高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題11 牛頓第二定律（測）（ 含解析）1

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專題11 牛頓第二定律（測） 【滿分：110分 時間：90分鐘】 一、選擇題(本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中. 1~8題只有一項符合題目要求； 9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。) 1．在下面的物理量和單位中： （ ） ①密度 ②牛 ③米/秒 ④加速度 ⑤長度 ⑥質(zhì)量 ⑦千克 ⑧時間 A. 屬于國際單位制中基本單位的是①⑤⑥⑧ B.屬于國際單位制中基本單位的是⑦ C.屬于國際單位的是②③⑦ D.屬于國際單位的是④⑤⑥ 【答案】BC 【名師點睛】此題考查國際單位制；要知道屬于國際單位基本物理量的有長度、時間和質(zhì)量，所對應(yīng)的單位是米、秒和千克，所以要分清什么是物理量和物理量的單位；除國際單位制的基本單位外，其它的單位都是國際單位制的導(dǎo)出單位. 2．一物體質(zhì)量為，放在斜面上靜止，受一沿斜面向上的力作用，產(chǎn)生沿斜面向上的加速度，若將此沿斜面上的力的F的大小變?yōu)?，其他條件不變，則物體加速度將： （ ） A. 大于 B. 在與之間 C. 等于 D. 等于 【答案】A 【解析】物體質(zhì)量為m，放在斜面上靜止，說明物體與斜面之間由摩擦力，設(shè)摩擦系數(shù)為μ，當(dāng)力施加力F后，由牛頓第二定律得：F-mgsinθ-μmgcosθ=ma，得：a=-gsinθ-μgcosθ， 當(dāng)F的大小變?yōu)?F時，設(shè)此時的加速度是a′，由牛頓第二定律得：3F-mgsinθ-μmgcosθ=ma′，得：a′=-gsinθ-μgcosθ，a′-3a=（-gsinθ-ugcosθ）-3（-gsinθ-μgcosθ）=2gsinθ+2μgcosθ＞0，故a′＞3a，選項A正確。 【名師點睛】本題需要讀懂題目的意思，在平時的學(xué)習(xí)當(dāng)中要注意運動情況的分析．分別求出兩種狀態(tài)下加速度的大小，然后比較大小即可． 3．如圖，一截面為橢圓形的容器內(nèi)壁光滑其質(zhì)量為M，置于光滑水平面上，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小球，當(dāng)容器受到一個水平向右的力F作用時，小球偏離平衡位置如圖，則由此可知，此時小球?qū)E圓面的壓力大小為： （ ） A．B． C．D．條件不足，以上答案均不對 【答案】B 【名師點睛】本題是連接體問題，兩個物體的加速度相同，采用整體法和隔離法相結(jié)合進(jìn)行研究．先以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，再對小球研究，求出橢圓面對小球的支持力大小，由牛頓第三定律得到小球?qū)E圓面的壓力大?。? 4．一根輕彈簧的下端掛一重物，上端用手牽引使重物向下做勻速直線運動，從手突然停止到物體下降到最低點的過程中，重物的加速度的數(shù)值將： （ ） A．逐漸減小 B．逐漸增大 C．先減小后增大 D．先增大再減小 【答案】B 【解析】物體勻速運動過程，彈簧對物體的彈力與重力二力平衡，手突然停止運動后，物體由于慣性繼續(xù)下降，彈簧伸長量變大，彈力變大，故重力與彈力的合力變大，根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度變大，故選項B正確，選項ACD錯誤。 【名師點睛】解決本題首先要明確物體靠慣性運動，力是改變速度的原因，其次要明確彈力變小導(dǎo)致合力的變化情況，由題意知道，物體先勻速下降，拉力等于重力，手突然停止運動后，物體由于慣性繼續(xù)下降，彈力變大，合力變大且向上，故物體做加速度不斷變大的減速運動。 5．粗糙水平面上的物體在水平拉力F作用下做勻加速直線運動，現(xiàn)使F不斷減小，則在滑動過程中： （ ） A．物體的加速度不斷減小，速度不斷增大 B．物體的加速度不斷增大，速度不斷減小 C．物體的加速度先變大再變小，速度先變小再變大 D．物體的加速度先變小再變大，速度先變大再變小 【答案】D 【名師點晴】首先我們假定物體向右運動的，拉力也是向右的，合外力向右，加速度向右，拉力減小，加速度也減小，但是加速度的方向與物體的運動方向一致，所以物體的速度不斷增大，相比較而言，比原來增大的慢了一些，但是是增大的。 6．如圖，豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上放置一質(zhì)量1kg的物體A，處于靜止?fàn)顟B(tài)，若將一質(zhì)量為3kg的物體B豎直向下輕放在A上的一瞬間，則B對A的壓]力大小為（g＝10m／s2）： （ ） A．30N B．0 C． D． 【答案】C 【解析】初始時刻，彈簧的彈力等于A的重力，即F=mAg=10N．將一個質(zhì)量為3kg的物體B豎直向下輕放在A上的一瞬間，整體的加速度；隔離對B分析，mBg-N=mBa，解得N=mBg-mBa=7.5N．故C正確． 【名師點睛】此題考查了牛頓第二定律的應(yīng)用以及整體及隔離法的應(yīng)用問題；解決本題的關(guān)鍵能夠正確地選擇研究對象，并且受力分析，運用牛頓第二定律進(jìn)行求解，掌握整體法和隔離法的運用；此題是中等題，考查基本方法. 7．如圖所示，在傾角為θ的固定斜面上有兩個靠在一起的物體A、B，兩物體與斜面的動摩擦因數(shù)μ相同，用平行斜面的恒力F向上推物體A使兩物體沿斜面向上做勻加速運動，且B對A的壓力平行于斜面，在則下列說法中正確的是： （ ） ] A．只減小A的質(zhì)量，B對A的壓力大小不變． B．只減小B的質(zhì)量，B對A的壓力大小會增大． C．只減小斜面的傾角，B對A 的壓力大小不變． D．只減小兩物體與斜面的動摩擦因數(shù)μ，B對A 的壓力會增大． 【答案】C 【名師點睛】以兩物體組成的系統(tǒng)為研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度，然后以B為研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求出B與A間的作用力，然后根據(jù)該作用力的表達(dá)式分析答題。 8．如圖所示，兩個完全相同的輕彈簧，一端均固定在水平面上，另一端均與質(zhì)量為的小球相連；輕桿一端固定在天花板上，另一端與小球相連。三者互成角，且兩個彈簧的彈力大小均為。如果將輕桿突然剪斷，則剪斷瞬間小球的加速度大小可能為： （ ） A、 B、 C、 D、 【答案】A 【解析】小球受兩根彈簧的彈力、重力以及輕桿的作用力處于平衡狀態(tài)，其中彈簧對小球的作用力均為，夾角為，故彈簧對小球的作用力的合力為；若彈簧處于伸長，剪斷瞬間時，彈簧的彈力不變，兩彈簧合力向下，則重力、兩彈簧拉力的合力為，加速度為，方向向下，若彈簧處于壓縮，剪斷瞬間是，彈簧的彈力不變，兩彈簧合力向上，與重力平衡，合力為零，則加速度為0，故A、正確，B、C、D錯誤。 【名師點睛】掌握力的特點，是正確分析受力的基礎(chǔ)和依據(jù)．要想熟練掌握，還需要通過一定量的練習(xí)，不斷加深對物體運動規(guī)律的認(rèn)識，反復(fù)體會方法，總結(jié)技巧才能達(dá)到。 9．如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為0.3，當(dāng)物體運動的速度為10 m/s時，給物體施加一個與速度方向相反的大小為F＝2 N的恒力，在此恒力作用下(取g＝10 m/s2) ： （ ） A．物體經(jīng)10 s速度減為零 B．物體經(jīng)2 s速度減為零 C．物體速度減為零后將保持靜止 D．物體速度減為零后將向右運動 【答案】BC 【名師點睛】本題分析物體的運動情況和受力情況是解題的關(guān)鍵，運用牛頓第二定律和運動學(xué)公式研究物體運動時間，根據(jù)恒力與最大靜摩擦力的關(guān)系，判斷物體的速度為零后的狀態(tài)。 10．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的左端固定在墻上，右端與置于水平面上質(zhì)量為 m的物體接觸（為連接），用水平力F緩慢推動物體到位置A，物體靜止后，撤去F，物體開始向右運動，在位置O（彈簧原長位置）離開彈簧后，繼續(xù)運動到最遠(yuǎn)位置B。已知AO=，OB=，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則： （ ） A、在AO段，物體的速度一直增大] B、物體在AO段與OB段的速度變化量相等 C、在AO段，物體的加速度先減小后增大 D、物體做勻減速運動的時間為 【答案】CD 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵會根據(jù)物體的受力分析物體的運動規(guī)律，知道加速度的方向與合力的方向相同，當(dāng)加速度方向與速度方向相同，物體做加速運動，當(dāng)加速度方向與速度方向相反，物體做減速運動。 11．如圖所示，傾角α=53的光滑斜面體上有一個小球m=1kg被平行于斜面的細(xì)繩系于斜面上，斜面體在水平面上沿直線運動，不計空氣阻力，g=10m/s2，已知：sin53=0.8，cos53=0.6，則下列說法正確的是： （ ） A．若斜面體勻速運動，小球?qū)π泵嬉欢ㄓ袎毫? B．若斜面體向左勻加速運動的加速度為12m/s2，小球?qū)?xì)繩一定有拉力 C．要使小球?qū)π泵鏌o壓力，斜面體一定向右加速運動 D．若斜面體以10m/s2的加速度向右做勻加速運動，細(xì)繩與豎直方向的夾角一定為60 【答案】ABD 【解析】若斜面體勻速運動，小球也做勻速運動，則小球受力平衡，小球受重力和繩子的拉力及斜面對小球的支持力，這三個力合力為零，所以小球?qū)π泵嬉欢ㄓ袎毫?，故A正確；若繩子沒有拉力，則小球只受重力和支持力，，所以繩子對小球肯定有拉力，即小球?qū)?xì)繩也一定有拉力，故B正確；若小球?qū)π泵鏌o壓力，小球只受重力和繩子的拉力，加速度方向水平向右，則斜面體的加速度也水平向右，可以向右加速，也可以向左減速，故C錯誤；當(dāng)斜面對小球剛好沒有支持力時，對小球進(jìn)行受力分析，此時小球的加速度為：，則在加速度下小球已經(jīng)脫離斜面體，設(shè)此時細(xì)繩與豎直方向的夾角為，，解得：，所以，故D正確。 【名師點睛】解答本題時要先求出繩子恰好沒有拉力和斜面體對小球恰好沒有支持力時的小球加速度，再跟題中所給的加速度進(jìn)行比較以確定小球所處的狀態(tài)，關(guān)鍵是對小球的受力分析。 12．中國男子漢許帥軍2014年1月2日駕熱氣球飛近釣魚島后安全歸來。在某次飛行訓(xùn)練中，熱氣球剛開始從地面豎直上升時，加速度為0.5 m/s2，當(dāng)上升到180 m時，開始以5 m/s的速度勻速上升。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變，上升過程中熱氣球總質(zhì)量460 kg保持不變，重力加速度g＝10 m/s2。關(guān)于熱氣球，下列說法正確的是： （ ） A．加速上升過程中所受空氣阻力保持不變 B．所受浮力大小為4830 N C．從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/s D．以5 m/s勻速上升時所受空氣阻力大小為230 N 【答案】BD 【名師點睛】本題是牛頓第二定律的應(yīng)用問題；解題的關(guān)鍵是明確氣球做加速度不斷減小的加速運動，當(dāng)加速度減為零時，速度達(dá)到最大；然后根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律列式求解；此題是常規(guī)題，考查學(xué)生基本規(guī)律的運用能力. 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分）從地面以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物體。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g.求： （1）物體上升的最大高度h. （2）物體在空中飛行的時間t和落回地面的速率v. 【答案】（1）（2）； 【解析】在上升的過程中，對物體受力分析由牛頓第二定律可得，mg+f=ma1， 所以上升時的加速度為，加速度的方向與初速度的方向相反，即豎直向下， 【名師點睛】此題是牛頓第二定律的應(yīng)用問題；解題時要求解物體上升和下降過程中的加速度；注意在上升和下降的過程中，小球受到的摩擦力的方向是不同的，根據(jù)小球的受力，由牛頓第二定律求得加速度的大小，根據(jù)運動學(xué)的規(guī)律求解即可。 14．（10分）如圖，小球甲從傾角θ＝30的光滑斜面上高h(yuǎn)＝5 cm的A點由靜止釋放，同時小球乙自C點以速度v0＝0.2 m/s沿光滑水平面向左勻速運動，C點與斜面底端B處的距離L＝0.6 m，甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圓弧平穩(wěn)地朝乙追去，求甲釋放后經(jīng)過多長時間t剛好追上乙？(取g＝10 m/s2)。 【答案】t＝1s 【解析】設(shè)小球甲在光滑斜面上運動的加速度為a，運動時間為t1，運動到B處時的速度為v1，] 則：ma＝mgsin30即a＝5m/s2 由解得：t1＝0.2s v1＝at1＝1m/s v0t＋L＝v1（t－t1） 代入數(shù)據(jù)解得：t＝1s 【名師點睛】連接牛頓第二定律與運動學(xué)公式的紐帶就是加速度，所以在做這一類問題時，特別又是多過程問題時，先弄清楚每個過程中的運動性質(zhì)，根據(jù)牛頓第二定律求加速度然后根據(jù)加速度用運動學(xué)公式解題或者根據(jù)運動學(xué)公式求解加速度然后根據(jù)加速度利用牛頓第二定律求解力。 15．（15分）如圖所示，一個質(zhì)量為M長為L的圓管豎直放置，頂端塞有一個可看為質(zhì)點質(zhì)量為m的彈性小球，M=4m，球和管間的滑動摩擦力和最大靜摩擦力大小均為4mg。管從下端距地面H處自由落下，運動過程中，管始終保持豎直，每次落地后向上彈起的速度與落地時速度大小相等，不計空氣阻力，重力加速度為g。求： （1）管第一次落地彈起瞬間管和球的加速度大小和方向； （2）管第一次落地彈起后，若球沒有從管中滑出，L至少多長。 【答案】（1）管的加速度方向向下，球的加速度方向向上 （2） （2）（9分）球與管第一次碰地時速度 碰地后管的速度，方向向上；球的速度，方向向下 。 若球剛好沒有從管中滑出，設(shè)經(jīng)過時間t，球管速度v相同，取向上為正方向 則有 ] 管從彈起經(jīng)t1這段時間上升的高度為 球上升的高度 【名師點睛】根據(jù)求出圓管底端落地前瞬間的速度．根據(jù)牛頓第二定律分別求出管反彈后，球和管的加速度，從而得知球相對于管的加速度，以管為參考系，根據(jù)速度位移公式求出球相對于管靜止時的相對位移，即可求解；本題的難點在于管和球的運動情況難于判斷，關(guān)鍵通過計算理清球和管的運動規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運動學(xué)公式進(jìn)行求解。 16．（15分）如圖所示，一足夠長的固定光滑斜面傾角=37，兩物塊A、B的質(zhì)量1kg、4kg。兩物塊之間的輕繩長L=0.5m，輕繩可承受的最大拉力為T=12N，對B施加一沿斜面向上的力 F，使A、B由靜止開始一起向上運動，力F逐漸增大， g取10m/s2（sin37=0.6，cos37=0.8）。 （1）若某一時刻輕繩被拉斷，求此時外力F的大??； （2）若輕繩拉斷瞬間A、B的速度為3m/s，繩斷后保持外力F不變，求當(dāng)A運動到最高點時，A、B之間的距離。 【答案】（1）；（2） 所以兩者間距為： ，代入數(shù)據(jù)解得：。 【名師點睛】本題應(yīng)用牛頓定律解決兩類基本問題為命題背景考查學(xué)生的推理能力和分析綜合能力，關(guān)鍵理清物體的運動規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運動學(xué)公式進(jìn)行求解。