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1、2021、2022年高考物理真题分类汇编3牛顿运动定律2022年高考真题1、（2022 湖 南 卷 T9）球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即/=左/，为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为l（）m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5 m/s。重力加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是（）A.发动机的最大推力为L5MgB.当飞行器以5 m/s匀速水平飞行时，发 动 机 推 力 的 大 小 为 乎
2、MgC.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为5 G m/sD.当飞行器以5 m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g【答案】BC【解析】A.飞行器关闭发动机，以vi=l（）m/s匀速下落时，有Mg=*1（）（）飞行器以V2=5m/s向上匀速时，设最大推力为F mFm=Mg+kv；=Mg+左 x 25联立可得Fm=2 5 M g,左=迹100A错误；B.飞行器以内=5 m/s匀速水平飞行时F=,（-+（佻=乎 MgB正确；C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时f =qF,；-（Mg）2 =Mg=kv42解得v4=5Gm/sC正确；D.当飞行器最大推力向下，以V 5=5
3、 m/s的速率向上减速飞行时，其加速度向下达到最大值Fn,+Mg+kv=Mam解得Om=2.5gD错误。故选B C。2、（2 0 2 2 全国甲卷T 1 9）如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（）/A.P的加速度大小的最大值为2 gB.Q加速度大小的最大值为2 gC.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小【答案】A D【解析】设两物块的质量均为m,撤去拉力前，两滑块均
4、做匀速直线运动，则拉力大小为F=2 Ring撤去拉力前对Q受力分析可知，弹簧的弹力为=刈咤A B.以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为，叫，两滑块与地面间仍然保持相对滑动,此时滑块P 的加速度为-T0-jjmg=mapl解得PI=-2 g此刻滑块Q 所受的外力不变，加速度仍为零，滑块P 做减速运动，故 P Q 间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P 减速的加速度减小，滑块Q 的合外力增大，合力向左，做加速度增大的减速运动。故 P 加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为2?g。Q 加速度大小最大值为弹簧恢复原长时_ zg =maQm解得故滑块Q 加速度大小
5、最大值为“2g，A 正确，B 错误；C.滑 块 P Q 水平向右运动，P Q 间的距离在减小，故 P 的位移一定小于Q 的位移，C 错误；D.滑 块 P 在弹簧恢复到原长时的加速度为=tnan解得an=一 g撤去拉力时.，P Q 的初速度相等，滑 块 P 由开始的加速度大小为2g做加速度减小的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小为g；滑块Q 由开始的加速度为0 做加速度增大的减速运动，最后弹 簧 原 长 时 加 速 度 大 小 也 为。分析可知P 的速度大小均不大于同一时刻Q 的速度大小，D 正确。故选AD。3、（2022 全国乙卷T15）如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球，初始时
6、整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中3点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距gL时，它们加速度的大小均为（）3F8m【答案】A【解析】3当 两 球 运 动 至 二 者 相 距 时，如图所示山几何关系可知s i n。吗、设绳子拉力为T，水平方向有2Tcos6=F解得对任意小球由牛顿第二定律可得T=maa-故 A正确，B C D 错误。故选A o4、（2 02 2 浙 江 6 月 卷 T1）下列属于力的单位是（）A.k g -m/s2 B.k g-m/sC.k g -m2sD.k g-s/m2【答案】A【解析】根据牛顿第二定律有F=ma则
7、力的单位为k g -m/s2故选A o5、（2 02 2 浙 江 6 月 卷T19）物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平面成2 4。角，长度4=4 m,水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨2顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为加=一，货物可视为质点（取c o s 2 4o =0.9,9s i n 2 4=0.4,重力加速度 g =10m/s 2 ）。（1）求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度片的大小；（2）求货物在倾斜滑轨末端时速度v 的大小；（3）若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2 m/s,求水平滑轨的最短长度4.【答案】（1）2 m/s2
8、；（2）4m/s：（3）2.7 m【解析】（1）根据牛顿第二定律可得m g s i n 2 4-/jmg c o s 2 4=m ax代入数据解得ai-2 m/s2（2）根据运动学公式=v2解得v =4m/s（3）根据牛顿第二定律 7 g =m a2根据运动学公式-2a2l2=嗫*-/代入数据联立解得=2.7 m6、（2 02 2 浙 江 1 月 卷 T19）第 2 4届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1 所示，长 1 2 m 水平直道A 8 与长2 0 m 的倾斜直道8 c 在 8点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8
9、m/s,紧接着快速俯卧到车上沿 8 c 匀加速下滑（图 2所示），到 C点共用时5.0s。若 雪 车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110k g,s i n l 5 =0.2 6,求 雪 车（包括运动员）（1）在直道A B 上的加速度大小：（2）过 C点的速度大小；（3）在斜道B C 上运动时受到的阻力大小。旅 B _图1图28 ,【答案】(1)a.=-m/s2；(2)12 m/s；(3)66N3【解析】(1)A 8 段v,2=2。内解得8 /2a.=-m/s1 3(2)A 8 段匕=砧解得t=3sBC段1 2X-匕 2+a2l2a2=2mzs2过 C点的速度大小v=V
10、+。山=12m/s（3）在 8 C段有牛顿第二定律mg sin 8 一 耳=ma2解得Ff=66N2021年高考真题1.（20 21广东卷）唐 代 耒相经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为。和 夕，/?,如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力【答案】B【解析】A.将拉力F正交分解如下图所示则在X方向可得出&
11、曲=FsinaF*宜=Fsin6在y方向可得出.曲=FcosaFy 直=Fcos6由题知a 6则sina cos6则可得到Fx曲 片文Fy曲 Fy在A错误、B正确；C D.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则CD错误。故选B。2.（20 21浙江卷）20 21年5月1 5日，天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层290 s的减速，速度从4.9 x l（）3m/s减为4.6x10 2m/s；打开降落伞后，经过90 s速度进一步减为1.0 xl02m/s;与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态；经过对着陆点的探测后平稳着陆。
12、若打开降落伞至分离前的运动可视为竖直向下运动，则着陆器（）A.打开降落伞前，只受到气体阻力的作用B.打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上C.打开降落伞至分离前，只受到浮力和气体阻力的作用D.悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力【答案】B【解析】A.打开降落伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误；B.打开降落伞至分离前做减速运动，则其加速度方向与运动方向相反，加速度方向向上，则合力方向竖直向上，B正确；C.打开降落伞至分离前，受到浮力和气体的阻力以及火星的吸引力作用，选项C错误；D.悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作
13、用力，由于还受到火星的吸引力，则与气体的阻力不是平衡力，选 项D错误。故选B.3.（2021湖南卷）复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为 的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比（弓且=入，上为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是（）A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动3C.若四节动力车厢输出的总功率为2.2 5 P,则动车组匀速行驶的速度为D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间
14、f达到最大速度L ,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为2根%2一产，【答案】C【解析】A.对动车由牛顿第二定律有F-4 n=ma若动车组在匀加速启动，即加速度。恒定，但4 a=H随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，故A错误;B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4 P,由牛顿第二定律有竺-公”V故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误;C.若四节动力车厢输出的总功率为2.2 5 P,则动车组匀速行驶时加速度为零，有2.25P,-KVV而以额定功率匀速时，有4P,一%联立解得3V=4Vm故C正确;D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静
15、止启动，经过时间 达到最大速度也，由动能定理可知可得动车组克服阻力做的功为1 ,叼 阻=4臼-5故D错误；故选Co4.（2021全国卷）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角I5的大小有关。若由30。逐渐增大至60。，物块的下滑时间t将（）A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大【答案】D【解析】设PQ的水平距离为L,由运动学公式可知=g sin Orcos 6 2可得2 _ 4Lg sin 20可知
16、6=45时，t有最小值，故当。从由30。逐渐增大至60。时下滑时间t先减小后增大。故选D。5.（2021浙江卷）如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时.，长木板保持静止，此 时（）A.小车只受重力、支持力作用B.木板对小车的作用力方向水平向左C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等【答案】D【解析】A.小车加速向左运动，受到自身的重力和电机的驱动力，受到长木板对小车的支持力和阻力，A错误；B.木板对小乍的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力，根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向，B错误
17、；C D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误，D正确。故选D。6.（20 21全国卷）水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于%时，速度的大小为,此时撤去F,物体继续滑行2s。的路程后停止运动，重力加速度大小为g,则（）A.在此过程中F所做的功为耳机看B.在此过中F的冲量大小等于:“%C.物体与桌面间的动摩擦因数等于2-4sgD.F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍【答案】BC【解析】C D.外力撤去前，由牛顿第二定律可知F-jLimg=ma由速度位移公式有说=2%s（）外力撤去后，由牛顿第二定律可知-jLimg
18、=m%山速度位移公式有-说=2%（2%）（4）由 可得，水平恒力F-3”?说4so动摩擦因数滑动摩擦力2F=/Jmg=-4 s o可知F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍,故C正确，D错误;A.在此过程中，外力F做功为3 oW=Fs=m V g故A错误;B.由平均速度公式可知，外力F作用时间s()_ 2 s o+%2在此过程中，F的冲量大小是，m 3I =Ft=2WVo故B正确。故选BCo7.（2021全国卷）水平地面上有一质量为叫的长木板，木板的左端上有一质量为 与的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F,、入 分别为乙、与时刻尸
19、的大小。木板的加速度/随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为I，物块与木板间的动摩擦因数为刈2,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（)B.=-=J*2 一4)gm,+加,C.也q-D.在0 弓时间段物块与木板加速度相等A.片=必?话【答案】BCD【解析】A.图（c）可知，h时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动,此时以整体为对象有耳=必（町+丐）gA错误；B C.图（c）可知，t2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象，根据牛顿第二定律，有F2 一|（?!+m2）g-（m,+m2）a以木板为对象，根据牛顿第二
20、定律，有任m2g 一 （町+和）g=班 0解得r机2（叫+机，）/、居=!-（也-A ikmx（肛+7%）2 -MnijBC正确；D.图（C）可知，0 t2这段时间滑块与木板相对静止，所以有相同的加速度，D正确。故选BCD。8.（20 21广东卷）算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动,使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b,甲、乙相隔=3.5 x l（f 2 m,乙与边框。相隔s 2=2.0 x l（T 2 m,算珠与导杆间的动摩擦因数=01。现用手指将甲以0.4m/s的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1
21、 m/s,方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取lOm/s?。（1）通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框。；（2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间。算珠归零状态Z边框边框分/苜行什什什耐mm【答案】(1)能；(2)0.2s【解析】(1)由牛顿第二定律可得，甲乙滑动时均有f =jumg=ma则甲乙滑动时的加速度大小均为a=jug=lm/s2甲与乙碰前的速度也，则2asi=v()-v,2解得vi=0.3m/s甲乙碰撞时由动量守恒定律mVj=mv2+mv3解得碰后乙的速度V3=0.2m/s然后乙做减速运动，当速度减为零时则黄 0.22 八,、cx=-m=0.02m=2a 2x1可知乙恰好能滑到边框
22、。;(2)甲与乙碰前运动的时间t.=%KL =-0-.-4-0-.3-s=0n.1 1 sa 1碰后甲运动的时间3=v2 =0.1 s-0n.1,s2 a 1则甲运动的总时间为t=1、+1 2 0.2s9.（20 21浙江卷）机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量，=1.0 x l（）3 k g的汽车以片=3 6 k m/h的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线s =2 0 m处，驾驶员发现小朋友排着长/=6m的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；（2）若
23、路面宽L=6 m,小朋友行走的速度%=0.5m/s,求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间；（3）假设驾驶员以=54 m/h超速行驶，在距离斑马线s=2 0 m处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。根据牛顿第:定律【答案】4=4S,/=2.5X1 03N；（2）2 0 s；（3）u =5指m/s【解析】（1）根据平均速度s4 =二V解得刹车时间tt=4 s刹车加速度a=八F（=ma解得%=2.5X1()3N(2)小朋友过时间等待时间t=3-h 2 0 s(3)根据V j -v2=2as解得v =5 非m/s1 0.(2 0 2 1河北卷)如图，一滑雪道由A3和BC两段滑道组成，其中AB段倾
24、角为8，BC段水平，A3段和8 c段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为2 k g的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若1 s后质量为4 8k g的滑雪者从顶端以1.5m/s的初速度、3 m/s2的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为=二，重力7 2 4加速度取g =1 0 m/s2,si n6=，cos。=一，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：(1)滑道A3段的长度；(2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。【答案】(1)L=9 m；(2)v =7.4 4 m/s【解析】(1)设斜面长度为L，背包质量 为 叫=2 k g,在斜面上
25、滑行的加速度为4,由牛顿第二定律有町 g si n。-4叫geos 0=町%解得q =2 m/s2滑雪者质量为机2 =4 8k g ,初速度 为%=L5m/s,加速度为q =3 m/s2,在斜面上滑行时间为f,落后时间为=1 s,则背包的滑行时间为t+t0,由运动学公式得+zo）2rL =2vat+a联立解得/=2 s 或，=-I s（舍去）故可得L=9m（2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为匕、v2,有H =a,（r+r0）=6m/sv2=%+a 2 f =7.5m/s滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为v,有叫 v,+m2 V 2 =（町+，巧）u解得
26、v =7.4 4 m/s1 1.（2 0 2 1浙江卷）如图所示，质量m=2 k g的滑块以v0=1 6m/s的初速度沿倾角加3 7。的斜面上滑,经t=2 s滑行到最高点。然后,滑块返回到出发点。已知si n3 7=0.6,cos3 7=0.8,求滑块最大位移值x；与斜面间的动摩擦因数；从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。【答案】(l)16m；(2)0.25；(3)67.9W【解析】小车向上做匀减速直线运动，有X I2得x=16m(2)加速度q=Av =8o m/.s 2上滑过程mg sin 0+umg cos 0.八 八q=-2-=g sin 8+4g cos 0m得 =0.25下滑过程mg sin 0-umg cos 0.八 八 人,a)=-=g sin 夕一卜/g cos 0-4m/sm由运动学公式vt=y2a2x=8/2ni/s=11.3m/s重力的平均功率P=/nvcos(90-)=48/2W=67.9W