2019年高考物理 真題和模擬題分項匯編 專題04 牛頓運動定律（含解析）

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1、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)合兩圖像可判斷出0

2、~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．（2019·安徽省定遠(yuǎn)縣民族中學(xué)高三模擬）如圖所示，質(zhì)量為m的小球穿在足夠長的水平固定直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對小球同時施加水平向右的恒力F0和豎直向上的力F，使小球從靜止開始向右運動，其中豎直向上的力F大小始終與小球的速度成正

3、比，即F=kv（圖中未標(biāo)出），已知小球與桿間的動摩擦因數(shù)為m，下列說法中正確的是 A．小球先做加速度增大的加速運動，后做加速度減小的減速運動 B．小球先做加速度減小的加速運動，后做加速度增大的減速運動直到靜止 C．小球的最大加速度為 D．小球的最大速度為 【答案】D 【解析】AB項：剛開始運動時，加速度為，當(dāng)速度v增大，加速度增大，當(dāng)速度v增大到符合kv>mg后，加速度為：，當(dāng)速度v增大，加速度減小，當(dāng)a減小到0，做勻速運動，所以小球的速度先增大后保持不變，加速度先增大后減小，最后保持不變，故AB錯誤；C項：當(dāng)阻力為零時，加速度最大，故小球的最大加速度為，故C錯誤；D項：當(dāng)加速

4、度為零時，小球的速度最大，此時有：F0=μ（kvm–mg），故最大速度為，故D正確。 3．（2019·江西省名校聯(lián)考）南方氣溫偏低，經(jīng)常存在冰凍現(xiàn)象。某校方同學(xué)和陽同學(xué)（校服材質(zhì)一樣）先后從傾斜坡面的同一位置由靜止滑下，最終兩人停在水平冰面上，如圖所示（兩人均可視為質(zhì)點，且不計人經(jīng)過B點時的能量損失）。根據(jù)上述信息，不能確定方、陽兩人 A．經(jīng)過B點時速度大小相等 B．最終兩人停在水平冰面上同一位置 C．損失的機(jī)械能相等· D．運動的時間相等 【答案】C 【解析】設(shè)在斜面上運動的距離為，在水平面上運動的距離為，斜面的傾角為，動摩擦因數(shù)為，物體在斜面上下滑時，由牛頓第二定律得?，

5、可得，所以兩個物體在斜面下滑時加速度相同，根據(jù)運動學(xué)公式可得，經(jīng)過點時速度大小相等，對整個過程，運用動能定理得，則得，可知、、相同，則知最終兩人停在水平冰面上同一位置，同理在水平面上運動的加速度相同，運動時間也相同，故兩個物體運動的總時間相等；由上知不能確定兩個物體質(zhì)量關(guān)系，故不能確定摩擦力相等，也不能判斷克服摩擦力做功的大小，所以機(jī)械能損失不一定相等，故不能確定方、陽兩人的選選項C。 4．（2019·遼寧省沈陽市高三三模）如圖所示，水平桌面上放置一個傾角為45°的光滑楔形滑塊A，一細(xì)線的一端固定于楔形滑塊A的頂端O處，細(xì)線另一端拴一質(zhì)量為m=0.2 kg的小球。若滑塊與小球一起以加速度a向

6、左做勻加速運動（取g=10 m/s2）則下列說法正確的是 A．當(dāng)a=5 m/s2時，滑塊對球的支持力為 B．當(dāng)a=15 m/s2時，滑塊對球的支持力為半 C．當(dāng)a=5 m/s2時，地面對A的支持力一定大于兩個物體的重力之和 D．當(dāng)a=15 m/s2時，地面對A的支持力一定小于兩個物體的重力之和 【答案】A 【解析】設(shè)加速度為a0時小球?qū)瑝K的壓力等于零，對小球受力分析，受重力、拉力，根據(jù)牛頓第二定律，有：水平方向：F合=Fcos45°=ma0；豎直方向：Fsin45°=mg，解得a0=g。A、當(dāng)a=5 m/s2時，小球未離開滑塊，水平方向：Fcos45°–FNcos45°=ma

7、；豎直方向：Fsin45°+FNsin45°=mg，解得，故A正確；B、當(dāng)a=15 m/s2時，小球已經(jīng)離開滑塊，只受重力和繩的拉力，滑塊對球的支持力為零，故B錯誤；CD、當(dāng)系統(tǒng)相對穩(wěn)定后，豎直方向沒有加速度，受力平衡，所以地面對A的支持力一定等于兩個物體的重力之和，故C，D錯誤；故選A。 5．（2019·遼寧省遼南協(xié)作體高三下學(xué)期第一次模擬）如圖所示，光滑的水平面上兩個質(zhì)量分別為m1=2 kg、m2=3 kg的物體，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接，在兩個大小分別為F1=30 N、F2=20 N的水平拉力作用下一起勻加速運動，則 A．彈簧秤的示數(shù)是10 N B．彈簧秤的示數(shù)是25 N C．彈簧

8、秤的示數(shù)是26 N D．彈簧秤的示數(shù)是52 N 【答案】C 【解析】以兩物體組成的整體為研究對象，由牛頓第二定律得：，解得：a=2 m/s2，對物體，由牛頓第二定律得：，解得：T=26 N，則彈簧秤示數(shù)為26 N，C正確。 6．（山東省淄博市2019屆高三三模考試?yán)砭C物理試卷）如圖所示，某賓館大樓中的電梯下方固定有4根相同的豎直彈簧，其勁度系數(shù)均為k。這是為了防止電梯在空中因纜繩斷裂而造成生命危險。若纜繩斷裂后，總質(zhì)量為m的電梯下墜，4根彈簧同時著地而開始緩沖，電梯墜到最低點時加速度大小為5g（g為重力加速度大小），下列說法正確的是 A．電梯墜到最低點時，每根彈簧的壓縮長度為 B

9、．電梯墜到最低點時，每根彈簧的壓縮長度為 C．從彈簧著地開始至電梯下落到最低點的過程中，電梯先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài) D．從彈簧著地開始至電梯下落到最低點的過程中，電梯始終處于失重狀態(tài) 【答案】C 【解析】在最低點時，由牛頓第二定律：，其中a=5g，解得，選項AB錯誤；從彈簧著地開始至電梯下落到最低點的過程中，重力先大于彈力，電梯向下先加速運動，當(dāng)重力小于彈力時，電梯的加速度向上，電梯向下做減速運動，則電梯先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，選項C正確，D錯誤。 7．（2019·江蘇省丹陽市丹陽高級中學(xué)三模）如圖所示，鋼鐵構(gòu)件A、B疊放在卡車的水平底板上，卡車底板和B間動摩擦因數(shù)為μ1

10、，A、B間動摩擦因數(shù)為μ2，μ1>μ2，卡車剎車的最大加速度為a，a>μ1g，可以認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等．卡車沿平直公路行駛途中遇到緊急情況時，要求其剎車后在s0距離內(nèi)能安全停下，則卡車行駛的速度不能超過 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由，分析可知要求其剎車后在距離內(nèi)能安全停下來，則車的最大加速度，由運動學(xué)公式，車的最大速度：，故選A。 8．（2019·福建省廈門外國語學(xué)校高三最后一模）如圖甲所示，為測定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角θ，實驗測得x與

11、斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示，取g=10 m/s2。根據(jù)圖象可求出 A．物體的初速率v0=6 m/s B．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5 C．當(dāng)θ=30o時，物體達(dá)到最大位移后將保持靜止 D．取不同的傾角θ，物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值 【答案】BD 【解析】A項：由圖可知，當(dāng)夾角為90°時，x=0.80 m，物體做豎直上拋運動，則由豎直上拋運動規(guī)律可知：，解得：，故A錯誤；B項：當(dāng)夾角θ=0時，x=1.60 m，由動能定理可得：，解得：，故B正確；C項：若θ=30°時，物體的重力沿斜面向下的分力大小為：mgsin30°=0.5mg；最大靜摩擦力為：，則，，因此，物體達(dá)

12、到最大位移后將下滑，故C錯誤；D項：根據(jù)動能定理得：，解得： 其中tanα=2，當(dāng)，，此時位移最小，故D正確。 9．（2019·湖南省懷化市高三二模）如圖所示傾角為30°的斜面放在地面上，一小滑塊從斜面底端A沖上斜面，到達(dá)最高點D后又返回A點，斜面始終保持靜止。已知滑塊上滑過程經(jīng)過AB、BC、CD的時間相等，且BC比CD長0.8 m，上滑時間為下滑時間的一半，下列說法正確的是 A．斜面長為36 m B．滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為 C．地面對斜面的摩擦力先向左后向右 D．滑塊向上運動和向下運動過程中，地面受到的壓力都小于斜面體和滑塊的總重力 【答案】BD 【解析】A、經(jīng)過AB

13、、BC、CD的時間相等，且BC比CD長0.8 m，設(shè)CD長度為L，逆向思維可知，BC=3L，AB=5L，所以3L–L=0.8 m，解得L=0.4 m，斜面長x=9L=3.6 m，故A錯誤；B、上滑過程的加速度設(shè)為a1，下滑時的加速度為a2，上滑過程可以逆向分析，則：，解得a1=4a2，根據(jù)牛頓第二定律可得：，聯(lián)立解得，故B正確；C、減速上升和加速下降過程中，物體的加速度都是沿斜面向下，加速度在水平方向的分加速度都是向左，即斜面對物體水平方向的作用力向左，物體對斜面的作用力向右，物體處于靜止，則地面對斜面的摩擦力方向向左，故C錯誤；D、滑塊向上運動和向下運動過程中，加速度在豎直方向的分加速度豎直

14、向下，物體處于失重狀態(tài)，地面受到的壓力都小于斜面體和滑塊的總重力，故D正確。 10．（2019·江西省名校高三聯(lián)考）為了備戰(zhàn)2020年東京奧運會，我國羽毛球運動員進(jìn)行了如圖所示的原地縱跳摸高訓(xùn)練。已知質(zhì)量m=50 kg的運動員原地靜止站立（不起跳）摸高為2.10 m，比賽過程中，該運動員先下蹲，重心下降0.5 m，經(jīng)過充分調(diào)整后，發(fā)力跳起摸到了2.90 m的高度。若運動員起跳過程視為勻加速運動，忽略空氣阻力影響，g取10 m/s2。則 A．運動員起跳過程處于超重狀態(tài) B．起跳過程的平均速度比離地上升到最高點過程的平均速度大 C．起跳過程中運動員對地面的壓力為960 N D．從開始

15、起跳到雙腳落地需要1.05 s 【答案】AD 【解析】AC、運動員離開地面后做豎直上拋運動，根據(jù)可知；在起跳過程中可視為勻加速直線運動，加速度方向豎直向上，所以運動員起跳過程處于超重狀態(tài)，根據(jù)速度位移公式可知，解得，對運動員根據(jù)牛頓第二定律可知，解得，根據(jù)牛頓第三定律可知，對地面的壓力為1 560 N，故選項A正確，C錯誤；B、在起跳過程中做勻加速直線運動，起跳過程的平均速度，運動員離開地面后做豎直上拋運動，離地上升到最高點過程的平均速度，故選項B錯誤；D、起跳過程運動的時間，起跳后運動的時間，故運動的總時間，故選項D正確。 11．（2019·遼寧省沈陽市高三三模）根據(jù)動滑輪省力的特點設(shè)

16、計如圖甲所示裝置（滑輪質(zhì)量、摩擦均不計）。質(zhì)量為2 kg的物體在豎直向上的拉力F作用下由靜止開始向上做勻加速運動，其速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知（取g=10 m/s2） A．物體加速度大小為0.5 m/s2 B．拉力F的大小為12 N C．2 s末拉力F的功率大小為96 W D．2 s內(nèi)拉力F做的功為48 J 【答案】BC 【解析】A、根據(jù)v–t圖象知加速度，故A錯誤；B、牛頓第二定律得，2F–mg=ma，解得，故B正確；C、2 s末物體的速度v=4 m/s，則F的功率P=Fv′=2Fv=12×8 W=96 W，故C正確；D、物體在2 s內(nèi)的位移；則拉力作用點的位移

17、x=8 m，則拉力F做功的大小為W=Fx=12×8 J=96 J，故D錯誤。故選BC。 12．（2019·湖南省懷化市高三統(tǒng)一模擬）如圖所示，質(zhì)量為M=2 kg、長為L=1.5 m的木板靜止在光滑的水平面上，木板上右端放著一可視為質(zhì)點的小滑塊，小滑塊的質(zhì)量為m=1 kg，小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為=0.2。若用水不拉力F作用在木板上，取g=10 m/s2，則下列說法正確的是 A．F=8 N時，小滑塊與木板保持相對靜止 B．F=10 N時，小滑塊與木板發(fā)生相對滑動 C．F=12 N時，小滑塊從木板上滑下所需的時間為2 s D．F=12 N時，小滑塊從木板上滑下時木板的動量大小為

18、10 kg·m/s 【答案】BD 【解析】以小滑塊為研究對象，由牛頓第二定律，得小滑塊的最大加速度為，以整體為研究對象，小滑塊在木板上滑動時的最小拉力為，A項錯誤，B項正確；若，則木板的加速度大小為，由得小滑塊從木板上滑下所需的時間為，C項錯誤；小滑塊從木板上滑下時，木板的動量大小為，D項正確。 13．（2019·江蘇省丹陽市丹陽高級中學(xué)高三模擬）溜索是一種古老的渡河工具，現(xiàn)已演變?yōu)橛螛讽椖?。如圖所示，滑輪、保險繩索與人體連接，粗鋼索兩端連接在固定樁上。人從高處平臺的A點出發(fā)，借助幾十米的落差，沿鋼索順勢而下，滑過最低點C，到達(dá)B點時速度為零。下列說法中正確的有 A．人滑到C點時速

19、度最大 B．人從A滑到C的過程中，重力的功率先增大后減小 C．人滑到C點時的加速度方向豎直向上 D．鋼索對左側(cè)固定樁的拉力小于對右側(cè)固定樁的拉力 【答案】BD 【解析】人滑到C點時，對人進(jìn)行受力分析，人和滑輪整體受到重力、鋼索的拉力和滑動摩擦力，受力分析如圖所示： 如果鋼索光滑，則在C點速度最大；考慮摩擦力作用，則摩擦力切線方向的分量和兩繩拉力沿切線方向分量合力為0的位置速度最大，則此時C點的速度不是最大，故A錯誤；人從A滑到C的過程中，根據(jù)，開始時速度為0，重力的瞬時功率為0，中間過程重力的功率不為0，到C點時重力方向與速度方向垂直，重力的瞬時功率為0，故人從A到C的過程中，重力的功率先增大后減小，故B正確；人滑到C點時由于有沿切線方向的摩擦力，所以人滑到C點時合力方向不再沿豎直向上，故C錯誤；如果沒有摩擦力，鋼索對左側(cè)固定樁的拉力與對右側(cè)固定樁的拉力相等；人從A滑到C的過程中，鋼索對人有向右的摩擦力，則右邊的鋼索會受到人對它向左的摩擦力，因此右側(cè)鋼索對固定樁的拉力大，所以鋼索對左側(cè)固定樁的拉力小于對右側(cè)固定樁的拉力，故D正確。 10