2022年高考中物理牛顿运动定律基础知识题库

2022年高考中物理牛顿运动定律基础知识题库

单选题

1、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.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。

1

故选B„

2、如图甲所示，倾角为6的粗糙斜面体固定在水平面上，质量为m=1kg的小木块以初速度为v0=10m/s沿

斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，则下列判断

正确的是0

A.在t=5s时刻，摩擦力方向发生变化

B.0~13s内小木块做匀变速直线运动

C,斜面倾角0=30°

D.小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5

答案：D

解析：

A.x在0—5m内，由匀变速直线运动的速度位移公式

V2-v02=2ax

结合图象看出在0—5m

a二=-10m/s2

2x2X5

由图示图象可知v02=ioo（m/s）2得，VQ=10m/s,则小木块匀减速运动的时间

t=22=2_IPs=1s

a10

Is后物体反向做匀加速运动，t=1s时摩擦力反向，A错误；

2

B.由图示图象可知，物体反向加速运动时的加速度

V232

a，=27=2V8m/s2=2m/s2

结合A选项可知，在O—ls内物体向上做匀减速运动，1s后物体反向做匀加速运动，整个过程加速度a发生变

化，所以整个过程不是匀变速直线运动，B错误；

CD.由牛顿第二定律得，小木块上滑有

mgsin0+|imgcos0ma

下滑有

mgsin0-pmgcos0=ma'

代入数据解得

n=0.5,e=37°

C错误、D正确。

故选D。

3、如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30。，质量为0.3kg的小物块静止在A点。现有一沿斜面向上的恒

定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F,小物块能到达的最高位置为C点，小物块从A到C的

v-t图像如图乙所示。g取10m/s.则下列说法正确的是()

A.小物块到C点后将沿斜面下滑

B.小物块加速时的加速度是减速时加速度的3倍

3

c.小物块与斜面间的动摩擦因数为也

2

D.推力F的大小为4N

答案：D

解析：

ABC,由题图乙所示可知，物块匀加速直线运动的加速度大小

a,=3=%/s2

1&3

匀减速直线运动的加速度大小

a,=也=10m/s2

25

在匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律

mgsin30°+|jnigcos30o=ma,

解得

口=石

3

在最局点，有

mgsin30°=|amgcos30°

所以物块达到最高点C后不会下滑，故ABC错误；

D.在匀加速过程中，由牛顿第二定律可得

F-mgsin300-|jmgcos30o=ma|

解得

F=4N

故D正确。

4

故选D。

4、重庆由于其良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处。如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水

平方向成15。角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g,下列说法正确的是

()

A.鸽子处于失重状态B.空气对鸽子的作用力大于mg

C.空气对鸽子的作用力的功率为mguD.鸽子克服自身的重力的功率为mgusinl5°

答案：D

解析：

A.由鸽子匀速飞行可知，鸽子所受合外力为0.A错误；

B.由共点力平衡条件可知，空气对鸽子的作用力等于mg,B错误；

C.空气对鸽子的作用力竖直向上，所以空气对鸽子的作用力的功率为mgucos75。，C错误；

D,鸽子克服自身的重力的功率为

P=-P

重力

由力的功率表达式

P=mgvcos(15°+90°)

重力

联立解得

P=mgvsinl5°

D正确。

5

故选D。

多选题

5、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gsin。

C.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为q

COS0

D.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsinO

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

Fcos9=mg,Fsin0=T

解得

T=mgtan9

COS。

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=gsinO

B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

6

沿BC方向斜向下，故加速度

a=—^2—

cos。

C正确，D错误。

故选BCO

6、如图所示，轻杆一端固定在。点，一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高

点时，杆与小球间弹力大小为尸N，小球在最高点的速度大小为吃/一"2图像如图乙所示。下列说法正确的是

A.讲=础寸，小球完全失重B."2=c时，杆对小球弹力方向竖直向上

C.小球的质量为丝D.当地的重力加速度大小为巴

aR

答案：ACD

解析：

A.由图可知："2=a时，F、=0,此时小球仅受重力作用，加速度为向下的重力加速度，处于完全失重状态，

故A正确；

B,由图可知：当讲<a时，球需要的向心力小于重力，杆对小球弹力方向向上；当92>a时，球需要的向心

力大于重力，杆对小球弹力方向向下，所以当挑=c时，杆对小球弹力方向向下，故B错误；

CD.在最高点，若及=0,则有

m9F

~N1=mg-b=0

7

当q=o时，则有：

v2a

mg=m-=m-

可得

9=-,m=—

Ra

故CD正确。

故选ACD0

7、科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是（）

A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B.伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去

C.笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也

不偏离原来的方向

D.牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

答案：BCD

解析：

A.亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，选项A错误；

BCD.牛顿根据选项B中伽利略的正确观点和选项C中笛卡儿的正确观点，得出了选项D的正确观点，选项B、

C、D正确。

故选BCDO

8、科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是（）

A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

8

B.伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去

C.笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也

不偏离原来的方向

D.牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

答案：BCD

解析：

A.亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，选项A错误；

BCD.牛顿根据选项B中伽利略的正确观点和选项C中笛卡儿的正确观点，得出了选项D的正确观点，选项B、

C、D正确。

故选BCDO

填空题

9、一物体从倾角为。的固定长直斜面顶端由静止开始下滑，已知斜面与物体间的动摩擦因数日与物体离开斜

面顶端距离x之间满足匹kx（k为已知量）。物体刚下滑时加速度大小为当下滑距离为时，物体

有最大速度。（重力加速度为g）

答案：gsinO皿

k

解析：

[l]x=0时，动摩擦因数为零，则物体不受摩擦力，所以加速度大小为

a=gsin。

[2]速度最大时，加速度为零，有

l^mgcosO=mgsinO

此时

9

kxcosO=sin。

解得

sin0tan©

Xkcosd~k

10、如图所示，A、B两小球分别用轻质细绳l和轻弹簧系在天花板上，A、B两小球之间用一轻质细绳L,连接,

细绳I、弹簧与竖直方向的夹角均为&细绳L?水平拉直，现将细绳L,剪断，则细绳L,剪断瞬间，细绳J上的

拉力与弹簧弹力之比为,A与B的加速度之比为。

答案：（cos0）2：lCOS0：1

解析：

⑴将细线与剪断瞬间，细绳I上的拉力

F]=mgcosd

弹簧弹力不变，为

F_mg

TCOS0

则

F]（COS0）2

-1-

T

[2]对A由牛顿第二定律得

mgsind=maA

解得

10

aA=gsinG

弹簧的弹力不可突变，将细线I剪断瞬间，对B球，由牛顿第二定律得

mgtanO=m%

解得

aDR=gland

则A与B的加速度之比为cos。:1

11、牛顿第二定律确定了物体和力的关系：加速度的大小与物体的大小成正比，与物体的成

反比；加速度的方向与物体的方向相同。

答案：加速度所受合力质量受到的合力

解析：

略

12、如图，光滑固定斜面的倾角为30。，A、B两物体的质量之比为4：1。B用不可伸长的轻绳分别与A和地

面相连，开始时A、B离地高度相同。此时B物体上、下两绳拉力之比为在C处剪断轻绳，当B落地

前瞬间，A、B的速度大小之比为。

解析：

口]设AB的质量分别为4m和m,对A分析可知，绳子的拉力

T]=4mgsin30。=2mg

对B物体

11

Ti=mg+T2

解得下边绳子的拉力为

Tm

2=9

则B物体上、下两绳拉力之比为2:1；

[2]设开始时AB距离地面的高度分别为h,则B落地时间

B落地速度

%=2gh.

此时A的速度

=at=gsin30°t=

即当B落地前瞬间，A、B的速度大小之比为1:2。

解答题

13、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。

A

B

12

答案：⑴3g；(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

F=/ex】=2mg

对A物体，根据牛顿第二定律可得

F+mg=ma

木块A的最大加速度

a=3g

(2)由对称性可知在最低点的加速度向上

a=3g

对A受力分析由

々一mg=ma

々=4mg

对B受力分析由

F4-2mg=N

1支

N支=6mg

由牛顿第三定律得

N=6mg

压

14、如图所示，质量为3kg的物体在与水平面成37。角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过

0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s,已知物体与桌面间的动摩擦因数口=点求作用力F的大小。(g=

10m/s2)

13

F

答案：9.4N

解析：

对物体受力分析，建立直角坐标系如图

MN

▼mg

由

vt2-v02=2ax

2

a=-=°•乎-9空,m/s2=0.2m/s

2X2X0.5

负号表示加速度方向与速度方向相反，即方向向左。

y轴方向

F+Fsin30°=mg

N

F口二口(mg-Fsin30°)

x轴方向，由牛顿第二定律得

Fcos30°-F|j=ma

14

即

Fcos30°-1X(mg-Fsin30°)=ma

解得

F=9.4N

15、如图所示，用F=5N的水平恒力把质量为0.5kg的物块(可视为质点)压在竖直挡板上，物块离地面高度

为H=8m,物块由静止开始向下做匀加速运动，经2s到达地面。

(1)求物块下落的加速度大小；

(2)求物块与挡板间的动摩擦因数；

(3)若将挡板做成一个倾角为37•的斜面(如图)，要使物块沿斜面匀速向上运动，求水平推力的大小。

(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案：⑴a=4m/s2；(2)〃=0.6；(3)F=^N

解析：

(1)由H=2砒2可得

2

2H

a=—=4m/s2

t2

(2)水平方向

F=F=5N

N

竖直方向

15

mg一=ma

联立得

林=0.6

(3)受力分析如图

正交分解，由平衡条件可得，x轴上有

Fcos37。—mgsin37。­f=0

y轴上有

—Fsin37。­m^cos37«=0

又有

f="'N

联立方程,解得

135

F=­N

16、如图所示，质量为m『1kg的小物块A,以v=4.0m/s的初速度水平向右滑上质量为m『1.0kg、初速度大小

为v=5.0m/s向左运动的长木板B,已知A、B之间的动摩擦因数14=0.20,B与地面之间的动摩擦因数

乩=040,整个过程中小物块并未从长木板上滑下，g取lOm/s?。则：

(1)求小物块A刚滑上长木板B时，小物块与长木板的加速度大小和方向。

⑵求从小物块A刚滑上长木板B到二者刚好相对静止时小物块的位移大小。

16

v2^

rrn777777T7777777777777777T77777777T

答案：⑴10m/s，方向水平向右；⑵4m

解析：

(1)以A为研究对象，根据牛顿第二定律有

umq=ma

尸1ii

解得加速度

%=%g=2m/s2

方向水平向左；

以B为研究对象，根据牛顿第二定律有

“并4+々(6+7n2)9=m2a2

解得加速度

a2=10m/s2

方向水平向右

(2)AB都做匀减速运动，当B的速度减为零时，所需的时间为

t=2=0.5s

a

2

此时A的速度

v=v-at=3m/s

7111

方向水平向右；此后，由于

.叫。=2N<%+m2)5=8N

所以B静止，A继续向右匀减速运动，直到停止。对A由匀变速运动推导公式

17

v2=2a产

解得物块的位移大小为

x=4m

实验题

17、在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：

⑴当质量m一定时，a与F合成；当力F-定时，a与M成_______。

⑵如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图，以下做法正确的是

纸带接电源

A.平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上

B.本实验中探究的方法是控制变量法

C.实验时，先放开小车，后接通电源

D.”重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究结果也不会产生影响

答案：正比反比B

解析：

Q)口]当质量m-定时，a与F合成正比；

[2]当力F一定时，a与M成反比；

(2)[3]A.平衡摩擦力时，应使小车在不受拉力作用下拖动纸带做匀速直线运动，A错误；

18

B.实验中采用控制变量法，即研究加速度与合力关系时控制小车质量不变，研究加速度与小车质量关系时要

控制拉力不变，B正确；

C.实验时，先接通电源打点，后放开小车拖动纸带运动，C错误；

D.为减小实验误差，实验时必须做到重物的质量远小于小车的质量，D错误。

故选B。

18、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，在托盘中放入适量硅码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列

点：

打点计时器

（连接纸带）滑块

甲乙

⑴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/木板的质量为Ui2,托盘和跌码的总质量为nv重力加速度为g,则滑块与木板间的

动摩擦因数〃=o（用相应的字母符号表示）

答案：0.584.7M=胞抠的一侬"

解析：

(1)[1][2].相邻两计数点间还有一个计时点未标出，贝lJT=0.04s；

xDn(5.851.20)x102

v=-0Tp-=------------TTno--------m/s=0.58m/s

°rL1U.Uo

a=_3.i5)xioz巾行=4.7m/s2

4T24x0.042

19

（2）[3],根据牛顿第二定律可得

m3g-叫。=(mi+m^a

m3g-（吗+飞加

19、某小组利用打点计时器测量橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数。给橡胶滑块一初速度，使其拖动纸带滑

行，打出纸带的一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之

间还有4个打出的点未画出，经测量AB、BC、CD、DE间的距离分别为X.=120。机，^BC=6.19cm,x=

11.21cm,=16.23c/n。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出D点时物块的速

度大小为—m/s（保留3位有效数字）；橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数为（保留1位有效数字,

g取9.8m/s2）o

答案：E1.370.5

解析：

[1]橡胶滑块在沥青路面上做匀减速直线运动，速度越来越小，在相等的时间内，两计数点间的距离越来越小，

所以打点计时器最先打出的是E点；

[2]由题知，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，所以两个相邻计数点的时间为：T=0.1s,根据匀变速

直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则打出D点时物块的速度大小为

—CE—CD“DE

vD~2T~