考點(diǎn)4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律-五年（2020-2024年）高考物理真題專項(xiàng)分類匯編

五年（2020-2024）高考真題專項(xiàng)分類匯編PAGEPAGE18考點(diǎn)4牛頓運(yùn)動(dòng)定律—五年（2020—2024年）高考物理真題專項(xiàng)分類匯編一、單選題1．[2024年貴州高考真題]某研究人員將一鐵質(zhì)小圓盤放入聚苯乙烯顆粒介質(zhì)中，在下落的某段時(shí)間內(nèi)，小圓盤僅受重力G和顆粒介質(zhì)對(duì)其向上的作用力f。用高速相機(jī)記錄小圓盤在不同時(shí)刻的位置，相鄰位置的時(shí)間間隔相等，如圖所示，則該段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法可能正確的是()A.f一直大于G B.f一直小于GC.f先小于G，后大于G D.f先大于G，后小于G2．[2024年廣東高考真題]如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定。木塊從彈簧正上方H高度處由靜止釋放。以木塊釋放點(diǎn)為原點(diǎn)，取豎直向下為正方向。木塊的位移為y。所受合外力為F，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t。忽略空氣阻力，彈簧在彈性限度內(nèi)。關(guān)于木塊從釋放到第一次回到原點(diǎn)的過(guò)程中。其圖像或圖像可能正確的是()A. B.C. D.3．[2024年北京高考真題]將小球豎直向上拋出，小球從拋出到落回原處的過(guò)程中，若所受空氣阻力大小與速度大小成正比，則下列說(shuō)法正確的是()A.上升和下落兩過(guò)程的時(shí)間相等B.上升和下落兩過(guò)程損失的機(jī)械能相等C.上升過(guò)程合力的沖量大于下落過(guò)程合力的沖量D.上升過(guò)程的加速度始終小于下落過(guò)程的加速度4．[2024年北京高考真題]如圖所示，飛船與空間站對(duì)接后，在推力F作用下一起向前運(yùn)動(dòng)。飛船和空間站的質(zhì)量分別為m和M，則飛船和空間站之間的作用力大小為()A. B. C. D.5．[2022年海南高考真題]在冰上接力比賽時(shí)，甲推乙的作用力是，乙對(duì)甲的作用力是，則這兩個(gè)力()A.大小相等，方向相反 B.大小相等，方向相同C.的沖量大于的沖量 D.的沖量小于的沖量二、多選題6．[2024年廣東高考真題]如圖所示，探測(cè)器及其保護(hù)背罩通過(guò)彈性輕繩連接降落傘。在接近某行星表面時(shí)以的速度豎直勻速下落。此時(shí)啟動(dòng)“背罩分離”，探測(cè)器與背罩?jǐn)嚅_連接，背罩與降落傘保持連接。已知探測(cè)器質(zhì)量為1000kg，背罩質(zhì)量為50kg，該行星的質(zhì)量和半徑分別為地球的和。地球表面重力加速度大小取。忽略大氣對(duì)探測(cè)器和背罩的阻力。下列說(shuō)法正確的有()A.該行星表面的重力加速度大小為B.該行星的第一宇宙速度為C.“背罩分離”后瞬間，背罩的加速度大小為D.“背罩分離”后瞬間，探測(cè)器所受重力對(duì)其做功的功率為30kW7．[2024年貴州高考真題]如圖，間距為L(zhǎng)的兩根金屬導(dǎo)軌平行放置并固定在絕緣水平桌面上，左端接有一定值電阻R，導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng).質(zhì)量為m的金屬棒置于導(dǎo)軌上，在水平拉力作用下從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去水平拉力，金屬棒最終停在導(dǎo)軌上.已知金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，最大速度為v，加速階段的位移與減速階段的位移相等，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)摩擦及金屬棒與導(dǎo)軌的電阻，則()A.加速過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電荷量為B.金屬棒加速的時(shí)間為C.加速過(guò)程中拉力的最大值為D.加速過(guò)程中拉力做的功為三、實(shí)驗(yàn)題8．[2024年甘肅高考真題]用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置探究外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量的關(guān)系。（1）以下操作正確的是______（單選，填正確答案標(biāo)號(hào)）。A.使小車質(zhì)量遠(yuǎn)小于槽碼質(zhì)量 B.調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力C.補(bǔ)償阻力時(shí)移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶 D.釋放小車后立即打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（2）保持槽碼質(zhì)量不變，改變小車上砝碼的質(zhì)量，得到一系列打點(diǎn)紙帶。其中一條紙帶的計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖2所示，相鄰兩點(diǎn)之間的距離分別為，時(shí)間間隔均為T。下列加速度算式中，最優(yōu)的是______（單選，填正確答案標(biāo)號(hào)）。A.B.C.D.（3）以小車和砝碼的總質(zhì)量M為橫坐標(biāo)，加速度的倒數(shù)為縱坐標(biāo)，甲、乙兩組同學(xué)分別得到的圖像如圖3所示。由圖可知，在所受外力一定的條件下，a與M成______（填“正比”或“反比”）；甲組所用的______（填“小車”“砝碼”或“槽碼”）質(zhì)量比乙組的更大。9．[2024年江西高考真題]某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定一遮光片，細(xì)線一端與小車連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上鉤碼。（1）實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細(xì)線與軌道平行，再適當(dāng)墊高軌道左端以平衡小車所受摩擦力。（2）小車的質(zhì)量為。利用光電門系統(tǒng)測(cè)出不同鉤碼質(zhì)量m時(shí)小車加速度a。鉤碼所受重力記為F，作出圖像，如圖（b）中圖線甲所示。（3）由圖線甲可知，F(xiàn)較小時(shí)，a與F成正比；F較大時(shí)，a與F不成正比。為了進(jìn)一步探究，將小車的質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測(cè)量過(guò)程，作出圖像，如圖（b）中圖線乙所示。（4）與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間_______，非線性區(qū)間_______。再將小車的質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測(cè)量過(guò)程，記錄鉤碼所受重力F與小車加速度a，如表所示（表中第9~14組數(shù)據(jù)未列出）。序號(hào)123456789~1415鉤碼所受重力0.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.160……0.300小車加速度0.260.550.821.081.361.671.952.20……3.92（5）請(qǐng)?jiān)趫D（b）中補(bǔ)充描出第6至8三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并補(bǔ)充完成圖線丙。（6）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜想和推斷：小車的質(zhì)量_______時(shí)，a與F成正比。結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)上述推斷進(jìn)行解釋：_______。四、計(jì)算題10．物流公司通過(guò)滑軌把貨物直接裝運(yùn)到卡車中.如圖所示，傾斜滑軌與水平面成24°角，長(zhǎng)度，水平滑軌長(zhǎng)度可調(diào)，兩滑軌間平滑連接.若貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開始下滑，其與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度，貨物可視為質(zhì)點(diǎn)（取，）.（1）求貨物在傾斜滑軌上滑行時(shí)加速度的大??；（2）求貨物在傾斜滑軌末端時(shí)速度v的大?。唬?）若貨物滑離水平滑軌末端時(shí)的速度不超過(guò)2m/s，求水平滑軌的最短長(zhǎng)度.11．[2024年湖北高考真題]如圖所示，水平傳送帶以5m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶左右兩端的距離為3.6m。傳送帶右端的正上方有一懸點(diǎn)O，用長(zhǎng)為0.3m、不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為0.2kg的小球，小球與傳送帶上表面平齊但不接觸。在O點(diǎn)右側(cè)的P點(diǎn)固定一釘子，P點(diǎn)與O點(diǎn)等高。將質(zhì)量為0.10kg的小物塊無(wú)初速輕放在傳送帶左端，小物塊運(yùn)動(dòng)到右端與小球正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間小物塊的速度大小為1m/s、方向水平向左。小球碰后繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)輕繩被釘子擋住后，小球繼續(xù)繞P點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度大小。（1）求小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小。（2）求小物塊與小球碰撞過(guò)程中，兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能。（3）若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方，繩子不松弛，求P點(diǎn)到O點(diǎn)的最小距離。12．[2024年江西高考真題]雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂(lè)項(xiàng)目，其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖（a）、（b）所示，傳動(dòng)裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤，可繞通過(guò)中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩，輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅（視為質(zhì)點(diǎn)）。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。（1）在圖（a）中，若圓盤在水平雪地上以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求與之間夾角α的正切值。（2）將圓盤升高，如圖（b）所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩子與豎直方向的夾角為θ，繩子在水平雪地上的投影與的夾角為β。求此時(shí)圓盤的角速度。13．[2024年海南高考真題]某游樂(lè)項(xiàng)目裝置簡(jiǎn)化如圖，A為固定在地面上的光滑圓弧形滑梯，半徑，滑梯頂點(diǎn)a與滑梯末端b的高度，靜止在光滑水平面上的滑板B，緊靠滑梯的末端，并與其水平相切，滑板質(zhì)量，一質(zhì)量為的游客，從a點(diǎn)由靜止開始下滑，在b點(diǎn)滑上滑板，當(dāng)滑板右端運(yùn)動(dòng)到與其上表面登高平臺(tái)的邊緣時(shí)，游客恰好滑上平臺(tái)，并在平臺(tái)上滑行停下。游客視為質(zhì)點(diǎn)，其與滑板及平臺(tái)表面之間的動(dòng)摩擦系數(shù)均為，忽略空氣阻力，重力加速度，求：（1）游客滑到b點(diǎn)時(shí)對(duì)滑梯的壓力的大?。唬?）滑板的長(zhǎng)度L.14．[2024年廣東高考真題]汽車的安全帶和安全氣囊是有效保護(hù)乘客的裝置。（1）安全帶能通過(guò)感應(yīng)車的加速度自動(dòng)鎖定，其原理的簡(jiǎn)化模型如圖甲所示。在水平路面上剎車的過(guò)程中，敏感球由于慣性沿底座斜面上滑直到與車達(dá)到共同的加速度a，同時(shí)頂起敏感臂，使之處于水平狀態(tài)，并卡住卷軸外齒輪，鎖定安全帶。此時(shí)敏感臂對(duì)敏感球的壓力大小為，敏感球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面傾角的正切值。（2）如圖乙所示，在安全氣囊的性能測(cè)試中，可視為質(zhì)點(diǎn)的頭錘從離氣囊表面高度為H處做自由落體運(yùn)動(dòng)。與正下方的氣囊發(fā)生碰撞。以頭倒到氣囊表面為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，氣囊對(duì)頭錘豎直方向…作用力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律，可近似用圖丙所示的圖像描述。已知頭錘質(zhì)量，重力加速度大小取。求：①碰撞過(guò)程中F的沖量大小和方向；②碰撞結(jié)束后頭錘上升的最大高度。

——★參考答案★——1．答案：C解析：由圖可知相等時(shí)間內(nèi)鐵質(zhì)小圓盤的位移先增大后減小，可知鐵質(zhì)小圓盤的速度先增大后減小，以向下為正方向，即鐵質(zhì)小圓盤的加速度先正后負(fù)，根據(jù)牛頓第二定律，可知f先小于G，后大于G。故選C。2．答案：B解析：AB.在木塊下落H高度之前，木塊所受合外力為木塊的重力保持不變，即當(dāng)木塊接觸彈簧后到合力為零前，根據(jù)牛頓第二定律隨著y增大F減??；當(dāng)彈簧彈力大于木塊的重力后到最低點(diǎn)過(guò)程中木塊所受合外力向上，隨著y增大F增大；圖像如圖所示故B正確，A錯(cuò)誤；CD.同理，在木塊下落H高度之前，木塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度逐漸增大，所以圖像斜率逐漸增大，當(dāng)木塊接觸彈簧后到合力為零前，根據(jù)牛頓第二定律木塊的速度繼續(xù)增大，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，所以圖像斜率繼續(xù)增大，當(dāng)彈簧彈力大于木塊的重力后到最低點(diǎn)過(guò)程中木塊所受合外力向上，木塊做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，所以圖斜率減小，到達(dá)最低點(diǎn)后，木塊向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)以上分析可知，木塊先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，圖像大致為故CD錯(cuò)誤。故選B。3．答案：C解析：D.小球上升過(guò)程中受到向下的空氣阻力，下落過(guò)程中受到向上的空氣阻力，由牛頓第二定律可知上升過(guò)程所受合力（加速度）總大于下落過(guò)程所受合力（加速度），D錯(cuò)誤；C.小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，空氣阻力做負(fù)功，由動(dòng)能定理可知小球落回原處時(shí)的速度小于拋出時(shí)的速度，所以上升過(guò)程中小球動(dòng)量變化的大小大于下落過(guò)程中動(dòng)量變化的大小，由動(dòng)量定理可知，上升過(guò)程合力的沖量大于下落過(guò)程合力的沖量，C正確；A.上升與下落經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)的速度，上升時(shí)更大，所以上升過(guò)程中平均速度大于下落過(guò)程中的平均速度，所以上升過(guò)程所用時(shí)間小于下落過(guò)程所用時(shí)間，A錯(cuò)誤；B.經(jīng)同一位置，上升過(guò)程中所受空氣阻力大于下落過(guò)程所受阻力，由功能關(guān)系可知，上升過(guò)程機(jī)械能損失大于下落過(guò)程機(jī)械能損失，B錯(cuò)誤。故選C。4．答案：A解析：根據(jù)題意，對(duì)整體應(yīng)用牛頓第二定律有對(duì)空間站分析有解兩式可得飛船和空間站之間的作用力故選A。5．答案：A解析：根據(jù)題意可知和是相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知和等大反向、具有同時(shí)性；根據(jù)沖量定義式可知和的沖量大小相等，方向相反。故選A。6．答案：AC解析：A.在星球表面，根據(jù)可得行星的質(zhì)量和半徑分別為地球的和。地球表面重力加速度大小取，可得該行星表面的重力加速度大小故A正確；B.在星球表面上空，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得星球的第一宇宙速度行星的質(zhì)量和半徑分別為地球的和，可得該行星的第一宇宙速度地球的第一宇宙速度為，所以該行星的第一宇宙速度故B錯(cuò)誤；C.“背罩分離”前，探測(cè)器及其保護(hù)背罩和降落傘整體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)探測(cè)器受力分子，可知探測(cè)器與保護(hù)背罩之間的作用力“背罩分離”后，背罩所受的合力大小為4000N，對(duì)背罩，根據(jù)牛頓第二定律，解得故C正確；D.“背罩分離”后瞬間探測(cè)器所受重力對(duì)其做功的功率故D錯(cuò)誤。故選AC。7．答案：AB解析：A.設(shè)加速階段的位移與減速階段的位移相等為x，根據(jù)可知功加速過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電荷量等于減速過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電荷量，則減速過(guò)程由動(dòng)量定理可得，解得，A正確；B.由，解得，金屬棒加速的過(guò)程中，由位移公式可得，可得加速時(shí)間為，B正確；C.金屬棒在水平拉力作用下從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速過(guò)程中，安培力逐漸增大，加速度不變，因此拉力逐漸增大，當(dāng)撤去拉力的瞬間，拉力最大，由牛頓第二定律可得，其中，聯(lián)立解得，C錯(cuò)誤；D.加速過(guò)程中拉力對(duì)金屬棒做正功，安培力對(duì)金屬棒做負(fù)功，由動(dòng)能定理可知，合外力的功可得，因此加速過(guò)程中拉力做的功大于，D錯(cuò)誤。故選AB。8．答案：（1）B（2）D（3）反比；槽碼解析：（1）A.為了使小車所受的合外力大小近似等于槽碼的總重力，故應(yīng)使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；B.為了保證小車所受細(xì)線拉力等于小車所受合力，則需要調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力，也要保持細(xì)線和長(zhǎng)木板平行，故B正確；C.補(bǔ)償阻力時(shí)不能移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，需要通過(guò)紙帶上點(diǎn)跡是否均勻來(lái)判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)操作要求，應(yīng)先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器再釋放小車，故D錯(cuò)誤。故選B。（2）根據(jù)逐差法可知聯(lián)立可得小車加速度表達(dá)式為故選D。（3）根據(jù)圖像可知與M成正比，故在所受外力一定的條件下，a與M成反比；設(shè)槽碼的質(zhì)量為m，則由牛頓第二定律化簡(jiǎn)可得故斜率越小，槽碼的質(zhì)量m越大，由圖可知甲組所用的槽碼質(zhì)量比乙組的更大。9．答案：（4）較大；較?。?）如圖所示（6）遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量；見解析解析：（4）根據(jù)題圖（b）分析可知，與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間較大，非線性區(qū)間較小。（5）在坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn)，結(jié)合其他點(diǎn)用平滑的曲線擬合，使盡可能多的點(diǎn)在線上，不在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)，如答圖所示。（6）對(duì)鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有，聯(lián)立解得，變形得，當(dāng)時(shí)，可認(rèn)為，則，即a與F成正比。10．答案：（1）（2）4m/s（3）2.7m解析：（1）貨物在傾斜滑軌上滑行時(shí)，由牛頓第二定律有，解得.（2）貨物在傾斜滑軌上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有，解得貨物在傾斜滑軌末端時(shí)速度的大小.（3）貨物在水平滑軌上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有，又，解得水平滑軌的最短長(zhǎng)度.11．答案：（1）5m/s（2）0.3J（3）0.2m解析：（1）設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，傳送帶左右兩端的距離為L(zhǎng)，小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小物塊在傳送帶上加速時(shí)的加速度大小為a，由牛頓第二定律有設(shè)小物塊到達(dá)傳送帶最右端時(shí)的速度大小為，假設(shè)小物塊在傳送帶上一直加速，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得由于，故假設(shè)不成立，小物塊到達(dá)傳送帶右端前已經(jīng)與傳送帶共速，故小物塊與小球碰撞前瞬間的速度大小為（2）設(shè)小球的質(zhì)量為M，碰撞后小物塊與小球的速度大小分別為、，碰撞過(guò)程中兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能為，對(duì)小物塊與小球碰撞過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律得小物塊與小球碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)損失的總動(dòng)能為聯(lián)立