2021屆高考一輪物理：力、運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律含答案

2021屆高考一輪物理：力、運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律含答案

復(fù)習(xí)：力、運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、如圖，兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上；一細(xì)線穿過兩

輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球.在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊.平

衡時(shí)，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑.不計(jì)所有摩擦.小物塊的質(zhì)量為()

m

AmB?坐m

A萬

C.mD.2m

2、如圖所示，甲、乙兩物體靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力Fi和

F2共同作用下，一起從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知FAF2,兩物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后

(BC)

A.若突然撤去Fi,甲的加速度一定減小

B.若突然撤去Fi,甲乙間的作用力減小

C.若突然撤去F2,乙的加速度一定增大

D.若突然撤去F2,甲乙間的作用力增大

3、一個(gè)物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以T為時(shí)間間隔，在第三個(gè)T時(shí)

間內(nèi)位移是3m,第三個(gè)T時(shí)間末的瞬時(shí)速度為3m/s,則()

A.物體的加速度是1m/s2

B.第一個(gè)T時(shí)間末的瞬時(shí)速度為0.6m/s

C.時(shí)間間隔T為Is

D.物體在第1個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移為0.6m

4、［多選］一快艇從離岸邊100m遠(yuǎn)的河流中央向岸邊行駛。已知快艇在靜水中

的速度圖像如圖甲所示；河中各處水流速度相同，且速度圖像如圖乙所示。則

()

A.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為直線

B.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為曲線

C.快艇最快到達(dá)岸邊，所用的時(shí)間為20s

D.快艇最快到達(dá)岸邊，經(jīng)過的位移為100m

5、用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng).現(xiàn)用該彈簧沿

斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng),斜面傾角為

30。，如圖所示，則斜面上物體所受摩擦力（重力加速度為g）（）

A.大小為mg,方向沿斜面向上

B.大小為|mg,方向沿斜面向下

C.大小為坐mg,方向沿斜面向上

D.等于零

6、如圖所示，位于同一高度的小球A,B分別以vi和V2的速度水平拋出，都

落在了傾角為30。的斜面上的C點(diǎn)，小球B恰好垂直打到斜面上，則vi,V2之

比為（）

A.1：1B.2：1

C.3：2D.2：3

7、［多選］如圖所示，不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在光滑豎直桿上，輕質(zhì)彈簧

用光滑輕環(huán)套在桿上，細(xì)繩和彈簧的另一端固定在質(zhì)量為m的小球上，開始時(shí)

處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使該裝置繞桿旋轉(zhuǎn)且角速度緩慢增大，則下列說法正確的是

()

A.輕繩上的彈力保持不變

B.輕繩上的彈力逐漸變大

C.彈簧上的彈力逐漸變大

D.彈簧上的彈力先變小后變大

8、某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，下圖中F表示物體所受合力，x表

示物體的位移，則其中正確的是（）

*9、如圖所示，寬為L(zhǎng)的豎直障礙物上沿有間距d=0.6m的矩形孔，其下沿離

地高h(yuǎn)=1.2m,離地高H=2m可視為質(zhì)點(diǎn)的小球與障礙物相距x,在障礙物以

vo=4m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，小球自由下落，忽略空氣阻力，g=10

m/s2,則下列說法正確的是（BC）

A.L=lm、x=lm時(shí)小球可以穿過矩形孔

B.L=0.8m、x=0.8m時(shí)小球可以穿過矩形孔

C.L=0.6m、x=lm時(shí)小球可以穿過矩形孔

D.L=0.6m、x=1.2m時(shí)小球可以穿過矩形孔

10、一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤直徑為d,飛鏢距圓盤的距離為L(zhǎng),且對(duì)準(zhǔn)

圓盤上邊緣的A點(diǎn)水平拋出，初速度為vo,飛鏢拋出的同時(shí)，圓盤繞垂直圓盤

且過盤心O的水平軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為3。若飛鏢恰好擊中A點(diǎn)，則下列關(guān)

系中正確的是()

A.dvo2=L2gj._L—dA

B.coL=(l+2n)7tvo(n=0,l,2,…)/?I

cod

V0=T

D.da)2=(1+2n)2g7t2(n=0,1,2,,,,)

11、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由一組軌道高低不同的人造地球衛(wèi)星組成。高軌道衛(wèi)星

是地球同步衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。若某低軌道衛(wèi)星的周期

為12小時(shí)，則這顆低軌道衛(wèi)星的軌道半徑與地球半徑之比約為()

A.4:B.3：2

C.2：1D.3：1

12、萬有引力定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。

(1)用彈簧秤稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能

會(huì)有不同的結(jié)果。已知地球質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T,萬有引力常量為G。將

地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響。設(shè)在地球北極

地面稱量時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)是Fo。

a.若在北極上空高出地面h處稱量，彈簧秤讀數(shù)為Fi,求比值Fi/Fo的表達(dá)式,

并就h=1.0%R的情形算出具體數(shù)值(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

b.若在赤道地面稱量，彈簧秤讀數(shù)為F2,求比值F2/F0的表達(dá)式。

(2)設(shè)想地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑r、太陽(yáng)的半徑Rs和地球的半徑R三者

均減小為現(xiàn)在的1.0%，而太陽(yáng)和地球的密度均勻且不變，僅考慮太陽(yáng)和地球之

間的相互作用，以現(xiàn)實(shí)地球的1年為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算“設(shè)想地球”的一年將變?yōu)槎?/p>

長(zhǎng)？

13、如圖所示，一長(zhǎng)為10cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T,方向垂直于紙面向里；彈簧上端

固定，下端與金屬棒絕緣.金屬棒通過開關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12V的電池相連，電

路總電阻為2Q.已知開關(guān)斷開時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重

新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開關(guān)斷開時(shí)相比均改變了0.3cm.重力加速度大小

取10m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量.

2021屆高考一輪物理：力、運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律含答案

復(fù)習(xí)：力、運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、如圖，兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上；一細(xì)線穿過兩

輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球.在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊.平

衡時(shí)，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑.不計(jì)所有摩擦.小物塊的質(zhì)量為（）

m

B,^m

Am

A萬

C.mD.2m

解析：選C.由于輕環(huán)不計(jì)重力，故細(xì)線對(duì)輕環(huán)的拉力的合力與圓弧對(duì)輕環(huán)的支

持力等大反向，即沿半徑方向；又兩側(cè)細(xì)線對(duì)輕環(huán)拉力相等，故輕環(huán)所在位置

對(duì)應(yīng)的圓弧半徑為兩細(xì)線的角平分線，因?yàn)閮奢p環(huán)間的距離等于圓弧的半徑，

故兩輕環(huán)與圓弧圓心構(gòu)成等邊三角形；又小球?qū)?xì)線的拉力方向豎直向下，由

幾何知識(shí)可知，兩輕環(huán)間的細(xì)線夾角為120°,對(duì)小物塊進(jìn)行受力分析，由三

力平衡知識(shí)可知，小物塊質(zhì)量與小球質(zhì)量相等，均為m,C項(xiàng)正確.

2、如圖所示，甲、乙兩物體靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力Fi和

F2共同作用下，一起從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知FAF2,兩物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后

A.若突然撤去Fi,甲的加速度一定減小

B.若突然撤去Fi,甲乙間的作用力減小

C.若突然撤去F2,乙的加速度一定增大

D.若突然撤去F2,甲乙間的作用力增大

［解析］要分析加速度的變化，先由牛頓第二定律求出整體的加速度，再進(jìn)行分

析，由隔離法求出甲乙間的作用力，根據(jù)表達(dá)式進(jìn)行分析；一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，整體

口_T7

的加速度為：a=」^；對(duì)乙分析，則甲、乙之間的作用力為：N-F=ma，

mi十m222

解得N=mF2jmzFi突然撤去F”則整體的加速度包=旺一，ai不一定

大于a,甲乙之間的作用力Nin」21風(fēng)，故A錯(cuò)誤、B正確；突然撤去F2,則

mi—m2

整體的加速度a2=—§—,則a2>a,即加速度增大，甲乙之間的作用力為：

mi十m2

N2=」空」VN,故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。

3、一個(gè)物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以T為時(shí)間間隔，在第三個(gè)T時(shí)

間內(nèi)位移是3m,第三個(gè)T時(shí)間末的瞬時(shí)速度為3m/s,則（）

A.物體的加速度是1m/s2

B.第一個(gè)T時(shí)間末的瞬時(shí)速度為0.6m/s

C.時(shí)間間隔T為1s

D.物體在第1個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移為0.6m

解析：選D初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)通過的位移之比

為1：3：5,據(jù)此可知第一個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移xi=,X3m=0.6m,選項(xiàng)D正確;

3

第二個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移X2=§X3m=1.8m,由V3?—0=2a(xi+x2+x3),得a=

7m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Ax=aT2得X2—xi=aT?,解得T=1s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

oJ

第一個(gè)T時(shí)間末的瞬時(shí)速度vi=aT=lm/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。

4、［多選］一快艇從離岸邊100m遠(yuǎn)的河流中央向岸邊行駛。已知快艇在靜水中

的速度圖像如圖甲所示；河中各處水流速度相同，且速度圖像如圖乙所示。則

A.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為直線

B.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為曲線

C.快艇最快到達(dá)岸邊，所用的時(shí)間為20s

D.快艇最快到達(dá)岸邊，經(jīng)過的位移為100m

解析：選BC由題圖可知快艇在靜水中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，沿河岸做勻速直線

運(yùn)動(dòng)，知合速度的方向與合加速度的方向不在同一直線上，合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng),

故A錯(cuò)誤、B正確。當(dāng)快艇速度垂直于河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，垂直于河岸方

向上的加速度a=0.5m*,由d=；aF,得t=20s,而位移大于100m,選項(xiàng)C

正確、D錯(cuò)誤。

5、用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng).現(xiàn)用該彈簧沿

斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng),斜面傾角為

30°,如圖所示，則斜面上物體所受摩擦力(重力加速度為g)()

A.大小為mg,方向沿斜面向上

B.大小為gng,方向沿斜面向下

C.大小為與mg,方向沿斜面向上

D.等于零

【答案】D

解析：彈簧豎直懸掛物體時(shí)，對(duì)物體受力分析，根據(jù)平衡條件對(duì)放

在斜面上的物體受力分析，此時(shí)彈簧的拉力大小仍為F=mg,設(shè)物體所受的摩

擦力沿斜面向上，根據(jù)平衡條件得F+f—2mgsin3(r=0,解得f=0,選項(xiàng)D正

確.

6、如圖所示，位于同一高度的小球A,B分別以vi和V2的速度水平拋出，都

落在了傾角為30。的斜面上的C點(diǎn)，小球B恰好垂直打到斜面上，則vi,V2之

C.3：2D.2：3

解析：選C小球A做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分位移公式，有:

x=vit①

y=|gt2②

又tan30。='③

X

聯(lián)立①②③得：Vl=^gt④

小球B恰好垂直打到斜面上，則有:

V2V2

tan30°=—=~⑤

VygtJ

則得：丫2=當(dāng).⑥

由④⑥得：VI:V2=3:2o故選C。

7、［多選］如圖所示，不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在光滑豎直桿上，輕質(zhì)彈簧

用光滑輕環(huán)套在桿上，細(xì)繩和彈簧的另一端固定在質(zhì)量為m的小球上，開始時(shí)

處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使該裝置繞桿旋轉(zhuǎn)且角速度緩慢增大，則下列說法正確的是

()

A.輕繩上的彈力保持不變

B.輕繩上的彈力逐漸變大

C.彈簧上的彈力逐漸變大

D.彈簧上的彈力先變小后變大

解析：選BD小球隨桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)輕繩與豎直方向的夾角為0,當(dāng)角

速度較小時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，對(duì)小球受力分析有：Teos0=mg,Tsin0-F

=mG)2r,由于小球在豎直方向處于靜止，所以T=舞，隨角速度增大，。增

大，所以T增大，隨角速度增大，9增大，彈簧彈力減小，當(dāng)角速度較大時(shí)，

小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大，彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈力增大，由以上分析可知,

B、D正確。

8、某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，下圖中F表示物體所受合力，x表

示物體的位移，則其中正確的是()

2468//s4b8，s魴s°

__i

【答案】B

解析：根據(jù)v-t圖象的斜率可知，。?2s內(nèi)與6?8s內(nèi)物體的加速度大小相等、

方向相同，故所受合力相同，A錯(cuò)誤.2?6s內(nèi)物體的加速度恒定，合力恒定，

且大小與0?2s內(nèi)的相同，方向與0?2s內(nèi)的相反，B正確.根據(jù)v-t圖象可

知，0?4s內(nèi)物體先沿正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，4~

8s內(nèi)先沿負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，再結(jié)合v-t圖線

包圍面積的意義可知，0?4s內(nèi)物體的位移不斷增大，4s末達(dá)到最大值，8s

末返回到出發(fā)點(diǎn)，C、D錯(cuò)誤.

*9、如圖所示，寬為L(zhǎng)的豎直障礙物上沿有間距d=0.6m的矩形孔，其下沿離

地高h(yuǎn)=L2m,離地高H=2m可視為質(zhì)點(diǎn)的小球與障礙物相距x,在障礙物以

vo=4m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，小球自由下落，忽略空氣阻力，g=10

m/s2,則下列說法正確的是（BC）

A.L=lm、x=lm時(shí)小球可以穿過矩形孔

B.L=0.8m、x=0.8m時(shí)小球可以穿過矩形孔

C.L=0.6m>x=lm時(shí)小球可以穿過矩形孔

D.L=0.6m、x=1.2m時(shí)小球可以穿過矩形孔

［解析］小球做自由落體運(yùn)動(dòng)到矩形孔的上沿的時(shí)間為：ti=

2X(2T2—0.6)

=0.2s；小球做自由落體運(yùn)動(dòng)到矩形孔下沿的時(shí)間為t2=

y-----=N---]0.=0.4s,則小球通過矩形孔的時(shí)間為At=t2—ti=0.2

s,根據(jù)等時(shí)性知L的最大值為L(zhǎng)m=voAt=4XO.2m=0.8m,故A錯(cuò)誤；若L

=0.8m,X的最小值為Xmin=V0tl=4X0.2m=0.8m,X的最大值為Xmax=vot2

-L=4X0.4-0.8m=0.8m,x的取值范圍是x=0.8m,B正確；若L=0.6m,

x的最小值為Xmin=voti=4X0.2m=0.8m,x的最大值為xmax=vot2—L=4X0.4

—0.6m=lm,所以0.8mWxWlm,C正確，D錯(cuò)誤。

10、一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤直徑為d,飛鏢距圓盤的距離為L(zhǎng),且對(duì)準(zhǔn)

圓盤上邊緣的A點(diǎn)水平拋出，初速度為vo,飛鏢拋出的同時(shí)，圓盤繞垂直圓盤

且過盤心O的水平軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為3。若飛鏢恰好擊中A點(diǎn)，則下列關(guān)

系中正確的是()

A.dvo2=L2g

B.coL=(l+2n)7tvo(n=0,l,2,,,■)

D.do)2=(1+2n)2g7t2(n=0,1,2,…)

解析：選B飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng)，若恰好擊中A點(diǎn)，則只能是在A點(diǎn)恰好轉(zhuǎn)到最

低點(diǎn)的時(shí)候。當(dāng)A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)飛鏢恰好擊中A點(diǎn)，則L=vot,d=^gt2,

(ot=(l+2n)7i(n=O,l,2,…)，聯(lián)立解得coL=(l+2n)7rvo(n=0,l,2,…)，2dvo2

=L2g,2dco2=(1+2n)2gn2(n=0,1,2,…)。故B正確。

11、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由一組軌道高低不同的人造地球衛(wèi)星組成。高軌道衛(wèi)星

是地球同步衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。若某低軌道衛(wèi)星的周期

為12小時(shí)，則這顆低軌道衛(wèi)星的軌道半徑與地球半徑之比約為()

A.4：1B.3：2

C.2：1D.3：1

解析：選A設(shè)低軌道衛(wèi)星軌道半徑為r,地球半徑為R,由開普勒第三定律可

知：啜薩=圣，解得：個(gè)4.2R,故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

12、萬有引力定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。

(1)用彈簧秤稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能

會(huì)有不同的結(jié)果。已知地球質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T,萬有引力常量為G。將

地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響。設(shè)在地球北極

地面稱量時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)是R)。

a.若在北極上空高出地面h處稱量，彈簧秤讀數(shù)為B,求比值B/Fo的表達(dá)式,

并就h=l.O%R的情形算出具體數(shù)值(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

b.若在赤道地面稱量，彈簧秤讀數(shù)為F2,求比值F2/F0的表達(dá)式。

(2)設(shè)想地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑r、太陽(yáng)的半徑Rs和地球的半徑R三者

均減小為現(xiàn)在的1.0%,而太陽(yáng)和地球的密度均勻且不變，僅考慮太陽(yáng)和地球之

間的相互作用，以現(xiàn)實(shí)地球的1年為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算“設(shè)想地球”的一年將變?yōu)槎?/p>

長(zhǎng)？

［答案］⑴皆=(普/0.98%L需⑵不變

［解析］(1)在地球北極點(diǎn)不考慮地球自轉(zhuǎn)，則秤所稱得的重力則為其萬有弓I力,

十?Mm

于是①

Fo=G-K^r

「cMm