 14 23 321 注 计算过程中表达正确即给分 数值只看最后结果 8 16 10 分 2013 北京海淀期中 图 15 甲是 2012 年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中 的一个情景 设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动 运动员的脚在接触蹦床过程中 蹦床 对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来 如图 15 乙所示 取 g 10m s2 根据F t图象求 1 运动员的质量 2 运动员在运动过程中的最大加速度 3 在不计空气阻力情况下 运动员重心离开蹦床上升的最大高度 16 10 分 解题思路 由图象给出的信息得到运动员的质量和所受最大力 应用牛顿运动定律得到运动 员在运动过程中的最大加速度 应用竖直上抛规律和相关知识得到运动员重心离开蹦床上升 的最大高度 考查要点 F t 图象 牛顿第二定律 竖直上抛规律等 解析 1 由图象可知运动员所受重力为 500N 设运动员质量为m 则 m G g 50kg 3 分 2 由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm 2500N 设运动员的最大加速度为am 则 Fm mg mam 2 分 am m s2 40 m s2 1 分 m mgF 50 5002500 3 由图像可知远动员离开蹦床后做竖直上抛运动 离开蹦床的时刻为 6 8s 或 9 4s 再下落到蹦床上的时刻为 8 4s 或 11s 它们的时间间隔均为 1 6s 根据竖直上抛运动的对称 性 可知其自由下落的时间为 0 8s 2 分 设运动员上升的最大高度为H 则 图 15 甲 500 0 2500 F N t s3 64 24 85 46 0 6 66 88 49 41112 乙 9 H m 3 2m 2 分 2 2 1 gt 2 8 010 2 1 13 8 分 2013 北京海淀期中 如图 13 所示 质量 m 2 2kg 的金属块放在水平地板上 在与水平方向成 37 角斜向上 大小为F 10N 的拉力作用下 以速度 v 5 0m s 向右做匀速直线运动 cos37 0 8 sin37 0 6 取g 10m s2 求 1 金属块与地板间的动摩擦因数 2 如果从某时刻起撤去拉力 撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离 13 8 分 解题思路 分析受力 由平衡条件列方程得到金属块与地板间的动摩擦因数 应 用牛顿运动定律和匀变速直线运动规律得到金属块在水平地板上滑行的最大距离 考查要点 受力分析 平衡条件 牛顿第二定律 匀变速直线运动规律 解析 1 设地板对金属块的支持力为N 金属块与地板的动摩擦因数为 因为金属块匀速运动 所以有 Fcos N 1 分 mg Fsin N 1 分 解得 2 分5 0 622 8 37sin 37cos Fmg F 2 撤去F后 设金属块受到的支持力为N 运动的加速度为a 在水平地板上滑行 的距离为x 则N mg mg ma 1 分 1 分 a v x 2 2 解得 x 2 5m 2 分 13 8 分 2013 安徽皖南八校联考 在倾角为 的长斜面上有一 带风帆的滑块 从静止开始沿斜面下滑 滑块质量为 m 它与斜面间 的动摩擦因数为 帆受到的空气阻力与帆的受风面积 S 以及滑块 下滑速度 v 的大小成正比 即 f kSv 1 写出滑块下滑速度为 v 时加速度的表达式 2 若 m 2 0 kg 53 g 10 m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 从静止下滑的速度图 图 13 F 10 象如图所示的曲线 图中直线是 t 0 时的速度图线的切线 由此求出 kS 乘积和 的值 解析 1 滑块在斜面上受到重力 支持力 摩擦力和空气阻力作用做加速运动 由牛 顿第二定律 mgsin mgsin kSv ma 解得a gsin gsin kSv m 当速度v 增大时 a 减小 当 a 减小到零时 速度 v 最大 2 从 v t 图线可得 v 0 a 5m s2 v t gsin gsin 5 m s2 解得 0 5 v 4m s a 0 gsin gsin kSv m 0 解得kS 2 5kg s 17 2013 沈阳二中测试 如图所示 质量m 2 kg 的物体静止于水平地面的A处 A B间 距L 20 m 用大小为 30 N 沿水平方向的外力拉此 物体 经t0 2 s 拉至B处 已知 cos37 0 8 sin37 0 6 取g 10 m s2 1 求物体与地面间的动摩擦因数 2 用大小为 30 N 与水平方向成 37 的力斜向上拉此物体 使物体从A处由静止开始 运动并能到达B处 求该力作用的最短时间t 计算结果保留一位有效数字 17 解 1 物体