专题3 牛顿运动定律 题组2-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.2xXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 专题3 题 班级： 牛顿运动定律 组 姓名： 二 学号： 一、选择题 1.(多选)2025黑吉辽蒙卷)如图()所示，倾角为0的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质 量相等的小物块甲、乙同时以初速度0沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为4、2， 整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示，两条曲线 均为抛物线，乙的xt曲线在t=o时切线斜率为0.则( x 3 甲乙 7 图(a 图(b) A.H+u2=2tan 0 B.t=to时，甲的速度大小为3o C.t=o之前，地面对斜面的摩擦力方向向左 D.t=。之后，地面对斜面的摩擦力方向向左 2.(2024全国甲卷)如图所示，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P,P置于水平桌面 上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码 总质量m,并测量P的加速度大小a,得到am图像。重力加速度大小为g。在下列am图像中， 可能正确的是() P m 3.(多选)2023新课标卷)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N 极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放 甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻( 甲 S N 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小 C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和不为零 4.(多选)(2023·湖南卷)如图.光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用 下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球，两球用轻杆相连，A球靠在光滑左壁上， B球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为弘，杆与竖直方向的夹角为0，杆与车厢始 终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是() A aiiia A.若B球受到的摩擦力为零，则F=2 mgtan0 B.若推力F向左，且tan0≤a,则F的最大值为2 ngtan0 C.若推力F向左，且u<tan0≤2μ，则F的最大值为4mg(2u-tan0) D.若推力F向右，且tan0>24,则F的范围为4 ng(tan0-2w)≤F≤4 mg(tan0+2W） 5.(多选)2022湖南卷)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为 M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即F阻=和2，k为常量）。当发动 机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后.其匀速下落的速率为10ms;当发动机以最大 推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5m/s。重力加速 度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是() A发动机的最大推力为1.5Mg B.当飞行器以5ms匀速水平飞行时，发动机推力的大小为17)4Mg C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为53m/s D.当飞行器以5m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g 6.(2021·全国卷川)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与夹角的大小有关。 若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将() 光滑长平板 横杆 铁架台 A逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 二、非选择题 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 7.(2024新课标卷)如图所示，一长度1=1.0m的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上，薄 板的右端与平台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动，当 薄板运动的距离△1=16时，物块从薄板右端水平飞出；当物块落到地面时，薄板中心恰好运 动到O点。已知物块与薄板的质量相等，它们之间的动摩擦因数u=0.3,重力加速度大小g 10m/s2。求： 777刀777777777 (1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间； (②)平台距地面的高度。 8.(2022山东卷)某粮库使用额定电压J=380V,内阻R=0.252的电动机运粮。如图所 示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度o=2/s沿斜坡匀 速上行，此时电流I=40A。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰 好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量1 100kg,车上粮食质量m2=1200kg,配重质量m=40kg。取重力加速度g=10m/s2,小车运 动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k,配重始终未接触地面，不 计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求： 电动机 (①)比例系数k值； (2)上行路程L值。 9.(2021浙江卷)机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示质量m=1.0×103kg的汽车 以1=36kmh的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线s=20m处，驾驶员发现小朋友 排着长1=6m的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车 在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。 独家授权侵权必究 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.ZxXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 ()求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小； (2)若路面宽L=6m,小朋友行走的速度oo=0.5m/s.求汽车在斑马线前等待小朋友全部 通过所需的时间； (3)假设驾驶员以2=54mh超速行驶，在距离斑马线s=20m处立即刹车，求汽车到斑 马线时的速度。 ·独家授权侵权必究· 专题3　题组二 1.解析　位置x与时间t的图像的斜率表示速度，甲乙两个物块的曲线均为抛物线，则甲物块做匀加速运动，乙物块做匀减速运动，在t0时间内甲乙的位移可得x甲＝t0＝3x0，x乙＝t0＝x0 可得t0时刻甲物块的速度为v＝2v0，B错误； 甲物块的加速度大小为a1＝ 乙物块的加速度大小为a2＝ 由牛顿第二定律可得甲物块mgsin θ－μ1mgcos θ＝ma1 同理可得乙物块μ2mgcos θ－mgsin θ＝ma2 联立可得μ1＋μ2＝2tan θ，A正确； 设斜面的质量为M，取水平向左为正方向，由系统牛顿第二定律可得Ff＝ma1cos θ－ma2cos θ＝0 则t＝t0之前，地面和斜面之间摩擦力为零，C错误； t＝t0之后，乙物块保持静止，甲物块继续沿下面向下加速，由系统牛顿第二定律可得Ff′＝ma1cos θ 即地面对斜面的摩擦力向左，D正确。 答案　AD 2.解析　设物块P的质量为M，物块P与桌面间的动摩擦因数为μ，轻绳上的拉力大小为T。 答案　D 3.解析　根据F－μmg＝ma可得a＝F－μg，因m甲＞m乙，故a甲＜a乙，则任意时刻甲的速度大小比乙的小，A错误；m甲>m乙，又μ甲＝μ乙，则f甲>f乙，故甲和乙组成的系统合外力的冲量方向向左，即甲的动量大小比乙的小，B、D正确，C错误。 答案　BD 4.解析　A.设杆的弹力为N，对小球A：竖直方向受力平衡，则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足＝tan θ 竖直方向Ny＝mg 则Nx＝mgtan θ 若B球受到的摩擦力为零，对B根据牛顿第二定律可得Nx＝ma 可得a＝gtan θ 对小球A、B和小车整体根据牛顿第二定律 F＝4ma＝4mgtan θ，A错误； B.若推力F向左，根据牛顿第二定律可知加速度向左，小球A所受向左的合力的最大值为Nx＝mgtan θ 对小球B，由于tan θ≤μ，小球B受到向左的合力F＝μ(Ny＋mg)－Nx≥mgtan θ 则对小球A，根据牛顿第二定律可得Nx＝mamax 对系统整体根据牛顿第二定律F＝4mamax 解得F＝4mgtan θ，B错误； C.若推力F向左，根据牛顿第二定律可知加速度向左，小球A所受向左的合力的最大值为Nx＝mgtan θ 小球B所受向左的合力的最大值 Fmax＝(Ny＋mg)·μ－Nx＝2μmg－mgtan θ 由于μ<tan θ≤2μ可知Fmax<mgtan θ 则对小球B，根据牛顿第二定律 Fmax＝2μmg－mgtan θ＝mamax 对系统根据牛顿第二定律F＝4mamax 联立可得F的最大值为Fmax＝4mg(2μ－tan θ)，C正确； D.若推力F向右，根据牛顿第二定律可知系统整体加速度向右，由于小球A可以受到左壁向右的支持力，理论上向右的合力可以无限大，因此只需要讨论小球B即可，当小球B所受的摩擦力向左时，小球B向右的合力最小，此时Fmin＝Nx－(Ny＋mg)μ＝mgtan θ－2μmgtan θ 当小球所受摩擦力向右时，小球B向右的合力最大，此时 Fmax＝Nx＋(Ny＋mg)μ＝mgtan θ＋2μmgtan θ 对小球B根据牛顿第二定律，Fmin＝mamin Fmax＝mamax 对系统根据牛顿第二定律F＝4ma 代入小球B所受合力分范围可得F的范围为 4mg(tan θ－2μ)≤F≤4mg(tan θ＋2μ)，D正确。故选CD。 答案　CD 5.解析　飞行器关闭发动机，以v1＝10m/s，匀速下落时，有Mg＝kv＝k×100，飞行器以v2＝5 m/s向上匀速时，设最大推力为Fm，Fm＝Mg＋kv＝Mg＋k×25，联立可得Fm＝1.25Mg，k＝ ，A错误；飞行器以v3＝5 m/s匀速水平飞行时F＝＝Mg，B正确；发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时f＝＝Mg＝kv，解得v4＝5 m/s，C正确；当飞行器最大推力向下，以v5＝5m/s的速率向上减速飞行时，其加速度向下达到最大值Fm＋Mg＋kv＝Mam，解得am＝2.5g，D错误。 答案　BC 6.解析　设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知 ＝gsin θt2，可得t2＝ 可知θ＝45°时，t有最小值，故当θ从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。故选D。 答案　D 7.解析　(1)方法一　由题意可知物块在薄板上运动的过程中，物块和薄板之间一直存在相对运动，物块向右做匀减速直线运动，薄板向右做匀加速直线运动，又物块和薄板的质量相等，则物块和薄板的加速度大小均为a＝μg＝3 m/s2 设物块的初速度大小为v0，物块在薄板上的运动时间为t1，则由运动学公式有 x物＝v0t1－at＝l＋，x板＝at＝ 联立并代入数据解得v0＝4 m/s，t1＝ s。 方法二　对物块与薄板组成的系统，从开始运动到状态一，根据动量守恒定律有 mv0＝mv1＋mv2 分别对物块和薄板根据动能定理有 －μmg·l＝mv－mv μmg·l＝mv－0 联立并代入数据解得v0＝4 m/s，v1＝3 m/s， v2＝1 m/s 对薄板由动量定理有μmgt1＝mv2－0 代入数据解得t1＝ s。 (2)结合(1)问可知物块从薄板飞出瞬间，薄板的速度大小为v2＝at1＝1 m/s 由题意可知物块从薄板飞出后，物块做平抛运动，薄板做匀速直线运动，设物块从薄板飞出后的运动时间为t2，平台距地面的高度为h，则由运动学公式有 －＝v2t2，h＝gt 联立并代入数据解得h＝ m。 答案　(1)4 m/s　 s　(2) m 8.解析　设装满粮食的小车在上行的过程中，受到与电动机连接的缆绳的拉力为F，该过程中电动机的输出功率P出＝Fv＝UI－I2R， 根据题意知，装满小车的粮食在上行过程中，先做匀速运动，设斜面的倾角为α，根据平衡条件有 F＋m0g＝(m1＋m2)gsin α＋k(m1＋m2)g， 关闭电动机后，装满粮食的小车做匀减速直线运动，设装满粮食的小车运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有(m1＋m2)gsin α＋k(m1＋m2)g－m0g＝(m1＋m2)a， 该过程中，根据匀变速直线运动规律有0－v2＝－2aL， 小车下行过程中做匀速运动，根据平衡条件有 m1gsin α－km1g－m0g＝0， 联立并代入数据解得k＝0.1，L＝ m。 答案　(1)0.1　(2) m 9.解析　(1)根据平均速度t1＝，解得刹车时间t1＝4 s 刹车加速度a＝ 根据牛顿第二定律Ff＝ma 解得Ff＝2.5×103 N。 (2)小朋友过时间t2＝ 等待时间t＝t2－t1＝20 s。 (3)根据v－v2＝2as 解得v＝5 m/s。 答案　(1)4 s　2.5×103 N　(2)20 s　(3)5 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $