2020-2024近五年高考物理真题分类训练专题03牛顿运动定律教师版

专题03牛顿运动定律一、单选题1．（2024·全国·统考高考真题）一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（

）A．上升时间等于下落时间 B．被垫起后瞬间的速度最大C．达到最高点时加速度为零 D．下落过程中做匀加速运动【答案】B【详解】A．上升过程和下降过程的位移大小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速度均为零。对排球受力分析，上升过程的重力和阻力方向相同，下降过程中重力和阻力方向相反，依据牛顿其次定律可知，上升过程中随意位置的加速度比下降过程中对应位置的加速度大，则上升过程的平均加速度较大。由位移与时间关系可知，上升时间比下落时间短，A错误；B．上升过程排球做减速运动，下降过程排球做加速运动。在整个过程中空气阻力始终做负功，小球机械能始终在减小，下降过程中的最低点的速度小于上升过程的最低点的速度，故排球被垫起时的速度最大，B正确；C．达到最高点速度为零，空气阻力为零，此刻排球重力供应加速度不为零，C错误；D．下落过程中，排球速度在变，所受空气阻力在变，故排球所受的合外力在变更，排球在下落过程中做变加速运动，D错误。故选B。2．（2024·北京·统考高考真题）如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为（

）

A．1N B．2N C．4N D．5N【答案】C【详解】对两物块整体做受力分析有F=2ma再对于后面的物块有FTmax=maFTmax=2N联立解得F=4N故选C。3．（2024·浙江·统考高考真题）在足球运动中，足球入网如图所示，则（）

A．踢香蕉球时足球可视为质点 B．足球在飞行和触网时惯性不变C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D．触网时足球对网的力大于网对足球的力【答案】B【详解】A．在探讨如何踢出“香蕉球”时，须要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不行以把足球看作质点，故A错误；B．惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；C．足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽视空气阻力的状况下只受重力，故C错误；D．触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。故选B。4．（2024·浙江·高考真题）如图所示，在考虑空气阻力的状况下，一小石子从O点抛出沿轨迹运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（）A．O点最大 B．P点最大C．Q点最大 D．整个运动过程保持不变【答案】A【详解】由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，小石子在O点时速度斜向上方，此时速度最大，空气阻力斜向下方最大，上升过程与竖直方向夹角最小，故此时空气阻力分解在竖直方向最大，依据牛顿其次定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。故选A。5．（2024·浙江·高考真题）一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中（）A．弹性势能减小 B．重力势能减小C．机械能保持不变 D．绳一绷紧动能就起先减小【答案】B【详解】游客从跳台下落，起先阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做匀加速运动，下落到确定高度时橡皮绳起先绷紧，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从零慢慢增大，游客所受合力先向下减小后向上增大，速度先增大后减小，到最低点时速度减小到零，弹力达到最大值。A．橡皮绳绷紧后弹性势能始终增大，A错误；B．游客高度始终降低，重力始终做正功，重力势能始终减小，B正确；C．下落阶段橡皮绳对游客做负功，游客机械能削减，转化为弹性势能，C错误；D．绳刚绷紧起先一段时间内，弹力小于重力，合力向下做正功，游客动能在增加；当弹力大于重力后，合力向上对游客做负功，游客动能慢慢减小，D错误。故选B。6．（2024·北京·高考真题）“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中，裁判员主要依据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②起跳阶段，当进入起跳区时，运动员两腿猛蹬滑道快速伸直，同时上体向前伸展；③飞行阶段，在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态；④着陆阶段，运动员落地时两腿屈膝，两臂左右平伸。下列说法正确的是（）A．助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力B．起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度C．飞行阶段，运动员所实行的姿态是为了增加水平方向速度D．着陆阶段，运动员两腿屈膝是为了削减与地面的作用时间【答案】B【详解】A．助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力，A错误；B．起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是通过增大滑道对人的作用力，依据动量定理可知，在相同时间内，为了增加向上的速度，B正确；C．飞行阶段，运动员所实行的姿态是为了减小水平方向的阻力，从而减小水平方向的加速度，C错误；D．着陆阶段，运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间，依据动量定理可知，可以削减身体受到的平均冲击力，D错误。故选B。7．（2024·北京·高考真题）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（）A．斜面对物块的支持力大小为 B．斜面对物块的摩擦力大小为C．斜面对物块作用力的合力大小为 D．物块所受的合力大小为【答案】B【详解】A．对物块受力分析可知，沿垂直斜面方向依据平衡条件，可得支持力为故A错误；B．斜面对物块的摩擦力大小为故B正确；CD．因物块沿斜面加速下滑，依据牛顿其次定律得可知则斜面对物块的作用力为故CD错误。故选B。8．（2024·江苏·高考真题）高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过（）A． B． C． D．【答案】B【详解】书放在水平桌面上，若书相对于桌面不滑动，则最大静摩擦力供应加速度解得书相对高铁静止，故若书不动，高铁的最大加速度。故选B。9．（2024·海南·高考真题）在冰上接力竞赛时，甲推乙的作用力是，乙对甲的作用力是，则这两个力（）A．大小相等，方向相反 B．大小相等，方向相同C．的冲量大于的冲量 D．的冲量小于的冲量【答案】A【详解】依据题意可知和是相互作用力，依据牛顿第三定律可知和等大反向、具有同时性；依据冲量定义式可知和的冲量大小相等，方向相反。故选A。10．（2024·辽宁·高考真题）如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是（）A．v0=2.5m/s B．v0=1.5m/s C．μ=0.28 D．μ=0.25【答案】B【详解】AB．物块水平沿中线做匀减速直线运动，则由题干知x=1m，t=1s，v>0代入数据有v0<2m/s故A不行能，B可能；CD．对物块做受力分析有a=-μg，v2-v02=2ax整理有v02-2ax>0由于v0<2m/s可得μ<0.2故CD不行能。故选B。11．（2024·海南·高考真题）如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，起先时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（）A． B． C． D．【答案】A【详解】P静止在水平桌面上时，由平衡条件有推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即故Q物体加速下降，有可得而P物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力，对P由牛顿其次定律解得故选A。12．（2024·海南·高考真题）公元前4世纪末，我国的《墨经》中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的缘由。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【详解】AB．依据牛顿其次定律的表达式可知力的单位为，A错误，B正确；C．依据压强的表达式可知力的单位可知力的单位为，但压强单位不是基本单位，C错误；D．依据做功的表达式可知力的单位为，但功的单位不是基本单位，D错误。故选B。13．（2024·北京·高考真题）某同学运用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定始终尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置干脆测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（

）A．30cm刻度对应的加速度为-0.5g B．40cm刻度对应的加速度为gC．50cm刻度对应的加速度为2g D．各刻度对应加速度的值是不匀整的【答案】A【分析】由题知，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处，则弹簧的原长l0=0.2m；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处，则依据受力平衡有mg=k(l-l0)可计算出k=【详解】A．由分析可知，在30cm刻度时，有F弹-mg=ma（取竖直向上为正方向）代入数据有a=

-0.5gA正确；B．由分析可知，在40cm刻度时，有mg=F弹则40cm刻度对应的加速度为0，B错误；C．由分析可知，在50cm刻度时，有F弹-mg=ma（取竖直向上为正方向）代入数据有a=0.5gC错误；D．设刻度对应值为x，结合分析可知，x=（取竖直向上为正方向）经过计算有a=(x>0.2)或a=(x<0.2)依据以上分析，加速度a与刻度对应值为x成线性关系，则各刻度对应加速度的值是匀整的，D错误。故选A。14．（2024·浙江·高考真题）2024年5月15日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层的减速，速度从减为；打开着陆伞后，经过速度进一步减为；与着陆伞分别，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开着陆伞至分别前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（）A．打开着陆伞前，只受到气体阻力的作用B．打开着陆伞至分别前，受到的合力方向竖直向上C．打开着陆伞至分别前，只受到浮力和气体阻力的作用D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力【答案】B【详解】A．打开着陆伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误；B．打开着陆伞至分别前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确；C．打开着陆伞至分别前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，选项C错误；D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，由于还受到火星的吸引力，则与气体的阻力不是平衡力，选项D错误。故选B。15．（2024·广东·高考真题）唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽视耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（

）A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力【答案】B【详解】A．将拉力F正交分解如下图所示则在x方向可得出Fx曲=FsinαFx直=Fsinβ在y方向可得出Fy曲=FcosαFy直=Fcosβ由题知α<β则sinα<sinβcosα>cosβ则可得到Fx曲<Fx直Fy曲>Fy直A错误、B正确；CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。故选B。16．（2024·全国·高考真题）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调整，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°慢慢增大至60°，物块的下滑时间t将（）A．慢慢增大 B．慢慢减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大【答案】D【详解】设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知可得可知时，t有最小值，故当从由30°慢慢增大至60°时下滑时间t先减小后增大。故选D。17．（2024·浙江·统考高考真题）如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（）A．小车只受重力、支持力作用B．木板对小车的作用力方向水平向左C．木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小确定相等【答案】D【详解】A．小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，A错误；B．木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，依据平行四边形定则可知合力方向确定不在水平方向，B错误；CD．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。故选D。18．（2024·江苏·统考高考真题）中欧班列在欧亚大陆开拓了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力气。某运输防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（）A．F B． C． D．【答案】C【详解】依据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢依据牛顿其次定律有设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则依据牛顿其次定律有联立解得。故选C。19．（2024·山东·统考高考真题）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下推断正确的是（）A．0~t1时间内，v增大，FN>mg B．t1~t2时间内，v减小，FN<mgC．t2~t3时间内，v增大，FN<mg D．t2~t3时间内，v减小，FN>mg【答案】D【详解】A．由于s-t图像的斜率表示速度，可知在0~t1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则FN<mgA错误；B．在t1~t2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则FN=mgB错误；CD．在t2~t3时间内速度减小，即乘客的减速下降，处于超重，则FN>mgC错误，D正确。故选D。20．（2024·浙江·高考真题）如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为，儿子对父亲的力记为，则（）A． B．和大小相等C．先于产生 D．后于产生【答案】B【详解】父亲对儿子的力和儿子对父亲的力是一对相互作用力，依据牛顿第三定律可知这两个力等大反向，同生同灭，故B正确，ACD错误。故选B．21．（2024·海南·高考真题）如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（）A． B． C． D．【答案】D【详解】依据牛顿其次定律，对PQ的整体：；对物体P：；解得，故选D。22．（2024·全国·高考真题）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面对上匀速运动，轻绳与斜面平行．已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2．若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为A．150kg B．kg C．200kg D．kg【答案】A【详解】T=f+mgsinθ，f=μN，N=mgcosθ，代入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意23．（2024·浙江·高考真题）如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球．A、B两球分别连在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内．若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底（不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁）A．A球将向上运动，B、C球将向下运动B．A、B球将向上运动，C球不动C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动【答案】D【详解】起先时A球下的弹簧被压缩，弹力向上；B球下的弹簧被拉长，弹力向下；将挂吊篮的绳子剪断的瞬时，系统的加速度为g，为完全失重状态，此时水对球的浮力也为零，小球的重力也视为零，则A球将在弹力作用下相对于杯底向上运动，B球将在弹力作用下相对于杯底向下运动，C球相对于杯底不动；故选D.二、多选题24．（2024·全国·统考高考真题）用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止起先沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（

）

A． B． C． D．【答案】BC【详解】依据牛顿其次定律有F－μmg=ma整理后有F=ma＋μmg则可知F—a图像的斜率为m，纵截距为μmg，则由题图可看出m甲>m乙，μ甲m甲g=μ乙m乙g则μ甲<μ乙故选BC。25．（2024·山西·统考高考真题）使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（）

A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的动量大小比乙的小C．甲的动量大小与乙的相等 D．甲和乙的动量之和不为零【答案】BD【详解】对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析，如图所示

A．依据牛顿其次定律有由于m甲>m乙所以a甲<a乙由于两物体运动时间相同，且同时由静止释放，可得v甲<v乙A错误；BCD．对于整个系统而言，由于μm甲g>μm乙g，合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，明显甲的动量大小比乙的小，BD正确、C错误。故选BD。26．（2024·湖北·统考高考真题）如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（

）

A．弹簧的劲度系数为B．小球在P点下方处的加速度大小为C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同【答案】AD【详解】A．小球在P点受力平衡，则有，，联立解得A正确；C．在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为，则此时弹簧的弹力为小球受到的摩擦力为化简得在MP之间增大在PN减变小，即摩擦力先变大后变小，C错误；D．依据对称性可知在随意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等；D正确；B．小球运动到P点下方时，此时摩擦力大小为由牛顿其次定律联立解得B错误。故选AD。27．（2024·湖南·统考高考真题）如图，光滑水平地面上有一质量为的小车在水平推力的作用下加速运动。车厢内有质量均为的A、B两小球，两球用轻杆相连，A球靠在光滑左壁上，B球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为，杆与竖直方向的夹角为，杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（

）

A．若B球受到的摩擦力为零，则B．若推力向左，且，则的最大值为C．若推力向左，且，则的最大值为D．若推力向右，且，则的范围为【答案】CD【详解】A．设杆的弹力为，对小球A：竖直方向受力平衡，则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足竖直方向则若B球受到的摩擦力为零，对B依据牛顿其次定律可得可得对小球A、B和小车整体依据牛顿其次定律A错误；B．若推力向左，依据牛顿其次定律可知加速度向左，小球A所受向左的合力的最大值为对小球B，由于，小球B受到向左的合力则对小球A，依据牛顿其次定律可得对系统整体依据牛顿其次定律解得B错误；C．若推力向左，依据牛顿其次定律可知加速度向左，小球A向左方向的加速度由杆对小球A的水平分力供应，小球A所受向左的合力的最大值为小球B所受向左的合力的最大值由于可知则对小球B，依据牛顿其次定律对系统依据牛顿其次定律联立可得的最大值为C正确；D．若推力向右，依据牛顿其次定律可知系统整体加速度向右，由于小球A可以受到左壁向右的支持力，理论上向右的合力可以无限大，因此只须要探讨小球B即可，当小球B所受的摩擦力向左时，小球B向右的合力最小，此时当小球所受摩擦力向右时，小球B向右的合力最大，此时对小球B依据牛顿其次定律对系统依据牛顿其次定律代入小球B所受合力分范围可得的范围为D正确。故选CD。28．（2024·全国·高考真题）水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变更关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变更关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（）A． B．C． D．在时间段物块