【备战2022】高考物理复习 2022年模拟题汇编（2）专题三 牛顿运动定律

2022高考物理复习2022届模拟题汇编（2）专题三牛顿运动定律1．（2022四川资阳诊断）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α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C．系统的加速度为a=gtanαD．推力F=Mgtanα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。小球所受合外力为mgtanα，加速度为a=gtanα，推力F=(m+M)gtanα,，选项C正确D错误。2．（2022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BAF图23．（2022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与水平桌面间的摩擦力为f2不变，选项B正确。11\n图5BA4．（2022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.（2022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：BC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.（2022四川绵阳一诊）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，11\n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；7．(2022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．(2022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fm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．(2022上海徐汇测试)质量为50kg的消防员两脚各用750N水平蹬力，恰在两竖直墙之间匀速下滑，在离地面6m处改做匀减速运动，经过2s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)（）（A）900N，（B）925N，（C）950N，（D）975N。答案：D解析：恰在两竖直墙之间匀速下滑，2μF1=mg，解得μ=1/3；由s=at2得a=3m/s2。设两脚的水平蹬力至少为F，则有2μF-mg=ma，解得F=975N.10．（2022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μ。.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ11\n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B．mg，斜向左上方C．mgtanθ，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=gtanθ。小车对物块B向右的静摩擦力为f=ma=mgtanθ。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。11．（2022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)（2022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μ=0.50，不计空气阻力，重力加速度g=10m／s2．斜坡倾角θ=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?11\n12.（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）（1分）（1分）解得a=g(sinθ-μcosθ)=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=μg=0.50×10m/s2=5m/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）13.(14分）（2022河南三市联考）如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=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θ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。(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当θ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θ=30°时，小木块恰好能沿着木板匀速下滑。mgsinθ=f，f=μmgcosθ11\n联立解得：μ=。（2）对于小物块沿木板向上滑行，由动能定理，-mgsinθ·s-μmgcosθ·s=0-mv22，解得s=。令a=sinθ+μcosθ=（sinθ+μcosθ）设cosα=，则a=sin(α+θ)当α+θ=π/2时，a存在最大值am==2。即sinθ=cosα==，θ=60°时，s最小。对应的最小值s==5m。19．(16)（2022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μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/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μ1应满足的条件。(2)若μ1=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μ1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）11\n若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得（2分）代入数据得0.35≤μ1＜0.5（2分）（2）若μ1=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，解得：a1=4m/s2（1分）由达B板时的速度v1=4m/s。（1分）在A板上滑动时间由解得t1=0.5s。（1分）滑块滑上B板时B运动，由a2=m/s2。（1分）速度相同时a2t2=v1-a1t2，解得t2=s。（1分）相对位移（1分）物块与板B能达到共同速度：v共=a2t2=m/s。（1分）然后一起相对静止的一起减速：a共=2m/s2（1分）（1分）（1分）注：计算过程中表达正确即给分，数值只看最后结果。图15甲50002500F/Nt/s3.64.24.85.46.06.66.88.49.41112乙16．（10分）（2022北京海淀期中）图15甲是2022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11\n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=40m/s2……………………1分（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H==m=3.2m………………………………………2分图13θF13．（8分）（2022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θ=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。11\n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μ，因为金属块匀速运动，所以有Fcosθ=μN…………………………………………………1分mg=Fsinθ+N……………………………………………………1分解得：……………………………2分（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，μmg=ma………………………………………1分……………………………………………………1分解得：x=2.5m…………………………………………2分13.（8分）（2022安徽皖南八校联考）在倾角为θ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μ，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=2.0kg，θ=53°,g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，从静止下滑的速度图象如图所示的曲线．图中直线是t=0时的速度图线的切线．由此求出kS乘积和μ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，mgsinθ-μmgsinθ-kSv=ma，解得a=gsinθ-μgsinθ-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；gsinθ-μgsinθ=5m/s2，解得μ=0.5.v=4m/s，a=0.gsinθ-μgsinθ-kSv/m=0.，解得kS=2.5kg/s。11\n17．（2022沈阳二中测试）如图所示，质量m＝2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20m．用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2s拉至B处．(已知cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.取g＝10m/s2)(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；(2)用大小为30N，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)物体做匀加速运动，则L＝a0t解得a0＝＝10m/s2——1分由牛顿第二定律，有F－f＝ma0由f＝μFN＝μmg，——2分μ＝＝0.5——1分(2)设F作用的最短时间为t，小车先以大小为a的加速度匀加速t，撤去外力后，以大小为a′的加速度匀减速t′到达B处，速度恰为0，由牛顿第二定律，有Fcos37°－μ(mg－Fsin37°)＝ma——2分解得a＝－μg＝11.5m/s2——1分a′＝＝μg＝5m/s2——1分由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有at＝a′t′——2分∴t′＝t＝t＝2.3tL＝at2＋a′t′2——2分t＝＝＝1s。11\nBA16．（2022沈阳二中测试）一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）．在圆管中有两个直径比细管内径略小的小球（可视为质点）．A球的质量为m1，B球的质量为m2．它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0．设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与v0应满足的关系式。16．解：A球通过圆管最低点时，圆管对球的压力竖直向上，所以球对圆管的压力竖直向下．若要此时两球作用于圆管的合力为零，B球对圆管的压力一定是竖直向上的，所以圆管对B球的压力一定是竖直向下的．由机械能守恒定律，B球通过圆管最高点时的速度v满足方程——2分根据牛顿运动定律对于A球，——2分对于B球，——2分又N1=N2——2分解得——2分11