牛顿第二定律-2023年高考物理考前知识点练习（含解析）

Ol牛顿第二定律-2023年高考物理考前冲刺高频考点知识点突破

练习

一.选择题（共25小题）

1.（2023•门头沟区一模）幼儿园小朋友玩的滑梯如图1所示，为了研究方便，可将其简化

为图2。已知滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数为μ,某小朋友质量为m,重力加速度为

g,滑梯与水平地面之间的夹角为。。下列说法中正确的是（）

图1图2

A.小朋友沿滑梯加速下滑时受力平衡

B.小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对平衡力

C.下滑过程中，小朋友受到的合力大小为mgsinO

D.下滑过程中，小朋友受到的摩擦力大小为μmgcos0

2.（2023•海淀区一模）如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表

面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是（）

A.斜面体受到地面的摩擦力水平向左

B.斜面体受到地面的摩擦力为零

C.斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和

D.斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和

3.（2023•延庆区一模）如图甲所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面

向上运动，上升的最大高度为3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能

E机随高度h的变化如图乙所示。g=IOnVs2,sin37°=0.6,cos37o=0.8。则（）

甲乙

A.物体的质量m=0.67kg

B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5

C.物体上升过程的加速度大小a=12m∕s2

D.物体回到斜面底端时的动能Ek=20J

4.（2023∙西城区一模）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从

圆周上的P点沿半径方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为Vi,运动轨迹为PN；

若粒子射入磁场时的速度大小为V2,运动轨迹为PM»不计粒子的重力，下列判断正确

的是（）

A.粒子带负电

B.速度VI大于速度V2

C.粒子以速度VI射入时，在磁场中运动时间较长

D.粒子以速度Vl射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大

5.（2023•西城区一模）如图所示，将拱形桥面近似看作圆弧面，一辆汽车以恒定速率通过

桥面abc,其中a、C两点高度相同，b点为桥面的最高点。假设整个过程中汽车所受空

气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变。下列说法正确的是（）

A.在ab段汽车对桥面的压力大小不变

B.在be段汽车对桥面的压力逐渐增大

C.在ab段汽车的输出功率逐渐增大

D.在ab段汽车发动机做功比be段多

6.（2023•朝阳区一模）如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从弹簧正上方

某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度（在弹性限度内）。

不计空气阻力。则（）

A.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的加速度不断增大

B.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小

C.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的机械能守恒

D.小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小

7.（2023•朝阳区一模）如图所示，可视为质点的小球用轻质细绳悬挂于B点，使小球在水

平面内做匀速圆周运动。现仅增加绳长，保持轨迹圆的圆心O到悬点B的高度不变，小

球仍在水平面内做匀速圆周运动。增加绳长前后小球运动的角速度、加速度以及所受细

绳的拉力大小分别为31、ai、Fl和32、a2、F2。则（）

A.31=32B.aι>a2C.F1=F2D.F∣>F2

8.（2023∙丰台区一模）直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时

所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说

法正确的是（）

A.下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大

B.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚释放时大

C.如下落距离足够大时，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用

D.下落过程中箱内物体的机械能增大

9.（2023•平谷区一模）如图，细绳一端固定于悬挂点P,另一端系一小球。在悬挂点正下

方Q点处钉一个钉子。小球从A点由静止释放，摆到最低点。的时间为tι,从O点向

右摆到最高点B（图中未画出）的时间为t2。摆动过程中，如果摆角始终小于5°,不计

空气阻力。下列说法正确的是（）

∖∖∖∖∖∖∖

AO

A.t∣=t,摆球经过。点前后瞬间，小球的速率不变

I2

B.tl>t2,摆球经过O点前后瞬间，小球的速率变大

C.tι=t2,摆球经过O点前后瞬间，摆线上的拉力大小不变

D.t,>t2,摆球经过。点前后瞬间，摆线上的拉力变大

10.（2023∙平谷区一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率VI沿顺时针方向转动，

传送带的倾角为37°。一物块以初速度Vo从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运

动，其运动的V-t图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin370=0.6,

cos37°=0.8。g取10m∕s2,则（）

v∕(m∙s-1)

oI----j—^y→t∕s

甲乙

A.传送带的速度为16m∕s

B.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反

C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25

D.传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大

11.（2023•平谷区一模）“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如

图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架AB固定在待测系统上，滑块m穿在AB

之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂，能使滑片P在滑动

变阻器Rl上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，

并通过电路转换为电信号从电压表（可看作理想电表）输出。如图乙所示标出了电压表

表盘上部分电压刻度值。系统静止时，滑片P在滑动变阻器Rl的中点，此时电压表指针

指在表盘中间刻度5V处。关于该加速度计有如下两种说法：①若将表盘上电压刻度转换

为对应的加速度刻度，加速度值的刻度也将是均匀的；②电池的电动势E和内阻r发生

一定程度的变化后，若系统静止时调节R2接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在

中间刻度处，那么加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池（）

C.①正确，②错误D.①错误，②正确

12.（2022♦密云区一模）卡车装载大型货物时，常会在车尾搭一块倾斜木板。如图所示，工

人用平行于斜面的力将货物沿斜面从底端匀速推到顶端。已知货物与木板间的动摩擦因

数不变。下列说法正确的是（）

≡

A.斜面越长，推力越大

B.斜面越短，推力越大

C.斜面越长，工人做功越多

D.斜面越短，工人做功越多

13.（2022•密云区一模）如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂

直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过

电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的

是（）

励磁线图

A.仅增大电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变小

B.仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大

C.仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小

D.同时增大电子枪的加速电压和励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期可能不变

14.（2022•密云区一模）“八字刹车”是初级双板滑雪爱好者一项非常重要的技术，用“八

字刹车”在水平雪面上滑行时的滑行姿态如图1所示，其减速原理很复杂，但可简化为

图2（图1中左边雪板的受力情况）所示。实际滑行时，可通过脚踝“翻转”雪板，使雪

板以内刃AB为轴，外刃CD向上翻转，使得两雪板之间夹角为2α,雪板与雪面成0角。

此时雪面对雪板的总作用力F可近似认为垂直于雪板所在平面ABCD,其水平、竖直分

量分别记为Fx、Fy,其中Fx垂直于AB边，这个分力可以帮助运动员做减速运动。不

计空气阻力和一切其他的摩擦，下列说法正确的是（）

图I图2

A.其他条件不变的情况下，α角越小，减速效果越好

B.其他条件不变的情况下，β角越小，减速效果越好

C.滑行动作和姿态相同时，质量大的运动员减速效果更好

D.滑行动作和姿态相同时，质量不同的运动员减速效果相同

15.（2022•西城区一模）某同学想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端系上

一支圆珠笔，细绳的上端用胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段稳

定加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示，拍

摄方向跟地铁前进方向垂直。若要根据这张照片估算此时地铁的加速度，只需要测量

B.绳子的长度

C.绳子和竖直方向的夹角

D.绳子下端到竖直扶手的距离

16∙（2022∙西城区一模）很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用

手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖

直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（）

A.手机可能离开过手掌

B.手机在tι时刻运动到最高点

C.手机在t2时刻改变运动方向

D.手机在tι~t3时间内，受到的支持力先减小再增大

17.（2022•海淀区一模）在XOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子

①和②在P点垂直磁场分别射入，两带电粒子进入磁场时的速度方向与X轴的夹角如图

所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场。不计带电粒子所受重力。根据上述信息可以判

断（）

A.带电粒子①在磁场中运动的时间较长

B.带电粒子②在磁场中运动的时间较长

C.带电粒子①在磁场中运动的速率较大

D.带电粒子②在磁场中运动的速率较大

18.（2022♦广东三模）如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的滑块可以在光滑的框

架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接；R为滑动变阻器，其滑动

片与滑块固定联接；两个电池的电动势均恒为E,内阻不计。按图连接电路后，电压表

指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已

知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b

端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上，物体沿弹簧方

向运动。下列说法正确的是（）

滑块

框架

a

®

b

A.当物体向右加速时，电压表的指针将向右偏

B.电压表的示数不变，说明物体做匀速直线运动

C.电压表的示数增大，说明物体的速度一定增大

D.电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的

19.（2022•东城区一模）为了节能，商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。

有人站上去后，扶梯开始加速，然后匀速运动。如图所示，下列说法正确的是（）

A.匀速下行过程中，人的动能不变，扶梯对人不做功

B.加速下行过程中，扶梯对人的支持力大于人所受的重力

C.加速下行过程中，人受到的摩擦力方向水平向左

D.加速下行过程中，支持力对人做正功，摩擦力对人做负功

20.（2022•东城区一模）一个质量为m的小物块静止在表面粗糙的圆锥形漏斗的内表面，

如图所示。现使该漏斗从静止开始转动，转动的角速度3缓慢增大时，物块仍相对漏斗

保持静止。当角速度达到3m时，物块将要与漏斗发生相对滑动。在角速度从0缓慢增

大到3m的过程中，下列说法正确的是（）

A,物块所受的摩擦力随角速度3增大，一直增大

B.物块所受的摩擦力随角速度3增大，一直减小

C.物块所受的支持力随角速度3增大，一直增大

D.物块所受的支持力随角速度3增大，先增大后减小

21∙（2022∙石景山区一模）1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质

量的实验.实验时，用宇宙飞船（质量为m）去接触正在轨道上运行的火箭（质量为mχ,

发动机已熄火），如图所示.接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速,

推进器的平均推力为F,开动时间^t,测出飞船和火箭的速度变化是av,下列说法正确

的是（）

FI

A.火箭质量mχ应为峪L

∆v

B.宇宙飞船的质量m应为华主

∆v

C.推力F越大，纣就越大，且纣与F成正比

∆t∆t

D.推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F

22.（2022•丰台区一模）如图所示，某带电粒子（重力不计）由M点以垂直于磁场边界的

速度V射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为e=

30°,磁场的磁感应强度大小为B。由此推断该带电粒子（）

A.带负电且动能不变

B.运动轨迹为抛物线

C.电荷量与质量的比值为工

dB

D.穿越磁场的时间为？Ξ包

3v

23.（2022•延庆区一模）2021年6月170,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，

航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间

站。对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为门的圆轨道III；神舟十二号飞

船处于半径为口的圆轨道I,运行周期为T∣,通过变轨操作后，沿椭圆轨道∏运动到B

点与天和核心舱对接。则下列说法正确的是（）

A.神舟十二号飞船在轨道I上运动时将不受重力的作用

B.神舟十二号飞船沿轨道II运行的周期为T2=T1J

C.神舟十二号飞船沿轨道I运行的周期大于天和核心舱沿轨道ΠI运行的周期

D.正常运行时，神舟十二号飞船在轨道II上经过B点的加速度大于在轨道In上经过B

点的加速度

24.（2022•延庆区一模）如图所示，用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹。

图甲是洛伦兹力演示仪的实物图，图乙是结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸

面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。图乙中电子经电子枪中的加

速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。图丙是励磁线圈示意图。下列关于实

验现象和分析正确的是（）

玻璃泡励磁线圈

（前后各一个）-%

电子流

玻璃泡-TH

励磁线圈电子运动轨迹慌

加速电压

选择档甲实物照片选择档

乙机构图

A.仅增大励磁线圈中的电流，电子束径迹的半径变大

B.仅升高电子枪加速电场的电压，电子束径迹的半径变大

C.仅使电子枪加速电压增加到原来的2倍，电子束径迹的半径也增加到原来的2倍

D.要使电子形成如图乙的运动径迹，图乙中励磁线圈应通以（沿垂直纸面向里方向观察）

逆时针方向的电流

25.（2022•延庆区一模）如图所示，边长为L的正方形区域abed中充满匀强磁场，磁场方

向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M垂直于ad边，以一定速度射入磁场，仅

在洛伦兹力的作用下，正好从ab边中点N射出磁场。忽略粒子受到的重力，下列说法正

确的是（）

N

♦----------h----

X××X

XXX

M守X×BX

×XX×

A.若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，粒子将从b点射出

B.若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的

2倍

C.若磁感应强度的大小增大为原来的2倍，粒子将从a点射出

D.若磁感应强度的大小增大为原来的2倍，粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的2

倍

二.计算题（共9小题）

26.（2023•海淀区一模）图1中过山车可抽象为图2所示模型：弧形轨道下端与半径为R

的竖直圆轨道平滑相接，B点和C点分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球

（可视为质点）从弧形轨道上距B点高4R的A点静止释放，先后经过B点和C点，而

后沿圆轨道滑下。忽略一切摩擦，已知重力加速度g。

图1图2

（1）求小球通过B点时的速度大小VBo

（2）求小球通过C点时，轨道对小球作用力的大小F和方向。

（3）请分析比较小球通过B点和C点时加速度的大小关系。

27.（2023•石景山区一模）如图所示，长为1的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m

的小球（可视为质点）。重力加速度为g。

（1）在水平拉力的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为仇小球保持静止。请画出此时小

球的受力示意图，并求所受水平拉力的大小F；

（2）由图示位置无初速释放小球，不计空气阴力。当小球通过最低点时，求：

①小球动量的大小p；

②轻绳对小球拉力的大小FT。

28.（2022•密云区一模）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，

小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速释放，A与B碰撞

后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.8m;A和B的质量

均为m=0.1kg,A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2°重力加速度取g=lOm/s?。

求：

（1）与B碰撞前瞬间A对轨道的压力N的大小；

（2）A与B碰撞过程中系统损失的机械能；

（3）A和B整体在桌面上滑动的距离1»

R

AW

___________

r∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕∕7∕//

29.（2022∙西城区一模）冰壶是冬奥会上极具观赏性的项目之一。比赛中，运动员把冰壶沿

水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远

处的某个位置。已知冰壶的质量为19kg,初速度为3m∕s,最初冰壶和冰面的动摩擦因数

为0.02,g取IOmZS2。

（1）求冰壶滑行过程中加速度的大小a。

（2）求冰壶整个滑行过程中摩擦力做的功W。

（3）按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，

减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。若冰壶速度减为2.4m∕s时距离目标位置还需

滑行18m,需要队友通过在其滑行前方持续摩擦冰面，将冰壶和冰面的动摩擦因数变为

多少？

30.（2022∙西城区一模）如图所示，在xθy坐标系第一象限的矩形区域内存在垂直于纸面

的匀强磁场。一带正电的粒子在M点以垂直于y轴的方向射入磁场，并从另一侧边界的

N点射出。已知带电粒子质量为m,电荷量为q,入射速度为v,矩形区域的长度为L,

MN沿y轴方向上的距离为"不计重力。

（1）画出带电粒子在磁场区域内运动的轨迹，并求轨迹的半径r。

（2）判断磁场的方向，并求磁场的磁感应强度的大小B。

（3）将矩形区域内的磁场换为平行于y轴方向的匀强电场，使该粒子以相同的速度从M

点入射后仍能从N点射出。通过计算说明，该粒子由N点射出磁场和电场时的速度方向

是否相同。

31∙（2022∙海淀区一模）如图所示，粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相

切，圆轨道BCD的半径R=0.40m,D是轨道的最高点，一质量m=LOkg可以看成质点

的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面

上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去力F,之后物体沿圆轨道BCD运动，物体

恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,取重力加速度g=10m∕s2.

求：

(1)物体通过D点时速度VD的大小；

(2)物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小；

(3)A与B之间的距离X,

32.(2022•东城区一模)北京2022年冬奥会冰壶比赛新增加了混双项目，运动员用脚蹬固

定的起踏器和冰壶一起前进，在前掷线处使冰壶脱手。冰壶前行过程中，运动员通过刷

地来改变冰壶的速度和运动方向，使其到达理想位置。已知冰壶的质量为m,前掷线到

营垒中心的距离为L,运动员的质量为M»重力加速度为go

(1)在某次投壶过程中，运动员离开起踏器时他和冰壶的速率为V”已知运动员和起踏

器相互作用的时间为t,计算此过程中运动员和冰壶在水平方向所受平均作用力的大小F；

(2)某次投壶试验中，冰壶离开前掷线后沿直线运动(冰面视作水平面，不考虑冰壶的

转动)，冰壶在恒定阻力作用下停在营垒中心。水平方向的阻力等于其重力的k倍。求：

a.冰壶离开前掷线时的速率V2；

b.此过程中冰壶克服阻力做功的平均功率P。

33.(2022•房山区一模)将传感器安装在蹦极运动员身上，可以测量出运动员在不同时刻下

落的高度及速度,如图甲所示。运动员及所携带装备的总质量为50kg,弹性绳原长为IOmo

运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图乙所示的V-X图像。g取

9.8m∕s2o

（I）运动员下落过程中的最大动能，并分析该位置运动员受力的特点；

（2）判断运动员下落过程中受到的空气阻力是否可以忽略。写出你的理由；

（3）有人认为：在下落的整个过程中，弹性绳的弹力与弹簧弹力一样，都与伸长量成正

比。你是否同意这种观点，通过计算说明你的理由。

34.（2022•平谷区一模）如图所示，一个质量为IOkg的箱子，在水平推力F的作用下静止

在倾角为37°的斜面上。己知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.5,斜面足够长,g取IOnVs2,

sin37o=0.6,cos370=0.8。

（1）若要使箱子和斜面间的摩擦力刚好为零，推力F应为多大？

（2）若撤去推力E

a.箱子沿斜面下滑的加速度是多大？

b.箱子下滑4m时速度是多大？

≡.解答题（共5小题）

35∙（2023∙西城区一模）滑雪是人们喜爱的一项冬季户外运动。如图所示，一位滑雪者，人

与装备的总质量为75kg,沿着倾角8=30°的平直山坡直线滑下，当速度达到2m∕s时他

收起雪杖自由下滑，在此后5s的时间内滑下的路程为60m。将这5s内滑雪者的运动看

作匀加速直线运动，g取Iom恳。求这5s内

（1）滑雪者的加速度大小a；

（2）滑雪者受到的阻力大小F；

（3）滑雪者损失的机械能AE。

θ

36∙（2023∙朝阳区一模）中国航天技术处于世界领先水平，航天过程有发射、在轨和着陆返

回等关键环节。

（1）航天员在空间站长期处于失重状态，为缓解此状态带来的不适，科学家设想建造一

种环形空间站，如图甲所示。圆环绕中心轴匀速旋转，航天员（可视为质点）站在圆环

内的侧壁上，随圆环做圆周运动的半径为r,可受到与他站在地球表面时相同大小的支持

力。已知地球表面的重力加速度为g。求圆环转动的角速度大小3。

（2）启动反推发动机是着陆返回过程的一个关键步骤。返回舱在距离地面较近时通过丫

射线精准测距来启动返回舱的发动机向下喷气，使其减速着地。

a.已知返回舱的质量为M,其底部装有4台反推发动机，每台发动机喷嘴的横截面积为

S,喷射气体的密度为p,返回舱距地面高度为H时速度为vo,若此时启动反推发动机，

返回舱此后的运动可视为匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为零。不考虑返回舱的

质量变化，不计喷气前气体的速度，不计空气阻力。求气体被喷射出时相对地面的速度

大小v；

b.图乙是返回舱底部Y射线精准测距原理简图。返回舱底部的发射器发射Y射线。为简

化问题，我们假定：丫光子被地面散射后均匀射向地面上方各个方向。已知发射器单位

时间内发出N个Y光子，地面对光子的吸收率为η,紧邻发射器的接收器接收Y射线的

有效面积为A。当接收器单位时间内接收到n个Y光子时就会自动启动反推发动机，求

此时返回舱底部距离地面的高度ho

37∙（2023∙丰台区一模）如图所示，一圆盘在水平面内绕过圆盘中心的轴匀速转动，角速度

是2.0rad∕so盘面上距圆盘中心IoCm的位置有一个质量为0.1kg的小物体随圆盘一起做

匀速圆周运动•小物体与圆盘之间的动摩擦因数μ=0.4,两者之间的最大静摩擦力等于

滑动摩擦力，重力加速度g取IomZS2。求：

（1）小物体随圆盘匀速转动时所需向心力的大小F；

（2）要使小物体在圆盘上不发生相对滑动，圆盘角速度的最大值3m;

（3）若圆盘由静止开始转动，逐渐增大圆盘的角速度，小物体从圆盘的边缘飞出，经过

0.4s落地，落地点距飞出点在地面投影点的距离为40cm。在此过程中，摩擦力对小物体

所做的功W0

38∙（2023∙丰台区一模）跑酷不仅可以强健体质，也可使得自身反应能力更加迅速。现有一

运动员在图示位置起跳，运动过程姿势不变且不发生转动，到达墙面时鞋底与墙面接触

并恰好不发生滑动，通过鞋底与墙面间相互作用可以获得向上的升力。已知运动员起跳

时速度为vo,VO与水平方向夹角为0,到达墙壁时速度方向恰好与墙面垂直，运动员鞋

底与墙面的动摩擦因数为μ（4μ>tanθ）,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为

g,全过程忽略空气阻力影响。

（1）求运动员起跳时的水平分速度VX与竖直分速度Vy;

（2）运动员与墙发生相互作用的时间为t,蹬墙后速度竖直向上，不再与墙发生相互作

用，求蹬墙后运动员上升的最大高度H；

（3）若运动员蹬墙后水平方向速度大小不变，方向相反，为了能够到达起跳位置的正上

方，且距离地面高度不低于蹬墙结束时的高度，求运动员与墙发生相互作用的最长时间

tmo

ZZZZZZZ

39.（2023•平谷区一模）长度为L的轻质细绳上端固定在P点，下端系一质量为m的小球

(小球的大小可以忽略)。重力加速度为g。

(1)在水平拉力F的作用下，细绳与竖直方向的夹角为。，小球保持静止，如图a所示。

求拉力F的大小。

(2)使小球在水平面内做圆周运动，如图b所示。当小球做圆周运动的角速度为某一合

适值时，细绳跟竖直方向的夹角恰好也为仇求此时小球做圆周运动的角速度3。

(3)若图a和图b中细绳拉力分别为T和T，，比较T和T，的大小。

Ol牛顿第二定律-2023年高考物理考前冲刺高频考点知识点突破

练习

参考答案与试题解析

一.选择题（共25小题）

1.（2023•门头沟区一模）幼儿园小朋友玩的滑梯如图1所示，为了研究方便，可将其简化

为图2。已知滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数为μ,某小朋友质量为m,重力加速度为

g.滑梯与水平地面之间的夹角为0。下列说法中正确的是（）

图1图2

A.小朋友沿滑梯加速下滑时受力平衡

B.小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对平衡力

C.下滑过程中，小朋友受到的合力大小为mgsinO

D.下滑过程中，小朋友受到的摩擦力大小为μmgcos0

【答案】D

【解答】解：A.小朋友沿滑梯加速下滑时具有沿滑梯向下的加速度，受力不平衡，故A

错误；

B.根据牛顿第三定律可知小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对相互作用

力，而不是一对平衡力，故B错误；

CD.对小朋友受力分析，根据几何关系可得：

mgsinθ-f=ma,FN=mgcosθ

又f=μFN=μmgcosθ

故C错误，D正确。

故选：D。

2.（2023•海淀区一模）如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表

面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是（）

A.斜面体受到地面的摩擦力水平向左

B.斜面体受到地面的摩擦力为零

C.斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和

D.斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和

【答案】C

【解答】解：小物块加速度沿斜面向下，对斜面体和小物块分析，将整体加速度a分解

为水平方向的aɪ和竖直方向的a2,则根据牛顿第二定律可得：

f=maɪ

(M+m)g-FN=ma2

故斜面体受到地面的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律，地面对斜面体的支持力大小

等于斜面体对地面的压力，斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和，故C正

确，ABD错误；

故选：Co

3.(2023•延庆区一模)如图甲所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面

向上运动，上升的最大高度为3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能

E机随高度h的变化如图乙所示。g=10m∕s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8。则()

A.物体的质量m=0.67kg

B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5

C.物体上升过程的加速度大小a=12m∕s2

D.物体回到斜面底端时的动能Ek=20J

【答案】B

【解答】解：A、物体到达最高点时，机械能为：E=Ep=mgh.由图知：EP=30J,得:

m=_L=汉-kg=lkg,故A错误;

gh10×3

B、物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，且减少的机械能等于克服摩擦力做

的功，有AE=-μmgcosα-7^—,由图知AE=3OJ-50J=-20J,h=3m,解得：μ=0.5,

sinɑ-

故B正确；

C、物体上升过程中，由牛顿第二定律得：mgsina+μmgcosa=ma,得：a=gsina+μgcosa

=(10×0.6+0.5×10×0.8)m∕s2=I0m∕s2,故C错误；

D、由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功为：W=ΔE=-20J,在整个过程中由动能

定理得：Ek-Eko=2W,则有：Ek=Ekθ+2W=5OJ+2×(-20J)=IOJ,故D错误。

故选：Bo

4.(2023•西城区一模)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从

圆周上的P点沿半径方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为Vi,运动轨迹为PN；

若粒子射入磁场时的速度大小为V2,运动轨迹为PMo不计粒子的重力，下列判断正确

的是()

×X

P\

∖×X××

×X

A.粒子带负电

B.速度Vi大于速度V2

C.粒子以速度Vl射入时，在磁场中运动时间较长

D.粒子以速度VI射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大

【答案】C

【解答】解：A、根据左手定则可知粒子带正电，故A错误；

2

B、根据牛顿第二定律有：qvB=变一，变形解得：Va弦，根据图中轨迹可知，Rι<

Rm

R2,则有vι<v2,故B错误；

D、粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为：F=qvB,由于v1<v2,可知F1VF2，故粒子

以速度Vl射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较小，故D错误。

c、粒子在磁场中的运动周期为：TWKW如，粒子在磁场中的运动时间为:

VqB

由图可知运动轨迹为PN对应的圆心角大于运动轨迹为PM对应的圆心角，故粒子以速度

Vl射入时，在磁场中运动时间较长，故C正确；

故选：C,

5.（2023•西城区一模）如图所示，将拱形桥面近似看作圆弧面，一辆汽车以恒定速率通过

桥面abc,其中a、c两点高度相同，h点为桥面的最高点。假设整个过程中汽车所受空

气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变。下列说法正确的是（）

A.在ab段汽车对桥面的压力大小不变

B.在be段汽车对桥面的压力逐渐增大

C.在ab段汽车的输出功率逐渐增大

D.在ab段汽车发动机做功比be段多

【答案】D

【解答】解：AB、汽车以恒定速率通过桥面abc,在ab段、b点、be段的受力分析如题

mgmgmg

Sl图2图3

设汽车在运动过程中所受的空气阻力和摩擦力为F,在ab段时支持力与竖直方向的夹角

为。，在be段时，支持力与竖直方向的夹角为α,对ab段、be段，由牛顿第二定律和向

22

心力公式，⅛mgcosθ-NjIngCoSa-N2从a到C的过程中，角。逐渐

减小，角ɑ逐渐增大，由此可知，Nl逐渐增大，N2逐渐减小，故AB错误;

C、设在ab段牵引力与水平方向的夹角为β,汽车在ab段时发动机的功率为Pab=FIV=

（mgsinβ+F）V,从a至IJb过程中，夹角β在逐渐减小，因此可知Pab逐渐减小，故C错

误；

D、在ab段汽车发动机要克服阻力和重力做功，由动能定理有：-W克f-W克G+W冷=O

在be段汽车发动机只克服阻力做功做功：-W*计W'G+W率=0

整个过程中汽车的动能不变，两段过程克服阻力做功相同，因此在ab段汽车发动机做功

比be段多，故D正确。

故选：D。

6.（2023•朝阳区一模）如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从弹簧正上方

某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度（在弹性限度内）。

不计空气阻力。则（）

O

A.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的加速度不断增大

B.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小

C.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的机械能守恒

D.小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小

【答案】B

【解答】解：AB、小球从接触弹簧到运动至最低点的过程中，受重力和弹簧弹力作用，

弹力从零逐渐增大，开始阶段弹力小于重力，小球合力向下，做加速运动，后阶段弹力

大于重力，合力向上，小球做减速运动，故小球加速度先减小后增大、速度先增大后减

小，故A错误，B正确；

C、小球从接触弹簧到运动至最低点的过程中，弹簧弹力对小球做负功，小球机械能不守

恒，故C错误；

D、小球在最低点时，其加速度竖直向上，其所受的弹力大小大于其所受的重力大小，故

D错误。

故选：Bo

7.(2023∙朝阳区一模)如图所示，可视为质点的小球用轻质细绳悬挂于B点，使小球在水

平面内做匀速圆周运动。现仅增加绳长，保持轨迹圆的圆心O到悬点B的高度不变，小

球仍在水平面内做匀速圆周运动。增加绳长前后小球运动的角速度、加速度以及所受细

绳的拉力大小分别为3|、ai、Fl和32、a2>F2。则()

B.aι>a2C.F1=F2D.F∣>F2

【答案】A

【解答】解：A、对小球受力分析，如下图所示:

绳子的拉力和重力的合力提供向心力，有∙mgtan9=m32R=m32htanO,解得3仅

增加绳长，保持轨迹圆的圆心O到悬点B的高度h不变，则角速度不变，即31=32,

故A正确;

B、F;⅜=mgtanθ=ma,a=gtanθ,由于增加了绳长而高度h不变，即增大了角度。，则

加速度变大，aι<a2,故B错误；

CD、根据受力分析可知F=-厚,O增大则F增大，有FI<F2,故C错误；故D错误。

cosB

故选：Ao

8.（2023•丰台区一模）直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时

所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说

法正确的是（）

A.下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大

B.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚释放时大

C.如下落距离足够大时，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用

D.下落过程中箱内物体的机械能增大

【答案】B

【解答】解：A、设箱子的质量为M,物体的质量为m,箱子受到的空气阻力为kv,根

据牛顿第二定律可知下落过程中整体的加速度为：

（M+m）g-kv=（M+m）a

解得：a=g-互

随着速度的增大，加速度在减小，故A错误；

B、以箱内物体为对象，根据牛顿第二定律可知：

mg-N=ma

解得：N=mg-ma

随着加速度的减小，物体受到的支持力在逐渐增大，故B正确；

C、整体向下做加速度减小的加速运动，物体受到的支持力一直在增大，当加速度为零时，

整体开始做匀速运动，此时箱内物体受箱子底部的支持力与物体重力相等，所以最后不

会出现支持力为零的情况，故C错误；

D、由于物体受到向上的支持力，且支持力对物体做负功，所以下落过程中箱内物体的机

械能减小，故D错误。

故选：B,

9.（2023•平谷区一模）如图，细绳一端固定于悬挂点P,另一端系一小球。在悬挂点正下

方Q点处钉一个钉子。小球从A点由静止释放，摆到最低点O的时间为tι,从O点向

右摆到最高点B（图中未画出）的时间为t2。摆动过程中，如果摆角始终小于5°,不计

空气阻力。下列说法正确的是（)

∖∖∖∖∖∖∖

A'6

A.tl=t2,摆球经过O点前后瞬间，小球的速率不变

B.t∣>t2,摆球经过O点前后瞬间，小球的速率变大

C.tι=t2,摆球经过O点前后瞬间，摆线上的拉力大小不变

D.t∣>t2,摆球经过O点前后瞬间，摆线上的拉力变大

【答案】D

【解答】解：因摆角始终小于5。，则小球在钉子两边摆动时均可看作简谐运动因为在左

侧摆动时摆长较长，根据丁=2兀，3

可知，左侧周期较大，因摆球在钉子两边摆动的时间均为所在摆周期的工，可知

4

t[T'r左>∙∣T右=t2

2

细绳碰钉子的瞬间，小球的速率不变；摆球经过O点时，有F拉-Ing=IΛ-

摆球经过O点碰钉子后，做圆周运动的半径r减小，则绳子拉力变大。

故ABC错误；D正确；

故选：D。

10.（2023∙平谷区一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率VI沿顺时针方向转动，

传送带的倾角为37°。一物块以初速度Vo从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运

动，其运动的V-t图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin37°=0.6,

cos37o=0.8。g取10m∕s2,则（）

v∕(m∙s-1)

K

oI---j—^y→t∕s

甲乙

A.传送带的速度为16m∕s

B.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反

C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25

D.传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大

【答案】C

【解答】解：A.由图乙可知传送带的速度为8m∕s,故A错误；

BC.在O~ls内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，

此过程摩擦力的方向与物体的运动方向相反，根据牛顿第二定律得

mgsin37o+μmgcos37°=maι

根据图乙可得

16--8,2C,2

a1=~ɪιr√s=8m∕S

在l-2s内传送带的速度大于物块的速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向上，此过

程与物体摩擦力的方向与运动方向相同，根据牛顿第二定律得

mgsin37°-μmgcos37°=ma2

根据图乙可得

_8-0,2,,2

a=ɪŋ/s=⅛m∕s

乙9Δn

联立解得μ=0.25故：B错误，C正确；

D.当传送带的速度大于16m∕s后，物块在传送带上一直做加速度为a2的减速运动，无

论传送带的速度为多大，物块到达传送带顶端时的速度都相等，故D错误。

故选：Co

H.（2023∙平谷区一模）“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如

图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架AB固定在待测系统上，滑块m穿在AB

之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂，能使滑片P在滑动

变阻器Rl上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，

并通过电路转换为电信号从电压表（可看作理想电表）输出。如图乙所示标出了电压表

表盘上部分电压刻度值。系统静止时，滑片P在滑动变阻器Rl的中点，此时电压表指针

指在表盘中间刻度5V处。关于该加速度计有如下两种说法：①若将表盘上电压刻度转换

为对应的加速度刻度，加速度值的刻度也将是均匀的；②电池的电动势E和内阻r发生

一定程度的变化后，若系统静止时调节R2接入电路的阻值，此时能使电压表的指针指在

中间刻度处，那么加速度计就可以继续正常使用，而无需更换电池（）

图甲图乙

A.①和②都正确B.①和②都错误

C.①正确，②错误D.①错误，②正确

【答案】A

【解答】解：①系统静止时，敏感元件两端弹簧位于自然状态。设系统以加速度a向右

加速运动，敏感元件向左移动的距离为X,由胡克定律和牛顿第二定律可得

F2kX

a=-=---

mm

设RI的长度为L,Rl两端的电压恒为U∣,则此时电压表的示数为U=U（L-χ）,