【新教材新高考】三 牛頓運動定律-2022屆高考物理考點剖析精創(chuàng)卷

【新教材新高考】專題三牛頓運動定律

——2022屆高考物理

考點剖析精創(chuàng)專題卷

考點07牛頓運動定理的理解超重和失重（1—5、11）

考點08牛頓運動定律的應用（6—8,12—14,18—19）

考點09動力學的圖象問題（9—10、15—17、20）

一、選擇題（本題共17個小題，每題4分，共68分。每題給出的四個選項中，有的只有一個選項

符合題意，有的有多個選項符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的

得0分）

1.下列關于力學知識和物理現(xiàn)象的說法中正確的是（）

A.伽利略最早對自由落體運動進行科學研究，否定了亞里士多德錯誤論斷

B.汽車突然剎車，由于慣性車上的人會突然前傾，當車靜止后，則慣性消失

C.人乘坐能加速或減速運動的電梯，當電梯減速下降時，人處于超重狀態(tài)

D.滑冰中運動員對冰面的壓力與冰面對運動員的支持力是一對平衡力

2.下列對牛頓第二定律及表達式尸=，”的理解,正確的是（）

A.在牛頓第二定律公式尸=中，比例常數(shù)k的數(shù)值在任何情況下都等于1

B.合力方向、速度方向和加速度方向始終相同

C.由尸=，如可知,物體受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比,與物體的加速度成反比

D.物體的質(zhì)量與所受的合外力、運動的加速度無關

3.下列說法正確的是（）

A.用質(zhì)點來代替有質(zhì)量的物體是采用了等效替代的思想

B.牛頓第一定律是利用邏輯思維進行分析得出的結(jié)論，不能用實驗直接驗證

C.〃=￡是加速度的比值定義式

m

D.千克、秒、牛頓是國際單位制中的三個基本單位

4.關于物體的運動和受力，下列說法正確的是（）

A.運動越快的物體慣性越小,運動狀態(tài)越容易改變

B.列車在水平軌道上加速行駛,列車上的人處于失重狀態(tài)

C.用手握住瓶子,瓶子所受的摩擦力大小與握力的大小成正比

D.滑動摩擦力總是阻礙物體的相對運動,滑動摩擦力方向可能與物體運動方向相同

5.下列對牛頓第二定律及表達式尸=，也的理解，正確的是（）

A.在牛頓第二定律公式尸=布網(wǎng)中，比例系數(shù)k的數(shù)值在任何情況下都等于1

B.合力方向、速度方向和加速度方向始終相同

C.由尸=可知，物體受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比

D.物體的質(zhì)量與所受的合外力、運動的加速度無關

6.如圖所示，繃緊的傳送帶兩端點相間距離為12m,傳送帶以v=4m/s的速度勻速運行，現(xiàn)將一

質(zhì)量加=lkg的小物塊（可視為質(zhì)點）輕輕地放在傳送帶左端，經(jīng)過4s小物塊運動到傳送帶的右

端，已知小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)〃=0.2,取g=10m/s2.下列判斷正確的是（）

A.此過程小物塊始終做勻加速運動B.此過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為16J

C.此過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為24JD.此過程摩擦力對小物塊做功8J

7.如圖1所示，用一水平外力F推物體，使其靜止在傾角為0的光滑斜面上。逐漸增大F,物體開

始做變加速運動，其加速度a隨F變化的圖像如圖2所示。取g=10m/s2。根據(jù)圖中所提供的信息

不能計算出的是（）。

圖1圖2

A.物體的質(zhì)量B.斜面的傾角

C.使物體靜止在斜面上時水平外力F的大小D.加速度為6m/s?時物體的速度

8.如圖所示，雜技運動員進行桿上表演，他在豎直金屬桿上離地面8m高處雙腿夾緊金屬桿倒立，

頭頂離地面高7m,運動員可以通過雙腿對金屬桿施加不同的壓力來調(diào)節(jié)自身的運動?，F(xiàn)運動員保

持如圖所示的姿勢，從靜止開始先勻加速下滑3m,速度達到4m/s時開始勻減速下滑，至運動員

頭頂剛要接觸地面時，速度恰好減為零，設運動員質(zhì)量為50kg,重力加速度g=10m/s?,以下說

法正確的是（）

A.運動員勻加速下滑時的加速度大小為3m/s?

B.運動員勻減速下滑時的加速度大小為§m/s2

3

C.2s末運動員重力的功率為1000W

D.運動員勻減速下滑時所受摩擦力的大小為600N

9.如圖所示，兩個物體4、3中間用一輕彈簧相連.A8的質(zhì)量分別為機“、m?,A、3與固定斜面

A.地面對斜面體可能有水平向左的摩擦力

B.彈簧可能處于原長狀態(tài)

C.如果只增大A或B的質(zhì)量，穩(wěn)定時A、B一定不能一起勻速下滑

D.若A、3與斜面間的動摩擦因數(shù)相等，且43兩物體一起在斜面上勻速下滑，當適當增大斜面傾

角，一起沿斜面下滑時，則彈簧可能處于壓縮狀態(tài)

10.利用如圖甲所示的斜面測量物體下滑的加速度。在斜面上取0,43三點。讓一物體從。點由靜

止開始下滑，先后經(jīng)過A,3兩點，測出A,8之間的距離x和物體經(jīng)過AB兩點的時間t。保持0,8

兩點的位置不變，改變A點在斜面上的位置，仍讓該物體從0點由靜止開始下滑，多次實驗后得

出土-r圖線如圖乙所示。則物體沿斜面下滑的加速度大小為（）

t

f/ta*,)

0

甲乙

A.2m/s2B.4m/s2C.6m/s2D.8m/s2

11.關于超重和失重的下列說法中，正確的是（）

A.超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減少了

B.物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)，做自由落體運動的物體也受重力作用

C.物體具有向上的速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時處于失重狀態(tài)

D.物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化

12.如圖所示，傾角為，=30。的固定光滑斜面上有兩個質(zhì)量均為m的物塊A、物塊A通過勁度

系數(shù)為k的輕彈簧拴接在斜面底端的固定擋板上，物塊B通過一根跨過定滑輪的細線與物塊C相連,

物塊C的質(zhì)量為絲，彈簧、細線均與斜面平行，初始時，用手托住物塊C,使細線恰好伸直但無拉

2

力，釋放物塊C,物塊48分離時，滑塊C恰好落地.重力加速度大小為g,不計滑輪質(zhì)量及摩擦,

忽略空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.初始時，彈簧的壓縮量為重

k

B.物塊A、8分離時，彈簧彈力等于駕

2

C.從開始到物塊A8分離的過程中，物塊43的速度先增大后減小

D.從開始到物塊48分離的過程中，物塊A、3一直加速

13.如圖所示，傳送帶48兩端距離乙=14m,以速度%=8m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，并且傳送帶與

水平面的夾角為4=37?！，F(xiàn)將一質(zhì)量為〃=2kg的煤塊輕放在傳送帶的A端，煤塊與傳送帶間的

動摩擦因數(shù)〃=025,取重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,則下列敘述正確的是

A.煤塊從A端運動到B端所經(jīng)歷的時間為2.25s

B.煤塊運動到B端時重力的瞬時功率為144W

C.煤塊從A端運動到B端在傳送帶上留下的黑色痕跡長度為4m

D.煤塊從A端運動到B端因摩擦產(chǎn)生的熱量為8J

14.如圖，木板與水平面的傾角為。，木板上有兩個靠在一起的物塊P和Q,質(zhì)量分別為m和2,”，

物塊與木板間的動摩擦因數(shù)均為N,用大小為F的恒力沿著平行于木板的方向推動物塊P,若P和

Q之間的彈力大小記為耳，下列判斷正確的是（）o

A.若6=0°,〃=0,則￡=：2尸B.若。=0°，則a=：I尸

I9

C.若6=30°,〃=0,則耳D.若6=30°，〃*0,則耳=彳尸

15.如圖（a）所示，一物塊在f=0時刻滑上一同定斜面，其運動的丫一，圖象如圖（b）所示，若重

力加速度及圖中的％、vP：均為已知量，則不能求出的是（）

圖（a）圖（b）

A.斜面的傾角

B.物塊的質(zhì)量

C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)

D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度

16.水平地面上有一質(zhì)量為叫的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為嗎的物塊，如圖（a）所示。用

水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時間t的變化關系如圖（b）所示，其中耳、F2分別為小t2時

刻F的大小。木板的加速度4隨時間t的變化關系如圖（c）所示。已知木板與地面間的動摩擦因

數(shù)為〃-物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為〃2,假設最大靜摩擦力均與相應的滑動摩擦力相等，重力

加速度大小為g,則（）

A.F、=B.g=網(wǎng)""+.)(〃2?)g

班

C叫+也4D.在0~「2時間段物塊與木板加速度相等

乃

17.如圖1所示，一滑塊置于足夠長的長木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑塊和木板的質(zhì)

量均為2kg,現(xiàn)在滑塊上施加一個F=0.5f(N)的變力作用，從r=0時刻開始計時，滑塊所受摩擦

力隨時間變化的關系如圖2所示。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度g取10m/s。

A.滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.4B.木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2

C.圖2中^=24sD.木板的最大加速度為Zm/s?

二、計算題(共3小題，共42分，按題目要求作答，解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重

要步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)

18.如圖，傳送帶以v=10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量，w=lkg的物體從傳送帶頂端以

%=5m/s的速度沿傳送帶滑入，若傳送帶與水平方向成6=30。，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)

"=傳送帶底端到頂端長￡,=K)m,gUX10m/s2,最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。求：

3

(1)物體從傳送帶底端滑出時的速度大??；

(2)若在物體滑入傳送帶運動了0.5s時，傳送帶突然停止，物體在傳送帶上滑動過程中，因與傳

送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量。

19.如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑板P足夠長，在光滑水平地面上以速度%=7m/s向右運動。r=0

時刻，在P最右端位置輕輕地放一質(zhì)量相=1kg的小物塊Q(可看作質(zhì)點)，同時給Q施加一個水平

向右的恒力尸=8N。己知P與Q間的動摩擦因數(shù)〃=0.4,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加

速度g=10m/s2。求:

(1)運動過程中，P的最小速度是多少？

(2)從r=0開始，經(jīng)過多長時間，Q剛好要從P的右端掉下？

20.如圖1所示，傾角為37°、足夠長的傳送帶以4m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動，現(xiàn)使小物塊以2m/s

的初速度沿斜面向下沖上傳送帶，小物塊的速度隨時間變化的關系如圖2所示，

g=10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8，求：

(1)小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)。

(2)8s內(nèi)小物塊與傳送帶之間劃痕的長度。

答案以及解析

1.答案：AC

解析：伽利略通過邏輯推理和實驗相結(jié)合的方法最早對自由落體運動進行科學的研究，否定了亞里

士多德錯誤論，選項A正確；慣性大小只與質(zhì)量有關，與運動狀態(tài)無關，選項B錯誤；當電梯減速

下降時，具有向上的加速度，此時人處于超重狀態(tài)，選項C正確；運動員對冰面的壓力與冰面對他

的支持力是一對作用力和反作用力，選項I)錯誤.

2.答案：D

解析：在牛頓第二定律公式尸中，比例常數(shù)k的數(shù)值,只有在各物理量均取國際單位制的情況

下才等于1,故A錯誤;物體的速度方向與合外力以及加速度方向均無關,故B錯誤;物體的受力與其

質(zhì)量無關，故c錯誤;物體的質(zhì)量由本身的性質(zhì)決定,與物體的受力和加速度均無關,故D正確。

3.答案：B

解析：本題考查物理學研究方法、國際單位制。用質(zhì)點來代替有質(zhì)量的物體是采用了理想模型的思

想，A錯誤；牛頓第一定律是利用邏輯思維進行分析得出的結(jié)論，不可能用實驗直接驗證，B正確；

是加速度的決定式，不是比值定義式，如是加速度的比值定義式，C錯誤；千克、秒是

tnA/

國際單位制中的基本單位，牛頓是國際單位制中的導出單位，D錯誤。

4.答案：D

解析：速度越快的物體慣性不一定越小,選項A錯誤;列車在水平軌道上加速行駛,豎直方向的加速

度為零,選項B錯誤;用手握住瓶子,瓶子受靜摩擦力作用，與握力大小無關,選項C錯誤;滑動摩擦力

總是阻礙物體的相對運動,和運動方向也可能相同,選項D正確。

5.答案：D

解析：在牛頓第二定律公式尸=而血中，比例系數(shù)k的數(shù)值，只有在各物理量均取國際單位制單位

的情況下才等于1,故A錯誤；物體的速度方向與合外力以及加速度方向均無關，故B錯誤；物體

的受力與其質(zhì)量無關，故C錯誤：物體的質(zhì)量由本身的性質(zhì)決定，與物體的受力和加速度均無關，

故D正確。

6.答案：D

解析：小物塊開始做勻加速直線運動，加速度為a=〃g=2m/s2,當物塊速度達到與傳送帶相同時,

通過的位移為％=北=3m=4m<12m,時間f='=2s,說明此時物塊還沒有到達右端，此后物

塊做勻速直線運動，不受摩擦力，選項A錯誤；由動能定理得，摩擦力對物塊所做的功為

嗎.=gm，=；xixl6J=8J；達到共速時傳送帶的位移&=w=8m,則此過程中因摩擦產(chǎn)生的熱

量為。=["〃g?=8J，D正確?

7.答案：D

解析：對物體受力分析，其受推力、重力、支持力，如圖所示。x方向有Aos。-/ngsine=,〃a,y方

向有國-Fsin，-/ngcos，=0；從。一尸圖像中取兩個點(2()N,2m/s?),(30N,6m/s2),代入解得

加=2kg,6=37°,A、B兩項可以算出；當〃=()時，可解得P=15N,C項可以算出；題中并未

說明力F隨時間變化的情況，故無法求出加速度為6m/sz時物體的速度大小，D項不可以算出。

y

解析：本題結(jié)合雜技運動員的表演考查多過程的勻變速直線運動。由速度位移關系可知，運動員勻

加速下滑時的加速度大小為q=t=￡m/s2=§m/s2,故A錯誤；由速度位移關系可知，運動

2%)2x33

員勻減速下滑時的加速度大小為劣=工=--—m/s2=2m/s2,故B錯誤；運動員勻加速下

-2X22X(7-3)

滑的時間=—v=^4-s=1.5s,所以2s末運動員正在勻減速下滑，其速度

48

3

=v-a2r=4m/s-2x(2-1.5)m/s=3m/s,2s末運動員重力的功率為

p=W7g/=5OxlOx3W=15OOW,故C錯誤；由牛頓第二定律可知，運動員勻減速下滑時有

Fl.-mg=ma2,解得運動員勻減速下滑時所受摩擦力的大小為

Ff=mg+ma2=50x10N+50x2N=600N,故D正確。

9.答案:C

解析：把物體A8、彈簧和斜面體看成一個系統(tǒng)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，地面與斜面體之間沒有摩

擦力，A項錯誤；因為48與斜面的動摩擦因數(shù)不相等，但48兩物體一起在斜面上勻速下滑，

由整體法和隔離法可得，彈簧一定不是原長，B項錯誤：把物體48與彈簧看成一個系統(tǒng)，由受

力分析可知，如果只增大A或B的質(zhì)量，系統(tǒng)的合外力不為零，穩(wěn)定時A、B一定不能一起勻速下

滑，C正確；若48與斜面的動摩擦因數(shù)相等，勻速下滑時，重力沿斜面向下的分力與滑動摩擦

力大小相等，〃=是斜面的傾角.如果適當增大斜面傾角，48必加速下滑，再根據(jù)整體

法和隔離法，應用牛頓第二定律可知，彈簧仍處于原長，D錯.

10.答案：B

解析：設物體從。運動到B的時間為力。

根據(jù)勻變速直線運動的位移時間公式有：x=

變形得：—=at0-^at

知2T圖象的斜率左

t2

則得：——a=A=—―-

24

得：a=4m/s2,加速度大小為4m/s?。

11.答案：BD

解析：所謂超重是指物體對支持物的壓力或者對懸掛物的拉力大于物體的重力，失重是指物體對支

持物的壓力或者對懸掛物的拉力小于物體的重力，而物體的重力沒有變化，故A錯誤。物體做自由

落體運動時只受重力，處于完全失重狀態(tài)，故B正確。根據(jù)牛頓第二定律得知，物體具有向上的加

速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，故C錯誤。物體處于超重或失重狀

態(tài)時，物體的重力并沒有變化，而且始終存在，故D正確。

12.答案：ABD

解析：初始時，細線對物塊48的作用力為零，物塊48整體受力平衡依=2,”gsin30。，解得

x=整,選項A正確；物塊48分離時，物塊48之間的相互作用力為0,且物塊48的加速

k

度相同，分別對物塊A、B、C受力分析，由牛頓第二定律可知，物塊A有丘，-叫5拓3()。=〃切，物

塊B有T-〃?gsin3()o=",物塊C有號-T=￡a,解得a=O,T=詈，叱=臂，選項B正確;

從開始到物塊48分離的過程中，物塊A、8一直加速，選項C錯誤、D正確.

13.答案：BC

解析：本題通過傳送帶模型考查相對運動問題。煤塊放在傳送帶上后受到沿傳送帶向下的滑動摩擦

力作用，先向下做勻加速直線運動。設經(jīng)過時間4，煤塊的速度與傳送帶相同，勻加速運動的加速

度大小為4,則根據(jù)牛頓第二定律有mgsin0+/.imgcos0=maA,可得％=g(sind+//cos。)=8m/s?,

由％=砧得乙=1s,此過程煤塊通過的位移大小為x,=y?,=4m<Lo由于”?gsin〃>/jmgcos0,

故煤塊速度大小等于傳送帶速度大小后，繼續(xù)勻加速向下運動，受到的滑動摩擦力沿傳送帶向上，

設煤塊接著做勻加速運動的加速度大小為與，運動的時間為芍，貝!］機8$出。-〃/四8$。=??72，可

得a?=g(sin。-〃cos6)=4m/s2,由L-g=%與+，代入數(shù)據(jù)得L=",故煤塊從A端到B

端的運動時間是f+12=2s,故A錯誤。煤塊運動到B端時速度v=v0+a2t2=12m/s,此時重力

的瞬時功率為P=〃zgvsinO=144W,故B正確。由于兩個過程煤塊與傳送帶間的相對位移大小

(必-xJ>(L-xJ-v/，所以煤塊從A端運動到B端在傳送帶上留下的黑色痕跡長度為

s=%i-百=4m,故c正確。煤塊從A端運動到B端因摩擦產(chǎn)生的熱量為

Q=pmgcosV（）r,-x,）+（L-x,）-voz2],代入數(shù)據(jù)解得Q=24J,故D錯誤。

14.答案：AD

解析：對P、Q整體由牛頓第二定律可得尸-〃-3叫cosO-3mgsine=3〃M,解得

a=—~/.igcos0-gsin0,再隔離Q,由牛頓第二定律得耳-〃?2,〃gcos。一2nzgsin，=2,〃a,將a

3m

2

代入可得片=§下，與9和U無關，故A、D兩項正確。

15.答案：B

解析：由題圖（b）可知，物塊先向上減速到達最高點后再向下加速。圖線的斜率表示加速度，上

升過程及下降過程加速度均可求，上升過程有機gsin6+gcos6?=n?q,下降過程有

mgsin。-〃"zgcosOn”?/，兩式聯(lián)立可求得斜面傾角及動摩擦因數(shù)，但由于m均消去，故無法

求得物塊的質(zhì)量。圖線與時間軸圍成的面積表示塊運動的位移，故可求出物塊在斜面上上滑的最大

位移，已知物塊在斜面上上滑的最大位移及斜面傾角，則可求得物塊上升的最大高度。故ACD可

求出，B不能求出。

16.答案：BCD

解析：本題考查牛頓第二定律的應用及對部分和整體的受力分析。由木板的加速度與時間的關系圖

像可知，在。~乙時間內(nèi)木板處于靜止狀態(tài)，此時物塊也處于靜止狀態(tài)，物塊和木板之間的摩擦力

為靜摩擦力，在乙時刻木板開始運動，乙~々時間內(nèi)，木板和物塊一起做加速直線運動，弓時刻，

物塊與木板開始發(fā)生相對滑動，D項正確；乙時刻，對物塊和木板整體有耳=必（叫+瑕）g,A項錯

誤；在與時刻，對物塊有乙-〃yn2g=啊。，對木板有外網(wǎng)8-“（叫+色）8=叫。，解得

E〃什嗎）3''5項正確,由外網(wǎng)gf（叫+叫）g>0,可得〃,>也3,c項

町m2

正確。

17.答案：ACD

解析：由圖2可知，滑塊與木板之間的滑動摩擦力為8N,則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)

E8

〃=濾=5=。,4,A項正確。由圖2可知乙時刻木板相對地面開始滑動，此時滑塊與木板相對靜

F'4

止，則木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)〃'=尸=京=。?1,B項錯誤。右時刻，滑塊與木板將要

2mg40

發(fā)生相對滑動，此時滑塊與木板間的摩擦力達到最大靜摩擦力Ffm=8N,此時兩物體的加速度相等,

且木板的加速度達到最大，則對木板有所-）以/二〃%,解得%=20162；對滑塊有

F-Ffm=rnam,解得尸=12N,則由F=0.5?N）可知，f=24s,C、D兩項正確。

18.答案：（1）當物體放到傳送帶時，設物體向下運動的加速度為《，物體向下減速到v時，所用

時間為4,物體運動位移為再，根據(jù)運動學公式：

q=cos，+gsin，①

V=v0+砧②

V?③

解得：Z,=0.5sSt=3.75m

由于S