五年(2017-2021)高考物理真题分项详解 专题08 直线运动、牛顿定律(含解析)

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名称 五年(2017-2021)高考物理真题分项详解 专题08 直线运动、牛顿定律(含解析)
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科目 物理
更新时间 2021-06-15 17:20:09

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高考物理真题分项详解——专题08 直线运动、牛顿定律
一.单项选择题(共69小题)
1.(2021?河北)铯原子钟是精确的计时仪器。图1中铯原子从O点以100m/s的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直平面MN所用时间为t1;图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动,到达最高点Q再返回P点,整个过程所用时间为t2。O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2m。重力加速度取g=10m/s2;则t1:t2为(  )
A.100:1 B.1:100 C.1:200 D.200:1
2.(2021?浙江)2020年11月10日,我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m。“奋斗者”号照片如图所示,下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是(  )
3381375129540A.估算下降总时间时
B.用推进器使其转弯时
C.在海沟中穿越窄缝时
D.科学家在其舱内进行实验时
3.(2020?上海)钥匙从距离水面20m高的桥面自由落体,竹筏前端在钥匙下落瞬间正好位于它的正下方。该竹筏以2m/s的速度匀速前进,若钥匙可以落入竹筏中,不考虑竹筏的宽度,则竹筏至少长(  )
A.2m B.4m C.6m D.8m
4.(2020?浙江)如图所示,新中国成立70周年阅兵仪式上,国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架直升机,则(  )
415861515875A.以甲为参考系,乙是运动的
B.以乙为参考系,甲是运动的
C.以甲为参考系,坐在观众席上的观众都是静止的
D.以乙为参考系,“70”字样编队中所有直升机都是静止的
5.(2019?全国)甲、乙两车在一条平直公路上同向行驶,t=0时甲车在乙车前方4m处,它们的位3053715426720置x随时间t变化的关系如图所示。已知乙车做初速度不为零的匀加速运动。下列说法正确的是(  )
A.甲车的速度为6m/s
B.乙车的加速度为2m/s2
C.t=0时乙车的速度为2m/s
D.t=2s时甲、乙两车的速度相等
6.(2019?海南)汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶。前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为8m/s2.从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离为(  )
A.10m B.20m C.25m D.50m
7.(2019?新课标Ⅰ)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H.上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2.不计空气阻力,则满足(  )
A.1<<2 B.2<<3 C.3<<4 D.4<<5
8.(2019?上海)以下运动中加速度保持不变的是(  )
A.简谐振动 B.匀速圆周运动
C.竖直上抛运动 D.加速直线运动
9.(2019?上海)电影通过倒放演员从高处跳下的场景能模仿出他们轻松跳上高处的镜头,则从观众的视角看来速度变化(  )
A.低处比高处快,加速度向下 B.高处比低处快,加速度向上
C.低处比高处快,加速度向上 D.高处比低处快,加速度向下
10.(2019?浙江)下列陈述与事实相符的是(  )
A.牛顿测定了引力常量 B.法拉第发现了电流周围存在磁场
C.安培发现了静电荷间的相互作用规律 D.伽利略指出了力不是维持物体运动的原因
11.(2019?浙江)下列式子属于比值定义物理量的是(  )
A. B.a= C. D.
461010043434012.(2019?浙江)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移﹣时间图象如图所示,则在0~t1时间内(  )
A.甲的速度总比乙大 B.甲、乙位移相同
C.甲经过的路程比乙小 D.甲、乙均做加速运动
13.(2018?浙江)一辆汽车沿平直道路行驶,其v﹣t图象如图所示。在t=0到t=40s这段时间内,汽车的位移是(  )
A.0 B.30m C.750m D.1200m
14.(2018?上海)用来解释光电效应的科学家的理论是(  )
A.爱因斯坦的光子说 B.麦克斯韦电磁场理论
C.牛顿的微粒说 D.惠更斯的波动说
15.(2018?上海)有些物理量是过程量,有的是状态量,下面哪个是过程量。(  )
A.热量 B.内能 C.压强 D.体积
16.(2018?全国)一物体在水平地面上做匀变速直线运动,以s、v、a、t分别表示物体运动的位移速度、加速度和时间。则在下列描述其运动规律的图象中,可能正确的是(  )
A.B. C.D.
17.(2018?全国)一物体在水平面上由静止出发向右做直线运动,其v﹣t图象如图所示(  )
4341495121920A.物体在t3时刻回到了出发点
B.物体在t2时刻离出发点最远
C.物体在0~t2时间内向右运动,在t2~t3时间内向左运动
D.物体在0~t1时间内的加速度小于t1~t2时间内的加速度
18.(2018?海南)一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登,途中碰落了岩壁上的石块,石块自由下落。3s后攀岩者听到石块落地的声音,此时他离地面的高度约为(  )
A.10m B.30m C.50m D.70m
19.(2018?浙江)某驾驶员使用定速巡航,在高速公路上以时速110公里行驶了200公里。其中“时速110公里”、“行驶200公里”分别是指(  )
A.速度、位移 B.速度、路程 C.速率、位移 D.速率、路程
20.(2018?浙江)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是(  )
A.亚里士多德 B.伽利略 C.笛卡尔 D.牛顿
21.(2018?浙江)如图所示,竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过1m/s2.假定升降机到井口的速度为0,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是(  )
A.13s B.16s C.21s D.26s
22.(2017?浙江)获得2017年诺贝尔物理学奖的成果是(  )
A.牛顿发现了万有引力定律 B.卡文迪许测定了引力常量
C.爱因斯坦预言了引力波 D.雷纳?韦斯等探测到了引力波
23.(2017?浙江)如图所示,两位同学从滑道最高端的同一位置先后滑下,到达底端的同一位置,对于整个下滑过程,两同学的(  )
A.位移一定相同 B.时间一定相同
C.末速度一定相同 D.平均速度一定相同
24.(2017?浙江)汽车以10m/s 的速度在马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15m 处的斑马线上有行人,于是刹车礼让汽车恰好停在斑马线前,假设驾驶员反应时间为0.5s。汽车运动的v﹣t图如图所示,则汽车的加速度大小为(  )
A.20m/s2 B.6m/s2 C.4m/s2 D.5m/s2
25.(2017?浙江)杂技运动员在训练时的照片如图所示,有一小球自由落下,碰到地面后反弹,如此数次落下和反弹。若规定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力不计,则下面v﹣t图象中正确的是(  )
A. B.
C. D.
26.(2017?浙江)下列描述正确的是(  )
A.开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B.牛顿通过实验测出了万有引力常数
C.库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量 D.法拉第发现了电流的磁效应
515683531242027.(2017?浙江)拿一个长约1.5m的玻璃筒,一端封闭,另一端有开关,把金属片和小羽毛放到玻璃筒里,把玻璃筒倒过来,观察它们下落的情况,然后把玻璃筒里的空气抽出,再把玻璃筒倒立过来,再次观察它们下落的情况,下列说法正确的是(  )
A.玻璃筒充满空气时,金属片和小羽毛下落的一样快
B.玻璃筒充满空气时,金属片和小羽毛均做自由落体运动
C.玻璃筒抽出空气后,金属片和小羽毛下落一样快
D.玻璃筒抽出空气后,金属片比小羽毛下落快
28.(2021?河北)普朗克常量h=6.626×10﹣34J?s,光速为c,电子质量为me,则在国际单位制下的单位是(  )
A.J/s B.m C.J?m D.m/s
29.(2021?广东)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示。忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是(  )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
30.(2021?甲卷)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将(  )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
31.(2021?湖南)质量为M的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,A为半圆3556635670560的最低点,B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是(  )
A.推力F先增大后减小
B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C.墙面对凹槽的压力先增大后减小
D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
32.(2021?浙江)如图所示是我国自主研发的全自动无人值守望远镜,它安装在位于南极大陆的昆仑站,电力供应仅为1×103W。若用国际单位制基本单位的符号来表示W,正确的是(  )
A.N?s B.N?m/s C.kg?m/s D.kg?m2/s3
376999554864033.(2021?浙江)如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时(  )
A.小车只受重力、支持力作用
B.木板对小车的作用力方向水平向左
C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
34.(2020?全国)用两根长度相等的轻绳将一吊灯悬挂在天花板下,轻绳与竖直方向的夹角均为30°,绳的张力大小分别为T1和T2,如图(a)所示。现将其中一根绳的悬挂点移到竖直墙面上,绳沿水平方向张紧,另一根绳仍与竖直方向成30°夹角,两绳的张力大小分别为T1′和T2′,如图(b)所示。则(  )
A.T1′=T1,T2′=2T2 B.T1′=2T1,T2′=3T2
C.T1′=2T1,T2′=2T2 D.T1′=2T1,T2′=T2
35.(2020?全国)放置在水平粗糙地面上的一物体,t=0时在水平恒力F的作用下从静止开始运动,经过一段时间撤掉外力F,物体继续向前运动一段距离后停止。物体运动速度v与t的关系如图所示,则力F与物体所受摩擦力f大小比值为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
36.(2020?北京)在无风的环境里,某人在高处释放静止的篮球,篮球竖直下落:如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动(如图)再释放,则篮球在向下掉落过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是,转动的篮球在运动过程中除受重力外,还受到空气施加的阻力f1和偏转力f2.这两个力与篮球速度v的关系大致为:f1=k1v2,方向与篮球运动方向相反;f2=k2v,方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是(  )
A.k1、k2是与篮球转动角速度无关的常量
B.篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C.人站得足够高,落地前篮球有可能向上运动
D.释放条件合适,篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
37.(2020?江苏)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为(  )
A.F B. C. D.
457771533782038.(2020?浙江)如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面,质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着,当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时,氦气球对其有大小为mg、方向竖直向上的拉力作用,使其有“人类在月球上行走”的感觉,若将人视为质点,此时工作人员(  )
A.受到的重力大小为mg B.受到的合力大小为mg
C.对球面的压力大小为mg D.对球面的作用力大小为mg
355473072390039.(2020?山东)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图象如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是(  )
A.0~t1时间内,v增大,FN>mg
B.t1~t2时间内,v减小,FN<mg
C.t2~t3时间内,v增大,FN<mg
D.t2~t3时间内,v减小,FN>mg
361315047244040.(2020?浙江)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周有一定空间。当公交车(  )
A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动
B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动
C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动
41.(2020?山东)我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前,会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍,半径约为地球的0.5倍,地球表面的重力加速度大小为g,忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动,此过程中着陆器受到的制动力大小约为(  )
A.m(0.4g﹣) B.m(0.4g+)
C.m(0.2g﹣) D.m(0.2g+)
382333531940542.(2020?山东)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为(  )
A. B. C. D.
43.(2020?浙江)如图所示,一对父子掰手腕,父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F1,儿子对父亲的力记为F2,则(  )
A.F2>F1 B.F1和F2大小相等
C.F1先于F2产生 D.F1后于F2产生
44.(2019?全国)一质量为m的物体放在粗糙水平地面上。当用大小为F的水平恒力推物体时,物体的加速度大小为a;当水平恒力的大小变为时,物体的加速度大小(  )
A.仍然为a B.小于 C.等于 D.大于
45.(2019?全国)如图,两相同木块M、N放在水平地面上,质量均为m,它们与地面的动摩擦因数均为μ.M、N之间用不可伸长的轻绳连接。开始时两木块靠在一起,然后用水平向左的恒力F拉木块M(F>2μmg)。假定最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,则(  )
A.绳子拉直前,M所受的合外力为F﹣μmg
353377568580B.两木块一起运动时,绳中的张力小于
C.两木块一起运动时,M所受的合外力为F﹣μmg
D.两木块一起运动时,N所受的合外力为F﹣μmg
46.(2019?海南)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.F﹣2μmg B.F+μmg C.F﹣μmg D.F
47.(2019?江苏)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为(  )
A. B. C.Tsinα D.Tcosα
48.(2019?北京)国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。例如,由m和s可以导出速度单位m?s﹣1.历史上,曾用“米原器”定义米,用平均太阳日定义秒。但是,以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响,而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯﹣133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率△v=9192631770Hz定义s;1983年用真空中的光速c=299792458m?s﹣1定义m。2018年第26届国际计量大会决定,7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应△v,m对应c)。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是(  )
A.7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性
B.用真空中的光速c(m?s﹣1)定义m,因为长度l与速度v存在l=vt,而s已定义
C.用基本电荷e(C)定义安培(A),因为电荷量q与电流I存在I=q/t,而s已定义
D.因为普朗克常量h(J?s)的单位中没有kg,所以无法用它来定义质量单位
49.(2019?新课标Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度取10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1500N,则物块的质量最大为(  )
A.150kg B.100kg C.200kg D.200kg
50.(2019?新课标Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则(  )
A.F1=mg,F2=mg B.F1=mg,F2=mg
C.F1=mg,F2=mg D.F1=mg,F2=mg
51.(2019?上海)一只甲虫沿着树枝缓慢地从A点爬到B点,此过程中树枝对甲虫作用力大小(  )
A.变大 B.变小 C.保持不变 D.无法判断
382333598298052.(2019?浙江)如图所示,A、B、C为三个实心小球,A为铁球,B、C为木球。A、B两球分别连在两根弹簧上,C球连接在细线一端,弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部,该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断,则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力,ρ木<ρ水<ρ铁)(  )
A.A球将向上运动,B、C球将向下运动
B.A、B球将向上运动,C球不动
C.A球将向下运动,B球将向上运动,C球不动
D.A球将向上运动,B球将向下运动,C球不动
53.(2019?浙江)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是(  )
3350895144780A.小明与船之间存在摩擦力
B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C.杆对岸的力大于岸对杆的力
D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
54.(2019?浙江)下列物理量属于基本量且单位属于国际单位制中基本单位的是(  )
A.功/焦耳 B.质量/千克
C.电荷量/库仑 D.力/牛顿
55.(2019?浙江)如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则(  )
3488055114300A.杆对A环的支持力变大
B.B环对杆的摩擦力变小
C.杆对A环的力不变
D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大
56.(2018?新课标Ⅰ)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之间关系的图象可能正确的是(  )
A.B.C.D.
57.(2018?浙江)小明在观察如图所示的沙子堆积时,发现沙子会自然堆积成圆锥体,且在不断堆积过程中,材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。小明测出这堆沙子的底部周长为31.4m,利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为0.5,估算出这堆沙子的体积最接近(  )
A.60m3 B.200m3 C.250m3 D.500m3
58.(2018?上海)已知物体受三个力,其中两个力垂直,三个力大小相等,问是否可以三力平衡(  )
328231556515A.一定不能平衡
B.若能平衡则平衡条件和力的大小有关
C.若能平衡则平衡条件仅和角度有关
D.以上说法都不对
59.(2018?上海)4(T)乘以2(A)乘以3(m)是(  )
A.24W B.24J C.24V D.24N
60.(2018?浙江)用国际单位制的基本单位表示能量的单位,下列正确的是(  )
A.kg?m2/s2 B.kg?m/s2 C.N/m D.N?m
496633534290061.(2018?浙江)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F﹣t图象能反映体重计示数随时间变化的是(  )
A.B.C.D.
62.(2017?浙江)在国际单位制中,属于基本量及基本单位的是(  )
A.质量 千克 B.能量 焦耳 C.电阻 欧姆 D.电量 库仑
360997542672063.(2017?浙江)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示,质量均为m,相互接触,球与地面间的摩擦因数都是μ,则(  )
A.上方球与下方三个球间均没有弹力
B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C.水平地面对下方三个球的支持力均为
D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为
64.(2017?上海)一碗水置于火车车厢内的水平桌面上.当火车向右做匀减速运动时,水面形状接近于图(  )
A. B.
C. D.
65.(2017?海南)汽车紧急刹车后,停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止,在地面上留下的痕迹称为刹车线。由刹车线的长短可知汽车刹车前的速度。已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.80,测得刹车线长25m。汽车在刹车前的瞬间的速度大小为(重力加速度g取10m/s2)(  )
A.10m/s B.20m/s C.30m/s D.40m/s
66.(2017?新课标Ⅱ)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为(  )
A.2﹣ B. C. D.
67.(2017?浙江)重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作,当运动员竖直倒立保持静止状态时,两手臂对称支撑,夹角为θ,则(  )
3853815175260A.当θ=60°时,运动员单手对地面的正压力大小为
B.当θ=120°时,运动员单手对地面的正压力大小为G
C.当θ不同时,运动员受到的地面合力不同
D.当θ不同时,运动员与地面间的相互作用力不相等
386143547244068.(2017?浙江)重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下,以下说法正确的是(  )
A.在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变
B.自卸车车厢倾角越大,石块与车厢的动摩擦因数越小
C.自卸车车厢倾角越大,车厢与石块间的正压力减小
D.石块开始下滑时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力
69.(2017?浙江)下列物理量及对应的国际单位制单位符号,正确的是(  )
A.力,kg B.功率,J
C.电场强度,C/N D.电压,V
二.多选题(共10小题)
70.(2021?广东)赛龙舟是端午节的传统活动。下列v﹣t和s﹣t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有(  )
A.B.C.D.
71.(2018?新课标Ⅱ)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度﹣时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示,已知两车在t2时刻并排行驶,下列说法正确的是(  )
372427522860A.两车在t1时刻也并排行驶
B.在t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
72.(2018?新课标Ⅲ)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是(  )
3481705152400A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
73.(2021?乙卷)水平地面上有一质量为m1的长木板,木板的左端上有一质量为m2的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1,物块与木板间的动摩擦因数为μ2。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则(  )
A.F1=μ1m1g B.F2=(μ2﹣μ1)g
C.μ2>μ1 D.在0~t2时间段物块与木板加速度相等
403669576962074.(2020?海南)如图,在倾角为θ的光滑斜面上,有两个物块P和Q,质量分别为m1和m2,用与斜面平行的轻质弹簧相连接,在沿斜面向上的恒力F作用下,两物块一起向上做匀加速直线运动,则(  )
A.两物块一起运动的加速度大小为a=
B.弹簧的弹力大小为T=F
C.若只增大m2,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
D.若只增大θ,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
75.(2019?新课标Ⅲ)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2.由题给数据可以得出(  )
A.木板的质量为1kg B.2s~4s内,力F的大小为0.4N
C.0~2s内,力F的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
3472815118872076.(2019?新课标Ⅰ)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止,则在此过程中(  )
A.水平拉力的大小可能保持不变
B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
77.(2018?浙江)用国际单位制的单位表示电场强度的单位,下列正确的是(  )
A.N/C B.V/m
C.kg?m/(C?s2) D.kg?m/(A?s2)
78.(2017?海南)如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为μ.用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是(  )
433387538100A.若μ≠0,则k= B.若μ≠0,则k=
C.若μ=0,则k= D.若μ=0,则k=
348488084582079.(2017?天津)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是(  )
A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣服架悬挂点右移
三.填空题(共3小题)
80.(2017?上海)物体以25m/s的初速度做竖直上抛运动,经过   s到达最高点,它在第三秒内的位移为   m.(g取10m/s2)
81.(2019?天津)第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量h定义,“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为6.63×10﹣34,根据能量子定义,h的单位是   ,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示,则为   。
82.(2019?上海)在太空中测宇航员质量,测量仪器提供拉力、并测出宇航员的   ,根据   得出宇航员的质量。
四.实验题(共1小题)
83.(2018?新课标Ⅲ)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下:
(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。
(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间为   (用L、L1和g表示)。
(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm。乙的反应时间为   s.(结果保留2位有效数字)
(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议:   。
五.计算题(共13小题)
84.(2019?全国)一物体位于粗糙水平地面上的O点,在水平恒力F1作用下从静止开始运动。若经过时间T撤去力F1,则物体再经过时间3T停止运动。若经过时间T撤去力F1时,立即施加另一水平反向的恒力F2,则物体再经过时间T恰好开始反向运动,求物体从开始反向运动到返回O点经历的时间。
85.(2021?河北)如图,一滑雪道由AB和BC两段滑道组成,其中AB段倾角为θ,BC段水平,AB段和BC段由一小段光滑圆弧连接。一个质量为2kg的背包在滑道顶端A处由静止滑下,若1s后质量为48kg的滑雪者从顶端以1.5m/s的初速度、3m/s2的加速度匀加速追赶,恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起。背包与滑道的动摩擦因数为μ=,重力加速度取g=10m/s2,sinθ=,cosθ=,忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化。求:
315277522860(1)滑道AB段的长度;
(2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
86.(2020?上海)足够长的斜面与水平之间的倾角为37°,质量为2kg的物体静止在斜面底端,在平行于斜面上的外力F=24N的作用下沿斜面向上运动,经过2s后撤去外力F,物体与斜面间的滑动摩擦系数为0.5,且最大静摩擦力可近似等于滑动摩擦力。求:
(1)物体在斜面上向上滑行的时间;
(2)上行过程中撤去F前后,物体受到的摩擦力的做功之比k;
(3)在S﹣t图象中画出减速阶段的图象(t=0时,物体在S=0处);
3823335320040(4)分析说明为什么物体动能与势能相等的位置仅出现在物体沿斜面下滑的过程中,并求出该位置离斜面底端的距离L。
87.(2020?新课标Ⅰ)我国自主研制了运﹣20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用F=kv2描写,k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度。已知飞机质量为1.21×105kg时,起飞离地速度为66m/s;装载货物后质量为1.69×105kg,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1521m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
366331583820088.(2020?浙江)一个无风晴朗的冬日,小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道下滑,滑行54m后进入水平雪道,继续滑行40.5m后减速到零。已知小明和滑雪车的总质量为60kg,整个滑行过程用时10.5s,斜直雪道倾角为37°(sin37°=0.6)。求小明和滑雪车
(1)滑行过程中的最大速度vm的大小;
(2)在斜直雪道上滑行的时间t1;
(3)在斜直雪道上受到的平均阻力Ff的大小。
89.(2019?江苏)如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ.先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下。接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)A被敲击后获得的初速度大小vA;
(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB′;
3571875182880(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。
4211955103632090.(2018?全国)如图,水平地面上的薄木板A,质量为m,长度l0=1.5m;小物块B置于木板A的左端,质量mB=2mA.让A、B相对地面以相同的速度v0=9m/s开始运动。已知木板A与地面间的动摩擦因数为μ1=0.4,A和B之间的动摩擦因数为μ2=0.3,重力加速度g=10m/s2.求开始运动后,A、B分离的时间以及分离时两者速度的大小。
91.(2018?天津)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s。已知飞机质量m=7.0×104kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10m/s2.求飞机滑跑过程中
327469545720(1)加速度a的大小;
(2)牵引力的平均功率P。
92.(2018?浙江)可爱的企鹅喜欢在冰面上游玩,如图所示,有一企鹅在倾角为37°的斜面上,先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=0.8s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
3952875137160(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小;
(2)企鹅在冰面上滑动的加速度大小;
(3)企鹅退滑到出发点的速度大小。(计算结果可用根式表示)
3678555140081093.(2017?海南)一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端与质量为m的小物块a相连,如图所示,质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为x0,从t=0时开始,对b施加沿斜面向上的外力,使b始终做匀加速直线运动。经过段时间后,物块a、b分离;再经过同样长的时间,b距其出发点的距离恰好也为x0,弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物块b加速度的大小
(3)在物块a、b分离前,外力大小随位移变化的关系式。
94.(2017?新课标Ⅲ)如图,两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3m/s。A、B相遇时,A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2.求
3853815228600(1)B与木板相对静止时,木板的速度;
(2)A、B开始运动时,两者之间的距离。
95.(2017?新课标Ⅱ)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板:冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度为g。求
4158615121920(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;
(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。
96.(2017?浙江)游船从某码头沿直线行驶到湖对岸,小明对过程进行观测,记录数据如表:
运动过程
运动时间
运动状态
匀加速运动
0~40s
初速度v0=0,末速度v=4.2m/s
匀速运动
40s~640s
v=4.2m/s
匀减速运动
640s~720s
靠岸时的速度v1=0.2m/s
(1)求游船匀加速运动过程中加速度大小a1及位移大小x1;
(2)若游船和游客的总质量M=8000kg,求游船匀减速运动过程中所受的合力大小F;
4257675274320(3)求游船在整个行驶过程中的平均速度大小.
六.解答题(共3小题)
2924175120396097.(2020?浙江)如图1所示,有一质量m=200kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的F﹣t图线如图2所示,t=34s末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,求物件
(1)做匀减速运动的加速度大小和方向;
(2)匀速运动的速度大小;
(3)总位移的大小。
98.(2019?浙江)小明以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一个质量m=0.1kg的小皮球,最后在抛出点接住。假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的0.1倍。求小皮球
(1)上升的最大高度;
(2)从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功
(3)上升和下降的时间。
99.(2019?浙江)某砂场为提高运输效率,研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系,建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角θ=37°的直轨道AB,其下方右侧放置一水平传送带,直轨道末端B与传送带间距可近似为零,但允许砂粒通过。转轮半径R=0.4m、转轴间距L=2m的传送带以恒定的线速度逆时针转动,转轮最低点离地面的高度H=2.2m。现将一小物块放在距离传送带高h处静止释放,假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时,速度大小不变,方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5.(sin37°=0.6)
(1)若h=2.4m,求小物块到达B端时速度的大小;
(2)若小物块落到传送带左侧地面,求h需要满足的条件
3038475495300(3)改变小物块释放的高度h,小物块从传送带的D点水平向右抛出,求小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式及h需要满足的条件。
高考物理真题分项详解——专题08 直线运动、牛顿定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共69小题)
1.【解答】由题意可知,O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2m,设d=0.2m
图1中铯原子做平抛运动,平抛运动的初速度v0=100m/s,水平方向:d=v0t1,
代入数据解得:t1=0.002s
图2中铯原子做竖直上抛运动,上升时间与下降时间相等,为,
由匀变速直线运动的位移﹣时间公式得:d=
代入数据解得:t2=0.4s,
则,故C正确,ABD错误。
故选:C。
2.【解答】A、估算潜水器下降的总时间时,潜水器的大小和形状相对运动的轨迹可以忽略,可以视为质点,故A正确;
BD、用推进器使其转弯时和科学家在其舱内进行实验时,都需要研究潜水器本身的特点,不可视为质点,故BD错误;
C、在海沟中穿越窄缝时,潜水器的大小和形状相对窄缝,尺寸不可以忽略,不可视为质点,故C错误。
故选:A。
3.【解答】钥匙做自由落体运动,根据h=可得:t=
竹筏做匀速运动,则在2s内运动的位移为:x=vt=4m,故ACD错误,B正确;
故选:B。
4.【解答】A、甲、乙分别是编队中的两架直升机,相对静止,以甲为参考系,乙是静止的,故A错误;
B、以乙为参考系,甲是静止的,故B错误;
C、以甲为参考系,坐在观众席上的观众都是运动的,故C错误;
D、以乙为参考系,“70”字样编队中所有直升机都是静止的,故D正确;
故选:D。
5.【解答】A、甲车做匀速直线运动,x﹣t图象的斜率表示速度,则甲车的速度为v甲==m/s=4m/s,故A错误;
BC、设乙车的初速度为v0,加速度为a,根据匀变速直线运动的规律可得:a==4m/s2,则x=v0t+,将t=1s时x=4m代入联立解得:v0=2m/s,故B错误、C正确;
D、t=2s时乙车的速度为v乙=v0+at=(2+4×2)m/s=10m/s,两车的速度不相等,交点表示相遇,故D错误。
故选:C。
6.【解答】由题意知,车速v=20m/s,刹车的加速度大小为8m/s2,最后末速度减为0,由推导公式v2=2ax可得:x=25m,故C正确,ABD错误。
故选:C。
7.【解答】逆向分析可以看作是自由落体运动,根据初速度为零的匀加速直线运动中,连续相等的位移内时间之比等于1::::……:﹣可得:
==2+,故3<<4,故C正确、ABD错误。
故选:C。
8.【解答】A、简谐振动的加速度的大小与方向都做周期性的变化,故A错误;
B、匀速圆周运动的加速度的大小不变,但方向始终指向圆心,是变化的,故B错误;
C、竖直上抛运动的加速度始终等于重力加速度,保持不变。故C正确;
D、加速直线运动由匀加速直线运动,也有变加速直线运动,没有说明,所以不能判断加速度是否发生变化。故D错误
故选:C。
9.【解答】演员从高处跳下,向下做加速运动,加速度向下,速度越来越大,观众看到演员从低处跳到高处,其运动过程为从高处跳下的逆过程,在低处比高处快,加速度向下,故A正确,BCD错误;
故选:A。
10.【解答】A、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测定了万有引力常量。故A错误;
B、奥斯特发现了电流的磁效应,即电流周围存在磁场。故B错误;
C、库仑发现了静电荷间的相互作用规律。故C错误;
D、伽利略指出了力不是维持物体运动的原因。故D正确
故选:D。
11.【解答】A、公式t=是匀速直线运动时间与位移的公式式,与位移成正比,不符合比值定义法的共性。故A错误;
B、公式a=是牛顿第二定律的表达式,不属于比值定义法,故B错误;
C、电容是由电容器本身决定的,与Q、U无关,公式C=是电容的定义式,故C正确;
D、I与U成正比,与R成反比,不符合比值定义法的共性。故D错误。
故选:C。
12.【解答】AD、0~t1时间内,甲的斜率不变,则速度不变,做匀速运动。乙图线的斜率先小于甲后大于甲,即乙的速度先小于甲后大于甲,乙做加速运动,故AD错误。
B、0~t1时间内,甲、乙的起点和终点都相同,则位移相同,故B正确。
C、甲、乙都做单向运动,通过的路程等于位移,则甲、乙通过的路程相同,故C错误。
故选:B。
13.【解答】在v﹣t图象中,图线与时间轴围成的面积表示位移,则在t=0到t=40s这段时间内,汽车的位移为:
x=×30m=750m
故选:C。
14.【解答】用来解释光电效应的科学家的理论是爱因斯坦的光子说,故A正确,BCD错误。
故选:A。
15.【解答】A、热量是某一过程中物体吸收或放出的能量,是过程量,故A正确。
BCD、内能、压强和体积都是指物体在某一状态时的物理量,都是状态量;故BCD错误。
故选:A。
16.【解答】A、初速度为零的匀加速直线运动的位移为 s=at2,故s﹣t图象为过原点的抛物线,所以该图能表示匀变速直线运动。故A正确;
B、匀变速直线运动的速度与时间的关系为 v=v0+at,故v﹣t图象是一条倾斜的直线,所以该图不能表示匀变速直线运动。故B错误;
CD、匀变速直线运动的加速度恒定不变,故a﹣t图象为一条平行于时间轴的直线;故CD错误。
故选:A。
17.【解答】ABC、在0﹣t3时间内,物体的速度一直为正,说明物体一直向右运动,物体t3在时刻离出发点最远,故ABC错误。
D、根据图象的斜率表示加速度,斜率的绝对值越大,加速度越大,知物体在0~t1时间内的加速度小于t1~t2时间内的加速度,故D正确。
故选:D。
18.【解答】石块下落的高度:h=gt2=45m。
该过程中,攀岩者向上上升的高度:x=vt=1×3=3m
此时他离地面的高度约为:H=h+x=45+3=48m≈50m。故ABD错误,C正确
故选:C。
19.【解答】110公里是指时速,故为速率;
而200公里是指行驶的路程;故D正确ABC错误。
故选:D。
20.【解答】伽利略通过“理想斜面实验”得出“力不是维持物体运动的原因”,故ACD错误B正确。
故选:B。
21.【解答】升降机先做加速运动,后做匀速运动,最后做减速运动,
在加速阶段,所需时间,通过的位移为
在减速阶段与加速阶段相同,
在匀速阶段所需时间为:
总时间为:t=2t1+t2=21s
故C正确
故选:C。
22.【解答】10月3日17点45分,万众瞩目的2017年诺贝尔物理学奖揭晓。本次的获奖者为雷纳韦斯。故ABC错误,D正确。
故选:D。
23.【解答】A、由于他们的起点与终点都是相同的,所以它们的位移也相同。故A正确;
B、由于不能确定各自的具体运动情况,故时间不一定相同,故B错误;
C、由于各自的摩擦力不一定相同,故末速度不一定相同,故C错误;
D、因时间不一定相等,故平均速度不一定相同,故D错误。
故选:A。
24.【解答】设汽车匀减速直线运动的时间为t,根据v﹣t图象的面积表示物体通过的位移,可知:15=10×0.5+t
解得匀减速运动的时间为:t=2s,
所以匀减速的加速度大小为:a===5m/s2。
故选:D。
25.【解答】小球下落过程只受到竖直向下的重力,做自由落体运动,加速度为g;接触地面反弹后速度立即变成反向,小球向上运动过程也只受到竖直向下的重力,做竖直上抛运动,加速度为g,所以整个过程中乒乓球的加速度一直是重力加速度g,则斜率不发生变化,但由于碰撞中存在能量损失,所以小球弹起时的速度越来越小,故B正确,ACD错误;
故选:B。
26.【解答】A、开普勒提出了行星三定律,指出所有太阳系中的行星的轨道形状都是椭圆,故A正确;
B、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许通过扭秤实验测量了万有引力常数,故B错误;
C、密立根通过油滴实验测量了电子的电荷量,故C错误;
D、奥斯特发现了电流磁效应,故D错误。
故选:A。
27.【解答】A、玻璃筒内有空气时,形状和质量都不同的几个物体不同时下落,是因为所受的重力和空气阻力不同,导致加速度不同。故A、B错误。
C、玻璃筒内没有空气时,物体做自由落体运动,因为高度相同,加速度都为g,所以下落一样快。故C正确,D错误。
故选:C。
28.【解答】在国际单位制下的导出单位为J?s/(kg?m?s﹣1),又因1J=1N?m,1N=1kg?m?s﹣2,代入导出单位中计算可得其单位为m.故ACD错误,B正确。
故选:B。
29.【解答】A、耕索对曲辕犁拉力的水平分力大小为F1=Fsinα,耕索对直辕犁拉力的水平分力大小为F2=Fsinβ,由于α<β,则耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁拉力的水平分力小,故A错误;
B、耕索对曲辕犁拉力的在竖直方向的分力大小为F1′=Fcosα,耕索对直辕犁拉力的竖直方向分力大小为F2′=Fcosβ,由于α<β,则耕索对曲辕犁拉力的竖直方向的分力比对直辕犁拉力在竖直方向的分力大,故B正确;
CD、无论曲辕犁匀速前进或直辕犁加速前进,耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力属于物体间的相互作用力,总是大小相等、方向相反,故CD错误。
故选:B。
30.【解答】设铁架台底座距离为d,则物块沿平板的位移为x=,
对物块利用牛顿第二定律可得
mgsinθ=ma
利用运动学公式可得
x=at2
整理可得
t==
由数学知识可知,当θ=45°时,sin2θ最大,对应时间t最小,故θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间将先减小后增大,故ABC错误,D正确。
故选:D。
31.【解答】AB、如图所示,设F与竖直方向夹角为α,根据受力平衡知:mgcosα=F,mgsinα=N,从A到B过程中,α从逐渐减小到0,可知F逐渐增大,N逐渐减小,故AB错误;
C、将两物体看成整体,整体受水平向左的作用力为F′=Fsinα=mgcosαsinα=,因为0≤2α≤π,根据函数单调性可知sin2α先增大后减小,则F′先增大后减小,根据牛顿第三定律知墙面对凹槽的压力先增大后减小,故C正确;
D、对凹槽进行受力分析可知,水平地面对凹槽的支持力N1=Mg+N′sinα,根据牛顿第三定律N′=N,则地面对凹槽的作用力为N1=Mg+Nsinα,由以上分析知,α逐渐减小,N逐渐减小,可知水平地面对凹槽的支持力逐渐减小,故D错误。
故选:C。
32.【解答】A、N不是国际单位制基本单位,根据冲量的定义I=Ft可知,N?s是冲量的的单位,故A错误;
B、根据功率的计算公式P=Fv可知功率的单位可以表示为N?m/s,但N不是国际单位制基本单位,故B错误;
C、根据动量的定义p=Fv,结合F=ma知N=kg?m2/s2,可知kg?m/s是动量的单位,故C错误;
D、根据P=Fv可知功率的单位可以表示为N?m/s,结合F=ma知N=kg?m2/s2,则功率得单位W=kg?m2/s3,故D正确。
故选:D。
33.【解答】A、小车加速向左运动,受到自身的重力和电机的驱动力,受到长木板对小车的支持力和阻力,故A错误;
B、木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力,根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向,故B错误;
CD、木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力,等大反向,C错误,D正确。
故选:D。
34.【解答】图(a)和图(b)两个图中的吊灯都受到重力、两根轻绳的拉力,如图1、图2所示;
对于图1,竖直方向根据平衡条件可得:T1cos30°+T2cos30°=mg,根据对称性可知T1=T2,
解得:T1=T2==
对于图2,根据平衡条件可得:T1′==,T2′=mgtan30°=
所以T1′=2T1,T2′=T2,故ABC错误、D正确。
故选:D。
35.【解答】根据v﹣t,撤去外力之前,物体的加速度为m/s2
撤去外力之后,物体的加速度为m/s2=
由牛顿第二定律可知:
联立解得:F=3m,f=m
则力F与物体所受摩擦力f大小比值为3:1,故ABD错误,C正确;
故选:C。
36.【解答】A、篮球未转动时,篮球竖直下落,没有受到偏转力f2的作用,而篮球转动时,将受到偏转力f2的作用,所以偏转力f2=k2v中的k2与篮球转动角速度有关,故A错误;
B、空气阻力一直对篮球做负功,篮球的机械能将减小,篮球的角速度也将减小,所以篮球没有足够的能量回到原高度,故B错误;
C、篮球下落过程中,其受力情况如下图所示:
篮球下落过程中,由受力分析可知,随着速度不断增大,篮球受到f1和f2的合力沿竖直方向的分力可能比重力大,可使篮球竖直方向的分速度减小为零或变成竖直向上,所以篮球可能向上运动,故C正确;
D、如果篮球的速度变成水平方向,则空气阻力的作用会使篮球速度减小,则篮球受到的偏转力f2将变小,不能保持f2与重力持续等大反向,所以不可能在空中持续一段水平直线运动,故D错误。
故选:C。
37.【解答】设每节车厢的质量为m,每节车厢所受摩擦力、空气阻力为f,从第3节到第40节车厢看成一个整体,对其进行受力分析,由牛顿第二定律得:
F﹣(40﹣2)×f=(40﹣2)×ma
解得:F=38×(f+ma)
把最后两节车厢看成一个整体,对其进行受力分析,由牛顿第二定律得:
F′﹣2f=2ma
解得:F′=2×(f+ma)
联立解得倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为:F′=,故C正确,ABD错误。
故选:C。
38.【解答】A、工作人员的质量为m,则工作人员受到的重力为:G=mg,故A错误;
B、工作人员在球面上缓慢行走,处于平衡状态,合力为0,故B错误;
C、工作人员站在的球面位置不水平,对球面的压力不等于,故C错误;
D、球面对工作人员的作用力为F,由平衡条件得:+F=mg,解得:,根据牛顿第三定律可得,工作人员对球面的作用力大小为F′=F=,故D正确。
故选:D。
39.【解答】A、由于s﹣t图象的斜率表示速度,由图可知在0~t1时间内速度增加,即乘客的加速度向下运动,根据牛顿第二定律得:mg﹣FN=ma,解得:FN=mg﹣ma,则FN<mg,处于失重状态,故A错误;
B、在t1~t2时间内,s﹣t图象的斜率保持不变,所以速度不变,即乘客匀速下降,则FN=mg,故B错误;
CD、在t2~t3时间内,s﹣t图象的斜率变小,所以速度减小,即乘客的减速下降,根据牛顿第二定律得:FN﹣mg=ma,解得:FN=mg+ma,则FN>mg,处于超重状态,故C错误,D正确;
故选:D。
40.【解答】设行李箱a竖立时与汽车发生相对运动的加速度为a1,行李箱b平放时与汽车发生相对运动的加速度为a2,根据实际情况可知a1<a2。
A、缓慢起动时,汽车的加速度比较小,如果小于a1,则两只行李箱不会相对车子运动,故A错误;
B、急刹车时,汽车减速运动的加速度很大,行李箱a一定相对车子向前运动,故B正确;
C、缓慢转弯时,只要转动的向心加速度小于a1,两只行李箱不会相对车子向外侧运动,故C错误;
D、急转弯时,行李箱b一定会相对车子向外侧运动,不会相对车子向内侧运动,故D错误。
故选:B。
41.【解答】根据重力等于万有引力,得:
得:
火星表面的重力加速度为g火=0.4g
着陆器减速运动的加速度大小为
对着陆器根据牛顿第二定律有:
F﹣0.4mg=ma
解得,故B正确,ACD错误;
故选:B。
42.【解答】根据题意分析,物块A、B刚好要滑动时,应该是物体A相对物体B向上滑动,设绳子拉力为F,对A受力分析,由平衡条件得:F=mgsin45°+μmgcos45°
物体B相对斜面向下滑动,对B受力分析,由平衡条件得:2mgsin45°=F+μmgcos45°+μ(2m+m)gcos45°
联立解得:μ=,故C正确,ABD错误。
故选:C。
43.【解答】父亲与儿子掰手腕,他们之间的相互作用是一对作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,同时产生,同时消失。故B正确,ACD错误。
故选:B。
44.【解答】设物体所受的滑动摩擦力大小为f。
当用大小为F的水平恒力推物体时,物体的加速度大小为a,根据牛顿第二定律可得:
F﹣f=ma
当拉力变为F时物体的加速度为a′,根据牛顿第二定律得:
F﹣f=ma′
则=<=,即a′a,故B正确、ACD错误。
故选:B。
45.【解答】A、绳子拉直前,木块M水平方向受到拉力和摩擦力的作用,所以M所受的合外力为F﹣μmg,故A正确;
B、两木块一起运动时,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得:a==﹣μg,
设绳子张力为T,对木块N根据牛顿第二定律可得:T﹣μmg=ma,解得绳中的张力等于T=,故B错误;
C、两木块一起运动时,木块M所受的合外力为F合=ma=﹣μmg,故C错误;
D、两木块一起运动时,木块N所受的合外力为F合=ma=﹣μmg,故D错误。
故选:A。
46.【解答】对整体,根据牛顿第二定律得:
F﹣μ?3mg=3ma。
再对P,根据牛顿第二定律得:
T﹣μmg=ma
联立解得轻绳的张力大小为:T=F,故ABC错误,D正确。
故选:D。
47.【解答】气球在风中处于静止状态,受力平衡合力为零,对气球受力分析得,气球受到重力、浮力、拉力和水平方向上风的作用力,水平方向上受力平衡得:F风=Tsinα,故C正确,ABD错误。
故选:C。
48.【解答】A、为了保证了基本单位的稳定性,基本单位全部采用物理常量定义,故A正确;
B、真空中光速恒定,而时间单位已确定,因此可以利用速度公式确定长度,故B正确;
C、根据I=,电量单位为C,而时间单位s已确定,故可以确定电流的单位,故C正确;
D、根据E=mc2以及E=hv即可确定出质量的单位,故D错误。
本题选错误的,
故选:D。
49.【解答】以物体为研究对象,沿斜面方向根据平衡条件可得:
F=mgsin30°+μmgcos30°
当拉力最大时质量最大,解得:m=150kg,故A正确,BCD错误。
故选:A。
50.【解答】将重力进行分解如图所示,根据几何关系可得F′1=mgcos30°=mg,F′2=mgsin30°=mg,
所以圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小F1、F2分别为:F1=mg,F2=mg,
故D正确,ABC错误。
故选:D。
51.【解答】树枝对甲虫的作用力是静摩擦力和支持力的合力,始终与重力平衡,故大小和方向一直不变,故ABD错误C正确。
故选:C。
52.【解答】由于ρ木<ρ水<ρ铁,根据浮力F浮=ρgV排可得,A的重力大于A受到的浮力,A下面的弹簧处于压缩状态,B和C的重力小于浮力,B下面的弹簧和C下面的绳子处于拉伸状态;
剪断吊篮绳子的瞬间,系统处于完全失重,由于弹簧的弹力不会突变,所以A球将向上运动,B球将向下运动,而绳子的拉力会发生突变,所以C球不动,故ABC错误、D正确。
故选:D。
53.【解答】A、船离开河岸,必定在水平方向受到有关力的作用,该作用力是小明对船的摩擦力。故A正确;
B、依据弹力产生的原理,撑杆给人的力是因为撑杆发生了弹性形变,根据牛顿第三定律,杆发生弹性形变是由于杆受到小明对杆的作用力,故B错误;
C、杆对岸的力与岸对杆的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,一对相互作用的力大小总是相等的,故C错误;
D、小明对杆的力和岸对杆的力都作用在杆上,不是一对相互作用力。故D错误
故选:A。
54.【解答】单位制包括基本单位和导出单位,规定的基本量的单位叫基本单位,国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。
A、功的单位焦耳是导出单位,故A错误;
B、质量的单位千克是国际单位制中基本单位,故B正确;
C、电荷量的单位库仑是导出单位,故C错误;
D、力的单位牛顿是导出单位,故D错误;
故选:B。
55.【解答】A、设书本的质量为M,以两个轻环和书本组成的系统为研究对象,竖直方向受到重力和水平横梁对轻环的支持力FN,力图如图1所示。
根据平衡条件得:2FN=Mg,得到FN=Mg,可见,水平横梁对轻环的支持力FN不变,故A错误;
B、以左侧环为研究对象,力图如图2所示。
竖直方向:FN=Fsinα①
水平方向:Fcosα=Ff②
由①②得:Ff=FNcotα,α增大时,Ff变小,故B正确;
C、杆对A环的支持力不变,摩擦力减小,则杆对A环的力变小,故C错误;
D、与B环相连的细绳对书本的拉力设为T,根据竖直方向的平衡条件可得2Tcosθ=Mg,由于绳子与竖直方向的夹角θ减小,则cosθ变大,绳子拉力变小,故D错误。
故选:B。
56.【解答】设物块P的质量为m,加速度为a,静止时弹簧的压缩量为x0,弹簧的劲度系数为k,
由力的平衡条件得,mg=k x0,
以向上为正方向,木块的位移为x时弹簧对P的弹力:F1=k(x0﹣x),
对物块P,由牛顿第二定律得,F+F1﹣mg=ma,
由以上式子联立可得,F=k x+ma。
可见F与x是线性关系,且F随着x的增大而增大,
当x=0时,kx+ma=ma>0,故A正确,BCD错误。
故选:A。
57.【解答】这堆沙子的底部周长为31.4m,则底部半径r=m=5m
当动摩擦因数为μ=0.5时,最大静摩擦力等于重力的下滑分力,有:
mgsinα=μmgcosα
解得:μ=tanα=0.5
结合几何关系,有:tanα=
解得H=2.5m
故最大体积为:V===65.4m3,这堆沙子的体积最接近60m3,故A正确,BCD错误。
故选:A。
58.【解答】设这三个力大小均为F,则F1和F2的合力大小为:F合=F>F,故三个力一定不会平衡,故A正确,BCD错误。
故选:A。
59.【解答】T为磁感应强度单位,A为电流单位,而m为长度单位,则根据F=BIL可知,三者的乘积应为力,故F=24N。
故D正确ABC错误。
故选:D。
60.【解答】根据W=FL以及F=ma可知,功的单位1J=1N?m=kg?m2/s2;由于N不是国际单位制中的基本单位,故A正确,BCD错误。
故选:A。
61.【解答】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,ABD错误;C正确。
故选:C。
62.【解答】在国际单位制中,长度、质量和时间三个基本量的基本单位是m、kg和s,能量、电阻以及电量均不是基本单位;故A正确BCD错误;
故选:A。
63.【解答】A、对上方球分析可知,小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态,所以上方球一定与下方球有力的作用,故A错误;
B、下方球由于受上方球斜向下的弹力作用,所以下方球有运动的趋势,故下方球受摩擦力作用,故B错误;
C、对四个球的整体分析,整体受重力和地面的支持力而处于平衡,所以三个小球受支持力大小为4mg,每个小球受支持力为,故C正确;
D、三个下方小球受到的是静摩擦力,故不能根据滑动摩擦力公式进行计算,故D错误。
故选:C。
64.【解答】当火车向右做匀减速运动时,碗中水也向右做匀减速运动,加速度方向水平向左,根据牛顿第二定律知水所受的合力水平向左,则碗对水的作用力的合力方向大致斜向左上方,所以水面形状接近于A图,故A正确,BCD错误。
故选:A。
65.【解答】刹车后汽车的合外力为摩擦力f=μmg,加速度;
又有刹车线长25m,故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小;故ACD错误,B正确;
故选:B。
66.【解答】当拉力水平时,物体匀速运动,则拉力等于摩擦力,即:F=μmg;
当拉力倾斜时,物体受力分析如图,有:
f=μFN
FN=mg﹣Fsinθ
可知摩擦力为:f=μ(mg﹣Fsinθ)
f=F
代入数据为:
μmg=μ(mg﹣F)
联立可得:μ=
故选:C。
67.【解答】运动员的两只手受到的地面的作用力如图:
两手臂对称支撑,夹角为θ,则在竖直方向:
所以:F=
A、当θ=60°时,运动员单手对地面的正压力大小与地面对手的作用力沿竖直方向的分力是相等的,为==.故A正确;
B、当θ=120°时,运动员单手对地面的正压力大小与地面对手的作用力沿竖直方向的分力是相等的,为==.故B错误;
C、两手臂对称支撑,夹角为θ,则在竖直方向:
可知不管角度如何,运动员受到的地面对运动员的合力始终与运动员的重力大小相等,方向相反,故C错误;
D、根据牛顿第三定律可知,不管角度如何,相互作用力总是等大,故D错误。
故选:A。
68.【解答】A、物体的重心的位置跟形状还有质量分布有关,石块下滑前后,质量分布变化,形状变化,所以重心改变,故A错误;
B、动摩擦因数与倾角无关。故B错误;
C、石块处于平衡状态,则有:mgsinθ=f,FN=mgcosθ,自卸车车厢倾角越大,车厢与石块间的正压力FN逐渐减小。故C正确;
D、石块滑动后的摩擦力是滑动摩擦力,小于最大静摩擦力,也小于重力沿斜面方向的分力。故D错误。
故选:C。
69.【解答】A、力的国际单位N,故A错误;
B、功率国际单位W,故B错误;
C、电场强度单位为:V/m或N/C,故C错误;
D、电压的国际单位V,故D正确。
故选:D。
二.多选题(共10小题)
70.【解答】A、速度﹣时间图线围成的面积表示位移,由图可知,在到达终点前,甲图线围成的面积始终大于乙图线围成的面积,则龙舟甲与龙舟乙在途中不会出现船头并齐的现象,故A错误;
B、速度﹣时间图线围成的面积表示位移,由图可知,在两图线交点对应的时刻前,丙的位移比甲大,即丙在前,在交点对应的时刻后有一个时刻,两图线围成的面积相等,即位移相等,可知龙舟甲和龙舟乙在途中会出现船头并齐,故B正确;
C、由图可知,在到达终点前,两图线没有交点,即不会出现位移相同,则龙舟甲和龙舟乙在途中不会出现船头并齐,故C错误;
D、由图可知,在到达终点前,两图线有交点,即位移相同,可知龙舟甲和龙舟戊在途中出现船头并齐,故D正确。
故选:BD。
71.【解答】AB、已知在t2时刻,两车并排行驶,在t1﹣t2时间内,甲图线与时间轴围成的面积大,则知甲通过的位移大,可知t1时刻,乙车在前,甲车在后,两车没有并排行驶。故A错误、B正确。
CD、图线切线的斜率表示加速度,可知甲车的加速度先减小后增大,乙车的加速度也是先减小后增大。故C错误、D正确。
故选:BD。
72.【解答】A、x﹣t图象的斜率表示速度,在t1时刻乙图象的斜率大于甲图象的斜率,所以乙车的速度大于甲车速度,故A错误;
B、从0到t1时间内,两车走过的路程是乙车大于甲车,故B错误;
C、从t1到t2时间内,两车走过的路程均为x2﹣x1,路程相等,故C正确;
D、根据图象可知,在t1时刻乙图象的斜率大于甲图象的斜率,在t2时刻乙图象的斜率小于甲图象的斜率,在t1到t2时间内的某时刻二者的斜率相同,此时两车速度相等,故D正确。
故选:CD。
73.【解答】A、由图(c)可知,在0~t1时间段物块和木板均静止,在t1时刻木板与地面的静摩擦力达到最大值,对物块和木板整体分析可知F1=μ1(m1+m2)g,故A错误;
B、由图(c)可知,t1~t2时间段物块和木板一起加速运动,在t2时刻物块和木板开始相对运动,此时物块和木板间的静摩擦力达到最大值,根据牛顿第二定律,有
对物块和木板F2﹣μ1(m1+m2)g=(m1+m2)am
对木板μ2m2g﹣μ1(m1+m2)g=m1am
整理可得F2=(μ2﹣μ1)g
故B正确;
C、由图(c)可知,对木板μ2m2g﹣μ1(m1+m2)g=m1am
故μ2m2g>μ1(m1+m2)g,即μ2>μ1,故C正确;
D、由上述分析可知,在0~t1时间段物块和木板均静止,t1~t2时间段物块和木板一起匀加速运动,故在0~t2时间段物块与木板加速度相等,故D正确。
故选:BCD。
74.【解答】A、对整体受力分析,根据牛顿第二定律有 F﹣(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a,解得a=﹣gsinθ,故A错误;
B、对m2受力分析,根据牛顿第二定律有T﹣m2gsinθ=m2a,解得T=F,故B正确;
C.根据T=F=,可知若只增大m2,两物块一起向上匀加速运动时,弹簧的弹力T变大,根据胡克定律可知弹簧的伸长量变大,故它们的间距变大,故C正确;
D.根据T=F,可知T与θ无关,只增大θ,两物块一起向上匀加速运动时,弹簧的弹力不变,根据胡克定律可知弹簧的伸长量不变,故它们的间距不变,故D错误。
故选:BC。
75.【解答】A、根据图象可知木块与木板之间的滑动摩擦力为f=0.2N,在4s后撤去外力,此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用,此时木板的加速度大小为a2==0.2m/s2,根据牛顿第二定律可得f=ma2,解得木板的质量m=1kg,故A正确;
B、2s~4s内,木板的加速度a1=m/s2=0.2m/s2,根据牛顿第二定律可得F﹣f=ma1,解得力F=0.4N,故B正确;
C、0~2s内,整体受力平衡,拉力F的大小始终等于绳子的拉力,绳子的拉力增大,则力F增大,故C错误;
D、由于物块的质量无法求出,物块与木板之间的动摩擦因数无法求解,故D错误。
故选:AB。
76.【解答】AB、根据M、N均保持静止,进行受力分析可知,N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F,变化的绳子拉力T,如下图所示:
在向左拉动的时候,绳子拉力T和水平拉力F都不断增大,故A错误,B正确;
CD、对于M的受力,开始时可能是T=mgsinθ﹣f,当T不断增大的时候,f减少;当T>mgsinθ时,随着T的增大,f将增大,所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大;也可能是T=mgsinθ+f,当T不断增大的时候,摩擦力f增大;故C错误,D正确。
故选:BD。
77.【解答】A、根据电场强度的E=可知,电场力的单位为N,电量的单位为C,所以电场强度的单位是N/C;故A正确;
B、根据U=Ed可知,E=,故单位可以为V/m,故B正确;
CD、而1N/C=kgm/(Cs2)=1=1kg?mA﹣1s﹣3,故C正确,D错误。
故选:ABC。
78.【解答】三物块靠在一起,将以相同加速度向右运动;则加速度;
所以,R和Q之间相互作用力,Q与P之间相互作用力;
所以,;
由于谈论过程与μ是否为零无关,故恒成立,故AC错误,BD正确;
故选:BD。
79.【解答】如图所示,两个绳子是对称的,与竖直方向夹角是相等的。
假设绳子的长度为X,则Xcosθ=L,绳子一端在上下移动的时候,绳子的长度不变,两杆之间的距离不变,则θ角度不变;
AC、两个绳子的合力向上,大小等于衣服的重力,由于夹角不变,所以绳子的拉力不变;A正确,C错误;
B、当杆向右移动后,根据Xcosθ=L,即L变大,绳长不变,所以θ角度减小,绳子与竖直方向的夹角变大,绳子的拉力变大,B正确;
D、绳长和两杆距离不变的情况下,θ不变,所以挂的衣服质量变化,不会影响悬挂点的移动,D错误。
故选:AB。
三.填空题(共3小题)
80.【解答】竖直向上抛运动可看成一种加速度为﹣g的匀减速直线运动,当物体的速度减至零时到达最高点,则有:
v0﹣gt=0
得:t===2.5s
根据对称性可知,物体在第三秒内上升0.5s,下落0.5s,位移为0.
故答案为:2.5,0.
81.【解答】根据能量子公式E=hγ,知E的单位是J,γ的单位是Hz,即s﹣1,可知h的单位是J?s。
1J?s=1N?m?s=1(kg?m/s2)m?s=1kg?m2/s。
故答案为:J?s,kg?m2/s。
82.【解答】根据牛顿第二定律得:m=
测量仪器提供拉力,只需测出宇航员的加速度,由牛顿第二定律可求得宇航员的质量。
故答案为:加速度;牛顿第二定律。
四.实验题(共1小题)
83.【解答】(2)尺子做自由落体运动,根据位移公式:h=,
从尺子下落到乙手指夹住尺子,尺子下落的位移为:h=L﹣L1;
因此乙的反应时间为t=;
(3)当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2,L=30.0cm=0.3m,L1=10.4cm=0.104m,
代入t=
解得:t=0.20s;
(4)从反应时间的表达式t=;可知,若要提高测量结果准确程度,除多次测量位移,取平均值,还可以减小手指与尺子的间距,从而提高反应时间的准确度,
故答案为:(2);(3)0.20;(4)多次测量平均值;或者,初始时乙的手指尽可能接近尺子。
五.计算题(共13小题)
84.【解答】设物体与水平地面间的滑动摩擦力为f,在水平恒力F1作用下从静止开始物体停止运动过程中,根据动量定理可得:
F1T﹣f?4T=0
解得f=0.25F1,
若经过时间T撤去力F1时,立即施加另一水平反向的恒力F2,则物体再经过时间T恰好开始反向运动,根据动量定理可得:
F1T﹣F2T﹣f?2T=0
解得:F2=0.5F1,
设第二个过程中刚撤去F1时的速度为v,根据动量定理可得:F1T﹣fT=mv1,
解得:v1=
则物体停止时经过的位移x==
物体反向加速到O点时经过的时间为t,加速到为a==
根据位移﹣时间关系可得:x=
解得t=T。
答:物体从开始反向运动到返回O点经历的时间为T。
85.【解答】(1)背包在斜面上运动,受力分析如图所示:
由牛顿第二定律可知:m1gsinθ﹣f=m1a1
其中f=μm1gcosθ
解得:a1=2m/s2
背包从斜面滑下过程:L=
滑雪者在斜面上滑动过程中有:L=v0t2+
其中:t1﹣t2=1s
解得:L=9m,t1=3s,t2=2s
(2)滑雪者在斜面上滑动过程到底部时,
v2=v0+a2t2
解得:v2=7.5m/s,
此时背包的速度:v1=a1t1=2×3m/s=6m/s,
拎起背包后滑雪者与背包的速度相等,拎起背包过程动量守恒,规定滑雪者的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:
m1v1+m2v2=(m1+m2)v
代入数据解得:v=7.44m/s。
答:
(1)滑道AB段的长度为9m;
(2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度为7.44m/s。
86.【解答】(1)撤去力F之前物体受力情况如图所示,
根据牛顿第二定律可得:F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1,
解得:a1=2m/s2,
撤去F以后受力分析如图所示:
由牛顿第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=ma2,
得:a2=10m/s2
撒去F时速度v1=a1t1=4m/s
撤去F后物体减速到零所需时间t2==0.4s
所以物体上升到最大高度所需时间:t=t1+t2=2.4s;
(2)克服摩擦力做的功Wf=fs
由于摩擦力大小恒定,克服摩擦力做功之比即为两个过程路程之比
撤去F前位移:s1==4m
撤去F后到达最高点位移:s2==0.8m
上行过程中撤去F前后,物体受到的摩擦力的做功之比:
k=Wf1:Wf2=s1:s2=5:1;
(3)物体减速的时间段为2s~2.4s,减速阶段的s﹣t图象如图所示:
(4)设加速上升过程中,经过时间T动能和势能相等,则有:
=mg()
解得:a1=6m/s2,与(1)问计算的加速度相矛盾,故不可能;
撤去力F时的重力势能大于动能,减速上升过程中,重力势能增大、动能减少,所以重力势能与动能不可能相等;
物体下滑时受力分析如图所示:
由牛顿第二定律得:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma3
解得:a3=2m/s2
在物体沿斜面下滑的过程中,经过T1时间动能和重力势能相等,则有:
=mg(s1+s2﹣)sin37°
解得:T1=s
则L=s1+s2﹣=1.2m。
答:(1)物体在斜面上向上滑行的时间为2.4s;
(2)上行过程中撤去F前后,物体受到的摩擦力的做功之比为5:1;
(3)在S﹣t图象中画出减速阶段的图象见解析(t=0时,物体在S=0处);
(4)说明见解析,下滑过程中重力势能和动能相等的位置离斜面底端的距离为1.2m。
87.【解答】(1)令飞机装载货物前的起飞速度为v1,飞机的质量为m
离地时有,
代入数据解得k=N?s2/m2,
令飞机装载货物后的质量为m′,飞机的起飞速度为v2,
则当飞机起飞时有,
则v2=78m/s;
(2)根据运动学公式可知,飞机在滑行过程中加速度的大小为a==2m/s2,
所用时间为t==39s。
答:(1)飞机装载货物后的起飞离地速度为78m/s;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1521m起飞离地,飞机在滑行过程中加速度的大小为2m/s2,所用的时间为39s。
88.【解答】(1)根据匀变速直线运动的规律可知全程的平均速度为,根据平均速度和位移的关系可得:t=x1+x2
解得:vm=m/s=18m/s;
(2)根据平均速度和位移的关系可得:x1=t1
解得:t1=6s;
(3)斜直轨道上的加速度a==m/s2=3m/s2
根据牛顿第二定律可得mgsin37°﹣Ff=ma
解得Ff=180N
答:(1)滑行过程中的最大速度vm的大小为18m/s。
(2)在斜直雪道上滑行的时间为6s。
(3)在斜直雪道上受到的平均阻力Ff的大小为180N。
89.【解答】(1)由牛顿运动定律知,A加速度的大小:aA=μg
匀变速直线运动:
解得:
(2)设A、B的质量均为m,对齐前,B所受合外力大小:F=3μmg
由牛顿运动定律:F=maB,解得:aB=3μg
对齐后,A、B所受合外力大小:F'=2μmg
由牛顿运动定律F'=2maB′
解得:a'B=μg
(3)经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为xA,xB,A加速度的大小等于aA,则:
v=aAt
v=vB﹣aBt
且xB﹣xA=L
解得:
答:(1)A被敲击后获得的初速度大小vA为;
(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB′分别为3μg,μg;
(3)B被敲击后获得的初速度大小vB为。
90.【解答】以B为研究对象,根据牛顿第二定律可得:aB==3m/s2,方向向左;
以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得:μ1(mA+mB)g﹣μ2mBg=mAaA,
解得:aA=6m/s2,方向向左;
设A、B分离的时间为t,根据运动学公式可得:l0=v0t﹣﹣(v0t﹣)
解得:t=1s;
分离时A的速度大小为vA=v0﹣aAt=3m/s,
B的速度大小为vB=v0﹣aBt=6m/s。
答:A、B分离的时间为1s,分离时A速度的大小为3m/s,B速度大小为6m/s。
91.【解答】(1)根据速度位移公式得,v2=2as
代入数据得 a=2m/s2。
(2)由v=at得:
t=s
飞机受到的阻力:F阻=0.1mg
设牵引力做的功为W,则由动能定理可得:W﹣F阻?x=
牵引力的平均功率:
代入数据联立可得:P=8.4×106W
答:(1)飞机滑行过程中加速度大小是2m/s2;
(2)牵引力的平均功率是8.4×106W。
92.【解答】(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小为:
x==m=0.16m
(2)企鹅在冰面上滑动过程,由牛顿第二定律得:
mgsin37°+μmgcos37°=ma′
代入数据得:a′=8m/s2。
(3)企鹅在冰面上滑动时做匀减速运动,匀减速的初速度为:
v=at=0.5×0.8m/s=0.4m/s
匀减速的位移为:
x′==m=0.01m
下滑过程,由动能定理得:
(mgsin37°﹣μmgcos37°)(x+x′)=
解得:v′=m/s
答:(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小是0.16m;
(2)企鹅在冰面上滑动的加速度大小是8m/s2;
(3)企鹅退滑到出发点的速度大小是m/s。
93.【解答】(1)整体静止时,对整体分析,根据平衡条件有:
kx0=(m+m)gsinθ
解得:k=…①
(2)由题意可知,b经两段相等的时间位移均为x0;
由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知:=…②
说明当形变量为x1=x0﹣=时二者分离;
对m分析,因分离时ab间没有弹力,则根据牛顿第二定律可知:
kx1﹣mgsinθ=ma…③
联立①②③解得:a=
(3)当ab前进的位移为x时,弹簧的形变量变为:△x=x0﹣x
对整体分析可知,由牛顿第二定律有:
F+k△x﹣(m+m)gsinθ=(m+m)a
解得:F=mgsinθ+kx﹣kx0。
答:
(1)弹簧的劲度系数为;
(2)物块b加速度的大小为;
(3)在物块a、b分离前,外力大小随位移变化的关系式是F=mgsinθ+kx﹣kx0。
94.【解答】(1)对A受力分析,根据牛顿第二定律得:μ1mAg=mAaA
代入数据解得:aA=5m/s2,方向向右,
对B分析,根据牛顿第二定律得:μ1mBg=mBaB
代入数据解得:aB=5m/s2,方向向左。
对木板分析,根据牛顿第二定律得:μ1mBg﹣μ1mAg﹣μ2(m+mA+mB)g=ma1
代入数据解得:a1=2.5m/s2,方向向右。
当木板与B共速时,有:v=v0﹣aBt1=a1t1,
代入数据解得:t1=0.4s,v=1m/s,
(2)此时B相对木板静止,突变为静摩擦力,A受力不变加速度仍为5m/s2,方向向右,
对B与木板受力分析,有:μ1mAg+μ2(m+mA+mB)g=(m+mB)a2
代入数据解得:a2=,方向向左,
当木板与A共速时有:v′=v﹣a2t2=﹣v+aAt2:
代入数据解得:t2=0.3s,v′=0.5m/s。
当t1=0.4s,xB=×0.4m=0.8m,x木=×0.4m=0.2m
LB板=xB﹣x木=0.8m﹣0.2m=0.6m,
对A,向左,xA=×0.4m=0.8m,
LA1板=xA+x木=0.8m+0.2m=1m,
当t2=0.3s,对A,向左,xA1=×0.3m=m,
对木板,向右,x木1=×0.3m=m
LA2板=xA1+x木1=m=0.3m,
可知AB相距L=LB板+LA1板+LA2板=0.6+1+0.3m=1.9m。
答:(1)B与木板相对静止时,木板的速度为1m/s;
(2)A、B开始运动时,两者之间的距离为1.9m。
95.【解答】(1)对冰球分析,根据速度位移公式得:,
加速度为:a=,
根据牛顿第二定律得:a=μg,
解得冰球与冰面之间的动摩擦因数为:.
(2)设运动员的末速度为v2,根据两者运动时间相等,有:,
解得运动员到达小旗处的最小速度为:v2=,
则最小加速度为:=.
答:
(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数为.;
(2)满足训练要求的运动员的最小加速度为.
96.【解答】(1)游船匀加速运动过程中加速度大小 a1===0.105m/s2.
位移大小 x1==×40m=84m
(2)游船匀减速运动过程中加速度大小 a2===0.05m/s2.
根据牛顿第二定律得 F=Ma2=8000×0.05N=400N
(3)游船在整个行驶过程中的总位移 x=x1+v△t2+=84+4.2×600+=2780m
游船在整个行驶过程中的平均速度大小 ==≈3.86m/s
答:
(1)游船匀加速运动过程中加速度大小a1是0.105m/s2.位移大小x1是84m.
(2)游船匀减速运动过程中所受的合力大小F是400N;
(3)游船在整个行驶过程中的平均速度大小是3.86m/s.
六.解答题(共3小题)
97.【解答】(1)由图2可知,物件26s时开始减速,减速过程受牵引力为1975N,重力G=mg
由牛顿第二定律可得:
mg﹣FT=ma
解得:a=0.125m/s2;
因牵引力小于重力,故加速度竖直向下;
(2)对减速过程分析可知,减速时间t2=8s,逆向分析可将匀减速过程视为初速度为零的匀加速直线运动,由运动学公式可得:
v=at2=0.125×8m/s=1m/s
(3)匀速向上的位移h1=vt1=1×26m=26m
匀减速上升的位移h2==m=4m
则总位移h==m=40m
答:(1)做匀减速运动的加速度大小为0.125m/s2;方向竖直向下;
(2)匀速运动的速度大小为1m/s;
(3)总位移的大小为40m。
98.【解答】(1)上升过程由牛顿第二定律得:mg+f=ma1
解得:a1=11m/s2
上升的最大高度:h==m
(2)从抛出到接住的过程中重力做功WG=0
空气阻力做功Wf=﹣f?2h=﹣J
(3)上升过程的时间t1==s
下降过程由牛顿第二定律得:mg﹣f=ma2
解得:a2=9m/s2
由位移公式得:h=
解得:t2=s
答:(1)上升的最大高度是m;
(2)从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功分别为0、﹣J
(3)上升和下降的时间分别为s、s。
99.【解答】(1)物块由静止释放到B的过程中,由牛顿第二定律得:
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
由速度位移的关系式得:
vB2=2a
联立解得:vB=4m/s
(2)左侧离开,设到D点速度为零时高为h1,由动能定理得:
0=mgh1﹣μmgcosθ﹣μmgL
解得:h1=3.0m
若小物块落到传送带左侧地面,h需要满足的条件是h≤3.0m
(3)右侧抛出,设到D点的速度为v,由动能定理得:
mv2=mgh一μmgcosθ﹣μmgL
由平抛运动的规律得:H+2R=gt2,x=vt
解得:x=2
为使能在D点水平抛出,则有:
mg≤
解得:h≥3.6m
答:(1)若h=2.4m,小物块到达B端时速度的大小是4m/s;
(2)若小物块落到传送带左侧地面,h需要满足的条件是h≤3.0m;
(3)改变小物块释放的高度h,小物块从传送带的D点水平向右抛出,小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式是x=2
h需要满足的条件是h≥3.6m。
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