2022年高考物理真题和模拟题分类汇编 专题04 牛顿运动定律（学生版+解析版）.pdf

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1、专题0 4 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 ,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1 0 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*MgC.发

2、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56m/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3g2、（2022全国甲卷 T19）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4。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力尸拉动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2gB.Q 加速度大小的最大值为2gC.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3、（2022全国乙卷 T15）如图，一不可伸长轻绳两

3、端各连接一质量为?的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长心一大小为尸的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。3当 两 球 运 动 至 二 者 相 距 时，它们加速度的大小均为（）m QFmA.5F8mB.2F5m3FC.-8mD.3F10m2（）22年前考模拟试题1.（2022山东潍坊市高三下学期一模）在水平面上固定一粗糙斜面，先让一滑块从斜面顶端由静止下滑到底端，再让滑块以某一速度从底端上滑刚好能滑到顶端，用照相机记录滑块下滑和上滑的频闪照片如图所示。已知照片上相邻位置的时间间隔相等，下列说法正确的是（）A.图甲是滑块上滑的频闪照片B.滑块下滑时的速度变化快

4、C.滑块下滑到底端时的速度大于其沿斜面上滑时的初速度D.滑块下滑过程中重力的冲量大于上滑过程中重力的冲量2.（2022江苏七市高三下学期二模）如图所示，相同细线1、2 与钢球连接，细 线 1的上端固定，用力向下拉线2,则（）2A.缓慢增加拉力时，线 2 会被拉断B,缓慢增加拉力时，线 1 中张力的增量比线2 的大C.猛拉时线2 断，线断前瞬间球的加速度大于重力加速度D.猛拉时线2 断，线断前瞬间球的加速度小于重力加速度3.（2022江苏如皋市高三下学期一调）如图甲所示，A、8 两物块静止叠放在水平地面上.水平拉力尸作用在A 上，且尸从0 开始逐渐增大，B 的加速度而 与 尸的关系图像如图乙所示

5、，则A 的加速度幺 与 尸的关系图像可能正确的是（)B4.（2022广东广州市高三下学期一模）如图，篮球从某一高度自由落下,与地面反复碰撞，最后停在地面5.（2022四川成都市高三下学期二模）如 图（a）,倾角为，的光滑斜面上，轻弹簧平行斜面放置且下端固定，一质量为?的小滑块从斜面上。点由静止滑下。以。点为原点，作出滑块从O 下滑至最低点过程中的加速度大小。随位移x 变化的关系如图（b）弹簧形变始终未超过弹性限度，重力加速度大小为g。下列判定正确的是（）me sin 0A.弹簧的劲度系数为 尤 2一%B.下滑过程中，在 E 2 处，滑块的机械能最大C.在 乃 X2和 X2 X3两段过程中，弹簧

6、弹性势能增量相等gsin。D.在 汨 尬和及右两段过程中，a-x图线斜率的绝度值均等于广-X（-xj6.（2022江苏省昆山中学模拟预测）如图所示，水平传送带以速度盯匀速运动，小物体P、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P 在传送带左端具有速度也，P 与定滑轮间的绳水平，片为时刻P 离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P 速度随时间变化的图像可能是（）7.（2022新疆模拟预测）在路上行驶的各种车辆之间至少要保持一定的间距，才能确保安全，这个距离叫“安 全 距 离 假 设 车 速 为 lOOkm/h的司机发现前方有路障，经 过 1s的反应时间后做出刹车动作，汽车刹

7、车时车轮抱死且做匀减速直线运动，g 取 10m/s2,经计算得出安全距离为100m。由以上条件得出的以下结论正确的是（）A.当汽车以100km/h的速度行驶时，车轮与路面的动摩擦因数至少约为0.53B.当汽车以100km/h的速度行驶时，司机从发现前方路障到停止所需时间约为3sC.若下雨天车轮与路面的动摩擦因数为0.2,司机反应时间不变，汽车仍保持安全距离为100m,则汽车的最大行驶速度约为36km/hD.若下雨天车轮与路面的动摩擦因数为0 2,司机反应时间不变，汽车仍以100km/h的速度行驶时，应保持的安全距离至少约为193m8.（2022黑龙江哈尔滨三中模拟预测）一质量为，”的物体静止在

8、光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力F 的作用，尸随位移变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）A.物块先做匀加速运动，后做匀减速运动B.物块的位移为w 时，物块的速度最大C.力 P 对物块做的总功为6尸 画 0D.物 块 的 最 大 速 度 为 叵 19.（2022黑龙江哈尔滨三中模拟预测）如图所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角e37。，以恒定速率v=4 m/s顺时针转动。一煤块以初速度vo=12m/s从 A 端冲上传送带，煤块与传送带之间动摩擦因数=0.25,取 g=10m/s2,sin37=0.6、cos37=0.8。则下列说法正确的是（）A.煤块冲上传送带后经1s与

9、传送带速度相同B.煤块向上滑行的最大位移为10mC.煤块从冲上传送带到返回4 端所用的时间为5sD.煤块在传送带上留下的痕迹长为（12+45/5）m10.（2022河北模拟预测）汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示，图中P、Q、N 是固定在车体上的压力传感器。假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止时，Q 传感器示数为零，P、N 传感器示数不为零。汽车以加速度。向左匀加速启动，重力加速度g=10m/s2,下列情况说法正确的是（）（tan 15=0.27）A.当a=2m/s2时，P 有示数，Q 无示数B.当a=2m/s2El寸，P有示数，Q有示数C.当 =3m/s2时，P有示数，Q有示数D.当a=3m/s

10、2时，P无示数，Q有示数专题0 4 牛顿运动定律2022年高考真题1、（2 0 2 2湖南卷T 9）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 ,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1 0 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1.5 M gB.当飞行器以5 m/s匀速水平飞行时，发 动 机

11、 推 力 的 大 小 为 乎M gC.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3 g【答案】B C【解析】A.飞行器关闭发动机，以环=1 0 m/s匀速卜落时，有M g=%Y=Z x l O O,飞行器以i，2=5 m/s向上匀速时，设最大推力为F mFm=Mg+kv；-Mg+攵 x 2 5联立可得%=L 2 5 M g,k 二 返1 0 0A错误；B.飞行器以V 3=5 m/s匀速水平飞行时F=/M g）2 +3）2=*图B正确；C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时f =J-(M g?=|M g =

12、kv42解得v4=55/3m/sC 正确；D.当飞行器最大推力向下，以-5=5m/s的速率向上减速飞行时，其加速度向下达到最大值Fm+Mg+kv52=M am解得am=2.5gD 错误。故选BC。2、（2022全国甲卷 T19）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4。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力/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（）WWZWfPl一AF/777T7777T777777777777777T7777777777TA.P 的加速度大小的最大值为2gB.Q 加

13、速度大小的最大值为2gC.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】AD【解析】设两物块的质量均为撤去拉力前，两滑块均做匀速宜线运动，则拉力大小为F=2/jmg撤去拉力前对Q 受力分析可知，弹簧的弹力为喋A B.以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为阴，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_ 4m g=map1解得%=-2g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 PQ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

14、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 机gQ加速度大小最大值为弹簧恢复原长时一机g =以 Q m，解得%，故滑块Q加速度大小最大值为A正确，B错误；C.滑块PQ水平向右运动，PQ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-加g =/4 p 2,解得他2=一 寒，撤去拉力时,PQ的初速度相等，滑块P由开始的加速度大小为2 g 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山开始的加速度为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月g，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

15、AD。3、（2 0 2 2 全国乙卷 T 1 5）如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为，”的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长心一大小为尸的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当 两 球 运 动 至 二 者 相 距 时，它们加速度的大小均为（）5由几何关系可知D.3F1 0/7 73Lsin0=P-=L 52设绳子拉力为T，水平方向有2Tcos8=F解得对任意小球由牛顿第二定律可得T -in a解得5F（1-8m故 A 正确，BCD错误。故选A。2022年高考模拟试题L（2022山东潍坊市高三下学期一模）在水平面上固定一粗糙斜面，先让一滑块从斜面顶端由静

16、止下滑到底端，再让滑块以某一速度从底端上滑刚好能滑到顶端，用照相机记录滑块下滑和上滑的频闪照片如图所示。已知照片上相邻位置的时间间隔相等，下列说法正确的是（）A.图甲是滑块上滑的频闪照片B.滑块下滑时的速度变化快C.滑块下滑到底端时的速度大于其沿斜面上滑时的初速度D.滑块下滑过程中重力的冲量大于上滑过程中重力的冲量【答案】D【解析】A.设下滑、上滑的时间分别为、t2,滑块沿斜面上滑的过程，可逆向看做由静上下滑的过程,根据1 2x=at2由下滑加速度a _ mg sin 0-jumg cos 0m上滑加速度mg sin 0+/.img cos 0m可知“图 1滑块沿斜面运动时间为5 A f,图乙

17、滑块所用时间为4 A f,则图甲滑块沿斜面运动时间较长，可知图甲为下滑照片，A 错误；B.由Av-aN因为4 m g故加速度大于重力加速度，故 C 正确，D 错误。故选C。3.（2022江苏如皋市高三下学期一调）如图甲所示，A、B 两物块静止叠放在水平地面上.水平拉力厂作用在A 上，且厂从0 开始逐渐增大，8 的加速度B与尸的关系图像如图乙所示，则 A 的加速度外 与产的关系图像可能正确的是（）【答案】D【解析】设 A 的质量为加，B 的 质 量 为 A B 间的动摩擦因数为，B 与地面间的动摩擦因数为0,则当A B处于静止状态，加速度都为0；当户 o（M+m）g,AB开始一起加速运动，设当F

18、 =K）,AB刚好要发生相对运动，以A B 为整体，由牛顿第二定律Fo-o(A/+m)g =(M 4-in)a以 B 为对象，由牛顿第二定律从mg-A。(M+m)g=Ma联立解得m(M+M则当为（Af+m）g 尸皿+加 皿（“一 ）,A B 一起做匀加速直线运动，加速度为M_ F o（M +m）gQ|二 7 7M+m当下m（+m）g（一 o）,AB发生相对滑动，对 A 由牛顿第二定律MF-/jmg=ma.解得_ F-/jmgm由以上分析可知A 的加速度心 与E 的关系图像可能为D 选项，D 正确，A B C 错误；故选D。4.（2022广东广州市高三下学期一模）如图，篮球从某一高度自由落下，与

19、地面反复碰撞，最后停在地面上，空气阻力不计，下列图像能大致反映该过程篮球的加速度随时间变化的是（）【答案】B【解析】篮球自由落地到与地面接触前，只受重力作用，加速度不变，以向下为正方向，加速度为正值，图线为平行于1轴的线段；篮球与地面接触到反弹离开地面过程中，受地面的向上的弹力先从零开始逐渐增大，篮球所受的合力max=mg-N开始阶段地面弹力N小于重力，合力向下，篮球向下继续挤压，N增大，合力逐渐减小，加速度逐渐减小,篮球这一阶段向下做加速度（向下，为正）减小的加速运动；弹力N增大到超过重力大小时，合力向上，其大小为ma、=N-mg随着N增大，加速度。逐渐增大，方向向上，篮球向下做加速度（向上

20、，为负）增大的减速运动直至速度为零；篮球开始向上运动（离开地面前）的过程是篮球向下挤压地面过程的逆过程，加速度变化特点是：向 上（为负）减小，再 向 下（为正）增大。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。5.（2022四川成都市高三下学期二模）如 图（a）,倾角为，的光滑斜面上，轻弹簧平行斜面放置且下端固定，一质量为?的小滑块从斜面上。点由静止滑下。以。点为原点，作出滑块从。下滑至最低点过程中的加速度大小“随位移x变化的关系如图（b）o弹簧形变始终未超过弹性限度，重力加速度大小为g。下列判定正确的是（）mg sin 0A.弹簧的劲度系数为二x2-XB.下滑过程中，在E 2处，滑块的机械能最大

21、C.在 加 X2和 及 X3两段过程中，弹簧弹性势能增量相等g sin 0D.在 乃 X2和X 2 X3两段过程中，a-X图线斜率的绝度值均等于7-；（工2-%）【答案】AD【解析】A.由图可知，当小球下落到X2时，加速度为零，即弹力与重力大小相等，此时弹簧的形变量为（一元|）,则有k（x2 一%）=mg解得,mg sin 0k 二-/一 玉A正确；B.对小滑块和弹簧组成的系统进行分析，由于只有重力和弹力做功，则系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最小，小滑块的机械能最大，故当小滑块下落到七时、弹簧处于原长，弹性势能为零，为最小，则此时小滑块的机械能最大，B错误；C.由图可知，XIX2的距离差小于

22、X 2 X3两的距离差，可得弹簧弹性势能的增量不相等，C错误；D.在M X2的过程中，重力大于弹力，根据牛顿第二定律有mg sin 0-k(x-x j=ma又由A项可知k(x2-%)=mg sin 0联立解得kx、kxa=-m m由图可知，当=玉 时a=gsin。联立解得k _ gsin 6m x2-%,即为该段图线的斜率绝对值；在%当过程中，弹力大于重力，根据牛顿第二定律有Z(x-%)-mg sin 0=ma又k(x2 一内)=mg sin 0联立解得mm由图可知，当 =2一%时a=g sin 6联立解得k _ g sin。m x2-Xp sin 0即为该段图线的斜率绝对值，故可得在汨X2和

23、 X2 X3两段过程中，G X 图线斜率的绝度值均等于（X,D 正确。故选A D。6.（2022江苏省昆山中学模拟预测）如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体P、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，仁0 时刻P 在传送带左端具有速度V2,P 与定滑轮间的绳水平，仁山时刻P 离开【答案】B【解析】A B.若 丫/也，小物体P 先向右匀减速直线运动，由牛顿第二定律可得mQg+jumpg=mp+mQ)a,减速到与传送带共速时，若最大静摩擦力大于或等于小物体Q 的重力，其受力平衡将随传送带做匀速直线运动直至离开传送带。若最大静摩擦力小于小物体Q 的重力，则继续向右匀减速直线运动，滑动摩擦力反向,

24、有mQg-liimpg=（mp+mQ）a2联立，可得故 A 错误；B 正确；D.根据上面选项分析，可知小物体P 速度减为零后，又反向以右的加速度做向左的匀加速直线运动。故 D错误；C.根据图线与坐标轴所围面积表示物体的位移，可知小物体P 沿传送带向右运动的距离大于向左运动的距离,即打时刻没有离开传送带。故 C 错误。故选B。7.（2022新疆模拟预测）在路上行驶的各种车辆之间至少要保持一定的间距，才能确保安全，这个距离叫“安 全 距 离 假 设 车 速 为 lOOkm/h的司机发现前方有路障，经 过 1s的反应时间后做出刹车动作，汽车刹车时车轮抱死且做匀减速直线运动，g 取 10m/s2,经计

25、算得出安全距离为100m。由以上条件得出的以下结论正确的是（）A.当汽车以100km/h的速度行驶时，车轮与路面的动摩擦因数至少约为0.53B.当汽车以100km/h的速度行驶时，司机从发现前方路障到停止所需时间约为3sC.若下雨天车轮与路面的动摩擦因数为0.2,司机反应时间不变，汽车仍保持安全距离为100m,则汽车的最大行驶速度约为36km/hD.若下雨天车轮与路面的动摩擦因数为0.2,司机反应时间不变，汽车仍以100km/h的速度行驶时，应保持的安全距离至少约为193m【答案】A【解析】A B.速度100km/h27.8m/s根据牛顿第二定律得fitng=max根据运动学公式-2atx=0

26、-v2又x=1 0 0 m -v/0=7 2.2 m联立解得4 a o.5 3ax 5.3司机从发现前方路障到停止所需时间约为vf =4）H =6.2 4 s%故 A正确，B错误；CD.若下雨天车轮与路面的动摩擦因数为0.2,根据牛顿第二定律 mg=ma2解得a2=2 m/s2根据运动学公式一驾（1 0 0 -丫）=。-曦解得vm a x=1 8.1 m/s =6 5.1 6 k m/h司机反应时间不变，汽车仍以l O O k m/h 的速度行驶时-2a2x=0-v2应保持的安全距离至少L=x+%）=2 2 1 m故 CD错误。故选A。8.（2 0 2 2 黑龙江哈尔滨三中模拟预测）一质量为根

27、的物体静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力尸的作用，尸随位移变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）A.物块先做匀加速运动，后做匀减速运动B.物块的位移为初时，物块的速度最大C.力尸对物块做的总功为6 尸 破。D.物块的最大速度为陛豆V m【答案】D【解析】AB.物体在光滑水平面上运动，受到的合外力为凡因为F为正，所以物体一直加速运动；那么，物体的位移为3 切时，物块的速度最大，故 AB错误；C.物体所受合外力尸随位移的关系式可有图象得到，由图可知，合外力做功的大小为图中曲线与x 轴围成的面积，所以力尸对物块做的总功为W=x2Fnx3xQ=3FQx0故 C错误；D.物体

28、的位移为3 历时，物块的速度最大，由动能定理可得/%h=3 外/所以最大速度为故 D正确。故选D。9.（2 0 2 2 黑龙江哈尔滨三中模拟预测）如图所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角Q37。，以恒定速率v=4 m/s 顺时针转动。一煤块以初速度疗1 2 m/s 从 A端冲上传送带，煤块与传送带之间动摩擦因数=0.2 5,取 g=1 0m/s 2,s i n 3 7=0.6 c o s 3 7 0=0.8 则下列说法正确的是（）A.煤块冲上传送带后经1 s 与传送带速度相同B.煤块向上滑行的最大位移为10mC.煤块从冲上传送带到返回A 端所用的时间为5sD.煤块在传送带上留下的痕迹长为(12

29、+4石)m【答案】ABD【解析】A.对煤块先做匀减速，由牛顿第二定律可得mg sin 6+Ring cos 0=解得4=8m/s2设经r时间与传送带共速，由%一 =v解得r=ls故 A 正确；B.共速后，摩擦力方向向上，由牛顿第二定律mg sin 0-/jmg cos 0=maz解得a2=4m/s2煤块先以12m/s的初速度，8m/s2的加速度减速至4 m/s,后又以4m/s2的加速度减速至0,再反向加速至回到 A 点，v-r图像如图所示八 W(m-sT)由图像煤块上升到最高点的位移大小等于速度时间图线与时间轴所包围的面积的大小x=-x(12+4)xlm+x4xlm=10m2 2故 B 正确;

30、C.物块上升到最高点后反向向下做初速度为零，加速度为%=4 m/s 2 的匀加速直线运动，设返回到A 点所需的时间为，下滑的位移1 2x=a2t解得4=y/Ss结合图像知，物块从冲上传送带到返回A 端所用时间为t怠=（2+/5）s故 C 错误；D.在 0 到 1s内传送带比物块速度慢，则滑块在传送带上的划痕为L 1 =x（12+4）xlm-4xlm =4m此时划痕在物块的下方，在 1s到 2s内，传送带速度比物块速度大，则JL=4xlm-x4xlm=2m2因为&心，所以在上升阶段产生的划痕为4 m,此时煤块在产生的划痕的中点，在 2 s到（2+逐）s 时间内，煤块向下滑了 10 m,传送带向上

31、滑了4 6 m,则煤块在传送带上的划痕为4=（1 0+4 6 +2）m=（12+4 石）m故 D 正确。故选A B D。10.（2022河北模拟预测）汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示，图中P、Q、N 是固定在车体上的压力传感器。假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止时，Q 传感器示数为零，P、N 传感器示数不为零。汽车以加速度”向左匀加速启动，重力加速度g=10m/s2,下列情况说法正确的是（）（tan 15。=0.27）A.当a=2m/s2时，P 有示数，Q 无示数B.当a=2m/s2时，P 有示数，Q 有示数C.当a=3m/s2时，P 有示数，Q 有示数D.当a =3 m/s 2 时，P无示数，Q有示数【答案】A Dma【解析】仅 N传感器示数有示数时，有t a n l5 o =，Ma=2.7 m/s2,当。=Z m/s?2.7 m/s 2,时，P无示 数,。有示数。故选AD。