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2021届高考物理：牛顿运动定律（浙江）含答案
专题：牛顿运动定律（一轮）
1、(双选)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，运行中各动车的输出功率相同，动车组运行过程中阻力与车的重力成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第2、4、5、7节车厢为动车，其余为拖车，该动车组在水平直轨道上运行，下列说法正确的是(　　)
A．做匀速运动时，各车厢间的作用力均为零
B．做匀加速运动时，各车厢间的作用力均不为零
C．不管是匀速还是加速运动，第2、3节车厢间的作用力一定为零
D．不管是匀速还是加速运动，第1、2节车厢间与5、6节车厢间的作用力之比是1:1
2、如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　)
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
3、一小物块从倾角为α＝30°够长的斜面底端以初速度v0＝10
m/s沿斜面向上运动(如图所示)，已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，g取10
m/s2，则物块在运动时间t＝1.5
s时离斜面底端的距离为(　　)
A．3.75
m
B．5
m
C．6.25
m
D．15
m
4、(双选)如图所示，小车分别以加速度a1、a2、a3、a4向右做匀加速运动，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，M通过细线悬吊着小物体m，m在小车的水平底板上，加速度为a1、a2时，细线在竖直方向上，全过程中M始终未相对杆bc移动，M、m与小车保持相对静止，M受到的摩擦力大小分别为f1、f2、f3、f4，则以下结论正确的是(　　)
A．若＝，则＝
B．若＝，则＝
C．若＝，则＝
D．若＝，则＝
5、一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力大小为多少？
6、牛顿第一定律揭示了运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变
B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变
C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态
D．物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同
7、如图所示，总质量为460
kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5
m/s2，当热气球上升到180
m时，以5
m/s的速度向上匀速运动，若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10
m/s2.关于热气球，下列说法正确的是(　　)
A．所受浮力大小为4
830
N
B．加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C．从地面开始上升10
s后的速度大小为5
m/s
D．以5
m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230
N
8、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则(　　)
A．此同学无法取出羽毛球
B．羽毛球会从筒的下端出来
C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D．该同学是在利用羽毛球的惯性
9、(多选)一物体重为50
N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝15
N时，物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g取10
m/s2)(　　)
A．3
N
B．25
N
C．30
N
D．50
N
10、如图所示，在倾角为θ的三角形斜劈上垂直斜面固定一轻杆，杆的另一端固定一质量为m的可视为质点的小球，开始整个装置以恒定的速度沿光滑的水平面向左匀速直线运动，经过一段时间，装置运动到动摩擦因数为μ的粗糙水平面上，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　)
A．向左匀速时，杆对小球的作用力大小为
B．在粗糙水平面上运动时，杆对小球的作用力方向可能水平向右
C．在粗糙水平面上运动时，杆对小球的作用力大小可能为
D．整个运动过程中，杆对小球的作用力始终大于mg
11、(多选)如图所示，一质量M＝3
kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m＝1
kg的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度取g＝10
m/s2，下列判断正确的是(　　)
A．系统做匀速直线运动
B．F＝40
N
C．斜面体对楔形物体的作用力大小为5
N
D．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
12、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
(1)牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用。
(
)
(2)物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此，加速度的产生要滞后于力的作用。
(
)
(3)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。
(
)
(4)失重说明物体的重力减小了。
(
)
(5)物体超重时，加速度向上，速度也一定向上。
(
)
(6)研究动力学两类问题时，做好受力分析和运动分析是关键。
(
)
13、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、a′B；
(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。
2021届高考物理：牛顿运动定律（浙江）含答案
专题：牛顿运动定律（一轮）
1、(双选)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，运行中各动车的输出功率相同，动车组运行过程中阻力与车的重力成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第2、4、5、7节车厢为动车，其余为拖车，该动车组在水平直轨道上运行，下列说法正确的是(　　)
A．做匀速运动时，各车厢间的作用力均为零
B．做匀加速运动时，各车厢间的作用力均不为零
C．不管是匀速还是加速运动，第2、3节车厢间的作用力一定为零
D．不管是匀速还是加速运动，第1、2节车厢间与5、6节车厢间的作用力之比是1:1
【答案】CD　设每节动车的功率为P，牵引力为F，每节车厢的质量为m，所受阻力为kmg.当动车组匀速运动时所受合力为零，对整体由平衡条件知4F＝8kmg，则F＝2kmg，依次对各个动车和车厢分析可知F12＝kmg，F23＝0，F34＝kmg，F45＝0，F56＝kmg，…，故A错误；当动车组加速运动时，对整体由牛顿第二定律有4F′－8kmg＝8ma，可得F′＝2ma＋2kmg，对前两节车厢由牛顿第二定律有F′－2kmg＋F′23＝2ma，解得F′23＝0，故B错误，C正确；加速运动时，对第一节车厢由牛顿第二定律有F′12－kmg＝ma，解得F′12＝kmg＋ma；对前5节车厢的整体由牛顿第二定律有3F′－F′56－5kmg＝5ma，解得F′56＝kmg＋ma；故＝＝，故D正确．
2、如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　)
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
【答案】B　[由题意知，小球在水平方向上不受外力作用，由牛顿第一定律，小球在此方向上将保持原有的运动状态不变，即静止而不向左或向右运动，只有竖直方向上的运动，因此运动轨迹是一条竖直向下的直线。]
3、一小物块从倾角为α＝30°够长的斜面底端以初速度v0＝10
m/s沿斜面向上运动(如图所示)，已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，g取10
m/s2，则物块在运动时间t＝1.5
s时离斜面底端的距离为(　　)
A．3.75
m
B．5
m
C．6.25
m
D．15
m
B　[小物块沿斜面向上运动时加速度大小为a＝gsin
α＋μgcos
α＝10
m/s2，物块运动到最高点的时间t＝＝1
s<1.5
s。由于mgsin
α＝μmgcos
α，小物块运动到最高点速度为0时即停止，故此时小物块离斜面底端的距离为x＝＝5
m，故B正确。]
4、(双选)如图所示，小车分别以加速度a1、a2、a3、a4向右做匀加速运动，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，M通过细线悬吊着小物体m，m在小车的水平底板上，加速度为a1、a2时，细线在竖直方向上，全过程中M始终未相对杆bc移动，M、m与小车保持相对静止，M受到的摩擦力大小分别为f1、f2、f3、f4，则以下结论正确的是(　　)
A．若＝，则＝
B．若＝，则＝
C．若＝，则＝
D．若＝，则＝
【答案】CD　[对第一、二幅图有：若＝，对M根据牛顿第二定律有：f＝Ma，则＝，故选项A错误；对第二、三幅图有：f2＝Ma2，设细线的拉力为F，则f3－Fsin
θ＝Ma3，若＝，则≠，故选项B错误；对第三、四幅图有：对M和m整体分析：f＝(M＋m)a，若＝，则＝，故选项C正确；m水平方向有：F3sin
θ＝ma3、F4sin
α＝ma4，竖直方向有：F3cos
θ＝mg、F4cos
α＝mg，解得a3＝gtan
θ、a4＝gtan
α，若＝，则＝，故选项D正确。]
5、一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力大小为多少？
解析：环在竖直方向上受力情况如图甲所示，其受重力mg和杆对它竖直向上的摩擦力Ff，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力F′f.故箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，其受重力Mg、地面对它的支持力FN及环对它的摩擦力F′f.由于箱子处于平衡状态，可得：FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg.根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，则F′N＝FN＝Ff＋Mg.
答案：Ff＋Mg
6、牛顿第一定律揭示了运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变
B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变
C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态
D．物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同
【答案】B　[只要物体受到的合力不为零，不论是否是恒力，运动状态都要发生变化，故A项错误，B项正确；物体所受合力方向不一定与运动方向相同，故D项错误；合力为零时，物体可能处于静止状态也可能做匀速直线运动，故C项错误。]
7、如图所示，总质量为460
kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5
m/s2，当热气球上升到180
m时，以5
m/s的速度向上匀速运动，若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10
m/s2.关于热气球，下列说法正确的是(　　)
A．所受浮力大小为4
830
N
B．加速上升过程中所受空气阻力保持不变
C．从地面开始上升10
s后的速度大小为5
m/s
D．以5
m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230
N
解析：选AD.刚开始上升时，空气阻力为零，F浮－mg＝ma，解得F浮＝m(g＋a)＝4
830
N，A正确；加速上升过程，若保持加速度不变，则热气球上升到180
m时，速度v＝＝6
m/s＞5
m/s，所以热气球做加速度减小的加速直线运动，上升10
s后的速度v′＜at＝5
m/s，C错误；再由F浮－F阻－mg＝ma可知空气阻力F阻增大，B错误；匀速上升时，F浮＝F阻＋mg，所以F阻＝F浮－mg＝230
N，D正确．
8、某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则(　　)
A．此同学无法取出羽毛球
B．羽毛球会从筒的下端出来
C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D．该同学是在利用羽毛球的惯性
【答案】D　[一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，故D正确。]
9、(多选)一物体重为50
N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝15
N时，物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g取10
m/s2)(　　)
A．3
N
B．25
N
C．30
N
D．50
N
【答案】ACD　[若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知F2－F1－μG＝ma>0，解得F1<5
N，A正确；若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知F1－F2－μG＝ma>0，解得F1>25
N，C、D正确。]
10、如图所示，在倾角为θ的三角形斜劈上垂直斜面固定一轻杆，杆的另一端固定一质量为m的可视为质点的小球，开始整个装置以恒定的速度沿光滑的水平面向左匀速直线运动，经过一段时间，装置运动到动摩擦因数为μ的粗糙水平面上，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　)
A．向左匀速时，杆对小球的作用力大小为
B．在粗糙水平面上运动时，杆对小球的作用力方向可能水平向右
C．在粗糙水平面上运动时，杆对小球的作用力大小可能为
D．整个运动过程中，杆对小球的作用力始终大于mg
解析：选C.装置向左匀速运动时，小球受平衡力的作用，则重力与杆对小球的作用力大小相等、方向相反，即FN＝mg，A错误；进入粗糙的水平面后，整个装置开始在摩擦力的作用下做减速运动，设斜劈与小球的总质量为M，由牛顿第二定律可知μMg＝Ma，解得a＝μg，则小球的加速度大小也为μg，方向水平向右，对小球受力分析如图所示，小球受到的合力方向水平向右，则弹力的大小为FN＝>mg，由以上分析可知D错误；由于竖直方向合力一定为零，因此杆对小球的弹力一定有竖直向上的分力，因此在粗糙水平面上运动时，杆对小球的作用力方向不可能水平向右，B错误；当a＝gtan
θ时，代入以上的式子可得FN＝，C正确．
11、(多选)如图所示，一质量M＝3
kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m＝1
kg的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度取g＝10
m/s2，下列判断正确的是(　　)
A．系统做匀速直线运动
B．F＝40
N
C．斜面体对楔形物体的作用力大小为5
N
D．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
关键信息：“光滑水平地面”“水平向左的恒力F”，两条信息表明整体向左匀加速运动。
[解析]　
甲　　　　　乙
对整体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律有F＝(M＋m)a，对楔形物体受力分析如图乙所示。由牛顿第二定律有mgtan
45°＝ma，可得F＝40
N，a＝10
m/s2，A错误，B正确；斜面体对楔形物体的作用力FN2＝＝mg＝10
N，C错误；外力F增大，则斜面体加速度增加，由于斜面体与楔形物体间无摩擦力，则楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑，D正确。
[答案]　BD
12、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
(1)牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用。
(
)
(2)物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此，加速度的产生要滞后于力的作用。
(
)
(3)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。
(
)
(4)失重说明物体的重力减小了。
(
)
(5)物体超重时，加速度向上，速度也一定向上。
(
)
(6)研究动力学两类问题时，做好受力分析和运动分析是关键。
(
)
【答案】（1）×
（2）×
（3）√
（4）×
（5）×
（6）√
13、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、a′B；
(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。
[解析]　本题通过板——块组合模型考查了牛顿运动定律的综合应用，考查了学生的综合分析能力与应用数学知识处理物理问题的能力，体现了科学思维中的模型建构、科学推理等素养要素。
A、B的运动过程如图所示
(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2aAL＝v
解得vA＝。
(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，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′＝2ma′B，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
xA＝aAt2，xB＝vBt－aBt2
且xB－xA＝L
解得vB＝2。
[答案]　(1)　(2)3μg　μg　(3)2

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