2023-2025北京高三一模物理汇编：牛顿运动定律的应用

2023-2025北京高三一模物理汇编

牛顿运动定律的应用

一、单选题

1.（2025北京海淀高三一模）如图所示，两相同物块用细线相连接，放在粗糙水平面上，在水平恒力尸作

用下，一起做匀加速直线运动，物块间细线的拉力大小为兀当两物块均由粗糙的水平面运动到光滑的水

平面上且仍在产的作用下运动，则（）

F

A.两物块的加速度变大，细线的拉力仍为T

B.两物块的加速度不变，细线的拉力仍为T

C.两物块的加速度变大，细线的拉力小于T

D.两物块的加速度不变，细线的拉力小于T

2.（2025北京海淀高三一模）如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为机和2M，在恒

定拉力厂的作用下沿固定斜面向上加速运动。则（）

A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角。有关

B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数〃有关

C.轻绳拉力的大小为（产

D.若改用同样大小拉力厂沿斜面向下拉连接体加速运动，轻绳拉力的大小可能为零

3.（2025北京房山高三一模）如图所示，沿水平方向运动的汽车内，一质量为%的物块紧贴在车厢左侧

的竖直内壁上，且与车厢保持相对静止，物块与车厢左壁间的动摩擦因数为〃，另一质量为%的小球通过

轻质细线与车厢顶部连接，细线与竖直方向的夹角为呢重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.汽车一定向右加速运动

B.细线中的拉力大小为生gcosa

C.物块与车厢左壁之间的摩擦力大小为〃叫gtana

D.物块受到车厢左壁的弹力大小为犯gtana

4.（2025北京顺义高三一模）如图所示，A、B两物体并排放在光滑水平面上，质量分别为1kg和2kg。

在水平推力尸的作用下一起向右运动，A、B之间作用力的大小为6N,则水平推力厂的大小为（）

JAB

///////////////////

A.F=2NB.F=4NC.F=6ND.F=9N

5.（2025北京丰台高三一模）如图1所示，文物保护人员对古建筑进行修缮与维护，需要将屋顶的瓦片安

全运送到地面，某同学设计了一个装置。如图2所示。两根圆柱形木杆和相互平行，斜搭在竖

直墙壁上，把一摞瓦片放在两木杆构成的滑轨上，瓦片将沿滑轨滑到地面，为了防止瓦片速度较大而被损

坏，下列措施中可行的是（）

A.适当增大两杆之间的距离

B.减小杆与瓦片的滑动摩擦因数

C.增加每次运达瓦片的块数

D.减小木杆的长度

6.（2025北京朝阳高三一模）如图所示，在光滑水平面上有质量相同的甲、乙两个物体靠在一起，在水平

力Fi、B的作用下运动，已知尸2。下列说法正确的是（）

A.甲对乙的作用力大小为B

B.乙对甲的作用力大小为”^

C.如果撤去乙的加速度一定变大

D.如果撤去甲对乙的作用力一定减小

7.（2024北京人大附中高三一模）如图甲所示，倾斜放置的传送带沿顺时针方向匀速转动，一物块从传送

带的底端以一定的初速度冲上传送带，结果物块在传送带上运动的VT图象如图乙所示，重力加速度为

g,图中所示物理量均为已知量，则由图象不可以求出的物理量是（）

A.物块与传送带间动摩擦因数的大小

B.物块回到传送带底端时相对于传送带的位移

C.物块回到传送带底端时的动能

D.物块回到传送带底端时的时刻

8.（2024北京石景山高三一模）如图1所示，一质量为2kg的物块受到水平拉力/作用，在粗糙水平面上

作加速直线运动，其图像如图2所示，/=0时其速度大小为2m/s。物块与水平面间的动摩擦因数

A.在t=2s时刻，物块的速度为5m/sB.在0~2s时间内，物块的位移大于7m

C.在r=ls时亥lj,物块的加速度为1.5向/D.在f=ls时刻，拉力产的大小为5N

9.（2024北京通州高三一模）车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮轻绳的两端各系一个物体，质量分别为

mi^m2,如图所示。车厢向右运动时，系优/的轻绳与竖直方向夹角为仇系加2的轻绳保持竖直，机/、加2

与车厢保持相对静止。己知也〉叫，绳子的质量、滑轮与轻绳的摩擦忽略不计，下列说法正确的是

A.车厢的加速度为0

B.绳子的拉力大小为叫gcosq

C.车厢底板对加2的支持力为（叫+㈣）g

D.车厢底板对m2的摩擦力为m2gland

10.（2024北京西城高三一模）如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船的质量为力,

其推进器工作时飞船受到的平均推力为F.在飞船与空间站对接后，推进器工作时间为加，测出飞船和空

间站的速度变化为Av。下列说法正确的是（）

飞船空间站

A•空间站的质量为詈

B.空间站的质量为

D.飞船对空间站的作用力大小一定为喘

C.飞船对空间站的作用力大小为尸

11.（2024北京门头沟高三一模）为研究某鞋的防滑性能，同学将鞋子置于斜面上，逐渐增大斜面倾角

仇6<90。）。当斜面倾角6=37。时鞋子刚好开始滑动。假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，已知

sin37°=0.6,cos37°=0.8„下列说法正确的是（）

A.鞋子与斜面间的动摩擦因数为0.8

B.增大斜面倾角仇鞋子对斜面的压力减小

C.在鞋子滑动时，增大斜面倾角仇鞋子的加速度减小

D.在鞋内放置重物，使鞋子刚好开始滑动时的斜面倾角。将增大

12.（2023北京通州高三一模）如图甲所示，某同学利用橡皮筋悬挂手机的方法模拟蹦极运动，并利用手

机的加速度传感器研究加速度随时间变化的图像，如图乙所示。手机保持静止时，图像显示的加速度值为

0,自由下落时，图像显示的加速度值约为-10m/s2,忽略空气阻力，下列说法正确的是（）

夕轴线性加速度

A.f=0.6s时，手机已下降了约1.8m

B.r=0.8s时，手机正向上加速运动

C.加速度约为70m/s2时，手机速度为0

D.0.6-0.8S时间内，橡皮筋的拉力逐渐减小

13.（2023北京门头沟高三一模）幼儿园小朋友玩的滑梯如图1所示，为了研究方便，可将其简化为图

2。已知滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数为〃，某小朋友质量为形，重力加速度为g,滑梯与水平地面之

间的夹角为。。下列说法中正确的是（）

图1图2

A.小朋友沿滑梯加速下滑时受力平衡

B.小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对平衡力

C.下滑过程中，小朋友受到的合力大小为根gsinO

D.下滑过程中，小朋友受到的摩擦力大小为〃mgcosO

14.（2023北京平谷高三一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率匕沿顺时针方向转动，传送带的

倾角为37。。一物块以初速度均从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的VT图像如图

乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin37°=0.6,cos37°=0.80g取lOm/s"则（）

A.传送带的速度为16m/s

B.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反

C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25

D.传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大

二、多选题

15.（2023北京海淀高三一模）如图所示，斜面静止于粗糙水平面上，质量为机的小物块P恰好能沿斜面

匀速下滑，该过程斜面保持静止。现给尸施加一沿斜面向下的推力P,使P沿斜面匀加速下滑。施加尸

A.斜面对尸的支持力和摩擦力都不变

B.尸对斜面的作用力方向竖直向下

C.水平面对斜面的支持力增大

F

D.小物块的加速度为〃二—

m

三、实验题

16.（2024北京顺义高三一模）利用打点计时器和小车探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所

小O

（1）在探究加速度与物体质量关系时，应保持不变（选填“钩码总质量”或“小车质量”），并且要求

钩码质量_________小车质量（选填“远大于”或“远小于，

（2）下列关于实验操作，说法中正确的是_。

A.打点计时器应与直流电源连接

B.连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行

C.平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上

D.平衡摩擦力后，若改变小车质量需要重新平衡摩擦力

（3）某同学在没有天平的情况下，利用图甲所示的装置测量小车的质量。实验步骤如下：

①将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上

匀速下滑。

②将一个钩码从小车内取出并挂在定滑轮左端细线上，其余钩码仍留在小车内，释放小车，计算小车的加

速度心

③每次都从小车内取出一个钩码，并挂在细线左端的钩码上，释放小车，计算小车的加速度将结果填

入表格

轻绳左侧

12345

槽码数量

。/m•s一20.701.392.082.793.47

④利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出a-n图像

|a/(m-s-2)

3.50

3.00

2.50

2.00

1.50

1.00

0.50

012345n

乙

⑤利用a-w图像求得小车（空载）的质量为kg。（每个槽码的质量均为0.050kg,重力加速度取g

取9.8m/s2）«

参考答案

1.A

【详解】设物块的质量为如当水平地面粗糙时，设动摩擦因数为〃，以两物块为整体，根据牛顿第二定

律可得尸-2]umg=2mci[

解得加速度为q=j■-

2m

以左侧物体为对象，根据牛顿第二定律可得T-〃=〃叼

联立可得绳子的拉力为T=；尸

当水平地面光滑时，以两物块为整体，根据牛顿第二定律可得尸=2m%

F

解得加速度为的=丁

2m

以左侧物体为对象，根据牛顿第二定律可得（=加出

联立可得绳子的拉力为7；=；尸

则有7]=T,a2>ax

故选Ao

2.C

【详解】ABC.以物体A、B及轻绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律得

F-3mgsin6—•3mgcos0-3ma

F

解得a=----gsin6—"gcos0

3m

再隔离B进行分析，根据牛顿第二定律得骂t-Zwigsin。-〃2"gcos6»=2Mia

解得与=2守m尸=2彳F

3m3

故绳子的拉力与斜面倾角6无关，与动摩擦因数〃无关，与两物体的质量有关，故C正确，AB错误；

D.若改用同样大小拉力/沿斜面向下拉连接体加速运动，整体由牛顿第二定律得

F+3mgsin9一〃♦3mgcos0=3ma

,F

解得Q=——+gsind-jugcos。

3m

再隔离A进行分析，假设轻绳拉力的大小为零，则根据牛顿第二定律得mgsine-〃"gcose=3/

角牟得"=gsin。一jugcos0<a

故D错误。

故选Co

3.D

【详解】AB.根据题意，对小球受力分析，如图所示

水平方向由牛顿第二定律有m2gtan«=m2a

可得a=gtan。

方向水平向右，则小车和物块的加速度也是水平向右的，则小车可能做向右的加速运动，也能做向左的减

速运动，故AB错误；

CD.根据题意，对物块受力分析，如图所示

竖直方向的静摩擦力大小为f=/g

摩擦力不一定达到最大静摩擦力，故C错误，D正确。

故选D。

4.D

【详解】根据题意，由牛顿第二定律，对整体有产=（，4+%）4

对物体B有%=

联立解得尸=9N

故选D。

5.A

【详解】AB.由题意可知，斜面的高度及倾斜角度不能再变的情况下，要想减小滑到底部的速度就应当增

大瓦与斜面的摩擦力，由白〃尸N可知，可以通过增大Ev来增大摩擦力，弹力大小Ev=：wgcosa,若设杆对瓦

片的弹力与竖直方向的夹角为6，则2尺cos/?=%=mgcosa

则摩擦力/=2〃及=丝坐詈

cosp

适当增大两杆之间的距离，则万变大，则/变大，瓦片滑到底端时的速度减小；减小朴与瓦片的滑动摩擦

因数，则/减小，则瓦片滑到底端时的速度增加，选项A正确，B错误；

C.增加每次运达瓦片的块数，增加了瓦的质量，虽然摩擦力大了，但同时重力的分力也增大，不能起到

减小加速度的作用，故改变瓦的块数是没有作用的，故C错误。

D.减小木杆的长度，则摩擦力做功会减小，落地速度会变大，况且速度与竖直方向的夹角也变大，则更

容易损坏瓦片，选项D错误。

故选Ao

6.D

【详解】AB.设甲、乙的质量都为如撤去某个外力之前，对整体，根据牛顿第二定律有耳-耳=2成

解得。=写殳

对乙分析有F^-F2=ma

解得与乙=胃壮

根据牛顿第三定律可知，乙对甲的作用力大小也为七甲=二产

故AB错误；

CD.如果撤去入，对整体，根据牛顿第二定律有乙=2%”

解得a'=g

由于无法比较F?与4-❷的大小关系，故无法比较a'与。的大小关系，故C错误；

D.如果撤去乃，对乙分析有瑁乙=7〃。'

解得埒乙=3<5乙="5

故甲对乙的作用力一定减小，故D正确。

故选D。

7.C

【详解】A.设物块与传送带间动摩擦因数为〃，传送带的倾角为6

根据图像可知，传送带的速度等于七

。-1时间内，物块的加速度大小的上

由牛顿第二定律，W^mgcos0+mgsinO=ma1

%

在t[-t2时间内，物块的加速度大小。2=「7

由牛顿第二定律，有mgsind-〃"zgcos。3巡

由以上联立可求得〃和仇不能求出，"，故A错误；

BCD.物块上滑的总位移为x=乜产t,+三亿-乙）

则下滑到底端的过程，有x=ga/2

可解得下滑用时/

则物块回到传送带底端时的时刻为L+：'，故D错误。

物块回到传送带底端时的速度为"=的/

但因为质量未知，则此时动能不可求，故C正确。

由图像可计算得物块回到传送带底端时相对于传送带的位移为M=x-x-v2(t2+t')=-v2(t2+，)

故B错误。

故选Co

8.B

【详解】A.在f=2s时刻，物块的速度为

1+2

v2=v0+Av=2+—^―x2m/s=5m/s

故A正确，不符合题意；

B.在0~2s时间内，物块的v-t图像如下

如果是匀加速直线运动，位移为

2+5-r

尤=-------x2m=7m

2

实际做加速度增大的加速运动，图形面积表示位移，可知物块的位移小于7m,故B错误，符合题意;

C.由图可知

Q=]H-------1—1H---1

22

在t=ls时刻，物块的加速度为

a,=1+—xlm/s2=1.5m/s2

2

故C正确，不符合题意；

D.根据牛顿第二定律可得在t=1s时刻，拉力F的大小为

F=ma+]nmg=5N

故D正确，不符合题意。

故选Bo

9.D

【详解】AB.物体如与车厢具有相同的加速度，对物体加分析，受重力和拉力，根据合成法知

拉力为

T=^-

cose

物体mi的加速度为

叫且tan。

a==gtan0

Yl\

所以车厢的加速度为gtan。，故AB错误；

CD.物体热2加速度为gtana对物体:〃2受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，支持力为

…g-£5

f=nt2a=m2gtan0

故C错误，D正确。

故选D。

10.B

【详解】AB.由题知，在飞船与空间站对接后，推进器工作4时间内，飞船和空间站速度变化为Av,则

飞船与空间站的加速度

AvF

d——,a=-----

M+m

联立解得

M=Fn

Av

故A错误，B正确;

CD.设飞船与空间站间的作用力大小为一，对飞船由牛顿第二定律有

ma=F-F'

解得

Ff=F-m—

Nt

故CD错误。

故选B。

11.B

【详解】A.由题意可知，斜面倾角。=37。时鞋子刚好开始滑动，对鞋子受力分析有

mgsin37°=〃利geos37°

解得球鞋与斜面间的动摩擦因数为

〃=0.75

故A错误;

B.对鞋子受力分析有压力为

FN=mgcos0

则增大斜面倾角时，球鞋对斜面的压力减小，故B正确;

C.在鞋子滑动时，对鞋子受力分析，由牛顿第二定律有

mgsin0—jumgcos6=ma

解得

a=gsinO-jugcos3

当增大斜面倾角仇可得鞋子的加速度增大，故C错误；

D.在鞋内放置重物，当球鞋刚好开始滑动时，满足

(m+m0)gsinO=+m0)gcos0

解得

tan0=

得斜面倾角6不变，故D错误。

故选B。

12.C

【详解】A.由图可知0-0.4s手机静止，从约0.4s开始运动，0.5s开始做自由落体运动，f=0.6s时手机下

降高度约为

1,1,

x<—at~=—xl0x(0.6-0.4)-m=0.2m

故A错误；

BCD.由图像可知0.6s开始，加速度为负值且加速度大小逐渐减小，手机向下做加速度运动，橡皮筋的拉

力逐渐增大。约0.8s拉力和重力相等时，手机速度最大，之后拉力大于重力，加速度为正值，手机向下做

减速运动，橡皮筋的拉力逐渐增大。当手机速度为零，橡皮筋的拉力最大，加速度为正的最大值，约为

70m/s2,故C正确，BD错误。

故选C„

13.D

【详解】A.小朋友沿滑梯加速下滑时具有沿滑梯向下的加速度，受力不平衡。故A错误；

B.根据牛顿第三定律可知小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对相互作用力。故B错误；

CD.对小朋友受力分析，分解重力，可得

mgsin，一/=ma,FN=mgcos0

又

f=JUFN=/nmgcos0

故C错误；D正确。

故选D。

14.C

【详解】A.由图乙可知传送带的速度为8m/s,A错误；

BC.在0~ls内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律

有

mgsin37°+/j.mgcos37°=ma1

根据图乙可得

q=1,8m/s2=8m/s2

在l-2s内传送带的速度大于物块的速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向上，根据根据牛顿第二定律有

mgsin37°-/nmgcos37°=ma2

根据图乙可得

8—02AI2

a、=om/s=4m/s-

联立解得

〃=0.25

故C正确；

D.当传送带的速度大于16m/s后，物块在传送带上一直做加速度为出的减速运动，无论传送带的速度为多

大，物块到达传送带顶端时的速度都相等，D错误。

故选C。

15.ABD

【详解】ABC.由题可知，给尸施加一沿斜面向下的推力/，并不改变斜面对尸的支持力大小，即斜面对

尸的支持力大小不变，同时根据滑动摩擦力的特点可知，尸所受的摩擦力也不发生变化，对平衡时尸的分

析可知，尸所受摩擦力和支持力的合力与其重力等大反向，由牛顿第三定律可知，P对斜面的作用力方向

竖直向下，斜面的受力没有发生变化，AB正确，C错误；

D.给P施加一沿斜面向下的推力物块所受合力等于凡根据牛顿第二定律可得

F

CI——

m

D正确。

故选ABDo

16.(1)钩码总质量远小于

(2)BC

【详解】(1)[1]因为要探究物体运动的加速度与物体质量关系，所以实验过程中应保持钩码质量不变;

⑵设小车质量为钩码质量为