1、 1 / 24 专题专题 03 牛顿运动定律牛顿运动定律 1 （2021 湖南娄底市高三零模） 如图所示。质量均为 m 的 a、b 两物块用轻杆连接放在倾角为 37 的斜面上、 在斜面上的BC段、b 在斜面上的AB段。斜面上AB段粗糙，b 与AB段间的动摩擦因数为 0.5，BC段光 滑，重力加速度为 g。同时释放 a、b，则释放的一瞬间（已知sin370.6，cos370.8） （ ） A物块 a 的加速度大小为 0.4g B物块 a 的加速度大小为 0.5g C杆对物块 a 的拉力大小为 0.2mg D杆对物块 a 的拉力大小为 0.3mg 【答案】AC 【解析】释放 a、b 的一瞬间、对
2、a、b 整体研究，有2sin37cos372mgmgma ，解得0.4ag 对 a 研究，有sin37mgTma，解得0.2Tmg，故选 AC。 2 （2021 辽宁辽阳市高三一模）蹦床属于体操运动的一种，有空中芭蕾之称。某次比赛过程中，一运动 员做蹦床运动时， 利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力 F 随时间 t 的变化图像如图所示。 若运动员仅在竖 直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小 2 10m/sg 。依据图像给出的信息，下列说法正确的是 （ ） A运动员的质量为66kg B运动员的最大加速度为 2 45m /s C运动员离开蹦床后上升的最大高度为5m D运动员离开蹦床后上升的最大
3、高度为10m 【答案】BC 2 / 24 【解析】A由图给信息可知，开始时运动员静止在蹦床上，所受弹力与重力大小相等，即600Nmg 解得运动员的质量 60kgm ，选项 A 错误；B在蹦床上时受到的最大弹力 m 3300NF ，最大加速度 2 m m 45m/s Fmg a m ，选项 B 正确；CD运动员离开蹦床后在空中运动的时间2st ，上升和下落的 时间分别为1s，则最大高度为 2 5m 1 2 hgt ，选项 C 正确、D 错误。故选 BC。 3 （2021 福建厦门市高三一模）如图所示，木箱 A、B 的质量分别为20kg和60kg，它们与水平地面之间 的动摩擦因数均为 0.1，为防
4、止木箱 A、B 之间发生碰撞，在 A、B 中间安置了一劲度系数为1000N/m的 轻质弹簧，初始状态时弹簧为原长，两木箱置于水平地面上静止不动。某搬运工尝试用一个大小为50N的 水平力推木箱 B，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 2 10m/sg ，则下列说法正确的是 （ ） A木箱 A 不受摩擦力作用 B木箱 B 受到的摩擦力大小为50N C弹簧的压缩量为5cm D缓慢增大推力，当推力为100N时，木箱 B 对弹簧的弹力 大小为40N 【答案】AB 【解析】ABC木箱 B 受到的最大静摩擦力为60N BB fm g，推力 50N 小于木箱 B 的最大静摩擦力， 所以推不动木箱
5、B，弹簧不被压缩，木箱 A 不受摩擦力作用，故 AB 正确，C 错误；D将两木箱看成一个 整体，最大静摩擦力为()80N AB fmmg，当推力为 100N 时，两木箱被推动，做加速运动，此时 木箱 B 所受摩擦力为滑动摩擦力为 60N，则木箱 B 对弹簧的弹力大小应小于 40N，故 D 错误。故选 AB。 4 （2021 广东高三一模）潜艇从海水高密度区域驶人低密度区域，浮力顿减，称之为掉深。我国南海舰 队的某常规型潜艇，是目前世界上唯一的一艘遭遇到海底掉深后，还能自救脱险的潜艇，创造了世界潜艇 发展史上的奇迹。如图甲，某总质量为 6 3.0 10 kg的潜艇，在高密度海水区域沿水平方向缓慢
6、航行。t=0s 时，该潜艇掉深，之后在 030s 时间内潜艇竖直方向的 v-t 图像如图乙所示（设竖直向下为正方向） 。取重 力加速度为 10m/s2，不计水的粘滞阻力，则（ ） 3 / 24 A潜艇在掉深前的速度为 20m/s B潜艇在高密度海水区域受到的浮力为 7 3.0 10 N C潜艇掉深后竖直向下的最大位移为 100m D潜艇掉深后在 1030s 时间内处于超重状态 【答案】BD 【解析】Avt 图像表示潜艇掉深后的速度变化情况，掉深前在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行， 所以不知道掉深前的速度，故 A 错误；B因潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，潜艇在高密度 海水区域受到的浮
7、力为 7 =3.0 10 NFmg 浮 ，故 B 正确；C根据 vt 图像，潜艇掉深后竖直向下的最 大位移为 max 30 20 m300m 2 x ，故 C 错误；D潜艇掉深后在 1030s 时间内，加速度方向向上， 处于超重状态，故 D 正确。故选 BD。 5 （2021 辽宁丹东市高三一模）如图甲所示，质量1kgm 的小物块在平行斜面向下的恒力F作用下，从 固定粗糙斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，力F作用一段时间后撤去，以出发点O为原点沿斜面 向上建立x轴，整个运动过程中物块动能随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，斜面倾角 2 37 ,sin370.6,cos370.8,10m/s
8、g，下列说法正确的是（ ） A物块与斜面间的动摩擦因数 0.5 B恒力F的大小2NF C物块回到斜面的底端时速度大小为4 2m/s D物块沿斜面上行的加速度大小为 2 24m /s 4 / 24 【答案】ABC 【解析】D根据匀变速直线运动,结合动能定理有 2 1 2 mvmax可得， k Ex图像的斜率为ma，图像的 斜率是加速度的 1 倍，物块沿斜面上升的过程中加速度大，即最上面的图线，沿斜面下滑的时候加速度小， 从图像中可以看出，物体在下滑过程，距离O点为4m的时候，力F撤去，上滑时的加速度大小为 22 1 72 m/s12m/s 6 a ，故 D 错误；AB力F撤去之前下滑的加速度大小
9、为 22 2 8 m/s4m/s 64 a ， 对上滑和撤去F之前的下滑两个过程根据牛顿第二定律得： 1 sincosFmgmgma， 2 sincosFmgmgma， 解得0.5，2NF ， 故 AB 正确； 物体从最高点6m位移处到4m位 移处，设在4m位移处速度为 1 v，则 1 6m 4m2mx ，根据运动学公式 2 2vax ，得 2 121 2va x 物体从4m位移处下滑到O点，设O点速度为 2 v，此过程加速度为 2 3 sincos2m/sagg 则有 2 4mx ，根据运动学公式得 22 2132 2vva x，解得 2 4 2m/sv ，故 C 正确；故选 ABC。 6
10、（2021 辽宁锦州市高三一模）新冠肺炎的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对 象，如果启用机器人替代人工操作就可以有效防止病毒传播。如图所示，若某一隔离病区的配餐点和目标 位置在相距40mx 的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动加速过程，加速度大小 2 1 2m/sa ，速 度达到1m/sv后匀速， 之后适时开始匀减速过程恰好把食物平稳送到目标位置， 整个送餐用时40.75st 。 若载物平台呈水平状态，食物的总质量 2kgm ，食物与平台无相对滑动。g 取 2 10m/s，则（ ） A匀速运动持续的时间 39.5s B机器人加速过程位移的大小为 0.25m C匀减速过程
11、中平台对食物的平均作用力为 2N D匀减速过程中加速度大小为 2 1m/s 【答案】BD 5 / 24 【解析】B加速过程位移 22 1 1 m0.25m 22 2 v x a ，故 B 正确；AD设机器人减速时的加速度为 a2， 匀速的时间为 t，则由题可知加速运动的时间为1 1 1 s0.5s 2 v t a ，总位移 2 2 40 2 v xvt a ，总时间 1 2 40.75 v tt a ，解得39.25st ， 2 2 1m/sa ，故 A 错误，D 正确；C平台对食物的支持力为 N Fmg，减速过程中平台对食物的摩擦力 2 fma，故平台对食物的平均作用力大小为 2 2 20.
12、1NFmgf ，故 C 错误。故选 BD。 7 （2021 辽宁抚顺市高三一模）如图甲所示，水平地面上有一质量 1 1kgm 的足够长的木板，木板与地面 间动摩擦因数 1 0.1。 ，在其左端叠放一质量 2 2kgm 的木块，木块与木板之间的动摩擦因数 2 0.2， 现对木块施加水平向右拉力，拉力随时间变化如图乙所示， 2 10m/sg ，下列说法正确的是（ ） A前 2s 内，木板相对地面静止 B当6NF 时，木块与木板将发生相对滑动 C当木板速度达到1.5m/s时，木块与木板将发生相对滑动 D10st 时，木板的加速度为 2 3m/s 【答案】ABC 【解析】木板与地面间的最大静摩擦力为
13、max1112 ()3Nfmm g，木块与木板间的最大静摩擦力为 max222 4Nfm g，A2s 末拉力为 3N，则此时木块、木板都静止不动，故 A 正确；B木板和木块间 摩擦达到最大静摩擦力，此时对木板有 2 22112 2 1 () 1m/s m gmm g a m ，对整体有 6 / 24 112122 ()()Fmm gmm a，得6NF ，即当6NF 时，木块与木板将发生相对滑动，故 B 正确； C当6NF 时，木块与木板将发生相对滑动，此时处于 5s 末，当木块与木板间摩擦力等于 3N 时，木板 即将滑动，即为 2s 末，在25s内，整体平均加速度为 22 0(63) 2 m/
14、s0.5m/s 3 a ，此时木板的速度 为 1.5m/svat ，故 C 正确；D10st 时，木板与木块已发生相对滑动，木板的加速度为 2 22112 1 () 1m/s m gmm g a m ，故 D 错误。故选 ABC。 8 （2021 河北高三一模）如图，物块 A、B 叠放在斜面上，物块 B 通过细绳跨过定滑轮与物块 C 相连，初 始时系统处于静止状态。缓慢增大斜面倾角，仍保持物块 A、B 相对斜面静止，忽略绳与滑轮间摩擦。下 列说法正确的是（ ） A物块 B 对物块 A 的作用力一定增大 B物块 A 对物块 B 的摩擦力一定增大 C绳对物块 B 的拉力的大小一定不变 D斜面对物块
15、 B 的摩擦力一定先变大后变小 【答案】BC 【解析】A物块 B 对物块 A 的作用力与 A 的重力平衡，所以物块 B 对物块 A 的作用力不变。A 错误； B物块 A 受到的摩擦力为 A sinfm g，随着倾角增大，物块 A 受到的摩擦力增大，所以物块 A 对物 块 B 的摩擦力一定增大。B 正确；C系统处于平衡状态，所以绳子拉力与重物 C 的重力平衡。C 正确； D如果开始斜面对 B 的摩擦力方向向下，则对 AB 有 C sinGfm g，随着倾角增大，斜面对物块 B 的摩擦力先减小再增大。D 错误。故选 BC。 9 （2021 山东枣庄市高三二模）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在地面上
16、，其底部垂直于斜面固定一 个挡板。置于斜面上的质量分别为 m、M 的物块 A、B 用一根轻质弹簧连接。起初，物块 B 紧靠挡板，物块 A 被外力控制恰使弹簧处于原长状态。 撤去外力， 物块 A 由静止沿斜面向下运动， 经过时间 t 下降至最低点， 在此过程中，下列说法正确的是（ ） 7 / 24 A物块 A 先失重后超重 B物块 A 的机械能守恒 C物块 A 下降至最低点时，挡板对 B 的支持力大小为(2) sinmM g D此过程，挡板对物块 B 的冲量大小为()sinmM gt 【答案】ACD 【解析】A当物块 A 开始下滑时，有 sinmgF 弹，物体沿斜面加速下滑，竖直方向有向下的加速
17、度， 则物块 A 处于失重状态；当 sinmgF 弹，物块沿斜面减速下滑，竖直方向有向上的加速度，则物块 A 处 于超重状态，故物块 A 先失重后超重，故 A 正确；B由于下滑过程中，弹簧弹力对物块 A 做负功，则物 块A的机械能减少， 故B错误； C 物块A在开始下降时， 根据牛顿第二定律有 1 sinmgma ， 解得 1 sinag 。 根据运动的对称性，可知当物块 A 下降至最低点时加速度大小仍为 a1，方向沿斜面向上，则根据牛顿第二 定律有 1 sinFmgma 弹 ，解得 2sinFmg 弹 ，对物块 B 受力分析；可得 N sinFkxMg， 联立解得 N (2) sinFmM
18、g，故 C 正确；D挡板对对物块 B 的冲量可看作挡板对 A、B 及弹簧整体的 冲量，取沿斜面向上为正方向，则对三者整体由动量定理可得 N ()sin0F tmM gt，则可得挡板对物 块 B 的冲量大小为 N ()sinF tmM gt，故 D 正确。故选 ACD。 10 （2021 湖南高三一模）如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为 3m，3m，3m、1.5m 的四个木块 A、 B、C、D，木块 A、B 用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为，木块 C、D 与水平面间的动 摩擦因数均为会，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若用水平拉力 F 拉木块 B，使四个木块一起匀加速前进， 重力加
19、速度为 g，则（ ） A匀加速的最大加速度为 g B以最大加速度匀加速前进时，木块 A、C 间的摩擦力与木块 B、D 间的摩擦力大小之比为 32 8 / 24 C水平拉力 F 最大为 7 mg D轻绳所受的最大拉力为 4 mg 【答案】BCD 【解析】A物块 C 运动的最大加速度 C 6 3 3 33 mg mg g a m ，物块 D 运动的最大加速度为 D 4.5 3 3 1.5 mg mg ag m ，可知系统匀加速的最大加速度为 3 g ，故 A 错误；B以最大加速度 3 g 匀加速前进时，木块 A、C 间的摩擦力 AC 3fmg，对 D 分析，木块 B、D 间的摩擦 BD 4.51.
20、5 3 fmgma ，解得 BD 2fmg，即木块 A、C 间的摩擦力与木块 B、D 间的摩擦力大小之 比为 32，故 B 正确；C对 ABCD 整体3331.53331.5 3 Fmmmm gmmmm a ， 3 g a ，解得水平拉力 F 最大为7Fmg，故 C 正确；D对 AC 整体66 3 Tmgma ， 3 g a ，解得4Tmg，即轻绳所受的最大拉力为4Tmg，故 D 正确。故选 BCD。 11 （2021 广东肇庆市高三二模）如图所示，一小车在平直道路上向右运动，车内一条光滑轻绳 ACB 两端 固定在水平车顶上，一质量为 m 的小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动。某段时间内轻绳 A
21、C、BC 两部分 与水平车顶的夹角分别为 30 和 60 。将小圆环视为质点，则在这段时间内（ ） A小车做匀速运动 B小车做匀减速运动 C轻绳 AC 段的拉力大于 BC 段的拉力 D轻绳 AC 段的拉力小于 BC 段的拉力 【答案】B 【解析】CD因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动，所以 AC 绳的拉力和 BC 绳的拉力大小相等。CD 错误；AB因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动，所以小车如果静止或者匀速直线运动，小圆环应该 位于 AB 中点的正下方。现在小圆环在中点偏右，并且角度不变，根据牛顿第一定律（就像刹车时候人会向 前倾一样） ，说明小车正在向右匀减速运动。B 正确。故选 B。
22、12 （2021 湖南衡阳市高三一模） 中国制造 2025是国家实施强国战略第一个十年行动纲领智能机器制造 是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小 9 / 24 球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（ ） A机械臂受到的摩擦力方向向上 B小球受到压力与重力是一对平衡力 C若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大 D若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力 一定变大 【答案】D 【解析】A机械手臂受到的摩擦力和小球受到的摩擦力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，
23、即机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故 C 错误；B小球受到压力在水平方向上，压力与重力不是一对 平衡力，故 B 错误；C对小球进行受力分析，如图所示 小球处于平衡状态，根据力的平衡条件fmg，增大铁夹对小球的压力，增大最大静摩擦力，小球受到的 摩擦力不变，故 C 错误；D若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向上机械臂 对小球的作用力不变，但在水平方向上由牛顿第二定律Fma，可知机械臂对小球的作用力增大，则机械 臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大，故 D 正确。故选 D。 13 （2021 北京丰台区高三一模）如图所示，货车在平直道路上向右以加速度 a，做加速运动
24、时，与石块 B 接触的物体对它的作用力为 F，方向如图所示。若货车向右以加速度 a2（a2 a1）做加速运动，则与石块 B 接触的物体对它的作用力 F1表示正确的是（ ） 10 / 24 A B C D 【答案】C 【解析】 原来的车以加速度 a1向右做加速运动， 石块 B 受重力和 F 的作用， 这二个力的合力是水平向右的， 提供石块的加速度 a1，由力的合成知识可知，可以建立三个等式 mg=Fsin、ma=Fcos 及 mg=matan， 当货车以加速度 a2（a2a1）做加速运动时，因为 mg=matan，所以 角会减小，再根据 mg=Fsin，则 F 会 变大。故选 C。 14 （20
25、21 北京丰台区高三一模）选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同：如图甲所 示，在自由下落的电梯中，电梯外的人看到小球只受重力作用，做自由落体运动，符合牛顿定律；电梯内 的人看到小球只受重力却是静止的，违反了牛顿定律。为了能够用牛顿定律描述对地面作加速运动的参 考系（又称非惯性参考系）中物体的运动，在非惯性系中引入惯性力的概念：惯性力 F惯=- ma，a 表示非 惯性系的加速度，负号表示与 a 方向相反。引入惯性力后，电梯中的人认为小球受到向上的惯性力与重力 平衡，小球静止，符合牛顿定律。如图乙所示，某人在以加速度 a 作匀加速运动的高铁上，距地面为 h 处， 以相对于高铁的速
26、度 v0水平抛出一个小球。已知重力加速度 g，关于此人看到的小球运动，分析正确的是 （ ） A小球在竖直方向上做初速度等于零，加速度小于 g 的匀变速直线运动 B小球水平方向作匀速直线运动 C当 0 h va g 时，小球将落在抛出点的正下方 11 / 24 D当 0 2 h va g 时，小球将落在抛出点的正下方 【答案】D 【解析】A因为某人以相对于高铁的速度 v0水平抛出一个小球，小球受重力的作用，故它会向下做初速度 等于零，加速度等于 g 的匀变速直线运动，A 错误；B而列车是加速向前运行的，根据题意，小球对人来 说，相当于向前做减速运动，B 错误；CD小球的其加速度的大小为 a，所以
27、小球将向前减速，一直到减 速到 0 后， 再反向加速， 回到原位置， 故满足 t=2 0 v a ， 又因竖直方向 h= 1 2 gt2， 所以二者结合得 0 2 h va g ， 即满足这个式子时，小球将落在抛出点的正下方，C 错误，D 正确。故选 D。 15 （2021 江苏南通市高三二模）如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧一端与挡板相连一滑块从 斜面上某处由静止释放，运动一段时间后压缩弹簧，已知弹簧始终在弹性限度内，则（ ） A弹簧劲度系数越大，弹簧的最大弹性势能越大 B弹簧劲度系数越大，滑块的最大速度越大 C滑块释放点位置越高，滑块最大速度的位置越低 D滑块释放点位置越高，滑块
28、的最大加速度越大 【答案】D 【解析】A滑动从释放到弹簧压至最短的过程中，滑块的重力势能转化为弹簧的弹性势能，弹簧劲度系数 越大，弹簧被压至最短时位置越高，滑块减小的重力势能越少，则弹簧的最大弹性势能越小，故 A 错误； B设滑块刚接触弹簧时的速度为 v0，速度最大时弹簧的压缩量为 x，则有sinkxmg，弹簧劲度系数越 大，x 越小，重力势能减少量越小，则最大速度 vm越小，故 B 错误；C弹簧弹力等于滑块重力沿斜面分力 时，即sinkxmg，此时滑块速度最大，则滑块最大速度的位置不变，故 C 错误；D滑块释放点位置 越高，滑块接触弹簧时动能越大，则弹簧压缩量越大，弹簧弹力越大，则滑块的最大
29、加速度越大，故 D 正 确。故选 D。 16 （2021 湖南衡阳市高三一模）北京冬奥会将于 2022 年某日开幕。将运动员推冰壶的情景简化为图甲的 模型，0t 时，运动员对冰壶施加一水平向右的推力3NF ，作用 1 秒后撤去推力F，冰壶运动的v t 图像如图乙所示， 已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为 0.1 ， 则冰壶的质量和1st 时冰壶的速度大小分别 12 / 24 为（取 2 10m/sg ） （ ） A1kg,lm/s B1kg,2m/s C2kg,lm/s D2kg,2m/s 【答案】B 【解析】物体先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得 2 =mg ma， 2
30、 2 1m/sa ，由图像可知 12 :2:1aa ，故 2 1 2m/sa 。又因为 1 Fmgma，解得 m=1kg，又 vat，可知 v=2m/s。故选 B。 17 （2021 江苏高三一模）电梯对重的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中使轿厢与对重间的 重量保持在限额之内，保证电梯的牵引传动正常。如图甲所示，驱动装置带动钢丝绳使轿厢和对重在竖直 方向运动。当轿厢从顶楼向下运动，v t图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A在 1 0t时间内，轿厢处于失重状态 B在 1 0t时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小 C在 3 0t时间内，轿厢和对重组成的系统机械能守恒 D在 3 0t
31、时间内，钢丝绳对轿厢的拉力大小等于钢丝绳对对重的拉力大小 13 / 24 【答案】A 【解析】A由图可知在 1 0t时间内，轿厢从顶楼向下运动做加速运动，加速度方向向下，轿厢处于失重 状态，A 正确；B根据v t图象可知，图像的斜率表示加速度，在 1 0t时间内轿厢的加速度先增大后减 小，由牛顿第二定律可得mgFma，则钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大，B 错误；C在 3 0t时间 内，驱动电机也会消耗能量，轿厢和对重组成的系统机械能不守恒，C 错误；D在 3 0t时间内，钢丝 绳对轿厢的拉力大小不等于钢丝绳对对重的拉力大小， 因为中间有驱动电机在调控， 其牵引力大小在不断 变化，D 错误。故选
32、 A。 18 （2021 辽宁大连市高三一模）如图所示，一架雪橇在水平拉力的作用下沿水平面向右做直线运动，若水 平面的粗糙程度相同，下列几种运动中拉力最大的是（ ） A以 3m/s 的速度匀速运动 B以 4m/s 的速度匀速运动 C以 1m/s2的加速度匀加速运动 D以 2m/s2的加速度匀加速运动 【答案】D 【解析】当在水平拉力的作用下沿水平面向右做匀速直线运动时，则 f FF 当在水平拉力的作用下沿水平面向右做匀加速直线运动时，则 f FFma 解得 f FmaF，则加速度越大，拉力越大。故选 D。 19 （2021 天津高三模拟）幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯
33、可以简化为如图 乙所示模型。一质量为 m 的小朋友（可视为质点） ，从竖直面内、半径为 r 的圆弧形滑道的 A 点由静止开始 下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点 B 时的速度大小为 2 gr （g 为当地的重力加速度） 。已知 过 A 点的切线与竖直方向的夹角为 30 ， 滑道各处动摩擦因数相同， 则小朋友在沿着 AB 下滑的过程中 （ ） 14 / 24 A在最低点 B 时对滑道的压力大小为 3 2 mg B处于先超重后失重状态 C重力的功率先减小后增大 D克服摩擦力做功为 2 mgr 【答案】A 【解析】A根据牛顿第二定律得 FNmg= m 2 v r ，结合牛顿第三定律得小朋友
34、在最低点 B 时对滑道的压力大 小为 3 2 N Fmg，选项 A 正确；B小朋友在 A 点时加速度沿着切线向下，处于失重状态，到最低点时加 速度竖直向上，处于超重状态，选项 B 错误；C小朋友在 A 点时速度为零，重力的功率为零，到最低点 时重力的方向与速度方向垂直，重力的功率也为零，故重力的功率先增大后减小，选项 C 错误；D由动能 定理得 mgr（1cos60 ）-Wf = 1 2 mv2，联立可得克服摩擦力做功为 4 f mgr W ，选项 D 错误。故选 A。 20 （2021 北京东城区高三一模）图 1 表示某压敏电阻的阻值 R 随压力 F 变化的情况，将它平放在电梯地 板上并接入
35、图 2 所示的电路中，在其受压面上放一物体，即可通过电路中数字电流表的示数 I 来探查电梯的 运动情况。电梯静止时数字电流表示数为 I0。下列说法正确的是（ ） A若示数 I 不变说明电梯正在匀速运动 B若示数 I 在增大说明电梯的速度在增大 C若示数 I I0说明电梯可能在加速向上运动 D若示数为 I0说明电梯一定处于静止状态 【答案】C 【解析】AD由于电流等于 I0且不变，说明压力没有变化，故电梯做匀速直线运动或静止不动，故 AD 错 误；BC电流逐渐变大，故压力逐渐变大，且大于重力，故电梯处于超重状态，可能向上加速或向下减速， 但加速度变大，不会做匀加速运动，故 B 错误，C 正确；故
36、选 C。 21 （2021 北京西城区高三一模）某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图 15 / 24 1 所示的图线（规定竖直向上为正方向） ，为了简化问题研究，将图线简化为图 2 所示的图像。已知 t = 0 时 电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（ ） At = 5s 时电梯处于失重状态 B89s 内电梯在做减速运动 C1015s 内电梯在上行 D1720s 内电梯在下行 【答案】C 【解析】At=5s 时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上电梯处于超重状态，A 错误；Bt=0 时，电梯处 于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯一定加速
37、上升，8s9s 内，电梯的 加速度仍为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升，B 错误；Ct=10s 时，电梯的加速度为零，电梯上 升的速度达到最大值，10s15s 内，电梯的加速度为零，电梯以最大速度匀速上行，C 正确；D15s20s 内，电梯的加速度为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动。由对称性可知，t=20s 时，电梯的速度减 为零。则 17s20s 内电梯仍在上行，D 错误。故选 C。 22 （2021 浙江衢州市高三二模）大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动（如图 1） ，为了防止油涌 16 / 24 动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板（如图 2） 。
38、下列说法错误的是（ ） A油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧 B油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动 C油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前剧烈涌动 D油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡油板油也几乎不会涌动 【答案】B 【解析】A由于惯性油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧，故 A 正确；B惯性取决 于物体的质量，故 B 错误；C油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，由于惯性油向前剧烈涌动，设置挡板 并不能改变油的惯性，但能减弱油向前剧烈涌动，故 C 正确；D油罐车在平直道路上匀速前进时，由牛顿 第一定律可知，即使没有挡油板油也
39、几乎不会涌动，故 D 正确。本题选不正确的，故选 B。 23 （2021 山东枣庄市高三二模）如图所示，质量相同，但表面粗糙程度不同的三个物块 a、b、c 放在三个 完全相同的斜面体上，斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块 a、b、c 以相同初速度下滑，其v t图像如 图所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止，a、b、c 与斜面之间的动摩擦因数分别为 abc 、 、，斜 面体对地面的压力分别为 NNNabc FFF、，斜面体对地面的摩擦力分别为 abc fff、 、。下列判断错误 的是 （ ） A abc B NNNabc FFF C 0 b f ， a f向右， c f向左 D 0 b f ，
40、 a f向左， c f向右 【答案】D 17 / 24 【解析】由 v-t 图像可知，物块 a 匀加速下滑，物块 b 匀速下滑，物块 c 匀减速下滑。 A对物块 a 有sin cos a mgmg，则有tan a ；对物块 b 有sincos b mgmg，则有 tan b ；对物块 c 有sincos b mgmg，则有tan c ，故有 abc ，故 A 正确，不符 合题意；BCD对物块和斜面体整体进行分析。物块 a 和斜面体有沿斜面向下的加速度，对加速度进行分 解，竖直方向有向下的加速度，处于失重状态，则有 Na FG 总，水平方向有向左的加速度，则地面对斜面 体的摩擦力水平向左，根据牛
41、顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力 fa水平向右；物块 b 和斜面体处于 平衡状态，则有 Nb FG 总，斜面体与地面之间无摩擦力，即 fb=0，物块 c 和斜面体有沿斜面向上的加速度， 对加速度进行分解，竖直方向有向上的加速度，处于超重状态，则有 Nc FG 总，水平方向有向右的加速度， 则地面对斜面体的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力 fc水平向左。则可得 NNNabc FFF，故 BC 正确，不符合题意，D 错误，符合题意。故选 D。 24 （2021 福建福州市高三二模）在物流货场中广泛利用传送带搬运货物。如图所示，倾角为的足够长的 传送带始终以恒定的速率
42、1 v顺时针运行，0t 时，初速度为 221 ()v vv的小货物从传送带的底端滑上传送 带，已知小货物与传送带之间的动摩擦因数为，且tan。小货物在传送带上运动速度 v、加速度 a、 重力势能 P E（取小货物刚进入传送带位置重力势能为零） 和动能 k E随货物位移 s 变化规律正确的是 （ ） A B C D 18 / 24 【答案】D 【解析】ABD小货物开始速度小于传送带的速度，所以先做匀加速运动，速度逐渐增大，速度和位移之 间不是线性函数，动能也逐渐增大，到与传送带速度相当时，由于tan，以后随传送带一起运动，速 度为不变，动能不变，加速度为 0，D 正确，AB 错误；C物体的重力势
43、能随位移逐渐增大，它们是正比 关系，图像是一条过原点的直线，不是折线，C 错误；故选 D。 25 （2021 浙江高三二模）如图所示，两相同物体 A、B 放在粗糙水平面上，通过一根倾斜的轻绳连接。若 用恒力向左拉物体 A，两物体运动的加速度为 a1、绳中的张力为 F1；若用大小相等的恒力向右拉物体 B， 两物体运动的加速度为 a2、绳中的张力为 F2。则（ ） Aa1=a2，F1F2 Ba1=a2，F1F2 Ca1a2，F1F2 Da1a2，F1F2 【答案】A 【解析】设木块和地面摩擦因数为，以两木块整体为研究对象，当恒力 F 作用于 A 上时，根据牛顿第二 定律 1 ()()Fmm gmm
44、 a，解得 1 2 2 Fmg a m ，设 AB 间的绳与水平的夹角为，以 B 为研究对 象，根据牛顿第二定律 111 cossinFmgFma，解得绳上的拉力为 1 1 cossin mamg F ， 同理当恒力 F 作用于 B 上时，根据牛顿第二定律 2 ()()Fmm gmm a，解得 2 2 2 Fmg a m 以 A 为研究对象，根据牛顿第二定律 222 cossinFmgFma，解得绳上的拉力为 2 2 cossin mamg F ， 根据 a1和 a2的表达式可知 12 aa， 根据绳拉力表达式可知 12 FF， 故 A 正确， BCD 错误。故选 A。 26 （2021 济南
45、市历城第二中学高三模拟）将质量为 1 m、底角为60的等腰梯形 A 放在质量为 2 m、倾 角为30的光滑斜面体 B 上，斜面体 B 处在光滑水平面上，如图所示。对 A 施加一个水平力 F 时 A、B 恰好一起在水平面上运动，已知 12 22mmm，重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） 19 / 24 AA、B 可能做匀速直线运动 BA、B 加速度大小可能为 3 3 g C力 F 的大小为2 3mg D力 F 的大小在某个范围内 【答案】C 【解析】A系统水平方向只受力 F，因此不可能做匀速直线运动，故 A 错误； B对 A： N1 cosFFma、 N1 sin0Fm g 对 B： N2
46、 sinFm a，解得 1 2 2 3 tan 3 m agg m ，故 B 错误； C由32 3Fmamg ，故 C 正确； D系统有唯一加速度值，因此力 F 有唯一的值，故 D 错误。故选 C。 27 （2021 广东高三模拟）如图所示，一质量为 M、倾角为 的斜面体放在光滑水平地面上，斜面上叠放一 质量为 m 的光滑楔形物块，物块在水平恒力的作用下与斜面体一起恰好保持相对静止地向右运动。重力加 速度为 g。下列判断正确的是（ ） A水平恒力大小 F = mgtan B地面对斜面体的支持力大小 N1 = (M + m)g C物块对斜面的压力大小 N2 = mgcos D斜面体的加速度大小为
47、 gtan 【答案】B 【解析】对 M、m 整体分析，受重力、支持力 1 N和推力，根据牛顿第二定律，有：水平方向 FMm a() 竖直方向 1 ()NMm g 再对 M 分析，受重力、压力 N2、支持力，根据牛顿第二定律，有： 水平方向 1sin NMa 20 / 24 竖直方向 1cos NMgN 联立解得 tanmg a M ()tanMm mg F M 2 cos mg N 1 ()NMm g，故 B 正确 ACD 错误。故选 B。 28 （2021 广东高三模拟）如图，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为 1，沙子与 车厢底部材料的动摩擦因数为 2，车厢的倾角用 表
48、示（已知 21） ，下列说法正确的是（ ） A要顺利地卸干净全部沙子，应满足 tan2 C只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足 2tan1 D只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足 21tan 【答案】C 【解析】AB车厢表面上的沙子，全部卸干净时 2 sincosmgmg，因此应满足 2 tan，AB 错 误；CD只卸去部分沙子，应同时满足 1 sincosmgmg 2 sincosmgmg 整理得 2tan1，C 正确，D 错误。故选 C。 29 （2021 广东高三模拟）在某次军事演习中，某空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下，从跳离飞机到落 地的过程中沿竖直方向运动的 vt 图象如图所示，则下列说法正确的是（ ） 21 / 24 A010s 内空降兵运动的加速度越来越大 B010s 内空降兵和降落伞整体所受重力小于空气阻力 C10s15s 内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越小 D10s15s 内空降兵处于失重状态 【答案】C 【解析】Av-t 图象中，图线上某点的切线的斜率表示该时刻加速度，故 0