2024北京高考物理真题牛顿运动定律专题复习练习题（有解析）

牛顿运动定律专题复习练习题
真题再现
1.（2021·北京卷）某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B．40cm刻度对应的加速度为g
C．50cm刻度对应的加速度为2g D．各刻度对应加速度的值是不均匀的
模拟练习
单选题
1.（2023·北京西城·统考三模）伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（　　）
A．物体之间普遍存在相互吸引力
B．力不是维持物体运动的原因
C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反
D．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
2.（2023·清华附中·校考三模）一物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象：力传感器上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯在1楼和3楼之间从静止开始运行然后再到静止的过程中，数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化，下列说法正确的是（ ）

A．a到b过程中电梯向上运动，b到c过程中电梯向下运动
B．a到c过程中钩码的机械能先增加后减小
C．图形的面积大于图形的面积
D．c到d的过程中电梯处于匀速运动状态
3.（2023·北京第101中学·校考三模）高血压已成为危害人类健康的一种常见病，现已查明，血管变细是其诱因之一。为研究这一问题，我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比，即（其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为，若血管内径减为时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（　　）
A． B．
C． D．
4.（2023·北京房山·统考二模）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。弹簧下端悬挂重物，静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0，将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量电梯运行时竖直方向的加速度。下列说法正确的是（　　）
A．指针指到0刻度时，说明电梯处于静止状态
B．若电梯上升，则指针一直指在0刻线以下
C．各刻度对应加速度的值是均匀的
D．若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值不变
5.（2023·北京房山·统考二模）在地铁运行过程中，某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细绳与竖直方向夹角为，重力加速度为g。根据以上信息，可以确定（　　）
A．地铁运行方向 B．地铁运行加速度方向
C．圆珠笔的质量 D．地铁运行加速度大小为
6.（2023·北京门头沟·统考二模）2019年2月5日，“流浪地球”在中国大陆上映，赢得了票房和口碑双丰收。影片讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度为ω的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N台“喷气”发动机，如图所示（N较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F=ma具有相似性，为M=Iβ，其中M为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR；I为地球相对地轴的转动惯量；β为单位时间内地球的角速度的改变量。将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（　　）
A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度
B．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小
C．停止自转后，赤道附近比极地附近的重力加速度大
D．这些行星发动机同时开始工作，且产生的推动力大小恒为F，使地球停止自转所需要的时间为
7.（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度（在弹性限度内）。不计空气阻力。则（　　）
A. 从接触弹簧到运动至最低点过程中，小球的加速度不断增大
B. 从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小
C. 从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的机械能守恒
D. 小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小
8．（2023·北京丰台·统考一模）直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说法正确的是（　　）
A. 下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大
B. 箱子接近地面时，箱内物体受到支持力比刚释放时大
C. 如下落距离足够大时，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用
D. 下落过程中箱内物体的机械能增大
9．（2023·北京海淀八模（二））如图所示，光滑水平面上有个一根光滑水平细杆，上面套着两个质量均为m，半径很小的球A和B，两球用长为L的细线相连接，开始时细线被拉直。现用一与光滑水平面平行且与杆垂直的恒力F作用于线的中点，使两球由静止开始沿杆运动，当两球相距为时两球沿杆滑行的加速度a的大小为（　　）
A. B. C. D.
10．（2023·北京海淀八模（四））跨过定滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端拴在一个动滑轮的轴上，跨过动滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为，吊板的质量为，绳、定滑轮、动滑轮的质量以及滑轮的摩擦均可不计。重力加速度为。当人和板一起以加速度向上做加速运动时，人对绳的拉力和人对吊板的压力大小分别为（　　）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
11．（2023·北京平谷·统考一模）为了研究超重与失重问题，某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段，他发现体重计的示数大于自己实际体重，下列说法正确的是（ ）
A. 此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B. 此时电梯可能正在匀速上升
C. 此时电梯可能正在加速上升
D. 此时电梯可能正在加速下降
12．（2023·北京平谷·统考一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，。g取，则（ ）
A. 传送带的速度为
B. 摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D. 传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大
13．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是（　　）
A. 斜面体受到地面的摩擦力水平向左
B. 斜面体受到地面的摩擦力为零
C. 斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和
D. 斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和
14．（2023·北京门头沟·统考一模）幼儿园小朋友玩的滑梯如图1所示，为了研究方便，可将其简化为图2。已知滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数为，某小朋友质量为m，重力加速度为g，滑梯与水平地面之间的夹角为。下列说法中正确的是（　　）
A．小朋友沿滑梯加速下滑时受力平衡
B．小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对平衡力
C．下滑过程中，小朋友受到的合力大小为
D．下滑过程中，小朋友受到的摩擦力大小为
15．（2023·北京通州·统考一模）为了节省能源，某商场安装了智能化电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A. 顾客仅在加速过程受摩擦力的作用
B. 顾客所受的摩擦力大小与扶梯的加速度大小无关
C. 乘扶梯匀速上楼的过程中，顾客的机械能保持不变
D. 扶梯对顾客作用力的方向先与速度方向相同，再竖直向上
16．（2023·北京通州·统考一模）如图甲所示，某同学利用橡皮筋悬挂手机的方法模拟蹦极运动，并利用手机的加速度传感器研究加速度随时间变化的图像，如图乙所示。手机保持静止时，图像显示的加速度值为0，自由下落时，图像显示的加速度值约为-10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A. 时，手机已下降了约1.8m
B. 时，手机正向上加速运动
C. 加速度约为70m/s2时，手机速度为0
D. 时间内，橡皮筋的拉力逐渐减小
17.（2023·北京西城·统考二模）“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图所示。实验中平衡了摩擦力，如果砂桶（含砂）的质量m不满足比小车质量M小得多的条件，那么，若保持M不变，将m增大为原来的2倍，不计绳的质量和滑轮摩擦，在砂桶下落相同高度的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 小车的加速度增大到原来的2倍
B. 绳上的拉力增大到原来的2倍
C. 砂桶机械能的减少量小于原来的2倍
D. 砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多
18．（2023·北京丰台·统考二模）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，小球下落的最低位置为C点。以B点为坐标原点O，沿竖直向下建立x轴，小球从B到C过程中的加速度一位移图像如图乙所示，重力加速度为g。在小球从B运动到C的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 小球在B点时的速度最大
B. 小球在C点时所受的弹力大于
C. 图像与x轴所包围的两部分面积大小相等
D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大
19．（2023·北京朝阳·统考二模）甲、乙两辆汽车在平直路面上同向运动，经过同一路标时开始计时，两车在时间内速度v随时间t的变化图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 在时刻，甲车刚好追上乙车
B. 在时刻，甲车刚好追上乙车
C. 时间内，甲车所受的合力越来越大
D. 时间内，乙车所受的合力越来越小
20．（2023·北京昌平·统考二模）某学习小组观看完“太空授课”后，设计出4种在太空实验舱中测量小物块质量方案：
①将待测小物块悬挂在劲度系数为k的轻弹簧下端，测出小物块静止时弹簧的形变量，根据，求得小物块的质量
②让待测小物块随实验舱一起绕地球做匀速圆周运动，测出圆周运动的半径r和周期T，根据，求得小物块的质量
③对待测小物块施加一个恒定的拉力F，使小物块从静止做匀加速直线运动，测出经过时间t时的速度v，根据，求得小物块的质量
④用一个弹簧测力计拉着待测小物块做匀速圆周运动，测出弹簧测力计示数F、圆周运动的半径R和周期T，根据，求得小物块的质量
其中可行的方案有（ ）
A. ①和② B. ②和③ C. ③和④ D. ①和④
21．（2023·北京一七一中学·校考模拟）如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
22．（2023·北京一七一中学·校考模拟）杜甫的诗句“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”描绘了早春生机勃勃的景象。如图所示为一行白直线加速“上青天”的示意图，图中为某白鹭在该位置可能受到的空气作用力，其中方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）
A．该作用力的方向可能与相同
B．该作用力的方向可能与相同
C．该作用力可能等于白鹭的重力
D．该作用力可能小于白鹭的重力
23．（2023·北京十二中·校考模拟）一物块以某一初速度从倾角的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端。已知物块上滑时间是下滑时间的，，，则物块与斜面间的动摩擦因数为（ ）
A．0.2 B．0.4 C．0.6 D．0.8
24．（2023·北京十二中·校考模拟）汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶，司机看到前面有突发情况，紧急利车，从看到突发情况到刹车的反应时间内汽车做匀速运动，刹车后汽车做匀减速直线运动，从看到突发情况到汽车停下，汽车行驶的距离为90m，所花时间为5.5s，则汽车匀减速过程中所受阻力约为汽车所受重力的（　　）
A．0.3倍 B．0.5倍 C．0.6倍 D．0.8倍
25．（2023·北京中关村中学·校考模拟）如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当电梯在竖直方向匀速运动时，压力传感器有一定的示数。现发现压力传感器的示数逐渐减小，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中可能正确的是（ ）
A．升降机正在匀加速上升 B．升降机正在匀减速上升
C．升降机正在加速下降，且加速度越来越大 D．升降机正在加速上升，且加速度越来越大
26．（2023·北京一五六中学·校考模拟）某次空降演练中，跳伞运动员从飞机上跳下，10s后打开降落伞，并始终保持竖直下落，在0~14 s内其下落速度随时间变化的v—t图像如图所示，则（　　）
A. 跳伞运动员在0~10s内下落的高度为5v2
B. 跳伞运动员（含降落伞）在0~10s内所受阻力越来越大
C. 10s时跳伞运动员的速度方向改变，加速度方向保持不变
D. 10~14s内，跳伞运动员（含降落伞）所受合力逐渐增大
二、多选题
27．（2023·北京十二中·校考模拟）如图所示，光滑水平面上放置A、B两物体相互接触但并不黏合，两物体的质量分别为mAkg，mB3kg。从t0开始，作用力FA和作用力FB分别作用在A、B两物体上，FA、FB随时间的变化规律分别为FA=82tN，FB22tN。则（　　）
A．A、B两物体一直以2m/s2的加速度做匀加速运动
B．当FAFB时，A、B两物体分离
C．t=1s时A物体的运动速度为2m/s
D．物体B在t=5s时的加速度为4m/s2
28．（2023·北京一五六中学·校考模拟）如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g．下列说法正确的是
A. 在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B. 在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为
C. 剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为
D. 突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为
参考答案
真题再现
1.（2021·北京卷）某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B．40cm刻度对应的加速度为g
C．50cm刻度对应的加速度为2g D．各刻度对应加速度的值是不均匀的
【答案】A
【分析】由题知，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处，则弹簧的原长l0 = 0.2m；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处，则根据受力平衡有
mg = k(l - l0)
可计算出
k =
【详解】A．由分析可知，在30cm刻度时，有
F弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向）
代入数据有
a = - 0.5g
A正确；
B．由分析可知，在40cm刻度时，有
mg = F弹
则40cm刻度对应的加速度为0，B错误；
C．由分析可知，在50cm刻度时，有
F弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向）
代入数据有
a = 0.5g
C错误；
D．设刻度对应值为x，结合分析可知
，x = （取竖直向上为正方向）
经过计算有
a = (x > 0.2)或a = (x < 0.2)
根据以上分析，加速度a与刻度对应值为x成线性关系，则各刻度对应加速度的值是均匀的，D错误。
故选A。
模拟练习
单选题
1.（2023·北京西城·统考三模）伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（　　）
A．物体之间普遍存在相互吸引力
B．力不是维持物体运动的原因
C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反
D．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
【答案】BD
【详解】A．伽利略没有发现物体之间普遍存在相互吸引力的规律，故A错误；
B．伽利略根据理想斜面实验，发现了力不是维持物体运动的原因，故B正确；
C．伽利略没有发现物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反的规律。物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反是牛顿第三定律的内容，故C错误；
D．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的方法，得出了自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动；并且明确了重物和轻物下落得同样快；故D正确。
故选BD。
2.（2023·清华附中·校考三模）一物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象：力传感器上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯在1楼和3楼之间从静止开始运行然后再到静止的过程中，数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化，下列说法正确的是（ ）

A．a到b过程中电梯向上运动，b到c过程中电梯向下运动
B．a到c过程中钩码的机械能先增加后减小
C．图形的面积大于图形的面积
D．c到d的过程中电梯处于匀速运动状态
【答案】D
【详解】A．由图可知，钩码的重力
G=2N
在a到c过程中，拉力F都大于重力，说明电梯处于超重状态，加速度向上，即电梯加速上升。故A错误；
B．由以上分析可知，在a到c过程中，电梯加速上升。当加速上升过程中，钩码的机械能增加。故B错误；
CD．图像中面积表示力对时间的积累，即冲量。由图可知，从a到f记录了电梯的一个运动过程，先向上加速（a到c过程），然后匀速（c到d过程），最后减速（d到f过程），即加速过程和减速过程的动量变化量大小相等，取向上为正，由动量定理可知ac过程中
df过程中
可知abc过程的力F的冲量大于def过程力F的冲量，故图形abc的面积等于图形def的面积。故C错误D正确。
故选D。
3.（2023·北京第101中学·校考三模）高血压已成为危害人类健康的一种常见病，现已查明，血管变细是其诱因之一。为研究这一问题，我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比，即（其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为，若血管内径减为时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】根据血液匀速流动，说明受力平衡，即血压产生的压力等于阻力，则在正常情况下有
血管变细后有
因为在相同时间内流过的血液量不变，则有
又
所以
所以
由可知
联立可得
故D正确，ABC错误。
故选D。
4.（2023·北京房山·统考二模）某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。弹簧下端悬挂重物，静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0，将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量电梯运行时竖直方向的加速度。下列说法正确的是（　　）
A．指针指到0刻度时，说明电梯处于静止状态
B．若电梯上升，则指针一直指在0刻线以下
C．各刻度对应加速度的值是均匀的
D．若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值不变
【答案】C
【详解】A．静止时，弹簧下端的指针指直尺上某一位置，标记为0，此时重力与弹簧弹力等大反向，处于平衡状态，所以指针指到0刻度时，说明电梯处于静止或者匀速直线运动状态，故A错误；
B．若电梯匀速上升，针指到0刻度；若电梯加速上升，重物处于超重，指针指在0刻线以下；若电梯减速上升，重物处于失重，指针指在0刻线以上，故B错误；
CD．若规定竖直向上为正方向，设稳定时弹簧长度的读数为l，根据牛顿第二定律有
可得
可知各刻度对应加速度的值是均匀的，若改变重物的质量，则各刻度对应的加速度值要发生变化，故C正确，D错误。
故选C。
5.（2023·北京房山·统考二模）在地铁运行过程中，某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细绳与竖直方向夹角为，重力加速度为g。根据以上信息，可以确定（　　）
A．地铁运行方向 B．地铁运行加速度方向
C．圆珠笔的质量 D．地铁运行加速度大小为
【答案】B
【详解】AB．物体受绳子拉力方向沿绳子向上，受重力方向竖直向下，则物体所受的合力水平向左，由牛顿第二定律知，地铁运行加速度方向向左，但无法确定地铁的运行方向，故B正确，A错误；
CD．圆珠笔受力如图
根据牛顿第二定律得
所以
无法计算圆珠笔的质量，故CD错误。
故选B。
6.（2023·北京门头沟·统考二模）2019年2月5日，“流浪地球”在中国大陆上映，赢得了票房和口碑双丰收。影片讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度为ω的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N台“喷气”发动机，如图所示（N较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F=ma具有相似性，为M=Iβ，其中M为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR；I为地球相对地轴的转动惯量；β为单位时间内地球的角速度的改变量。将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（　　）
A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度
B．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小
C．停止自转后，赤道附近比极地附近的重力加速度大
D．这些行星发动机同时开始工作，且产生的推动力大小恒为F，使地球停止自转所需要的时间为
【答案】A
【详解】A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度，A正确；
B．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变大，B错误；
C．停止自转后，赤道附近与极地附近的重力加速度大小相等，C错误；
D．这些行星发动机同时开始工作，且产生的推动力大小恒为F，根据
而
则停止的时间
D错误。
故选A。
7.（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度（在弹性限度内）。不计空气阻力。则（　　）
A. 从接触弹簧到运动至最低点过程中，小球的加速度不断增大
B. 从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小
C. 从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的机械能守恒
D. 小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小
【答案】B
【详解】AB．小球从接触弹簧到运动至最低点的过程中，受重力和弹簧弹力作用，弹力从零逐渐增大，开始阶段小于重力，小球合力向下，做加速运动，后阶段弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动，故小球加速度先减小后增大、速度先增大后减小，A错误，B正确；
C．小球从接触弹簧到运动至最低点的过程中，弹簧弹力对小球做负功，小球机械能减少，转化为弹簧弹性势能，C错误；
D．小球在最低点时所受的弹力大小大于其所受的重力大小，D错误。
故选B。
8．（2023·北京丰台·统考一模）直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说法正确的是（　　）
A. 下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大
B. 箱子接近地面时，箱内物体受到支持力比刚释放时大
C. 如下落距离足够大时，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用
D. 下落过程中箱内物体的机械能增大
【答案】B
【详解】A．设箱子的质量为，物体的质量为，箱子受到的空气阻力为，根据牛顿第二定律可知下落过程中整体的加速度为
随着速度的增大，加速度在减小，A错误；
B．以箱内物体为对象，根据牛顿第二定律可知
随着加速度的减小，物体受到的支持力在逐渐增大，B正确；
C．整体向下做加速度减小的加速运动，物体受到的支持力一直在增大，当加速度为零时，整体开始做匀速运动，此时箱内物体受箱子底部的支持力与物体重力相等，所以最后不会出现支持力为零的情况，C错误；
D．由于物体受到向上的支持力，且支持力对物体做负功，所以下落过程中箱内物体的机械能减小，D错误。
故选B。
9．（2023·北京海淀八模（二））如图所示，光滑水平面上有个一根光滑水平细杆，上面套着两个质量均为m，半径很小的球A和B，两球用长为L的细线相连接，开始时细线被拉直。现用一与光滑水平面平行且与杆垂直的恒力F作用于线的中点，使两球由静止开始沿杆运动，当两球相距为时两球沿杆滑行的加速度a的大小为（　　）
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据题意，对结点受力分析，如图所示
由平衡条件有
由几何关系可得，
对小球，由牛顿第二定律有
联立解得
故选D。
10．（2023·北京海淀八模（四））跨过定滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端拴在一个动滑轮的轴上，跨过动滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为，吊板的质量为，绳、定滑轮、动滑轮的质量以及滑轮的摩擦均可不计。重力加速度为。当人和板一起以加速度向上做加速运动时，人对绳的拉力和人对吊板的压力大小分别为（　　）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】D
【详解】对人和吊板整体，根据牛顿第二定律有
解得
对人根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律得人对吊板的压力
故D正确，ABC错误。
故选D。
11．（2023·北京平谷·统考一模）为了研究超重与失重问题，某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段，他发现体重计的示数大于自己实际体重，下列说法正确的是（ ）
A. 此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B. 此时电梯可能正在匀速上升
C. 此时电梯可能正在加速上升
D. 此时电梯可能正在加速下降
【答案】C
【详解】A．根据牛顿第三定律可知，体重计对人的支持力等于人对体重计的压力，选项A错误；
BCD．体重计的示数大于自己实际体重，则发生超重现象，加速度向上，则此时电梯可能正在加速上升或者减速下降，选项C正确，BD错误。
故选C。
12．（2023·北京平谷·统考一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，。g取，则（ ）
A. 传送带的速度为
B. 摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D. 传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大
【答案】C
【详解】A．由图乙可知传送带的速度为，A错误；
BC．在内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
在内传送带的速度大于物块的速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向上，根据根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
联立解得
故C正确；
D．当传送带的速度大于后，物块在传送带上一直做加速度为的减速运动，无论传送带的速度为多大，物块到达传送带顶端时的速度都相等，D错误。
故选C。
13．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，水平面上有一上表面光滑的斜面体，一小物块沿其上表面匀减速上滑，此过程中斜面体始终保持静止，下列说法正确的是（　　）
A. 斜面体受到地面的摩擦力水平向左
B. 斜面体受到地面的摩擦力为零
C. 斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和
D. 斜面体对地面的压力等于斜面体与物块的重力之和
【答案】C
【详解】小物块加速度沿斜面向下，根据对斜面体和小物块整体分析可知，将整体加速度分解为水平方向的和竖直方向的，则根据牛顿第二定律
，
故斜面体受到地面的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律，地面对斜面体的支持力大小等于斜面体对地面的压力，斜面体对地面的压力小于斜面体与物块的重力之和。
故选C。
14．（2023·北京门头沟·统考一模）幼儿园小朋友玩的滑梯如图1所示，为了研究方便，可将其简化为图2。已知滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数为，某小朋友质量为m，重力加速度为g，滑梯与水平地面之间的夹角为。下列说法中正确的是（　　）
A．小朋友沿滑梯加速下滑时受力平衡
B．小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对平衡力
C．下滑过程中，小朋友受到的合力大小为
D．下滑过程中，小朋友受到的摩擦力大小为
【答案】D
【详解】A．小朋友沿滑梯加速下滑时具有沿滑梯向下的加速度，受力不平衡。故A错误；
B．根据牛顿第三定律可知小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对相互作用力。故B错误；
CD．对小朋友受力分析，分解重力，可得
又
故C错误；D正确。
故选D。
15．（2023·北京通州·统考一模）为了节省能源，某商场安装了智能化电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A. 顾客仅在加速过程受摩擦力的作用
B. 顾客所受的摩擦力大小与扶梯的加速度大小无关
C. 乘扶梯匀速上楼的过程中，顾客的机械能保持不变
D. 扶梯对顾客作用力的方向先与速度方向相同，再竖直向上
【答案】A
【详解】A．电梯慢慢加速时，顾客受重力、支持力、摩擦力作用，匀速转动时，顾客受重力、支持力作用，所以仅在加速过程受摩擦力的作用，故A正确；
B．设扶梯倾角为，将加速度分解，结合牛顿第二定律有
所以摩擦力大小与扶梯加速度大小有关，故B错误；
C．乘扶梯匀速上楼的过程中，顾客的动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C错误；
D．电梯慢慢加速时，扶梯对顾客作用力即为支持力和摩擦力的合力，其方向指向右上方，匀速阶段时只有支持力，竖直向上，故D错误；
故选A。
16．（2023·北京通州·统考一模）如图甲所示，某同学利用橡皮筋悬挂手机的方法模拟蹦极运动，并利用手机的加速度传感器研究加速度随时间变化的图像，如图乙所示。手机保持静止时，图像显示的加速度值为0，自由下落时，图像显示的加速度值约为-10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A. 时，手机已下降了约1.8m
B. 时，手机正向上加速运动
C. 加速度约为70m/s2时，手机速度为0
D. 时间内，橡皮筋的拉力逐渐减小
【答案】C
【详解】A．由图可知0-0.4s手机静止，从约0.4s开始运动，0.5s开始做自由落体运动，时手机下降高度约为
故A错误；
BCD．由图像可知0.6s开始，加速度为负值且加速度大小逐渐减小，手机向下做加速度运动，橡皮筋的拉力逐渐增大。约0.8s拉力和重力相等时，手机速度最大，之后拉力大于重力，加速度为正值，手机向下做减速运动，橡皮筋的拉力逐渐增大。当手机速度为零，橡皮筋的拉力最大，加速度为正的最大值，约为70m/s2，故C正确，BD错误。
故选C。
17.（2023·北京西城·统考二模）“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图所示。实验中平衡了摩擦力，如果砂桶（含砂）的质量m不满足比小车质量M小得多的条件，那么，若保持M不变，将m增大为原来的2倍，不计绳的质量和滑轮摩擦，在砂桶下落相同高度的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 小车的加速度增大到原来的2倍
B. 绳上的拉力增大到原来的2倍
C. 砂桶机械能的减少量小于原来的2倍
D. 砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多
【答案】C
【详解】AB．以小车为研究对象，根据牛顿第二定律可得
以砂桶（含砂）为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
若保持不变，将增大为原来的2倍，则有
故AB错误；
C．绳子拉力对砂桶做负功，砂桶机械能的减少量为
由于
可得
即砂桶机械能的减少量小于原来的2倍，故C正确；
D．砂桶和小车组成的系统损失的机械能等于小车克服摩擦力做的功，由于摩擦力大小保持不变，则砂桶和小车组成的系统损失的机械能与原来相等，故D错误。
故选C。
18．（2023·北京丰台·统考二模）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，小球下落的最低位置为C点。以B点为坐标原点O，沿竖直向下建立x轴，小球从B到C过程中的加速度一位移图像如图乙所示，重力加速度为g。在小球从B运动到C的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 小球在B点时的速度最大
B. 小球在C点时所受的弹力大于
C. 图像与x轴所包围的两部分面积大小相等
D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大
【答案】B
【详解】A．小球在B点时，合力为重力，合力和速度同向，会继续加速，B点时的速度不是最大。A错误；
B．小球若从B点由静止释放，到达最低点时，由对称性，最低点加速度向上，大小为
小球从A点自由下落，小球在C点时，弹力比上述情况要大，加速度向上，大于。由牛顿第二定律
则
B正确；
C．设在D点，弹力和小球重力平衡，D点速度为，由微元法可知图像与x轴所包围的上部分面积
图像与x轴所包围的下部分面积
因为
得
C错误；
D．小球和弹簧、地球组成的系统机械能守恒，小球从B运动到C的过程中，小球的重力势能一直在减小，小球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在增大。D错误。
故选B。
19．（2023·北京朝阳·统考二模）甲、乙两辆汽车在平直路面上同向运动，经过同一路标时开始计时，两车在时间内速度v随时间t的变化图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 在时刻，甲车刚好追上乙车
B. 在时刻，甲车刚好追上乙车
C. 时间内，甲车所受的合力越来越大
D. 时间内，乙车所受的合力越来越小
【答案】D
【详解】AB．由图可知，两车同时同地出发，时刻，两车速度相同，此时乙的位移比甲的位移大，时刻，甲的总位移大于乙的总位移，AB错误；
CD．由图可知，时间内，甲的加速度不变，故甲车所受的合力不变，乙的加速度逐渐减小，故乙车所受的合力越来越小，C错误，D正确。
故选D。
20．（2023·北京昌平·统考二模）某学习小组观看完“太空授课”后，设计出4种在太空实验舱中测量小物块质量方案：
①将待测小物块悬挂在劲度系数为k的轻弹簧下端，测出小物块静止时弹簧的形变量，根据，求得小物块的质量
②让待测小物块随实验舱一起绕地球做匀速圆周运动，测出圆周运动的半径r和周期T，根据，求得小物块的质量
③对待测小物块施加一个恒定的拉力F，使小物块从静止做匀加速直线运动，测出经过时间t时的速度v，根据，求得小物块的质量
④用一个弹簧测力计拉着待测小物块做匀速圆周运动，测出弹簧测力计示数F、圆周运动的半径R和周期T，根据，求得小物块的质量
其中可行的方案有（ ）
A. ①和② B. ②和③ C. ③和④ D. ①和④
【答案】C
【详解】物体处于完全失重状态，无法测得小物块静止时弹簧的形变量，故①错误；
由式中可知小物块的质量被消去，无法计算，故②错误；
根据③和④操作可以测得小物块的质量。
故选C。
21．（2023·北京一七一中学·校考模拟）如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
【答案】B
【解析】楔形物体A释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体A释放后，由于楔形物体A是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知，小球在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态．而竖直方向：楔形物体A对B的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动，其运动轨迹是竖直向下的直线，故B正确。
故选B。
22．（2023·北京一七一中学·校考模拟）杜甫的诗句“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”描绘了早春生机勃勃的景象。如图所示为一行白直线加速“上青天”的示意图，图中为某白鹭在该位置可能受到的空气作用力，其中方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）
A．该作用力的方向可能与相同
B．该作用力的方向可能与相同
C．该作用力可能等于白鹭的重力
D．该作用力可能小于白鹭的重力
【答案】A
【解析】白鹭斜向上做匀加速运动，可知合外力与加速度同向，重力竖直向下，可知空气对白鹭的作用力斜向左上方，即可能是F1的方向；由平行四边形法则可知F1>G；
故选A。
23．（2023·北京十二中·校考模拟）一物块以某一初速度从倾角的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端。已知物块上滑时间是下滑时间的，，，则物块与斜面间的动摩擦因数为（ ）
A．0.2 B．0.4 C．0.6 D．0.8
【答案】C
【解析】设物块从斜面底端向上滑时的初速度为，返回斜面底端时的速度大小为，则根据平均速度公式有
再由牛顿运动定律和运动学公式有上滑过程
下滑过程
时间关系有
联立各式解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
24．（2023·北京十二中·校考模拟）汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶，司机看到前面有突发情况，紧急利车，从看到突发情况到刹车的反应时间内汽车做匀速运动，刹车后汽车做匀减速直线运动，从看到突发情况到汽车停下，汽车行驶的距离为90m，所花时间为5.5s，则汽车匀减速过程中所受阻力约为汽车所受重力的（　　）
A．0.3倍 B．0.5倍 C．0.6倍 D．0.8倍
【答案】C
【解析】设反应时间为t，匀减速时间为 ，行驶距离为s，初速度为v，则 ， ，
解得： ， ，
根据牛顿第二定律得：
故
故C正确ABD错误。
故选C。
25．（2023·北京中关村中学·校考模拟）如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当电梯在竖直方向匀速运动时，压力传感器有一定的示数。现发现压力传感器的示数逐渐减小，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中可能正确的是（ ）
A．升降机正在匀加速上升 B．升降机正在匀减速上升
C．升降机正在加速下降，且加速度越来越大 D．升降机正在加速上升，且加速度越来越大
【答案】D
【解析】篮球在水平方向上受力平衡，即侧壁对篮球的弹力与倾斜天花板对篮球的弹力在水平方向的分力平衡，随着压力传感器的示数逐渐减小，篮球受到倾斜天花板在水平方向的分力减小，则其在竖直方向的分力减小，而弹簧的弹力不变，故篮球必然有竖直向上且增大的加速度，选项D项正确，ABC错误。
故选D。
26．（2023·北京一五六中学·校考模拟）某次空降演练中，跳伞运动员从飞机上跳下，10s后打开降落伞，并始终保持竖直下落，在0~14 s内其下落速度随时间变化的v—t图像如图所示，则（　　）
A. 跳伞运动员在0~10s内下落的高度为5v2
B. 跳伞运动员（含降落伞）在0~10s内所受阻力越来越大
C. 10s时跳伞运动员的速度方向改变，加速度方向保持不变
D. 10~14s内，跳伞运动员（含降落伞）所受合力逐渐增大
【答案】B
【详解】A．假设空降兵在空中做匀加速运动，10s时的速度刚好为v2，则这段时间内的下落位移应为
但实际上由图可知，根据图线与横轴围成的面积表示位移可得其下落位移必然大于5v2。故A错误；
B．空降兵在空中受到重力和空气阻力的作用，而由图像可知，空降兵在0~10s内的加速度不断减小，由牛顿第二定律
可知空降兵受到的空气阻力应当不断增大，故B正确；
C．10s时空降兵的速度图像仍在x轴上方，速度方向并未改变，但空降兵的速度走向由增大变为减小，故而加速度方向改变。故C错误；
D．由图可知，10~14 s内，空降兵的速度逐渐减小，且减小的速率逐渐降低，表明空降兵的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可知其所受合力逐渐减小。故D错误。
故选B。
二、多选题
27．（2023·北京十二中·校考模拟）如图所示，光滑水平面上放置A、B两物体相互接触但并不黏合，两物体的质量分别为mAkg，mB3kg。从t0开始，作用力FA和作用力FB分别作用在A、B两物体上，FA、FB随时间的变化规律分别为FA=82tN，FB22tN。则（　　）
A．A、B两物体一直以2m/s2的加速度做匀加速运动
B．当FAFB时，A、B两物体分离
C．t=1s时A物体的运动速度为2m/s
D．物体B在t=5s时的加速度为4m/s2
【答案】CD
【解析】AB．FA、FB的大小都随时间而变化，但合力
不变，故开始一段时间内A、B以相同的加速度做匀加速运动，A、B分离前，对整体有设A、B间的弹力为FAB，对B有②
由于加速度a恒定，则随着t的增大，FB增大，弹力FAB逐渐减小，当A、B恰好分离时，A、B间的弹力为零，即③
将
代入①解得
联立②③得，t=2s，此时
所以在2s内，A、B两物体一直以2m/s2的加速度做匀加速运动，t=2s后A、B两物体分离，故AB错误；
C．t=1s时A物体的运动速度为
故C正确；
D．物体B在t=5s时的加速度为
故D正确。
故选CD。
28．（2023·北京一五六中学·校考模拟）如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g．下列说法正确的是
A. 在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B. 在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为
C. 剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为
D. 突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为
【答案】AC
【详解】A. 把看成是一个整体进行受力分析，有:
在轻绳被烧断的瞬间，之间的绳子拉力为零，对，由牛顿第二定律得：
解得：
故A正确；
B. 对于，由牛顿第二定律得：弹
在轻绳被烧断的瞬间，对于，绳子拉力为零，弹力不变，根据牛顿第二定律：弹
解得：
故B错误；
C. 剪断弹簧的瞬间，对于整体，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律：
解得：
的加速度大小：
故C正确；
D. 突然撤去外力的瞬间，对于整体，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律：弹
解得：
的加速度大小：
故D错误．