2024年高考物理一轮复习：牛顿运动定律 测试卷

专题3.4牛顿运动定律精品测试卷

班级姓名学号分数-----------

【满分：100分时间：90分钟】

一、选择题（本题共16小题，每小题4分，共64分。在每小题给出的四个选项中第1〜12题只有一项符合

题目要求，第13〜16题有多项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1.（天津市河北区2025届二模）如图所示，ab、cd是竖直面内两根固定的光滑细杆，ab、cd两端位于相

切的两个竖直圆周上。每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），两个滑环分别从a、c处释放（初速度

为零），用;、依次表示滑环从a到6和从c到d所用的时间，则（）

A.4>t2

B.4=J

C.八<t2

D.4和J的大小以上三种状况都有可能

【答案】B

【解析】设轨道与竖直方向的倾角9,依据几何关系得，轨道的长度/=（2兆+2兆）cose,加速度:

a=mgc°s"0,依据得，t=,与倾角无关，则ti=t2,故B正确，ACD错误。

m2Ve

2.（河北衡水中学2025届调研）质量相等的a、b两物体，分别从粗糙斜面上的同一位置由静止下滑，滑

到斜面底端时进入粗糙水平面接着滑行一段距离后停下，不计从斜面底端进入水平面时的能量损失。已知

两物体运动的L力图像如图所示，则下列说法正确的是（）

A.在整个运动过程中，a的平均速度比b的平均速度小

B.a与斜面间的动摩擦因数比b与斜面间的动摩擦因数大

C.a在水平面上滑行的距离比b在水平面上滑行的距离长

D.在整个运动过程中，a克服摩擦力做功比b克服摩擦力做功多

【答案】C

【解析】由图象可知，a整个过程中的位移大于b的位移，但由于所用的时间关系不知，所以无法比较两物

体的平均速度大小，故A错误；由图可知，a在斜面上运动时的加速度比b的大，由牛顿其次定律可得：

a=gsin9—〃gcos，，所以a与斜面间的动摩擦因数比b与斜面间的动摩擦因数小，故B错误；由V-/图

象可知，图线与时间轴所围的面积表示位移，所以a在水平面上滑行的距离比b在水平面上滑行的距离长,

故C正确；对两物体从静止到停下过程中由动能定理可知，重力所做的功等于克服摩擦力所做的功，由于

重力做功相等，所以在整个运动过程中，a克服摩擦力做功比b克服摩擦力做功相等，故D错误。

3.（山东省青岛市2024年高三三模）胶州湾大桥是青岛市境内黄岛区、城阳区以及李沧区的跨海通道，对

进一步加快山东半岛城市群建设有着重要意义。如图，设桥体中三块相同的钢箱梁1、2、3受到钢索a、b、

c拉力的方向相同，相邻钢箱梁间的作用力均沿水平方向，下列说法正确的是（）

A.钢箱梁1对2的作用力大于钢箱梁2对1的作用力B.钢箱梁3所受合力最大

C.钢箱梁2、3间作用力大于钢箱梁1、2间作用力D.钢索c上的拉力大于钢索b上的拉力

【答案】C

【解析】钢箱梁1对2的作用力与钢箱梁2对1的作用力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故A

错误；每个钢箱梁都处于平衡状态，合力均为零，故B错误；对钢箱梁2受力分析，设钢索的拉力与水平

方向的夹角为氏由平衡条件知居3=42+Teos。，所以钢箱梁1、2间作用力小于钢箱梁2、3间作用力，

故C正确；由竖直方向受力平衡知小沅夕=mg,可得T=钢索拉力的方向相同，所以三块钢箱梁受

sinO

到钢索的拉力大小相等，故D错误。

小「十方一

vwg

4.（2024年陕西省咸阳市高三二模）如图所示，质量为〃的球置于斜面上，被一个竖直挡板拦住。现用一

个水平向右的力尸拉斜面，使斜面在水平面上向右做加速度为a的匀加速直线运动，忽视一切摩擦，下列

说法正确的是（）

A.斜面和挡板对球的弹力的合力等于侬

B.若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零

C.若加速度足够小，则竖直挡板对球的弹力可能为零

D.若加速度不断的增大，斜面对球不仅有弹力，而且该弹力是一个定值

【答案】D

【解析】以小球为探讨对象，分析受力状况，

Fi

mg

如图：受重力侬、竖直挡板对球的弹力K和斜面的弹力依据牛顿其次定律知小球所受的合力为侬，即

重力、斜面和挡板对球的弹力三个力的合力等于面和挡板对球的弹力的合力不等于故A错误。设

斜面的加速度大小为a,依据牛顿其次定律得

竖直方向：Ecos。=侬•①

水平方向：Fi-Asin9=ma,②

由①看出，斜面对球的弹力A大小不变，与加速度无关，不行能为零。由②看出，若加速度足够小时，K

=Esin。=^tan。W0.故BC错误。若尸增大，a增大，斜面的弹力E大小不变。故D正确。

5.（2024年湖北省黄冈中学高考三模）如图所示，倾角为a的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量

均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧相连接，现对A施加一个水平向右大小为F=^mg

的恒力，使48在斜面上都保持静止，假如斜面和两个小球的摩擦均忽视不计，此时弹簧的长度为£,则

下列说法错误的是（）

A.弹簧的原长为L-磐B.斜面的倾角为。=30。

2k

C.撤掉恒力厂的瞬间小球/的加速度不变D.撤掉恒力厂的瞬间小球6的加速度为0

【答案】C

【解析】对小球6进行受力分析，由平衡条件可得：kx=mgsina,解得：工=些军区所以弹簧的原长

k

为L-x=L-整包U；对小球A进行受力分析，由平衡条件可得：Fcosa^mgsma+kx,解得：

k

。=30。，所以弹簧的原长为L-整，故AB正确；撤掉恒力尸的瞬间，对力进行受力分析，可得：

2k

7〃gsina+履=根%，小球/止匕时的力口速度4=g，故C错误。撤掉恒力户的瞬间，弹簧弹力不变，8球

所受合力不变，故8球的加速度为零，故D正确。

6.（2024年江苏省扬州中学高三模拟）智能化电动扶梯如图所示，乘客站上扶梯，先缓慢加速，然后再匀

速上升，则（）

A.乘客始终处于超重状态B.加速阶段乘客受到的摩擦力方向与y相同

C.电梯对乘客的作用力始终竖直向上D.电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上

【答案】D

【解析】加速运动阶段，顾客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加速度，依据牛顿其次定律，电梯

对他的支持力大于其重力，处于超重状态；匀速运动阶段，加速度为0,所以既不超重也不失重。故A错误。

加速阶段乘客加速度斜向上，加速度有水平向右的重量，则受到的摩擦力方向水平向右，选项B错误；加

速阶段，乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力，则电梯对乘客的作用力斜向右上方；电梯匀速

上升时，电梯对乘客只有向上的支持力，即电梯对乘客的作用力竖直向上，选项C错误，D正确.

7.（2024年湖南省衡阳市三模）如图所示，质量分别为m和2m的A,B两物块，用一轻弹簧相连，将A用

轻绳悬挂于天花板上，用一木板托住物块B.调整木板的位置，当系统处于静止状态时，悬挂A物块的悬绳

恰好伸直且没有拉力，此时轻弹簧的形变量为x突然撤去木板，重力加速度为g,物体运动过程中，弹簧始

终在弹性限度内，则下列说法正确的是（）

A.撤去木板瞬间，B物块的加速度大小为gB.撤去木板间，B物块的加速度大小为0.5g

C.撤去木板后，B物块向下运动3x时速度最大D.撤去木板后，B物块向下运动2x时速度最大

【答案】C

【解析】撤去木板瞬间，刀物块受到的合力为3侬，由牛顿其次定律可知：为=L5g,故AB错误；当方物块

受到的合外力为零时，速度最大，此时石=2侬="质，又mg=kx,所以弹簧此时的伸长量苞=2了，即6物

块向下运动3x时速度最大，故C正确，D错误。

8.（安徽省定远中学2024模拟）如图所示，质量为〃的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态，

现对小球同时施加水平向右的恒力片和竖直向上的力，使小球从静止起先向右运动，其中竖直向上的力尸

大小始终与小球的速度成正比，即户=4/（图中未标出），已知小球与杆间的动摩擦因数为，下列说法中

正确的是（）

A.小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的减速运动

B.小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止

C.小球的最大加速度为方力

"+"mg

D.小球的最大速度为

/nk

【答案】D

【解析】刚起先运动时，加速度为a」-4mg-,当速度/增大，加速度增大，当速度丫增大到符

m

合磔后，加速度为：a=Fo—"（kv—mg）,当速度丫增大，加速度减小，当a减小到0,做匀速运动,

m

所以小球的速度先增大后保持不变，加速度先增大后减小，最终保持不变，故AB错误；当阻力为零时，加

速度最大,故小球的最大加速度为娱，故C错误；当加速度为零时，小球的速度最大,此时有:小〃"与-侬）,

m

故最大速度为V”="土警■,故D正确。

如

9.（2024年四川省成都市高三三模）如图，倾角为a的固定斜面上，一光滑物块在一与斜面也成a角的

拉力尸作用下保持静止状态。若仅将尸的方向变为水平向右，则（）

A.物块对斜面的压力不变B.物块对斜面的压力变大

C.物块将沿斜面对上做匀加速直线运动D.物块将沿斜面对下做匀加速直线运动

【答案】B

【解析】对物块受力分析由平衡条件得：斜面对物块的支持力N=mgcosa-尸sin。，将尸的方向变为水

平向右，斜面对物块的支持力N'=mgcosa+Psina,支持力变大，由牛顿第三定律知物块对斜面的压

力变大，故A错误，B正确；处于静止状态时沿斜面方向有：Fcosamgsina,将尸的方向变为水平向

右，沿斜面对上的力为bcosa,沿斜面对下的力为机？sin。，仍旧保持平衡，不会做匀加速直线运动，

故CD错误。

10.（2024年辽宁省沈阳市高三三模）如图所示，水平桌面上放置一个倾角为45°的光滑楔形滑块4一细

线的一端固定于楔形滑块A的顶端。处，细线另一端拴一质量为炉0.2kg的小球。若滑块与小球一起以加

速度a向左做匀加速运动（取炉lOm/s?则下列说法正确的是（）

A.当a=5m/s2时，滑块对球的支持力为

2

B.当a=15m/s2时，滑块对球的支持力为半也N

2

C.当a=5m/s2时，地面对/的支持力肯定大于两个物体的重力之和

D.当a=15m/s2时，地面对/的支持力肯定小于两个物体的重力之和

【答案】A

【解析】设加速度为同时小球对滑块的压力等于零，对小球受力分析，受重力、拉力，依据牛顿其次定律,

有：水平方向：户合=/tos45°=码；竖直方向：咫in45°=mg,解得ao=g。当a=5m/s2时，小球未离开滑块，

水平方向：Aos45°-JS（COS45°=ma；竖直方向：八in45°+Ksin45°-mg,解得公=---N，故A正确;

N2

当a=15m/s2时，小球已经离开滑块，只受重力和绳的拉力，滑块对球的支持力为零，故B错误；当系统相

对稳定后，竖直方向没有加速度，受力平衡，所以地面对/的支持力肯定等于两个物体的重力之和，故C,

D错误。

11.（湖北省武汉市武昌区2025届调研）如图所示，一根竖直轻质弹簧下端固定，上端托一质量为0.3kg

的水平盘，盘中有一质量为1.7kg物体。当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度缩短4cm。缓慢地竖直向下

压物体，使弹簧再缩短2cm后停止，然后马上松手放开。设弹簧总处在弹性限度以内（g取lOm/s?）,则刚松

开手时盘对物体的支持力大小为（）

A.30NB.25.5NC.20ND.17N

【答案】B

【解析】当盘静止时，由胡克定律得：（m+m^g=kL,设使弹簧再压缩AL时手的拉力大小为凡再由

胡克定律得：（7ng+；^g+F）=Zr（L+AL）,联立解得：F=^m+mn）g.刚松手瞬时弹簧的弹力没

有改变，则以盘和物体整体为探讨对象，所受合力大小等于人方向竖直向上。设刚松手时，加速度大小为

F

a,依据牛顿其次定律得：U刖，对物体探讨：FN-mg=ma,联立解得弓=25"故B正确,

ACD错误。

12.（河北省武邑中学2025届模拟）C919大型客机是我国自主设计、研制的大型客机，最大航程为5555

千米，最多载客190人，多项性能优于波音737和波音747。若C919的最小起飞（离地）速度为60m/s,

最大起飞质量为7.5X10"kg,起飞跑道长2.5X101。C919起飞前的运动过程可看成匀加速直线运动，起

飞时空气及其他阻力恒为C919重力的10%,重力加速度g=10m/s2,则下列推断正确的是（）

A.C919的最小起飞加速度为1.44m/s2

B.C919起飞过程中在跑道上运动的最长时间为42s

C.最大起飞质量下，发动机产生的推力至少为1.29X1（/N

D.C919起飞（离地）的瞬间所受的合力为零

【答案】C

【解析】由匀速变速直线运动规律声-说=2ax可得，C919的最小起飞加速度a=匕二%=0.72m/s2,选项

2x

A错误；C919起飞时的平均速度为士立=30m/s,起飞过程中在跑道上运动的最长时间为空配9s=83s,

230

选项B错误；由牛顿其次定律?吗=侬可得4A+3=1.29X1（）5N,选项C正确；C919起飞时向上加速运动离

开地面，合力不为零，选项D错误。

13.（天津市河东区2025届二模）如图甲所示，物块的质量m=lkg,初速度%=10m/s,在一水平向左的

恒力/作用下从O点沿粗糙的水平面对右运动，某时刻恒力P突然反向，整个过程中物块速度的平方随位

置坐标改变的关系图像如图乙所示（g=10m/s2）,贝I（）

A.0~5s内物块做匀减速运动B.在t=1s时刻恒力厂反向

C.恒力/大小为IOND.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3

【答案】BD

V2100,,

【解析】物体匀减速直线运动的加速度大小为：—=—m/s-=10m/s2，匀加速直线运动的加速

2s110

”649?

度大小为：ai=~—=~—~mls=痴1s,依据牛顿其次定律得：F+f=maF-f=ma,联立两式解

2s22x8lf2

f3

得：F=7N,f=3N,则动摩擦因数为：-=—=0.3,物体匀减速直线运动的时间为：

mg10

v10,

4=—=-5=•即在0-1s内做匀减速直线运动，1s后恒力F反向，做匀加速直线运动。故BD正确,

%10

AC错误。

14.（2024年天津市南开中学月考）如图所示，小车板面上的物体质量为m=8kg,它被一根水平方向上拉伸

了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小车由

静止起先运动起来，运动中加速度由零渐渐增大到Im/s?,随即以Im/s?的加速度做匀加速直线运动。以下

说法正确的是（）

a

A.物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发生改变

B.物体受到的摩擦力始终减小

C.当小车加速度（向右）为0.75m/s?时，物体不受摩擦力作用

D.小车以Im/s?的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8N

【答案】AC

【解析】弹簧弹力起先与静摩擦力平衡，大小为6N,当整体加速度从零渐渐增大到Im/s：则物块的加速度

也从零渐渐增大到Im/s）依据牛顿其次定律知，物块的合力从0增大到8N,摩擦力方向向左减小到零，然

后又向右增加，在整个过程中，物体相对小车静止，弹簧弹力不变。故A正确，B错误。当小车加速度（向

右）为0.75m/s2时，则物块所受的合力/合=3=6N,弹簧的弹力等于6N,则摩擦力为零。故C正确。小车以

Im/sz的加速度向右做匀加速直线运动时，物块所受的合力/合=雁?4犯弹簧的弹力等于6N,则摩擦力的大

小为2N,方向水平向右。故D错误。

15.（2024年河北省唐山一中五模）如图所示，质量分别为以、例的46两物块紧靠在一起放在倾角为e

的斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终平行于斜面对上的恒力户推4使它们沿斜面匀加速

上升，为了减小46间的压力，可行的方法是（）

5

e

A.减小推力/B.减小倾角eC.减小夕的质量D.减小力的质量

【答案】AC

【解析】设摩擦因数为4,对26整体受力分析由牛顿其次定律有：

F-mAgsin0-mBgsin0-jLtmAgcos0-]umBgcos0=（jnA+mB）a,

对8受力分析由牛顿其次定律有：

FAB一sin。一〃加cos0=mBa,

MB

FAB=F=—^~

由以上两式可得mA+mB"q+i，可知，为使品减小，应减小推力凡增加/的质量，减小6

mB

的质量，故AC正确。

16.（江西省临川一中、南昌二中2024年联考）为了备战2025年东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了如

图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m=50kg的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10m,竞赛过程

中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m,经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90m的高度。若运动员起跳过

程视为匀加速运动，忽视空气阻力影响,g取10勿/¥。则（）

A.运动员起跳过程处于超重状态

B.起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大

C.起跳过程中运动员对地面的压力为960N

D.从起先起跳到双脚落地须要1.05s

【答案】AD

【解析】运动员离开地面后做竖直上抛运动，依据2g/?=/可知

v=V^=#xl0x（2.9-2.1）m/s=4m/s；在起跳过程中可视为匀加速直线运动，加速度方向竖直向上,

所以运动员起跳过程处于超重状态，依据速度位移公式可知2aA/i=y2,解得

«==^—mls2=16m/s2,对运动员依据牛顿其次定律可知与v-磔=，解得「=1560N,

2A/z2x0.5

依据牛顿第三定律可知，对地面的压力为1560N,故选项A正确，C错误；在起跳过程中做匀加速直线运动,

v+0v

起跳过程的平均速度彳=——=—，运动员离开地面后做竖直上抛运动，离地上升到最高点过程的平均速

22

度%=二。=],故B错误；起跳过程运动的时间G=2=怖s=0.25s,起跳后运动的时间=彳=0.4s,

故运动的总时间/=%+J=0-65s,故D正确。

二、非选择题（本题共3小题，共36分，按题目要求作答。计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数

值计算的要注明单位）

17.（10分）（2024年河南省安阳一中模拟）利用力传感器探讨“加速度与合外力的关系”的试验装置如

图甲所示。

定滑轮制动装置实验小车纸带型生源

钩

码f

力传感器打点计时器

甲

（1）下列关于该试验的说法，正确的是o（选填选项前的字母）

A.做试验之前必需平衡摩擦力

B.小车的质量必需比所挂钩码的质量大得多

C.应调整定滑轮的高度使细线与木板平行

D.试验起先的时候，小车最好距离打点计时器远一点

（2）从试验中选择一条点迹清楚的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示,

已知打点计时器所用电源的频率为50Hzo

0.901.10—^

乙

从图中所给的刻度尺上读出A,6两点间的距离为=cm,该小车的加速度a—m/s"计算结

果保留2位有效数字），试验中纸带的（选填“左”或“右”）端与小车相连接。

【答案】(l)AC(2)0.700.20左

【解析】(1)探讨加速度与力的关系试验中，认为细线的拉力为小车所受的合力，所以试验前需平衡摩擦力,

A正确。因为试验中用力传感器测量细线的拉力，所以不须要满意小车的质量远大于钩码的质量，B错误。

细线的拉力为小车所受的合力，所以细线须要与木板平行，则应调整定滑轮的高度使细线与木板平行，C正

确。试验起先的时候，小车应紧靠打点计时器，D错误。

Ax

(2)从图中所给的刻度尺上可读出力、6两点间的距离为=0.70cm。依据AxuaT2得，加速度=

09X1f)-2

；O01—m/s2=0.20m/s2„试验中纸带的左端与小车相连接。

18.(12分)(2024年山西省长治一中模拟)如图所示，一物体以的=2m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑

究竟端用时t=lSo已知斜面长度2=1.5m,斜面的倾角。=30°,重力加速度取g=10m/s%求：

⑴物体滑到斜面底端时的速度大小；

(2)物