高中物理牛顿第二定律试题

一质量为m=2000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机忽然发现前方100 m处有一警示牌。立即刹车。刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线。图（a）中，0~t ₁时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t ₁=0.8 s；t ₁~t ₂时间段为刹车系统的启动时间，t ₂=1.3 s；从t ₂时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t ₂时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m，第4 s内的位移为1 m。

（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的 v- t图线；    

（2）求 t ₂时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；    

（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及 t ₁~ t ₂时间内汽车克服阻力做的功；司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以 t ₁~ t ₂时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？

如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：

   

（1）铁块与木板间动摩擦因数 μ=________（用木板与水平面的夹角 θ、重力加速度 g和铁块下滑的加速度 a表示）    

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角 θ=30°。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.8 m/s ²。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________（结果保留2位小数）。

地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，（ ）

A. 矿车上升所用的时间之比为4:5 B. 电机的最大牵引力之比为2:1

C. 电机输出的最大功率之比为2:1 D. 电机所做的功之比为4:5

如图，abc是垂直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ac相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为（ ）

A．

$2\mathrm{mgR }$

B．

$4\mathrm{mgR }$

C．

$5\mathrm{mgR }$

D．

$\mathrm{ }6\mathrm{mgR}$

如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）

A．		B．
C．		D．

如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上， $t=0$ 时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t ₀时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g．求：

①金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

②电阻的阻值．

两实心小球甲和乙由同一种材质制成，甲球质量大于乙球质量．两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关．若它们下落相同的距离，则（ ）

A．	甲球用的时间比乙球长	B．	甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C．	甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小	D．	甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点，（ ）

A．	P球的速度一定大于Q球的速度	B．	P球的动能一定小于Q球的动能
C．	P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力	D．	P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度

如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为 ${\mathit{ a}}_a$ 、 $a_b$ 、 $a_c$ ， 速度大小分别为 $V_a$ 、 $V_b$ 、 $V_c$ ， 则（ ）

A．	${\mathit{ a}}_a＞a_b＞a_c$ ， $V_a>V_c>V_b$	B．	${\mathit{ a}}_a＞a_b＞a_c$ ， $V_b>V_c>V_a$
C．	$a_b＞a_c>{\mathit{ a}}_a$ ， $V_b>V_c>V_a$	D．	$a_b＞a_c>{\mathit{ a}}_a$ ， $V_a>V_c>V_b$

水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动。物体通过的路程等于 $s_0$ 时，速度的大小为 $v_0$ ，此时撤去F，物体继续滑行 $2s_0$ 的路程后停止运动。重力加速度大小为g。则（　　）

A．	在此过程中F所做的功为 $\frac{1}{2}m{v_0}^2$
B．	在此过程中F的冲量大小等于 $\frac{3}{2}m{v}_0$
C．	物体与桌面间的动摩擦因数等于 $\frac{v_0^2}{4_{s0g}}$
D．	F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍

如图，长度均为 l的两块挡板竖直相对放置，间距也为 l，两挡板上边缘 P和 M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为 E；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为 m，电荷量为 q（ q＞0）的粒子自电场中某处以大小为v ₀的速度水平向右发射，恰好从 P点处射入磁场，从两挡板下边缘 Q和 N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与 PQ的夹角为60°，不计重力。

（1）求粒子发射位置到 P点的距离；

（2）求磁感应强度大小的取值范围；

（3）若粒子正好从 QN的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板 MN的最近距离。

我国将在今年择机执行"天问1号"火星探测任务。质量为 $m$ 的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为 $t_0$ 、速度由 $v_0$ 减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为 $g$ ，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为 $($ 　　 $)$

A．	$m(0.4g-\frac{v_0}{t_0})$	B．	$m(0.4g+\frac{v_0}{t_0})$
C．	$m(0.2g-\frac{v_0}{t_0})$	D．	$m(0.2g+\frac{v_0}{t_0})$

一物块在高 $3.0m$ 、长 $5.0m$ 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离 $s$ 的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取 $10m/s^2$ ．则 $($ 　　 $)$

A．	物块下滑过程中机械能不守恒
B．	物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．	物块下滑时加速度的大小为 $6.0m/s^2$
D．	当物块下滑 $2.0m$ 时机械能损失了 $12J$

如图所示，长木板静止在光滑水平面上，其左端放有可视为质点的小木块，小木块在水平恒力F作用下，经时间t从长木板左端被拉到右端．已知水平恒力F=5N，小木块质量m=1kg，长木板质量M=2kg，木板长度L=1m，木板与小木块间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s²．求：

（1）F作用的时间t；
（2）小木块克服摩擦力所做的功．

一质量为60kg的跳伞运动员做低空跳伞表演，他在离地面224 m高处，由静止开始在竖直方向做自由落体运动．一段时间后，立即打开降落伞，以12.5 m/s²的平均加速度匀减速下降，为了运动员的安全，要求运动员落地速度最大不得超过5 m/s（取g＝10 m/s²），求：
（1）运动员展开伞时，离地面高度至少为多少？
（2）运动员展开伞后，所受到的阻力为多少？
（3）运动员在空中的最短时间是多少？