高考物理力学知识点之牛顿运动定律基础测试题及解析

一、选择题

1．小华用手握住水杯保持静止状态，下列说法正确的是（ ）

A．杯子受到的重力与摩擦力是一对平衡力 B．杯子受到的压力是杯子形变产生的 C．杯子和手之间没有相对运动趋势

D．手给杯子的压力越大，杯子受到的摩擦力越大

2．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。如图，火箭点火后刚要离开发射台竖直起飞时（ ）

A．火箭处于平衡状态 C．火箭处于超重状态

B．火箭处于失重状态 D．空气推动火箭升空

3．随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐运动．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴，则（ ）

A．球被击出后做平抛运动

B．由于水平风力的原因球在空中运动的时间大于C．球被击出后受到的水平风力大小为D．球被击出时的初速度大小为L2h gmgL hg 2h4．起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力和空气阻力)，以下说法正

确的是( )

A．当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力 B．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小都等于货物对绳子的拉力大小 C．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小

D．若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定大于货物的重力 5．下列关于超重和失重的说法中，正确的是（ ） A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零

C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了 D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化

6．如图A、B、C为三个完全相同的物体。当水平力F作用于B上，三物体可一起匀速运动，撤去力F后，三物体仍可一起向前运动，设此时A、B间作用力为f1，B、C间作用力为f2，则f1和f2的大小为（ ）

A．f1=f2=0 B．f1=0，f2=F

C．f1F2，f2=F D．f1=F，f2=0

337．如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4．现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为( )（g取10m/s2）

A．1J B．1.6J C．2J D．4J

8．如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则( )

A．小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上 B．弹簧弹力不可能为

3mg 4C．小球可能受三个力作用

D．木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg

9．甲、乙两球质量分别为m1、m2,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v−t图象如图所示,落地前,经过时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1 、v2,则下落判断正确的是( )

A．甲球质量大于乙球 B．m1/m2=v2/v1

C．释放瞬间甲球的加速度较大 D．t0时间内，两球下落的高度相等

10．如图所示，质量为10kg的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，与此同时，物体受到一个水平向右的拉力F=20N的作用，则物体的加速度为（ ）

A．0

C．4m/s2，水平向右

11．下列对教材中的四幅图分析正确的是

B．2m/s2，水平向右 D．2m/s2，水平向左

A．图甲：被推出的冰壶能继续前进，是因为一直受到手的推力作用 B．图乙：电梯在加速上升时，电梯里的人处于失重状态 C．图丙：汽车过凹形桥最低点时，速度越大，对桥面的压力越大

D．图丁：汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用 12．人乘坐电梯加速向上运动，下列说法正确的是（ ）

A．人对电梯地板的压力大于电梯地板对人的支持力 B．人对电梯地板的压力等于人的重力 C．电梯地板对人的支持力大于人的重力 D．电梯地板对人的支持力等于人的重力

13．如图所示，传送带保持v0＝1 m/s的速度运动，现将一质量m＝0.5 kg的物体从传送带左端放上，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，传送带两端水平距离x＝2.5 m，则运动时间为（ ）

A．1s B．2s C．3s D．4s

14．如图所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触．现将箱子以初速度v0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态．则下列说法正确的是（ ）

A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小 B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大 C．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越大 D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小

15．在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查，设某机场的传送带

匀速前进的速度为0.4 m/s，某行李箱的质量为5 kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g取10 m/s2，则下列说法不正确的是（ ）

A．开始时行李的加速度为2 m/s2 B．行李到达B点时间为2 s C．传送带对行李做的功为0.4 J

D．传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.04 m

16．如图所示，质量均为m的物块P、Q放在倾角为的斜面上，P与斜面之间无摩擦，

Q与斜面之间的动摩擦因数为。当P、Q一起沿斜面加速下滑时，P、Q之间的相互

作用力大小为（ ）

A．

1mgcos 2B．

1mgsin 2C．mgsinmgcos

D．0

17．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（ ）

A．B．

C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力 D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力

18．如图所示，两个质量均为m的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起，并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A，另一端固定在墙上，A、B与传送带间的动摩擦因数均为

。传送带沿顺时针方向匀速转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的

加速度大小分别为aA和aB（弹簧在弹性限度内），重力加速度为g，则（ ）

A．aA2g，aB0

B．aA2g，aBgD．aAg，

C．aAg，aB0

aBg

19．如图所示，在小车中悬挂一小球，若偏角未知，而已知摆球的质量为，小球随小车水平向左运动的加速度为

，取=10m/s2，则绳的张力为( )

A． B． C． D．

20．下列关于惯性的说法中正确的是（） A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B．物体只有受外力作用时才有惯性 C．物体运动速度大时惯性大 D．物体在任何情况下都有惯性

21．A、B两球的质量均为m，两球之间用轻弹簧相连，放在光滑的水平地面上，A球左侧靠墙．用力F向左推B球将弹簧压缩，如图所示．然后突然将力F撤去，在撤去力F的瞬间，A、B两球的加速度分别为：

A．0 ， 0 C．F/2m ， F/m

B．0 ， F/m D．F/2m ，F/2m

22．如图所示，一轻弹簧的左端固定在竖直墙壁上，右端自由伸长，一滑块以初速度v0在粗糙的水平面上向左滑行，先是压缩弹簧，后又被弹回。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，则从滑块接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，选地面为零势能面，滑块的加速度a、滑块的动能Ek、系统的机械能E和因摩擦产生的热量Q与弹簧形变量x间的关系图象正确的是（ ）

A． B．

C． D．

23．研究“蹦极”运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量运动员在不同时刻下落的高度及速度。如图甲所示，运动员及所携带的全部设备的总质量为50kg，弹性绳有一定长度。运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图乙所示的速度－位移(v－x)图像。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列判断正确的是（ ）

A．运动员下落运动轨迹为一条抛物线 B．弹性绳的原长为16m

C．从x=16m到x=30m过程中运动员的加速度逐渐变大 D．运动员下落到最低点时弹性势能为18000J

24．人用绳子通过动滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳，使物体 A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，以下说法正确的是（ ）

A．A物体运动可分解成沿绳子方向的直线运动和沿竖直杆向上的运动 B．A物体实际运动的速度是v0cosθ C．A物体实际运动的速度是D．A物体处于失重状态

25．以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块，假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为（ ） A．

2v02v0v0 cosmgf f和v02g1mgfmgmgf2f和v0 2g1mgfmg2v0B．

mg2f和v0 2g1mgfmgmg2f和v0 2g1mgfmg2v0C．D．

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．A 解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

A. 杯子受到的重力与摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，并且作用在同一个物体上，是一对平衡力，A正确；

B. 杯子受到的压力是因为手的形变而产生的，B错误； C. 杯子和手之间有静摩擦力，具有相对运动趋势，C错误；

D. 不管手给杯子的压力多大，杯子受到的摩擦力大小总等于杯子重力，是不变的，D错误。 故选A。 【点睛】

本题考查了静摩擦力大小、产生条件和弹力。

2．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A．火箭点火后刚要离开发射台竖直起飞时，火箭向上得到的反冲力大于其本身的重力，火箭具有向上的加速度，不是处于平衡状态，A错误；

BC．当物体做向下加速运动或向上减速运动时，物体处于失重状态；当物体做向上加速运动或向下减速运动时，物体处于超重状态。火箭刚要离开发射台时，是在向上做加速运动，此时火箭处于超重状态，B错误，C正确；

D．火箭点火后，火箭向下喷出高速大量气体，根据反冲运动，火箭本身获得向上的很大反冲力来推动火箭升空，D错误。 故选C。

3．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A．小球击出后，受重力和风力作用，不是平抛运动，故A错误；

B．小球在竖直方向上做自由落体运动，根据ht12gt得，可得 22h g水平风力的作用不影响竖直方向的运动，故运动时间不变为CD．球竖直进A穴可知水平方向做匀减速直线运动，有

2h，故B错误； gL解得水平初速度为

v0t 2v0而水平加速度大小为

2L2g Lth2ghLg h2ghav0tL根据牛顿第二定律得，风力为

Fma故C正确，D错误。 故选C。

mgL h4．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是作用力和反作用力，故A错误；无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力总是作用力和反作用力，故它们大小相等，选项B正确；当货物减速上升时，加速度向下，绳子对货物的拉力大小一定小于货物的重力大小，此时货物处于失重状态，选项C错误；若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定等于货物的重力，故D错误．

5．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

重力G=mg 与质量和重力加速度有关，而质量是物体的固有属性，不会改变；同一位置

处的重力加速度不会改变所以物体的重力不会因为超重和失重而发生变化，故D正确。 故选D。

6．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

开始三个物体在拉力F的作用下一起做匀速直线运动，知F=f，撤去F后，三个物体一起做匀减速直线运动，整体的加速度：

afF 3m3mF 3隔离对A分析，A在水平方向上的合力等于B对A的摩擦力，有：

f1ma隔离对AB分析，AB整体所受的合力等于C对它们的摩擦力，有：

f22maC正确，ABD错误。 故选C。

2F 37．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

加速时，对木板受力分析，受到重力、支持力、推力F和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有

F-μmg=ma1

解得

a1=1m/s2

减速时，对木板受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有

-μmg=ma2

解得

a2=-4m/s2

木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零，设最大速度为v，根据位移速度公式，有

2a1x1＝v2 2a2x2＝−v2

Lx1x2＝

2解得

x1故选B． 【名师点睛】

2L0.32m 5W=Fx1=1.6J

本题关键是找出作用时间最短的临界过程，然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度，再根据运动学公式列式求出力作用的位移，再根据恒力做功公式求解．

8．C

解析：C 【解析】 【分析】

滑块可能受重力、支持力、弹力三个力处于平衡，根据共点力平衡判断，根据平行四边形定则可知，小球重力和弹力的合力肯定大于重力． 【详解】

A、C项：小球处于静止状态，受力平衡，对小球受力分析，如图所示：

当重力、弹簧弹力以及木板的支持力的合力为零时，小球不受摩擦力，即小球可以受到3个力作用，故A错误，C正确；

B项：若小球不受摩擦力，根据平衡条件得：tan37°=误；

D项：无论小球受不受到摩擦力作用，由平衡条件可知，木板对小球的作用力与重力和弹力的合力等大，反向，即木板对小球的作用力为(mg)2F2，一定大于重力，故D错误． 【点睛】

解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意弹簧的弹力方向是水平向左的，难度适中．

3mg，解得：Fmg，故B错F49．A

解析：A 【解析】 【详解】

两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg，因此最大速度与其

1质量成正比，即vm∝m， mm2v1，由图象知v1＞v2，因此m甲＞m乙；故A正确，B错v2误．释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g．故C错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度不相等；故D错误；故选A．

10．C

解析：C 【解析】 【详解】

滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，物体相对地面向左运动，滑动摩擦力向右，根据牛顿第二定律

Fmgma

解得

aFmg200.21010m/s24m/s2 m10方向水平向右，ABD错误，C正确。 故选C。

11．C

解析：C 【解析】

试题分析：被推出的冰壶能继续前进是由于惯性．当物体具有向上的加速度时处于超重状态．汽车过凹形桥最低点时，速度越大，对桥面的压力越大．汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用．

图甲：被推出的冰壶能继续前进，是由于惯性．手与冰壶不接触了，不再对冰壶有推力作用，A错误；图乙：电梯在加速上升时，加速度向上，电梯里的人处于超重状态，B错误；图丙：汽车过凹形桥最低点时，加速度向上，处于超重状态，速度越大，所需要的向心力越大，超重越显著，对桥面的压力越大，C正确；图丁：汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，向心力是重力、支持力、摩擦力的合力，D错误．

12．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

人乘坐电梯加速向上运动，具有向上的加速度，所以人处于超重状态，即人对电梯地板的压力大于人的重力，根据牛顿第三定律可知：电梯地板对人的支持力大于人的重力， C正确． 故选C。

13．C

解析：C 【解析】 【详解】

物体的运动过程分为匀加速运动过程和匀速运动过程，当物体的速度等于传送带的速度后，物体开始匀速运动，在加速过程中受到向右的滑动摩擦力，所以

，则

，所以总时间为

故选C。 【点睛】

根据牛顿第二定律求出物体的加速度，物块在传送带上先做匀加速直线运动，判断出物块速度达到传送带速度时，位移与L的关系，若位移大于L，则物体一直做匀加速直线运动，若位移小于L，则物体先做匀加速直线运动再做匀速直线运动，根据匀变速直线运动的公式求出运动的时间。

，

，所以匀速过程的时间

，故C正确，A、B、D错误；

14．C

解析：C 【解析】 【详解】

AB.对箱子和物体整体受力分析，如图所示：

由牛顿第二定律可知Mg+kv=Ma，得减小；

再对物体单独受力分析如图：

，又整体向上做减速运动v减小，所以a

因a＞g，所以物体受到箱子上底向下的弹力则

力越来越小；故A项，B项均错误.

，由牛顿第二定律可知，，

，而a减小，则FN减小，所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压

CD.同理，当箱子和物体加速下降时，物体对箱子下底面有压力且压力越来越大，当

Mg=kv后，箱子匀速下降，此时物体对箱子下底面压力等于它的重力mg，故C正确，D错误.

15．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

A．行李开始运动时，由牛顿第二定律有

mgma

解得a2m/s2，故A正确； B．行李匀加速运动的时间

tv0.4s2s a0.2由于传送带的长度未知，故不能求出运动的时间，故B不正确；

C．行李最后和传送带最终一起匀速运动，根据动能定理知，传送带对行李做的功为

W故C正确；

121mv50.42J0.4J 22D．行李和传送带相对滑动的时间为t=0.2s，则在传送带上留下的痕迹长度为

xvt故D正确。 故选B。

vtvt0.40.2m0.04m 22216．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

对整体分析，根据牛顿第二定律有

2mgsin-mgcos2ma

则整体的加速度

1agsin-gcos

2隔离对P分析，根据牛顿第二定律得

mgsinFQPma

则

FQPmgsinma1mgsinm(gsin-gcos) 21mgcos2选项A正确，BCD错误。 故选A。

17．A

解析：A 【解析】 【详解】

对结点O： G= F1sinθ；F2=F1cosθ，解得

；

，选项A正确，B错误；

F1和F2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D错误；故选A.

18．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

突然剪断轻绳的瞬间，B在水平方向上受到的弹簧拉力和滑动摩擦力没有变，B所受的合外力仍等于0，所以aB0，A、B和弹簧看成整体，则轻绳拉力F2mg，绳子剪断瞬间，A的合外力

F合F2mgma

所以

aA2g

故A正确，BCD错误。 故选A。

19．C

解析：C 【解析】 【详解】 小球所受的合力为

，

小球受重力和拉力，根据平行四边形定则得拉力

。

A.根据计算可得

，故A不符合题意；

B.根据计算可得C.根据计算可得D.根据计算可得

，故B不符合题意； ，故C符合题意； ，故D不符合题意。

20．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

因为一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，不会因为外界因素的变化而变化，与物体是否运动、是否受力都没有任何关系．所以此A、B、C选项均错误．正确选项为D．

21．B

解析：B 【解析】

试题分析：静止后，弹簧处于压缩，弹力FF，撤去F的瞬间，弹力不变，A球所受的合力为零，则加速度为零，B球所受的合力为FF，则B球的加速度为 ，故B正确，选项ACD错误．

考点：牛顿第二定律、胡克定律

【名师点睛】力F将B球向左推压弹簧，静止后，B球受推力F和弹簧的弹力处于平衡，撤去F的瞬间，根据牛顿第二定律，通过瞬时的合力求出瞬时的加速度；解决本题的关键得出撤去F瞬间两球所受的合力，通过牛顿第二定律得出瞬时加速度．

Fm22．C

解析：C 【解析】 【详解】

A．设滑块受到的摩擦力为f，弹簧的弹力为

Fkx

选取初速度的方向为正方向，则滑块的加速度为

afFfkx mmm可知a与x的关系是不过坐标原点的直线，故A错误； B．当弹簧的压缩量为x时，弹簧的弹性势能为

Ep所以滑块克服弹簧的弹力做功

12kx 21WFkx2

2克服摩擦力做功

Wffx

对滑块由动能定理可得

WFWfEkEk0

即有

1EkEk0fxkx2

2动能Ek为x的二次函数，是一条曲线，故B错误；

C．滑块克服弹簧做的功转化为弹簧的弹性势能，所以系统的机械能

EEk0fx

即系统的机械能与x之间的关系为斜率为负的一次函数，故C正确； D．因摩擦产生的内能为

Qfx

因摩擦产生的热量与弹簧形变量成正比，是过坐标原点的直线，故D错误； 故选C。

23．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A．v－t图像不是运动员的运动轨迹。运动员自由下落时做直线运动，运动轨迹为一条直线，故A错误；

B．由图可知x=16m时运动员速度最大，即重力与弹力大小相等，所以弹性绳的原长小于16cm，故B错误；

C．x=16m时，重力与弹力大小相等，从x=16m到x=30m过程中，弹力大于重力，且弹力越来越大，加速度越来越大，故C正确；

D．从x=0到x=30m的过程中，运动员的重力势能减少量为

Epmgh501030J1.5104J

根据运动员和弹性绳组成的系统机械能守恒可知弹性绳的最大势能为

Ep绳Ep1.5104J

故D错误。 故选C。

24．C

解析：C 【解析】 【详解】

ABC．将A沿杆向上的运动分解为沿绳子方向的直线运动和垂直绳子方向的运动，如图所

示：

人拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，则

v0vAcos，

解得A物体实际运动的速度

vA故AB两项错误，C项正确． D．A物体实际运动的速度

v0， cosvAv0， cos增大，A物体速度增大，即A物体向上做加速运动，处于超重状态．故D项错误。

故选C。 【点睛】

绳连接、杆连接的物体沿绳（杆）方向的速度分量相等．

25．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

在上升的过程中，对物体受力分析由牛顿第二定律可得

mg+f=ma1

所以上升时的加速度为

a1mgf m加速度的方向与初速度的方向相反，即竖直向下.

从上升到达最高点的过程中，根据v2-v02=2a1x可得上升的最大高度为

222v2v0v0v0xmgf2a1f 22g1mmg在下降的时候，对物体受力分析有牛顿第二定律可得

mg-f=ma2

所以下降的加速度的大小为

a2mgf m从开始下降到返回到原抛出点的过程中，根据v2=2a2x可得

v2a2xv0所以A正确。 故选A。

mgf mgf