三年高考（2017-2019）高考物理真題分項匯編 專題04 牛頓運動定律（含解析）

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1、專題04 牛頓運動定律 1．（2019·新課標(biāo)全國Ⅲ卷）如圖（a），物塊和木板疊放在實驗臺上，物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實驗臺上的力傳感器相連，細(xì)繩水平。t=0時，木板開始受到水平外力F的作用，在t=4 s時撤去外力。細(xì)繩對物塊的拉力f隨時間t變化的關(guān)系如圖（b）所示，木板的速度v與時間t的關(guān)系如圖（c）所示。木板與實驗臺之間的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10 m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出 A．木板的質(zhì)量為1 kg B．2 s~4 s內(nèi)，力F的大小為0.4 N C．0~2 s內(nèi)，力F的大小保持不變 D．物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2 【答案】AB 【解析】結(jié)合兩圖

2、像可判斷出0~2 s物塊和木板還未發(fā)生相對滑動，它們之間的摩擦力為靜摩擦力，此過程力F等于f，故F在此過程中是變力，即C錯誤；2~5 s內(nèi)木板與物塊發(fā)生相對滑動，摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，由牛頓運動定律，對2~4 s和4~5 s列運動學(xué)方程，可解出質(zhì)量m為1 kg，2~4 s內(nèi)的力F為0.4 N，故A、B正確；由于不知道物塊的質(zhì)量，所以無法計算它們之間的動摩擦因數(shù)μ，故D錯誤。 2．（2018·浙江選考）通過理想斜面實驗得出“力不是維持物體運動的原因”的科學(xué)家是 A．亞里士多德 B．伽利略 C．笛卡爾 D．牛頓 【答案】B 【解析】A、亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運動狀態(tài)的原因，故A

3、錯誤；B、伽利略通過理想斜面實驗提出了力不是維持物體運動的原因，故B正確；C、笛卡爾在伽利略研究的基礎(chǔ)上第一次表述了慣性定律，故C錯誤；D、牛頓在伽利略等前人研究的基礎(chǔ)上提出了牛頓第一定律，認(rèn)為力是改變物體運動狀態(tài)的原因，但不是第一個根據(jù)實驗提出力不是維持物體運動原因的科學(xué)家，也不是第一個提出慣性的科學(xué)家，故D錯誤； 故選B。 3．（2018·新課標(biāo)全國I卷）如圖，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動，以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復(fù)原長前，下列表示F和x之間關(guān)系的圖象可能正確的是 A． B．

4、 C． D． 【答案】A 【解析】由牛頓運動定律，F(xiàn)–mg+F彈=ma，F(xiàn)彈=k(x0–x)，kx0=mg，聯(lián)立解得F=ma+kx，對比題給的四個圖象，可能正確的是A。 4．（2018·浙江選考）如圖所示，小芳在體重計上完成下蹲動作，下列F-t圖像能反應(yīng)體重計示數(shù)隨時間變化的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】對人的運動過程分析可知，人下蹲的過程可以分成兩段：人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，此時人對傳感器的壓力小于人的重力的大小；在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，此時人對傳感器的壓力大于人的重力的大小，故C正確，A、B、D

5、錯誤； 故選C。 【點睛】人在加速下蹲的過程中，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，在減速下蹲的過程中，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)。 5．（2018·新課標(biāo)全國Ⅲ卷）地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通過豎井運送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第①次和第②次提升過程 A．礦車上升所用的時間之比為4:5 B．電機的最大牽引力之比為2:1 C．電機輸出的最大功率之比為2:1 D．電機所做的功之比為4:5 【答案】A

6、C 【解析】設(shè)第②次所用時間為t，根據(jù)速度圖象的面積等于位移（此題中為提升的高度）可知，×2t0×v0=×（t+3t0/2）×v0，解得：t=5t0/2，所以第①次和第②次提升過程所用時間之比為2t0∶5t0/2=4∶5，選項A正確；由于兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定律，F(xiàn)–mg=ma，可得提升的最大牽引力之比為1∶1，選項B錯誤；由功率公式，P=Fv，電機輸出的最大功率之比等于最大速度之比，為2∶1，選項C正確；加速上升過程的加速度a1=，加速上升過程的牽引力F1=ma1+mg=m(+g)，減速上升過程的加速度a2=–，減速上升過程的牽引力F2=ma2+mg=m(g–)，勻速運動過程的牽引力F3=mg。第①次提升過程做功W1=F1××t0×v0+F2××t0×v0=mgv0t0；第②次提升過程做功W2=F1××t0×v0+F3×v0×3t0/2+F2××t0×v0=mgv0t0；兩次做功相同，選項D錯誤。 4