高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律真题汇编附解析(1)

高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律真题汇编附解析(1)
一、选择题
1．质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f ，加速度为a ＝
1
3
g ，则f 的大小是( ) A ．f ＝
13
mg B ．f ＝23mg C ．f ＝mg
D ．f ＝
43
mg 2．下列关于超重和失重的说法中，正确的是（ ） A ．物体处于超重状态时，其重力增加了 B ．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C ．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D ．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
3．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
4．关于一对平衡力、作用力和反作用力，下列叙述正确的是( ) A ．平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力
B ．平衡力可以是同一种性质的力，也可以是不同性质的力
C ．作用力和反作用力可以不是同一种性质的力
D ．作用力施加之后才会产生反作用力，即反作用力总比作用力落后一些
5．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m 的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止， 并以此时为零时刻，在后面一段时间内传 感器显示弹簧弹力F 随时间t 变化的图象 如图乙所示，g 为重力加速度，则（ ）
A ．升降机停止前在向下运动
B ．10t -时间内小球处于失重状态，12t t -时间内小球处于超重状态
C ．13t t -时间内小球向下运动，动能先增大后减小
D ．34t t -时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量
6．滑雪运动员由斜坡高速向下滑行过程中其速度—时间图象如图乙所示，则由图象中AB 段曲线可知，运动员在此过程中
A ．做匀变速曲线运动
B ．做变加速运动
C ．所受力的合力不断增大
D ．机械能守恒
7．质量分别为m 1、m 2的甲、乙两球，在离地相同高度处，同时由静止开始下落，由于空气阻力的作用，两球到达地面前经时间t 0同时到达稳定速度v 1、v 2，已知空气阻力大小f 与小球的下落速率v 成正比，即f =kv （k >0），且两球的比例常数k 完全相同，两球下落的v -t 关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．甲球质量m 1较小
B ．稳定速度与质量成正比
C ．释放瞬间甲球的加速度较大
D ．t 0时间内两球下落的高度相等
8．在光滑水平轨道上有两个小球A 和B （均可看做质点），质量分别为m 和2m ，当两球间的距离大于L 时，两球间无相互作用；当两球间的距离等于或小于L 时，两球间存在恒定斥力，若A 球从距离B 球足够远处以初速度0v 沿两球连线向原来静止的B 球运动，如
图所示，结果两球恰好能接触，则该斥力的大小为（）
A．
2
mv
L
B．
2
2
mv
L
C．
2
2mv
L
D．
2
3
mv
L
9．如图所示，质量为70kg的人站在水平地面上，用定滑轮将质量为40kg的重物送入井中。

当重物以2
3m/s的加速度加速下降时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，取2
10m/s
g=，则绳上的拉力和地面对人的支持力大小分别为（）
A．520N，180N B．280N，420N C．120N，480N D．0，700N
10．如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。

B与小车平板间的动摩擦因数为μ。

若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（重力加速度为g）（）
A．mg，竖直向上B．mg2
1μ
+，斜向左上方
C．mg tan θ，水平向右D．mg2
1tanθ
+，斜向右上方
11．一皮带传送装置如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦．现将滑块轻放在皮带上，弹簧恰好处于自然长度且轴线水平．若在弹簧从自然长度到第一次达最长的过程中，滑块始终未与皮带达到共速，则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是( )
A．速度增大，加速度增大
B．速度增大，加速度减小
C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大
12．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示.取g＝10m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小分别为()
A ．0.2,6N
B ．0.1,6N
C ．0.2,8N
D ．0.1,8N
13．如图，某人在粗糙水平地面上用水平力F 推一购物车沿直线前进，已知推力大小是80N ，购物车的质量是20kg ，购物车与地面间的动摩擦因数，g 取
，下列说
法正确的是（ ）
A ．购物车受到地面的支持力是40N
B ．购物车受到地面的摩擦力大小是40N
C ．购物车沿地面将做匀速直线运动
D ．购物车将做加速度为
的匀加速直线运动
14．如图所示，质量为m 2的物块B 放置在光滑水平桌面上，其上放置质量为m 1的物块A ，A 通过跨过定滑轮的细线与质量为M 的物块C 连接，释放C ，A 和B 一起以加速度a 从静止开始运动，已知A 、B 间动摩擦因数为1μ，则细线中的拉力大小为
A ．Mg
B ．Mg+Ma
C ．()12m m a +
D ．111m a m g μ+
15．某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N 。

他将弹簧秤移至电梯内称其体重，0t 至3t 时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v -t 图可能是（取电梯向上运动的方向为正）( )
A．B．
C．
D．
16．如图所示，处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上，一质量为m的小球从弹簧正上方某处自由下落，弹簧的劲度系数为从小球与弹簧接触开始直到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法不正确的是（）
A．小球的速度先增大后减小
B．小球的加速度先减小后增大
C．弹簧的最大形变量为mg k
D．小球速度最大时弹簧的形变量为mg k
17．在空气阻力大小恒定的条件下，小球从空中下落，与水平地面相碰（碰撞时间极短）后弹到空中某一高度．以向下为正方向，其速度随时间变化的关系如图所示，取g=10
m/s2，则以下结论正确的是（）
A．小球弹起的最大高度为1.0m
B．小球弹起的最大高度为0.45 m
C．小球弹起到最大高度的时刻t2=0.80 s
D．空气阻力与重力的比值为1∶5
18．如图甲所示，一质量为1kg的滑块以初速度v A=12m/s自固定斜面底端A冲上斜面，到达C处速度恰好为零，小物块上滑的v—t图像如图乙所示已知斜面中AB段粗糙，BC段长为1.6m且光滑。

滑块在AB段的加速度是BC段加速度的两倍，g取10m/s2。

则斜面AB段的长度为（）
A．5.6m B．6.4m C．6.8m D．7.2m
19．如图所示，一轻弹簧的左端固定在竖直墙壁上，右端自由伸长，一滑块以初速度v0在粗糙的水平面上向左滑行，先是压缩弹簧，后又被弹回。

已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，则从滑块接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，选地面为零势能面，滑块的加速度a、滑块的动能E k、系统的机械能E和因摩擦产生的热量Q与弹簧形变量x间的关系图象正确的是（）
A．B．
C．D．
20．下列现象中哪个不是
．．由于惯性导致的是（）
A．奔跑的人绊到石头后会向前扑倒B．铅球出手后仍能继续前进
C．公交车突然启动时乘客会后仰D．短跑运动员比赛时穿跑鞋可提高成绩
21．乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m 的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ）
A ．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
B ．人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg
C ．人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等
D ．人在最低点时对座位的压力大于mg
22．如图所示，质量为2m 的物块A 与水平地面间的动摩擦因数为μ，质量为m 的物块B 与地面的摩擦不计，在大小为F 的水平推力作用下，A 、B 一起向右做加速运动，则A 和B 之间的作用力大小为( )
A ．
3
mg
μ B ．
23
mg
μ C ．
243
F mg
μ-
D ．
23
F mg
μ- 23．研究“蹦极”运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量运动员在不同时刻下落的高度及速度。

如图甲所示，运动员及所携带的全部设备的总质量为50kg ，弹性绳有一定长度。

运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图乙所示的速度－位移(v －x )图像。

不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2。

下列判断正确的是（ ）
A ．运动员下落运动轨迹为一条抛物线
B ．弹性绳的原长为16m
C ．从x =16m 到x =30m 过程中运动员的加速度逐渐变大
D ．运动员下落到最低点时弹性势能为18000J
24．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/s 2
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
25．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
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一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
【分析】
对物体受力分析，受重力和阻力，根据牛顿第二定律列式求解即可；
【详解】
对物体受力分析，受重力和阻力，根据牛顿第二定律，有：
1
3 mg f ma m g -==⋅
解得：
2
3
f mg
=，故选项B正确，选项ACD错误．
【点睛】
本题关键是对物体受力分析后，根据牛顿第二定律列式求解．2．D
解析：D
【解析】
【分析】
G mg与质量和重力加速度有关，而质量是物体的固有属性，不会改变；同一位置重力=
处的重力加速度不会改变所以物体的重力不会因为超重和失重而发生变化，故D正确。

故选D。

3．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
t=时，加速度向上，部件属于超重状态，故A错误；
A．当3s
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B．当4s
t=至 4.5s
度增大，故B错误；
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C．5s
t=至11s
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；
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。

D．13s
故选D。

4．B
解析：B
【解析】
平衡力作用在同一物体上，可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力，故A错误，B正确；作用力和反作用力一定是性质相同的力，且同时产生，同时变化、同时消失，所以CD均错误．
5．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．初始时刻弹簧伸长，弹力平衡重力，由图象看出，升降机停止运动后弹簧的拉力先变小，即小球向上运动，小球的运动是由于惯性，所以升降机停止前小球是向上运动的，即升降机停止前在向上运动，故A错误；
B．0∼t1时间拉力小于重力，小球处于失重状态，t1∼t2时间拉力也小于重力，小球也处于失重状态，故B错误；
C．t1时刻弹簧的拉力是0，说明t1时刻弹簧处于原长状态，t1时刻之后弹簧的拉力又开始增大说明弹簧开始变长，所以t1∼t3时间小球向下运动，t1∼t3时间内，弹簧对小球的弹力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力方向先向下后向上，小球先加速后减速，动能先增大后减小，故C正确；
D．t3∼t4时间内，小球向上运动，重力势能增大，弹簧势能减小，动能增大，根据系统机械能守恒得知，弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量，故D错误。

故选C。

解析：B 【解析】 【分析】
试题分析：根据图线可看出运动员在AB 段做加速度减小的变加速直线运动，合力逐渐减小，由于有阻力作用所以机械能不守恒．选项B 正确． 考点：运动图像及牛顿定律． 【详解】
7．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．小球最终达到稳定速度时，加速度为0，则
mg kv =
解得
kv m g
=
可知稳定时，速度与质量成正比，因为12v v >，所以
12m m >
A 错误，
B 正确；
C ．释放瞬间，空气阻力为0，两球加速度均为g ，大小相等，C 错误；
D ．v t -图线和时间轴围成的面积为位移，根据图像可知0t 时间内甲球的位移大于乙球的位移，D 错误。

故选B 。

8．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A 球向
B 球接近至AB 间的距离小于L 之后，A 球的速度逐步减小，B 球从静止开始加速运动，两球间的距离逐步减小。

当A 、B 两球的速度相等时，两球间的距离最小。

接触的条件为
12v v =
210L s s +-=
其中1v 、2v 为当两球间距离最小时，A 、B 两球的速度，1s 、2s 为两球间距离从L 变至最小的过程中，A 、B 两球通过的路程，由牛顿第二定律得
1F a m =，22F a m
= 由匀加速运动公式得 101v v a t =-，22v a t =
210112s v t a t =-，22212
s a t = 联立方程解得203mv F L
=，故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

9．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
先研究重物，重物受到重力mg 与绳子的拉力F 作用，加速度23m/s a =，则根据牛顿第二定律有
mg F ma -=
解得
40103N 280N F m g a =-=⨯-=()()
再研究人，受到的力有重力Mg 、绳子向上的拉力F 、地面的支持力N ，处于平衡状态。

则根据平衡条件有
Mg F N =+
解得
700N 280N 420N N Mg F =-=-=
选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

10．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
以A 为研究对象，分析受力如图：
根据牛顿第二定律得
tan A A m g m a θ=
解得
tan a g θ=
方向水平向右。

小车对B 的摩擦力为
tan f ma mg θ==
方向水平向右
小车对B 的支持力大小为
N =mg
方向竖直向上
则小车对物块B 产生的作用力的大小为
2221+tan F N f θ=+=方向斜向右上方
选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。

11．D
解析：D
【解析】
【详解】
试题分析：对滑块：mg kx ma μ-=，在运动过程中摩擦力不变，弹力增大，所以加速度减小，物体先做加速度减小的加速运动，当弹力增大到大于摩擦力时，kx mg ma μ-=，随弹力的增大，加速度增大，物体做加速度增大的减速运动直到速度减小为零，弹簧最长，所以A 、B 、C 错误；D 正确．
考点：本题考查牛顿第二定律
12．A
解析：A
【解析】
【详解】
减速运动过程根据牛顿第二定律得，摩擦力
222N 4N f ma =-=⨯=
动摩擦因数
0.2f mg
μ=
= 加速运动过程根据牛顿第二定律得 1F f ma -= 解得：
14216N F f ma =+=+⨯=
故A 正确，BCD 错误；
故选A 。

13．B
解析：B
【解析】
【详解】
A .购物车沿水平面运动则在竖直方向受到的支持力与重力大小相等，方向相反，所以支持力
，故A 错误； B.购物车受到地面的摩擦力大小是：
，故B 正确； C.推力大小是，所以购物车沿水平方向受到的合外力：
，所以购物车做匀变速直线运动，故C 错误；
D.购物车的加速度： ，D 错误。

14．C
解析：C
【解析】
【分析】
此题是牛顿第二定律的应用习题，选择研究对象,根据牛顿第二定律列得方程联立求解.
【详解】
对AB 的整体，根据牛顿第二定律12()T m m a =+ ，选项C 正确；对C ：
Mg T Ma -= ，解得：T Mg Ma =-，选项AB 错误；对物体A ：1T f m a -= ，则1T m a f =+ ，因f 为静摩擦力，故不一定等于μ1m 1g ，选项D 错误；故选C.
15．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，t 0至t 1时间段弹簧秤的示数小于G ，故合力为
G -F =50N
物体可能向下加速，也可能向上减速；t 1至t 2时间段弹力等于重力，故合力为零，物体可
能为匀速也可能静止；而t 2至t 3时间段内合力向上，故物体加速度向上，电梯可能向上加速也可能向下减速，故C 符合题意，ABD 不符合题意。

故选C 。

16．C
解析：C
【解析】
【详解】
AB ．在小球将弹簧压缩到最短的过程中，小球受到向下的重力和向上的弹簧弹力，开始时弹力小于重力，小球的合力向下，向下加速运动，由于弹力增大，合力减小，故加速度减小，物体做加速度减小的加速运动。

当弹力大于重力，小球的合力向上，向下减速运动，由于弹力增大，合力增大，故加速度增大，物体做加速度增大的减速运动。

因此，小球的速度先增大后减小，小球的加速度先减小后增大，故AB 正确，AB 项不合题意； D ．当弹力等于重力时，加速度为零速度达最大，则有
mg =kx ，
得
mg x k =
，故D 正确，D 项不合题意。

C ．小球速度最大时弹簧的形变量为
mg k ，小球要继续向下压缩弹簧，所以弹簧的最大形变量大于mg k ，根据运动的对称性知，弹簧的最大形变量将大于2mg k ，故C 错误，C 项符合题意。

本题选不正确的，故选C 。

17．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】 小球下落过程中有1440.55v a g t ∆=
==∆，1mg f ma -=解得115f mg ma mg =-= 故1 5
f m
g =，故D 正确；在小球弹起过程中有2mg f ma +=，解得2212/a m s ，故小球上升的时间310.25124
t s ∆===，故210.75t t t s =+∆=，故C 错误；根据图象可知小球弹起的最大高度130.250.3752h m =⨯⨯
=，AB 错误； 18．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
由v t -图像可知，小物块沿斜面向上滑行的初速度
A 12m/s v =
由
2a a =AB BC
可得
A B B 00
2v v v t t -= 解得
B 4m/s v =
在上滑过程对AB 段有
22B A AB AB 2v v a s -=
对BC 段有
22C B BC BC 2v v a s -=
BC 1.6m s =
由以上各式解得
AB 6.4m s =
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

19．C
解析：C
【解析】
【详解】
A ．设滑块受到的摩擦力为f ，弹簧的弹力为
F kx =
选取初速度的方向为正方向，则滑块的加速度为
f F f k a x m m m
+=-=-- 可知a 与x 的关系是不过坐标原点的直线，故A 错误；
B ．当弹簧的压缩量为x 时，弹簧的弹性势能为
212
p E kx =
所以滑块克服弹簧的弹力做功 212
F W kx =-
克服摩擦力做功
f W fx =-
对滑块由动能定理可得
0F f k k W W E E +=-
即有
2012
k k E E fx kx =-- 动能k E 为x 的二次函数，是一条曲线，故B 错误；
C ．滑块克服弹簧做的功转化为弹簧的弹性势能，所以系统的机械能
0k E E fx =-
即系统的机械能与x 之间的关系为斜率为负的一次函数，故C 正确；
D ．因摩擦产生的内能为
Q fx =
因摩擦产生的热量与弹簧形变量成正比，是过坐标原点的直线，故D 错误；
故选C 。

20．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．奔跑的人绊到石头后会向前扑倒是因为人的上半身有保持原来运动状态不变的性质，是由于惯性的作用，故选项A 不符合题意；
B ．铅球出手后仍能继续前进，因为任何物体都有惯性，所以当铅球离开手后，由于惯性会继续向前飞行，故选项B 不符合题意；
C ．汽车突然启动时，人的下半身随着汽车一起运动，而上半身由于惯性仍然保持原来的运动状态，所以会向后仰，故选项C 不符合题意；
D ．田径比赛中，运动员穿跑鞋是为了增大摩擦力，故D 符合题意．
故选D 。

21．D
解析：D
【解析】
【详解】
A. 当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，
20v mg m R
=， 则临界速度为
v 0，
当速度v A 错误；
B. 当人在最高点的速度v ，人对座位就产生压力。

以人为研究对象，根据牛顿第二定律得：
mg +N =2
v m R
， 得：
N =2
v m R
−mg ，
座位对人作用力与速度v 有关，当v N >mg ，则座位对人的压力将大于mg ，故B 错误；
C. 人在最高点和最低点速度大小不等，根据向心加速度公式
2
v a R
= 可知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，故C 错误；
D. 人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg ，故D 正确。

故选：D 。

22．D
解析：D
【解析】
以AB 组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得系统的加速度
2223F mg F mg a m m m
μμ-⨯-==+，以B 为研究对象，由牛顿第二定律得A 对B 的作用力：23AB F mg F ma μ-==
，即AB 间的作用力为23AB F mg F μ-=，D 正确． 23．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．v －t 图像不是运动员的运动轨迹。

运动员自由下落时做直线运动，运动轨迹为一条直线，故A 错误；
B ．由图可知x =16m 时运动员速度最大，即重力与弹力大小相等，所以弹性绳的原长小于16cm ，故B 错误；
C ．x =16m 时，重力与弹力大小相等，从x =16m 到x =30m 过程中，弹力大于重力，且弹力越来越大，加速度越来越大，故C 正确；
D ．从x =0到x =30m 的过程中，运动员的重力势能减少量为
4p 501030J 1.510J E mgh ∆==⨯⨯=⨯
根据运动员和弹性绳组成的系统机械能守恒可知弹性绳的最大势能为
4p 1.510J p E E =∆=⨯绳
故D 错误。

故选C 。

24．B
解析：B
【解析】
【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 。

25．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.。