23版新高考一轮分层练案(七)　牛顿运动定律

一轮分层练案(七)　牛顿运动定律

1．如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，行李箱四周有一定空间。当公交车(　　)

A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对公交车向后运动

B．急刹车时，行李箱a一定相对公交车向前运动

C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对公交车向外侧运动

D．急转弯时，行李箱b一定相对公交车向内侧运动

【答案】B　缓慢起动的公交车具有向前的加速度，但加速度较小，若行李箱所受的静摩擦力足以提供该加速度，则行李箱可以相对公交车静止，A项错误；急刹车时，公交车的加速度较大，行李箱轮子受到公交车的静摩擦力较小，行李箱a一定相对公交车向前运动，B项正确；缓慢转弯时，公交车具有指向轨迹内侧的较小的加速度，当行李箱所受的静摩擦力足以提供其加速度时，行李箱相对公交车静止，C项错误；急转弯时，公交车的加速度较大，若行李箱b所受的静摩擦力不足以提供其所需的向心力，则行李箱b做离心运动，即相对公交车向外侧运动，若行李箱b所受的静摩擦力足以提供其所需的向心力，则行李箱b相对公交车静止，D项错误。

2．某同学将课本放在桌面上，如图所示，则有关下列说法中正确的是(　　)

A．桌面对课本的支持力是因为桌面的形变产生的

B．桌面对课本的支持力与课本的重力是一对作用力与反作用力

C．桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对平衡力

D．课本对桌面的压力就是课本的重力

【答案】A　桌面对课本的支持力属于弹力，是因为桌面的形变产生的，故选项A正确；桌面对课本的支持力与课本的重力受力物体都是课本，是一对平衡力，故选项B错误；桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力，作用物体是两个物体，等大反向，因此这两个力是相互作用力，故选项C错误；当课本水平放置时，课本对桌面的压力大小等于课本的重力，但是这是两个不同的力，故选项D错误。

3.国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m·s－1。历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯­133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率Δν＝9 192 631 770 Hz定义s；1983年用真空中的光速c＝299 792 458 m·s－1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图，例如，s对应Δν，m对应c)。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是(　　)

A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性

B．用真空中的光速c(m·s－1)定义m，因为长度l与速度v存在l＝vt，而s已定义

C．用基本电荷e(C)定义安培(A)，因为电荷量q与电流I存在I＝，而s已定义

D．因为普朗克常量h(J·s)的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位

【答案】D　为了保证基本单位的稳定性，基本单位全部采用物理常量定义。真空中光速恒定，而时间单位已确定，因此可以用速度公式确定长度。根据I＝，电荷量单位为C而时间单位s已确定，故可以确定电流单位。因为1 J＝1 N·m，1 N＝1 kg·m/s2，而m、s已经定义，故可以用普朗克常量定义质量单位。综上所述可知，本题选D。

4．本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是(　　)

A．这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的

B．骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车摔倒

C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地

D．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了

【答案】B　骑车人与车原来处于运动状态，车陷入水坑时，前轮静止，但人及车的后半部分由于惯性仍保持向前运动，因此就摔倒了，故选项B正确，选项A、C、D均错误。

5.高铁是我国“新四大发明”之一。有一段视频，几年前一位乘坐京沪高铁的外国人，在最高时速300 km行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图所示，在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车横向变道进站的时候，硬币才倒下。这一视频证明了我国高铁具有极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确的是(　　)

A．硬币直立过程可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用

B．硬币直立过程一定只受重力和支持力而处于平衡状态

C．硬币倒下是因为受到风吹

D．列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用

【答案】A　当列车匀速直线行驶时硬币立于列车窗台上，稳稳当当，说明硬币处于平衡状态，此时硬币受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力。当列车加速运行时，硬币所受静摩擦力与列车运动方向相同；当列车减速时，硬币所受静摩擦力与列车运动方向相反。故A正确，B、D错误。硬币倒下是因为列车横向变道时，列车运动的方向发生变化，硬币受到与运动方向不一致的静摩擦力的作用，列车内是全封闭区域，没有外界吹来的风，故C错误。

6.如图所示，水平地面上质量为m的物体，与地面间的动摩擦因数为μ，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，重力加速度为g，则(　　)

A．弹簧的伸长量为

B．弹簧的伸长量为

C．物体受到的支持力与对地面的压力是一对平衡力

D．弹簧的弹力与物体所受摩擦力是一对作用力与反作用力

【答案】B　物体在水平方向上受弹簧弹力和摩擦力处于平衡状态，由平衡条件得μmg＝kx，则弹簧的伸长量x＝，故选项A错误， 选项B正确；物体受到的支持力和对地面的压力是一对作用力和反作用力，故选项C错误；弹簧的弹力与物体所受的摩擦力是一对平衡力，故选项D错误。

7.如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量均为m，物块2、4质量均为m0，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g，则有(　　)

A．a1＝a2＝a3＝a4＝0

B．a1＝a2＝a3＝a4＝g

C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g

D．a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g

【答案】C　在抽出木板的瞬间，物块1、2与轻杆接触处的形变立即消失，物块1、2受到的合力大小均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为F＝mg，因此物块3满足F－mg＝0，即a3＝0；对物块4由牛顿第二定律得a4＝＝g。故C正确，A、B、D错误。

8．将木块放在小车上，使木块与小车一起向右匀速运动，当小车被挡板挡住时，下列实验现象正确的是(　　)

A．假设小车上表面光滑，木块将如图甲所示向前倾倒

B．假设小车上表面光滑，木块将如图乙所示向前滑动

C．假设小车上表面粗糙，木块将如图丙所示向后倾倒

D．假设小车上表面粗糙，木块将如图乙所示向前滑动

【答案】B　当小车被挡板挡住时，小车将停下。如果小车上表面光滑，则木块下部不受摩擦力，此时整个木块将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态，故A错误，B正确；如果小车上表面粗糙，则木块上部由于惯性将继续向右运动，但下部受到一个向左的摩擦力，此时木块可能如题图甲所示向前倾倒，也可能如题图乙所示向前滑动，故C、D错误。

9.如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端，B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量且细绳和弹簧与斜面平行，在细绳被剪断的瞬间，A、B两小球的加速度大小分别为(　　)

A．都等于  B．0和

C.和0  D．0和

【答案】B　在剪断细绳之前，A处于平衡状态，所以弹簧的拉力与A的重力沿斜面的分力相等；在剪断上端的细绳的瞬间，细绳上的拉力立即减为零，而弹簧的伸长量没有来得及发生改变，故弹力不变，仍等于A的重力沿斜面的分力，故A球的加速度为零。在剪断细绳之前，对B球进行受力分析，B受到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力；在剪断上端的细绳的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，对B球进行受力分析，则B受到重力、弹簧向下的拉力、支持力。所以根据牛顿第二定律得aB＝＝。故B正确，A、C、D错误。

10.如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为(　　)

A．aA＝aB＝g  B．aA＝2g，aB＝0

C．aA＝g，aB＝0  D．aA＝2g，aB＝0

【答案】D　水平细线被剪断前，对A、B进行受力分析如图所示。

静止时，FT＝Fsin 60°，Fcos 60°＝mAg＋F1，F1＝mBg，又mA＝mB解得FT＝2mAg水平细线被剪断瞬间，FT消失，其他各力不变，A所受合力与FT等大反向，所以aA＝＝2g，aB＝0。选项D正确。

11.如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为(　　)

A．g  B.

C.  D.

【答案】D　当框架对地面压力为零瞬间，弹簧对框架向上的作用力等于框架重力，则小球受到向下的合力等于mg＋Mg，由牛顿第二定律可得mg＋Mg＝ma，解得小球的加速度大小为a＝g，故选项D正确。

12.如图所示，在水平面上有一小物体P，P与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.8，P用一水平轻质弹簧与左侧墙壁连在一起，P在一斜向上的拉力F作用下静止，F与水平方向间的夹角θ＝53°，并且P对水平面无压力。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。则撤去F瞬间P的加速度大小为(　　)

A．0  B．2.5 m/s2

C．12.5 m/s2  D．无法确定

【答案】A　撤去F之前，由平衡知识可知，F弹tan 53°＝mg，解得F弹＝0.75mg；撤去F的瞬间，弹簧弹力不变，因最大静摩擦力为fm＝μmg＝0.8mg，可知物体不动，加速度为零，选项A正确。

13.如图所示，质量为2 kg的物体B和质量为1 kg的物体C用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。将一个质量为3 kg的物体A轻放在B上的一瞬间，物体B的加速度大小为(取g＝10 m/s2)(　　)

A．0  B．15 m/s2

C．6 m/s2  D．5 m/s2

【答案】C　开始弹簧的弹力等于物体B的重力，即F＝mBg，放上物体A的瞬间，弹簧弹力不变，对A、B组成的系统整体分析，根据牛顿第二定律得a＝＝＝6 m/s2，选项C正确。

14.(多选)如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端拴着质量为m的小球，小球放在倾角为30°的光滑固定斜面上，整体处于平衡状态时，弹簧与竖直方向成30°角，重力加速度为g，则(　　)

A．平衡时，斜面对小球的作用力大小为mg

B．若将斜面突然移走，则移走瞬间小球的加速度大小为g

C．若将弹簧剪断，则剪断的瞬间小球的加速度大小为

D．若将弹簧换成原长相同但劲度系数更大的另一轻弹簧，系统重新达到平衡时，弹簧仍处于拉伸状态，此时斜面对小球的作用力变小

【答案】CD　小球静止于斜面上，设小球受的弹簧拉力为F弹，斜面对小球的支持力为FN，对小球受力分析如图所示，则FN＝F弹，2F弹cos 30°＝mg，解得FN＝F弹＝mg，故A错误；将斜面突然移走，小球受弹簧拉力和重力，弹簧弹力不突变，所以小球所受的合力与斜面对小球的支持力的大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律可知小球的加速度大小为a1＝＝g，故B错误；将弹簧剪断的瞬间，小球将沿斜面向下做匀加速运动，小球的加速度大小为a2＝＝g，故C正确；将弹簧换成原长相同但劲度系数更大的另一轻弹簧，弹簧弹力将变大，小球将沿斜面向上运动，系统重新达到平衡时，轻弹簧与竖直方向的夹角小于30°，但斜面对小球的支持力方向不变，根据图像可得斜面对小球的作用力变小，故D正确。