十年高考真题分类汇编20102019物理专题04牛顿运动定律的应用解析教师版

十年高考真题分类汇编(2010－2019)物理专题04牛顿运动定律的应用选择题1.(2019•海南卷•T5)如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为µ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为A.2FmgB.13FmgC.13FmgD.13F【答案】D【解析】根据牛顿第二定律，对PQ的整体:F－µ·3mg＝3ma；对物体P:T－µmg＝ma；解得13TF，故选D.2.(2018·新课标I卷)如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是【答案】A【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。由牛顿运动定律，F-mg+F弹=ma，F弹=k(x0-x),kx0=mg，联立解得F=ma+kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。3.(2012·海南卷)根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它所受作用力中任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比【答案】D【解析】根据牛顿第二定律得知：物体加速度的大小跟质量成反比，与速度无关，故A错误；力是产生加速度的原因，只要有力，就产生加速度，力与加速度是瞬时对应的关系，故B错误；物体加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，而不是跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比，故C错误；当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，根据牛顿第二定律F=ma可知，物体水平加速度大小与其质量成反比。故D正确。故选D4.(2014·北京卷)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.受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B.受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】D【解析】受托物体向上运动，开始阶段一定先向上加速，加速度向上，物体处于超重状态，但后面的运动是不确定的，可以是加速的，减速的，也可以是匀速的，不一定处于超重状态，A、B均错误；物体离开手的瞬间或之后，物体的加速度等于重力加速度，C错误；在物体离开手的瞬间，手的速度变化一定比物体快，所以其加速度一定大于物体的加速度，即大于重力加速度，D正确。5.(2011·上海卷)如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力A.小于NB.等于NC.等于N+FD.大于N+F【答案】D【解析】以箱子和a合在一起为研究对象，设其质量为M，剪断连接球b的细线前，则N=Mg－F+Fe，其中Fe表示b对a的库仑力，也即为b对a和箱子整体的库仑力；剪断连接球b的细线后，则N’=Mg+Fe’，又由于在球b上升过程中库仑力变大(距离变近)，所以N’N+F，所以D正确；6.(2016·上海卷)如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的A.OA方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向【答案】D【解析】据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则三者属于同一整体，根据整体法和隔离法的关系分析可知，球和小车的加速度相同，所以球的加速度也应该向右，故选项D正确。7.(2012·新课标全国卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力作用，物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动【答案】AD【解析】任何物体都有保持原来运动状态的性质，叫着惯性，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，故A正确；没有力作用，物体可以做匀速直线运动，故B错误；惯性是保持原来运动状态的性质，圆周运动速度是改变的，故C错误；运动的物体在不受力时，将保持匀速直线运动，故D正确；故选AD。8.(2016·全国新课标卷Ⅰ)一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变【答案】BC【解析】因为原来质点做匀速直线运动，合外力为0，现在施加一恒力，质点所受的合力就是这个恒力，所以质点可能做匀变速直线运动，也有可能做匀变速曲线运动，这个过程中加速度不变，速度的变化率不变。但若做匀变速曲线运动，单位时间内速率的变化量是变化的。故C正确，D错误。若做匀变速曲线运动，则质点速度的方向不会总是与该恒力的方向相同，故A错误；不管做匀变速直线运动，还是做匀变速曲线运动，质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直，故B正确。9.(2011·山东卷)如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间A.Ffa大小不变B.Ffa方向改变C.Ffb仍然为零D.Ffb方向向右【答案】AD【解析】将右侧细绳剪断，则剪断瞬间，弹簧的弹力的大小不变，速度不能突变，故b仍静止，弹簧对木块b作用力方向向左，所以b所受摩擦力Ffb方向应该向右；由于弹簧弹力不能发生突变，剪断瞬间，弹簧弹力不变，a的受力的情况不变，所受摩擦力也不变，所以选项AD正确。10.(2015·海南卷·T8)如图所示，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；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为△l1和△l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间A.a1=3gB.a1=0C.△l1=2△l2D.△l1=△l2【答案】AC【解析】设物体的质量为m，剪断细绳的瞬间，绳子的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细绳的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力T1，剪断前对bc和弹簧组成的整体分析可知12Tmg，故a受到的合力123FmgTmgmgmg，故加速度13Fagm，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为T2，则2Tmg，根据胡克定律Fkx可得122ll，C正确，D错误。11.(2014·浙江卷)如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是A.B.C.D.【答案】C【解析】对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故C正确，A、B、D错误。故选C。12.(2016·海南卷)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0～5s、5～10s、10～15s内F的大小分别为F1、F2和F3，则A.F1F2B.F2F3C.F1F3D.F1=F3【答案】A【解析】由v－t图象可知，0～5s内加速度a1=0.2m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsinθ－f－F1=ma1，F1=mgsinθ－f－0.2m；5～10s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsinθ－f－F2=ma2，F2=mgsinθ－f；10～15s内加速度a3=－0.2m/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有mgsinθ－f－F3=ma3，F3=mgsinθ－f+0.2m。故可得：F3F2F1，选项A正确。13.(2013·浙江卷)如图所示，水平板上有质量m=1.0kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是A.5s内拉力对物块做功为零B.4s末物块所受合力大小为4.0NC.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D.6s-9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2【答案】D【解析】根据图像，最大静摩擦力为4N。4s后，物体受到拉力为F大于4N，开始运动，所以5s内拉力做功不为零，A错误；4s末，物体所受合力为零，B错误；物体所说滑动摩擦力为Ff=3N，质量m＝1.0kg，根据滑动摩擦力公式求出物体与长木板间的动摩擦因数0.3fFFmg，C选项错误；6－9s内，物体的加速度22.0/fFFamsm，D正确。14.(2013·重庆卷)图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应题4图2中的A.①、②和③B.③、②和①C.②、③和①D.③、①和②【答案】B【解析】小球对斜面的压力F＝mgcosθ，该压力的最大值为Fmax＝mg，所以压力与其最大值的比值y＝cosθ，压力的y－θ图象对应图线③；小球运动的加速度a＝gsinθ，其最大值amax＝g，所以该加速度与其最大值的比值y＝sinθ，其y－θ图象对应图线②；重力加速度g始终恒定不变，其对应的y=l，所以重力加速度的y－θ图象对应于图线①。本题答案为B。15.(2014·重庆卷)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的vt图像可能正确的是【答案】D【解析】竖直上抛运动不受空气阻力，做向上匀减速直线运动至最高点再向下自由落体运动，v－t图象时倾斜向下的直线，四个选项均正确表示；考虑阻力f＝kv的上抛运动，上升中=mgkvam上，随着v减小，a上减小，对应v－t图象的斜率减小，选项A错误。下降中=mgkvam下，随着随着v增大，a下继续减小。而在最高点时v＝0，a＝g，对应v－t图与t轴的交点，其斜率应该等于g(此时与竖直上抛的最高点相同的加速度)，即过交点的切线应该与竖直上抛运动的直线平行，只有D选项满足。故选D。16.(2014·安徽卷)如右图，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零。对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是【答案】B【解析】由题意知，在下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得：－mgsinθ＋µmgcosθ＝ma，故加速度保持不变，物块做匀减速运动，所以C、D错误；根据匀变速运动的规律2012xvtat，可得B正确；下降的高度h=xsinθ，所以A错误。17.(2012·江苏卷)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是【答案】C【解析】由fkv，0vvat，mafmg得到0/akvmgmkt（）（），所以