适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练12

课时规范练12

基础对点练

1.(牛顿第一定律、惯性)(多选)下面说法正确的是(　　)

A.飞机投弹时,当目标在飞机的正下方时投下炸弹,能击中目标

B.地球自西向东自转,人向上跳起来后,还会落到原地

C.安全带的作用是防止汽车刹车时,人由于惯性发生危险

D.向上抛出的物体,在空中向上运动时,受到了向上的作用力

答案 BC

2.(牛顿运动定律的理解)关于牛顿运动定律,下列说法正确的是(　　)

A.牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例

B.牛顿第二定律在非惯性系中不成立

C.牛顿第一定律可以用实验验证

D.为纪念牛顿,人们把力定为基本物理量,其基本单位为牛顿

答案 B

解析 牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律,牛顿第二定律给出了加速度与力和质量的关系,牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,A项错误;牛顿运动定律成立的参考系是惯性系,牛顿第二定律在非惯性系中不成立,B项正确;牛顿第一定律不可以用实验验证,C项错误; 为纪念牛顿,人们把力的单位规定为牛顿,但力不是基本物理量,D项错误。

3.(惯性的理解)对实际生活中的一些现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是(　　)

A.采用了大功率的发动机后,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机,这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性

B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性变小了

C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性

D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到转弯的目的

答案 C

解析 惯性是物体的固有属性,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的其他性质无关,故选项C正确,A、B、D错误。

4.(牛顿第三定律)手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象,下列说法正确的是(　　)

A.锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力,所以玻璃才碎裂

B.锤头受到的力大于玻璃受到的力,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂

C.锤头和玻璃之间的作用力是等大的,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂

D.因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小

答案 C

解析 锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的作用力是一对作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,但因作用在不同的物体上,物体的承受能力不同,产生不同的作用效果,故C正确,A、B、D错误。

5.(牛顿第二定律)(2023江苏南京六校调研)AB是固定在空中的粗糙水平横杆,一质量为m'的物块穿在杆AB上,物块通过细线悬吊着一质量为m的小球。现用沿杆的恒力F拉物块使物块、小球一起(保持相对静止)向右运动,细线与竖直方向的夹角为θ,则以下说法正确的是(　　)

A.杆对物块的支持力为m'g

B.细线上的拉力为

C.F=(m'+m)gtan θ

D.物块和小球的加速度大小为gtan θ

答案 D

解析 以整体为研究对象,竖直方向受重力和支持力处于平衡状态,因此杆对物块的支持力为(m'+m)g,故A错误。以小球为研究对象受力分析,可得FT=,mgtanθ=ma,两物体保持相对静止即加速度相同,均为a=gtanθ,方向向右,故B错误,D正确。整体在水平方向上满足F-Ff=(m'+m)a,因此F=(m'+m)gtanθ+Ff,故C错误。

6.(牛顿第二定律)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的轴摩擦,g取10 m/s2,则工人对地面的压力大小为(　　)

A.510 N B.490 N 

C.890 N D.910 N

答案 B

解析 设绳子对建筑材料的拉力为F1,F1-mg=ma,故F1=m(g+a)=210N,绳子对工人的拉力F2=F1=210N。工人处于静止状态,则地面对工人的支持力FN=m人g-F2=490N,由牛顿第三定律知,工人对地面的压力FN'=FN=490N,故B项正确。

7.(相互作用力与平衡力)如图所示,物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是(　　)

A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力

B.物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力

C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力

D.物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力

答案 C

解析 物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上,但是这两个力作用在两个物体上,是作用力和反作用力,A错误;物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力,垂直于斜面向下的分力不是对斜面的压力,因为作用点不同,对斜面的压力作用在斜面上,而垂直于斜面向下的分力作用在物体上,B错误;斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力和摩擦力的合力,与物体的重力平衡,所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力,C正确;物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力,物体所受斜面的摩擦力与物体重力沿斜面的分力为平衡力,D错误。

素养综合练

8.(多选)(2023山东潍坊检测)如图所示,甲、乙两个完全相同的物块放在粗糙水平面上,质量均为m,用劲度系数为k的轻弹簧连接,开始时弹簧处于原长,两物块处于静止状态。将水平向左、大小为F的恒力作用在甲上,当乙刚要滑动时,甲的加速度为零,此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则(　　)

A.水平力作用在甲上的瞬间,其加速度为

B.两物块与水平地面间的动摩擦因数为

C.当乙刚好要滑动时弹簧的伸长量为

D.从乙开始滑动到弹簧第一次最长的过程中,甲、乙的加速度大小始终相等

答案 BD

解析 水平力作用在甲上的瞬间,对甲由牛顿第二定律有F-μmg=ma,得a=-μg,A错误;当乙刚好要滑动时,设弹簧弹力的大小为FT,则对乙有FT=μmg,由于此时甲的加速度为零,则对甲有F=FT+μmg,整理解得μ=,B正确;结合上述分析可知,当乙刚好要滑动时,弹簧的弹力大小为FT=,结合胡克定律得此时弹簧的伸长量为x=,C错误;乙开始运动后,弹簧的伸长量逐渐增大,直到甲、乙的速度相等时弹簧最长,该过程中甲做减速运动,乙做加速运动,则对甲由牛顿第二定律得FT'+μmg-F=ma1,对乙同理得FT'-μmg=ma2,结合μ=可得a1=a2,D正确。

9.下列说法正确的是(　　)

A.物体受到力的作用时,力克服了物体的惯性,使其产生了加速度

B.人走在松软土地上下陷时具有向下的加速度,说明人对地面的压力大于地面对人的支持力

C.物理公式既能确定物理量之间的数量关系,又能确定物理量间的单位关系

D.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,在力刚作用的瞬间,加速度为零

答案 C

解析 惯性是物体的固有属性,力能使物体产生加速度,但不能说力克服了物体的惯性,A错误。根据牛顿第三定律,两个物体间的作用力与反作用力总是等大反向的,B错误。物理公式不仅能确定物理量之间的数量关系,也能确定物理量间的单位关系,C正确。根据牛顿第二定律,合外力与加速度是瞬时对应关系,D错误。

10.如图所示,质量分别为m1=1 kg、m2=4 kg的A、B两物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接,大小均为20 N的水平拉力F1、F2分别作用在A、B上,系统处于静止状态。下列说法正确的是(　　)

A.弹簧测力计的示数是0

B.弹簧测力计的示数是40 N

C.突然撤去F2的瞬间,B的加速度大小为5 m/s2

D.撤去F1后,当A、B加速度相同时,弹簧测力计的示数是16 N

答案 C

解析 弹簧测力计的示数显示的是它自身受的弹力,所以由A受力平衡知,它的示数应为20N,A、B错误;突然撤去力F2时,弹簧弹力瞬间不变化,仍为20N,对B由牛顿第二定律得m2aB=20N,故aB=m/s2=5m/s2,C正确;撤去F1后,当A、B加速度为a1时有F2-F=m2a1,F=m1a1,所以弹簧弹力F=4N,D错误。

11.(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二次方成正比(即F阻=kv2,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10 m/s;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5 m/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5 m/s匀速水平飞行时,发动机推力的大小为mg

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5 m/s

D.当飞行器以5 m/s的速率飞行时,其加速度大小可以达到3g

答案 BC

解析 关闭发动机飞行器匀速下落时,有k=mg,当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动时,有Fmax=mg+k,解得Fmax=1.25mg,故A错误。当飞行器以5m/s匀速水平飞行时,假设飞行器向右飞,对飞行器进行受力分析如图所示,

由受力分析得F=mg,故B正确。当发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时,设飞行器速度为v4,k,又k=mg,得v4=5m/s,故C正确。当发动机的最大推力向下,飞行器以v5=5m/s的速率向上减速飞行时,其加速度达到最大值,由牛顿第二定律得Fmax+mg+k=ma,解得a=2.5g,故D错误。