高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律单元汇编含答案(3)

高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律单元汇编含答案(3)
一、选择题
1．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
2．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一只小球相连接.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
3．如图A 、B 、C 为三个完全相同的物体。

当水平力F 作用于B 上，三物体可一起匀速运动，撤去力F 后，三物体仍可一起向前运动，设此时A 、B 间作用力为f 1，B 、C 间作用力为f 2，则f 1和f 2的大小为（ ）
A ．f 1=f 2=0
B ．f 1=0，f 2=F
C ．13
F f =，f 2=23F D ．f 1=F ，f 2=0 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 ．0
B ．2m/s 2，水平向右
C ．4m/s 2，水平向右
D ．2m/s 2，水平向左 7．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
8．如图所示，质量为1.5kg 的物体A 静止在竖直固定的轻弹簧上，质量为0.5kg 的物体B 由细线悬挂在天花板上，B 与A 刚好接触但不挤压.现突然将细线剪断，则剪断细线瞬间
A、B间的作用力大小为（g取2
10m/s）（）
A．0B．2.5N C．5N D．3.75N
9．质量分别为m1、m2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t0同时到达稳定速度v1、v2，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m1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．t0时间内两球下落的高度相等
10．如图所示，A、B两物块质量均为m，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x．现将悬绳剪断，则（）
A．悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为2g
B．悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为g
C．悬绳剪断瞬间B物块的加速度大小为2g
D．悬绳剪断瞬间B物块的加速度大小为g
11．如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是 ()
A ．2L v v g μ+
B ．
L v C ．
2L g μ D ．2L v
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．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=
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．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
16．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 ＝13g ，则f 的大小是( ) A ．f ＝13mg B ．f ＝
23mg C ．f ＝mg
D ．f ＝43mg 17．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
18．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 19．按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。

如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。

忽略摩擦和空气阻力。

笔从最低点运动至最高点的过程中
A ．笔的动能一直增大
B ．笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小
C ．弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量
D ．弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量
20．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 的A 、B 两个物体，A 、B 间的最大静摩擦力为μmg ，现用水平拉力F 拉B ，使A 、B 以同一加速度运动，则拉力F 的最大值为（ ）
A ．μmg
B ．2μmg
C ．3μmg
D ．4μmg
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，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．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 ．3mg μ
B ．23mg μ
C ．243F mg μ-
D ．23
F mg μ- 24．人用绳子通过动滑轮拉物体A ，A 穿在光滑的竖直杆上，当以速度v 0匀速地拉绳，使物体 A 到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，以下说法正确的是（ ）
A ．A 物体运动可分解成沿绳子方向的直线运动和沿竖直杆向上的运动
B ．A 物体实际运动的速度是v 0cos θ
C ．A 物体实际运动的速度是
0cos v θ
D ．A 物体处于失重状态
25．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 ．21μ+
C ．mg tan θ，水平向右
D ．21tan θ+
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．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．
2．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 60/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2/s ，因此小球的加速度不是
2/s ，说明环的加速度也不是2/s ，说明整体受到摩擦力，存在摩擦，C 错误D 正确
3．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
开始三个物体在拉力F 的作用下一起做匀速直线运动，知F =f ，撤去F 后，三个物体一起做匀减速直线运动，整体的加速度：
33f F a m m
== 隔离对A 分析，A 在水平方向上的合力等于B 对A 的摩擦力，有：
13
F f ma == 隔离对AB 分析，AB 整体所受的合力等于C 对它们的摩擦力，有：
2223
f ma F ==
C 正确，AB
D 错误。

故选C 。

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】
【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 。

7．B
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】
8．D
解析：D
【解析】
【详解】
剪断细线前，只有A 对弹簧有作用力，所以剪断细线前弹簧的弹力15N A F m g ==弹， 将细线剪断的瞬间，根据牛顿第二定律可得
()()A B A B m m g F m m a 弹+-=+，
解得22.5m /s a =，
隔离B ，则有:
N B B m g F m a -=，
代入数据解得N 3.75N B B F m g m a =-=，D 正确。

9．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 。

10．A
解析：A 【解析】 【分析】
先求出悬绳剪断前弹簧的拉力，再根据牛顿第二定律求出悬绳剪断瞬间A 和B 的瞬时加速度． 【详解】
剪断悬绳前，对B 受力分析，B 受到重力mg 和弹簧的弹力F ，则 F=mg ．剪断悬绳瞬间，弹簧的弹力不变，对A 分析知，A 的合力为
，根据牛顿第二定律得：
，可得。

故A 正确，B 错误；悬绳剪断瞬间，A 向下运动，弹簧的拉力
减小，B 压向桌面，桌面对B 的支持力突然增大，B 物块静止不动，合力为0，加速度大小为0，故CD 错误。

故选A 。

【点睛】
解决本题关键知道剪断悬绳的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律可以求出瞬时加速度．
11．B
解析：B 【解析】 【详解】
①当木块一直做匀加速直线运动。

若木块一直做匀加速直线运动到达右端时的速度还未达到v 。

根据牛顿第二定律得，
a=μg 。

根据2
12
L at =
解得
t =
若木块一直做匀加速直线运动到达右端时的速度刚好为v 。

根据
2
v L t =
解得
2L t v
=
②当木块先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动。

匀加速直线运动的时间
1v v t a g
μ=＝，
匀加速直线运动的位移
2
12v x g
μ=
则匀速直线运动的位移
2
212v x L x L g
μ=-=-
则匀速直线运动的时间
222x L v t v v g
μ=
-＝ 则总时间为
122L v
t t t v g
μ=+=
+。

A ．2L v v g
μ+，选项A 正确，不符合题意； B ．L
v
，选项B 错误，符合题意；
C C 正确，不符合题意；
D ．
2L
v
，选项D 正确，不符合题意； 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．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 。

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．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。

16．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．
17．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
2
1/
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。

18．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。

19．D
解析：D
【解析】
【详解】
开始时弹力大于笔的重力，则笔向上做加速运动；当弹力等于重力时加速度为零，速度最大；然后弹力小于重力，笔向上做减速运动，当笔离开桌面时将做竖直上抛运动，直到速度减为零到达最高点；
A．笔的动能先增大后减小，选项A错误；
B．因只有弹力和重力做功，则笔的重力势能、动能和弹簧的弹性势能守恒；因动能先增加后减小，则笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增加，选项B错误；
CD．因整个过程中动能不变，则弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能的增加量，选项C错误，D正确；
故选D.
20．C
解析：C
【解析】
解：当AB间的静摩擦力达到最大时拉力F达到最大，根据牛顿第二定律得
对A物体：μ•mg=ma
得a=μg
对整体：F=（2m+m）a
得：F=3ma=3μmg
故选C．
【点评】当两个物体刚要发生相对滑动时，它们之间的静摩擦力达到最大值．灵活的选取研究对象根据牛顿第二定律列方程是关键．
21．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，
20
v 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
2v 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．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。

23．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23
AB F mg
F μ-=，D 正确． 24．C
解析：C 【解析】 【详解】
ABC ．将A 沿杆向上的运动分解为沿绳子方向的直线运动和垂直绳子方向的运动，如图所示：
人拉绳子的速度等于A 沿绳子方向的分速度，则
0cos A v v θ=，
解得A 物体实际运动的速度
cos A v v θ
=
， 故AB 两项错误，C 项正确． D ．A 物体实际运动的速度
A v v cos θ
=
， θ增大，A 物体速度增大，即A 物体向上做加速运动，处于超重状态．故D 项错误。

故选C 。

【点睛】
绳连接、杆连接的物体沿绳（杆）方向的速度分量相等．
25．D
解析：D
【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 。