【新教材新高考】三 牛顿运动定律-2022届高考物理考点剖析精创卷

【新教材新高考】专题三牛顿运动定律

——2022届高考物理

考点剖析精创专题卷

考点07牛顿运动定理的理解超重和失重（1—5、11）

考点08牛顿运动定律的应用（6—8,12—14,18—19）

考点09动力学的图象问题（9—10、15—17、20）

一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项

符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的

得0分）

1.下列关于力学知识和物理现象的说法中正确的是（）

A.伽利略最早对自由落体运动进行科学研究，否定了亚里士多德错误论断

B.汽车突然刹车，由于惯性车上的人会突然前倾，当车静止后，则惯性消失

C.人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人处于超重状态

D.滑冰中运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对平衡力

2.下列对牛顿第二定律及表达式尸=，”的理解,正确的是（）

A.在牛顿第二定律公式尸=中，比例常数k的数值在任何情况下都等于1

B.合力方向、速度方向和加速度方向始终相同

C.由尸=，如可知,物体受到的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比

D.物体的质量与所受的合外力、运动的加速度无关

3.下列说法正确的是（）

A.用质点来代替有质量的物体是采用了等效替代的思想

B.牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论，不能用实验直接验证

C.〃=£是加速度的比值定义式

m

D.千克、秒、牛顿是国际单位制中的三个基本单位

4.关于物体的运动和受力，下列说法正确的是（）

A.运动越快的物体惯性越小,运动状态越容易改变

B.列车在水平轨道上加速行驶,列车上的人处于失重状态

C.用手握住瓶子,瓶子所受的摩擦力大小与握力的大小成正比

D.滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动,滑动摩擦力方向可能与物体运动方向相同

5.下列对牛顿第二定律及表达式尸=，也的理解，正确的是（）

A.在牛顿第二定律公式尸=布网中，比例系数k的数值在任何情况下都等于1

B.合力方向、速度方向和加速度方向始终相同

C.由尸=可知，物体受到的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比

D.物体的质量与所受的合外力、运动的加速度无关

6.如图所示，绷紧的传送带两端点相间距离为12m,传送带以v=4m/s的速度匀速运行，现将一

质量加=lkg的小物块（可视为质点）轻轻地放在传送带左端，经过4s小物块运动到传送带的右

端，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数〃=0.2,取g=10m/s2.下列判断正确的是（）

A.此过程小物块始终做匀加速运动B.此过程中因摩擦产生的热量为16J

C.此过程中因摩擦产生的热量为24JD.此过程摩擦力对小物块做功8J

7.如图1所示，用一水平外力F推物体，使其静止在倾角为0的光滑斜面上。逐渐增大F,物体开

始做变加速运动，其加速度a随F变化的图像如图2所示。取g=10m/s2。根据图中所提供的信息

不能计算出的是（）。

图1图2

A.物体的质量B.斜面的倾角

C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小D.加速度为6m/s?时物体的速度

8.如图所示，杂技运动员进行杆上表演，他在竖直金属杆上离地面8m高处双腿夹紧金属杆倒立，

头顶离地面高7m,运动员可以通过双腿对金属杆施加不同的压力来调节自身的运动。现运动员保

持如图所示的姿势，从静止开始先匀加速下滑3m,速度达到4m/s时开始匀减速下滑，至运动员

头顶刚要接触地面时，速度恰好减为零，设运动员质量为50kg,重力加速度g=10m/s?,以下说

法正确的是（）

A.运动员匀加速下滑时的加速度大小为3m/s?

B.运动员匀减速下滑时的加速度大小为§m/s2

3

C.2s末运动员重力的功率为1000W

D.运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小为600N

9.如图所示，两个物体4、3中间用一轻弹簧相连.A8的质量分别为机“、m„,A、3与固定斜面

A.地面对斜面体可能有水平向左的摩擦力

B.弹簧可能处于原长状态

C.如果只增大A或B的质量，稳定时A、B一定不能一起匀速下滑

D.若A、3与斜面间的动摩擦因数相等，且43两物体一起在斜面上匀速下滑，当适当增大斜面倾

角，一起沿斜面下滑时，则弹簧可能处于压缩状态

10.利用如图甲所示的斜面测量物体下滑的加速度。在斜面上取0,43三点。让一物体从。点由静

止开始下滑，先后经过A,3两点，测出A,8之间的距离x和物体经过AB两点的时间t。保持0,8

两点的位置不变，改变A点在斜面上的位置，仍让该物体从0点由静止开始下滑，多次实验后得

出土-r图线如图乙所示。则物体沿斜面下滑的加速度大小为（）

t

f/ta*,)

0

甲乙

A.2m/s2B.4m/s2C.6m/s2D.8m/s2

11.关于超重和失重的下列说法中，正确的是（）

A.超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减少了

B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态，做自由落体运动的物体也受重力作用

C.物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态

D.物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化

12.如图所示，倾角为，=30。的固定光滑斜面上有两个质量均为m的物块A、物块A通过劲度

系数为k的轻弹簧拴接在斜面底端的固定挡板上，物块B通过一根跨过定滑轮的细线与物块C相连,

物块C的质量为丝，弹簧、细线均与斜面平行，初始时，用手托住物块C,使细线恰好伸直但无拉

2

力，释放物块C,物块48分离时，滑块C恰好落地.重力加速度大小为g,不计滑轮质量及摩擦,

忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（）

A.初始时，弹簧的压缩量为重

k

B.物块A、8分离时，弹簧弹力等于驾

2

C.从开始到物块A8分离的过程中，物块43的速度先增大后减小

D.从开始到物块48分离的过程中，物块A、3一直加速

13.如图所示，传送带48两端距离乙=14m,以速度%=8m/s逆时针匀速转动，并且传送带与

水平面的夹角为4=37。。现将一质量为〃=2kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间的

动摩擦因数〃=025,取重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,则下列叙述正确的是

A.煤块从A端运动到B端所经历的时间为2.25s

B.煤块运动到B端时重力的瞬时功率为144W

C.煤块从A端运动到B端在传送带上留下的黑色痕迹长度为4m

D.煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为8J

14.如图，木板与水平面的倾角为。，木板上有两个靠在一起的物块P和Q,质量分别为m和2,”，

物块与木板间的动摩擦因数均为N,用大小为F的恒力沿着平行于木板的方向推动物块P,若P和

Q之间的弹力大小记为耳，下列判断正确的是（）o

A.若6=0°,〃=0,则£=：2尸B.若。=0°，则a=：I尸

I9

C.若6=30°,〃=0,则耳D.若6=30°，〃*0,则耳=彳尸

15.如图（a）所示，一物块在f=0时刻滑上一同定斜面，其运动的丫一，图象如图（b）所示，若重

力加速度及图中的％、vP：均为已知量，则不能求出的是（）

图（a）图（b）

A.斜面的倾角

B.物块的质量

C.物块与斜面间的动摩擦因数

D.物块沿斜面向上滑行的最大高度

16.水平地面上有一质量为叫的长木板，木板的左端上有一质量为吗的物块，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，其中耳、F2分别为小t2时

刻F的大小。木板的加速度4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〃2,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.F、=B.g=网""+.)(〃2।)g

班

C叫+也4D.在0~「2时间段物块与木板加速度相等

乃

17.如图1所示，一滑块置于足够长的长木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质

量均为2kg,现在滑块上施加一个F=0.5f(N)的变力作用，从r=0时刻开始计时，滑块所受摩擦

力随时间变化的关系如图2所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s。

A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.4B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2

C.图2中^=24sD.木板的最大加速度为Zm/s?

二、计算题(共3小题，共42分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重

要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

18.如图，传送带以v=10m/s的速度逆时针转动，一质量，w=lkg的物体从传送带顶端以

%=5m/s的速度沿传送带滑入，若传送带与水平方向成6=30。，物体与传送带间的动摩擦因数

"=传送带底端到顶端长£,=K)m,gUX10m/s2,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。求：

3

(1)物体从传送带底端滑出时的速度大小；

(2)若在物体滑入传送带运动了0.5s时，传送带突然停止，物体在传送带上滑动过程中，因与传

送带间的摩擦而产生的热量。

19.如图所示，质量M=2kg的滑板P足够长，在光滑水平地面上以速度%=7m/s向右运动。r=0

时刻，在P最右端位置轻轻地放一质量相=1kg的小物块Q(可看作质点)，同时给Q施加一个水平

向右的恒力尸=8N。己知P与Q间的动摩擦因数〃=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加

速度g=10m/s2。求:

(1)运动过程中，P的最小速度是多少？

(2)从r=0开始，经过多长时间，Q刚好要从P的右端掉下？

20.如图1所示，倾角为37°、足够长的传送带以4m/s的速度顺时针转动，现使小物块以2m/s

的初速度沿斜面向下冲上传送带，小物块的速度随时间变化的关系如图2所示，

g=10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8，求：

(1)小物块与传送带间的动摩擦因数。

(2)8s内小物块与传送带之间划痕的长度。

答案以及解析

1.答案：AC

解析：伽利略通过逻辑推理和实验相结合的方法最早对自由落体运动进行科学的研究，否定了亚里

士多德错误论，选项A正确；惯性大小只与质量有关，与运动状态无关，选项B错误；当电梯减速

下降时，具有向上的加速度，此时人处于超重状态，选项C正确；运动员对冰面的压力与冰面对他

的支持力是一对作用力和反作用力，选项I)错误.

2.答案：D

解析：在牛顿第二定律公式尸中，比例常数k的数值,只有在各物理量均取国际单位制的情况

下才等于1,故A错误;物体的速度方向与合外力以及加速度方向均无关,故B错误;物体的受力与其

质量无关，故c错误;物体的质量由本身的性质决定,与物体的受力和加速度均无关,故D正确。

3.答案：B

解析：本题考查物理学研究方法、国际单位制。用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的思

想，A错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维进行分析得出的结论，不可能用实验直接验证，B正确；

是加速度的决定式，不是比值定义式，如是加速度的比值定义式，C错误；千克、秒是

tnA/

国际单位制中的基本单位，牛顿是国际单位制中的导出单位，D错误。

4.答案：D

解析：速度越快的物体惯性不一定越小,选项A错误;列车在水平轨道上加速行驶,竖直方向的加速

度为零,选项B错误;用手握住瓶子,瓶子受静摩擦力作用，与握力大小无关,选项C错误;滑动摩擦力

总是阻碍物体的相对运动,和运动方向也可能相同,选项D正确。

5.答案：D

解析：在牛顿第二定律公式尸=而血中，比例系数k的数值，只有在各物理量均取国际单位制单位

的情况下才等于1,故A错误；物体的速度方向与合外力以及加速度方向均无关，故B错误；物体

的受力与其质量无关，故C错误：物体的质量由本身的性质决定，与物体的受力和加速度均无关，

故D正确。

6.答案：D

解析：小物块开始做匀加速直线运动，加速度为a=〃g=2m/s2,当物块速度达到与传送带相同时,

通过的位移为％=北=3m=4m<12m,时间f='=2s,说明此时物块还没有到达右端，此后物

块做匀速直线运动，不受摩擦力，选项A错误；由动能定理得，摩擦力对物块所做的功为

吗.=gm，=；xixl6J=8J；达到共速时传送带的位移&=w=8m,则此过程中因摩擦产生的热

量为。=["〃g©=8J，D正确•

7.答案：D

解析：对物体受力分析，其受推力、重力、支持力，如图所示。x方向有Aos。-/ngsine=,〃a,y方

向有国-Fsin，-/ngcos，=0；从。一尸图像中取两个点(2()N,2m/s?),(30N,6m/s2),代入解得

加=2kg,6=37°,A、B两项可以算出；当〃=()时，可解得P=15N,C项可以算出；题中并未

说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为6m/sz时物体的速度大小，D项不可以算出。

y

解析：本题结合杂技运动员的表演考查多过程的匀变速直线运动。由速度位移关系可知，运动员匀

加速下滑时的加速度大小为q=t=£m/s2=§m/s2,故A错误；由速度位移关系可知，运动

2%)2x33

员匀减速下滑时的加速度大小为劣=工=--—m/s2=2m/s2,故B错误；运动员匀加速下

-2X22X(7-3)

滑的时间=—v=^4-s=1.5s,所以2s末运动员正在匀减速下滑，其速度

48

3

=v-a2r=4m/s-2x(2-1.5)m/s=3m/s,2s末运动员重力的功率为

p=W7g/=5OxlOx3W=15OOW,故C错误；由牛顿第二定律可知，运动员匀减速下滑时有

Fl.-mg=ma2,解得运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小为

Ff=mg+ma2=50x10N+50x2N=600N,故D正确。

9.答案:C

解析：把物体A8、弹簧和斜面体看成一个系统，系统处于平衡状态，地面与斜面体之间没有摩

擦力，A项错误；因为48与斜面的动摩擦因数不相等，但48两物体一起在斜面上匀速下滑，

由整体法和隔离法可得，弹簧一定不是原长，B项错误：把物体48与弹簧看成一个系统，由受

力分析可知，如果只增大A或B的质量，系统的合外力不为零，稳定时A、B一定不能一起匀速下

滑，C正确；若48与斜面的动摩擦因数相等，匀速下滑时，重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦

力大小相等，〃=是斜面的倾角.如果适当增大斜面倾角，48必加速下滑，再根据整体

法和隔离法，应用牛顿第二定律可知，弹簧仍处于原长，D错.

10.答案：B

解析：设物体从。运动到B的时间为力。

根据匀变速直线运动的位移时间公式有：x=

变形得：—=at0-^at

知2T图象的斜率左

t2

则得：——a=A=—―-

24

得：a=4m/s2,加速度大小为4m/s?。

11.答案：BD

解析：所谓超重是指物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力大于物体的重力，失重是指物体对支

持物的压力或者对悬挂物的拉力小于物体的重力，而物体的重力没有变化，故A错误。物体做自由

落体运动时只受重力，处于完全失重状态，故B正确。根据牛顿第二定律得知，物体具有向上的加

速度时处于超重状态，物体具有向下的加速度时处于失重状态，故C错误。物体处于超重或失重状

态时，物体的重力并没有变化，而且始终存在，故D正确。

12.答案：ABD

解析：初始时，细线对物块48的作用力为零，物块48整体受力平衡依=2,”gsin30。，解得

x=整,选项A正确；物块48分离时，物块48之间的相互作用力为0,且物块48的加速

k

度相同，分别对物块A、B、C受力分析，由牛顿第二定律可知，物块A有丘，-叫5拓3()。=〃切，物

块B有T-〃?gsin3()o=",物块C有号-T=£a,解得a=O,T=詈，叱=臂，选项B正确;

从开始到物块48分离的过程中，物块A、8一直加速，选项C错误、D正确.

13.答案：BC

解析：本题通过传送带模型考查相对运动问题。煤块放在传送带上后受到沿传送带向下的滑动摩擦

力作用，先向下做匀加速直线运动。设经过时间4，煤块的速度与传送带相同，匀加速运动的加速

度大小为4,则根据牛顿第二定律有mgsin0+/.imgcos0=maA,可得％=g(sind+//cos。)=8m/s?,

由％=砧得乙=1s,此过程煤块通过的位移大小为x,=y?,=4m<Lo由于”?gsin〃>/jmgcos0,

故煤块速度大小等于传送带速度大小后，继续匀加速向下运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，

设煤块接着做匀加速运动的加速度大小为与，运动的时间为芍，贝!］机8$出。-〃/四8$。=««72，可

得a?=g(sin。-〃cos6)=4m/s2,由L-g=%与+，代入数据得L=",故煤块从A端到B

端的运动时间是f+12=2s,故A错误。煤块运动到B端时速度v=v0+a2t2=12m/s,此时重力

的瞬时功率为P=〃zgvsinO=144W,故B正确。由于两个过程煤块与传送带间的相对位移大小

(必-xJ>(L-xJ-v/，所以煤块从A端运动到B端在传送带上留下的黑色痕迹长度为

s=%i-百=4m,故c正确。煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为

Q=pmgcosV（）r,-x,）+（L-x,）-voz2],代入数据解得Q=24J,故D错误。

14.答案：AD

解析：对P、Q整体由牛顿第二定律可得尸-〃-3叫cosO-3mgsine=3〃M,解得

a=—~/.igcos0-gsin0,再隔离Q,由牛顿第二定律得耳-〃•2,〃gcos。一2nzgsin，=2,〃a,将a

3m

2

代入可得片=§下，与9和U无关，故A、D两项正确。

15.答案：B

解析：由题图（b）可知，物块先向上减速到达最高点后再向下加速。图线的斜率表示加速度，上

升过程及下降过程加速度均可求，上升过程有机gsin6+gcos6»=n?q,下降过程有

mgsin。-〃"zgcosOn”?/，两式联立可求得斜面倾角及动摩擦因数，但由于m均消去，故无法

求得物块的质量。图线与时间轴围成的面积表示块运动的位移，故可求出物块在斜面上上滑的最大

位移，已知物块在斜面上上滑的最大位移及斜面倾角，则可求得物块上升的最大高度。故ACD可

求出，B不能求出。

16.答案：BCD

解析：本题考查牛顿第二定律的应用及对部分和整体的受力分析。由木板的加速度与时间的关系图

像可知，在。~乙时间内木板处于静止状态，此时物块也处于静止状态，物块和木板之间的摩擦力

为静摩擦力，在乙时刻木板开始运动，乙~々时间内，木板和物块一起做加速直线运动，弓时刻，

物块与木板开始发生相对滑动，D项正确；乙时刻，对物块和木板整体有耳=必（叫+瑕）g,A项错

误；在与时刻，对物块有乙-〃yn2g=啊。，对木板有外网8-“（叫+色）8=叫。，解得

E〃什吗）3''5项正确,由外网gf（叫+叫）g>0,可得〃,>也3,c项

町m2

正确。

17.答案：ACD

解析：由图2可知，滑块与木板之间的滑动摩擦力为8N,则滑块与木板间的动摩擦因数

E8

〃=滤=5=。,4,A项正确。由图2可知乙时刻木板相对地面开始滑动，此时滑块与木板相对静

F'4

止，则木板与水平地面间的动摩擦因数〃'=尸=京=。・1,B项错误。右时刻，滑块与木板将要

2mg40

发生相对滑动，此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力Ffm=8N,此时两物体的加速度相等,

且木板的加速度达到最大，则对木板有所-）以/二〃%,解得%=20162；对滑块有

F-Ffm=rnam,解得尸=12N,则由F=0.5«N）可知，f=24s,C、D两项正确。

18.答案：（1）当物体放到传送带时，设物体向下运动的加速度为《，物体向下减速到v时，所用

时间为4,物体运动位移为再，根据运动学公式：

q=cos，+gsin，①

V=v0+砧②

V?③

解得：Z,=0.5sSt=3.75m

由于S