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?。辉跍p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

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