高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律专项训练及解析答案(1)

高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律专项训练及解析答案(1)
一、选择题
1．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
2．在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球（）
A．可能落在A处B．一定落在B处
C．可能落在C处D．以上都有可能
3．如图所示，质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。

质量为3 kg的物体B用轻质细线悬挂，A、B接触但无挤压。

某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（g＝10 m/s2）
A．12 N B．22 N
C．25 N D．30N
4．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f1，B、C间作用力为f2，则f1和f2的大小为（）
A ．f 1=f 2=0
B ．f 1=0，f 2=F
C ．13F f =，f 2=23F
D ．f 1=F ，f 2=0 5．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
6．如图，物块a 、b 和c 的质量相同，a 和b 、b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连，通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a 的加速度记为a 1，S 1和S 2相对原长的伸长分别为∆x 1和∆x 2，重力加速度大小为g ，在剪断瞬间（ ）
A ．a 1=g
B ．a 1=3g
C ．∆x 1=3∆x 2
D ． ∆x 1=∆x 2
7．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
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．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
10．如图所示，小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上，则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中（）
A．小球的动能不断减少
B．小球的机械能在不断减少
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力
11．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
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，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
14．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
15．小明为了研究超重和失重现象，站在电梯内水平放置的体重秤上，小明质量为55kg，电梯由启动到停止的过程中，下列说法错误
．．的是（）
A ．图1可知电梯此时处于静止或匀速运动状态
B ．图2可知该同学此时一定处于超重状态
C ．图2可知电梯此时一定处于加速上升状态
D ．图2可知电梯此时的加速度约为0.7m/s 2
16．在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s ，某行李箱的质量为5 kg ，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g 取10 m/s 2，则下列说法不正确的是（ ）
A ．开始时行李的加速度为2 m/s 2
B ．行李到达B 点时间为2 s
C ．传送带对行李做的功为0.4 J
D ．传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.04 m
17．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 ．1cos 2mg μθ
B ．1sin 2mg μθ
C ．sin cos mg mg θμθ-
D ．0
18．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
D．2L v
19．如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D 的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点．已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是（）
A．5s
B．4.8s
C．4.4s
D．3s
20．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
21．如图所示，用平行于光滑斜面的力F拉着小车向上做匀速直线运动。

若之后力F逐渐减小，则对物体在向上继续运动的过程中的描述正确的是（）
A．物体的加速度减小B．物体的加速度增加
C．物体的速度可能不变D．物体的速度增加
22．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
23．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
24．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()
A ．等于零，对人不做功
B ．水平向左，对人做负功
C ．水平向右，对人做正功
D ．沿斜面向上，对人做正功
25．质量为2kg 的物体做匀变速直线运动，其位移随时间变化的规律为2
22(m)x t t =+。

该物体所受合力的大小为（ ）
A ．2N
B ．4N
C ．6N
D ．8N
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一、选择题
1．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 。

2．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
火车匀速行驶，在小球未释放前小球随车一起运动，小球的速度等于车的速度v 0；在小球由静止释放后，由于惯性小球在水平方向的速度保持不变，即v x =v 0，即小球下落的过程中小球在水平方向的速度始终等于车速度，小球一定落到B 处。

故B 项正确，ACD 三项错误。

故选B 。

3．A
解析：A
【解析】
【详解】
剪断细线前，A 、B 间无压力，对A 受力分析，受重力和弹簧的弹力，根据平衡条件有：
21020A F m g ==⨯=N
剪断细线的瞬间，对整体分析，根据牛顿第二定律有：
()()A B A B m m g F a m m =+-+
代入数据得整体加速度为：6a =m/s 2
隔离对B 分析，根据牛顿第二定律有：
B B m g N m a -=
代入数据解得：12N =N ，故A 正确，BCD 错误。

故选A ．
4．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： 13F 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 。

5．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 。

6．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
剪断细线之前，以bc 物块为整体为研究对象
受力分析可知，轻弹簧S 1弹力
12F mg =
剪断细线一瞬间，绳子拉力立刻消失，但轻弹簧S 1的弹力F 1没有发生变化，对物块a 进行受力分析，由牛顿第二定律可知：
11mg F ma '+=
11F F '=
解得：
13a g =
单独以c 为研究对象，得轻弹簧S 2的弹力：
2F =mg
S 1和S 2是完全相同的弹簧，结合胡克定律得：
1122
2x F x F ∆==∆ 即：
122x x ∆=∆
ACD 三项与计算不符，故本题选B 。

7．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．
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．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】
10．B
解析：B
【解析】
【分析】
对小球进行受力分析，应用牛顿运动定律、机械能守恒定律以及做功与能量之间的转化关系解题。

【详解】
A ．小球刚接触弹簧时，弹簧的弹力小于重力，合力仍向下，小球继续向下做加速运动，动能仍增大，A 错误；
B ．接触弹簧后，弹簧的弹力对小球做负功，因此小球的机械能减少，B 正确；
C ．向下运动的过程中，小球始终对弹簧做正功，因此弹性势能一直增大，C 错误；
D ．小球向下运动的过程中，先加速后减速，在减速运动时，弹簧的弹力大于重力，因此在最低点时弹力大于重力，D 错误。

故选B 。

11．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 。

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】
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．
14．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 。

15．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A .图1可知小明处于平衡状态，电梯此时处于静止或匀速运动状态，A 正确； BC .图2可知小明处于超重状态，有向上的加速度，则电梯向上加速或向下减速，
B 正确，
C 错误；
D .此时小明受到的支持力大小为
59kg 10N /kg 590N N =⨯=
则加速度大小为
20.7m /s N mg a m
-=
≈ D 正确。

本题选错误的，故选C 。

16．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．行李开始运动时，由牛顿第二定律有
mg ma μ=
解得22m/s a =，故A 正确；
B ．行李匀加速运动的时间
0.4s 2s 0.2
v t a === 由于传送带的长度未知，故不能求出运动的时间，故B 不正确；
C ．行李最后和传送带最终一起匀速运动，根据动能定理知，传送带对行李做的功为
221150.4J 0.4J 22
W mv =
=⨯⨯= 故C 正确； D ．行李和传送带相对滑动的时间为t =0.2s ，则在传送带上留下的痕迹长度为
0.40.2m 0.04m 222
vt vt x vt ⨯=-===
故D 正确。

故选B 。

17．A
解析：A
【解析】
【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 。

18．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212
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； 19．A
解析：A
【解析】
【分析】
分两个阶段求解时间，水平阶段和斜面阶段，根据动能定理求出B 点的速度，然后根据运动学规律求解AB 段上的运动时间；在斜面阶段需要根据几何知识求解斜面的倾斜角，然后根据牛顿第二定律求解在斜面上的运动加速度，从而求解在斜面上的运动时间．
【详解】
设小车的质量为m ，小车在AB 段所匀减速直线运动，加速度
210.20.22/f mg a g m s m m
====，在AB 段，根据动能定理可得
2201122AB B fx mv mv -=
-，解得4/B v m s =，故110432t s s -==； 小车在BC 段，根据机械能守恒可得212B CD mv mgh =，解得0.8CD h m =，过圆形支架的圆心O 点作BC 的垂线，根据几何知识可得12
BC BC CD
x R x h =，解得4BC x m =，1sin 5
CD BC h x θ==，故小车在BC 上运动的加速度为22sin 2/a g m s θ==，故小车在BC 段的运动时间为22422
B v t s s a ===，所以小车运动的总时间为125t t t s +==，A 正确．
【点睛】
本题的难点在于求解斜面上运动的加速度，本题再次一次提现了数物相结合的原则，在分析物理时涉及几何问题，一定要动手画画图像．
20．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.
21．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．当F 减小，小车的加速度为
sin mg F a m
θ-= 方向沿斜面向下。

加速度随F 的减小而增大。

选项A 错误，B 正确；
CD ．小车速度沿斜面向上，加速度方向沿斜面向下，所以小车速度逐渐减小，选项CD 错误。

故选B 。

22．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．
23．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.
24．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
人的加速度斜向右上方，即加速度有水平向右的分量，可知人的脚所受的静摩擦力水平向
右，摩擦力的方向与位移方向成锐角，则静摩擦力做正功。

故选Ｃ。

25．D
解析：D
【解析】
【详解】
位移随时间变化的规律
2012
x v t at =+ 根据题目中的表达式，应用待定系数法可知
212m/s 2
a = 解得加速度
24m/s a =
根据牛顿第二定律求解合外力
24N=8N F ma ==⨯
ABC 错误，D 正确。

故选D 。