牛顿运动定律专题训练（有解析）-备战2025年高考物理一轮复习

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牛顿运动定律专题训练-备战2025年高考物理一轮复习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．kg、cm、s都是国际单位制中的基本单位
B．牛顿的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的
C．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
D．物体从到时间内位移为，当时，可以用表示物体在时刻的瞬时速度
2．在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　）
A．飞来的网球速度越大，惯性越大
B．球被打飞回去，是因为力是维持物体运动状态的原因
C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变
D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的
3．为了增强中学生的身体素质，某学校在体育测试中增设了铅球项目，在某次投掷铅球的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．铅球一直受力平衡
B．手对铅球的力大于铅球对手的力
C．铅球离开手后会继续向前运动，是因为铅球具有惯性；铅球最终停下来，是因为惯性消失
D．铅球在空中运动时，如果受到的力全部消失，它将做匀速直线运动
4．伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列符合实验事实的是（　　）
A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面
B．小球会上升到原来释放时的高度
C．减小斜面的倾角θ，小球仍然能到达原来的高度
D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去
5．关于超重和失重现象，下列说法正确的是（ ）
A．物体在竖直弹性绳的作用下，上、下来回运动，一定是失重现象
B．物体在竖直弹性绳的作用下，上、下来回运动，当物体与弹性绳间的作用力刚好为0时，物体既不处于超重状态也不处于失重状态
C．足球被竖直向上踢出后，在向上运动过程中处于超重状态
D．汽车通过拱桥最高点时（速度不为0）一定处于失重状态
6．某实验小组利用身边的器材，想粗略测量地铁启动过程中的加速度。具体操作如下：细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用胶带临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，处于稳定状态，用手机拍摄了当时的照片（如图所示），拍摄方向跟地铁前进方向垂直。已知细绳悬点到圆珠笔重心的长度L，圆珠笔重心到竖直扶手的距离d，圆珠笔的质量m，重力加速度g，则下列说法正确的是（　　）
A．根据这张照片可看出地铁运动的方向可能向右
B．细绳中的拉力大小为
C．该地铁的加速度大小为
D．该地铁在Δt时间内的速度变化量为
7．如图所示，质量为m的滑块在水平面上向左撞向弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到0，然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为k，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，整个过程弹簧未超过弹性限度，则（　　）
A．滑块向左运动过程中，始终做匀减速运动
B．滑块向右运动过程中，始终做加速运动
C．滑块与弹簧接触过程中最大加速度为
D．滑块向右运动过程中，当滑块与弹簧分离时，滑块速度最大
8．在平直公路上，汽车由静止开始做匀变速直线运动，当速度达到时立即关闭发动机滑行，直到停止，运动过程的图像如图所示，设汽车牵引力大小为F，阻力大小为f，则（　　）
A． B． C． D．
9．如图甲所示，小杨在平地上用水平向右的力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，以下说法错误的是（　　）
A．内小杨没有对木箱做功
B．内木箱受到的合力大小为6N，方向是水平向右
C．6s~9s内木箱受到的合力大小小于3N，方向是水平向左
D．如果第12s后小杨撤去推力，木箱将做减速直线运动
10．如图所示，运动员刚开始静止在蹦床上的B点（未标出），通过调整姿态，多次弹跳后达到最高点A，然后运动员从A点保持姿势不变由静止下落至最低点C。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，一直做减速运动
B．下落过程中，运动员在B点时速度最大
C．从B点下落至C点的过程，运动员做匀减速直线运动
D．从A点下落至B点的过程，运动员的机械能守恒
11．2024年6月30日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑狂魔重工机械”。如图，圆圈处有一个巨型钢圆筒，质量为，由10根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为（右图其他8根没有画出），每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为（，绳的质量忽略不计）（　　）
A． B． C． D．
二、实验题
12．某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验，在弹簧下端依次挂上规格相同的钩码，记录每次钩码的总质量m以及对应指针所指刻度值l，数据处理后画出钩码质量m和弹簧形变量图像如图乙所示（重力加速度取）。
(1)由图乙可知本实验中弹簧自身的重力 （填“可忽略不计”或“不可忽略”）；
(2)根据图乙可得弹簧的劲度系数 （结果保留2位有效数字）；
(3)若将和原弹簧一模一样的另一个弹簧挂在原弹簧下端制成新弹簧，在末端悬挂钩码重复实验，将实验得到的多组悬挂钩码质量m及对应的弹簧伸长量重新作图，则作出的图像斜率 （填“大于”“小于”或“等于”）原弹簧图像的斜率；
(4)现将改装后的新弹簧下端挂一小球制成一个“竖直加速度测量仪”。已知不悬挂小球时弹簧总长为20cm，悬挂小球静止时总长为40cm；则弹簧总长为35cm时，小球的加速度大小为 。若发现在运动过程中，指针由示数较大的刻度逐渐向40cm靠近，取竖直向上为正，则小球在该时间段的图像可能是
A． B．
C． D．
三、解答题
13．小可和爸爸在公园里游玩。如图所示，爸爸让小可坐在雪橇上，然后用与水平方向成角斜向上的拉力F=100N拉着雪橇，一起沿水平地面以的速度向右做匀速直线运动。已知小可和雪橇的总质量m=68kg，sin53°=0.8，cos53°=0.6，取g=10m/s2，求：
(1)雪橇受到的摩擦力大小及地面对爸爸的摩擦力；
(2)若某时刻绳子断了，求雪橇在10s内的位移大小。（已知场地条件可保证人的安全）
14．如图所示，半径为R的圆环固定在竖直面内，圆环的圆心为O，最低点为A，AB、AC、BD是固定在圆周上的三个光滑斜面，B、C、D都在圆环的圆周上，AB与竖直方向的夹角为，BD与AC平行，BD经过圆心O。让小球1从B点由静止释放沿着AB运动到A点，让小球2从C点由静止释放沿着AC运动到A点，让质量为m的小球3从B点由静止开始在沿BD斜向下的恒力F（大小未知）作用下运动到D点，三个小球均视为质点。已知小球1、3的运动时间相等，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，求：
(1)小球2从C点运动到A点的时间；
(2)小球1到达A点时的速度大小；
(3)恒力F的大小。
15．如图所示的风洞实验中，质量的物块放置在光滑的水平面上，受到水平向右风力F的作用，已知F的大小随时间变化的关系式为，求：
(1)时物块的加速度大小，并画出物块在内的图像；
(2)末物块的速度大小。
16．现代战争中，无人机发挥了重要的作用，如图为某款无人机正在进行投弹演习。这款无人机的质量为，携带的炸弹（可视为质点，所受空气阻力可忽略）质量为，其动力系统可提供最大的竖直升力，运动过程中无人机所受空气阻力大小恒定，且方向与运动方向相反。无人机携带炸弹在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，在时离地面的高度为（g取）。
(1)求无人机运动过程中所受空气阻力大小；
(2)若无人机悬停在离地20m处，突然释放炸弹，此时立即开启最大动力系统使无人机加速上升，求炸弹落地时无人机的离地高度。
17．如图所示，某传送带与地面倾角，之间距离，传送带以的速率逆时针转动。质量为，长度的木板上表面与小物块的动摩擦因数。下表面与水平地面间的动摩擦因数，开始时长木板靠近传送带端并处于静止状态。现在传送带上端A无初速地放一个质量为的小物块，它与传送带之间的动摩擦因数为，（假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变，。）求：
(1)物块离开点的速度大小；
(2)物块在木板上滑过的距离；
(3)木板在地面上能滑过的最大距离。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D D A D C C B B B
题号 11
答案 A
1．D
【详解】A．kg、m、s是国际单位制中的基本单位，cm不是国际单位制中的基本单位，故A错误；
B．伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的，故B错误；
C．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并通过实验结合逻辑推理进行验证，故C错误；
D．物体从到时间内位移为，当时，可以用表示物体在时刻的瞬时速度，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．物体的惯性只由质量决定，与物体的速度无关，故A错误；
B．球被打飞回去，是因为力是改变物体运动状态的原因，故B错误；
C．若球拍没有击打球，由于球仍受重力作用，所以球不会保持原来的运动状态不变，故C错误；
D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．掷铅球的过程中，铅球速度的大小和方向不断发生变化，受力不平衡，故A错误；
B．根据力的相互作用可知，手对铅球的力等于铅球对手的力，故B错误；
C．投掷铅球时，铅球离开手后继续向前运动是由于铅球具有惯性，铅球最终停下来，仍然具有惯性，故C错误；
D．根据牛顿第一定律可知，铅球在空中运动时，如果受到的力全部消失，它将做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】A．小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面，这是事实，故A正确；
B．因为生活中没有无摩擦的轨道，所以小球上升到原来释放时的高度为推理，故B错误；
C．减小斜面的倾角θ，小球仍然到达原来的高度是在B项的基础上进一步推理，故C错误；
D．继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去，是在C项的基础上继续推理得出的结论，故D错误。
故选A。
5．D
【详解】A．物体在竖直弹性绳的作用下，上、下来回运动，其中存在有向上的加速度的过程，此时处于超重状态，A错误；
B．物体在竖直弹性绳的作用下，上、下来回运动，当物体与弹性绳间的作用力刚好为0时，物体只受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，B错误；
C．足球被竖直向上踢出后，在向上运动过程中只受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，C错误；
D．汽车通过拱桥最高点时（速度不为0），具有向下的加速度，一定处于失重状态，D正确。
故选D。
6．C
【详解】A.根据图像可知，悬挂圆珠笔的细线与竖直方向的夹角在右侧，则可知细线对圆珠笔的拉力斜向做上方，而圆珠笔的重力竖直向下，二者的合力水平向左，因此可知地铁在向左加速运动；A错误；
B.设细线与竖直方向的夹角为，圆珠笔受力分析如图：
故细绳中的拉力

可得
故B错误；
C.根据牛顿第二定律可得
即
C正确；
D.由
得
D错误。
故选C。
7．C
【详解】A．滑块在水平面上向左撞向弹簧的运动过程中，在水平方向受到向右的弹力和向右的滑动摩擦力，在此过程中弹力逐渐增大，弹力和滑动摩擦力的合力逐渐增大且与运动方向始终相反，滑块做减速运动，不是做匀减速运动，A错误；
BD．滑块开始向右运动时受到的弹力最大，以后运动中弹力方向向右，滑动摩擦力方向向左，开始弹力大于摩擦力，两力的合力方向向右，滑块向右做加速运动，随弹簧的伸长，弹力逐渐减小，当弹力大小等于摩擦力时，合力是零，加速度是零，滑块速度最大，以后弹力小于摩擦力，合力方向向左，滑块做减速运动，因此滑块向右运动过程中，先加速，后减速，BD错误；
C．滑块与弹簧接触过程中，对滑块受力分析，当滑块将弹簧压缩了x0时，滑块受弹力和摩擦力，其合力为
此时合力最大，则加速度最大，由牛顿第二定律可得
C正确。
故选C。
8．B
【详解】由图像可知，汽车做匀加速运动时，加速度
做匀减速运动时加速度大小
由牛顿第二定律可得
所以
故选B。
9．B
【详解】A．内，木箱的速度为0，保持静止状态，虽然有力，但没有在力的方向上通过距离，所以不做功，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，9~12s内，木箱做匀速直线运动，在水平方向上受到的合力为0，则推力和摩擦力是一对平衡力，所以滑动摩擦力为6N；由于滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，在3s~9s内，压力和接触面都没有发生变化，所以滑动摩擦力不变，仍为6N，木箱向右运动，滑动摩擦力方向水平向左：
3s~6s内木箱向右做加速运动，推力为9N，滑动摩擦力为6N。所以合力为
方向水平向右，故B错误，符合题意；
C．6s~9s内木箱向右做减速运动，推力向右，大于3N，滑动摩擦力向左，为6N。所以合力小于3N，方向向左。C正确，不符合题意；
D．如果第12s后小杨撤去推力，则水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，则木箱将做减速直线运动，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．B
【详解】A．运动员接触蹦床后，蹦床弹力逐渐增大，弹力小于重力阶段，运动员继续加速运动，加速度减小；弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，运动继续向下运动；弹力大于重力，运动员做减速运动，加速度增大，故A错误；
B．运动员在B点时，重力与弹力大小相等，运动员加速度为零，速度最大，故B正确；
C．运动员从B点到C点的过程中，弹力增大，弹力大于重力，由牛顿第二定律
可知加速度增大，故运动员做加速度逐渐增大的减速运动，故C错误；
D．从A点下落至B点的过程，运动员的机械能有一部分转化为蹦床的势能，运动员机械能减少，故D错误。
故选B。
11．A
【详解】每根绳的最大拉力为，则10根绳的合力
由牛顿第二定律有
解得
选故A。
12．(1)不可忽略
(2)20
(3)小于
(4) 2.5 B
【详解】（1）由图像可知，当时，大于0，则本实验中弹簧自身的重力不可忽略。
（2）根据胡克定律可得
根据图乙可得弹簧的劲度系数为
（3）根据题意可知，图乙的斜率表示弹簧劲度系数；两根完全相同的弹簧串联，在悬挂相同质量的钩码情况下，每根弹簧均伸长相同的长度，所以总伸长量变为两倍，所受力不变，则劲度系数变为原来的一半，即作出的图象斜率为原来的一半，小于原弹簧图像的斜率。
（4）[1]由题知，不悬挂小球时弹簧总长为20cm，悬挂小球静止时总长为40cm，根据平衡条件有
则弹簧总长为35cm时，根据牛顿第二定律有
联立解得
[2]由题知，当指针示数为40cm时，合力等于0，则加速度为0；所以若发现在运动过程中，指针由示数较大的刻度逐渐向40cm靠近，根据牛顿第二定律有
可知随着形变量的减小，加速度逐渐减小；此时加速度方向与速度方向相同，都为竖直向上，故小球向上做加速度减小的加速运动。
故选B。
13．(1)，，方向水平向右
(2)
【详解】（1）对小可和雪橇作受力分析，如图所示
根据平衡条件水平方向
解得
对爸爸、小可和雪橇组成的整体，设爸爸所受摩擦力为，则水平方向由平衡条件可得
可得地面对爸爸的摩擦力大小为
方向水平向右。
（2）对雪橇和小可，竖直方向有
解得地面对雪橇的支持力
由
可得雪橇与地面之间的动摩擦因数
绳子断后，对雪橇和小可，由牛顿第二定律可得
设经过时间雪橇停下，则
解得
即末雪橇停下，故在10秒内雪橇的位移为
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由题知，CA与水平方向的夹角为，对小球2，根据牛顿第二定律有
解得
根据几何关系，可得位移为
又
解得
（2）由题知，BA与水平方向的夹角为，对小球1，根据牛顿第二定律有
解得
根据几何关系，可得位移为
又
联立解得
故小球1到达A点时的速度大小为
（3）由题知，小球1、3的运动时间相等，3球下滑的位移为2R，则有
解得
由题知，CA与水平方向的夹角为，对小球3，根据牛顿第二定律有
解得
15．(1)，
(2)
【详解】（1）对物块根据牛顿第二定律
可得
代入数据可得时物块的加速度大小
物块在内的图像如图所示
（2）根据可得末物块的速度大小
16．(1)
(2)
【详解】（1）无人机携带炸弹在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，设加速度大小为，根据运动学公式可得
解得
根据牛顿第二定律可得
解得无人机运动过程中所受空气阻力大小为
（2）若无人机悬停在离地20m处，突然释放炸弹，炸弹做自由落体运动，则有
解得
以无人机为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
则炸弹落地时无人机的离地高度为
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）小物块速度未达到时，由牛顿第二定律可得
小物块与传送带共速时，下滑的距离
二者共速之后，根据牛顿第二定律可得
由运动学公式，可得
解得
（2）小物块在木板上运动时，由牛顿第二定律可知
同理，分析木板受力，可得
解得
二者共速时
解得
物块在木板上滑过的距离
此后二者共同减速，无相对位移。
（3）物块和木板的共同速度
共速前，对于木板
共同减速的加速度
对于木板
则木板在地面上能滑过的最大距离
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