2020年高考物理試題分類匯編 牛頓運(yùn)動(dòng)定律(1)

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1、2020年高考物理試題分類匯編：牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1．（2020上海卷）．如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，A上表面水平。則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B受力的示意圖為（ ） 答案：A 2．(2020全國(guó)理綜).（11分） 圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。 （1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： ①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車

2、，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。 ②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。 ③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙袋，在紙袋上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。 ④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。 ⑤在每條紙帶上清晰的部分，沒(méi)5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…。求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。 ⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。 （2）完成下列填空： （ⅰ）本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼

3、的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。 （ⅱ）設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。 （ⅲ）圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為_(kāi)__________，小車的質(zhì)量為_(kāi)__________。 【解析與答案】

4、（1）間距相等的點(diǎn)。（2）線性 （2）（i）遠(yuǎn)小于m (ii) . (iii)設(shè)小車的質(zhì)量為，則有，變形得,所以圖象的斜率為，所以作用力，圖象的截距為，所以。 3．（2020廣東卷）圖4是滑道壓力測(cè)試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個(gè)壓力傳感器，其示數(shù)N表示該處所受壓力的大小，某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過(guò)B是，下列表述正確的有 A.N小于滑塊重力 B.N大于滑塊重力 C.N越大表明h越大 D.N越大表明h越小 答案：BC 4．（2020北京高考卷）．（18分） 摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過(guò)百米．電梯的簡(jiǎn)

5、化模型如圖1所示．考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的，已知電梯在t=0時(shí)由靜止開(kāi)始上升，a─t圖像如圖2所示． 電梯總質(zhì)量m=2.0×103kg．忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2． （1）求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2； （2）類比是一種常用的研究方法．對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由υ─t圖像求位移的方法．請(qǐng)你借鑒此方法，對(duì)比加速度和速度的定義，根據(jù)圖2所示a─t圖像，求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量Δυ1和第2s末的速率υ2； 圖1 電梯 拉力 a/ms-1 1.0 0 -1.0 1 2 10

6、 11 30 31 30 41 圖2 t/s 32 （3）求電梯以最大速率上升時(shí)，拉力做功的功率P；再求在0─11s時(shí)間內(nèi)，拉力和重力對(duì)電梯所做的總功W． ．（18分） （1）由牛頓第二定律，有 F-mg= ma 由a─t圖像可知，F(xiàn)1和F2對(duì)應(yīng)的加速度分別是a1=1.0m/s2，a2=-1.0m/s2 F1= m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104N

7、 F2= m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104N （2）類比可得，所求速度變化量等于第1s內(nèi)a─t圖線下的面積 Δυ1=0.50m/s 同理可得， Δυ2=υ2-υ0=1.5m/s υ0=0，第2s末的速率 υ2=1.5m/s （3）由a─t圖像可知，11s~30s內(nèi)速率最大，其值等于0~11s內(nèi)a─t圖線下的面積，有 υm=

8、10m/s 此時(shí)電梯做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力F等于重力mg，所求功率 P=Fυm=mgυm=2.0×103×10×10W=2.0×105W 由動(dòng)能定理，總功 W=Ek2-Ek1=mυm2-0=×2.0×103×102J=1.0×105J 5．（2020山東卷）．將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中，圖像如圖所示。以下判斷正確的是 A．前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài) B．最后2s內(nèi)貨物只受重力作用 C．前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速

9、度相同 D．第3s末至第5s末的過(guò)程中，貨物的機(jī)械能守恒 答案：AC 6．（2020四川卷）．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸（未連接），彈簧水平且無(wú)形變。用水平力，緩慢推動(dòng)物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)度被壓縮了x0，此時(shí)物體靜止。撤去F后，物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離為4x0。物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。則 A．撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng) B．撤去F后，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為 C．物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2 D．物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為

10、答案：BD 7．(2020全國(guó)新課標(biāo)).伽利略根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和理想實(shí)驗(yàn)，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有下列說(shuō)法，其中正確的是 A.物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B.沒(méi)有力作用，物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài) C.行星在圓周軌道上保持勻速率運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是慣性 D.運(yùn)動(dòng)物體如果沒(méi)有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng) [答案]AD [解析]慣性是物體本身的一種屬性，是抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)。A正確C錯(cuò)誤。沒(méi)有力作用物體可能靜止也可能勻速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)D正確。 F a 8．（2020安徽卷）.如圖所示，放在固定斜面上的物塊以加速

11、度沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一豎直向下的恒力，則 ( ) A. 物塊可能勻速下滑 B. 物塊仍以加速度勻加速下滑 C. 物塊將以大于的加速度勻加速下滑 D. 物塊將以小于的加速度勻加速下滑 17C； 解析：未加恒力F時(shí)，由牛頓第二定律知，而加上F后，，即，C正確。 9．(2020全國(guó)新課標(biāo)).（14分） 拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具（如圖）。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略；拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)μ，重力加速度為g，某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí)，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ。 （1） 若拖把頭在地板上勻速移動(dòng)，求推拖

12、把的力的大小。 （2） 設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對(duì)拖把的正壓力的比值為λ。已知存在一臨界角θ0，若θ≤θ0，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。求這一臨界角的正切tanθ0。 [答案]（1）了 （2） [解析]（1）設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把，將推拖把的力沿豎直和水平分解，按平衡條件有 ① 　?、? 式中N與f分別為地板對(duì)拖把的正壓力和摩擦力。按摩擦定律有　?、? 聯(lián)立①②③式得　　④ （2） 若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用 　　　≤⑤ 這時(shí)，①式仍滿足，聯(lián)立①⑤式得≤

13、　?、? 現(xiàn)考察使上式成立的θ角的取值范圍，注意到上式右邊總是大于零，且當(dāng)F無(wú)限大時(shí)極限為零，有≤0　?、? 使上式成立的角滿足θ≤θ0，這里是題中所定義的臨界角，即當(dāng)θ≤θ0時(shí)，不管沿拖桿方向用多大的力都推不動(dòng)拖把。臨界角的正切值為　?、? 10．（2020上海卷）．（10分）如圖，將質(zhì)量m＝0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上。環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。環(huán)與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)m＝0.8。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角q＝53°的拉力F，使圓環(huán)以a＝4.4m/s2的加速度沿桿運(yùn)動(dòng)，求F的大小。（取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2）。 解析： 令Fsin

14、53°＝mg，F(xiàn)＝1.25N，當(dāng)F＜1.25N時(shí)，桿對(duì)環(huán)的彈力向上，由牛頓定律Fcosq－mFN＝ma，F(xiàn)N＋Fsinq＝mg，解得F＝1N，當(dāng)F＞1.25N時(shí)，桿對(duì)環(huán)的彈力向下，由牛頓定律Fcosq－mFN＝ma，F(xiàn)sinq＝mg＋FN，解得F＝9N， 砂、砂桶 圖1 小車、砝碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 ● □ □ □ □ 接交流電源 11．（2020安徽卷）.（18分）Ⅰ.（10分）圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為，小車和砝碼的總質(zhì)量為。實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮　? (1)試驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外

15、力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是 A. 將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)。 B. 將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)。 C. 將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量和的選取，以下最合理的一組是 A. =200, =10、15、20、25、3

16、0、40 B. =200, =20、40、60、80、100、120 C. =400, =10、15、20、25、30、40 D. =400, =20 40、60、80、100、120 （3）圖2 是試驗(yàn)中得到的一條紙帶，、、、、、、為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為=4.22 cm、=4.65 cm、=5.08 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34 cm 。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作效率為50 Hz,則小車的加速度= m/s2 （結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。 A 圖2 ● ● ● ● ●

17、 ● ● B C D E F G Ⅰ答案：（1）B；(2)C；（3）0.42 要使砂和砂桶的重力mg近似等于小車所受合外力，首先要平衡摩擦力，然后還要滿足m＜＜M。而平衡摩擦，不需掛砂桶，但要帶紙帶，故（1）選B，（2）選C。（3）用逐差法，求得。 Oo v(m/s) 0.5 4 t(s) 12．（2020安徽卷）.（14分）質(zhì)量為0.1 kg 的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落，該下落過(guò)程對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示。球與水平地面相碰后離開(kāi)地面時(shí)的速度大小為碰撞前的3/4。該球受到的空氣阻力大小恒為，取=10 m/s2, 求： （1）彈性球受到的空氣阻力的

18、大小； （2）彈性球第一次碰撞后反彈的高度。 22. (1)0.2N；(2)0.375m 解析：(1)由v—t圖像可知:小球下落作勻加速運(yùn)動(dòng)， 由牛頓第二定律得： 解得 (2)由圖知：球落地時(shí)速度，則反彈時(shí)速度 設(shè)反彈的加速度大小為a＇，由動(dòng)能定理得 解得 13．（2020江蘇卷）．將一只皮球豎直向上拋出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比，下列描繪皮球在上升過(guò)程中加速度大小a與時(shí)間t關(guān)系圖象，可能正確的是 【解析】加速度，隨著的減小，減小，但最后不等于0.加速度越小，速度減小得越慢，所以選C. 【答案】C 14．（2020江蘇卷）．如圖所示，一

19、夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升，夾子和木塊的質(zhì)量分別為m、M，夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦有均為f，若木塊不滑動(dòng)，力F的最大值是 A． B． C． D． 【解析】整體法，隔離法，對(duì)木塊，，解得. 【答案】A 15．（2020重慶卷） ．（19分）某校舉行托乒乓球跑步比賽， 賽道為水平直道，比賽距離為S，比賽時(shí)， 某同學(xué)將球置于球拍中心，以大小a的加 速度從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá) 到v0時(shí)，再以v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)跑至終點(diǎn)。 整個(gè)過(guò)程中球一直保持在球中心不動(dòng)。比賽 中，該同學(xué)在勻速直線運(yùn)動(dòng)階級(jí)保持球拍的 傾角為θ0 ，如題25圖所示。

20、設(shè)球在運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中受到的空氣阻力與其速度大小成正比， 方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，不計(jì)球與球拍之間 的摩擦，球的質(zhì)量為m，重力加速度為g ⑴空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù)k ⑵求在加速跑階段球拍傾角θ隨球速v變化的關(guān)系式 ⑶整個(gè)勻速跑階段，若該同學(xué)速率仍為v0 ，而球拍的傾角比θ0大了β并保持不變，不計(jì)球在球拍上的移動(dòng)引起的空氣阻力的變化，為保證到達(dá)終點(diǎn)前球不從球拍上距離中心為r的下邊沿掉落，求β應(yīng)滿足的條件。 25．（19分） ⑴在勻速運(yùn)動(dòng)階段有， 得 ⑵加速階段，設(shè)球拍對(duì)球的支持力為，有 得 ⑶以速度v0勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)空氣的阻力與重力的合力為F，有 球拍傾

21、角為時(shí)，空氣阻力與重力的合力不變，設(shè)球沿球拍面下滑的加速度大小為，有 設(shè)勻速跑階段所用時(shí)間為t，有 球不從球拍上掉落的條件 得 16．(2020浙江卷)．（16分）為了研究魚(yú)所受水的阻力與其形狀的關(guān)系，小明同學(xué)用石臘做成兩條質(zhì)量均為m、形 狀不同的“A魚(yú)”和“B魚(yú)”，如圖所示。在高出水面H處分別靜止釋放“A魚(yú)”和“B魚(yú)”，“A魚(yú)” 豎直下潛hA后速度減為零，“B魚(yú)”豎直下潛hB后速度減為零?！棒~(yú)”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，除受重力外， 還受浮力和術(shù)的阻力。已知“魚(yú)”在水中所受浮力是其重力的倍，重力加速度為g，“魚(yú)”運(yùn)動(dòng)的位移值遠(yuǎn)大于“魚(yú)”的長(zhǎng)度。假設(shè)“魚(yú)”運(yùn)動(dòng)時(shí)所受水的阻力恒定，空氣阻力不計(jì)。求： (1)“A魚(yú)”入水瞬間的速度VA1； (2)“A魚(yú)”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力fA； (3)“A魚(yú)”與“B魚(yú)”在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力之比f(wàn)A:fB。 解答：（1）A魚(yú)”入水前作自由落體運(yùn)動(dòng) VA12-0=2Ah