高考物理试题《牛顿第二定律及应用》高频试题特训（2020年最新版） - 高考物理题库

高考物理试题《牛顿第二定律及应用》高频试题特训（2020年最新版）(十)

2020-08-15 22:32:35 【大中小】

1、简答题一辆质量为5×103kg的汽车，额定功率为60kW，现让汽车保持60kW的功率从水平路面上由静止开始运动，运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍，（g=10m/s2）求：
（1）启动后0.5s内牵引力做的功；
（2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度；
（3）汽车的速度为10m/s时的加速度；
（4）汽车行驶过程中能达到的最大速度；
（5）若汽车以2m/s2启动，汽车匀加速运动的时间为多长？

参考答案：（1）由于汽车以额定功率启动，
所以0.5s内牵引力做的功为 W=Pt=60000×0.5J=30000J，
（2）设此时汽车的牵引力为F，由牛顿第二定律得
? F-f=ma，
所以F=ma+f=5000×1+50000×0.1=10000N，
由P=Fv可得
? v=PF=6000010000m/s=6m/s，
（3）设此时汽车的牵引力为F′，
由P=F′v可得
? F′=Pv=6000010N=6000N，
所以加速度为 a=F′-fm=6000-50005000m/s2=0.2m/s2 ，
（4）当牵引力和阻力相等时，汽车达到最大速度，
由 P=FV=fVm 得
? Vm=Pf=600005000m/s=12m/s，
（5）若汽车以2m/s2的加速度匀加速运动，
由牛顿第二定律可得，
? F-f=ma，
所以 F=ma+f=5000×2+5000=15000N，
当功率达到最大时，就是汽车匀加速运动的最后的时刻，
由P=Fv得，
? v=PF=6000015000=4m/s，
所以汽车匀加速运动的时间t=va=42s=2s，
答：（1）启动后0.5s内牵引力做的功是30000J；
（2）汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度是6m/s；
（3）汽车的速度为10m/s时的加速度是0.2m/s2 ；
（4）汽车行驶过程中能达到的最大速度是12m/s；
（5）若汽车以2m/s2启动，汽车匀加速运动的时间是2s．

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题一个物体受到4N合外力的作用时，产生了2m/s2的加速度，那么在6N的合外力作用下产生的加速度大小是
（　　）
A．2m/s2
B．6m/s2
C．4m/s2
D．3m/s2

参考答案：根据牛顿第二定律得，物体的质量m=F合1a1=42kg=2kg．
则在6N的合外力作用下产生的加速度大小a2=F合2m=62m/s2=3m/s2．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．

本题解析：

本题难度：一般

3、选择题如图所示，一带负电的离子只受某一正点电荷Q的电场力作用，从A运动到B再到C，点电荷Q未在图中画出．离子运动轨迹相对水平轴线MN对称，B点位于轨迹的最右端．以下说法中正确的是（　　）
A．正点电荷Q一定在B点左侧
B．离子在B点的加速度一定最大
C．离子在B点的动能可能最小
D．离子在B点的电势能可能最小

参考答案：A、根据负离子的运动轨迹可知，所受的电场力偏向运动轨迹的内侧，因此正点电荷Q一定在B点左侧．故A正确；
B、可知离正点电荷越远，则电场强度越小，因此B点离离子距离不定，所以电场力也无法确定，产生的加速度也无法确定，故B错误；
C、因为是正点电荷形成的电场，距离电荷越近电势越高，由题意能够确定点电荷一定在B点的左侧．若距离B点较远，而据AC较近，那φb＜φa，φb＜φc．Ep=qφ，q为负，
所以Epb＞Epa，Epb＞Epc．这样B点的动能可能最小．故C正确；
?D、因为是正点电荷形成的电场，距离电荷越近电势越高，由题意能够确定点电荷一定在B点的左侧．若距离B点较近，而据AC较远，那φb＞φa，φb＞φc．Ep=qφ，q为负，
所以Epb＜Epa，Epb＜Epc．这样B点的电势能可能最小．故D正确；
故选：ACD

本题解析：

本题难度：简单

4、选择题如图所示，由理想电动机带动的传送带以速度v保持水平方向的匀速运动，现把一工件（质量为m）轻轻放在传送带的左端A处，一段时间后，工件被运送到右端B处，A、B之间的距离为L（L足够长）．设工件与传送带间的动摩擦因数为μ．那么该电动机每传送完这样一个工件多消耗的电能为（　　）
A．μmgL
B．μmgL+

1
2

mv2
C．

1
2

mv2
D．mv2

参考答案：设工件经时间t速度达到v，由a=Fm=μgt=va=vμg，此时工件运动的位移为x?1=0+v2t=v2?2μg，传送带运动的位移为x?2=vt=v2?μg，所以两者相对位移为s?相对=x?2-x?1=v2?2μg，在此过程中产生的内能为Q?热=fs?相对=μmg.v2?2μg=12mv2?，根据能量守恒定律，电动机多消耗的电能为△E=12mv2?+Q?热=mv2?，所以D正确．
故选D．

本题解析：

本题难度：一般

5、计算题长木板C．D下表面光滑，上表面粗糙，小物块A、B分别放在C、D上，A、B之间用不可伸长、不可被拉断的轻绳相连．A与C、B与D之间的动摩擦因数分别为、3，已知A、B质量均为m，C、D质量均为2m，起初A、B、C、D均静止，A、B间轻绳刚好拉直。现用一从零逐渐增大的外力F作用于D，求轻绳的最大拉力。（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且C、D足够长，运动过程中A、B均不会从其上掉下。）

参考答案：设、、、均未打滑时整体的加速度为，以为研究对象，则对的静摩擦力:?
----------------------------------------①?（2分）
以、、整体为研究对象，则对的静摩擦力：?
---------------------------------------②? (2分)
由①，②知:打滑之前?
而、?之间的最大静摩擦力?
----------③?（1分）
、间的最大静摩擦力?
--------------④?（1分）
故、?之间先打滑.?（1分）
而此时若继续增大，、之间的拉力还会增大，当增大到某一值时，、间打滑，此时轻绳拉力达到最大值，以、整体为研究对象，设此时、整体的加速度为。有
-------------------------------------------⑤?（3分）
隔离，?-------------------------------------------⑥?（3分）
由⑤、⑥得：??（2分）