内容正文:
2025届高考物理一轮复习多选题题型滚动练 牛顿运动定律
一、多选题
1.如图,一刚性正方体盒内密封一小球,盒子六面均光滑且与小球相切,将其竖直向上抛出后,若空气阻力与速度成正比,下列说法正确的是( )
A.在上升过程中,小球对盒子底部有向下的作用力
B.在上升过程中,小球对盒子顶部有向上的作用力
C.在下降过程中,小球对盒子底部有向下的作用力
D.在下降过程中,小球对盒子顶部有向上的作用力
2.某实验小组在探究接触面间的动摩擦因数实验中,如图甲所示,将一质量为M的长木板放置在水平地面上,其上表面有另一质量为m的物块,刚开始均处于静止状态。现使物块受到水平力F的作用,用传感器测出水平拉力F,画出F与物块的加速度a的关系如图乙所示。已知重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个运动过程中物块始终未脱离长木板。则( )
A.长木板的质量为2kg
B.长木板与地面之间的动摩擦因数为0.1
C.长木板与物块之间的动摩擦因数为0.4
D.当拉力F增大时,长木板的加速度一定增大
3.某物理兴趣小组为了探究小球运动过程中受到的空气阻力与哪些因素有关,测量了小球竖直上抛到落回到出发点过程中的上升时间和下落时间,小球竖直上抛的初速度和落回到出发点的速度(已知重力加速度为g),根据测量结果,该小组做了下列猜测,其中正确的是( )
A.若空气阻力大小保持不变,则
B.若空气阻力只与小球半径成正比,则同种材料的实心小球,质量大的小
C.若空气阻力只与速率成正比,则
D.若空气阻力只与速率的平方成正比,则小球抛出瞬间的加速度大小为
4.如图,半径为R的半球形容器固定在水平桌面上,质量为m的小球a与质量为4m的小球b(均可视为质点)由不可伸长的轻绳连接。开始小球b位于容器边缘上与球心O等高的P点,小球a在P点正下方。由静止释放后小球b在容器内下滑,小球a上升,当小球b到达容器最低点Q时,小球a仍未与容器接触。重力加速度大小为g,不计一切摩擦。在此过程中( )
A.小球b的机械能一直减少
B.小球b到达Q点时,小球a的动能为0
C.小球b到达Q时的速度大小为
D.小球b到达Q时的速度大小为
5.一碗水置于火车车厢内的水平桌面上,某时刻水面形状如图所示.关于火车此时的运动情况,下列说法正确的是( )
A.向右加速 B.向右减速 C.向左加速 D.向左减速
6.起重机将一重物由静止竖直提起。传感器测得此过程中不同时刻重物的速度v与对轻绳的拉力F,得到如图所示的关系图线,线段与v轴平行,线段的延长线过坐标原点。重物速度增加到时开始做匀速运动。图中、、、都是已知量,重力加速度为g,不计阻力。则( )
A.重物的质量是 B.重物的质量是
C.重物在段做匀加速运动 D.重物在段运动时间是
7.如图所示,1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端,其运动时间分别为。已知竖直固定的圆环的半径为r,O为圆心,固定在水平面上的斜面水平底端的长度为r,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
8.圆柱形弹簧的劲度系数k与弹簧处于原长时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都表明,其中Y是一个由材料决定的常数,材料学上称之为杨氏模量,在国际单位制中,杨氏模量Y的单位可表示为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m。现推动物体将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直运动到B点速度减为零。如果物体受到地面的摩擦阻力恒定,则( )
A.物体从A到O的过程加速度先变小后变大
B.物体从O到B的过程加速度逐渐变大
C.物体运动到O点时速度最大
D.物体在B点速度减为零后一定保持静止
10.如图所示,一质量为m的物体放在电梯内倾角为的固定斜面上,当电梯以加速度a(,g表示重力加速度大小)竖直向下做匀加速直线运动时,物体和斜面保持相对静止,下列说法正确的是( )
A.斜面对物体的支持力大小为
B.斜面对物体的支持力大小为
C.斜面对物体的摩擦力大小为
D.斜面对物体的摩擦力大小为
11.物体甲静止放置在水平地面上,给甲一个水平方向的力F,将甲换成乙进行同样的操作,得出甲、乙的加速度随时间的F变化关系图像如图所示。甲、乙的分别质量为、,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为、,则( )
A. B. C. D.
12.在一次课外探究活动中,一同学在电梯内水平放置一台秤,并在上面放一个重物,当电梯静止时,台秤的示数为8.0N。在电梯运行过程的某段时间内,该同学观察到台秤的示数为9.6N,在这段时间内,下列说法正确的是( )
A.物体处于失重状态 B.物体处于超重状态
C.电梯可能是向下加速 D.电梯可能是向上加速
参考答案
1.答案:BC
解析:AB.在上升过程中,由于受到的空气阻力方向向下,则整体的加速度大于重力加速度;以小球为对象,小球的加速度和盒子的加速度相同,根据牛顿第二定律可知小球的合力大于小球的重力,则盒子顶部对小球有向下的作用力,小球对盒子顶部有向上的作用力,故A错误,B正确;CD.在下降过程中,由于受到的空气阻力方向向上,则整体的加速度小于重力加速度;以小球为对象,小球的加速度和盒子的加速度相同,根据牛顿第二定律可知小球的合力小于小球的重力,则盒子底部对小球有向上的作用力,小球对盒子底部有向下的作用力,故C正确,D错误。故选BC。
2.答案:ABC
解析:ABC.由图可知,当时木块和木板开始产生滑动,则
即
由图像可知
解得
当时两者共同运动,则
由图像可知
则
解得
选项ABC正确;
D.当拉力F增大时,长木板与木块之间产生相对滑动,此时长木板受地面的摩擦力和木块的摩擦力不变,则加速度不变,选项D错误。
故选ABC。
3.答案:BC
解析:A.若空气阻力大小保持不变,小球上升和下落过程做匀变速运动,设小球上升最大高度为H,根据平均速度公式可得
则有
故A错误。
B.若空气阻力只与半径成正比,即,设小球的密度为ρ,半径为r,则小球的质量为
小球上升时的加速度
可知,同种材料的实心小球,质量越大,半径越大,则上升的加速度越小,所以越小,故B正确。
C.若空气阻力只与速率成正比,即,设上升时加速度为,则有
取极短时间,速度变化量为
上升全程速度变化量为
可得
设下降时加速度为,则有
取极短时间,速度变化量为
下降全程速度变化量为
可得
可得
故C正确。
D.若空气阻力只与速率的平方成正比,即,设小球抛出时加速度为,则有
设落回到出发点时加速度为,则有
两式消去m后,可得
只有在时,通过题干无法得出,故D错误。
故选BC。
4.答案:AC
解析:A.此过程中,拉力一直对b做负功,所以b的机械能减少,故A正确;BCD.设小球b到达Q点时速度为v,此时小球a的速度,根据机械能守恒定律,解得,则此时a的速度大于零,动能大于零,故C正确,BD错误。故选AC。
5.答案:BC
解析:当火车向右做减速运动时,碗内的水由于惯性,保持原来较大的速度向右运动,可形成如图所示的水面行状,A错误、B正确;当火车向左做加速运动时,碗内的水由于惯性,保持原来较小的速度向左运动,也可以形成如图所示的水面形状,C正确、D错误.
6.答案:BD
解析:AB.根据题意可知,速度增加到,物体开始做匀速运动,则有,解得重物的质量为,故A错误,B正确;C.从过程,增大,拉力F减小,根据牛顿第二定律可知,得,重物的加速度逐渐减小,则重物在AB段做变加速运动,故C错误;D.重物在CB段,不变,拉力F不变,由牛顿第二定律得,重物的加速度,重物做匀加速度直线运动,重物在CB段运动时间是,故D正确。故选BD。
7.答案:BC
解析:A.1号小球的加速度为
位移为
运动时间为
2号小球的加速度为
位移
运动时间为
既
故A错误;
B.3号小球的加速度为
位移为
运动时间为
4号小球的加速度为
位移为
运动时间为
既
故B正确;
CD.比较可得
故C正确,D错误。
故选BC。
8.答案:C
解析:根据表达式,得而又因为所以有在国际单位制中质量的单位是kg,加速度的单位是;弹簧长度和伸长量的单位是m;横截面积的单位是;所以Y的单位是.故选C.
9.答案:AB
解析:A.在A点合力水平向右,在O点合力水平向左,因此从A到O存在一个点加速度为零,从A到O加速度先变小后变大,故A正确;B.物体从O到B的过程,滑动摩擦力方向向左,弹簧弹力也向左且逐渐增大,所以加速度逐渐变大,故B正确;C.当物体加速度为零时速度最大,物体运动到O点时合力是滑动摩擦力,加速度不为零,速度最大的点在从A到O之间某个位置,故C错误;D.物体在B点速度减到为零后,如果此时弹簧弹力大于最大静摩擦力,则物体将继续运动,故D错误。故选AB。
10.答案:BC
解析:将加速度a分解为沿斜面向下的分加速度a和垂直斜面向下的分加速度,则有,,以物体为对象,垂直斜面方向和沿斜面方向分布根据牛顿第二定律可得,,联立解得,,故选BC。
11.答案:BC
解析:对于放置在水平面的物体,由牛顿第二定律有变形有则在图像中,斜率,纵截距由图像中可知,则,故选BC。
12.答案:BD
解析:由题意可知,物体的重力为8.0N,在电梯运行过程的某段时间内,该同学观察到台秤的示数为9.6N,可知此时物体对台秤的压力大于物体的重力,物体处于超重状态,则电梯的加速度方向向上,电梯可能向上加速运动,也可能向下减速运动。故选BD。
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