高中物理高考 专题05 牛顿运动定律基础（练习）（教师版）

这是一份高中物理高考 专题05 牛顿运动定律基础（练习）（教师版），共30页。
A．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
B．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
C．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度就越大
D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
2．（2020·威远中学校高三月考）下列说法正确的是（ ）
A．在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大
B．牛顿第一定律是根据实验总结得出来的
C．在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球具有惯性
D．乒乓球可以迅速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故
3．（2020·山东济南市·高三期中）（多选）小明正在火车的餐车上用餐，当列车广播火车马上就要进站时，小明发现自己面前杯子里的水面 发生了如图所示的倾斜，小明目测水面与水平面的夹角大约为 10°，且离自己身体近的一侧水面较低。忽略水面的表面张力，试判断（ ）
A．火车此刻的加速度为gsin10
B．火车此刻的加速度为gtan10
C．小明此时面对火车前进的方向
D．小明此时背对火车前进的方向
4．（2020·北京高三专题练习）空中轨道列车（简称空轨）是悬挂式单轨交通系统，轨道在列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑在空中，适用于中小城市交通工具。由于空轨将地面交通移至空中，在无需扩展城市现有公路设施的基础上可缓解城市交通难题，克服了其他轨道交通系统的弊病，在建造和运营方面具有很多突出的特点。如图是空中轨道列车（简称空轨）悬挂式单轨交通系统，无人驾驶空轨行程由计算机自动控制。在某次研究制动效果的试验中，计算机观测到制动力逐渐增大，下列各图中能反映其速度 v 随时间 t 变化关系的是（ ）
A．B．C．D．
5．（2020·江苏东海县·白塔高中高三月考）（多选）某校羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m=50 kg的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10 m，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5 m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90 m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10 m/s2，则（ ）
A．运动员起跳过程处于超重状态
B．起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大
C．起跳过程中运动员对地面的压力为960 N
D．从开始起跳到双脚落地需要1.05 s
6．（2020·上海市建平中学高三月考）如图所示，将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松开手，木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是（ ）
A．手压木块时，手对木块的压力与弹簧对其支持力是一对平衡力
B．弹簧恢复原状过程中，弹性势能先增大后减小
C．松手后，木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向下
D．松手后，木块在没有离开弹簧前，所受弹力和木块对弹簧的压力总是大小相等
7．（2020·开原市第二高级中学高三月考）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，以下说法正确的是 （ ）
A．台阶对人的摩擦力方向延扶梯向上
B．台阶对人的总作用力方向沿竖直向上
C．在此过程中人处于失重状态
D．人对台阶的压力大小等于台阶对人的支持力的大小
8．（2020·河北衡水市·衡水中学高三月考）（多选）如图甲所示，光滑水平面上一质点受两个水平力F1、F2的作用而处于静止状态。现只使力F1的大小随时间t按图乙所示规律变化，下列关于质点的位移s、加速度a、速度v和力F2的瞬时功率P随时间t变化的关系图像，可能正确的是（ ）
B．
C． D．
9．（2020·广东高三月考）如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，此过程中（ ）
A．人被向上“托起”时处于失重状态
B．地球对人的吸引力和人对地球的吸引大小相等
C．人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小
D．人受到的重力和人受气流的力是一对作用力和反作力
10．（2020·怀化市第一中学高三期中）（多选）在动摩擦因数的水平面上有一个质量为的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。当剪断轻绳的瞬间，取，以下说法正确的是（ ）
A．此时轻弹簧的弹力大小为
B．小球的加速度大小为，方向向左
C．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向右
D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球所受地面的支持力不会突变
11．（2020·四川成都实外高三月考）A、B两物块靠在一起放置在粗糙的水平面上，如图所示，外力F作用在A上，推着A、B一起向右加速运动，已知外力F=10N，mA=mB=1kg，A与地面间的动摩擦因数1=0.1，B与地面的动摩擦因数2=0.3，则A、B运动的加速度和A、B之间的弹力分别为（ ）
a=3m/s2，FAB=6NB．a=2m/s2，FAB=6N
C．a=3m/s2，FAB=5ND．a=2m/s2，FAB=5N
12．（2020·江苏高三月考）如图所示，在水平桌面上叠放着两个物体a、b，关于两个物体的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．物体a对b的作用力一定竖直向上
B．物体a对b的支持力一定等于b受到的重力
C．物体a受到水平桌面向左的摩擦力
D．物体b对a的压力和a对b的支持力是一对平衡力
13．（2020·河北沧州市·沧州三中高三月考）如图所示，两个光滑斜面体，靠在一起固定在水平面上，底边长，斜面体的顶角为，斜面体的底角为，让甲、乙两个球同时从两斜面顶端、由静止释放，甲、乙两球在斜面上运动的时间分别为、，则（ ）
A．B．
C．D．不能确定、的大小关系
14．（2020·湖南宁乡一中高三月考）如图所示，吊篮A，物体B，物体C的质量均为，两物体分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计，整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，B物体恰好与吊篮顶接触不挤压，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚被剪断的瞬间（ ）
A．物体B的加速度大小为零B．物体C的加速度大小为
C．物体B对吊篮A的顶板的压力为零D．物体C对吊篮A的底板的压力为
15．（2020·福建莆田市·莆田一中高三期中）如图所示为某公园的大型滑梯，滑梯长度L=9m，滑梯平面与水平面夹角=37°，滑梯底端与水平面平滑连接。某同学从滑梯顶端由静止滑下，与倾斜接触面间的动摩擦因数μ1=0.5，与水平接触面之间的动摩擦因数μ2=0.6。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2，求：
(1)该同学滑到斜面底端时的速度大小；
(2)该同学在水平面上滑行的距离。
16．（2020·安徽高三月考）质量为M的一长方形空铁箱内有一质量为m的小球，小球被一细线悬挂在箱子顶部，箱子与水平面间的动摩擦因数为，当箱子在水平拉力作用下沿水平面向右做匀加速运动时，细线与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为g。求：
(1)细线中的拉力T的大小；
(2)水平拉力F的大小。
提高部分：
17．（2020·江西南昌市·南昌二中高三月考）如图所示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块，其中M、P质量均为m，N、Q质量均为2m，M、P之间用一轻质弹簧相连。现用水平拉力F拉N，使四个木块以同一加速度a向右运动，则在突然撤去F的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．P、Q间的摩擦力变化
B．M、N间的摩擦力不变
C．M、N的加速度大小仍为a
D．P、Q的加速度大小变为
18．（2020·福建莆田市·莆田一中高三期中）（多选）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F3μmg时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过
19．（2020·威远中学校高三月考）（多选）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度v0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v－t图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2，则（ ）
A．由图乙可知，0~1 s内物块受到的摩擦力大于1~2 s内的摩擦力
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．传送带底端到顶端的距离为10 m
20．（2020·广东高三月考）如图甲所示，倾角为α的光滑斜面固定在水平面上，t=0时，质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F=10N作用下从斜面的底端由静止开始运动，2s末将外力撤走。物体沿斜面向上运动的v-t图象如图乙所示。重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．=60°
B．m=2kg
C．2s末物体运动到斜面体的最高点
D．物体返回出发点的速度大小为
21．（2020·河南高三月考）如图所示，某快递公司使用电动传输机输送快件，绷紧的传送带始终保持的恒定速度运行，在传送带左端A处轻轻放置一快件（可视为质点），快件与传送带间动摩擦因数为，传送带左端A与右端B间的距离，重力加速度大小，则快件从A运送到B所用的时间为（ ）
A．B．C．D．
22．（2020·山东菏泽市·高三期中）如图所示，物体A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上，上端和物体拴接）。对A施加一竖直向下，大小为F的外力，使弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）后物体A、B处于平衡状态。已知重力加速度为g，F>2mg。现突然撤去外力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，则下列关于FN的说法正确的是（ ）
A．刚撤去外力F时，FN＝
B．弹簧弹力等于F时，FN=
C．两物体A、B在弹簧恢复原长之前分离
D．弹簧恢复原长时FN=mg
23．（2020·陕西省黄陵县中学高三期中）如图所示，水平传送带两端相距x=8m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.6，工件滑上A端时速度vA=10m/s，设工件到达B端时的速度为vB。（取g=10m/s2）
(1)若传送带静止不动，求vB；
(2)若传送带顺时针转动，工件还能到达B端吗？若不能，说明理由；若能，求到达B点的速度vB；
(3)若传送带以v=13m/s逆针匀速转动，求物块在传送带上划痕的长度。
24．（2020·湖南宁乡一中高三月考）如图所示，在倾角为θ＝30°的光滑斜面的底端有一个固定挡板，轻质弹簧的两端分别拴接在固定挡板和质量为m的小物体B上，质量为2m的小物体A与B靠在一起处于静止状态。若A、B粘连在一起，用一沿斜面向上的拉力F0缓慢拉物体A，当B位移为L时，拉力F0＝mg；若A、B不粘连，用一沿斜面向上的恒力F作用在A上，当B的位移为L时，A、B恰好分离。重力加速度为g，不计空气阻力，求：
(1)恒力F的大小；
(2)A、B不粘连的情况下，恒力F作用使A、B恰好分离时A、B的速度大小。
25．（2020·上海市嘉定区第二中学高三期中）斜面中段粗糙，段长为且光滑，如图（a）所示。质量为的小物块以初速度沿斜面向上滑行，到达处速度恰好为零，小物块沿斜面上滑的图像如图（b）所示。已知在段的加速度是段加速度的两倍，。（，未知）求：
(1)小物块沿斜面向上滑行通过点处的速度；
(2)斜面段的长度；
(3)小物块沿斜面向下滑行通过段的时间。
参考答案
1．A
【解析】
亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，没有力，物体将停止运动；则：
A．伽利略推理，一个物体做匀速直线运动，不需要力来维持，与亚里士多德的观点相反，故A正确；
B．两物体从同一高度自由下落，下落速度应该是一样快，而认为两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快，这是和亚里士多德的观点相同的，故B错误；
C．物体受的力越大，速度改变越快，但速度不一定越大；四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，而认为物体受的力越大，速度就越大，这是和亚里士多德的观点相同的，故C错误；
D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”， 这是和亚里士多德的观点相同的；事实上一个运动的物体，如果不再受向前的推力，它总会逐渐停下来，其实是因为摩擦阻力改变了它的运动状态，故D错误。
故选A。
2．D
【解析】
A．惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度无关，所以高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性小，故A错误；
B．牛顿第一定律是根据实验和逻辑推理得出来的，故B错误；
C．在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球受到阻力，小球的惯性不变，故C错误；
D．乒乓球质量小，惯性小，所以容易改变其运动状态，故D正确。
故选D。
3．BC
【解析】
由于火车进站做减速运动，加速度方向与速度方向相反，水的合力方向与速度方向相反，则水面倾斜，故小明此时是面对火车前进的方向，水受到重力mg与杯子对水的作用力FN，如下图所示
在竖直方向上平衡，加速度方向在水平方向，即合力方向沿水平方向，根据牛顿第二定律有
解得此刻加速度为
故选BC。
4．D
【解析】
根据牛顿第二定律可知制动力提供加速度，即
制动力逐渐增大，加速度逐渐增大，所以列车做加速度增大的减速运动，结合图像斜率的物理意义为加速度可知，图像切线斜率绝对值应越来越大。
故选D。
5．AD
【解析】
A．在起跳过程中可视为匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，所以运动员起跳过程处于超重状态，故选项A正确；
B．在起跳过程中做匀加速直线运动，起跳过程的平均速度
运动员离开地面后做竖直上抛运动，离地上升到最高点过程的平均速度
故选项B错误；
C．运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据可知
在起跳过程中根据速度位移公式可知
解得
对运动员根据牛顿第二定律可知
解得
根据牛顿第三定律可知，对地面的压力为1300N，故选项C错误；
D．起跳过程运动的时间
起跳后运动的时间
故运动的总时间
故选项D正确。
故选AD。
6．D
【解析】
A．手压木块时，木块受到重力、压力和弹簧的支持力，这三个力平衡。手对木块的压力小于弹簧对木块的支持力所以这两个力不是一对平衡力，故A错误；
B．弹簧恢复原状过程中，弹性形变的程度变小，弹性势能减小，故B错误；
C．松手后，木块在没有离开弹簧前，弹簧被压缩，所以木块受弹力方向竖直向上，故C错误；
D．松手后，木块在没有离开弹簧前，所受弹力和木块对弹簧的压力是一对作用力与反作用力，故大小总是相等，故D正确。
故选D。
7．D
【解析】
A．人站在电动扶梯的水平台阶上，沿斜面加速上升，受到重力、支持力和摩擦力作用，台阶对人的摩擦力方向水平向右，故A错误；
B．台阶对人的总作用力为支持力和摩擦力的合力，方向斜向右上方，故B错误；
C．人具有竖直向上的加速度，处于超重状态，故C错误；
D．人对台阶的压力与台阶对人的支持力属于相互作用力，等大反向，故D正确；
故选D。
8．BD
【解析】
AC．图像的斜率表示速度，在力F1的大小变化过程中，合力先增大后减小，最后为零，但一直与速度方向相同，所以质点的速度先增大后不变，故A、C错误；
B．质点受到的合外力先从0随时间均匀增大，然后又随时间减小为0，合力的方向始终未变，故质点的加速度方向不变，整个过程加速度a随时间t均匀变化，故B正确；
D．根据可知，F2为恒力，速度v的变化率先增大后减小，图像符合，故D正确。
故选BD。
9．B
【解析】
A．人被向上“托起”时，加速度向上，处于超重，A错误；
B．地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是作用力和反作用力，大小相等，B正确；
CD．实验者加速向上运动，合力向上不为零，气流对人的作用力大小大于重力，人受到的重力和人受气流的力不是一对作用力和反作力，CD错误。
故选B。
10．AB
【解析】
A．在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力
A正确；
B．剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用，小球所受的最大静摩擦力为
根据牛顿第二定律得小球的加速度为
合力方向向左，所以向左加速， B正确；
CD．剪断弹簧的瞬间，轻绳对小球的拉力瞬间为零，小球所受地面的支持力会突变，CD错误。
故选AB。
11．A
【解析】
A受摩擦力为
B受到的摩擦力为
对A、B整体由牛顿第二定律可得
联立解得
设A、B之间的弹力为N，对B由牛顿第二定律可得
解得
故选A。
12．A
【解析】
AB．对b受力分析可知，重力、a对b的支持力、摩擦力，物体a对b的作用力即为支持力与摩擦力的合力，由平衡可知，支持力与摩擦力的合力和重力等大反向，故A正确，B错误；
C．对a、b整体受力分析可知，物体a水平方向不受摩擦力的作用，故C错误；
D．由牛顿第三定律可知，物体b对a的压力和a对b的支持力是一对相互作用力，故D错误。
故选A。
13．A
【解析】
设长为，则
解得
所以A项正确。
故选A。
14．D
【解析】
AB．剪断细线的瞬间，A、B、C及弹簧组成的整体将以加速度为做自由落体运动，故AB错误；
C．剪断细线前的瞬间，对B有
剪短细线后瞬间，对B根据牛顿第二定律有
其中
解得
根据牛顿第三定律可知，物体B对吊篮A的顶板的压力为，故C错误；
D．剪短细线后瞬间，对C根据牛顿第二定律有
其中
解得
根据牛顿第三定律可知，物体A对吊篮C的压力为，故D正确。
故选D。
15．(1)6m/s；(2)3m
【解析】
(1)由牛顿第二定律可得
mgsinθ-μ1mgcsθ=ma
v2=2aL
代入数据可得
v=6m/s
(2)设在水平面上滑行的距离为x，在水平方向对物体由能量守恒可得
μ2mgx=mv2
代入数据可得
x=3m
16．(1)；(2)
【解析】
(1)对小球进行受力分析，小球受到重力，线的拉力T，两者的合力方向水平向右。
在竖直方向
解得
(2)设小球与铁厢一起运动的加速度为a，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有
以小球与铁厢整体为研究对象，根据牛顿第二定律有
解得
17．C
【解析】
A．四个物体一起做匀加速运动，由牛顿第二定律得
对N应用牛顿第二定律有
则M、N间的静摩擦力
对M应用牛顿第二定律，有
则弹簧的拉力
当突然撤去外力F，弹簧弹力不发生突变，P、Q的加速度不变，P、Q间的摩擦力不变，故A错误；
CD．弹簧的弹力使M、N整体产生向左的加速度
得
即M、N的加速度大小不变，故D错误，C正确；
B．此时M、N间的摩擦力大小，对N应用牛顿第二定律，有
故B错误。
故选C。
18．CD
【解析】
A．设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为，加速度为,则对A
对A、B整体有
解得
B与地面间的最大静摩擦力为1.5μmg，故当时A相对与B静止，两者以共同的速加速度开始运动，所以当F1.5μmg时，B与地面就会发生相对滑动，所以A错误；
Ｂ．当F=时，AB共同以加速度a运动，根据牛顿第二定律
所以B错误；
C．当F>3μmg时， A相对B滑动，所以C正确；
D．当B相对于地面滑动时，A对B的摩擦力为最大静摩擦力时B的加速度最大，为
所以无论F为何值，B的加速度不会超过，所以D正确。
故选CD。
19．CD
【解析】
AB．由乙图可知在0-1s内物块的速度大于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿斜面向下，与物块运动的方向相反；1-2s内，物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿斜面向上，与物块运动的方向相同，由于物块对传送带的压力相等，根据摩擦力公式
可知两段时间内摩擦力大小相等，故选项AB错误；
C．在内物块的加速度大小为
根据牛顿第二定律得
解得
故C正确；
D．物块上升的位移大小等于图象所包围的面积大小，为
所以传送带底端到顶端的距离为10m，故D正确。
故选CD。
20．D
【解析】
A．由v-t图像可知，在2s～4s时间内由牛顿第二定律
解得
A错误；
B．在0~2s时间内由牛顿第二定律
解得
B错误；
C．物体先沿斜面体向上做加速运动，2s末撤去外力，物体沿斜面体做减速运动，4s末到达最高点，C错误；
D．由图乙可知物体沿斜面体上滑的位移为图线与坐标轴围成的面积，即为
物体运动到最高点后沿斜面体加速下滑，物体的加速度大小为
则物体返回斜面体底端时的速度大小为
D正确。
故选D。
21．B
【解析】
快件轻放在传送带上，初速度为0，快件受到滑动摩擦力作用而向右运动，设此时快件的加速度为a，由牛顿第二定律得
解得
设快件从速度为零运动至速度为所用的时间为，所通过的位移为，则
解得
因此
快件速度达到后与传送带保持相对静止，一起做匀速运动，设所用时间为，则
设快件从A运送到B共用时间为t，则
故ACD错，B正确。
故选B。
22．B
【解析】
A．刚撤去外力F时，由牛顿第二定律，对A、B组成的整体有
对物体A有
联立解得：，A错误；
B．弹簧弹力等于F时，对A、B组成的整体有
对物体A有
联立解得：，B正确；
CD．当A、B恰好分离时，A、B间相互作用力为0，对A有
mg＝ma
解得：a＝g，B的加速度也为g，根据牛顿第二定律分析可知弹簧恰好恢复到原长，C、D错误；
故选B。
23．(1)2m/s；(2)能，2m/s；(3)0.85m
【解析】
(1)根据牛顿第二定律可知加速度大小
μmg=ma
则
a=μg=6m/s2
且故
vB=2m/s
(2)能，当传送带顺时针转动时，工件受力不变，其加速度不发生变化，仍然始终减速，故工件到达B端的速度
vB=2m/s
(3)物体速度达到13m/s时所用时间为
t1==0.5s
运动的位移为
x1=vAt1＋at=5.75m
传送带的位移
x2=vt=6.5m
此后工件与传送带相对静止所以划痕的长度
x=x2－x1=0.85m
24．(1)； (2)
【解析】
(1)A、B粘连在一起，位移为L时，弹簧形变量为x。
解得

A、B不粘连，恰好分离时A与B的加速度相同，设为
对A有

对B有

解得

(2)A、B粘连在一起，位移为L过程

A、B不粘连，位移为L过程

解得
25．(1)4m/s；(2)6.4m；(3)1.6s
【解析】
（1）由v-t图象可知，小物块沿斜面向上滑行的初速度 vA=12m/s，由aAB=2aBC可得
解得
vB=4m/s
（2）设AB段长度为L1，加速度大小为2a，BC段长度为L2，加速度大小为a。
则根据运动学公式得：
AB段有
vB2-vA2=2×（-2a）L1
BC段有
0-vB2=2（-a）L2
已知 L2=1.6m，vA=l2m/s
联立解得
a=5m/s2
L1=6.4m
(3)物体沿斜面下滑，回到B点的速度仍为
vB=4m/s
因上滑时
下滑时
解得
a′=0
则小物块沿斜面向下滑行通过段的时间