高中物理近5年高考全国卷真题分类汇编03 牛顿运动定律

更新时间：2021-07-22 浏览次数：200 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2020·新高考Ⅰ) 我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t₀、速度由v₀减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2020·新高考Ⅰ) 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用F_N表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）

A . 0~t₁时间内，v增大，F_N>mg B . t₁~t₂ 时间内，v减小，F_N<mg C . t₂~t₃ 时间内，v增大，F_N <mg D . t₂~t₃时间内，v减小，F_N >mg

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3. (2019·全国Ⅱ卷) 物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度取10m/s²。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为（）

A . 150kg B . $\text{[math]}$ kg C . 200 kg D . $\text{[math]}$ kg

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4. (2018·全国Ⅱ卷) 高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）

A . 10N B . 10²N C . 10³N D . 10⁴N

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5. (2018·全国Ⅰ卷) 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（）

A . B . C . D .

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二、多选题

6. (2019·全国Ⅲ卷) 如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10 m/s²。由题给数据可以得出（）

A . 木板的质量为1 kg B . 2 s~4 s内，力F的大小为0.4 N C . 0~2 s内，力F的大小保持不变 D . 物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

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7. (2018·全国Ⅲ卷) 地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，（）

A . 矿车上升所用的时间之比为4：5 B . 电机的最大牵引力之比为2：1 C . 电机输出的最大功率之比为2：1 D . 电机所做的功之比为4：5

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8. (2018·全国Ⅲ卷) 如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b ，它们由静止开始运动，在随后的某时刻t ， a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（）

A . a的质量比b的大 B . 在t时刻，a的动能比b的大 C . 在t时刻，a和b的电势能相等 D . 在t时刻，a和b的动量大小相等

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9. (2017·新课标Ⅲ卷)
一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则（　　）

A . t=1s时物块的速率为1m/s B . t=2s时物块的动量大小为4kg•m/s C . t=3s时物块的动量大小为5kg•m/s D . t=4s时物块的速度为零

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三、计算题

10. (2017·新课标Ⅲ卷)
如图，两个滑块A和B的质量分别为m_A=1kg和m_B=5kg，放在静止与水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ₁=0.5；木板的质量为m=4kg，与地面间的动摩擦因数为μ₂=0.1．某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v₀=3m/s．A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s² ．求
1. （1） B与木板相对静止时，木板的速度；
2. （2） A、B开始运动时，两者之间的距离．
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11. (2017·新课标Ⅱ卷)
为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线距离s₀和s₁（s₁＜s₀）处分别设置一个挡板和一面小旗，如图所示．训练时，让运动员和冰球都位于起跑线上，教练员将冰球以速度v₀击出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板：冰球被击出的同时，运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗．训练要求当冰球到达挡板时，运动员至少到达小旗处．假定运动员在滑行过程中做匀加速运动，冰球到达挡板时的速度为v₁ ．重力加速度为g．求
1. （1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；
2. （2）满足训练要求的运动员的最小加速度．
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四、综合题

12. (2021·全国乙卷) 一篮球质量为 $\text{[math]}$ ，一运动员使其从距地面高度为 $\text{[math]}$ 处由静止自由落下，反弹高度为 $\text{[math]}$ 。若使篮球从距地面 $\text{[math]}$ 的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为 $\text{[math]}$ 。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为 $\text{[math]}$ ；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。求：
1. （1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；
2. （2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
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13. (2020·新课标Ⅲ) 如图，相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg的载物箱（可视为质点），以初速度v₀=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数μ= 0.10，重力加速度取g =10m/s²。
1. （1）若v=4.0 m/s，求载物箱通过传送带所需的时间；
2. （2）求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度；
3. （3）若v=6.0m/s，载物箱滑上传送带 $\text{[math]}$ 后，传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中，传送带对它的冲量。
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14. (2020·新课标Ⅱ) 如图，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质量为m的小球。圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，管始终保持竖直。已知M =4m，球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg， g为重力加速度的大小，不计空气阻力。
1. （1）求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；
2. （2）管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；
3. （3）管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件。
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15. (2020·新高考Ⅰ) 单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以v_M=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s² ， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求：
1. （1）运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；
2. （2） M、N之间的距离L。
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16. (2018·全国Ⅱ卷) 汽车 $\text{[math]}$ 在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车 $\text{[math]}$ ，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车 $\text{[math]}$ .两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后 $\text{[math]}$ 车向前滑动了 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 车向前滑动了 $\text{[math]}$ ·已知 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ·两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，求
1. （1）碰撞后的瞬间 $\text{[math]}$ 车速度的大小
2. （2）碰撞前的瞬间 $\text{[math]}$ 车速度的大小
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17. (2018·全国Ⅲ卷) 如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα= $\text{[math]}$ ，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：
1. （1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；
2. （2）小球到达A点时动量的大小；
3. （3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。
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