2021届高考备考物理二轮复习汇编：牛顿运动定律（原卷+解析卷）

牛顿运动定律【原卷】

1.（2021•辽宁高三月考）如图所示，在某建筑工地，工人甲将质量为机的工件

利用固定在支架上的光滑定滑轮沿竖直方向提升到一定高度后，甲一直站在

乙的身后拉紧绳索，此时绳索与水平方向的夹角为优工人乙通过一始终保

持水平的轻绳将工件缓慢拉到楼顶。已知甲、乙的质量分别为M甲、拉乙，重

力加速度大小为g,甲、乙始终处于静止状态，下列说法正确的是（）

A.工件匀速上升时，楼顶对甲的支持力为（M甲-机）g

B.工件以加速度。匀加速上升时楼顶对甲的摩擦力为m（g+a）sin〃

C.乙将工件拉到楼顶过程，甲受到的摩擦力不变

D.乙将工件拉到楼顶过程，楼顶对乙的摩擦力逐渐增大

2.（2021•安徽高三开学考试）如图，质量m=4kg的物体在电梯内随电梯一起竖

直向下做匀速直线运动.电梯底部距离地面高度为16m时开始做匀减速运动,

经4s电梯到达地面且速度恰好减为零，重力加速度g=10m/s2,在该匀减速运

动过程中（）

A.物体初速度大小为8m/sB.物体受到的支持力大小为32N

C.物体的机械能减少了768JD.物体受到的合力对物体做的功为128J

3.（2021•赤峰二中高三月考）如图甲所示，质量分别为机、M的物体A、B静

止在劲度系数k的弹簧上,A与B不粘连。现对物体A施加竖直向上的力F,

A、B—起上升，若以两物体静止时的位置为坐标原点，两物体的加速度随位

移的变化关系如图乙所示，重力加速度为g,则（）

J

B

^

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

I

图甲

A.在图乙中尸。段表示拉力方不变

B.在图乙中0s段表示物体减速上升

C.位移为xi时，A、B之间弹力大小为mg-kxi-

D.位移为X3时，A、B一起运动的速度大小为"0（々+不）

4.（2021•广东汕头市•高三一模）古代人们常用夯锤（如图甲）将地砸实，打夯

时四个劳动者每人分别握住夯锤的一个把手，一个人喊号，号声一响，四人

同时用相同的力将地上质量为90kg的夯锤竖直向上提起；号音一落，四人同

2

时松手，夯锤落下将地面砸实。以竖直向上为正方向，若某次打夯过程松手

前夯锤运动的VV图像如图乙所示。不计空气阻力，g取10m/s2,则（）

A.松手后，夯锤立刻落下做自由落体运动

B.松手前，夯锤竖直向上做加速度。=^m/s2匀加速直线运动

C.每个人对夯锤施加的力大小为300N

D.夯锤离地的最大高度为0.3375m

5.（2021•山东高三专题练习）如图所示，倾角为。的斜面。B段粗糙（足够长）,

其余部分光滑，在斜面。点上方静止一质量均匀分布、长度为L的薄板，薄板

下端与。点之间的距离为"，薄板与OB段的动摩擦因数〃=2tan。。现由静止

释放薄板，薄板沿斜面向下运动，已知当薄板通过。点过程中，薄板所受摩

擦力大小是薄板在斜面OB段上重量的〃cos。倍。以。点为坐标原点，沿斜面

向下建立直线坐标轴6。从薄板下端刚到达。点开始，薄板所受的摩擦力%、

速度'加速度”，动能々与薄板下端相对。点的位移》的关系图像为（）

板

eB

3

6.（2021•四川高三专题练习）如图甲所示，质量为孙的长木板静止在光滑的水

平面上，其上静置一质量为如的小滑块。现给木板施加一随时间均匀增大的

水平力凡满足b=股（左为常数，，代表时间），长木板的加速度。随时间，

变化的关系如图乙所示。已知小滑块所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

下列说法正确的是（）

A.在0~2s时间内，小滑块与长木板间的摩擦力不变

B.在2〜3s时间内，小滑块与长木板间的摩擦力在数值上等于的大小

C.皿与牝之比为1：2

D.当小滑块从长木板上脱离时，其速度比长木板小0.5m/s

4

7.（2021•安徽高三期末）质量相等的A、B两质点位于水平面上同一点，分别

在水平恒力所工作用下，同时由静止开始做同向的匀加速直线运动。其M

图象如图所示，2瓦和5笫时分别撒去入和巳，直至物体停止运动。则下列说

法中正确的是（）

A.A、B总位移大小之比为1：1

B.整个过程，A、B间距离先增大后减小再增大

C.A、B所受摩擦力大小之比为3：4

D.凡和豆的大小之比为20：9

8.（2021•安徽高三专题练习）如图所示，半径为R=2cm的圆形区域中有垂直纸

面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度8=2T,一个比荷为2xl（）6c/kg

的带正电的粒子从圆形磁场边界上的A点以%=8xl04m/s的速度垂直直径

MN射入磁场，恰好从N点射出，且N4QV=120。，下列选项正确的是（）

5

N

A.带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为km

B.带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心一定在圆形磁场的边界上

C.若带电粒子改为从圆形磁场边界上的。点以相同的速度入射，一定从N点

射出

D.若要实现带电粒子从A点入射，从N点出射，则该圆形磁场的最小面积为

37rxi07m2

9.（2021•四川高三专题练习）如图所示，质量为铀的物体2放在正沿平直轨道

向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为町的物体,

与物体/相连接的绳与竖直方向成。角，则（）

A.车厢的加速度为B,绳对物体1的拉力为箸

C.底板对物体2的支持力为（丐-班）gD.物体2所受底板的

6

摩擦力为tan。

10.(2021•广东珠海市•高三月考)某次科学考察利用了热气球，为了便于调节

热气球的运动状态，需要携带压舱物。热气球正以大小为10m/s速度匀速下

降，热气球的总质量50kg,其中压舱物的质量为50kg,为保证落地安全，在

适当高度处时释放压舱物，使热气球到达地面时的速度恰好为零。整个过程

中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度g=10m/s2,

求：

(1)释放压舱物后热气球加速度a的大小；

(2)释放压舱物时热气球的高度H；

(3)压舱物落地前瞬间的动能Eko

11.(2021•广东高三月考)随着冬天的来临，虽然我国的新冠病毒疫情已经被控

制得非常好，但人们仍然不敢大意，大家勤洗手，常戴口罩，减少不必要的

接触。在广州市的餐馆里，出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器

人，他们担负起送餐的职责。送餐时，餐盘被放在水平托盘中央，边缘不与

护栏接触。某时刻，天娱广场某餐馆正在一动不动地“休息”的机器人小美，

在得到送餐指令后,沿预定的路径开始做加速度大小为的匀加速直线运动，

当他的速度大小为v=lm/s时，他发现正前方不远处站着一位顾客，于是立即

制动做匀减速直线运动，在顾客前及时停下。若减速运动的加速度大小«2=2«1,

小美运动的总时间为U3s。(不考虑反应时间，重力加速度g取10m/s2o)求：

7

（1）小美减速运动的时间5

（2）为使制动时，餐盘不会与水平托盘发生相对滑动，餐盘与托盘间的静摩

擦系数"至少为多少？（静摩擦系数等于最大静摩擦力与正压力之比。）

12.（2021•广东汕头市•高三一模）为检测某公路湿沥青混凝土路面与汽车轮胎

的动摩擦因数〃，测试人员让汽车在该公路水平直道行驶，当汽车速度表显

示40km/h时紧急刹车（车轮抱死），车上人员用手机测得汽车滑行3.70s后停下

来，g取10mzs2,则测得〃约为（）

A.0.2B.0.3C.0.4D.0.5

13.（2021•广东高三月考）如图所示，倾角6=30。的光滑斜面上质量分别为1kg,

2kg的“、方两物块用一轻弹簧相连，将。用细线悬挂在挡板上，调整细线使

之与斜面平行且使系统静止时，物块b恰与斜面底端的挡板间无弹力，取重

力加速度大小g=10m/s2。现突然剪断细线，则剪断细线瞬间物块。的加速度

8

大小为（）

14.（2021•山东省淄博第四中学高三期末）如图所示，光滑水平面上放置着质量

分别为2次、2m、机的三个物块4、B、C,其中B放在。上，区与A间用

水平轻绳相连.现用一水平拉力拉A,结果B与。恰好不相对滑动.重力加

速度大小为g,。间的动摩擦因数为〃，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力

大小相等，该水平拉力的大小为（）

A.4〃mgB.5〃叫C.64ngD.l°〃mg

15.（2021•广东潮州市•高三一模）如图为广泛应用于“双11”的智能快递分拣机

器人简化图，派件员在分拣场内将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人

可以将不同类别的包裹自动送至不同的位置，则下列说法正确的是（）

包黑

I。匚二~~I机器人

A.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹不受摩擦力的作用

9

B.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹没有惯性

C.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，包裹对机器人的压力和机器人

对包裹的支持力是一对平衡力

D.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，机器人对包裹的作用力等于包

裹的重力

16.（2021•山东高三专题练习）如图所示，在光滑的水平地面上静止地叠放着两

个物体A、B,之间的动摩擦因数为0.2,A质量2kg,8质量1kg,从0

时刻起，A受到一向右的水平拉力口的作用，尸随时间的变化规律为尸=（6+2f）N。

f=5s时撤去外力，运动过程中A一直未滑落，（g取10m/s2）则（）

I—.F

A-----►

B

Z/ZZZZZZ/ZZZZZZ/Z

A.f=2s时，A、8发生相对滑动

B.f=3s时，3的速度为8m/s

C.撤去外力瞬间，A的速度为19m/s

D.撤去外力后，再经过Is,A、3速度相等

17.（2021•四川高三专题练习）一皮带传送装置如图所示，皮带的速度v足够大，

轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量小的滑块，已知滑块与皮带之间存在

摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带上的瞬

间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第

一次达最短这一过程中，下列说法中正确的是（）

....I

-zzVzb•

A.滑块的速度先增大后减小B.滑块的速度方向先向右再向左

C.滑块的加速度先增大后减小D.滑块的加速度方向一直向右

18.（2021•安徽高三专题练习）物块静止放在一个长为L=lm的水平传送带上,

传送带％=2m/s,物块与传送带间动摩擦因数〃=025。物块由传送带传送垂直

落在了倾角。=37。的斜面上，g取10mzs2,下列说法正确的是（）

A.物块在传送带上运动了0.8s

B.下落高度H=0.32m

C.物块由初始到落到斜面上的时间约为LI7s

D.物块在传送带上做匀加速直线运动

19.（2021•四川高三专题练习）如图甲所示，物块在沿斜面向上的拉力/作用下

沿足够长的粗糙斜面向上运动。已知物块质量加=4kg,斜面倾角8=37。，

尸=40N,经4=L0s后撤去尸，测得物块沿斜面向上运动的丫7图象如图乙所示

（g取lOm/s,sin37。=0.6,cos370=0.8）o求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数〃；

11

⑵物块沿斜面向上滑行的最大位移X

20.(2021•四川高三专题练习)在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在

外力控制下始终保持速度%做匀速直线运动。某时刻将一质量为加的小滑块

轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为〃。

(1)已知滑块与车面间动摩擦因数〃=02,滑块质量/〃=lkg,车长L=2m,车速

%=4m/s,取g=10m/s2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运

动方向相同的恒力乙要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力E大小应该满足

什么条件？

(2)在⑴的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从车上掉下，力尸的作用时

间应该在什么范围内？

12

牛顿运动定律

1.（2021•辽宁高三月考）如图所示，在某建筑工地，工人甲将质量为机的工件

利用固定在支架上的光滑定滑轮沿竖直方向提升到一定高度后，甲一直站在

乙的身后拉紧绳索，此时绳索与水平方向的夹角为优工人乙通过一始终保

持水平的轻绳将工件缓慢拉到楼顶。已知甲、乙的质量分别为M甲、拉乙，重

力加速度大小为g,甲、乙始终处于静止状态，下列说法正确的是（）

A.工件匀速上升时，楼顶对甲的支持力为（M甲-机）g

B.工件以加速度。匀加速上升时楼顶对甲的摩擦力为m（g+a）sin〃

C.乙将工件拉到楼顶过程，甲受到的摩擦力不变

D.乙将工件拉到楼顶过程，楼顶对乙的摩擦力逐渐增大

【答案】D

【详解】

A.在质量为小的工件竖直向上匀速运动过程中，甲拉绳索的拉力等于工件

重力mg,由牛顿第三定律可知，绳索对甲的拉力等于mg。对甲受力分析，

由平衡条件可知

F^+mgsinO=M甲g

13

解得

FN=CM^-mgsinO)g

故A错误；

B.在质量为/〃的工件以加速度。竖直向上匀加速运动过程中，由牛顿第二定

律，有

F-mg=ma

绳索对甲的拉力

F=m(g+a)

对甲受力分析，由平衡条件可知

Ff=FcosO=m(g+a)cosO

故B错误；

C.乙通过一始终保持水平的轻绳将工件缓慢拉到楼顶过程中，对结点进行受

力分析，根据平衡条件和平行四边形定则，如图所示，绳索拉力后逐渐增大，

乙拉轻绳的拉力仍逐渐增大。由牛顿第三定律可知绳索对甲的拉力不断增大,

轻绳对乙的力逐渐增大。对甲，由平衡条件可知，甲受到的摩擦力不断增大,

故c错误；

D.对乙，在水平方向由平衡条件可知，楼顶对乙的摩擦力逐渐增大，故D正

确。

14

2.（2021•安徽高三开学考试）如图，质量加=4kg的物体在电梯内随电梯一起竖

直向下做匀速直线运动.电梯底部距离地面高度为16m时开始做匀减速运动,

经4s电梯到达地面且速度恰好减为零，重力加速度g=10m/s2,在该匀减速运

动过程中（）

A.物体初速度大小为8m/sB.物体受到的支持力大小为32N

C.物体的机械能减少了768JD.物体受到的合力对物体做的功为128J

【答案】AC

【详解】

A.设物体的初速度为%,根据

h^—t

2

解得

%=8m/s

A正确；

B.物体减速时的加速度大小

%

方向向上，根据牛顿第二定律可知

F-mg=ma

解得

尸二48N

15

B错误；

C.物体的机械能减少量等于支持力做功的大小

WF=Fh=768J

C正确；

D.物体受到的合力对物体做的功等于物体动能的改变量即

1,

IV=O--mvQ=-128J

D错误。

故选ACo

3.（2021•赤峰二中高三月考）如图甲所示，质量分别为帆、"的物体A、B静

止在劲度系数k的弹簧上,A与B不粘连。现对物体A施加竖直向上的力F,

A、B—起上升，若以两物体静止时的位置为坐标原点，两物体的加速度随位

移的变化关系如图乙所示，重力加速度为g,则（）

A

r

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

^

图

A.在图乙中尸。段表示拉力方不变

B.在图乙中QS段表示物体减速上升

C.位移为M时，A、B之间弹力大小为〃吆一2-加劭

D.位移为也时，A、B一起运动的速度大小为，皿马+不）

【答案】CD

16

【详解】

A.开始时，质量分别为M的物体4,b静止在劲度系数为4的弹簧上,

弹簧的弹力向上，大小为

F弹=(M+m)g

随物体的向上运动，弹簧伸长，形变量减小，弹簧的弹力减小，而尸。段的加

速度的大小与方向都不变，根据牛顿第二定律

F-(M+/n)g+F»=(M+/n)a

尸弹减小，所以厂增大，故A错误；

B.在乙图。S段，物体的加速度的方向没有发生变化，方向仍然与开始时相

同，所以物体仍然做加速运动，是加速度减小的加速运动，故B错误；

C.P开始时，质量分别为m,M的物体A,B静止在劲度系数为k的弹簧上，

弹簧的弹力

Fo=(M+/n)g

当弹簧伸长了X1后，弹簧的弹力

Fi=Fo-AF=Fo-kxi=(M+m)g-kxi

以3为研究对象，则

Fi-Mg-Fxi=Mao

得

FXi=Fi-mg-Mao=mg-kxi-Mao

故C正确；

D.到。的过程中，物体的加速度不变，得

2

vi=2aox2

17

。到S的过程中，物体的加速度随位移均匀减小

^aa+Ogo

22

《一%2=2口.（七一工2）

联立得

，2=〃0（%2+丁3）

故D正确；

故选CDo

4.（2021•广东汕头市•高三一模）古代人们常用夯锤（如图甲）将地砸实，打夯

时四个劳动者每人分别握住夯锤的一个把手，一个人喊号，号声一响，四人

同时用相同的力将地上质量为90kg的夯锤竖直向上提起；号音一落，四人同

时松手，夯锤落下将地面砸实。以竖直向上为正方向，若某次打夯过程松手

前夯锤运动的UV图像如图乙所示。不计空气阻力，g取10m*,则（）

A.松手后，夯锤立刻落下做自由落体运动

B.松手前，夯锤竖直向上做加速度。=^m/s2匀加速直线运动

C.每个人对夯锤施加的力大小为300N

D.夯锤离地的最大高度为0.3375m

【答案】BC

【详解】

18

A.松手后，因为惯性，夯锤要继续向上运动一段后，再自由下落。A错误;

B.图像的斜率表示加速度，松手前，夯锤竖直向上做加速度。=^m/s2匀加

速直线运动。B正确；

C.对夯锤松手前，受力分析有

4F—mg=ma

解得

F=300N

c正确；

D.松手前，夯锤离地的高度为

h,=—vZ=0.3375m

[2

之后，夯锤做竖直上抛运动，所以夯锤离地的最大高度大于0.3375m。D错误。

故选BCo

5.（2021•山东高三专题练习）如图所示，倾角为。的斜面。B段粗糙（足够长）,

其余部分光滑，在斜面。点上方静止一质量均匀分布、长度为人的薄板，薄板

下端与。点之间的距离为2L,薄板与OB段的动摩擦因数〃=2tan9。现由静止

释放薄板，薄板沿斜面向下运动，已知当薄板通过。点过程中，薄板所受摩

擦力大小是薄板在斜面OB段上重量的〃cos"倍。以。点为坐标原点，沿斜面

向下建立直线坐标轴从薄板下端刚到达。点开始，薄板所受的摩擦力F,、

速度4加速度动能々与薄板下端相对。点的位移x的关系图像为（）

板

eB

19

【答案】AC

【详解】

A.设薄板的单位长度上的质量为外，则薄板的单位长度上的重力为％g,当

薄板通过。点过程中，薄板所受摩擦力大小与薄板过。点的距离X的关系&D

Ffx=7叫)gx-〃cos8=/7?og•x・2tanecosO=2〃?ogsine，x

可知，在薄板没有全部滑过。点前，薄板受到的摩擦力%的大小与工成正比,

薄板全部滑过。点后，薄板受到的摩擦力

Ff=2"sin。•L

保持不变。故A正确；

BC.以薄板为研究对象，在薄板没有全部滑过。点前，薄板受到重力、支持

力和摩擦力弓，由牛顿第二定律可得

n\}L•gsin。-2,")gsin。•x=tr\}L•a

由于摩擦力随X增大，所以薄板的加速度开始时随X的增大而减小，。与X是线

性函数关系；

当摩擦力等于重力沿斜面向下的分力时，有

%)L•gsin0=2叫gsin0-x()

20

可得：%=1

薄板开始做加速度增大的减速运动，所以在为时，薄板的速度最大；当薄

板全部滑过。点后，薄板受到的摩擦力不变，薄板的加速度不变，做匀减速运

动。故B错误，C正确；

D.结合B的分析可知，在薄板滑过。的过程中，前g做加速运动，后g做减

速运动，且减速的过程与加速运动的过程是对称的，所以在％=0与x=L时刻

薄板的速度大小相等，所以薄板的动能也大小相等；

薄板在。点以上时，由牛顿第二定律有

•gsin®=•%

所以

q=gsin0

当薄板滑过。点后

/叫）L.gsin0-2叫gsin夕•L=m（）L-a2

所以

a2=-gsin0

可知薄板在。点以上时与。点以下的运动也具有对称性，则薄板整体过。点后,

位移等于薄板在。点以上的位移时的速度为0,即x=3乙时刻薄板的动能为0o

故D错误。

故选：ACo

6.（2021•四川高三专题练习）如图甲所示，质量为，物的长木板静止在光滑的水

平面上，其上静置一质量为”的小滑块。现给木板施加一随时间均匀增大的

水平力B满足b=股（攵为常数，，代表时间），长木板的加速度。随时间f

21

变化的关系如图乙所示。已知小滑块所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

下列说法正确的是()

A.在0~2s时间内，小滑块与长木板间的摩擦力不变

B.在2〜3s时间内，小滑块与长木板间的摩擦力在数值上等于旭2的大小

C.”与之比为1：2

D.当小滑块从长木板上脱离时，其速度比长木板小0.5m/s

【答案】BD

【详解】

A.根据图像，经分析可知，在0~2s时间内小滑块和长木板相对静止，它们

之间为静摩擦力，对小滑块有，整=帆1。，。在增加，所以静摩擦力也在线性增

大,故A错误；

B.长木板的加速度。在3s时突变，所以小滑块在3s时脱离长木板，对长木

板在3s时刻前后分别列牛顿第二定律可得：

3R-7=/篦2"前=机2'(2m/s2),3k=m2a后=ni2.(3m/s2)

两式联立可得：

f=mi*(lm/s2)=机2

故B正确；

C.在0~2s时间内，F=(/«1+/«2)ai=kt,所以

22

kt

4=

mx+机2

在2~3s时间内，F-f=m2a2,所以

kt-f

"2=

根据图像斜率可知

k1k

---------=——二]1

m]+m2---21nl

解得：ini=m2,故C错误；

D.在2s时刻小滑块与长木板速度相同，在2~3s时间内，滑块块运动的a-

，图像如图中红色线段所示，小滑块的速度的变化量为△叽=lm/s,长木板的

速度的变化量为^V2=1.5HI/S,所以在3s时,长木板比小滑块的速度大0.5m/s,

故D正确。

故选BDo

7.（2021•安徽高三期末）质量相等的A、B两质点位于水平面上同一点，分别

在水平恒力所工作用下，同时由静止开始做同向的匀加速直线运动。其八£

图象如图所示，2to和5fo时分别撒去g和直至物体停止运动。则下列说

法中正确的是（）

23

A.A、B总位移大小之比为1：1

B.整个过程，A、B间距离先增大后减小再增大

C.A、B所受摩擦力大小之比为3：4

D.尸1和尸2的大小之比为20：9

【答案】BD

【详解】

A.由两个图象的“面积”可知，全过程B的位移大于A的位移，故A错误；

B.两个质点起点相同，根据图象的“面积”所反映的位移变化可知，开始A在

前B在后两者距离先变大，速度相等时距离最大，之后距离开始变小，最后B

反超A又变大，故B正确；

C.从图象的“斜率”可知，A、B在减速阶段的加速度大小之比为

”一9

3

结合牛顿第二定律可得两者所受的摩擦力大小

A3

故C错误；

D.由图象结合牛顿第二定律得

24

人=max=m-

对A在加速阶段有

耳一人=叫

而

-4-

2f。f°

可得

耳;3加%

’0

同理

A=叫

"o

对B在加速阶段有

耳二/B=机他

而

a—也

C4Q-

5f。

可得

F；27〃?%

2-20/。

则

耳：鸟=20:9

故D正确。

故选BDo

25

8.（2021•安徽高三专题练习）如图所示，半径为R=2cm的圆形区域中有垂直纸

面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度3=2T,一个比荷为2xl（Tc/kg

4

的带正电的粒子从圆形磁场边界上的4点以v0=8xl0m/s的速度垂直直径

MN射入磁场，恰好从N点射出，且ZAQV=120。，下列选项正确的是（）

A.带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为1cm

B.带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心一定在圆形磁场的边界上

C.若带电粒子改为从圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，一定从N点

射出

D.若要实现带电粒子从A点入射，从N点出射，则该圆形磁场的最小面积为

3^xl0-4m2

【答案】BCD

【详解】

AB.根据洛伦兹力提供向心力可得

qv（）B=m­

r

解得

r=竺^=0.02m=2cm=R

qB

26

带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心一定在圆形磁场的边界上，故A错误、B

正确；

C.若带电粒子改为从圆形磁场边界上的C点以相同的速度入射，假设出射点

位置在N，点，圆心在。点，如图所示，

根据几何关系可得CQV。为菱形，则V和N重合，故粒子从N点

射出，故C正确；

D.若要实现带电粒子从A点入射，从N点出射，则该圆形磁场的最小直径等

于AN长度，即

%n=^=^R=«xl$2m

最小圆的面积为

42

S-nr^m=3^-xlOm

故D正确。

故选：BCDo

9.（2021•四川高三专题练习）如图所示，质量为铀的物体2放在正沿平直轨道

向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为町的物体,

27

与物体/相连接的绳与竖直方向成。角，则（）

A.车厢的加速度为gsin。B.绳对物体1的拉力为空

COS，

C.底板对物体2的支持力为（，%-犯）gD.物体2所受底板的

摩擦力为>n2gtan6

【答案】BD

【详解】

AB.以物体1为研究对象，分析受力情况如图所示

T

重力叫g和拉力T,根据牛顿第二定律得

tan0=fn}a

得

a=gtan0

则车厢的加速度也为gtan巴绳子的拉力为

28

7=皿

COS0

故A错误，B正确；

CD.对物体2研究，分析受力如图

N

mg

根据牛顿第二定律得

NP=mg-TT=mg--肛-'g―

22COS，

f=m2a=m2gtan0

故D正确，C错误。

故选BDo

10.(2021•广东珠海市•高三月考)某次科学考察利用了热气球，为了便于调节

热气球的运动状态，需要携带压舱物。热气球正以大小为10m/s速度匀速下

降，热气球的总质量50kg,其中压舱物的质量为50kg,为保证落地安全，在

适当高度处时释放压舱物，使热气球到达地面时的速度恰好为零。整个过程

中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度g=10m/s2,

求：

(1)释放压舱物后热气球加速度«的大小；

29

(2)释放压舱物时热气球的高度H；

(3)压舱物落地前瞬间的动能Eko

【答案】(l)iom/s2；(2)5m；(3)5000Jo

【详解】

(1)由题意知，热气球受到的浮力

2mg=F9

释放压舱物后，根据牛顿第二定律得

/-mg=ma

解得：

a-g=10m/s2

(2)使热气球到达地面时的速度恰好为零

0-v^=-2aH

解得：

H=5m

(3)压舱物落地前瞬间的速度

*一4=2gH

压舱物落地前瞬间的动能

1,

Ek=5000J

11.(2021•广东高三月考)随着冬天的来临，虽然我国的新冠病毒疫情已经被控

制得非常好，但人们仍然不敢大意，大家勤洗手，常戴口罩，减少不必要的

接触。在广州市的餐馆里，出现了一批特殊的“工作人员”——人工智能机器

人，他们担负起送餐的职责。送餐时，餐盘被放在水平托盘中央，边缘不与

30

护栏接触。某时刻，天娱广场某餐馆正在一动不动地“休息”的机器人小美，

在得到送餐指令后,沿预定的路径开始做加速度大小为«1的匀加速直线运动，

当他的速度大小为v=lm/s时，他发现正前方不远处站着一位顾客，于是立即

制动做匀减速直线运动，在顾客前及时停下。若减速运动的加速度大小a2=2alf

小美运动的总时间为U3s。(不考虑反应时间，重力加速度g取10m/s2o)求：

(1)小美减速运动的时间5

(2)为使制动时，餐盘不会与水平托盘发生相对滑动，餐盘与托盘间的静摩

擦系数"至少为多少？(静摩擦系数等于最大静摩擦力与正压力之比。)

【答案】(1)1s；(2)0.1

【详解】

(1)设加速过程的加速度为减速过程的加速度为生加速和减速的时间分

别为介、上2,则

u=,v=a2t2,介+/2=，

解得

12=Is

(2)根据公式，有

V

2

31

解得

2

&二Im/s

制动时，餐盘不相对支架滑动，设餐盘质量为M,最大静摩擦力为力则

于=Ma?,f=f^Mg

解得

〃=0.1

12.（2021•广东汕头市•高三一模）为检测某公路湿沥青混凝土路面与汽车轮胎

的动摩擦因数〃，测试人员让汽车在该公路水平直道行驶，当汽车速度表显

示40knVh时紧急刹车（车轮抱死），车上人员用手机测得汽车滑行3.70s后停下

来，g取10次，则测得〃约为（）

A.0.2B.0.3C.0.4D.0.5

【答案】B

【详解】

汽车滑行时做减速运动，则加速度大小为

40

a---m/s2=3.0m/s2

t3.7

根据牛顿第二定律和动摩擦因数表达式

故ACD错误，B正确。

32

故选B。

13.（2021•广东高三月考）如图所示，倾角8=30。的光滑斜面上质量分别为1kg,

2kg的“、b两物块用一轻弹簧相连，将。用细线悬挂在挡板上，调整细线使

之与斜面平行且使系统静止时，物块b恰与斜面底端的挡板间无弹力，取重

力加速度大小g=10m/s2。现突然剪断细线，则剪断细线瞬间物块。的加速度

A.0B.5m/s2C.10m/s2D.15m/s2

【答案】D

【详解】

剪断细线前，弹簧受到的拉力大小

F=mhgsin30°=ION

剪断细线瞬间，物块”受到的合力大小

Fa=F+magsin30°=15N

由牛顿第二定律有

工=叫。

解得

a=15m/s2

故选D。

14.（2021•山东省淄博第四中学高三期末）如图所示，光滑水平面上放置着质量

33

分别为2m、2m、机的三个物块A、B.C,其中3放在C上，B与A间用

水平轻绳相连.现用一水平拉力拉A,结果3与C恰好不相对滑动.重力加

速度大小为g,。间的动摩擦因数为〃，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力

大小相等，该水平拉力的大小为（）

A.4〃mgB.C.6/zmgD.10〃〃2g

【答案】D

【详解】

根据牛顿第二定律对4、B、。整体有

F=5ma

对C有

fix21ng=nia

解得

F=10fimg

故选D。

15.（2021•广东潮州市•高三一模）如图为广泛应用于“双11”的智能快递分拣机

器人简化图，派件员在分拣场内将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人

可以将不同类别的包裹自动送至不同的位置，则下列说法正确的是（）

包果

机器人

34

A.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹不受摩擦力的作用

B.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹没有惯性

C.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，包裹对机器人的压力和机器人

对包裹的支持力是一对平衡力

D.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，机器人对包裹的作用力等于包

裹的重力

【答案】A

【详解】

A.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹受重力和支持力作用，水平

方向不受摩擦力的作用，A正确；

B.一切物体在任何情况下都有惯性，惯性是物体的一个基本属性，B错误；

C.包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力，C错误；

D.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，机器人对包裹的作用力有竖直

方向的支持力和水平方向的摩擦力，只有竖直方向的支持力与包裹的重力大

小相等，因此机器人对包裹的作用力不等于包裹的重力，D错误。

故选A。

16.（2021•山东高三专题练习）如图所示，在光滑的水平地面上静止地叠放着两

个物体A、B,A3之间的动摩擦因数为0.2,A质量2kg,3质量1kg,从0

时刻起，A受到一向右的水平拉力尸的作用，尸随时间的变化规律为尸=（6+2f）N。

t=5s时撤去外力，运动过程中A一直未滑落，（g取10m/s2）则（）

B

35

A./=2s时，A、3发生相对滑动

B.f=3s时，8的速度为8m/s

C.撤去外力瞬间，A的速度为19m/s

D.撤去外力后，再经过Is,A、3速度相等

【答案】C

【详解】

A.当A、3之间的摩擦力恰好达到最大静摩擦力时，A、3之间刚好出现相

对运动，对3物体，根据牛顿第二定律有

pmAg=mBa

此时的加速度为

a=4m/s2

对A、3整体，根据牛顿第二定律有

F=(mA+mB)a=12N=(6+2r)N

所以

t=3s

故A错误；

B.0-3s内A3一起运动，1=0时AB的加速度为

2

a0-—————=2m/s

则f=3s时，3的速度为

故B错误；

C.5s时A物体的加速度为

36

…3.6-0.2“20mzi2

mA2

则5s时A物体的速度为

—4+6

at

vA=匕=3+A=9mzs+-2-x2m/s=19m/s

故c正确；

D.撤去外力时，B的速度

vH=匕=3+〃啊8t=9m/s+8m/s=17m/s

设经过％时间两物体速度相等则有

19-丝巴,=17+丝鼻,

mAmB

解得

1

,S

故D错误。

故选C。

17.（2021•四川高三专题练习）一皮带传送装置如图所示，皮带的速度P足够大，

轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量小的滑块，已知滑块与皮带之间存在

摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带上的瞬

间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第

一次达最短这一过程中，下列说法中正确的是（）

0—^1

V

A.滑块的速度先增大后减小B.滑块的速度方向先向右再向左

C.滑块的加速度先增大后减小D.滑块的加速度方向一直向右

37

【答案】A

【详解】

滑块放到传送带后，受到向右的滑动摩擦力，开始摩擦力大于弹簧的弹力，

滑块向右做加速运动，在此过程中，弹簧的弹力逐渐增大，合力逐渐减小，

则加速度逐渐减小，加速度向右。当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等时合

力为零，加速度为零，速度达到最大，后来弹力大于摩擦力，加速度方向与

速度方向相反，滑块做减速运动，弹簧弹力继续增大，合力反向增大，则加

速度反向增大，速度逐渐减小，直至为零。因此，滑块的速度先增大后减小，

速度方向一直向右。加速度先减小后增大，加速度方向先向右后向左。

故选A。

18.（2021•安徽高三专题练习）物块静止放在一个长为L=lm的水平传送带上,

传送带％=2m/s,物块与传送带间动摩擦因数〃=0.25。物块由传送带传送垂直

落在了倾角6=37。的斜面上，g取10侬2,下列说法正确的是（）

A.物块在传送带上运动了0.8s

B.下落高度H=0.32m

C.物块由初始到落到斜面上的时间约为1.17s

D.物块在传送带上做匀加速直线运动

【答案】C

【详解】

38

AD.由牛顿第二定律可得

a=Ng=2.5m/s2

由说=2ax得

x=().8m

则x<L,即物块在传送带上先匀加速后匀速。设物块做加速运动的时间为4,

则

%-at}

解得

%=0.8s

对匀速运动的过程

L-x=vt2

解得

t2—0.1s

则总时间

，=「+=0.9s

故A、D错误;

B.由于是垂直落到斜面上，则

tan<9=—

解得

vv=2.7m/s

又

。=sh