2021届高考物理二轮复习专题突破：专题十三牛顿第二定律及其应用

修改时间：2021-01-08 浏览次数：166 类型：二轮复习编辑

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一、单选题

1. 如图所示，体量为G的某同学站在在电梯里的一台体重计上，当电梯加速上升时，体重计的示数（）

A . 为零 B . 小于G C . 等于G D . 大于G

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2. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直)，下列说法中正确的是（）

A . 小球的速度逐渐减小到零 B . 小球的速度先减小，后增大 C . 小球的加速度先减小，后增大 D . 弹簧的弹性势能先增大，后减小

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3. 光滑绝缘的水平桌面上有一个正方形区域abcd，e点是ab边的中点。在顶点b处固定一个电荷量为Q的点电荷，一质量为m、电荷量为q的带电小球（视为点电荷），从c点沿cd边以速度v₀开始运动，恰好沿圆周通过a点。下列说法正确的是（）

A . 小球运动过程中，其机械能增大 B . 若小球从a点沿ad方向以速度v₀开始运动，则小球能到达c点 C . 若小球从c点沿cd边以速度2v₀开始运动，则小球在正方形区域内运动过程中电势能减小 D . 若仅使小球的电性变得和原来相反，且从c点沿cd边以速度v₀开始运动，则小球可能从e点离开正方形区域

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4. 如图所示，由竖直轴和双臂构成的“Y”型支架可以绕竖直轴转动，双臂与竖直轴所成锐角为37°。一个质量为2kg的小球穿在一条臂上，到O点的距离为20cm，小球始终与支架保持相对静止，设支架转动的角速度为ω，g取10m/s²则下列说法错误的是（）

A . ω由零逐渐增加，臂对小球的摩擦力一直减小 B . 当 $\text{[math]}$ 时，臂对小球的摩擦力为零 C . 当ω=0时，臂对小球的摩擦力大小为16N D . 当 $\text{[math]}$ 时，臂对小球的摩擦力大小为mg

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5. 如图所示，物块A、B通过跨过光滑定滑轮的轻绳相连，A的质量为m，套在光滑竖直杆上，B的质量为3m，轻绳右侧与竖直杆的夹角为60°，重力加速度的大小为g，将系统自静止开始释放，刚释放时物块A的加速度为（）

A . $\text{[math]}$ g，方向竖直向上 B . $\text{[math]}$ g，方向竖直向上 C . $\text{[math]}$ g，方向竖直向下 D . $\text{[math]}$ g，方向竖直向上

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6. 已知某车的质量为m，运动过程中，汽车所受的阻力大小恒定，若保持恒定功率P不变，汽车能达到的最大速度为v。若司机以2P的额定功率启动，从静止开始加速做直线运动，当速度为v时，汽车的加速度为a₁ ，当速度为0.5v时，汽车的加速度为a₂ ，则加速度的比值a₁：a₂为（）

A . 1：1 B . 1：2 C . 1：3 D . 1：4

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7. 一质量为m的乘客在高楼内乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用F_N表示、速度用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， F_N>mg B . t₁~t₂时间内， F_N<mg C . t₂~t₃时间内， F_N >mg D . t₂~t₃时间内，速度v增大

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8. 如图所示，用绳1和绳2拴住一个小球，绳1始终与水平面有一定的夹角θ，绳2始终处于水平状态，整个装置处于静止状态，当小车从静止开始向右做匀加速运动时，小球相对于小车仍保持静止，则绳1的拉力F₁、绳2的拉力F₂与小车静止时相比，变化情况是（）

A . F₁变大，F₂不变 B . F₁不变，F₂变小 C . F₁变大，F₂变小 D . F₁变大，F₂变大

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9. 小明沿竖直方向跳离地面，从开始下蹲到离开地面用时为t，离地后小明重心升起的最大高度为h。设小明的质量为m，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A . 整个运动过程中，小明始终处于超重状态 B . t时间内小明的机械能增加了mgh C . t时间内地面对小明的冲量为 $\text{[math]}$ D . t时间内地面对小明的平均支持力为 $\text{[math]}$

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10. 如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是（）

A . 细绳一定对小球有拉力的作用 B . 轻弹簧一定对小球有弹力的作用 C . 细绳不一定对小球有拉力的作用，但轻弹簧对小球一定有弹力 D . 细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力

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11. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的vt图象如图乙所示(重力加速度为g)，以下说法正确的是（）

A . 拉力F施加的瞬间，A，B间的弹力大小为Mg B . A，B分离的瞬间，A上升的位移为 C . 由图像可知，A，B在t₁时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零 D . 弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值

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12. 如图，一劲度系数为k轻弹簧的一端固定在倾角为θ=30°的光滑固定斜面的底部，另一端和质量为2m的小物块A相连，质量为m的物块B紧靠A一起静止.现用手缓慢斜向下压物体B使弹簧再压缩x₀并静止。然后迅速放手， A和B一起沿斜面向上运动距离L时， B达到最大速度v．则以下说法正确的是(始终在弹性限度内)（）

A . L>x₀ B . 放手的瞬间，A对B的弹力大小为 + C . 若向上运动过程A，B出现了分离，则分离时弹簧的压缩量为 D . 从放手到“A和B达到最大速度v”的过程中，弹簧弹性势能减小了

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13. 根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处，这一现象可解释为，除重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球（）

A . 到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零 B . 到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零 C . 落地点在抛出点东侧 D . 落地点在抛出点西侧

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14. 如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平面上，下端固定。在弹簧正上方有一个物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩。当弹簧被压缩了x₀时，物块的速度减小到零。从物块和弹簧接触开始到物块速度减小到零过程中，物块加速度大小a随下降位移大小x变化的图象，可能是下图中的（）

A . B . C . D .

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15. 如图所示的两个光滑斜面，倾角分别为α，β 且α＜β，顶端有一个定滑轮．两个质量分别为m₁、m₂的小物块用细线通过定滑轮连接起来，两物块静止且在同一个水平面上．某时刻把细线剪断，两物块均沿斜面向下滑动，最后下滑到地面上．关于两物块的运动情况，下列说法正确的是（）

A . 两物块沿斜面下滑到地面的时间相等 B . 在下滑过程中，任一时刻两物块的速度大小相等 C . 在下滑过程中，两物块的重力所做的功相等 D . 在下滑到地面的瞬间两物块的重力的功率相等

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二、多选题

16. 如图，固定光滑长斜面倾角为37°，下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上，质量均为m，用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直，长度为L且绳中无弹力。当小车缓慢向右运动 $\text{[math]}$ 的距离时A恰好不离开挡板。已知重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（）

A . 弹簧的劲度系数为 $\text{[math]}$ B . 当弹簧恢复原长时，物体B沿斜面向上移动了 $\text{[math]}$ C . 若小车从图示位置以 $\text{[math]}$ 的速度向右匀速运动，小车位移大小为 $\text{[math]}$ 时B的速率为 $\text{[math]}$ D . 当小车缓慢向右运动 $\text{[math]}$ 距离时，若轻绳突然断开，则此时B的加速度为1.2g，方向沿斜面向下

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17. 如图所示，质量分别为6m和2m的A、B两木板叠放在水平桌面上，木板B与桌面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，木板A与木板B间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，木板A和木板B的加速度大小分别用a₁、a₂表示，木板A与木板B间的摩擦力大小用f₁表示，木板B与桌面间的摩擦力大小用f₂表示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g。当水平力F作用在木板A上时，下列反映a₁、a₂和f₁、f₂随拉力F变化的图线可能正确的是（）

A . B . C . D .

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18. 我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是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，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（）

A . 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B . 做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2 C . 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D . 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2

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19. 如图所示，一个质量为 m 的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于 O 点，弹簧处于原长状态且原长为L，细杆上面的A、B两点到 O 点的距离都为L，将圆环拉至A点由静止释放，重力加速度为g对于圆环从 A 点运动到 B 点的过程中，下列说法正确的是（）

A . 圆环通过 O 点的加速度小于g B . 圆环与两弹簧组成的系统机械能守恒 C . 圆环在 A 点的加速度大小为 $\text{[math]}$ D . 圆环在 B 点的速度为 $\text{[math]}$

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20. 如图所示，质量为m₂的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m₁的物体，与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角。则（）

A . 车厢的加速度为gsinθ B . 绳对物体1的拉力为 C . 底板对物体2的支持力为（m₂-m₁）g D . 物体2所受底板的摩擦力为m₂gtanθ

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21. 甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球，结果甲同学看到两球不是同时落地的，他分析了两球未能同时落地的原因.你认为他的下列分析哪些是正确的（）

A . 两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小 B . 两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大 C . 两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力 D . 两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比，差别较小

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22. 一滑雪运动员沿平直雪道进行滑雪训练。某次训练中，他站在滑雪板上，滑雪杖触地并向后推动，利用雪面的反作用力由静止开始加速，滑雪杖与雪面接触 $\text{[math]}$ 之后收起，再过 $\text{[math]}$ 后滑雪杖再次触地，触地 $\text{[math]}$ 后滑雪杖收起直至滑行停止。若每次滑雪杖触地产生的竖直作用力是运动员（含装备）重力的0.5倍、产生的水平推力为运动员（含装备）滑雪杖触地过程中所受滑动摩擦力的19倍，滑雪板与斜面间的动摩擦因数为0.1，空气阻力不计，重力加速度 $\text{[math]}$ ，则本次训练中运动员（）

A . 第 $\text{[math]}$ 末的速度为 $\text{[math]}$ B . 第 $\text{[math]}$ 末的速度为 $\text{[math]}$ C . 第 $\text{[math]}$ 内的位移比第 $\text{[math]}$ 内的位移大 $\text{[math]}$ D . 第 $\text{[math]}$ 内的位移比第 $\text{[math]}$ 内的位移大 $\text{[math]}$

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23. 在我们享受国庆假期时，阿亚冲突却再次向世人展示了战争的残酷和惨烈，其中无人机的使用更是对各国军界造成极大震动，一架土耳其产TB-2无人攻击机满载质量为634kg，某段时间内，其在水平x方向的速度-时间图象和竖直y方向的位移-时间图象如图所示（g取10m/s²），则此过程中（）

A . 该无人机所受的合外力为2853N B . 该无人机的初速度为9m/s C . 该无人机做匀变速曲线运动 D . 该无人机初速度的方向与合外力方向垂直

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24. 如图所示，倾角为θ= $\text{[math]}$ 的斜面体c置于水平地面上，滑块b置于光滑斜面上，通过细绳跨过轻质定滑轮与物体a连接。连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上，整个系统保持静止。已知物块a、b、c的质量分别为5m、4m、3m，重力加速度为g，不计滑轮的质量和摩擦，下列说法中正确的是（）

A . 杆对轻滑轮的作用力大小为 $\text{[math]}$ B . 地面对c的摩擦力为2mg C . c对地面的压力为6mg D . 剪断轻绳的瞬间，a的加速度大小为0.4g

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25. 高铁已成为重要的“中国名片”。一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6和7共四节为动力车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢牵引力大小均为F，每节车厢质量均为m，所受阻力均为f，则（）

A . 列车的加速度为 $\text{[math]}$ B . 列车的加速度为 $\text{[math]}$ C . 第2节车厢对第3节车厢的作用力为0 D . 第2节车厢对第3节车厢的作用力为F-2f

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26. 如图所示，为大型游乐设施的“跳楼机”。“跳楼机”从a自由下落到b，再从b开始在恒定制动力作用下到c停下。已知“跳楼机”和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g，忽略空气阻力。则（）

A . a到b，游客受到的合力为零 B . a到b与b到c，重力的平均功率之比为1：1 C . 制动力的大小等于2mg D . 制动力的冲量大小为3 $\text{[math]}$

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三、综合题

27. 中国产复兴号动车组列车是目前世界上运营时速最高的高铁列车。某动车组列车共8节，每节的质量都为m，其中第一节和第五节做为动车为列车提供动力，额定功率均为P₀ ，其余均为无动力的车厢。若启动时第一节和第五节施加的牵引力大小恒定，并且都等于整个列车受到的阻力大小，行驶过程中每节受到的阻力大小相同，且阻力不变，以额定功率行驶时的最大速度为v₀。求：

（1）列车启动后至达到额定功率前的过程中，第3节和第4节间的相互作用力的大小；

（2）列车启动后经过多长时间达到额定功率；

（3）若列车在额定功率下以最大速度匀速行驶时，第一节失去动力，再经过位移x列车又开始匀速行驶，计算得出自第一节失去动力至再次开始匀速行驶的时间间隔。

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28. 一个质量为 $\text{[math]}$ 的物体在光滑水平面上沿直线AB做速度大小为 $\text{[math]}$ 的匀速直线运动。在某时刻（到O点处），受到两个互相垂直的水平恒力作用，一个力大小为 $\text{[math]}$ ，另一个力F₂与v₀方向所成的夹角 $\text{[math]}$ 。当物体速度大小为4 $\text{[math]}$ 时，恰好经过F₂力线上的P点。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：

（1） O点到P点的运动时间t_OP；

（2） O点到P点的位移x_OP；

（3） F₂的大小。

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29. 如图所示，半径为3L的半圆环固定在竖直平面内，端点A、B等高，圆心O点正下方O’点固定一竖直杆，OO'间距离为10L。质量均为m的小球P、Q分别套在半圆环和竖直杆上，P、Q间用长为5L的轻杆通过两轻质铰链连接，小球Q同时与轻弹簧相连，弹簧原长为4L。现用外力作用在小球Q上，使小球P恰好静止在B点。撤去外力后小球P下滑，不计一切摩擦。求∶

（1）小球P静止在B点时，轻杆对小球P的弹力大小 $\text{[math]}$

（2）小球P从B点滑到最低点C过程中，弹簧弹性势能的变化量 $\text{[math]}$ 以及系统重力势能的减少量△E_P2；

（3）小球P滑到最低点C时速度大小v以及轻杆和半圆环对小球P作用力的合力大小 $\text{[math]}$

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30. 如图甲为竖直放置的离心轨道，左侧倾斜轨道与水平方向间夹角θ=53º，光滑圆轨道的半径r=0.20m，在圆轨道的最低点A和最高点B各安装了一个压力传感器（图中未画出），小物块（可视为质点）从倾斜轨道的不同高度处由静止释放，可测出物块在圆轨道内侧通过A点时对轨道的压力F_A大小和小物块下滑高度h间的关系如图乙所示。已知sin53º=0.8，cos53º=0.6，空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s²。求：

（1）物块与左侧倾斜轨道间的动摩擦因数μ的大小；

（2）在图乙中画出物块在轨道内侧通过B点时对轨道的压力F_B大小和小物块下滑高度h间的关系图；

（3）要使小物块不脱离圆轨道，小物块在斜面上释放的高度h应满足什么条件？

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一、单选题

二、多选题

三、综合题

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