1、选择题专练卷(二)牛顿运动定律 功和能一、单项选择题1(2013新课标全国卷)图 1 是伽利略 1604 年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是()图 1113242130932981645262558243661 1924971 6006482 104A物体具有惯性B斜面倾角一定时，加速度与质量无关C物体运动的距离与时间的平方成正比D物体运动的加速度与重力加速度成正比2(2014西安摸底)如图 2 所示，弹簧一端固定在墙上，另一端与物块接触但不连结，
2、现利用该装置研究物块在粗糙水平面上滑行的距离 s 与弹簧压缩量 x 的关系，测得数据如下表所示，由表中数据可以归纳出物块滑动的距离 s 跟弹簧压缩量 x 之间的关系是(k 为比例系数)()图 2x/cm0.51.02.04.0s/cm52080320Ask x BskxCskx2Dskx33完全相同的两辆汽车，都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进，某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后，甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保持原来的功率继续前进，则一段时间后(假设均未达到最大功率)()A甲车超前，乙车落后B乙车超前，甲车落后C它们仍齐头并进D甲车先超过乙车，后乙车又超过甲车4(
3、2014启东模拟)在倾角为 30的足够长的斜面上，有一重 10 N 的物体，被平行于斜面的大小为 8 N 的恒力 F 推着沿斜面匀速上滑，如图 3 所示，g 取 10 m/s2。物体所受最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。在推力 F 突然消失的瞬间()图 3A物体所受摩擦力方向立即与原来相反B物体的瞬时加速度为 8 m/s2C物体与斜面间的动摩擦因数等于 0.4D推力 F 消失后，物体将沿斜面上滑，最后静止在斜面上5如图 4 所示，质量为 4 kg 的物体 A 静止在竖直的轻弹簧上面。质量为 1 kg 的物体 B用细线悬挂起来，A、B 紧挨在一起但 A、B 之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬
4、间，B 对 A 的压力大小为(取 g10 m/s2)()图 4A0 N B8 NC10 N D50 N6质量为 M 的皮带轮工件放置在水平桌面上。一细绳绕过皮带轮的皮带槽，一端系一质量为 m 的重物，另一端固定在桌面上。如图 5 所示，工件与桌面、绳之间以及绳与桌子边缘之间的摩擦都忽略不计，则重物下落过程中，工件的加速度为()图 5A.mg2MB.mgMmC.2mgM4mD.2mgM2m7(2014江南十校摸底)如图 6 所示，一高度为 h 的楔形物块固定在水平地面上，质量为 m 的物体由静止开始从倾角分别为、的两个光滑斜面的顶端滑下，则下列说法中正确的是()图 6A物体滑到斜面底端的速度相同
5、B物体滑到斜面底端所用的时间相同C物体滑到斜面底端时重力所做功的功率相同D物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同8如果说美国畅销全球的形象产品是可口可乐，那么，俄罗斯畅销全球的形象产品则是 AK47 步枪(如图 7 所示)，AK47 步枪得到众多军人的极度崇拜，算得上是全球局部战争中使用人数最多的武器。若 AK47 步枪子弹的质量 m2103 kg，子弹在枪膛内受到压缩空气推动力 F 与子弹在枪膛内的运动时间 t 满足 F40043105 t，子弹在枪膛内运动时重力、所受阻力都忽略不计，子弹离开枪膛后，推力立即变为零，在水平射击时，关于子弹在枪膛内的运动情况，下面说法正确的是()图 7A子弹离
6、开枪膛时的速度为 300 m/sB子弹离开枪膛时的速度为 600 m/sC子弹在枪膛内运动的距离为 0.45 mD子弹在枪膛内运动的距离为 0.90 m9(2014南通测试)如图 8 所示，置于足够长斜面上的盒子 A 内放有光滑球 B，B 恰与盒子前、后壁接触，斜面光滑且固定于水平地面上，一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板 P 拴接，另一端与 A 相连。今用外力推 A 使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中()图 8A弹簧的弹性势能一直减小直至为零BA 对 B 做的功等于 B 动能的增加量C弹簧弹性势能的减小量等于 A 和 B 机械能的增加量DA 所受重力
7、和弹簧弹力做功的代数和小于 A 动能的增加量10如图 9 所示，长木板 A 放在光滑的水平地面上，物体 B 以水平速度冲上 A 后，由于摩擦力作用，最后停止在木板 A 上，则从 B 冲到木板 A 上到相对木板 A 静止的过程中，下述说法中正确的是()图 9A物体 B 动能的减少量等于系统损失的机械能B物体 B 克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量C物体 B 损失的机械能等于木板 A 获得的动能D物体 B 克服摩擦力做的功等于木板 A 获得的动能与系统内能的增加量之和二、多项选择题11用一水平力 F 拉静止在水平面上的物体，在 F 从 0 开始逐渐增大的过程中，加速度 a 随外力 F 变化的图像
8、如图 10 所示，g10 m/s2，则可以计算出()图 10A物体与水平面间的最大静摩擦力BF 为 14 N 时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D物体的质量12(2013广东高考)如图 11，游乐场中，从高处 A 到水面 B 处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从 A 处自由滑向 B 处，下列说法正确的有()图 11A甲的切向加速度始终比乙的大B甲、乙在同一高度的速度大小相等C甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D甲比乙先到达 B 处13(2014江苏联考)质量为 2103 kg，发动机额定功率为 80 kW 的汽车在平直公路上行驶；若汽车所受阻力大小恒为 4103 N，则
9、下列判断中正确的有()A汽车的最大动能是 4105 JB汽车以加速度 2 m/s2 匀加速启动，启动后第 2 秒末时发动机实际功率是 32 kWC汽车以加速度 2 m/s2 做初速度为 0 的匀加速运动中，达到最大速度时摩擦力做功为4105 JD若汽车保持额定功率启动，则当汽车速度为 5 m/s 时，其加速度为 6 m/s214(2014杭州名校质检)如图 12 所示，物体 A、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体 A、B 的质量分别为 m、2m，开始时细绳伸直，用手托着物体 A 使弹簧处于原长且 A 与地面的距离为 h，物体 B 静止在地面上，放手后物体 A 下落，与地面即将接触时速
10、度恰为零，此时物体 B 对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是()图 12A此时物体 A 的加速度大小为 g，方向竖直向上B此时弹簧的弹性势能等于 mghC此时物体 B 将向上运动D此过程中物体 A 的机械能减少量为 mgh15(2014徐州模拟)在倾角为 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块 A、B，它们的质量分别为 m1、m2，弹簧劲度系数为 k，C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力 F 拉物块 A 使之向上运动，当物块 B 刚要离开挡板 C 时，物块 A运动的距离为 d，速度为 v。则此时()图 13A拉力做功的瞬时功率为 Fvsin B物块 B 满足 m
11、2gsin kdC物块 A 的加速度为Fkdm1D弹簧弹性势能的增加量为 Fdm1gdsin 12m1v216(2014通州模拟)如图 14 所示，足够长斜面倾角为 30，固定于水平面上，用轻绳相连的木块 a、b 在平行于斜面的恒定拉力作用下，沿斜面向上匀速运动。途中轻绳断裂，b由绳断处继续运动距离 x 后，撤去拉力。已知 a 的质量为 m，b 的质量为 5m，a、b 与斜面间的动摩擦因数均为 32，不计绳的长度，以下说法正确的是()图 14A绳断裂时，a 的加速度为34gB绳断裂时，b 的加速度为14gCa 与 b 间的最大距离为32xDa 与 b 间的最大距离为65x答案1选 C 由表可以
12、看出第二列数据与第一列为二次方关系，而第三列数据与第一列在误差范围内成正比，说明物体沿斜面通过的距离与时间的二次方成正比，故选项 C 正确。2选 C 根据表中数据可以归纳出物块滑动的距离 s 跟弹簧压缩量 x 之间的关系是 skx2，选项 C 正确。3选 A 拖车与汽车脱离之前，牵引力大小等于摩擦力，脱离之后，汽车受到的摩擦力 f 减小，因为甲汽车的牵引力 F 保持不变，所以其将做匀加速直线运动，加速度大小为 aFfm，而乙汽车保持原来的功率不变做加速运动，根据 PFv 可知，其牵引力会随其速度的逐渐增大而减小，其加速度大小会从 aFfm 逐渐减小，可见，甲车的速度较大，甲车超前，乙车落后。4
13、选 B 由 Fmgcos mgsin 可解得 35，C 错误；撤去 F 瞬间，物体仍向上运动，摩擦力的方向不变，此时 F 合Fma，a8 m/s2，B 正确；A 错误；因 mgsin mgcos，故撤去 F 后，物体上滑到速度为零后，再向下加速下滑，D 错误。5选 B 细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，A 和 B 整体受到的合外力等于物体 B 的重力，因此整体的加速度为 a mBgmAmB15g，对于物体 B：mBgFNmBa，所以 A、B 间作用力FNmB(ga)45mBg8 N。6选 C 相等时间内重物下落的距离是工件运动距离的 2 倍，因此，重物的加速度也是工件加速度的 2 倍，设绳子上的拉力
14、为 F，根据牛顿第二定律mgFm22FM，解得 FMmgM4m，工件加速度 a2FM 2mgM4m，所以 C 正确。7选 D 由机械能守恒定律，物体沿不同倾角的光滑斜面滑到斜面底端的速度大小相等，方向不相同，选项 A 错误；物体滑到斜面底端所用的时间不相同，选项 B 错误；物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同，所用时间不同，物体滑到斜面底端时重力所做功的功率不相同，选项 C 错误 D 正确。8选 A 子弹离开枪膛时，火药推力为零，子弹的加速度等于 0，t0 时，子弹加速度 a04002103m/s22105 m/s2，子弹在枪膛内的运动时间 t3103 s。做出子弹的加速度时间图像，a-t
15、图线与坐标 轴 围 成 的 面 积 就 表 示 子 弹 最 终 获 得 的 速 度，因 此 子 弹 离 开 枪 膛 时 的 速 度 为210531032m/s300 m/s，A 正确，B 错误；子弹的加速度越来越小，不是匀加速运动，因此 xv2t3002 3103 m0.45 m 是错误的，子弹不是匀速运动，xvt3003103 m0.90 m 同样是错误的，C、D 错误。9选 C 由于弹簧一直处于压缩状态，故弹性势能一直减小，但没有减为零，故 A 错误；A 对 B 做的功等于 B 机械能的增加量，大于 B 动能的增加量，故 B 错误；由于 AB 整体和弹簧组成的系统机械能守恒，故弹簧弹性势能
16、的减小量等于 A 和 B 机械能的增加量，故 C 正确；对物体 A，重力、支持力、弹簧弹力和 B 对 A 弹力的合力做的功等于动能的增加量，故重力和弹簧弹力做功的代数和大于 A 动能的增加量，故 D 错误。10选 D 物体 B 以水平速度冲上 A 后，由于摩擦力作用，B 减速运动，A 加速运动，根据能量守恒定律，物体 B 动能的减少量等于 A 增加的动能和系统产生的热量之和，选项A 错误；根据动能定理，物体 B 克服摩擦力做的功等于 B 损失的动能，选项 B 错误；由能量守恒定律可知，物体 B 损失的机械能等于木板 A 获得的动能与系统损失的机械能之和，选项 C 错误；摩擦力对物体 B 做的功
17、等于 B 动能的减少，摩擦力对木板 A 做的功等于 A 动能的增加，由能量守恒定律，物体 B 克服摩擦力做的功等于木板 A 获得的动能与系统内能的增加量之和，选项 D 正确。11选 ACD 由图可知，物体所受最大静摩擦力为 7 N，A 正确；由 Fmgma，得：a1mFg，将 F17 N，a10.5 m/s2，F214 N，a24 m/s2 代入上式可得：m2 kg，0.3，故 C、D 正确，因物体做变加速运动，无法求出 F 为 14 N 时物体的速度，故 B 错误。12选 BD 若切线的倾角为，则这时的加速度为 gsin，由于甲的轨道切线倾角并不是都比乙的大，因此 A 项错误；根据机械能守恒
18、定律，mgh12mv2，在同一高度甲、乙的速度大小相等，B 项正确；甲开始的切向加速度比乙的大，且这个加速度在竖直方向的分加速度也大，因此开始时甲在竖直方向的分运动比乙在竖直方向的分运动快，则 C 项错误；从如图所示的速率时间图像可以判断，甲先到达 B 点，D 项正确。13选 ABD 汽车达到最大速度时，加速度为 0，牵引力等于阻力，汽车功率 PFvFfv，所以最大速度 vPmFf20 m/s，对应的动能为 4105 J，A 项正确；汽车以加速度 2 m/s2 匀加速启动，牵引力 FFfma8103 N，所以 2 s 末对应的实际功率为 PFat32kW，能够维持匀加速运动的最长时间为 tPm
19、Fa5 s，对应的摩擦力做功为 WFfFfxFf12at2105 J，B 项正确，C 项错误；当汽车保持额定功率启动时有PvFfma，解得其加速度为a6 m/s2，D 项正确。14选 ABD 物体 B 对地面恰好无压力说明弹簧中拉力为 2mg，对物体 A，由牛顿第二定律，2mgmgma，解得此时物体 A 的加速度大小为 g，方向竖直向上，选项 A 正确。对 AB 和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律，此时弹簧的弹性势能等于 mgh，选项 B 正确。此时物体 B 处于静止状态，选项 C 错误。由能量守恒定律，此过程中物体 A 的机械能减少量为 mgh，选项 D 正确。15选 CD 静止时弹簧的压缩
20、量为 x1m1gsin k，当 B 刚要离开 C 时，弹簧处于伸长状态，x2m2gsin k，而 dx1x2，故 B 错误；由 Fm1gsin kx2m1a 可得：aFkdm1，C 正确；拉力做功的功率 PFv，A 错误；由能量守恒可得：弹性势能的增加量 EpFdm1gdsin 12m1v2，D 正确。16选 BD 绳断前，a、b 整体做匀速运动，拉力 F 等于整体重力沿斜面向下的分力和滑动摩擦力之和，即 F6mgsin 306mgcos 30152 mg，绳断裂时，绳上的拉力瞬间为 0，故 a 的加速度为 gsin 30gcos 3054g，方向沿斜面向下；同理可知 b 的加速度为14g，方向沿斜面向上，选项 A 错误 B 正确。由于 32 sin 30cos 30 33，故 a、b 最终都将静止在斜面上，故当 a、b 都静止时，两者间的距离最大。绳断开后，a 做匀减速运动，直至静止，b先做匀加速运动后做匀减速运动，最终静止，设绳刚断开时，整体的速度为 v，则由动能定理可得，对 a，54mgsa012mv2，对 b，545mgsb0(145mgx125mv2)，联立以上两式可得 a 与 b 间的最大距离 ssbxsa65x，选项 C 错误 D 正确。