2023年高考試題-牛頓運動定律單元測試

牛頓運動定律單元測試（2023年高考物理試題）

計算題

1.（2023上海卷）.如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始

終保持相對靜止，A上外表水平。那么在斜面上運動時，B受力的示意圖為（）

2.（2023江蘇卷）.將一只皮球豎直向上拋出，皮球運動時受到空氣阻力的大小與速度的大

小成正比，以下描繪皮球在上升過程中加速度大小。與時間t關(guān)系圖象，可能正確的選項是

3.（2023江蘇卷）.如下圖，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升，夾子和木塊的質(zhì)量

分別為m、M,夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦有均為f,假設(shè)木塊不

滑動，力F的最大值是

2/（/〃+M）2/（m+M）

A.-----------B.-----------

Mm

2f（m+M）2f（m+M）

C.—~----（m+D.------+M）g

MM

4.（2023山東卷）.將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運動至最高點的過程中,

y—f圖像如下圖。以下判斷正確的選項是

A.前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)

B.最后2s內(nèi)貨物只受重力作用

C.前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同

D.第3s末至第5s末的過程中，貨物的機(jī)械能守恒

5.（2023四川卷）.如下圖，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平

面上質(zhì)量為m的物體接觸（未連接），彈簧水平且無形變。

用水平力，緩慢推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓

縮了X。，此時物體靜止。撤去F后，物體開始向左運動,

運動的最大距離為4xo。物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g。那么

A.撤去F后，物體先做勻加速運動，再做勻減速運動

B.撤去F后，物體剛運動時的加速度大小為殳-4g

m

C.物體做勻減速運動的時間為2、工

D.物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為〃-絲翌）

k

6.（2023全國新課標(biāo)）.伽利略根據(jù)小球在斜面上運動的實驗和理想實驗，提出了慣性的概念,

從而奠定了牛頓力學(xué)的根底。早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有以下說法，其中正確的選項是

A.物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性

B.沒有力作用，物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài)

C.行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性

D.運動物體如果沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動

7.（2023安徽卷）.如下圖，放在固定斜面上的物塊以加速度。沿斜面勻加速下滑，假設(shè)在

物塊上再施加一豎直向下的恒力尸，那么（）

A.物塊可能勻速下滑

B,物塊仍以加速度。勻加速下滑

C.物塊將以大于a的加速度勻加速下滑

D.物塊將以小于a的加速度勻加速下滑'<…...............J,

二.填空題

8.（2023全國理綜）.圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源

為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用At表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計

了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系"。

（1）完成以下實驗步驟中的填空：

①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直

到打點計時器打出一系列的點。

②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入祛碼。

③翻開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點列的紙袋，在紙袋上標(biāo)出小車中祛碼的質(zhì)量

m。

④按住小車，改變小車中祛碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。

⑤在每條紙帶上清晰的局部，沒5個間隔標(biāo)注一個計數(shù)

點。測量相鄰計數(shù)點的間距Si,S2,…。求出與不同m

相對應(yīng)的加速度a。

⑥以祛碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上做

a

出工-01關(guān)系圖線。假設(shè)加速度與小車和祛碼的總質(zhì)量成反比，那么,與m處應(yīng)成

aa

關(guān)系（填“線性〃或“非線性〃）。

(2)完成以下填空：

(i)本實驗中，為了保證在改變小車中祛碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤

和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是o

(ii)設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為si、S2、S3。a可用si、S3和At表示為a=。

圖2為用米尺測量某一紙帶上的si、S3的情況，由圖可讀出si=mm,

S3-o由此求得加速度的大小a=m/s2.

]l2345i；B910II1&E

圖2

(iii)圖3為所得實驗圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,假設(shè)

牛頓定律成立，那么小車受到的拉力為，小車的質(zhì)量為。

三.計算題

9.(2023北京高考卷〕.摩天大樓中一部直通高層的客運電梯，行程超過百米.電梯的簡化

模型如圖1所示.考慮平安、舒適、省時等因素，電梯的加速度“是隨時間，變化的，電梯在

U0時由靜止開始上升，a~t圖像如圖2所示.

電梯總質(zhì)量，片2.0x18kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2.

(1)求電梯在上升過程中受到的最大拉力Fi和最小拉力外；

(2)類比是一種常用的研究方法.對于直線運動,教科書中講解了由。一，圖像求位移的方

1

法.請你借鑒此方法，比照加速度和拉力,a/m-s-

速度的定義,根據(jù)圖2所示a~t圖像,1.0

求電梯在第1s內(nèi)的速度改變量△力和

第2s末的速率U2；電梯0

110113.132

(3)求電梯以最大速率上升時，拉

力做功的功率P;再求在0—11s時間---17-1.0

內(nèi)，拉力和重力對電梯所做的總功W.圖1圖2

10.(2023全國新課標(biāo)).拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為

m,拖桿質(zhì)量可以忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)H，重

力加速度為g,某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖\挎桿

把，拖桿與豎直方向的夾角為氏V

(1)假設(shè)拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大小。推把之七)

(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運動的水平推力與此時地

板對拖把的正壓力的比值為人。存在一臨界角％,假設(shè)ew%,那么不

管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運動。求這一臨界角的正切tan%。

11.(2023上海卷).如圖，將質(zhì)量m=0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上。環(huán)的直徑略

大于桿的截面直徑。環(huán)與桿間動摩擦因數(shù)〃=0.8。對環(huán)施加一/尸

位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角用53。的拉力F,使圓環(huán)以/

2

O=4.4m/s的加速度沿桿運動，求F的大小。(取sin530=0.8,-―

cos53°=0.6,g=10m/s2)o

12.(2023安徽卷).質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過程對

應(yīng)的丫一/圖象如下圖。球與水平地面相碰后離開地面時的.v(m/s)

速度大小為碰撞前的3/4。該球受到的空氣阻力大小恒為|

f,取g=10m/s2,求：

(1)彈性球受到的空氣阻力/的大小；

(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度力。0nh—之、

13.(2023重慶卷)。某校舉行托乒乓球跑步比賽，賽道為水平直道，比賽距離為S,比賽時，

某同學(xué)將球置于球拍中心，以大小a的加速度從靜止開始做勻加速運動，當(dāng)速度到達(dá)w時,

再以火做勻速直線運動跑至終點。整個過程中球一直保持在球中心不動。比賽中，該同學(xué)

在勻速直線運動階級保持球拍的傾角為名，---------------------------------------

如題25圖所示。設(shè)球在運動過4

程中受到的空氣阻力與其速度大小成正比，方

向與運動方向相反，不計球與球拍之間的摩/

擦，球的質(zhì)量為m,重力加速度為g/.乒乓球/、r

⑴空氣阻力大小與球速大小的比例系數(shù)k一％\

⑵求在加速跑階段球拍傾角。隨球速v變化的球筋＜(/

關(guān)系式

⑶整個勻速跑階段，假設(shè)該同學(xué)速率仍為vo,-----------------

而球拍的傾角比。。大了B并保持不變，不計履乃圖

球在球拍上的移動引起的空氣阻力的變化，為艇

保證到達(dá)終點前球不從球拍上距離中心為r

的下邊沿掉落，求B應(yīng)滿足的條件。

14.(2023浙江卷).為了研究魚所受水的阻力與其形狀的關(guān)系，小明同學(xué)用石臘做成兩條質(zhì)

量均為m、形狀不同的"A魚"和"B魚"，如下圖。在高出水面H處分別靜止釋放"A魚”

和“B魚"，"A魚”豎直下潛hA后速度減為零，“B魚”豎直下潛hB5焉

后速度減為零?！棒~”在水中運動時，除受重力外，

還受浮力和術(shù)的阻力?！?魚"在水中所受浮力是其重力的與倍，重力加T~~——1—

速度為g,“魚”運動的位移值遠(yuǎn)大于“魚”的長度。假設(shè)“魚”運動時;二二二二；;

所受水的阻力恒定，空氣阻力不計。求：J------J---

⑴“A魚”入水瞬間的速度VAI;1.耳….一

(2)“A魚”在水中運動時所受阻力fA；---------

(3)“A魚”與"B魚”在水中運動時所受阻力之比fA：fB。

牛頓運動定律單元測試(2023年高考物理試題)

選擇題

題號1234567

答案ACAACBDADC

二.填空題

8.⑴等間距線性

(2)(i)遠(yuǎn)小丁小軍和祛碼的總質(zhì)量(或遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量也可)

24.2(23.9—24.5之間也可)

47.3(47.0-47.6)

1.16(1.13-1.19)

.....1b

(mJ——

kk

三.計算題

9.(1)由牛頓第二定律，有F-rng=ma

2

由a-f圖像可知，F(xiàn)1和F?對應(yīng)的加速度分別是q=L。"?//,a=-\.0m/s2

Fi=m(g+)=2.0x103x(10+1.0)A^=2.2x104N

34

F2=m(g+a2)=2.0xIOx(10-1,0)A^=1.8xlOA^

(2)類比可得，所求速度變化量托與第1秒內(nèi)a—?圖線下面的面積

Av,=0.50m/5

同理可得八七=匕一%=L5/〃/s,v0=0,第2s末的速率嶺=L5，”/s

(3)由a—f圖像可知，1Is~30s內(nèi)的速率最大，其值等于等于0~1卜內(nèi)a-f圖線下

面的面積，有匕“=10根/s

此時電梯做勻速運動，拉力F等于重力mg,所求功率

35

P=Fvni=mgvm=2.0xlOxlOx10W=2.0x10W

由動能定理，總功W=《2-4=g加巧-0=gX2.0X1()3x1()2/=1ox]05J

10.解：〔1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把。將推拖把的力沿豎直和水平方向

分解，按平衡條件有Fcos0+mg=N①Fsin0=f②

式中N和f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力。按摩擦定律有f二|iN③

聯(lián)立①②③式得F=————-mg@

sin。一〃cos6

(2)假設(shè)不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運動，應(yīng)有FsinBqN⑤

這時①式仍滿足。聯(lián)立①⑤式得sin夕一4cos64%等⑥

現(xiàn)考察使上式成立的e角的取值范圍。注意到上式右邊總是大于零，且當(dāng)F無限大時極

限為零，有sin6-4cose<0⑦

使上式成立的。角滿足這里仇是題中所定義的臨界角，即當(dāng)時，不管沿拖

桿方向用多大的力都推不動拖把。臨界角的正切為tan4=4⑧

11.令Fsin53°-，=0,F=^N

當(dāng)F<』N時，環(huán)與桿的上部接觸，由牛頓運動定律

4

Fcos0-JLIFN=ma

FN+尸sin。=mg,

=皿a+〃g)=0.1x(4.4+°.8xl0)=

cose+〃sin。0.6+0.8x0.8

當(dāng)產(chǎn)〉?N時，環(huán)與桿的下部接觸，由牛頓運動定律

4

cos

F0-/LLFN=maFs\n0=FN+mg

由此得F=加㈤=°/x(4.4-°.8xl0)=9N

cos。一〃sin60.6-0.8x0.8

12.(1)由u—f圖像可知，小球下落過程中的加速度為：q=包=七=8血/$2

Ar0.5

根據(jù)牛頓第二定律，得mg-f=ma]

所以彈性小球受到的空氣阻力/=〃以一m％=(0.1x10—0.1x8)N=0.2N

3

(2)小球第一次反彈后的速度匕=[x4m/s=31nls

根據(jù)牛頓第二定律得，彈性小球上升的加速度為

一巡￡0.1x10+0%/-6

m0.1

232

根據(jù)匕2-說=-2ah,得彈性小球第一次反彈的高度〃='v=-----m=0.375m

2a2x12

13.(1)在勻速運動階段，有祖gtane0=得k="弧線