2023年高考试题-牛顿运动定律单元测试

牛顿运动定律单元测试（2023年高考物理试题）

计算题

1.（2023上海卷）.如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始

终保持相对静止，A上外表水平。那么在斜面上运动时，B受力的示意图为（）

2.（2023江苏卷）.将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大

小成正比，以下描绘皮球在上升过程中加速度大小。与时间t关系图象，可能正确的选项是

3.（2023江苏卷）.如下图，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升，夹子和木块的质量

分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦有均为f,假设木块不

滑动，力F的最大值是

2/（/〃+M）2/（m+M）

A.-----------B.-----------

Mm

2f（m+M）2f（m+M）

C.—~----（m+D.------+M）g

MM

4.（2023山东卷）.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中,

y—f图像如下图。以下判断正确的选项是

A.前3s内货物处于超重状态

B.最后2s内货物只受重力作用

C.前3s内与最后2s内货物的平均速度相同

D.第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒

5.（2023四川卷）.如下图，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平

面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。

用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压

缩了X。，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动,

运动的最大距离为4xo。物体与水平面间的动摩擦因数为〃，重力加速度为g。那么

A.撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动

B.撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为殳-4g

m

C.物体做匀减速运动的时间为2、工

D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为〃-丝翌）

k

6.（2023全国新课标）.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念,

从而奠定了牛顿力学的根底。早期物理学家关于惯性有以下说法，其中正确的选项是

A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性

B.没有力作用，物体只能处于静止状态

C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性

D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动

7.（2023安徽卷）.如下图，放在固定斜面上的物块以加速度。沿斜面匀加速下滑，假设在

物块上再施加一竖直向下的恒力尸，那么（）

A.物块可能匀速下滑

B,物块仍以加速度。匀加速下滑

C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑

D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑'<…...............J,

二.填空题

8.（2023全国理综）.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源

为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用At表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计

了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系"。

（1）完成以下实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直

到打点计时器打出一系列的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入祛码。

③翻开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中祛码的质量

m。

④按住小车，改变小车中祛码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的局部，没5个间隔标注一个计数

点。测量相邻计数点的间距Si,S2,…。求出与不同m

相对应的加速度a。

⑥以祛码的质量m为横坐标，为纵坐标,在坐标纸上做

a

出工-01关系图线。假设加速度与小车和祛码的总质量成反比，那么,与m处应成

aa

关系（填“线性〃或“非线性〃）。

(2)完成以下填空：

(i)本实验中，为了保证在改变小车中祛码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘

和盘中物块的质量之和应满足的条件是o

(ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为si、S2、S3。a可用si、S3和At表示为a=。

图2为用米尺测量某一纸带上的si、S3的情况，由图可读出si=mm,

S3-o由此求得加速度的大小a=m/s2.

]l2345i；B910II1&E

图2

(iii)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,假设

牛顿定律成立，那么小车受到的拉力为，小车的质量为。

三.计算题

9.(2023北京高考卷〕.摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米.电梯的简化

模型如图1所示.考虑平安、舒适、省时等因素，电梯的加速度“是随时间，变化的，电梯在

U0时由静止开始上升，a~t图像如图2所示.

电梯总质量，片2.0x18kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2.

(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力Fi和最小拉力外；

(2)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由。一，图像求位移的方

1

法.请你借鉴此方法，比照加速度和拉力,a/m-s-

速度的定义,根据图2所示a~t图像,1.0

求电梯在第1s内的速度改变量△力和

第2s末的速率U2；电梯0

110113.132

(3)求电梯以最大速率上升时，拉

力做功的功率P;再求在0—11s时间---17-1.0

内，拉力和重力对电梯所做的总功W.图1图2

10.(2023全国新课标).拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为

m,拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数H，重

力加速度为g,某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖\挎杆

把，拖杆与竖直方向的夹角为氏V

(1)假设拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。推把之七)

(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地

板对拖把的正压力的比值为人。存在一临界角％,假设ew%,那么不

管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tan%。

11.(2023上海卷).如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略

大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数〃=0.8。对环施加一/尸

位于竖直平面内斜向上，与杆夹角用53。的拉力F,使圆环以/

2

O=4.4m/s的加速度沿杆运动，求F的大小。(取sin530=0.8,-―

cos53°=0.6,g=10m/s2)o

12.(2023安徽卷).质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对

应的丫一/图象如下图。球与水平地面相碰后离开地面时的.v(m/s)

速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为|

f,取g=10m/s2,求：

(1)弹性球受到的空气阻力/的大小；

(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度力。0nh—之、

13.(2023重庆卷)。某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为S,比赛时，

某同学将球置于球拍中心，以大小a的加速度从静止开始做匀加速运动，当速度到达w时,

再以火做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球中心不动。比赛中，该同学

在匀速直线运动阶级保持球拍的倾角为名，---------------------------------------

如题25图所示。设球在运动过4

程中受到的空气阻力与其速度大小成正比，方

向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩/

擦，球的质量为m,重力加速度为g/.乒乓球/、r

⑴空气阻力大小与球速大小的比例系数k一％\

⑵求在加速跑阶段球拍倾角。随球速v变化的球筋＜(/

关系式

⑶整个匀速跑阶段，假设该同学速率仍为vo,-----------------

而球拍的倾角比。。大了B并保持不变，不计履乃图

球在球拍上的移动引起的空气阻力的变化，为艇

保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r

的下边沿掉落，求B应满足的条件。

14.(2023浙江卷).为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石腊做成两条质

量均为m、形状不同的"A鱼"和"B鱼"，如下图。在高出水面H处分别静止释放"A鱼”

和“B鱼"，"A鱼”竖直下潜hA后速度减为零，“B鱼”竖直下潜hB5焉

后速度减为零。“鱼”在水中运动时，除受重力外，

还受浮力和术的阻力。‘'鱼"在水中所受浮力是其重力的与倍，重力加T~~——1—

速度为g,“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时;二二二二；;

所受水的阻力恒定，空气阻力不计。求：J------J---

⑴“A鱼”入水瞬间的速度VAI;1.耳….一

(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；---------

(3)“A鱼”与"B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA：fB。

牛顿运动定律单元测试(2023年高考物理试题)

选择题

题号1234567

答案ACAACBDADC

二.填空题

8.⑴等间距线性

(2)(i)远小丁小军和祛码的总质量(或远小于小车的质量也可)

24.2(23.9—24.5之间也可)

47.3(47.0-47.6)

1.16(1.13-1.19)

.....1b

(mJ——

kk

三.计算题

9.(1)由牛顿第二定律，有F-rng=ma

2

由a-f图像可知，F1和F?对应的加速度分别是q=L。"?//,a=-\.0m/s2

Fi=m(g+)=2.0x103x(10+1.0)A^=2.2x104N

34

F2=m(g+a2)=2.0xIOx(10-1,0)A^=1.8xlOA^

(2)类比可得，所求速度变化量托与第1秒内a—♦图线下面的面积

Av,=0.50m/5

同理可得八七=匕一%=L5/〃/s,v0=0,第2s末的速率岭=L5，”/s

(3)由a—f图像可知，1Is~30s内的速率最大，其值等于等于0~1卜内a-f图线下

面的面积，有匕“=10根/s

此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg,所求功率

35

P=Fvni=mgvm=2.0xlOxlOx10W=2.0x10W

由动能定理，总功W=《2-4=g加巧-0=gX2.0X1()3x1()2/=1ox]05J

10.解：〔1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向

分解，按平衡条件有Fcos0+mg=N①Fsin0=f②

式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有f二|iN③

联立①②③式得F=————-mg@

sin。一〃cos6

(2)假设不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有FsinBqN⑤

这时①式仍满足。联立①⑤式得sin夕一4cos64%等⑥

现考察使上式成立的e角的取值范围。注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极

限为零，有sin6-4cose<0⑦

使上式成立的。角满足这里仇是题中所定义的临界角，即当时，不管沿拖

杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为tan4=4⑧

11.令Fsin53°-，=0,F=^N

当F<』N时，环与杆的上部接触，由牛顿运动定律

4

Fcos0-JLIFN=ma

FN+尸sin。=mg,

=皿a+〃g)=0.1x(4.4+°.8xl0)=

cose+〃sin。0.6+0.8x0.8

当产〉»N时，环与杆的下部接触，由牛顿运动定律

4

cos

F0-/LLFN=maFs\n0=FN+mg

由此得F=加㈤=°/x(4.4-°.8xl0)=9N

cos。一〃sin60.6-0.8x0.8

12.(1)由u—f图像可知，小球下落过程中的加速度为：q=包=七=8血/$2

Ar0.5

根据牛顿第二定律，得mg-f=ma]

所以弹性小球受到的空气阻力/=〃以一m％=(0.1x10—0.1x8)N=0.2N

3

(2)小球第一次反弹后的速度匕=[x4m/s=31nls

根据牛顿第二定律得，弹性小球上升的加速度为

一巡£0.1x10+0%/-6

m0.1

232

根据匕2-说=-2ah,得弹性小球第一次反弹的高度〃='v=-----m=0.375m

2a2x12

13.(1)在匀速运动阶段，有祖gtane0=得k="弧线