高考物理真题分项汇编（3年（2021-2023）（北京专用）专题03 牛顿运动定律

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专题03 牛顿运动定律

1.（2021·北京卷）某同学使用轻弹簧、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一直尺。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，就可用此装置直接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g
C．50cm刻度对应的加速度为2g D．各刻度对应加速度的值是不均匀的


一、 单选题
1.（2023·北京西城·统考三模）伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（　　）
A．物体之间普遍存在相互吸引力
B．力不是维持物体运动的原因
C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反
D．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快

2.（2023·清华附中·校考三模）一物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象：力传感器上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯在1楼和3楼之间从静止开始运行然后再到静止的过程中，数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化，下列说法正确的是（    ）
  
A．a到b过程中电梯向上运动，b到c过程中电梯向下运动
B．a到c过程中钩码的机械能先增加后减小
C．图形的面积大于图形的面积
D．c到d的过程中电梯处于匀速运动状态

3.（2023·北京第101中学·校考三模）高血压已成为危害人类健康的一种常见病，现已查明，血管变细是其诱因之一。为研究这一问题，我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比，即（其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为，若血管内径减为时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（　　）
A． B．
C． D．

4.（2023·北京房山·统考二模）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。弹簧下端悬挂重物，静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0，将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量电梯运行时竖直方向的加速度。下列说法正确的是（　　）

A．指针指到0刻度时，说明电梯处于静止状态
B．若电梯上升，则指针一直指在0刻线以下
C．各刻度对应加速度的值是均匀的
D．若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值不变

5.（2023·北京房山·统考二模）在地铁运行过程中，某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细绳与竖直方向夹角为，重力加速度为g。根据以上信息，可以确定（　　）

A．地铁运行方向 B．地铁运行加速度方向
C．圆珠笔的质量 D．地铁运行加速度大小为

6.（2023·北京门头沟·统考二模）2019年2月5日，“流浪地球”在中国大陆上映，赢得了票房和口碑双丰收。影片讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度为ω的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N台“喷气”发动机，如图所示（N较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F=ma具有相似性，为M=Iβ，其中M为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR；I为地球相对地轴的转动惯量；β为单位时间内地球的角速度的改变量。将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（　　）

A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度
B．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小
C．停止自转后，赤道附近比极地附近的重力加速度大
D．这些行星发动机同时开始工作，且产生的推动力大小恒为F，使地球停止自转所需要的时间为

7.（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度（在弹性限度内）。不计空气阻力。则（　　）

A. 从接触弹簧到运动至最低点过程中，小球的加速度不断增大
B. 从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小
C. 从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的机械能守恒
D. 小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小

8．（2023·北京丰台·统考一模）直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说法正确的是（　　）

A. 下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大
B. 箱子接近地面时，箱内物体受到支持力比刚释放时大
C. 如下落距离足够大时，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用
D. 下落过程中箱内物体的机械能增大

9．（2023·北京海淀八模（二））如图所示，光滑水平面上有个一根光滑水平细杆，上面套着两个质量均为m，半径很小的球A和B，两球用长为L的细线相连接，开始时细线被拉直。现用一与光滑水平面平行且与杆垂直的恒力F作用于线的中点，使两球由静止开始沿杆运动，当两球相距为时两球沿杆滑行的加速度a的大小为（　　）

A. B. C. D.

10．（2023·北京海淀八模（四））跨过定滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端拴在一个动滑轮的轴上，跨过动滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为，吊板的质量为，绳、定滑轮、动滑轮的质量以及滑轮的摩擦均可不计。重力加速度为。当人和板一起以加速度向上做加速运动时，人对绳的拉力和人对吊板的压力大小分别为（　　）

A. ，
B. ，
C. ，
D. ，

11．（2023·北京平谷·统考一模）为了研究超重与失重问题，某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段，他发现体重计的示数大于自己实际体重，下列说法正确的是（ ）
A. 此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B. 此时电梯可能正在匀速上升
C. 此时电梯可能正在加速上升
D. 此时电梯可能正在加速下降

12．（2023·北京平谷·统考一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，。g取，则（ ）

A. 传送带的速度为
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

13．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是（　　）

A. 斜面体受到地面的摩擦力水平向左
B. 斜面体受到地面的摩擦力为零
C. 斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和
D. 斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和

14．（2023·北京门头沟·统考一模）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m，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（　　）

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
D．下滑过程中，小朋友受到的摩擦力大小为

15．（2023·北京通州·统考一模）为了节省能源，某商场安装了智能化电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A. 顾客仅在加速过程受摩擦力的作用
B. 顾客所受的摩擦力大小与扶梯的加速度大小无关
C. 乘扶梯匀速上楼的过程中，顾客的机械能保持不变
D. 扶梯对顾客作用力的方向先与速度方向相同，再竖直向上

16．（2023·北京通州·统考一模）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（　　）

A. 时，手机已下降了约1.8m
B. 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. 时间内，橡皮筋的拉力逐渐减小

17.（2023·北京西城·统考二模）“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图所示。实验中平衡了摩擦力，如果砂桶（含砂）的质量m不满足比小车质量M小得多的条件，那么，若保持M不变，将m增大为原来的2倍，不计绳的质量和滑轮摩擦，在砂桶下落相同高度的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小车的加速度增大到原来的2倍
B. 绳上的拉力增大到原来的2倍
C. 砂桶机械能的减少量小于原来的2倍
D. 砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多

18．（2023·北京丰台·统考二模）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，小球下落的最低位置为C点。以B点为坐标原点O，沿竖直向下建立x轴，小球从B到C过程中的加速度一位移图像如图乙所示，重力加速度为g。在小球从B运动到C的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球在B点时的速度最大
B. 小球在C点时所受的弹力大于
C. 图像与x轴所包围的两部分面积大小相等
D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大

19．（2023·北京朝阳·统考二模）甲、乙两辆汽车在平直路面上同向运动，经过同一路标时开始计时，两车在时间内速度v随时间t的变化图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 在时刻，甲车刚好追上乙车
B. 在时刻，甲车刚好追上乙车
C. 时间内，甲车所受的合力越来越大
D. 时间内，乙车所受的合力越来越小

20．（2023·北京昌平·统考二模）某学习小组观看完“太空授课”后，设计出4种在太空实验舱中测量小物块质量方案：
①将待测小物块悬挂在劲度系数为k的轻弹簧下端，测出小物块静止时弹簧的形变量，根据，求得小物块的质量
②让待测小物块随实验舱一起绕地球做匀速圆周运动，测出圆周运动的半径r和周期T，根据，求得小物块的质量
③对待测小物块施加一个恒定的拉力F，使小物块从静止做匀加速直线运动，测出经过时间t时的速度v，根据，求得小物块的质量
④用一个弹簧测力计拉着待测小物块做匀速圆周运动，测出弹簧测力计示数F、圆周运动的半径R和周期T，根据，求得小物块的质量
其中可行的方案有（ ）
A. ①和② B. ②和③ C. ③和④ D. ①和④

21．（2023·北京一七一中学·校考模拟）如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )

A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线

22．（2023·北京一七一中学·校考模拟）杜甫的诗句“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”描绘了早春生机勃勃的景象。如图所示为一行白直线加速“上青天”的示意图，图中为某白鹭在该位置可能受到的空气作用力，其中方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）

A．该作用力的方向可能与相同
B．该作用力的方向可能与相同
C．该作用力可能等于白鹭的重力
D．该作用力可能小于白鹭的重力

23．（2023·北京十二中·校考模拟）一物块以某一初速度从倾角的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端。已知物块上滑时间是下滑时间的，，，则物块与斜面间的动摩擦因数为（ ）
A．0.2 B．0.4 C．0.6 D．0.8

24．（2023·北京十二中·校考模拟）汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶，司机看到前面有突发情况，紧急利车，从看到突发情况到刹车的反应时间内汽车做匀速运动，刹车后汽车做匀减速直线运动，从看到突发情况到汽车停下，汽车行驶的距离为90m，所花时间为5.5s，则汽车匀减速过程中所受阻力约为汽车所受重力的（　　）
A．0.3倍 B．0.5倍 C．0.6倍 D．0.8倍

25．（2023·北京中关村中学·校考模拟）如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当电梯在竖直方向匀速运动时，压力传感器有一定的示数。现发现压力传感器的示数逐渐减小，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中可能正确的是（ ）

A．升降机正在匀加速上升 B．升降机正在匀减速上升
C．升降机正在加速下降，且加速度越来越大 D．升降机正在加速上升，且加速度越来越大
26．（2023·北京一五六中学·校考模拟）某次空降演练中，跳伞运动员从飞机上跳下，10s后打开降落伞，并始终保持竖直下落，在0~14 s内其下落速度随时间变化的v—t图像如图所示，则（　　）

A. 跳伞运动员在0~10s内下落的高度为5v2
B. 跳伞运动员（含降落伞）在0~10s内所受阻力越来越大
C. 10s时跳伞运动员的速度方向改变，加速度方向保持不变
D. 10~14s内，跳伞运动员（含降落伞）所受合力逐渐增大

二、多选题
27．（2023·北京十二中·校考模拟）如图所示，光滑水平面上放置A、B两物体相互接触但并不黏合，两物体的质量分别为mA=2kg，mB=3kg。从t=0开始，作用力FA和作用力FB分别作用在A、B两物体上，FA、FB随时间的变化规律分别为FA=(8-2t)N，FB=(2+2t)N。则（　　）

A．A、B两物体一直以2m/s2的加速度做匀加速运动
B．当FA=FB时，A、B两物体分离
C．t=1s时A物体的运动速度为2m/s
D．物体B在t=5s时的加速度为4m/s2

28．（2023·北京一五六中学·校考模拟）如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g．下列说法正确的是

A. 在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B. 在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为
C. 剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为
D. 突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为