高考物理力学知识点之牛顿运动定律经典测试题及答案解析(2)

高考物理力学知识点之牛顿运动定律经典测试题及答案解析(2)
一、选择题
1．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯
笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（）
A．
B．
C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力
D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力
2．起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力和空气阻力)，以下说法正确的是()
A．当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力
B．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小都等于货物对绳子的拉力大小
C．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小
D．若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定大于货物的重力3．如图，倾斜固定直杆与水平方向成60角，直杆上套有一个圆环，圆环通过一根细线与.当圆环沿直杆下滑时，小球与圆环保持相对静止，细线伸直，且与竖直方一只小球相连接
向成30角.下列说法中正确的
A．圆环不一定加速下滑
B．圆环可能匀速下滑
C．圆环与杆之间一定没有摩擦
D．圆环与杆之间一定存在摩擦
4．如图是塔式吊车在把建筑部件从地面竖直吊起的a t 图，则在上升过程中（）
A ．3s t =时，部件属于失重状态
B ．4s t =至 4.5s t =时，部件的速度在减小
C ．5s t =至11s t =时，部件的机械能守恒
D ．13s t =时，部件所受拉力小于重力
5．如图所示，质量m =1kg 、长L =0.8m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4．现用F =5N 的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F 做的功至少为( )（g 取10m/s 2）
A ．1J
B ．1.6J
C ．2J
D ．4J
6．如图所示，质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则( )
A ．小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上
B ．弹簧弹力不可能为34
mg C ．小球可能受三个力作用
D ．木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg
7．甲、乙两球质量分别为1m 、2m ,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f 仅与球的速率v 成正比,与球的质量无关,即f=kv(k 为正的常量),两球的v−t 图象如图所示,落地前,经过时间0t 两球的速度都已达到各自的稳定值1v 、2v ,则下落判断正确的是( )
A．甲球质量大于乙球
B．m1/m2=v2/v1
C．释放瞬间甲球的加速度较大
D．t0时间内，两球下落的高度相等
8．如图所示，质量为10kg的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，与此同时，物体受到一个水平向右的拉力F=20N的作用，则物体的加速度为（）
A．0B．2m/s2，水平向右
C．4m/s2，水平向右D．2m/s2，水平向左
9．跳水运动员从10m高的跳台上腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中的上升过程和下落过程，以下说法正确的有（）
A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态
B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态
C．上升过程和下落过程均处于超重状态
D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态
10．如图所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对箱子的下底面压力大小等于物体的重力大小，且物体与箱子上底面刚好接触现将箱子以初速度v0竖直向上抛出，已知运动时箱子所受空气阻力大小不变，且箱子运动过程中始终保持图示姿态，重力加速度为g。

则下列说法正确的是
A．上升过程中，运动加速度大于g，物体对箱子的上底面有压力
B．上升过程中，运动加速度小于g，物体对箱子的下底面有压力
C．下降过程中，运动加速度小于g，物体对箱子的上底面有压力
D．下降过程中，运动加速度大于g，物体对箱子的下底面有压力
11．2019年6月4日，“鼎丰杯”端午龙舟赛精彩上演，数万市民翘首观看龙舟竞渡，共度端午佳节。

下列说法错误
．．的是（）
A ．龙舟船体做成流线型是为了减小阻力
B ．运动员向后划桨时，水对桨产生向前的推力
C ．龙舟在加速过程中，浆对水的作用力和水对浆的作用力大小相等
D ．停止划桨后，龙舟仍继续前进，说明此时龙舟受到水向前的推力
12．人乘坐电梯加速向上运动，下列说法正确的是（ ）
A ．人对电梯地板的压力大于电梯地板对人的支持力
B ．人对电梯地板的压力等于人的重力
C ．电梯地板对人的支持力大于人的重力
D ．电梯地板对人的支持力等于人的重力
13．荡秋千是一项娱乐，图示为某人荡秋千时的示意图，A 点为最高位置，B 点为最低位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A ．在A 点时，人所受的合力为零
B ．在B 点时，人处于失重状态
C ．从A 点运动到B 点的过程中，人的角速度不变
D ．从A 点运动到B 点的过程中，人所受的向心力逐渐增大
14．水平面上一质量为m 的物体，在水平恒力F 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经时间2t 物体停下，则物体受到的阻力应为
A ． 3F
B ．4F
C ．2F
D ．23
F 15．体重为50kg 的小明蹲在电梯中的体重计上，启动电梯。

在电梯匀加速上升的过程中，他突然站起，则体重计示数随时间变化规律正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
16．如图所示，两个质量均为m 的物块A 和B 通过一轻弹簧连接在一起，并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A ，另一端固定在墙上，A 、B 与传送带间的动摩擦因数均为μ。

传送带沿顺时针方向匀速转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A 、B 的加速度大小分别为A a 和B a （弹簧在弹性限度内），重力加速度为g ，则（ ）
A ．A 2a g μ=，
B 0a =
B ．A 2a g μ=，B a g μ=
C ．A a g μ=，B 0a =
D ．A a g μ=，B a g μ=
17．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0kg ．若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg ，则在这段时间内（重力加速度为g ）（ ）
A ．该同学所受的重力变小了
B ．电梯一定在竖直向下运动
C ．该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
D ．电梯的加速度大小为0.2g ，方向一定竖直向下
18．下列说法正确的是( )
A ．物体的加速度不变，其运动状态一定不变
B ．体积、质量很大的物体一定不能看成质点
C ．1 N/kg ＝1 m/s 2
D ．“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的基本单位
19．如图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的 ( )
A ．OA 方向
B ．OB 方向
C ．OC 方向
D ．OD 方向 20．A 、B 两球的质量均为m ，两球之间用轻弹簧相连，放在光滑的水平地面上，A 球左侧靠墙．用力F 向左推B 球将弹簧压缩，如图所示．然后突然将力F 撤去，在撤去力F 的瞬间，A 、B 两球的加速度分别为：
A ．0 ， 0
B ．0 ， F/m
C ．F/2m ， F/m
D ．F/2m ，F/2m
21．如右图，轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连，下端与另一质量为M 的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为2a 、1a ．重力加速度大小为g ．则有
A ．1a g =，2a g =
B ．10a =，2a g =
C ．10a =，2m M a g M +=
D ．1a g =，2m M a g M
+= 22．如图所示，物块A 、B 放在光滑的水平地面上，其质量之比A B 3m m :=:1。

现用8N 的水平拉力作用在物体A 上，则A 对B 的拉力等于（ ）
A ．1N
B ．2N
C ．3N
D ．4N
23．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。

以下判断不正确的是（ ）
A．前3s内货物的加速度为2m/s2
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．7s内货物的位移大小为27m
24．如图所示，离地面高h处有甲、乙两个小球，甲以初速度v0水平射出，同时乙以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下，若甲、乙同时到达地面，则v0的大小是（）
A．gh
B．gh C．2gh D．2gh
25．如图所示，质量均为m的物块P、Q放在倾角为θ的斜面上，P与斜面之间无摩擦，Q与斜面之间的动摩擦因数为μ。

当P、Q一起沿斜面加速下滑时，P、Q之间的相互作用力大小为（）
A．1
cos
2
mg
μθB．
1
sin
2
mg
μθC．sin cos
mg mg
θμθ
-D．0
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
【详解】
对结点O ： G= F 1sin θ；F 2=F 1cos θ，解得；，选项A 正确，B 错误； F 1和F 2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C 错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D 错误；故选A.
2．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是作用力和反作用力，故A 错误；无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力总是作用力和反作用力，故它们大小相等，选项B 正确；当货物减速上升时，加速度向下，绳子对货物的拉力大小一定小于货物的重力大小，此时货物处于失重状态，选项C 错误；若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定等于货物的重力，故D 错误．
3．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：以小球为研究对象，对小球进行受力分析，小球受到竖直向下的重力和沿绳子收缩方向的拉力，小球的合外力不为零，小球不可能匀速下滑，小球与圆环相对静止，一定都做匀加速运动；所以AB 项错误;假设圆环与杆之间没有摩擦，取整体为研究对象，()()sin60+M m g M m a ︒+=，加速度2sin 6053m /s a g ︒==，以小球为研究对象，当绳子的拉力和杆垂直时小球的加速度才为253m /s ，因此小球的加速度不是253m /s ，说明环的加速度也不是253m /s ，说明整体受到摩擦力，存在摩擦，C 错误D 正确
4．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．当3s t =时，加速度向上，部件属于超重状态，故A 错误；
B ．当4s t =至 4.5s t =时，部件的加速度在减小，但始终大于零，部件仍处于加速状态，速度增大，故B 错误；
C ．5s t =至11s t =时，部件加速度为零，做匀速直线运动，部件的动能不变，但重力势能却不断增大，所以部件的机械能增大，机械能不守恒，故C 错误；
D ．13s t =时，加速度向下，部件属于失重状态，部件所受拉力小于重力，故D 正确。

故选D 。

5．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
加速时，对木板受力分析，受到重力、支持力、推力F 和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
F-μmg=ma 1
解得
a 1=1m/s 2
减速时，对木板受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
-μmg =ma 2
解得
a 2=-4m/s 2
木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零，设最大速度为v ，根据位移速度公式，有
2a 1x 1＝v 2
2a 2x 2＝−v 2
122
L x x ＝+ 解得
120.32m 5x L =
= W =Fx 1=1.6J
故选B ．
【名师点睛】 本题关键是找出作用时间最短的临界过程，然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度，再根据运动学公式列式求出力作用的位移，再根据恒力做功公式求解．
6．C
解析：C
【解析】
【分析】
滑块可能受重力、支持力、弹力三个力处于平衡，根据共点力平衡判断，根据平行四边形定则可知，小球重力和弹力的合力肯定大于重力．
【详解】
A 、C 项：小球处于静止状态，受力平衡，对小球受力分析，如图所示：
当重力、弹簧弹力以及木板的支持力的合力为零时，小球不受摩擦力，即小球可以受到3个力作用，故A 错误，C 正确；
B 项：若小球不受摩擦力，根据平衡条件得：tan37°=
mg F ，解得：34
F mg =，故B 错误；
D 项：无论小球受不受到摩擦力作用，由平衡条件可知，木板对小球的作用力与重力和弹22()mg F +D 错误．
【点睛】
解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意弹簧的弹力方向是水平向左的，难度适中． 7．A
解析：A
【解析】
【详解】
两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg ，因此最大速度与其
质量成正比，即v m ∝m ，1122
m
v m v =，由图象知v 1＞v 2，因此m 甲＞m 乙；故A 正确，B 错误．释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g ．故C 错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t 0时间内两球下落的高度不相等；故D 错误；故选A ．
8．C
解析：C
【解析】
【详解】
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，物体相对地面向左运动，滑动摩擦力向右，根据牛顿第二定律
F mg ma μ+=
解得
22200.21010m/s 4m/s 10
F mg a m μ++⨯⨯=== 方向水平向右，ABD 错误，C 正确。

故选C。

9．D
解析：D
【解析】
【详解】
对于超重、失重和平衡状态的定义是：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度，合力也向上；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度，合力也向下．如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g．
综上可知上升和下降的过程中，都是只受到向下的重力的作用，加速度的大小为重力加速度g；都处于完全失重状态.
A.描述与分析结果不相符；故A错误.
B.描述与分析结果不相符；故B错误.
C.描述与分析结果不相符；故C错误.
D.描述与分析结果相符；故D正确.
10．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．上升过程，对箱子和物体整体分析，如下图
由牛顿第二定律可知
+
Mg kv Ma
=
解得
+kv
a g
M
=
则
a g
>
再对物体整体分析，因a g
>所以物体受到的合力大于物体的重力，可知箱子上底面对物体有向下的压力，则物体对箱子的上底面有压力，故A正确B错误；
CD．同理，下降过程中，对整体分析有
Mg kv Ma
-=
解得
kv
=-
a g
M
则
<
a g
所以物体受到的合力小于物体的重力，箱子下底面对物体有向上的支持力，则物体对箱子的下底面有压力，故CD错误。

故选A。

11．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．龙舟船体做成流线型，是为了减小水的阻力，A正确；
B．桨往后划，给了水一个向后的作用力，同时桨也受到水向前的反作用力，B正确；C．根据牛顿第三定律，浆对水的作用力和水对浆的反作用力总是大小相等，C正确；D．停止划桨后，因为物体有惯性，龙舟还会继续前进一段距离，并不是受到水的推力作用，D错误。

故选D。

【点睛】
考查了牛顿第三定律与作用力与反作用力，惯性等知识点。

12．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
人乘坐电梯加速向上运动，具有向上的加速度，所以人处于超重状态，即人对电梯地板的压力大于人的重力，根据牛顿第三定律可知：电梯地板对人的支持力大于人的重力， C正确．
故选C。

13．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．在A点时，人的速度为零，向心力为零，即沿绳子方向的合力为零，人所受的合力等于重力沿圆弧切向分力，不为零，故A错误；
B．在B点时，人的加速度方向竖直向上，处于超重状态，故B错误；
ω=可知人的角速度逐渐增C．从A点运动到B点的过程中，人的速度逐渐增大，根据v
r
大，故C 错误；
D ．从A 点运动到B 点的过程中，人的速度逐渐增大，根据2
mv F r
=可知人所受的向心力逐渐增大，故D 正确；
故选D 。

14．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
设ts 末的速度为v ，则匀加速运动的加速度1v a t
=，匀减速直线运动的加速度大小22v a t
=，则12:2:1a a =，根据牛顿第二定律得，1F f ma -=，2f ma =，联立解得3
F f =
，故选项A 正确BCD 错误． 故选A 。

15．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
电梯匀加速上升的过程中，小明蹲在电梯中的体重计上，有
11F mg ma -=
故图像得截距大于50，在电梯匀加速上升的过程中，小明突然站起时有
22F mg ma -=
由于12a a <，故12F F <，图线向上攀升，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

16．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
突然剪断轻绳的瞬间，B 在水平方向上受到的弹簧拉力和滑动摩擦力没有变，B 所受的合外力仍等于0，所以B 0a =，A 、B 和弹簧看成整体，则轻绳拉力2F mg μ=，绳子剪断瞬间，A 的合外力
2F F mg ma μ===合
所以
A 2a g μ=
故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

17．D
解析：D
【解析】
【详解】
A 、同学在这段时间内处于失重状态，是由于他对体重计的压力变小了，而她的重力没有改变，故A 错误；
BD 、以竖直向下为正方向，有：mg-F=ma ，即50g-40g=50a ，解得a=0.2g ，方向竖直向下，但速度方向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，故B 错误，故D 正确； C 、对体重计的压力与体重计对她的支持力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故C 错误；
故选D ．
【点睛】
熟练超重和失重概念的理解及牛顿第二定律在超重和失重中的应用，不论处于超重还是失重状态，重力均不会变化．
18．C
解析：C
【解析】
A 、速度是描述物体的运动状态的物理量，物体的加速度不变则速度一定是变化的，所以物体的运动状态一定改变。

故A 错误；
B 、体积、质量很大的物体在一定的条件下能看成质点，如描述地球绕太阳的公转时，地球也可以看作质点，故B 错误；
C 、2
21/1/1/kg m s N kg m s kg
⋅==，故C 正确； D 、米、秒都是国际单位制基本单位，牛顿是导出单位，故D 错误。

点睛：速度是描述物体的运动状态的物理量；当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可；力学国际基本单位有三个：米、千克、秒，其他的都是导出单位。

19．D
解析：D
【解析】
试题分析：当小车向右做匀加速运动时，小球和小车是一个整体，所以小球向右做匀加速直线运动，根据牛顿第三定律可得合力沿OD 方向，D 正确
考点：考查了牛顿第二定律
【名师点睛】根据牛顿第二定律F ma =可知，加速度的方向与合力的方向相同，是解决
本题的关键．另外知道杆的弹力不一定沿杆的方向．
20．B
解析：B
【解析】
试题分析：静止后，弹簧处于压缩，弹力F F '=，撤去F 的瞬间，弹力不变，A 球所受的合力为零，则加速度为零，B 球所受的合力为F F '=，则B 球的加速度为 F m
，故B 正确，选项ACD 错误．
考点：牛顿第二定律、胡克定律
【名师点睛】力F 将B 球向左推压弹簧，静止后，B 球受推力F 和弹簧的弹力处于平衡，撤去F 的瞬间，根据牛顿第二定律，通过瞬时的合力求出瞬时的加速度；解决本题的关键得出撤去F 瞬间两球所受的合力，通过牛顿第二定律得出瞬时加速度． 21．C
解析：C
【解析】
试题分析：在抽出木板的瞬时，弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变．对1物体受重力和支持力，有：
mg=F ，a 1=0．对2物体受重力和弹簧的向下的压力，根据牛顿第二定律有：
2F Mg M m a g M M
++=
＝，故C 正确．故选C ． 考点：牛顿第二定律 【名师点睛】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题，关键是区分瞬时力与延时力；弹簧的弹力通常来不及变化，为延时力，轻绳的弹力为瞬时力，绳子断开即消失． 22．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
对AB 整体分析，根据牛顿第二定律
A B ()T m m a =+
对物体B ，根据牛顿第二定律
B F m a =
联立解得
2N F =
故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

23．B
解析：B
【分析】
【详解】
A ．速度－时间图像的斜率表示加速度，前3s 内货物的加速度
22m/s v a t
∆=
=∆ 故A 正确； B ．最后2s 内，货物做匀减速直线运动，加速度大小为
'226m/s 3m/s 2
a == 小于重力加速度g ，故受到重力和向上的拉力作用，故B 错误；
C ．前3s 内的平均速度为
16m/s 3m/s 2
v == 最后2s 内的平均速度
26m/s 3m/s 2
v == 故两者平均速度相同，故C 正确；
D ．速度－时间图像围成的面积表示位移，7s 内货物的位移
276m 27m 2
x +=
⨯= 故D 正确。

本题选不正确的，故选B 。

24．A
解析：A
【解析】
【详解】
平抛运动的时间为：t =；
乙在斜面下滑的加速度为：45452
mgsin a gsin g m ︒=︒＝＝ ．
根据2012v t at +
＝ ，代入数据得0v = ．故A 正确，BCD 错误．故选A ． 【点睛】 解决本题的关键知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间相同决定水平位移，抓住平抛运动的时间和匀加速运动的时间相同，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解．
25．A
解析：A
【分析】
【详解】
对整体分析，根据牛顿第二定律有
2sin -cos 2mg mg ma θμθ=
则整体的加速度
1sin -cos 2
a g g θμθ= 隔离对P 分析，根据牛顿第二定律得
sin QP mg F ma θ-=
则
sin 1sin (sin -cos )2
1cos 2
QP F mg ma
mg m g g mg θθθμθμθ=-=-= 选项A 正确，BCD 错误。

故选A 。