历年高考物理力学牛顿运动定律典型例题.pdf

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1、历年高考物理力学牛顿运动定律典型例题历年高考物理力学牛顿运动定律典型例题单选题1、武直-10（如图所示）是中国人民解放军第一种专业武装直升机，提高了中国人民解放军陆军航空兵的航空突击与反装甲能力。已知飞机的质量为m，只考虑升力和重力，武直-10 在竖直方向上的升力大小与螺旋桨的转速大小的平方成正比，比例系数为定值。空载时直升机起飞离地的临界转速为0，此时升力刚好等于重力。当搭载质量为3的货物时，某时刻螺旋桨的转速达到了20，则此时直升机在竖直方向上的加速度大小为（重力加速度为g）（）A3BgC2gD3g答案：C解析：空载时直升机起飞离地的瞬间，升力刚好等于重力，设比例系数为k，则有20=3当搭

2、载质量为 的货物，螺旋桨的转速达到20时，竖直方向上由牛顿第二定律可得)=(+)33 (+其中升力=(20)2联立解得此时直升机在竖直方向上的加速度大小为=21故 C 正确，ABD 错误。故选 C。2、2022 年北京冬奥会自由式滑雪空中技巧项目在张家口云顶滑雪公园华行。奥运冠军徐梦桃（无滑雪杖）从助滑坡滑下，从圆弧形跳台起跳，在空中完成空翻、旋转等动作后在着落坡着陆，最后以旋转刹车方式急停在停止区，关于运动员在圆孤形跳台上的运动，下列说法正确的是（）A在此阶段运动员受重力、支持力和向心力B在圆弧形跳台最低点时运动员处于失重状态C在此阶段运动员的滑行速率保持不变D在圆弧形跳台最低点时运动员处于

3、超重状态答案：D解析：A运动员在圆弧形跳台上的运动过程中，受到重力、支持力和雪地的摩擦阻力作用，没有受到向心力作用，向心力是按效果命名的，不是物体实际所受的力，选项A 错误；BD在圆弧形跳台最低点时，因为进入圆周运动状态，需要向心力，方向向上，所以合力向上，处于超重状态，选项 B 错误，D 正确；C随着运动员在圆弧型跳台上高度的升高，受向下的重力和雪地的摩擦阻力作用，速率逐渐减小，选项C 错误。故选 D。23、图为一种新型弹跳鞋。当人穿着鞋从高处跳下压缩弹簧后，人就会向上弹起，进而带动弹跳鞋跳跃。假设弹跳鞋对人的作用力类似于弹簧弹力且人始终在竖直方向上运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A

4、人向上弹起的过程中，始终处于超重状态B人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力C弹簧压缩到最低点时，鞋对人的作用力与人所受的重力是一对平衡力D从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动答案：B解析：A人向上弹起的过程中，先超重后失重，A 错误；B人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力，B 正确；C弹簧压缩到最低点时，鞋对人的作用力大于人所受的重力，不是一对平衡力，C 错误；D从最高点下落至最低点的过程，先是自由落体运动，刚开始压缩弹簧时人受到的重力大于弹力向下做变加速运动，当弹力大于重力时向下做减速运动，D 错误。故选 B。

5、4、关于曲线运动，下列说法中正确的是（）3A物体作曲线运动时，它的速度可能保持不变B作曲线运动的物体，所受合外力方向与速度方向肯定不在一条直线上C物体只有受到一个方向不断改变的力的作用，才可能作曲线运动D作曲线运动的物体，加速度方向与所受合外力方向可能不一样答案：B解析：A曲线运动的物体，速度方向一直在变，所以曲线运动速度不可能保持不变，故A 错误；B做曲线运动的物体，所受合外力方向与速度方向一定不在一条直线上，故B 正确；C只要物体的合外力方向与速度方向不在一条直线上，物体就做曲线运动，力的方向不一定改变。例如平抛运动，故 C 错误；D由牛顿第二定律可知，加速度的方向必须与合外力方向相同，故

6、D 错误。故选 B。多选题5、如图所示，在水平上运动的箱子内，用轻绳AO、BO在O点悬挂质量为 2kg 的重物，轻绳AO、BO与车顶部夹角分别为 30、60。在箱子沿水平匀变速运动过程中，为保持重物悬挂点O位置相对箱子不动（重力加速度为g），则箱子运动的最大加速度为（）A2B33CD332答案：BD4解析：当箱子加速度向左时，当加速度完全由绳的拉力提供时，水平方向cos30=竖直方向sin30=联立解得最大加速度=3当箱子加速度向右时，当加速度完全由绳拉力提供时，竖直方向sin60=水平方向cos60=联立解得最大加速度=33故 BD 正确，AC 错误。故选 BD。6、受水平外力F作用的物体，

7、在粗糙水平面上做直线运动，其 图线如图所示，则（A在1时刻，外力F为零5）B在0 1内，外力F大小不断减小C在1 2内，外力F大小可能不断减小D在1 2内，外力F大小可能先减小后增大答案：BCD解析：A 图线的斜率表示加速度，在t1时刻图线斜率为零，即加速度为零，说明外力F等于摩擦力，外力F不为零，A 错误；B在 0t1时间内，斜率逐渐减小，加速度减小，根据牛顿第二定律得 =说明外力F大小不断减小，但仍然大于摩擦力，B 正确；CD在t1t2时间内，加速度方向与运动方向相反且加速度逐渐增大，说明向后的合力一直增大，外力F可能小于摩擦力（方向不变），且一直减小，也可能减小到零后反向增大，CD 正确

8、。故选 BCD。7、如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是（）A在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变B在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsinC在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为cos6D在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin答案：BC解析：AB设小球静止时BC绳的拉力为F，AC 橡皮筋的拉力为T，由平衡条件可得Fcos=mg，Fsin=T解得F=cos，T=mgtan在AC被突然剪断的瞬间，BC上的拉力F发生了突变，小球的加速度方向沿与BC垂直的方向且斜向下，大小为a=gsinB

9、正确，A 错误；CD在BC被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC的拉力不变，小球的合力大小与BC被剪断前拉力的大小相等，方向沿BC方向斜向下，故加速度a=cosC 正确，D 错误。故选 BC。8、质量为m1、m2的两物体A、B并排静止在水平地面上，用同向水平拉力F1、F2分别作用于A和B上，作用一段时间后撤去，A、B运动的v-t图像如图中图线a、b所示，己知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行（相关数据已在图中标出），由图中信息可知（）7A若1=2，则m1小于m2B若1=2，则力F1对物体A所做的功较多C若1=2，则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为 45D若1=2，

10、则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的 2 倍答案：ACD解析：由图可知，物体A撤去拉力之前的加速度为2.5522ms=ms1.531=物体B撤去拉力之前的加速度为22=ms23己知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行，则撤去拉力后物体A、B的加速度相等为=1ms2撤去拉力后，根据牛顿第二定律可得11=1，22=2可得81=2=1物体A撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有1 11=11解得81=13物体B撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有2 22=12解得52=23A当1=2即851=233则1 2故 A 正确；B若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力1对物

11、块A做的功为81=1=m=(5)J32则拉力2对物块B做的功为51=2=m=(5)J329则拉力1对物块A做的功等于拉力2对物块B做的功，故 B 错误；C若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力1对物块A的冲量为831=1=(4)N s32拉力2对物块B的冲量为51=2=3=(5)N s3则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为144=255故 C 正确；D若两物体的质量相等，设物体质量为，则拉力1对物块A的最大瞬时功率为85201=1m=()W323拉力2对物块B的最大瞬时功率为5102=2m=2=()W33则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的 2 倍，故 D 正确。故选

12、ACD。填空题9、如图（a），商场半空中悬挂的轻绳上挂有可以自由滑动的夹子，各个柜台的售货员将票据和钱夹在夹子上通过绳传送给收银台。某时刻铁夹的加速度恰好在水平方向，轻绳的形状如图（b），其左侧与水平夹角为=37，右侧处于水平位置，已知铁夹的质量为m，重力加速度为g，不计铁夹与轻绳之间的摩擦，则铁夹的加速度方向_（填水平向右或水平向左），大小为_。（sin37=0.6，cos37=0.8）10答案：水平向右m/s2310解析：12对此时节点处的钢丝进行受力分析，如图所示y轴方向，根据平衡条件有sin=x轴方向，根据牛顿第二定律有 cos=联立解得10m/s23=方向水平向右10、“蹦极”运动中

13、，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的动量_，（填“先增大后减小”或者“一直增大”）人的动能_，（填“先增大后减小”或者“一直增大”）加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时），动量和动能_（填“最大”或者“最小”）。11答案：先增大后减小先增大后减小最大解析：解：1 从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人下降的速度先增大后减小，因此人的动量先增大后减小。2 人下降的速度先增大后减小，由动能公式可知，人的动能先增大后减小。3加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力

14、时），人的速度最大，人的动量和动能最大。11、“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的动量_，（填“先增大后减小”或者“一直增大”）人的动能_，（填“先增大后减小”或者“一直增大”）加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时），动量和动能_（填“最大”或者“最小”）。答案：先增大后减小先增大后减小最大解析：解：1 从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人下降的速度先增大后减小，因此人的动量先增大后减小。2 人下降的速度先增大后减小，由动能公式可知，人的动能先增大

15、后减小。3加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时），人的速度最大，人的动量和动能最大。12、2021 年 5 月，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由 396m/s 减至 61m/s，用时 168s，此阶段减速的平均加速度大小为_m/s；地球质量约为火星质量的 9.3 倍，地球半径约为火星半径的1.9 倍，“天问一号”质量约为 5.3 吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为_N。（本题答案保留一位有效数字）212答案：23 104解析：1减速阶段加速度大小为1 2396 61=m/s2 2m/s2168=

16、2根据2=结合题意可知地=2.6火=9.8/2火星车着陆时，根据牛顿第二定律可知 火=解得 3 104N解答题13、如图所示，截面是直角梯形的物块静置于光滑水平地面上，其两个侧面恰好与两个固定在地面上的挡板X和 Y 相接触。图中 AB 高H=0.3m、AD 长L=0.5m，斜面倾角=37。可视为质点的小物块P（图中未画出）质量m=1kg，它与斜面的动摩擦因数可以通过更换斜面表面的材料进行调节，调节范围是0 1。（sin37=0.6，cos37=0.8，g取 10m/s）（1）令=0，将 P 由 D 点静止释放，求小物块P 落地时速度；132（2）令=0.5，将 P 由 D 点静止释放，求小物块

17、P 在斜面上运动时间；（3）对于不同的，每次都在 D 点给小物块 P 一个沿斜面向下足够大的初速度以保证它能滑离斜面，求的取值在哪个范围内，挡板X 始终受到压力的作用。答案：（1）3.46m/s；（2）0.71s；（3）0.75 0，所以 6.4-4.8 0得 0.75所以的取值范围为 0.75 114、哈利法塔是目前世界最高的建筑。游客乘坐观光电梯从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需 50 秒，运行的最大速度为 15m/s。观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景，可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底，颇为壮观。一位游客用便携式拉力传感器测得在加速阶段质量为1kg 的物体受到的竖直向上拉力为

18、 11N，若电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动（g取 10m/s），求：（1）电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；（2）若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求观景台的高度；（3）若电梯设计安装有辅助牵引系统，电梯出现故障，绳索牵引力突然消失，电梯从观景台处自由下落，为防止电梯落地引发人员伤亡，电梯启动辅助牵引装置使其减速到速度为零，牵引力为重力的3 倍，下落过程所有阻力不计，则电梯自由下落最长多少时间必须启动辅助牵引装置？22答案：（1）1m/s、15s；（2）525m；（3）70s解析：（1）设电梯加速阶段的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：FT-mg=ma解得a=1m/s2由16

19、v=v0at解得t=15s（2）匀加速阶段位移x1=2at2=21152m=112.5m匀速阶段位移11x2=v（50s-2t）=15（50-215）m=300m匀减速阶段位移2x3=2=112.5m因此观景台的高度x=x1x2x3=525m（3）由题意知，电梯到地面速度刚好为0。自由落体加速度大小a1=g启动辅助牵引装置后加速度大小2=3=2方向向上则22+=2122解得vm=1070m/s则17=70s即电梯自由下落最长70s 时间必须启动辅助牵引装置。15、两木块 A、B 质量分别为m、2m，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块 A 压下一段距离静止，释

20、放后 A 在竖直方向做简谐运动，在 A 振动过程中，木块 B 刚好未离开地面。重力加速度为g，求：（1）木块 A 的最大加速度值；（2）B 给地面的最大压力值。答案：（1）3g；（2）6mg解析：（1）由于 A 做简谐运动，在最高点和最低点加速度最大，在最高点时，木块B 刚好对地面的压力为零，此时弹簧弹力=1=2对 A 物体，根据牛顿第二定律可得+=木块 A 的最大加速度=3（2）由对称性可知在最低点的加速度向上=318对 A 受力分析由1 =1=4对 B 受力分析由1+2=支支=6由牛顿第三定律得压=616、如图所示，质量为m、可视为质点的小滑块A 位于质量为 2m、长为L的木板 B 的右端

21、P处，B 放在光滑水平面上，A、B 之间的动摩擦因数为。某时刻给 B 施加一大小为 5mg的水平拉力F，当 A 位于 B 的中点时撤去拉力。求：（1）拉力F的作用时间；（2）滑块 A 在木板 B 上与P端的最远距离。5答案：（1）；（2）6L解析：（1）在力F作用的过程中，根据牛顿第二定律有对滑块 A对木板 B192根据运动学规律，A、B 的位移分别为122122由题意知2整理得=（2）撤去F时，A、B 的速度分别为，设 A、B 共同运动的最终速度为v，根据动量守恒定律得22设此过程中滑块的位移为x1，木板的位移为x2，根据动能定理得11122221 221222 2最终滑块与木板P端的距离为

22、52216实验题20217、某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g，细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下：用米尺量出重锤 1 底端距地面的高度H；把质量为m0橡皮泥粘在重锤 1 上，轻拉重锤放手后使之做匀速运动；在重锤 1 上加上比其质量M小很多的质量为m的小钩码；左手将重锤 2 压在地面上，保持系统静止。释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1 落地时停止计时，记录下落时间t。请回答下列问题：(1)为了减小对下落时间t测量的偶然误差，应补充的操作步骤为_；(2)实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了_；A使H测得更准确B使重锤

23、1 下落的时间长一些C使系统的总质量近似等于2MD使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)用实验中的测量量和已知量表示g，得g=_。2(20)2答案：重复测量 3 次下落时间，取其平均值作为测量值t B=21解析：(1)1多次测量、取平均值是减小测量的偶然误差的基本方法。所以应补充的操作步骤为重复测量3 次下落时间，取其平均值作为测量值t。(2)2由于自由落体的加速度较大，下落H高度的时间较短，为了减小测量时间的实验误差，就要使重锤下落的时间长一些，因此系统下降的加速度要小，所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多。故选 B。(3)3根据牛顿第二定律有=(+0+)又1=22解得2(2+0+)2=1

24、8、某同学利用如图所示的装置做“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验。通过改变悬挂钩码的数量，获得6 次实验数据如表格所示。实验次数悬挂钩码个数弹簧弹力 F/N弹簧伸长量 x/cm110.492.00220.983.90331.475.80441.968.00552.459.90662.9412.00（1）在如图 1 所示的坐标纸上已经描出了其中5 次弹簧弹力F与弹簧伸长量x对应的数据点，请把第4 次测22量的数据对应点描绘在坐标纸上，并作出弹簧弹力与弹簧伸长量的F-x图线_；（2）观察F-x图线，可以判断在弹性限度内，弹簧弹力大小F与弹簧伸长量x成正比关系，其依据是_。其中F-x图线斜率的物

25、理意义是_；（3）该同学进一步使用该弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图2 所示，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺 20 cm 刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺30 cm 刻度处。某次用该装置测量电梯的加速度时，发现弹簧下端指针位于直尺31 cm 刻度处，问电梯的加速度方向为_（选填“竖直向上”或“竖直向下”），大小为重力加速度g的_倍。23答案：上 0.1解析：图线为过原点的直线弹簧的劲度系数竖直向（1）1作出弹簧弹力与弹簧伸长量的F-x图线如图；（2）2观察F-x图线，可以判断在弹性限度内，弹簧弹力大小F与弹簧伸长量x成正比关系，其依据是图线为过原点的直线；3根据

26、F=kx，可知F-x图线斜率的物理意义是弹簧的劲度系数；（3）45静止时=1=(30 20)加速运动时+=2=(31 20)24可得a=0.1g方向竖直向上。19、如图甲所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。拍高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数和小车在两光电门之间的运动时间，改变木板倾角，测得了多组数据，得到的 2的图线如图乙所示。不计空气阻力及一切摩擦。1实验中测得两光电门的距离=0.08m，砂和砂桶的总质量=0.35kg

27、，重力加速度取9.8m/s2，则图线的斜率为_（结果保留两位有效数字）；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将_（填“变大”、“变小”或“不变”）。答案：0.56kg m不变解析：1小车由静止开始做匀加速运动，位移12=2=22根据牛顿第二定律得，对于沙和沙桶合=25=2+2则图线的斜率为=2=0.56kg m2k与摩擦力是否存在无关，若小车与长木板间的摩擦不能忽略，图线斜率将不变20、图甲为测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置示意图。木板固定在水平桌面上，打点计时器连接的电源的频率为 50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列点：(1

28、)图乙是实验中获取的一条纸带的一部分，相邻两计数点间还有一个计时点未标出。用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，则打点计时器打计数点C时纸带的速度大小v=_m/s；打该纸带的过程中滑块的加速度大小a=_m/s；（结果均保留两位有效数字）(2)若已知滑块的质量为m1，木板的质量为m2，托盘和砝码的总质量为m3，重力加速度为g，则滑块与木板间的动摩擦因数=_。（用相应的字母符号表示）3(1+3)12答案：0.58 4.7=解析：(1)12相邻两计数点间还有一个计时点未标出，则T=0.04s；(5.851.20)102=m/s=0.58m/s20.08=42=(9.303.153.15)10240.042m/s2=4.7m/s226(2)3根据牛顿第二定律可得3 1=(1+3)解得3 (1+3)1=27