2021届高考一轮物理：力、运动、牛顿运动定律含答案

2021届高考一轮物理：力、运动、牛顿运动定律含答案

复习：力、运动、牛顿运动定律

1、如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两

轻环，其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平

衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为()

m

AmB•坐m

A万

C.mD.2m

2、如图所示，甲、乙两物体靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力Fi和

F2共同作用下，一起从静止开始运动，已知FAF2,两物体运动一段时间后

(BC)

A.若突然撤去Fi,甲的加速度一定减小

B.若突然撤去Fi,甲乙间的作用力减小

C.若突然撤去F2,乙的加速度一定增大

D.若突然撤去F2,甲乙间的作用力增大

3、一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第三个T时

间内位移是3m,第三个T时间末的瞬时速度为3m/s,则()

A.物体的加速度是1m/s2

B.第一个T时间末的瞬时速度为0.6m/s

C.时间间隔T为Is

D.物体在第1个T时间内的位移为0.6m

4、［多选］一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶。已知快艇在静水中

的速度图像如图甲所示；河中各处水流速度相同，且速度图像如图乙所示。则

()

A.快艇的运动轨迹一定为直线

B.快艇的运动轨迹一定为曲线

C.快艇最快到达岸边，所用的时间为20s

D.快艇最快到达岸边，经过的位移为100m

5、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿

斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为

30。，如图所示，则斜面上物体所受摩擦力（重力加速度为g）（）

A.大小为mg,方向沿斜面向上

B.大小为|mg,方向沿斜面向下

C.大小为坐mg,方向沿斜面向上

D.等于零

6、如图所示，位于同一高度的小球A,B分别以vi和V2的速度水平抛出，都

落在了倾角为30。的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则vi,V2之

比为（）

A.1：1B.2：1

C.3：2D.2：3

7、［多选］如图所示，不可伸长的轻质细绳一端固定在光滑竖直杆上，轻质弹簧

用光滑轻环套在杆上，细绳和弹簧的另一端固定在质量为m的小球上，开始时

处于静止状态。现使该装置绕杆旋转且角速度缓慢增大，则下列说法正确的是

()

A.轻绳上的弹力保持不变

B.轻绳上的弹力逐渐变大

C.弹簧上的弹力逐渐变大

D.弹簧上的弹力先变小后变大

8、某物体做直线运动的v-t图象如图所示，下图中F表示物体所受合力，x表

示物体的位移，则其中正确的是（）

*9、如图所示，宽为L的竖直障碍物上沿有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离

地高h=1.2m,离地高H=2m可视为质点的小球与障碍物相距x,在障碍物以

vo=4m/s的速度匀速向左运动的同时，小球自由下落，忽略空气阻力，g=10

m/s2,则下列说法正确的是（BC）

A.L=lm、x=lm时小球可以穿过矩形孔

B.L=0.8m、x=0.8m时小球可以穿过矩形孔

C.L=0.6m、x=lm时小球可以穿过矩形孔

D.L=0.6m、x=1.2m时小球可以穿过矩形孔

10、一位同学做飞镖游戏，已知圆盘直径为d,飞镖距圆盘的距离为L,且对准

圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为vo,飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘

且过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为3。若飞镖恰好击中A点，则下列关

系中正确的是()

A.dvo2=L2gj._L—dA

B.coL=(l+2n)7tvo(n=0,l,2,…)/«I

cod

V0=T

D.da)2=(1+2n)2g7t2(n=0,1,2,,,,)

11、北斗卫星导航系统由一组轨道高低不同的人造地球卫星组成。高轨道卫星

是地球同步卫星，其轨道半径约为地球半径的6.6倍。若某低轨道卫星的周期

为12小时，则这颗低轨道卫星的轨道半径与地球半径之比约为()

A.4:B.3：2

C.2：1D.3：1

12、万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。

(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能

会有不同的结果。已知地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G。将

地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极

地面称量时，弹簧秤的读数是Fo。

a.若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为Fi,求比值Fi/Fo的表达式,

并就h=1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；

b.若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2,求比值F2/F0的表达式。

(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径Rs和地球的半径R三者

均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变，仅考虑太阳和地球之

间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多

长？

13、如图所示，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在

匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里；弹簧上端

固定，下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电

路总电阻为2Q.已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5cm；闭合开关，系统重

新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm.重力加速度大小

取10m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量.

2021届高考一轮物理：力、运动、牛顿运动定律含答案

复习：力、运动、牛顿运动定律

1、如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两

轻环，其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平

衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为（）

m

B,^m

Am

A万

C.mD.2m

解析：选C.由于轻环不计重力，故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支

持力等大反向，即沿半径方向；又两侧细线对轻环拉力相等，故轻环所在位置

对应的圆弧半径为两细线的角平分线，因为两轻环间的距离等于圆弧的半径，

故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形；又小球对细线的拉力方向竖直向下，由

几何知识可知，两轻环间的细线夹角为120°,对小物块进行受力分析，由三

力平衡知识可知，小物块质量与小球质量相等，均为m,C项正确.

2、如图所示，甲、乙两物体靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力Fi和

F2共同作用下，一起从静止开始运动，已知FAF2,两物体运动一段时间后

A.若突然撤去Fi,甲的加速度一定减小

B.若突然撤去Fi,甲乙间的作用力减小

C.若突然撤去F2,乙的加速度一定增大

D.若突然撤去F2,甲乙间的作用力增大

［解析］要分析加速度的变化，先由牛顿第二定律求出整体的加速度，再进行分

析，由隔离法求出甲乙间的作用力，根据表达式进行分析；一起运动时，整体

口_T7

的加速度为：a=」^；对乙分析，则甲、乙之间的作用力为：N-F=ma，

mi十m222

解得N=mF2jmzFi突然撤去F”则整体的加速度包=旺一，ai不一定

大于a,甲乙之间的作用力Nin」21风，故A错误、B正确；突然撤去F2,则

mi—m2

整体的加速度a2=—§—,则a2>a,即加速度增大，甲乙之间的作用力为：

mi十m2

N2=」空」VN,故选项C正确，D错误。

3、一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第三个T时

间内位移是3m,第三个T时间末的瞬时速度为3m/s,则（）

A.物体的加速度是1m/s2

B.第一个T时间末的瞬时速度为0.6m/s

C.时间间隔T为1s

D.物体在第1个T时间内的位移为0.6m

解析：选D初速度为零的匀加速直线运动在连续相等时间内通过的位移之比

为1：3：5,据此可知第一个T时间内的位移xi=,X3m=0.6m,选项D正确;

3

第二个T时间内的位移X2=§X3m=1.8m,由V3?—0=2a(xi+x2+x3),得a=

7m/s2,选项A错误；由Ax=aT2得X2—xi=aT?,解得T=1s,选项C错误;

oJ

第一个T时间末的瞬时速度vi=aT=lm/s,选项B错误。

4、［多选］一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶。已知快艇在静水中

的速度图像如图甲所示；河中各处水流速度相同，且速度图像如图乙所示。则

A.快艇的运动轨迹一定为直线

B.快艇的运动轨迹一定为曲线

C.快艇最快到达岸边，所用的时间为20s

D.快艇最快到达岸边，经过的位移为100m

解析：选BC由题图可知快艇在静水中做匀加速直线运动，沿河岸做匀速直线

运动，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一直线上，合运动为曲线运动,

故A错误、B正确。当快艇速度垂直于河岸时，渡河时间最短，垂直于河岸方

向上的加速度a=0.5m*,由d=；aF,得t=20s,而位移大于100m,选项C

正确、D错误。

5、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿

斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为

30°,如图所示，则斜面上物体所受摩擦力(重力加速度为g)()

A.大小为mg,方向沿斜面向上

B.大小为gng,方向沿斜面向下

C.大小为与mg,方向沿斜面向上

D.等于零

【答案】D

解析：弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据平衡条件对放

在斜面上的物体受力分析，此时弹簧的拉力大小仍为F=mg,设物体所受的摩

擦力沿斜面向上，根据平衡条件得F+f—2mgsin3(r=0,解得f=0,选项D正

确.

6、如图所示，位于同一高度的小球A,B分别以vi和V2的速度水平抛出，都

落在了倾角为30。的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则vi,V2之

C.3：2D.2：3

解析：选C小球A做平抛运动，根据分位移公式，有:

x=vit①

y=|gt2②

又tan30。='③

X

联立①②③得：Vl=^gt④

小球B恰好垂直打到斜面上，则有:

V2V2

tan30°=—=~⑤

VygtJ

则得：丫2=当.⑥

由④⑥得：VI:V2=3:2o故选C。

7、［多选］如图所示，不可伸长的轻质细绳一端固定在光滑竖直杆上，轻质弹簧

用光滑轻环套在杆上，细绳和弹簧的另一端固定在质量为m的小球上，开始时

处于静止状态。现使该装置绕杆旋转且角速度缓慢增大，则下列说法正确的是

()

A.轻绳上的弹力保持不变

B.轻绳上的弹力逐渐变大

C.弹簧上的弹力逐渐变大

D.弹簧上的弹力先变小后变大

解析：选BD小球随杆做匀速圆周运动，设轻绳与竖直方向的夹角为0,当角

速度较小时，弹簧处于压缩状态，对小球受力分析有：Teos0=mg,Tsin0-F

=mG)2r,由于小球在竖直方向处于静止，所以T=舞，随角速度增大，。增

大，所以T增大，随角速度增大，9增大，弹簧弹力减小，当角速度较大时，

小球做圆周运动的半径增大，弹簧处于拉伸状态，弹力增大，由以上分析可知,

B、D正确。

8、某物体做直线运动的v-t图象如图所示，下图中F表示物体所受合力，x表

示物体的位移，则其中正确的是()

2468//s4b8，s鲂s°

__i

【答案】B

解析：根据v-t图象的斜率可知，。〜2s内与6〜8s内物体的加速度大小相等、

方向相同，故所受合力相同，A错误.2〜6s内物体的加速度恒定，合力恒定，

且大小与0〜2s内的相同，方向与0〜2s内的相反，B正确.根据v-t图象可

知，0〜4s内物体先沿正方向做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，4~

8s内先沿负方向做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，再结合v-t图线

包围面积的意义可知，0〜4s内物体的位移不断增大，4s末达到最大值，8s

末返回到出发点，C、D错误.

*9、如图所示，宽为L的竖直障碍物上沿有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离

地高h=L2m,离地高H=2m可视为质点的小球与障碍物相距x,在障碍物以

vo=4m/s的速度匀速向左运动的同时，小球自由下落，忽略空气阻力，g=10

m/s2,则下列说法正确的是（BC）

A.L=lm、x=lm时小球可以穿过矩形孔

B.L=0.8m、x=0.8m时小球可以穿过矩形孔

C.L=0.6m>x=lm时小球可以穿过矩形孔

D.L=0.6m、x=1.2m时小球可以穿过矩形孔

［解析］小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间为：ti=

2X(2T2—0.6)

=0.2s；小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间为t2=

y-----=N---]0.=0.4s,则小球通过矩形孔的时间为At=t2—ti=0.2

s,根据等时性知L的最大值为Lm=voAt=4XO.2m=0.8m,故A错误；若L

=0.8m,X的最小值为Xmin=V0tl=4X0.2m=0.8m,X的最大值为Xmax=vot2

-L=4X0.4-0.8m=0.8m,x的取值范围是x=0.8m,B正确；若L=0.6m,

x的最小值为Xmin=voti=4X0.2m=0.8m,x的最大值为xmax=vot2—L=4X0.4

—0.6m=lm,所以0.8mWxWlm,C正确，D错误。

10、一位同学做飞镖游戏，已知圆盘直径为d,飞镖距圆盘的距离为L,且对准

圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为vo,飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘

且过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为3。若飞镖恰好击中A点，则下列关

系中正确的是()

A.dvo2=L2g

B.coL=(l+2n)7tvo(n=0,l,2,,,■)

D.do)2=(1+2n)2g7t2(n=0,1,2,…)

解析：选B飞镖做平抛运动，若恰好击中A点，则只能是在A点恰好转到最

低点的时候。当A点转动到最低点时飞镖恰好击中A点，则L=vot,d=^gt2,

(ot=(l+2n)7i(n=O,l,2,…)，联立解得coL=(l+2n)7rvo(n=0,l,2,…)，2dvo2

=L2g,2dco2=(1+2n)2gn2(n=0,1,2,…)。故B正确。

11、北斗卫星导航系统由一组轨道高低不同的人造地球卫星组成。高轨道卫星

是地球同步卫星，其轨道半径约为地球半径的6.6倍。若某低轨道卫星的周期

为12小时，则这颗低轨道卫星的轨道半径与地球半径之比约为()

A.4：1B.3：2

C.2：1D.3：1

解析：选A设低轨道卫星轨道半径为r,地球半径为R,由开普勒第三定律可

知：啜萨=圣，解得：个4.2R,故A正确，B、C、D错误。

12、万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。

(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能

会有不同的结果。已知地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G。将

地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极

地面称量时，弹簧秤的读数是R)。

a.若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为B,求比值B/Fo的表达式,

并就h=l.O%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；

b.若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2,求比值F2/F0的表达式。

(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径Rs和地球的半径R三者

均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变，仅考虑太阳和地球之

间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多

长？

［答案］⑴皆=(普/0.98%L需⑵不变

［解析］(1)在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有弓I力,

十„Mm

于是①

Fo=G-K^r

「cMm