二牛頓運動定律-2021年高考物理真題模擬試題

（2）牛頓運動定律一2021年高考物理真題模擬試題專項匯編

1.[2021年全國乙卷，21】水平地面上有一質(zhì)量為網(wǎng)的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為外的

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(guān)系如圖（b）所

示，其中耳、鳥分別為小與時刻F的大小。木板的加速度％隨時間t的變化關(guān)系如圖（c）所

示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為四，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為〃°，假設(shè)最大靜摩擦力

均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g,則（）

A.月=4平gB.F2=---------（^2-必）g

明

C.叫4D.在0~4時間段物塊與木板加速度相等

嗎

2.【2021年全國甲卷，20】一質(zhì)量為m的物體自傾角為a的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該

物體開始滑動時的動能為線，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜面

底端時動能為Ek分。已知sina=0.6,重力加速度大小為g。則（）

A.物體向上滑動的距離為裊

B.物體向下滑動時的加速度大小為日

C.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5

D.物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長

3.[2021年山東卷，11]如圖所示，教有物資的熱氣球靜止于距水平地面H的高處，現(xiàn)將質(zhì)量

為m的物資以相對地面的速度%水平投出，落地時物資與熱氣球的距離為D.已知投出物資后熱氣

球的總質(zhì)量為M,所受浮力不變，重力加速度為g,不計阻力，以下判斷正確的是（）

A.投出物資后熱氣球做勻加速直線運動B.投出物資后熱氣球所受合

力大小為mg

小小我斗金?欄討+■爐

4.【2021年山東卷，12]如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上.區(qū)域I、

II中磁場方向均垂直斜面向上，I區(qū)中磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，II區(qū)中為勻強磁場.阻值恒定

的金屬棒從無磁場區(qū)域中a處由靜止釋放，進入H區(qū)后，經(jīng)b下行至c處反向上行.運動過程中金

屬棒始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好.在第一次下行和上行的過程中，以下敘述正確的是（）

A.金屬棒下行過b時的速度大于上行過b時的速度

B.金屬棒下行過b時的加速度大于上行過b時的加速度

C.金屬棒不能回到無磁場區(qū)

D.金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a處

5.[2021年湖南卷，3]“復(fù)興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達到提速的目的。總質(zhì)量

為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為

P,若動車組所受的阻力與其速率成正比（品=初，k為常量），動車組能達到的最大速度為

%。下列說法正確的是（）

A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動

3

C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25尸，則動車組勻速行駛的速度為公％

D.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間t達到最大速度%,則這

一過程中該動車組克服阻力做的功為

6.[2021年浙江卷，4]2021年5月15日，“天問一號”著陸器在成功著陸火星表面的過程

中，經(jīng)大氣層290s的減速，速度從4.9x103m/s減為4.6X10?m/s；打開降落傘后，經(jīng)過90s速

度進一步減為1.0x10?m/s；與降落傘分離，打開發(fā)動機減速后處于懸停狀態(tài)；經(jīng)過對著陸點的探

測后平穩(wěn)著陸。若打開降落傘至分離前的運動可視為豎直向下運動，則著陸器（）

A.打開降落傘前，只受到氣體阻力的作用

B.打開降落傘至分離前，受到的合力方向豎直向上

C.打開降落傘至分離前，只受到浮力和氣體阻力的作用

D.懸停狀態(tài)中，發(fā)動機噴火的反作用力與氣體阻力是平衡力

7.［2021年江西省吉安市質(zhì)檢，3］如圖所示，靜止在水平桌面上的直角三角形大木塊，其底角

/3>a,質(zhì)量為M。質(zhì)量同為m的甲、乙小木塊均可視為質(zhì)點，分別置于大木塊上離桌面不同高度

處。若甲、乙與斜面間無摩擦力，兩個小木塊同時由靜止下滑，同時到達水平桌面的過程中大木

塊始終保持靜止，重力加速度為g,則小木塊下滑過程中（）

A.甲的加速度大小大于乙的加速度大小B.甲、乙小木塊到達桌面時的速率相等

C.大木塊對桌面的摩擦力為0D.大木塊對桌面的壓力小于為（M+〃Dg

8.【2021年江西省吉安市質(zhì)檢，4］建筑工地上有一種小型打夯機，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，一個

質(zhì)量為M的支架（含電動機）上有一根長為L的輕桿，一端固定一個質(zhì)量為m的鐵塊（視為質(zhì)點），

另一端固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上。電動機帶動鐵塊在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，當(dāng)轉(zhuǎn)動的角速度

達到一定數(shù)值時，支架抬起然后砸向地面，從而起到夯實地基的作用。若重力加速度為g,空氣阻

力不計,則（）

A,鐵塊做圓周運動的速度始終不變

B.鐵塊轉(zhuǎn)動到最低點時處于失重狀態(tài)

C.若使支架離開地面，則電動機的角速度02佟

D.若使支架離開地面，則電動機的角速度。十"必

VmL

9.（2021年五省百校聯(lián)考，7】如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M=16kg的斜面體，斜面傾角

6=37。，斜面上放有一質(zhì)量機=1kg的橡皮材質(zhì)小物體。用力F水平向左拉斜面體，欲使小物體

與斜面之間不發(fā)生相對滑動，已知橡皮材質(zhì)小物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)大于1.〃=1.5,且

最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力，已知sin37o=0.6,cos370=0.8,重力加速度g取

10m/s2,則F的最大值為（）

A.5ONB.60NC.40ND.7ON

10.【2021年湖南寧鄉(xiāng)市聯(lián)考，5］某同學(xué)將新購買的電子臺秤置于豎直運動的升降電梯地板上，

臺秤上放置一祛碼，電梯靜止時，臺秤的示數(shù)為100.0g。在乘坐電梯的一段時間內(nèi)，該同學(xué)用手

機依次拍攝的三張照片如圖所示，臺秤的讀數(shù)分別為122.7g、100.0g、87.9g,已知第一張和第三

張照片的示數(shù)分別為該過程中的最大和最小示數(shù)。在該段時間內(nèi)，下列判斷一定正確的是（）

A.拍第一張照片時電梯正向上加速運動

B.拍第一張照片時該同學(xué)的重力比靜止時大

C.拍第二張照片時電梯的運行速度最大

D.拍第三張照片時，祛碼及該同學(xué)均處于失重狀態(tài)

11.【2021年湖南寧鄉(xiāng)市聯(lián)考，6］如圖所示，質(zhì)量均為m的滑塊A、B、C置于水平地面上，中間

用勁度系數(shù)分別為人、&的輕彈簧8連接，在施加在滑塊C上的水平恒力F作用下，一起無相對

運動地向右加速運動。已知滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為〃，重力加速度為g。在滑塊運動過

程中，下列說法正確的是（）

A.滑塊A比滑塊C受到的合力小

B.兩彈簧以b的彈力之比區(qū)=＞一-—

FhF+3Hmg

C.兩彈簧a、b的伸長量之比乙=&

lb3K

D.若彈簧a突然斷裂，在斷裂瞬間，滑塊A比滑塊B的加速度小

12.（2021年河南省名校聯(lián)考，6］很多探險者采用乘坐熱氣球的方式完成探險任務(wù)。某探險小

組返回到目的地上空后，乘坐的熱氣球正在以速度v勻速下降，設(shè)熱氣球、探險小組成員和壓艙

物的總質(zhì)量為M,為使探險者能夠安全回到地面（到地面時速度為0）,當(dāng)熱氣球在距地面高度為

h處時，將壓艙物拋掉一些，則拋出的壓艙物的質(zhì)量為（已知重力加速度為g,假設(shè)熱氣球的浮力

不變）（）

2122

AMvnMv-Mv「2gh4-v

A.-----------D.------C.----------IJ.--------—

2gh+v2ghv—2ghMv2

13.［2021年上海市普陀區(qū)一模，3］大喇叭滑梯是游客非常喜愛的大型水上游樂設(shè)施，一次最

多可坐4人的浮圈，從高為h的平臺由靜止開始沿滑梯滑行，到達底部時水平?jīng)_入半徑為R開

口向上的碗狀盆體中，做半徑逐漸減小的圓周運動.重力加速度為g.下列說法正確的是（）

A.人和浮圈沿滑梯下滑過程中處于超重狀態(tài)

B.人和浮圈剛進入盆體時的速度大小一定是質(zhì)

C.人和浮圈進入盆體后所受的摩擦力指向其運動軌跡的內(nèi)側(cè)

D.人和浮圈進入盆體后，其所受支持力與重力的合力大于所需的向心力

14.［2021年廣東省高州市模擬，6］如圖所示，粗細均勻的L形光滑桿固定在豎直面內(nèi)，小球

套在桿的豎直部分，用繞過定滑輪的細線拉小球，使小球向上運動過程中，球?qū)U的作用力恒

定，作用在細線上的拉力為F,則小球由靜止從圖示位置向上運動過程中（）

A.小球一直做加速運動B.小球先做加速運動后做減速運動

C.F不斷增大D.F保持不變

15.［2021年河北省聯(lián)考，3］如圖所示，商場常見的智能化自動扶梯，無人乘行時，扶梯運行

得很慢；當(dāng)一顧客站上扶梯的水平踏板下樓時，扶梯先勻加速一段時間，后勻速運動。下列說法

中正確的是（）

A.顧客始終受到兩個力的作用

B.扶梯對人的支持力始終小于人的重力

C.加速階段，人對扶梯踏板的摩擦力方向水平向右

D.加速階段，扶梯對顧客作用力的方向沿電梯斜向左下

答案以及解析

1.答案：BCD

解析：本題考查牛頓第二定律的應(yīng)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(guān)系

圖像可知，在0~6時間內(nèi)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時物塊也處于靜止?fàn)顟B(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，6時間內(nèi)，木板和物塊一起做加速直線運動，與時

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=〃|（叫+〃??）g,

A項錯誤；在時刻，對物塊有6-〃2加2g=用”，對木板有〃2"48-〃|（叫+?）g=町4,解得

居「心B項正確；由j2g”叫+，"）g＞。，可得"c

ITly嗎

項正確。

2.答案：BC

解析：本題考查動能定理的應(yīng)用。設(shè)滑動距離為s,上滑過程由動能定理

-mg-ssina-F（s=O-Ek,物體下滑過程由mg-ssinc-耳$=*-0,聯(lián)立可得$=生，A項錯

5mg

誤；由以上各式可得耳=0.4，咫，又因為耳=〃，〃gcosa,下滑過程中有"zgsina-耳=,加卜.，由題

意可知cose=0.8,聯(lián)立可得"=0.5,。下=0.2g,B、C項正確；上下滑動過程位移大小相等，上滑

加速度大、下滑加速度小，根據(jù)s=gm2,故上滑時間短，D項錯誤。

3.答案：BC

解析：

4.答案:ABD

解析:

5.答案：C

解析：本題考查動車以恒定加速度和恒定功率啟動的問題。動車組在勻加速過程中，受到牽引力

和阻力作用，因為阻力與速率成正比，由牛頓第二定律可知，F(xiàn)-kvn,阻力是變力，加速度

恒定，所以牽引力是變力，A項錯誤；若動車組以恒定的功率啟動，由牛頓第二定律可知，

--kv^ma,牽引力變小，阻力變大，動車組做加速度減小的加速運動，B項錯誤；動車組速度

達最大值時，牽引力恰等于阻力，開始做勻速運動，由于每節(jié)車廂的額定功率為P,根據(jù)

轉(zhuǎn)=用，可知％=榨=2C

輸出總功率為2.25P時，動車組勻速行駛的速度

3

[%,C項正確；若動車組以額定功率啟動，經(jīng)過時間t達到最大速度，根

據(jù)動能定理有4刊-叱=3加用-0,所以動車組克服阻力做功為叱=4々-；加用，D項錯誤。

6.答案：B

解析：本題考查物體的受力分析、牛頓第二定律。打開降落傘前，在大氣層中做減速運動，則著

陸器受大氣的阻力作用及火星的引力作用，A項錯誤；打開降落傘至分離前做減速運動，其加速

度方向與運動方向相反，加速度方向向上，則合力方向豎直向上，B項正確；打開降落傘至分離

前，受到浮力和氣體的阻力及火星的吸引力作用，C項錯誤；懸停狀態(tài)中，發(fā)動機噴火的反作用

力是氣體對發(fā)動機的作用力，由于還受到火星的吸引力，則與氣體的阻力不是平衡力，D項錯

誤。

7.答案：C

解析：甲的加速度q=mgsina=gsina,乙的加速度的="包叱=gsin￡,因所以

mtn

at<a2,選項A錯誤；甲、乙沿斜面均做勻加速直線運動，有口=〃，即用<%，選項B錯誤；大

木塊靜止，假設(shè)桌面對其摩擦力為f,則豎直方向上有：mgcos?a+%gcos,尸+A/g=N,水平方

向有：mgsinacosa+f=mgsinJ3cosJ3,由題意a、夕互余，即cos?=sin/?,得

N=Mg+mg,f=0,即壓力M=N=Mg+,"g,選項C正確，D錯誤。

8.答案：D

解析：鐵塊做勻速圓周運動時，速度大小不變，方向沿圓的切線，因此不斷變化，選項A錯誤；

鐵塊轉(zhuǎn)動到最低點時，有豎直向上的加速度，故桿對鐵塊的拉力大于其所受的重力，鐵塊處于超

重狀態(tài)，選項B錯誤；鐵塊轉(zhuǎn)動到最高點時對支架有向上的拉力使其離開地面，支架剛離開地面

時，對鐵塊的拉力T=Mg,其轉(zhuǎn)動到最高點時，由牛頓第二定律可得T+，”g=,解得

土跡?，選項D正確。

9.答案:B

解析：當(dāng)F取最大值時，小物體受到摩擦力為最大靜摩擦力，故有「ose-Nsin6=〃⑷，

6()

/sin。+Ncos。=/ng,f=〃N)聯(lián)立得a=pym/s"由整體法可知F=(M+in)a,解得

F=60N,故B正確。

10.答案：D

解析：從照片示數(shù)分析可知，祛碼分別處于超重、平衡和失重狀態(tài)，無法判定電梯的運動方向，

可能向上先加速后勻速再減速，也可能向下先減速后靜止再加速或者先減速后勻速再加速，故拍

第一張照片時電梯可能向上加速也可能向下減速，故A錯；無論處于超重還是失重狀態(tài)，物體的

重力都不會變化，故B錯；拍第二張照片時電梯可能靜止，故C錯；拍第三張照片時，祛碼處于

失重狀態(tài)，故該同學(xué)也處于失重狀態(tài)，故D項正確。

11.答案：D

解析：因三者無相對運動，故加速度一定相同，由牛頓第二定律可知，4、8、C的合力相同，故

A錯；由牛頓第二定律，對A、3、C整體：JFmg,對卜：“?〃叫,對

3mm

A、,聯(lián)立解得：笈=￡居故兩彈簧以b的彈力之比"二」，故B

2m"3'3Fb2

錯；由胡克定律可知"=必='，故土=殳，故C錯；在彈簧a突然斷裂的瞬間，由牛頓第二

FbkL2lh2k}

2F_

f

定律可知，aA=jLig,aR=~~竺竺=-3----------=--pg,由q=￡_也空知，F(xiàn)>3囚ng,故

mm3m3m

X

dB---jug>=/jg,故％<4,故D項正確。

3m3m

12.答案:A

解析：熱氣球要能安全到達地面，則熱氣球從距地面h開始做勻減速直線運動，到