2024年高考物理三牛顿运动定律检测试卷

2024年高考物理专题三牛顿运动定律检测试卷

1.如图甲，一个静止在水平地面上的物体,质量为0.1kg,受到竖直向上的拉力F作用F随时间

t的变化情况如图乙所示。若g取:10m/s2,则下列说法正确的（）

A.0~3s内,物体的速度逐渐增大

B.3s时物体的速度最大

C.第5s末和第9s末物体的速度相等

D.第7s末物体离地面的高度最大

2.侈选）如图所示,质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上,质量为1kg的物体B用细线

悬挂在天花板上B与A刚好接触但不挤压，现将细线剪断,则剪断后瞬间，下列结果正确的是恁

取10m/s2）（）

A.A加速度的大小为零3^4

B.B加速度的大小为2m/s2J_L«

C.弹簧的弹力大小为40N1

D.A、B间相互作用力的大小为10N-

3.侈选）如图所示,质量为m的小球A和质量为2m的物块B用跨过光滑定滑轮的细绳连接,

物块B放在倾角为生37。的斜面体C上,刚开始都处于静止状态,现用水平外力F将A小球缓

慢拉至细绳与竖直方向夹角作60。,该过程物块B和斜面体C始终静止不动，最大静摩擦力等

于滑动摩擦力（已知sin370=0.6,cos370=0.8）。则下列说法正确的是（）

A.水平外力F逐渐减小

B.物块B和斜面体C之间的摩擦力先减小后增大

C.斜面体C对地面的压力保持不变

D.物块B和斜面体C之间的动摩擦因数一定不小于0.5

4.如图所示，质量m=2kg的小球用细绳拴在倾角隹37°的光滑斜面上，此时，细绳平行于斜面。

g取10m/s2。下列说法正确的是（）

A.当斜面以5m/s2的加速度向右加速运动时绳子拉力为20N

B.当斜面以5m/s2的加速度向右加速运动时绳子拉力为30N

C.当斜面以20m/s2的加速度向右加速运动时绳子拉力为40N

D.当斜面以20m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为60N

5.侈选）如图甲所示，在水平地面上有一长木板B,其上叠放木块A,已知最大静摩擦力等于滑

动摩擦力。用一水平力F作用于BA、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取

10m/s2,则下列说法中正确的是（）

叱T,I

A.A的质量为0.5kg

B.B的质量为1.25kg

C.B与地面间的动摩擦因数为0.2

D.A、B间的动摩擦因数为0.2

6.汽车运输规格相同的两块楼板时，为了保证安全，底层楼板固定在车厢上，上层楼板按如图所

示方式放置于底层楼板上，汽车先以a『2m/s2的加速度启动，然后以v=10m/s的速度匀速运

动,最后以22=10m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200kg，楼板间的动摩擦

因数为08最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程楼板不会掉落,也不会撞上驾驶室,g=10

m/s2，则（）

A.启动时楼板之间的摩擦力大小为1600N

B.刹车时楼板之间的摩擦力大小为400N

C.启动时楼板间因摩擦产生的热量为2000J

D.刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2000J

7.滑索是一项体育游乐项目。游客从起点利用自然落差加速向下滑行，越过钢索的最低点减速

滑至终点。不考虑空气对人的作用力,选项中能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是

A.物体与弹簧分离时加速度等于零以后开始做匀减速运动

B.弹簧恢复到原长Lo时物体的速度最大

C.弹簧恢复到原长Lo以前一直做加速度越来越小的变加速运动

D.弹簧恢复到原长Lo以前的某一时刻物体已经达到最大速度

9.如图甲所示，可视为质点的质量kg的小物块放在质量m?=2kg的木板正中央位置，木板

静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37。。现对木板施加水平

向左的拉力F=18N,木板运动的v-t图像如图乙所示,sin37°=0.6,g取10m/s2,则下列说法中

不正确的是（）

甲

A.木板的长度为2m

B.木板的长度为1m

C.木板与地面间的动摩擦因数为0.5

D.物块与木板间的动摩擦因数隔

10.在水平面上放着两个质量分别为m=2kg和M=3kg的小铁块A和B,它们之间用一原长为

10cm、劲度系数为100N/m的轻弹簧相连，铁块与水平面之间的动摩擦因数均为0.2。铁块B

受到一大小为20N的恒定水平外力F,两个铁块一起向右做匀加速直线运动，如图所示。这时

两铁块之间弹簧的长度应为（重力加速度g取10m/s2）)

A.12cmB.13cmC.15cmD.18cm

11.生活中常见的手机支架淇表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的

硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够

吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影,若手机受到的重力为G,手机

所在平面与水平面间的夹角为。则下列说法正确的是

高铁前进方向

)

A.当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于旦

cosD

B.当高铁未启动时,支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反

C.高铁匀速行驶时,手机可能受到5个力作用

D.高铁减速行驶时,手机可能受到3个力作用

12.轴舟''系列飞船返回舱返回地面的过程可简化为:打开降落伞一段时间后，整个装置匀速

下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,

则下列说法错误的是)

A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小

B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力

C.返回舱在喷气过程中所受合外力一定做负功

D.返回舱在喷气过程中处于超重状态

13.如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球洞时水平细线一端连着

A球,另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是6（T,A、B两小球分别连在另一根

竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动,A、B两小球的质量相等,重力加速度为g,若不

计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为（

A-aA=aB=g

B.aA=2^3g,aB=0

C.aA=幅%=0

D,a=2g,a=g

14.侈选）如图所示，五个完全一样的物块整齐叠放在水平地面上洛接触面水平且动摩擦因数

都一样，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。最下面的物块左端与地面P点重合。现在给中间的

物块施加一个水平向右的恒力F,F作用一段时间后，五个物块的位置情况可能为（）

15.侈选）如图所示，与水平面成。=30角的传送带以v=5m/s的速度匀速运行,A、B两端相距

1=25mo现每隔1s把质量m=lkg的工件（视为质点）轻放在传送带上，在传送带的带动下，工

件向上运动，且工件到达B端时恰好在A端放上一个工件，工件与传送带间的动摩擦因数

P亭g取10m/s2,下列说法正确的是（）

A.工件在传送带上时冼受到向上的摩擦力,后不受摩擦力

B.两个工件间的最小距离为1.25m

C.传送带上始终有5个工件

D.满载时与空载时相比，电机对传送带的牵引力增大了35N

16.如图所示，小明用水平方向的力推一木箱。小明发现:用力推时，木箱才能运动;撤去推力，木

箱便停下来。以下说法正确的是)

A.木箱的运动需要力来维持

B.木箱由静止到运动时人推木箱的力大于木箱对人的力

C.撤去推力,木箱停下来是木箱具有惯性的表现

D.撤去推力木箱停下来是由于受到摩擦力的作用

17.侈选）蹦床属于体操运动的一种，有空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运

动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅

在竖直方向运动,不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2o依据图像给出的信息，下列说

法正确的是)

A.运动员的最大加速度为45m/s2

B.运动员在9.3s~10.1s内速度先减小后增大

C.运动员离开蹦床后上升的最大高度为5m

D.运动员离开蹦床后上升的最大高度为10m

18.侈选）引体向上是高中学生体质健康标准的测试项目之一。如图甲所示,质量为m=55kg

的某同学，双手抓住单杠做引体向上，在竖直向上运动过程中，其重心的速率随时间变化的图

像如图乙所示,g取10m/s2,由图像可知)

甲

A.t=0.4s时，他正处于超重状态

B.t=0.5s时，他的加速度约为0.3m/s2

C.t=l.ls时，他受到单杠的作用力的大小为550N

D.t=1.5s时，他正处于超重状态

19.够选）如图a所示,安检机通过传送带将被检物品从安检机一端传送到另一端淇过程可简

化为如图b所示。设传送带速度恒为%,质量为m的被检物品与传送带之间的动摩擦因数为

N被检物品无初速度放到传送带A端。若被检物品可视为质点淇速度为V、加速度为a、摩

擦力的功率为Pf、与传送带的位移差的大小为故,重力加速度为g,则下列图像可能正确的是

CD

20.运动员在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，若在起动后的一小段时间内,运动员用两根

轻绳拉着轮胎做匀速直线运动。如图所示,运动过程中保持两绳的端点A、B等高，两绳间的

夹角恒为。，所在平面与水平面夹角为q已知轮胎重为G,轮胎与地面间的动摩擦因数为U

(1躇未拉动轮胎地面与轮胎间的静摩擦力为f,求每根绳的拉力大小；

⑵求运动员用轻绳拉着轮胎做匀速直线运动时,每根绳的拉力大小；

(3调节A、B的高度从而改变a角，使运动员可用最小拉力拉着轮胎做匀速直线运动,求每根

绳的最小拉力大小。

21.如图所示，光滑水平面上有一质量为2kg、长度为1m的木板甲淇上表面粗糙、下表面光

滑。质量为1kg的物块乙放在木板甲的最左端，两者均处于静止状态。现用F=2N的水平恒

力将物块乙从木板甲的左端拉到右端，直至两者分离。已知物块乙与木板甲间的动摩擦因数

为0.1,g=10m/s2,求：

(1)乙运动的加速度大小；

(2)1亥过程中甲的位移大小；

(3凄使物块乙在木板甲上相对滑动，水平恒力应满足的条件。

T|-----F

I甲

22.小韩同学在自建住房施工工地观察到如图甲所示的简易升降机，升降机由固定架、运动箱、

两段足够坚韧的轻绳a和b、轻质滑轮和配重等构成。工作过程中通过调整轻绳b的松弛与

张紧，可以使运动箱呈现4种不同的运动状态，向下加速、向下减速、向上加速和向上减速。

轻绳a左端固定在固定架的顶端,绕过轻质滑轮，右端与装有不同质量沙子的塑料袋所构成的

配重连接，配重1和配重2之间通过轻绳b连接。为了研究运动箱的运动，在运动箱内放置重

物、电子压力计、固定的手机等，内部结构如图乙所示。手机拍摄电子压力计的示数变化情

况洞时可利用相关软件将拍摄到的示数同步投影到屏幕上。已知配重1和配重2的质量分

别为HI1和叫,不计轻绳与滑轮之间的摩擦力,重力加速度为go

⑴运动箱从图甲所示位置由静止释放,若先后经历向下加速和向下减速两个过程，求运动箱

及箱内物体的总质量m的取值范围阴mrm2表示)；

(2诺运动箱及箱内物体的总质量m=2.4kg,其中箱内重物的质量为Lm,将运动箱放至底板由

2

静止释放，运动箱向上运动过程中手机拍摄的电子压力计的示数先后为2mg和Lmg;求超重过

34

程中运动箱与配重1加速度大小的比以及配重1的质量

乙

冰壶质量=19.7kg,运动员施加的推力

F=5N,方向与水平方向夹角为37。,冰壶在推力F作用下做匀速直线运动,g取：10m/s2。

⑴求冰壶与地面间的动摩擦因数；

(2烬动员以4.0m/s的水平速度将冰壶投出，求冰壶能在冰面上滑行的最远距离；

(3躇运动员仍以4.0m/s的水平速度将冰壶投出,滑行一段距离后洪队友在冰壶滑行前方摩

擦冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数变为原来的80%，在滑过被毛刷摩擦过的冰面长度6m

后停止运动。求与不摩擦冰面相比，冰壶多滑行的距离。

24.如图所示，质量M=6kg、右侧带有挡板的长木板放在水平面上，质量m=2kg的小物块放在

长木板上,此时长木板和小物块在作用于长木板上、水平向右的力F作用下做速度%=4m/s

的匀速运动，已知长木板与水平面间的动摩擦因数为旷06物块与长木板之间的动摩擦因数

为旷0.4,某时刻撤去力F,小物块恰好与右侧挡板不发生碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

重力加速度g=10m/s2o

⑴求力F的大小；

⑵求撤去力F前物块与右侧挡板的距离L0；

答案物体重力=1N,O~1s内F<1N,物体静止,A错误油牛顿第二定律可得

Fmg=ma,ls~7s时间段，物体加速度一直向上，物体一直加速,B错误;5s~7s速度的增加量与7

s~9s速度的减少量相等，故5s~9s速度的变化量为零,丫9=%。正确。第7s末物体的加速度

为零，速度最大，即使7s后加速度向下，物体仍会向上运动一段时间,D错误。

2答案BC细线剪断之前，对A分析，弹簧的弹力Fk=mAg=40N,弹簧的弹力不会发生突变,

故细线剪断后瞬间,弹簧弹力的大小仍为40N,C正确;细线剪断后瞬间，对A、B整体受力分析

□口口口县

可得,aA=aB=u□+2mzs2,A错误,B正确;对B分析,叫且十二!!1Hajr可得A、B间的相互作

口」+□u

用力大小F=8N,D错误。

3.答案BD对小球A受力分析可得F=mgtanB绳子的拉力FT=3R8由零增大到60。万由

COS口

零增大到\3mgJT由mg增大到2mg,A错误。对物块B受力分析可得FT=2mgsin济f,根据

FT的变化，可得初态f沿斜面向上且大小为％ig,然后逐渐减小到零，再反向增大到％ig；由于物

55

块3始终静止,所以公叱&1・1现8537°,可得GQ5,B、D正确。对物块B和斜面体C整体进

5

行受力分析可得,FTsin阱F/(an+mfg,因为F^.逐渐增大，所以地面对斜面体C的支持力FN

逐渐减小，由牛顿第三定律知，斜面体C对地面的压力逐渐减小,C错误。

4.答案A当小球恰好离开斜面时，设斜面的加速度为a,对小球受力分析可得口代入

tanD

数据得a^g言m/s2o当斜面的加速度炉m/s2时叫〈a,斜面对小球有支持力，设绳子拉力为

7=

F],对小球受力分析可得J1sinCOS9mgf1cos旺Nsin生ma〃联立解得F]=20N,A正

确,B错误。当斜面的加速度a2=20m/s2时,a?〉a,小球已离开斜面,设此时绳子的拉力为F2f2

与水平方向的夹角为4对小球受力分析可得F?sin①mgF2coscpma2,联立解得F2。。石

N,C、D错误。

5.答案AC设A、B间的动摩擦因数为4B与地面间的动摩擦因数为物由图可知，当3

W9NA、B相对静止，对A、B整体受力分析可得F%网+1nB)g=6/叫后,所以

a=-~~=一般,当F=3N时,3^--挺=0①;当F=9N时,3」-%g=4m/s2①L当F>9N时A、B

□口+□□□口+口□□口+口□

相对滑动，对A受力分析可得甲48=11]^],此时a「4m/s2,解得耳=0.4；对B受力分析可得

F-"6乂+1nB)g-HmAgun^a2,所以22二耳/1(口口+口通口R口口口，由图像得此时ad7图像斜率

□□□□□口口□

解得mB=lkg;将叫=1kg代入①⑱得mA=0.5kg,%=0.2,A、C正确,B、D错误。

答案D上层楼板所受最大静摩擦力/=nm疔1600N,汽车启动时上层楼板做匀加速运

动，对上层楼板由牛顿运动定律可得:牛111%=400N<M故汽车启动时楼板间无相对运动，不会

因摩擦产热,A、C错误;刹车时，静摩擦力可提供的最大加速度a寸度8m/s2,所以上层楼板相

对底层楼板向前滑动，摩擦力厅pmQl600N,B错误;刹车时上层楼板相对底层楼板的位移

泰=吉寺L25m,楼板间因摩擦产生的热量Q=£,­詹2000J,D正确。

7.答案C对A、B、C、D图中游客、滑轮分别受力分析，如图1、图2、图3、图4所示。

游客加速下滑时，游客及滑轮所受的合力均应沿钢索向下，若滑轮与钢索之间光滑，设钢索倾

角为Q则整体下滑的加速度应为gsin。，且此时游客手中的绳子与钢索的方向应该垂直;若游

客匀速下滑,则绳应该沿竖直方向，而实际情况是介于两者之间,则绳的方向应该在垂直钢索

的方向与竖直方向之间，故A、B错误;游客减速上滑时，游客及滑轮所受的合力均应沿钢索向

下,且减速上滑时的加速度大于加速下滑时的加速度，可知C正确,D错误。

8.答案D刚释放时，弹力大于摩擦力,由牛顿第二定律可得kxiim断ma,随着压缩量x的减

小，加速度减小，物体做加速度减小的加速运动，当速度达到最大时加速度为零，满足k?F(imgo

此时弹簧仍处于压缩状态,之后弹力小于摩擦力油牛顿第二定律可得pmgT—ma,随着压缩

量x的减小，加速度增大，物体做加速度增大的减速运动,B、C错误,D正确;当弹簧恢复原长时,

物体与弹簧分离,分离时加速度不为零，之后物体只受摩擦力的作用,做匀减速直线运动,A错

误。

9.答案B从题图乙可知，木板运动2s,小物块从木板上滑落，在0~2s内，由图像可知x=R

2

m=lm,所以木板的长度L=2x=2m,故A正确,B不正确;设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耳,在2~3s内,由图像可得长木板的加速度a尸匹4m/s2,由牛

12A口

um2g=m2a2,解得旷0.5,故C正确;在0~2s内对小物块进行受力分析，设细

绳上拉力为T,竖直方向有Fz+Tsin37°=mg水平方向有Tcos37°工§,又有午长木板的加

速度a^-^0.5m/s2,对木板进行受力分析，结合牛顿第二定律得FW'-与Mg+FjFizai，由牛

顿第三定律得"FJ联立解得耳二旦，故D正确。

.答案D把A、B看成一个整体，由牛顿第二定律可得F-P（M+m）g=（M+m）a,代入数据解得

a=2m/s2以A为研究对象油牛顿第二定律可得Fiimg=ma,解得F=8N,由F=kx可

弹5T弹

得*=0.08m=8cm,l=l0+x=18cm,D选项正确。

11答案D高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条

件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反,A错误;高铁未启动时以手机和支架

整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面的摩擦力,B错误;高铁匀速行驶

时,手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力洪4个力作用,C错误;高铁减速

行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的

支持力共3个力作用,D正确。

12.答案B火箭开始喷气瞬间,对返回舱产生向上的反冲力，因此伞绳对返回舱的拉力F突

然变小,A正确;返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭向下喷气而获得向上的反冲

力，与之相比空气阻力较小,B错误;返回舱向下运动,在喷气过程中所受合外力方向向上，合外

力必做负功,C正确;在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱处于

超重状态,D正确。故选B。

13.答案B水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图所示

静止时FT=Fsin60°,Fcos60°=mAg+F1,F'1=mBg,XJ?#FT=2^3mAg„水平细线

被剪断瞬间,耳消失，其他各力不变,A所受合力与FT等大反向,B所受合力仍为0,则

aA=^^2^g,aB=0o故选B。

□口

14.答案AD如图,设物块质量为m,动摩擦因数为Po物块3给物块4的最大的水平力为

3Pmg,而物块4、5接触面之间的最大静摩擦力为4（inig,所以物块4不会动洞理物块5也不

会动,B错误，若3）imgvFW6国ng,则A正确。若F>6）img,则物块2、3发生相对运动后，物块3

、2的水平力恒为211mg，物块1、2不会发生相对运动,C错误,D正确。故选A、D。

答案BD工件刚放到传送带上时，工件相对传送带向下运动，受到向上的滑动摩擦力，由

mgsin0<|imgcos0可知，工件速度和传送带速度相同时，相对传送带静止，受到向上的静摩擦

力，故A错误;刚放上传送带的工件与刚开始加速1s的工件间距离最小，加速过程由牛顿第二

定律可得ptmgcos（Hngsin0=ma,代入数据可得a=2.5m/s2,由位移时间公式x0；a甲，代入数据

可得xjl.25m,故B正确;工件加速过程所用的时间为t42s=2s,工件加速过程的位移为

x'=iat2=lX2.5X0i=5m,工件匀速运动的时间为®造s=4s,每隔1s把工件放到传送带

22□5

上,所以匀加速过程放了2个,匀速过程放了4个洪6个，故C错误;满载时电机对传送带的牵

引力为F=2）imgcos0+4mgsin0=35N,故D正确。故选B、D。

16.答案D木箱由于惯性运动,木箱运动不需要力来维持,A错误;人推木箱的力与木箱对

人的力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向相反,B错误;撤去推力时，木箱停下

来是由于木箱受到了摩擦力的作用,C错误,D正确。故选D。

17.答案AC开始时运动员静止在蹦床上，所受弹力与重力大小相等，即=600N,则运动

员质量m=60kg,运动员在蹦床上时受到的最大弹力Fm=3300N,最大加速度a:二铲直45

m/s2,A正确;在9.3s~10.1s内F先增大后减小，对应运动过程是:从运动员接触蹦床到将蹦床

压到最低，再向上运动到离开蹦床的过程，前后两个阶段运动员的速度都是先增大后减小，故B

错误油图像可知，运动员离开蹦床后在空中运动的时间为2s,上升和下落的时间分别为t=ls,

则上升的最大高度为h=lgt2=5m,故C正确,D错误;故选A、C。

2

18.答案ABC由题图可知,t=0.4s时他向上加速运动加速度方向向上，处于超重状态,A正

确;0~0.5s这段时间他的加速度m/s2=0.3m/s2,B正确;t=l.ls时他的速度达到最

A口1.0

大值，加速度为0F=G=mg=55xl0N=550N,C正确；t=L5s时他向上做减速运动，加速度方向向

下，处于失重状态,D错误。故选A、B、C„

19.答案AD被检物品无初速度放到传送带A端淇加速度为a=Rg,物品做匀加速运动有

有t=%故在。〜郎打可内，物品做匀加速直线运动，达到传送带速度%后，做匀速运动,A

正确,B错误;摩擦力的功率为P=nmgAPnmg2t,则摩擦力的功率Pf随时间是线性变化的，则C

物品加速过程的位移为「三口口2詈，传送带的位移为％=中,物品与传送带的位移差

的大小为Ax=x1,XJVnt-L当达到共速时位移差的大小为以=堂■，保持不变，则D正确。故选

2"1022口口

AD„

.解析(1股每根轻绳的拉力为丁厂根据平衡条件可得cosncoserf

112

解得T『一L

2cos国cosD

2

(2)运动员用轻绳拉着轮胎做匀速直线运动时，设每根轻绳的拉力为I2,地面与轮胎间的滑动

摩擦力为牟由平衡条件可得

2TocosDcosepf

’21

2T9COS-sin计N=G

，2

又牛pN

联立解得I2二-----二——

2cos^tcosD+Dsinn)

(3)由(2)中12=------32-----

2cos^cosD+DsinD)

当coscousina取最大值时