专题03 牛顿定律-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（山东专版）

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2021年，单独命题，单科
2020年，单独命题，单科
2019年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2018年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2017年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2016年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2015年，单独命题，理综物理
2014年，单独命题，理综物理
2013年，单独命题，理综物理
2012年，单独命题，理综物理
二、2012-2021年高考物理试题全解全析：
1、（2012·山东卷·T14）以下叙述正确的是（ ）
A．法拉第发现了电磁感应现象
B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大
C．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因
D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果
【考点】物理学史．
【分析】解析本题应掌握：法拉第发现了电磁感应现象；惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的量度．伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因；感应电流遵从楞次定律所描述的方向，符合能量守恒定律．
【解析】A、1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象。故A正确。
B、惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的量度，与速度大小无关。故B错误。
C、伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因。故C错误。
D、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，由于在电磁感应现象中，安培力是阻力，外界通过克服安培力做功，将机械能转化为电能，故楞次定律所描述的感应电流方向，这是能量守恒定律的必然结果。故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了物理学史、惯性、楞次定律等等，要抓住惯性由物体的质量来量度，与速度无关，楞次定律符合能量守恒定律．
2、（2012·山东卷·T16）将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v﹣t图象如图所示．以下判断正确的是（ ）
A．前3s内货物处于超重状态
B．最后2s内货物只受重力作用
C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒
【考点】匀变速直线运动的图象；牛顿运动定律的应用﹣超重和失重；机械能守恒定律．菁
【分析】根据v﹣t图象可知道物体的运动过程和性质，也可求出对应的加速度，前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上．
匀变速直线运动平均速度，只有重力或弹力做功时机械能守恒．
【解析】A、前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上，所以处于超重状态，故A正确；
B、最后2s内货物的加速度a＝＜g，所以还受到绳子的拉力，故B错误；
C、前3s内的平均速度，最后2s内货物的平均速度，所以前3s内与最后2s内货物的平均速度相同，故C正确；
D、第3s末至第5s末的过程中，货物匀速运动，绳子的拉力等于重力，绳子的拉力做正功，机械能不守恒，故D错误。
故选：AC。
【点评】该题考查了匀变速直线运动的速度时间图象、平均速度公式、机械能守恒条件等知识点．本题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动过程分析和受力分析，难度适中．
3、（2013•山东）如图所示，一质量m＝0.4kg的小物块，以v0＝2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10m．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝．重力加速度g取10m/s2．
（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小．
（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？
【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律．菁优网
【分析】（1）物体做匀加速直线运动，根据运动学公式求解加速度和末速度；
（2）对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解出拉力F的表达式，分析出最小值．
【解析】（1）物体做匀加速直线运动，根据运动学公式，有：
①
v＝v0+at ②
联立解得；
a＝3m/s2
v＝8m/s
（2）对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，如图
根据牛顿第二定律，有：
平行斜面方向：Fcsα﹣mgsin30°﹣Ff＝ma
垂直斜面方向：Fsinα+FN﹣mgcs30°＝0
其中：Ff＝μFN
联立解得：
F＝＝
故当α＝30°时，拉力F有最小值，为Fmin＝N；
答：
（1）物块加速度的大小为3m/s2，到达B点的速度为8m/s；
（2）拉力F与斜面的夹角30°时，拉力F最小，最小值是N．
【点评】本题是已知运动情况确定受力情况，关键先根据运动学公式求解加速度，然后根据牛顿第二定律列式讨论．
4、（2014·山东卷·T15）一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图所示，在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有（ ）
A．t1B．t2C．t3D．t4
【考点】匀变速直线运动的图象．
【分析】根据牛顿第二定律，合外力方向与加速度方向相同，当加速度与速度同向时物体做加速运动。
【解析】A、C、t1时刻与t3时刻，物体正加速，故加速度与速度同向，而加速度和合力同向，故合力与速度同方向，故A正确，C正确；
B、D、t2时刻与t4时刻，物体正减速，故合力与速度反向，故B错误，D错误；
故选：AC。
【点评】本题关键是明确直线运动中，物体加速时合力与速度同向；物体减速时合力与速度反向，基础题目。
5、（2014·山东卷·T23）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0＝0.4s，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v1＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m，减速过程中汽车位移x与速度v的关系曲线如同乙所示，此过程可视为匀变速直线运动，取重力加速度的大小g＝10m/s2，求：
（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；
（2）饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了多少；
（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律．
【分析】（1）由图中所给数据结合位移速度公式可求得加速度，进而由速度变化与加速度求得减速时间。
（2）由行驶距离与刹车距离可求得反应时间内的运动距离，再求出反应时间进行比较。
（3）对志愿者受力分析由牛顿第二定律求减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
【解析】（1）设刹车加速度为a，由题可知刹车初速度v0＝20m/s，末速度 vt＝0 位移 x＝25m
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②式可得：a＝8m/s2 t＝2.5s
（2）反应时间内的位移为x′＝L﹣x＝14m
则反应时间为t′＝
则反应的增加量为△t＝0.7﹣0.4＝0.3s
（3）设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者的作用力的大小为F0，志愿者质量为m，受力如图，由牛顿第二定律得
F＝ma﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由平行四边形定则得：﹣﹣﹣﹣④
由③④式可得：
答：（1）减速过程汽车加速度的大小为8m/s所用时间为2.5s。
（2）饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了0.3S。
（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值为。
【点评】考查运动学公式，正确应用速度位移公式求加速度是解题的关键，注意受力分析。
6、（2018·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷（山东）·T15)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．
【答案】A
【解析】由牛顿运动定律，F-mg+F弹=ma，F弹=k(x0-x),kx0=mg，联立解得F=ma+ kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A
7、（2020·山东卷·T1）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（ ）
A. 0~t1时间内，v增大，FN>mgB. t1~t2时间内，v减小，FNC. t2~t3时间内，v增大，FN mg
【答案】D
【解析】
A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FNB．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则FN=mg，选项B错误；
CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，超重，则FN>mg，选项C错误，D正确；
故选D。