高中物理高考 专题04 牛顿运动定律-2021年高考真题和模拟题物理分项汇编（原卷版）

专题04  牛顿运动定律

1．（2021·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的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（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．在时间段物块与木板加速度相等

2．（2021·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节，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°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（　　）

A．逐渐增大 B．逐渐减小

C．先增大后减小  D．先减小后增大

3．（2021·浙江高考真题）2021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；打开降落伞后，经过速度进一步减为；与降落伞分离，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。若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（　　）

A．打开降落伞前，只受到气体阻力的作用

B．打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上

C．打开降落伞至分离前，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

4．（2021·浙江高考真题）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一定相等

1．（2021·山西阳泉市·高三三模）有一足够长的木板正在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上。以后木板运动的速度－时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。则（　　）

A．木板与地面间的动摩擦因数为0.4

B．物块与木板间的动摩擦因数为0.1

C．物块和木板在同一时刻速度减为零

D．在整个运动过程中，物块相对木板的位移大小为2.25m

2．（2021·安徽淮北市·高三一模）如图所示，质量为2m的物块A和质量为m的物块B用一轻弹簧相连，将A用承受力足够大的轻绳悬挂于天花板上，用一个托盘托着B使弹簧恰好处于原长，系统处于静止状态。现将托盘撤掉，则下列说法正确的是（　　）

A．托盘撤掉瞬间，轻绳拉力大小为mg

B．托盘撤掉瞬间，B物块的加速度大小为g

C．托盘撤掉后，B物块向下运动速度最大时，轻绳拉力大小为3mg

D．托盘撤掉后，物块向下运动到最低点时，弹簧弹力大小为mg

3．（2021·银川唐徕回民中学高三其他模拟）如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4m后锁定，t＝0时解除锁定释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的图像如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t=0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0kg，取g＝10m/s2。则以下说法正确的是（　　）

A．滑块与地面间的动摩擦因数为0.3

B．滑块与地面间的动摩擦因数为0.5

C．弹簧的劲度系数为175N/m

D．弹簧的劲度系数为150N/m

4．（2021·安徽蚌埠市·蚌埠二中高三其他模拟）如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（　　）

A．当时，A相对B开始滑动

B．当时，A的加速度为

C．当时，A的加速度为

D．无论F为何值，B的加速度不会超过

5．（2021·河北衡水中学高三二模）我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　）

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3：2

C．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：2

D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：4

6．（2021·新疆高三二模）如图所示，质量的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量的小物块A，整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力F，使其从静止开始以加速度做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数。以下结论正确的是（　　）

A．变力F的最小值为

B．变力F的最小值为

C．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为

D．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为

7．（2021·山东泰安市·高三三模）工厂中常用传送带传送货物的运动情景简化如下：质量为100kg的货物与传送带间的动摩擦因数为0.1，以2m/s的初速度滑上静止的水平传送带，经t=0.4s，传送带启动（不计启动时间），启动后传送带立即以3m/s的速度向右做匀速直线运动，传送带足够长，重力加速度取10m/s2，在货物运动的整个过程中（　　）

A．滑块相对传送带的位移大小为0.26m

B．滑块相对传送带的位移大小为1.70m

C．滑块与传送带间的摩擦生热为26J

D．滑块与传送带间的摩擦生热为170J

8．（2021·四川眉山市·高三三模）如图，倾斜传送带以恒定速率逆时针转动，一可视为质点的滑块以平行于传送带向下的初速度滑上A点。滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，不计传送带滑轮的尺寸，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用表示时间，用表示滑块的速度大小，则能够正确描述滑块从A滑向运动过程的下列图像可能是（　　）

A． B．

C． D．

9．（2021·河南郑州市·高三二模）如图（a）所示，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。时，木板开始受到水平外力的作用，在时撤去外力。细绳对物块的拉力随时间变化的关系如图（b）所示，木板的速度与时间的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取。由题中所给数据可以得出（　　）

A．内，物块与木板之间的滑动摩擦力为

B．内，力的大小保持不变

C．内，力的大小为

D．物块的质量为

10．（2021·宁夏银川市·银川一中高三其他模拟）塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（　　）

A．前15s内先上升后下降

B．前15s内速度先增加后减小

C．前5s内处于失重状态

D．前10s内的平均速度等于0.5m/s

11．（2021·全国高二）如图，足够长的固定斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v0从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则物体滑回原处的速度大小为（　　）

A．  B．

C． D．

12．（2021·江西宜春市·高三一模）如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度大小a可能是（　　）

A．a=μg B．a=μg C．a=g D．a=g

13．（2021·银川唐徕回民中学高三其他模拟）如图甲所示，一个质量m＝1kg的物块以初速度v0＝12 m/s从斜面底端冲上一足够长斜面，经t1＝1.2 s开始沿斜面返回，t2时刻回到斜面底端。物块运动的v－t图象如图乙所示，斜面倾角θ＝37°（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2）。则可确定（　　）

A．物块上滑时的加速度大小为5m/s2

B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.25

C．物块沿斜面向上滑行的最大距离为7.2m

D．物块回到斜面底端的时刻为3.6s

14．（2021·银川唐徕回民中学高三其他模拟）蹦床（Trampoline）是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。在某次“蹦床”娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h1处开始计时，其动能Ek与离地高度h的关系如图所示。在h1 ~ h2阶段图像为直线，其余部分为曲线，h3对应图像的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦。下列有关说法正确的是（   ）

A．整个过程中小朋友的机械能守恒

B．从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先增大后减小

C．小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epm= mgh1

D．小朋友处于h = h4高度时，蹦床的弹性势能为Ep= mg(h2 - h4)

15．（2021·天津实验中学高三一模）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，劲度系数为k，圆坏下滑到最大距离时弹簧的长度变为（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（　　）

A．弹簧弹性势能变化了

B．在速度最大的位置，弹簧弹力等于圆环重力

C．圆环下滑到最大距离时，有

D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变

16．（2021·重庆市渝北中学校高三三模）如图，一机械臂铁夹夹起质量为m的小球，机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，则铁夹对球的作用力（　　）

A．大小为mg，方向竖直向上

B．大小为ma，方向水平向右

C．大小与小球的加速度大小有关

D．方向与小球的加速度大小无关

17．（2021·安徽安庆市·安庆一中高三三模）如图甲所示，一轻质弹簧放置在粗糙的水平桌面上，一端固定在墙壁上，另一端栓接物体A。A、B接触但不粘连，与水平桌面的摩擦因数均为μ，压缩弹簧使A、B恰好不滑动，，给物体B施加力F的作用使之作匀加速直线运动，F与位移s的关系如图乙所示（），则下列结论正确的是（　　）

A．水平桌面的摩擦因数

B．物体A、B分离时加速度相同，

C．物体A、B分离时，弹簧压缩量

D．开始有F作用时，弹簧压缩量

18．（2021·山西太原市·高三二模）农运会的挑担子比赛中，甲、乙两位选手用同样的扁担（竹竿）挑起同样的重物沿水平方向匀速向前跑动。图中扁担始终保持水平，且与重物处于同一竖直平面内，甲用水平方向的力控制扁担，而乙两手用大小相等的力平行扁担水平反向拉绳保持扁担稳定。下列说法正确的是（　　）

A．两位选手受到扁担的压力值相等

B．甲受到扁担的压力值大于乙受到扁担的压力值

C．若乙仅增大手对绳的拉力值，扁担对他的压力值将会增大

D．若乙仅将手对绳的拉力改为斜向上方向，扁担对他的压力值将会增大

19．（2021·青海海东市·高三一模）质量均为的两个小物块A、B用绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，将A从图示位置由静止释放，释放前瞬间A的底部到水平地面的高度为，轻绳处于伸直状态，A落地后不反弹，B继续沿水平台面向右运动。B与台面间的动摩擦因数为0.5，取重力加速度大小， B不会与滑轮相碰，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．A落地前轻绳的拉力大小为

B．B运动的最大速度为

C．A落地后，B向右运动的路程为

D．B运动的平均速度大小为