高考物理直线运动规律及牛顿运动定律的应用教学案

专题2直线运动规律及牛顿运动定律的应用

【2020年高考考纲解读】

(1)匀变速直线运动的规律及应用

(2)运动图象与匀变速直线运动规律的综合应用

(3)运动图象与牛顿第二定律的综合应用

(4)动力学的两类基本问题

【命题趋势】

(1)单独考查匀变速直线运动的规律、运动图象的应用以及牛顿运动定律及其应用，题型一般为选择题.

(2)力和运动的关系大多结合牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析综合考查，题目一般为计算题；涉

及的题目与实际密切联系.

【重点、难点剖析】

本专题的高频题型主要集中在牛顿运动定律、匀变速直线运动规律的应用，以及对运动图象的理解及应用

等几个方面，难度适中，本专题知识常与电场、磁场、电磁感应等知识结合，考查带电体或导体棒的运动

规律，复习时要侧重对知识的理解和应用，以及各知识点间的综合分析。

1.必须精通的几种方法

(1)图象法分析物体的运动规律。

(2)整体法和隔离法分析连接体问题。

(3)逆向思维法处理匀减速直线运动。

(4)正交分解法在动力学问题中的应用。

(5)对称法分析竖直上抛运动。

2.必须明确的易错易混点

(1)处理刹车类问题时要注意在给定的时间内车是否已经停止运动。

(2)物体沿斜面上冲时，从最高点返回时的加速度与上冲时的加速度不一定相同。

(3)处理追及相遇问题时，若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意追上前该物体是否已停止运动。

Av

(4)注意区分a、Av、At三个物理量。

(5)由图象得到的加速度方向与应用牛顿第二定律列式时所取的正方向应保持一致。

(6)超重或失重的物体加速度方向不一定沿竖直方向。

⑺加速度“突然”变化时，绳、杆产生的弹力可能跟着“突变”，而弹簧、橡皮筋产生的弹力不会“突变”。

3.求解追及相遇问题的基本思路

4.要抓住一个条件，两个关系

(D一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件，也是分析

判断的切入点。

(2)两个关系：即时间关系和位移关系。通过画草图找出两物体的位移关系是解题的突破口。

【题型示例】

题型一直线运动的概念和规律

例1.12020•新课标I卷】(20分)真空中存在电场强度大小为瓦的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖

直向上做匀速直线运动，速度大小为V。。在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保

持其方向不变。持续一段时间心后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油

滴运动到B点。重力加速度大小为g。

(1)求油滴运动到B点时的速度。

(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的匕和V。应满足的条

件。已知不存在电场时，油滴以初速度V。做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。

【答案】(1)女="-2gti

【解析】(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正。油滴在电场强度大小为日的匀

强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上。在t=0时，电场强度突然从瓦增加至E2时，油滴做竖

直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小为满足

自与一侬=耀的①

油滴在时刻t,的速度为

/=%+&也②

电场强度在时刻心突然反向，油滴做匀变速直线运动，加速度方向向下，大小出满足

油滴在时刻t2=2tl的速度为

V2=V1-^1@

由①(§庖④式得

2g4⑤

(2)由题意，在E时刻前有qE、=ntg⑥

油滴从r=0到时刻r.的位移为$广出弓砧:⑦

油滴在从时刻n到时刻l*：的时间间隔内的位移为邑=电-3初:®

由题给条件有%：=2g(2〃)⑨

式中〃是仄X两点之间的距离。

若5点在/点之上，依题意有与-1=〃⑩

月=[2-2色-+」(也力耳

由①@@④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得助4瓯⑪

才是可能的：条件须和⑭式分别对应于外>°和为<°两种情形。

若B在A点之下，依题意有/+%=一力⑮

娱=[2-2生_工(与?]耳

由①@@@⑦⑧⑨⑮S；得助4助⑯

^2-22」("y>1

为使用>温，应有或4助⑰

趋

即2g⑱

另一解为负，不符合题意，已舍去。

【变式探究】[2020•全国卷I]一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力

不发生改变，贝!1()

A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同

B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直

C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同

D.质点单位时间内速率的变化量总是不变

【答案】BC【解析】由牛顿第二定律，质点的加速度总是与该恒力方向相同，且加速度恒定，单位时间

内速度的变化量不变，但速率的变化量可能不同，选项C正确，选项D错误；当恒力与速度方向不在同一

直线上时，质点做匀变速曲线运动，速度方向与恒力方向不相同，但速度方向不可能总与该恒力方向垂直，

选项B正确；只有当恒力与速度同向，做匀加速直线运动时，速度方向才与该恒力方向相同，选项A错误.

【变式探究】（2020•浙江理综，15,6分）（难度★★）如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的

△x

遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间At.测得遮光条的宽度为Ax,用At近似代表滑块通过

△x

光电门时的瞬时速度.为使At更接近瞬时速度，正确的措施是（）

A,换用宽度更窄的遮光条

B.提高测量遮光条宽度的精确度

C.使滑块的释放点更靠近光电门

D.增大气垫导轨与水平面的夹角

△x-Ax-

解析At是At时间内的平均速度，At越小，At就越接近某点的瞬时速度.A选项中换用更窄的遮光条,

△x

就是取更短的时间At,A正确；B、C、D选项中的处理不能保证At很短，At不能确定更接近瞬时速度,

选项B、C、D错误.

答案A

【变式探究】（2020•广东理综，14,4分）（难度★★）如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向

运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物（）

A.帆船朝正东方向航行，速度大小为v

B.帆船朝正西方向航行，速度大小为v

C.帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为v

D.帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v

解析以帆板为参照物，分析帆船的速度，如图所示,

有tang=1,夕=45°,所以以帆板为参照物，帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为"

心n故D正确.

答案D

【变式探究】（2020•山东理综，14,6分）（难度★★）距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m,

在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h,如图.小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时

将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地.不计空气阻

力，取重力加速度的大小g=10m/s,.可求得h等于（）

日A3

A.1.25mB.2.25mC.3.75mD.4.75m

2Hd

解析小车上的小球自A点自由落地的时间t,=g，小车从A到B的时间tz=v；小车运动至B点时细线轧

2h2Hd2h

断，小球下落的时间t3=g；根据题意可得时间关系为ti=t?+t3,即g=v+g解得h=L25m,选项A

正确.

答案A

【变式探究】（2020•江苏单科，5,3分）（难度★★）如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m

设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5s和2s.关卡刚放行时，一同学立

即在关卡1处以加速度2m//由静止加速到2m/s,然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是（）

关卡1关卡2关卡3关卡4关卡5

8m8m8tn8m

A.关卡2B.关卡3C.关卡4D.关卡5

解析由题意知，该同学先加速后匀速，速度增大到2m/s用时t=-=ls,在加速时间内通过的位移X；

1m,t：=4s,x；=v-f；=8m,已过关卡2,tj=2s时间内m,关卡打开，f,=5s,x,=

=10m,此时关卡关闭，距离关卡4还有1m,到达关卡4还需t==0.5s,小于2s,所以最先挡住他前

进的是关卡%故C正确.

答案C

题型二运动图象、追及相遇问题

例2.（多选）（2020•全国卷I,21）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v-t图象如图1所示。已知

两车在t=3s时并排行驶，贝U（）

图1

A.在t=ls时，甲车在乙车后

B.在t=0时，甲车在乙车前7.5m

C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s

D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

解析根据v-t图，甲、乙都沿正方向运动。t=3s时，甲、乙相遇，此时v甲=30m/s,v乙=25m/s,

,11

由v—t图线所围面积对应位移关系知，0〜3s内甲车位移x单=2X3X30m=45m,乙车位移x乙=2

X3X（10+25）m=52.5m。故t=0时，甲、乙相距Axi=xZ一x甲=7.5m,即甲在乙前方7.5m,B选

11

项正确；0〜1s内，x甲'=2X1X10m=5m,x乙'=2X1X（10+15）m=12.5m,Ax2=xz.z—x甲'

=7.5m=AX1,说明甲、乙第一次相遇，A、C错误；甲、乙两次相遇地点之间的距离为x=x甲一x甲

45m—5m=40m,所以D选项正确。

答案BD

【变式探究】（2020•广东理综，13,4分）（难度★★）甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前

1小时内的位移一时间图象如图所示，下列表述正确的是（）

00.20.40.60.81.0如

A.0.2〜0.5小时内，甲的加速度比乙的大

B.0.2〜0.5小时内，甲的速度比乙的大

C.0.6〜0.8小时内，甲的位移比乙的小

D.0.8小时内，甲、乙骑行的路程相等

解析位移一时间图象的斜率绝对值反映速度大小，在0.2~0.5小时内，甲、乙均做匀速直线运动，加速

度为0,甲图象斜率大于乙图象，说明甲的速度大于乙的速度，故A错误，B正确；由位移一时间图象可以

看出在0.6〜06小时内甲的位移比乙的大，故C错误，由位移-时间图象看出在r=05小时时，甲在5=10

km处，而乙在处，进一步得出在。.8小时内甲的路程比乙的大，故D错误.

答案B

【变式探究】（2020•江苏单科，5,3分）（难度★★）一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做

匀减速直线运动，直到停止.下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是（）

解析汽车从静止开始做匀加速直线运动，由v?=2ax知当速度达到最大值v・时做匀减速直线运动直到速

度为0,由运动的可逆性得v?=2a'x,将图象旋转90。，则变为x=2vz,为标准的二次函数，故选项A

正确.

答案A

【变式探究】（2020•天津理综，1,6分）（难度★★）质点做直线运动的速度一时间图象如图所示，该质

点（）

A.在第1秒末速度方向发生了改变

B.在第2秒末加速度方向发生了改变

C.在前2秒内发生的位移为零

D.第3秒末和第5秒末的位置相同

解析由题图可知0〜2s内，速度为正，运动方向未改变，2s末时，位移最大，v-t图线斜率表示加速

度，1〜3s图线斜率未改变，故第2s末加速度方向没有变化，A、B、C错误；由v-t图线与时间轴所围

“面积”表示位移知，第3s末和第5s末质点位置相同，D正确.

答案D

【变式探究】(2020•福建理综，20,15分)(难度★★★)一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其

运动过程的v-t图象如图所示.求：

(1)摩托车在0〜20s这段时间的加速度大小a；

(2)摩托车在0〜75s这段时间的平均速度大小v.

,―vt-vO^

解析（1）加速度a=t①

由v-t图象并代入数据得

a=l.5m/s2@

,0+vm/

⑵设20s时速度为V”0〜20s的位移s1=2。③

20〜45s的位移s2=v.t2@

vm+O„

45~75s的位移S3=2t3⑤

0~75s这段时间的总位移s=st+sz+s3⑥

0~75s这段时间的平均速度v=tl+戛+t3⑦

代入数据得v=20m/s⑧

答案(1)1.5m/s2(2)20m/s

题型三牛顿运动定律的理解

例3.（2020•天津理综，8）我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，

提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相

同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节

车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（）

图6

A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B.做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3：2

C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比

D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2

解析列车启动时，乘客随车厢加速运动，加速度方向与车的运动方向相同，故乘客受到车厢的作用力方

向与车运动方向相同，选项A错误；对6、7、8节车厢的整体有F56—3kmg=3ma,对7、8节车厢的整体

有F67-2kmg=2ma,故5、6节车厢与6、7节车厢间的作用力之比为F56：F67=3：2,选项B正确；关闭发

1,v2

动机后，根据动能定理得2•8mv2=8kmgx,解得x=2kg,可见滑行的距离与关闭发动机时速度的平方成正

2P

比，选项C错误；8节车厢有2节动车时的最大速度为v.i=8kmg；8节车厢有4节动车时最大速度为v应

4Pvml1

=8kmg,贝!]丫应=2,选项D正确。

答案BD

【举一反三】（2020•安徽理综，15,6分）（难度★★）由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电

量分别为S和q2,其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F=k“q包lq2，式中k为静电力常量.若

用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为（）

A.kg•A2•m3B.kg•A-2•m3•s-4

C.kg•m2•C-2D.N•m2•A-2

a]a2Fr2

解析由F=kr2得k=qlq2,贝!|k的单位为：N,m2•C_2=kg,m,S-2,m2•（A,S）"=kg,m3•A-2•S'4,

故B正确.

答案B

【变式探究】（2020•海南单科，8,5分）（难度★★★）（多选）如图，物块a、b和c的质量相同，a和b,

b和c之间用完全相同的轻弹簧Si和&相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点0,整个系统处于静止状

态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a”Si和S2相对于原长的伸长分别记为AL和AL,重

力加速度大小为g.在剪断的瞬间（）

。

/"/，z

—

_a—|

।s

I

n

J

S

2

I

C-

A.ai=3gB.ai=U

C.Alt=2Al2D.Alt=Al2

解析设物体的质量为叫剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹蓄还没有来得及改变，所以剪断细线的

瞬间a受到重力和弹簧外的拉力Ty,剪断前对3、r和弹蓄组成的整体分析可知Zi=2mg,故a受到的合力

F=tng+Ti=mg+2mg=3mg,故加速度8二手3且，A正确，3错误：设弹簧52的拉力为八，则石="塔,

根据胡克定律尸=W可得△/】=：!△上，C正确，D错误.

答案AC

【变式探究】（2020•北京理综，19,6分）（难度★★）伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的

科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的0

点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，

小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论

A.如果斜面光滑，小球将上升到与0点等高的位置

B.如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

解析根据实验结果，得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与0点等高的位置，A项正确;

而小球不受力时状态不变，小球受力时状态发生变化，是在假设和逻辑推理下得出的结论，不是实验直接

结论，所以B和C选项错误；而D项不是本实验所说明的问题，故错误.

答案A

【变式探究】（2020•山东理综，15,6分）（难度★★）（多选）一质点在外力作用下做直线运动，其速度

随时间t变化的图象如图.在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有（）

解析丫“图象中，纵轴表示各时刻的速度，门、匕时刻速度为正，3“时刻速度为负，图线上各点切线的

斜率表示该时刻的加速度，:】、匕时刻加速度为正，上、口时刻加速度为负，根据牛顿第二定律，加速度与合

外力方向相同，故在时刻合外力与速度i匀为正，B时刻合外力与速度均为负，A、C正确，B、D错误.

答案AC

题型四牛顿运动定律的应用

例4.12020•新课标HI卷】（20分）如图，两个滑块A和B的质量分别为皿=1kg和%=5kg,放在静

止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为h=0.5；木板的质量为m=4kg,与地面

间的动摩擦因数为U2=0.1»某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v°=3m/s。A、B相遇时，

A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s:求

77777777777777777777777777777^

（1）B与木板相对静止时，木板的速度；

（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。

【答案】（1）1m/s（2）1.9m

【解析】（1）滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别

为R、fz和f3,A和B相对于地面的加速度大小分别是和as,木板相对于地面的加速度大小为a,»在物

块B与木板达到共同速度前有

J\=①

A=〃仔3g②

君=外（%+幽z+冽）g③

由牛顿第二定律得

f\=mAaA®

h=组科8⑤

m=吟⑥学

设在ti时刻，B与木板达到共同速度，设大小为打。由运动学公式有

/=%-*⑦

匕=々而⑧

联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得匕=1m/s⑨

（2）在匕时间间隔内，B相对于地面移动的距离为与-;a/；⑩

设在B与木板达到共同速度打后，木板的加速度大小为az,对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有

工+力气啊+啕的⑪

由①②④⑤式知，&=aB；再由⑦⑧可知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为V”但运动方向与

木板相反。由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为V”设A的速度大小从口变到V2

所用时间为则由运动学公式，对木板有为=4-。2£2⑫

对A有%=一匕+口后⑬

在t2时间间隔内，B（以及木板）相对地面移动的距离为5=丫4-ga2g⑭

在（ti+t2）时间间隔内，A相对地面移动的距离为力=%（£1+£2）-；%（4+4）2⑮

A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时，两者之间的距离为

$0=$人+$1+$3⑯

联立以上各式，并代入数据得％=1.9m⑰

（也可用如图的速度-时间图线求解）

【变式探究】（2020•四川理综，10）避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等

组成，如图10竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为9的斜面。一辆长12m的载有货物的货车因刹

车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头

滑动，当货物在车厢内滑动了4m时，车头距制动坡床顶端38m,再过一段时间，货车停止。已知货车

质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小

为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos0=1,sin0=0.1,g=10m/s2.

求：

.J.道"赵星二三二一的佛设施

图10

(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；

(2)制动坡床的长度。

解析(1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数U=0.4,受摩擦力大

小为f,加速度大小为ai,则

f+mgsin。=mai①

f=umgcos。②

联立①②并代入数据得&=5m/s?③

ai的方向沿制动坡床向下。

(2)设货车的质量为M,车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23m/s。货车在车厢内开始滑动到车头距制

动坡床顶端s°=38m的过程中，用时为3货物相对制动坡床的运动距离为s1，在车厢内滑动的距离s=

4m,货车的加速度大小为az,货车相对制动坡床的运动距离为S2。货车受到制动坡床的阻力大小为F,F

是货车和货物总重的k倍，k=0.44,货车长度lo=12m,制动坡床的长度为1,则

Mgsin。+F—f=Ma2④

F=k(m+M)g⑤

1

Si=vt-2ait2@

1

S2=vt—2a2t2⑦

s=si-s2®

l=lo+so+s2(§)

联立①②④〜⑨并代入数据得

1=98m⑩

答案(1)5m/s2方向沿制动坡床向下(2)98m

【举一反三】（2020•新课标全国n,20,6分）（难度★★★）（多选）在一东西向的水平直铁轨上，停放着

一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻

2_

车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为3a的加速度向西行驶时，P和Q间

的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（）

A.8B.10C.15D.18

解析设尸。西边有“节车厢，每节车厢的质量为明则―海以。

PQ东边有k节车厢，则尸二物或②

联立①②得3”=23由此式可知，只育瞰偶数，

当*=2时，-3,总节数为.V=S

当〃=4时，Q6,总节数为\二10

当a=6时，Q9,总节数为X=”

当"=8时，=12,总节数为\=20,故选项B、C正确.

答案BC

【变式探究】（2020•新课标全国I,20,6分）（难度★★★）（多选）如图（a）,一物块在t=0时刻滑上一

固定斜面，其运动的v-t图线如图（b）所示.若重力加速度及图中的V。、VI、口均为已知量，则可求出（）

A.斜面的倾角

B.物块的质量

C.物块与斜面间的动摩擦因数

D.物块沿斜面向上滑行的最大高度

解析由v-t图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为2=打，根据牛顿第二定律得mgsin0+

vOvl、

umgcos0=ma,即gsin0+ugeos。=tl.同理向下滑行时gsin0—ugeosB=tl,两式联立得

vO+vlvO—vl

sin0=2gtl,u=2gtlcos9.可见能计算出斜面的倾斜角度。以及动摩擦因数，选项A、C正确；

vO

物块滑上斜面时的初速度V。已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0,那么平均速度为2,所

vO

以沿斜面向上滑行的最远距离为x=2根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度为xsine

vOvO+vlvO（vO+vl）

=2tIX2gtl=4g,选项D正确；仅根据v-t图象无法求出物块的质量，选项B错误.

答案ACD

【变式探究】（2020•海南单科，9,5分）（难度★★★）（多选）如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放

一物块.开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时（）

B.物块与斜面间的正压力增大

C.物块相对于斜面减速下滑

D.物块相对于斜面匀速下滑

解析当升降机加速上升时，物体有竖直向上的加速度，则物块与斜面间的正压力增大，根据滑动摩擦力

公式Ff=uFH可知物体与斜面间的摩擦力增大，故A错误，B正确；设斜面的倾角为0,物体的质量为m,

当匀速运动时有mgsin9=umgcos9,即sin0=ucos6,假设物体以加速度a向上运动时，有FN

=m（g+a）cos9,Ff=nm（g+a）cos9,因为sin9=ucos9,所以m（g+a）sin9=Pm（g+a）cos

e,故物体仍做匀速下滑运动，C错误，D正确.

答案BD

【变式探究】（2020•重庆理综，5,6分）（难度★★★）若货物随升降机运动的v-t图象如图所示（竖直向

上为正），则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是（）

ABD

解析由x图象可知：过程①为向下匀加速直线运动（加速度向下，失重，Fong）；过程②为向下匀速直线

运动（处于平衡状态，尸二加g），过程③为向下匀减速直线运动।加速度向上，超重，加喻过程④为向上匀

加速直线运动（加速度向上，超重，冷啮;过程⑤为向上匀速直线运动（处于平衡状态，F=mg'）;过程⑥为

向上匀减速直线运动（加速度向下，失重，Fs®・综合选项分析可知B选项正确.

答案B

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清

楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答

题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1.如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池的正、负极相接，两板间一带电微粒恰好处于静止状态,

现将下极板向上平移一小段距离，则在此过程中下列说法中正确的是（）

A.电容器的带电荷量变大

B.电路中有顺时针方向的短暂电流

C.带电微粒仍将静止

D.带电微粒将向下做加速运动

2.质量相同的甲、乙两车同时从同一地点沿同一直线运动，它们的运动速度随时间变化的v-t图象如

图所示。关于两车的运动情况，下列说法正确的是（）

A.在0~t。内，乙车一直在做加速度减小的加速运动

B.在土=打时，甲乙两车恰好相遇

C.在t=2t。时刻，甲乙两车相距最远

D.在0~2t。内，甲车的平均速度大小为V。

3.图甲的铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的

边缘接触。闭合电键给S,给铜盘一个初动能，铜盘转动方向和所处磁场如图乙所示，不计一切摩擦和空

气阻力，下列说话正确的是（）

弹

A.通过圆盘平面的磁通量增加

B.通过电阻R的电流方向向下

C.断开电键S,圆盘将减速转动

D.断开电键S,圆盘将匀速转动

4.电荷量为和Q2的两点电荷分别固定在x轴上的0、C两点，规定无穷远处电势为零，x轴上各点电势

随x的变化关系如图所示.则

A.Qi带负电,Qz带正电

B.G点处电场强度的方向沿x轴正方向

C.将带负电的试探电荷自G点静止释放，仅在电场力作用下一定不能到D点

D.将带负电的试探电荷从D点沿x轴正方向移到J点，电场力先做负功后做正功

5.电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用。如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L,两侧端

面是边长为L的正方形；流经泵体内的液体密度为P、在泵头通入导电剂后液体的电导率为。（电阻率

的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的磁场B,把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上,

A.增大磁感应强度可获得更大的抽液高度

B.通过泵体的电流I=UL"。

C.泵体上表面应接电源负极

D.增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度

6.在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙

述正确的是（）

A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫微元法

B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变

研究加速度与质量的关系，该实验采用了假设法

C.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运

动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法

D.伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得

出自由落体的运动规律，这里采用了实验和逻辑推理相结合的方法

二、多项选择题

7.有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V,现使它的电荷量减少3X1（）TC,于是电容器两极板间

电压降为原来的1,此电容器的电容是UF,电容器原来的带电荷量是C,若电容器极

3

板上的电荷全部放掉，电容器的电容是NF。

8,下列说法正确的是

A.若已知气体在某一状态下的密度和单个气体分子的体积，即可求出单个分子质量

B.同一种液体的沸点与压强有关，压强越大，沸点越高

C.盛放水的密闭容器中，当水蒸气达到饱和时，不再有水分子飞出水面

D.浸润液体在细管中会上升，不浸润液体在细管中会下降，这样的现象都称为毛细现象

E.理想气体在等压膨胀过程中，气体分子在相等时间内对容器内壁相同面积上的撞击次数会减少

9.如图所示，质量分别为叫、nk的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直

线运动，nu在地面，m?在空中。此时，力F与水平方间成8角，弹簧中弹力大小为R,弹簧轴线与水平

方向的夹角为a,nh受地面的摩擦力大小为f,则下列正确的是（）

C.F一定小于R

D.F一定大于f

6

10.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=<nT.单匝矩形线圈面积S=lm2,电阻不计，绕垂直于磁场的轴

00,匀速转动.线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，®为交流电流表.调整副线圈的滑动触头P,当

变压器原、副线圈匝数比为1：2时，副线圈电路中标有“36V,36W”的灯泡正常发光.以下判断正确的

是（）

A.电流表的示数为1A

B.矩形线圈产生电动势的最大值为18V

C.从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为e=18\%in90ntV

D.若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移

三、实验题

11.小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在0点的单摆由长为1的细线和直径为

d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动,

小球B做平抛运动。

(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d=nmu又测得了小球A质量叫，细线长度1,

碰撞前小球A拉起的角度a和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。为完成实验，还

需要测量的物理量有：.

(2)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期(选填“小于”、“等于”或“大于”)

粘合前单摆的周期(摆角小于5。)。

12.一小球从离地面500m处自由落下，不计空气阻力，取g=10m/s2,求:

(1)小球落到地面需要的时间.

(2)小球在开始下落后第1s内的位移大小.

(3)小球在下落时间为总下落时间一半时的位移大小.

四、解答题

13.如图所示，一个质量m=2kg的滑块在倾角为0=37°的固定斜面上，受到一个大小为40N的水平

推力F作用，以Vo=2Om/s的速度沿斜面匀速上滑。(sin37°=0.6,取g=10m/s2)

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;

(2)若滑块运动到A点时立即撤去推力F,求这以后滑块再返回A点经过的时间。

14.如图，由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0℃的水槽中，B的容积是A/4倍。阀

门S将A和B两部分隔开.A内为真空，B和C内都充有气体.U形管内左边水银柱比右边的低50mm.打开阀

门S,整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的

容积。

(i)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位)

(ii)将右侧水槽的水从O'C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为40mm,求加热后右侧水槽

的水温。

【参考答案】

一、单项选择题

题号123456

答案ADCCAD

二、多项选择题

7.4.5X10-4150

8.BDE

9.AD

10.BC

三、实验题

11.40；小球B质量m2,碰后小球A摆动的最大角尸；大于;

12.(1)10s(2)5m(3)125m

四、解答题

13.(1)0.5；(2)(2-2而

14.(l)200nunHg(2)327.6K

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清

楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答

题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1.如图所示，挂在天平底部的矩形线圈abed的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示逆

时针方向的电流I时，调节两盘中的祛码，使天平平衡。然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加

质量为2X10-2kg的祛码，才能使天平重新平衡。若矩形线圈的匝数为10匝，通入的电流1=0.1A,be

边长度为10cm,g取10m/s2,则磁场对be边作用力F的大小和该磁场的磁感应强度B的大小分别是

（）

国

A.F=0.2N,B=20T

B.F=0.2N,B=2T

C.F=0.IN,B=1T

D.F=0.IN,B=10T

2.把质量是0.2kg的小球放在竖立的轻质弹簧上，并将球向下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后,

球被弹起并沿竖直方向运动到最高位置C（图丙），途中经过B的位置时弹簧正好处于自由状态（图乙）。

已知B、A的高度差为0.1m,C、B的高度差为0.2m,不计空气阻力，重力加速度取lOm/s?,下列说法正

确的是（）

o

i•plz.l内

A.从A到C的过程中，球先加速后减速，在B位置时动能最大

B.从A到C的过程中，球的机械能守恒

C.松手瞬间球的加速度为10m/—

D.弹簧被压缩至A位置时具有的弹性势能为0.6J

3.如下图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比m：n2=5：1,电阻R=20Q,L、L?为规格相同的两只小

灯泡，Si为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源，输入电压U随时间t的变化关系如图乙所示.现将8

接1、Sz闭合，此时上正常发光.下列说法正确的是()

A.输入电压u的表达式u=20sin(100art)V

B.只断开由后，L、L?均正常发光

C.只断开园后，原线圈的输入功率增大

D.若&换接到2后，R消耗的电功率为0.8W

4.如图所示，一箱苹果沿着倾角为0的光滑斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只苹果，它周围苹果对

它作用力的合力

A.对这只苹果做正功

B.对这只苹果做负功

C.对这只苹果不做功

D.无法确定

5.矩形导线框abed放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示，磁感线方向与导线框所

在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面

向里，在0~4s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定向左为安培力的正方向)可能是

()

6.可视为质点的a、b两个物体在同一位置沿同一方向同向开始运动，它们的位移一一时间图像分别如图

中图线甲、乙所示，其中图线甲是一条倾斜的直线，图线乙是一条x=0.4d的抛物线，两图线的交点坐

标（5,10I,则在0~5s内（）

A.a做的是直线运动，b做的是曲线运动

B.b运动的加速度大小为0.4冽/s2

C.£=2.5s时，a、b相距最远

D.a、b相距的最大距离为2活

二、多项选择题

7.下图是密闭在钢瓶中的理想气体，在温度时的分子速率分布图象，则「—T?（选填、“=”

或"V”）；若在温度「、为时理想气体的体积相同，则温度为—（选填“TJ或“Tz”）时的压强大.

不速度区间的分列k

占总分NrM百分tt

25

■7>

建度区的

8.如图为一列简谐横波某时刻的波形图，介质中有P、Q、M三个质点，此时的纵坐标分别为yk2cm,

yo=-2cm.下列说法正确的是.

A.P、Q两质点的速度方向总是相同

B.Q、M两质点的加速度总是相同

C.P、M两质点的速度总是大小相等、方向相反

D.在任何相等时间内，P、M两质点通过的路程总相等

E.P、M两质点对平衡位置的位移总是大小相等、方向相反

9,1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上

方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中

心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是

工

A.圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的泯电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D,圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

10.2019年4月10日，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图所示.黑洞

是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸（光速为c）.若黑洞的质量为M,半径为R,引

力常量为G,其逃逸速度公式为M=1卷如果天文学家观测到一天体以速度V绕某黑洞做半径为r

的匀速圆周运动，则下列说法正确的有

A.M号

B.M=Gv2r

C.该黑洞的最大半径为闿£

D.该黑洞的最小半径为与1

c

三、实验题

11.在如图所示的电路中，两平行正