三年高考真题（2022-2024）分类汇编 物理 专题06运动和力的关系 含解析

专题06运动和力的关系考点三年考情（2022-2024）命题趋势考点1牛顿运动定律（5年5考）2024年高考湖南卷：细线、弹簧相连悬挂的四个小球。考查瞬时加速度；2024年高考广东卷：物块竖直下落到轻质弹簧上，选择正确的图像或图像。2022新高考江苏卷第1题：高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，考查书相对桌面静止的最大加速度。2024年高考辽宁卷：木块木板模型——以速度图像给出解题信息。2024年高考北京卷：飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动．考查相互作用力。2022年高考全国理综甲卷第19题：用一轻弹簧水平连接质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，在水平外力作用下匀速运动后撤去外力，考查牛顿运动定律及其相关知识点。2022年高考上海卷：神舟十三号在返回地面过程。2022年6月浙江选考：物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，考查牛顿运动定律的综合运用。2022年高考辽宁物理卷：小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端。2023年高考全国甲卷：用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，给出两物体所受拉力F与其加速度a的关系图线。1.牛顿运动定律是高中物理核心内容，也是高考考查频率较高的知识点，大多与曲线运动、天体运动、卫星、功和能、带电粒子在电场、磁场中的运动、电磁感应等知识点综合考查。2.单独考查牛顿运动定律，一般与受力分析、实际情景、传送带、滑块木板模型、图像等结合考查。3.考查单位制通常有四种题型：①给出单位，选择单位对应的物理量；②判断下列属于某物理量的单位；③判断下列属于国际单位制中基本单位符号。④判断给出的公式是否正确。考点2单位制（5年3考）2022年1月浙江选考：选择单位为J/m的物理量；2022年6月浙江选考：判断下列属于力的单位；2023年1月浙江选考：判断下列属于国际单位制中基本单位符号。考点01牛顿运动定律1.（2024年高考湖南卷）如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（）A.g， B.2g， C.2g， D.g，【答案】A【解析】剪断前，对BCD分析对D剪断后，对B解得方向竖直向上；对C解得方向竖直向下。故选A。2.（2024年高考广东卷）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点，取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F，运动时间为t。忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是（）A．B．C． D．【答案】B【详解】AB．在木块下落高度之前，木块所受合外力为木块的重力保持不变，即当木块接触弹簧后，弹簧弹力向上，则木块的合力到合力为零前，随着增大减小；当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中木块所受合外力向上，随着增大增大，图像如图所示故B正确，A错误；CD．在木块下落高度之前，木块做匀加速直线运动，根据速度逐渐增大，图像斜率逐渐增大，当木块接触弹簧后到合力为零前，根据牛顿第二定律木块的速度继续增大，做加速度减小的加速运动，所以图像斜率继续增大，当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中木块所受合外力向上，木块做加速度增大的减速运动，所以图斜率减小，到达最低点后，木块向上运动，经以上分析可知，木块先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，再做匀减速直线运动到最高点，图像大致为故CD错误。故选B。3.（2022新高考江苏卷第1题）高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度．若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过（）A. B. C. D.【参考答案】B【命题意图】本题考查静摩擦力、牛顿运动定律及其相关知识点。【解题思路】书放在水平桌面上，书相对于桌面不滑动，书受到的是静摩擦力。若书不滑动，由解得高铁的最大加速度为即故若书不动，高铁的最大加速度不超过，B正确，ACD错误。【关键点拨】要注意题述“高铁的最大加速度不超过”。4.（2024年高考辽宁卷）一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为μ。时，木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知到的时间内，木板速度v随时间t变化的图像如图所示，其中g为重力加速度大小。时刻，小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是（）A.小物块在时刻滑上木板 B.小物块和木板间动摩擦因数为2μC.小物块与木板的质量比为3︰4 D.之后小物块和木板一起做匀速运动【答案】ABD【解析】由题图可知，时木板的速度开始减小，说明小物块在时刻滑上木板，A正确；由题图可知时间内，木板的加速度为，时木板的速度为，由题意知，时小物块以速度滑上木板，时小物块的速度为，设小物块质量为m，小物块与长木板之间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律可得，，联立解得，B正确；由题图可知，时间内，对木板由牛顿第二定律可得，，解得。时间内，木板的加速度大小，设木板的质量为M，由牛顿第二定律可得，，解得，C错误；时，小物块与长木板速度相等，小物块和长木板整体受到F和地面摩擦力f作用，，由于F和f相等，方向相反，整体受力平衡，一起做匀速运动，D正确。5．（2024年高考北京卷）如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动．飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（）A． B． C． D．【参考答案】．A牛顿第二定律【名师解析】对整体应用牛顿第二定律有，对空间站分析有，解两式可得飞船和空间站之间的作用力，A正确，BCD错误．6．（2022年高考全国理综甲卷第19题）如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）A．P的加速度大小的最大值为B．Q的加速度大小的最大值为C．P的位移大小一定大于Q的位移大小D．P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小【参考答案】AD【命题意图】本题考查受力分析、牛顿运动定律和图像法分析等。【解题思路】在拉力作用下，PQ做匀速运动，弹簧弹力T=μmg。撤去拉力F瞬间，P受到向后的弹力T和摩擦力μmg，由牛顿第二定律，T+μmg=maP，解得aP=2μg，选项A正确。Q受到向前的弹力T和向后的摩擦力μmg，由牛顿第二定律，T-μmg=maQ，解得aQ=0，选项B错误。撤去拉力F后，P做加速度逐渐减小的减速运动，Q做加速度逐渐增大的减速运动，画出PQ的速度图像，如图。可知P的位移大小一定小于Q的位移大小，P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小，选项C错误D正确。【思路点拨】通过分析PQ的运动情景，画出速度图像，一目了然，事半功倍。7.（2022高考上海）神舟十三号在返回地面的过程中打开降落伞后，在大气层中经历了竖直向下的减速运动。若返回舱所受的空气阻力随速度的减小而减小，则加速度大小（）A.一直减小B.一直增大C.先增大后减小D.先减小后增大【参考答案】A【命题意图】本题考查牛顿运动定律+运动情况分析+模型思维【名师解析】打开降落伞后，所受空气阻力f大于重力，降落伞做减速运动。根据题述，f=kv，由牛顿第二定律kv-mg=ma，解得a=kv/m-g，由于速度v逐渐减小，由a=kv/m-g可知，加速度a一直减小，选项A正确。【知识拓展】打开降落伞后的速度随时间变化图像加速度随速度变化的图像8．（9分）（2022年6月浙江选考）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度l1=4m，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点（取cos24°=0.9，sin24°=0.4）。第第19题图（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小；（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小；（3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度l2。【命题意图】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律。【解题思路】（1）货物在倾斜滑轨上滑行，由牛顿第二定律，mgsin24°-μmgcos24°=ma1，解得：a1=2m/s2。（2）由匀变速直线运动规律，v2=2a1l1，解得v=4m/s（3）货物在水平轨道上匀减速运动，v12-v2=2a2l2，由牛顿第二定律，-μmg=ma2，解得：l2=2.7m。4.（2022年高考辽宁物理卷）如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2。下列v0、μ值可能正确的是（）A.v0=2.5m/s B.v0=1.5m/s C.μ=0.28 D.μ=0.25【参考答案】B【命题意图】本题考查牛顿第二定律、匀变速直线运动规律及其相关知识点.【名师解析】物块水平沿水平桌面中线做匀减速直线运动，则由题述可知，x=1m，t=1s，v>0，代入数据有v0<2m/s，故A不可能，B可能；对物块做受力分析，由牛顿第二定律有a=-μg，利用匀变速直线运动规律得v2-v02=2ax，整理有v02-2ax>0，由于v0<2m/s可得μ<0.2，故选项CD不可能。6.（2023高考福建卷）甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点，甲车的速度—时间图像如图（a）所示，乙车所受合外力—时间图像如图（b）所示。则（）A.0~2s内，甲车的加速度大小逐渐增大B.乙车在t=2s和t=6s时的速度相同C.2~6s内，甲、乙两车的位移不同D.t=8s时，甲、乙两车的动能不同【参考答案】BC【名师解析】由题知甲车的速度一时间图像如图（a）所示，则根据图（a）可知0~2s内，甲车做匀加速直线运动，加速度大小不变，故A错误；由题知乙车所受合外力一时间图像如图（b）所示，则乙车在0~2s内根据动量定理有I2=mv2，I2=S0~2=2N·s乙车在0~6s内根据动量定理有I6=mv6，I6=S0~6=2N·s则可知乙车在t=2s和t=6s时的速度相同，故B正确；根据图（a）可知，2~6s内甲车的位移为0；根据图（b）可知，2~6s内乙车一直向正方向运动，则2~6s内，甲、乙两车的位移不同，故C正确；根据图（a）可知，t=8s时甲车的速度为0，则t=8s时，甲车的动能为0；乙车在0~8s内根据动量定理有I8=mv8，I8=S0~8=0可知t=8s时乙车的速度为0，则t=8s时，乙车的动能为0，故D错误。6.（2022山东物理）某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：（1）比例系数k值；（2）上行路程L值。

【参考答案】（1）；（2）【命题意图】本题考查能量守恒定律、平衡条件、牛顿运动定律及其相关知识点。【名师解析】（1）设电动机的牵引绳张力为，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有解得小车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有设斜面倾角为，对小车匀速有而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有联立各式解得，（2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有可得由运动学公式可知解得2.（2023高考全国甲卷）用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面之间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示，由图可知A.m甲＜m乙B.m甲＞m乙C.μ甲＜μ乙D.μ甲＞μ乙【参考答案】BC【命题意图】本题考查牛顿第二定律、对图像的理解及其相关知识点。【解题思路】根据牛顿第二定律，F-μmg=ma，解得F=ma+μmg，对比拉力F与其加速度a的关系图像，可知m甲＞m乙，B正确A错误；由μ甲m甲g=μ乙m乙g，可知μ甲＜μ乙，C正确D错误。3.（2023高考湖南卷）如图，光滑水平地面上有一质量为的小车在水平推力的作用下加速运动。车厢内有质量均为的A、B两小球，两球用轻杆相连，A球靠在光滑左壁上，B球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为，杆与竖直方向的夹角为，杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A.若B球受到的摩擦力为零，则B.若推力向左，且，则的最大值为C.若推力向左，且，则的最大值为D.若推力向右，且，则的范围为【参考答案】CD【名师解析】对选项A，设在水平向右推力F作用下，整体加速度为a，F=4ma，若B球所受摩擦力为零，对B球，由tanθ=ma/mg，联立解得F=4mgtanθ，A错误；对选项B，若推力F向左，整体向左加速运动，F=4ma。小球A所受向左合力最大值为FA=mgtanθ。设轻杆中弹力为N，轻杆中弹力的水平分量Nx=FA=mgtanθ，Nx=ma。对小球B，由于tanθ≤μ，对小球B，受到向左的合力FB=f-Nx=≤μ2mg-Nx=2mgtanθ-Nx=mgtanθ联立解得F≤4mgtanθ，即F的最大值为4mgtanθ，B错误；对选项C，若推力F向左，小球A所受向左合力最大值为FA=mgtanθ。小球B，受到向左的合力最大值FBmax=f-Nx=2μmg-mgtanθ，由于，则FBmax=mgtanθ。而FBmax=mamax，整体向左加速运动，Fmax=4mamax。联立解得Fmax=4mg（2μ-tanθ），C正确；对选项D，若推力向右，在水平向右推力F作用下，整体加速度为a，向右，F=4ma。。由于小球