2020年高考試題分項(xiàng)版解析物理專題04 牛頓定律及其應(yīng)用

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1、2020年高考試題分項(xiàng)版解析物理專題 （2020·安徽）22.（14分）質(zhì)量為0.1 kg 的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落，該下落過(guò)程對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示。球與水平地面相碰后離開(kāi)地面時(shí)的速度大小為碰撞前的3/4。該球受到的空氣阻力大小恒為，取=10 m/s2, 求：（1）彈性球受到的空氣阻力的大??；（2）彈性球第一次碰撞后反彈的高度。 （2020·大綱版全國(guó)卷）23.（11分）（注意：在試題卷上作答無(wú)效） 圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下

2、，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。 （1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： ①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。 ⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…。求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。 ⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出--m關(guān)系圖線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。 （2）完成下列填空： （ⅰ）本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤

3、中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。 （ⅲ）圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為_(kāi)__________，小車的質(zhì)量為_(kāi)__________。 6. （2020·物理） 如圖，表面處處同樣粗糙的楔形木塊abc固定在水平地面上，ab面和bc面與地面的夾角分別為α和β，且α>β.一初速度為v0的小物塊沿斜面ab向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t0后到達(dá)頂點(diǎn)b時(shí)，速度剛好為零；然后讓小物塊立即從靜止開(kāi)始沿斜面bc下滑。在小物塊從a運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，可能正確描述其速度大小v與時(shí)間t的關(guān)系的圖像是 （2

4、020·物理）根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是 A． 物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比 B． 物體所受合力必須達(dá)到一定值時(shí)，才能使物體產(chǎn)生加速度 C． 物體加速度的大小跟它所受作用力中任一個(gè)的大小成正比 D． 當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí)，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比 （2020·四川）21．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸（未連接），彈簧水平且無(wú)形變。用水平力F緩慢推動(dòng)物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長(zhǎng)度被壓縮了x0，此時(shí)物體靜止。撤去F后，物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的最大距離為4x0。物體與水平面間的動(dòng)摩

5、擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。則 A．撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng) B．撤去F后，物體剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為－μg C．物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2 D．物體開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服摩擦力做的功為μmg（x0－） （2020·全國(guó)新課標(biāo)卷）14.伽利略根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和理想實(shí)驗(yàn)，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有下列說(shuō)法，其中正確的是 A.物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B.沒(méi)有力作用，物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài) C.行星在圓周軌道上保持勻速率運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是慣性 D.運(yùn)動(dòng)物體如果沒(méi)有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一

6、直線運(yùn)動(dòng) （2020·全國(guó)新課標(biāo)卷）25.（18分） 如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域，離開(kāi)時(shí)速度方向與直線垂直。圓心O到直線的距離為?，F(xiàn)將磁場(chǎng)換為平等于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。 （2020·北京）23.(18分) 摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過(guò)百米。電梯的簡(jiǎn)化模型如1所示?？紤]安全、舒適、省時(shí)等因索，電

7、梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的。已知電梯在t = 0時(shí)由靜止開(kāi)始上升，a - t圖像如圖2所示。電梯總質(zhì)最m = 2.0× kg。忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2。 （1）求電梯在上升過(guò)程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2； （2）類比是一種常用的研究方法。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由v - t圖像求位移的方法。請(qǐng)你借鑒此方法，對(duì)比加速度的和速度的定義，根據(jù)圖2所示a - t圖像，求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量△v1和第2s末的速率v2; （3）求電梯以最大速率上升時(shí)，拉力做功的功率p：再求在0～11s時(shí)間內(nèi)，拉力和重力對(duì)電梯所做的總功W。 （2020·四川）24．（

8、19分） 如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段光滑水平，BC段為光滑圓弧，對(duì)應(yīng)的圓心角θ = 370，半徑r = 2.5m，CD段平直傾斜且粗糙，各段軌道均平滑連接，傾斜軌道所在區(qū)域有場(chǎng)強(qiáng)大小為E = 2×105N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量m = 5×10-2kg、電荷量q =+1×10-6C的小物體（視為質(zhì)點(diǎn)）被彈簧槍發(fā)射后，沿水平軌道向左滑行，在C點(diǎn)以速度v0=3m/s沖上斜軌。以小物體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，0.1s以后，場(chǎng)強(qiáng)大小不變，方向反向。已知斜軌與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25。設(shè)小物體的電荷量保持不變，取g=10m/s2，sin370=0.6，co

9、s370=0.8。 （1）求彈簧槍對(duì)小物體所做的功； （2）在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P，求CP的長(zhǎng)度。 （2020·福建）21、【原題】如圖，用跨過(guò)光滑定滑輪的纜繩將海面上一搜失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度大小為，小船從A點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間為t1，A、B兩點(diǎn)間距離為d,纜繩質(zhì)量忽略不計(jì)。求： （1）小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的全過(guò)程克服阻力做的功； （2）小船經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大??； （3）小船經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度大小a。 15. （2020·海南）如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定

10、光滑軌道，其中AB是長(zhǎng)為R的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)。在外力作用下，一小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C，重力加速度為g。求： （1）小球在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度的大??； （2）小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間。 （2020·廣東）36.（18分） 圖18（a）所示的裝置中，小物塊A、B質(zhì)量均為m，水平面上PQ段長(zhǎng)為l，與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，其余段光滑。初始時(shí)，擋板上的輕質(zhì)彈簧處于原長(zhǎng)；長(zhǎng)為r的連桿位于圖中虛線位置；A緊靠滑桿（A、B間距大于2r）。隨后，連桿以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑桿作水平運(yùn)動(dòng)，滑桿的速度-時(shí)間圖像如圖18（b）所示。A在滑桿推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，并在脫離滑桿后與靜止的B發(fā)生完全非彈性碰撞。 （1）求A脫離滑桿時(shí)的速度uo，及A與B碰撞過(guò)程的機(jī)械能損失ΔE。 （2）如果AB不能與彈簧相碰，設(shè)AB從P點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)停止所用的時(shí)間為t1，求ω得取值范圍，及t1與ω的關(guān)系式。 （3）如果AB能與彈簧相碰，但不能返回道P點(diǎn)左側(cè)，設(shè)每次壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為Ep，求ω的取值范圍，及Ep與ω的關(guān)系式（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。