文档内容
2025人教版新教材物理高考第一轮
第三章 运动和力的关系
第 1 讲牛顿第一定律 牛顿第二定律
基础对点练
题组一 牛顿第一定律
1.(多选)(2024广东广州模拟)下列说法正确的是( )
A.牛顿三大运动定律都是实验定律,均可以通过实验来验证
B.一对平衡力的性质可以是互不相同的,而作用力与反作用力的性质一定是相同的
C.国际单位制中,力学中有三个基本单位,分别是“千克”“米”“秒”
D.乘车一定要系上安全带,因为安全带可通过减小惯性来保护你的安全
2.关于牛顿运动定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例
B.牛顿第二定律在非惯性系中不成立
C.牛顿第一定律可以用实验验证
D.为纪念牛顿,人们把力定为基本物理量,其基本单位为牛顿
3.(多选)牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性。从惯性角度对以下现象的解释正确的
是( )
A.“天宫课堂”第三课的毛细效应实验中,细管中的液面不断上升,速度比地面上同样的演
示快得多,这是因为空间站处于失重状态,液体的惯性很小
B.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,弩箭的速度减小后惯性减小了,所以“不能穿鲁缟”
C.货车超载后惯性增大,不容易刹车,很危险
D.羽毛球和网球相比,羽毛球惯性小,更容易改变运动状态
题组二 牛顿第二定律
4.(2023山东济南统考)如图所示,某飞机起飞后在某段时间内沿虚线加速飞行,用F表示空
气对飞机的作用力,用G表示飞机受到的重力。下列飞机受力分析图可能正确的是( )5.(2023广东茂名模拟)很多餐厅里都配备了人工智能机器人进行送餐,如图所示。当机器
人做直线运动送餐时,菜盘被放在水平托盘中央,加速、匀速、减速前进时托盘对菜盘的
作用力大小分别为F 、F 、F ,下列关系式一定正确的是( )
1 2 3
A.F >F B.F >F
1 2 1 3
C.F =F D.F =F
2 3 1 3
6.周末,小明坐公交车回家,公交车在平直路面上匀速行驶时,小明观察到车顶悬挂的拉手
环竖直下垂,位于图中a位置。当公交车行驶到其他路段,小明看到拉手环位于图中 b位
置,并在一段时间内保持相对静止,则该公交车的运动情况不可能是( )
A.公交车在平直路面上加速前进
B.公交车在平直路面上减速倒车
C.公交车在斜坡路面上加速上坡
D.公交车在斜坡路面上减速下坡
7.(2022全国乙卷)如图所示,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m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l。一大小为F的水平恒力作用在轻
3
绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距 l时,它们加速度的大小均为(
5
)
5F 2F
A. B.
8m 5m3F 3F
C. D.
8m 10m
8.(多选)(2024 天津滨海新区期中)如图所示,光滑的水平面上有两个质量分别为 m =2
A
kg、m =8 kg的物体A、B,中间用轻质弹簧测力计连接,在大小为F=30 N、方向向右的
B
水平拉力作用下一起匀加速运动,则( )
A.A、B的加速度大小为2 m/s2
B.突然撤去拉力F的瞬间,A的加速度大小为3 m/s2
C.弹簧测力计的示数是6 N
D.突然撤去拉力F的瞬间,B的加速度大小为4 m/s2
综合提升练
9.(2023江苏苏州联考)如图所示,密度为ρ的木球与轻质弹簧相连后置于充满水的密闭容
器中,弹簧的另一端固定于容器的底部。水与木球的密度差为Δρ(Δρ>0),重力加速度大小
为g。初始时整个系统静止,现将容器由静止释放,则释放瞬间木球相对于地面的加速度
大小为( )
A.( Δρ)g B.( Δρ)g
1+ 1-
ρ ρ
Δρ
C.g D. g
ρ
10.(2023山东泰安模拟)无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面,利用电磁感应实现无
线充电技术。劣质的无线充电宝使用过程中可能因吸力不足发生滑落造成安全隐患。图
甲为科创小组某同学手握手机(手不接触充电宝),利用手机软件记录竖直放置的手机及吸
附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程(手机与充电宝始终相对静止),
记录的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示(规定向上为正方向),且图像上、下部分
与时间轴围成的面积相等,已知无线充电宝质量为0.2 kg,重力加速度g取10 m/s2,则在该
过程中( )A.手机与充电宝全程向下运动,最终处于静止状态
B.充电宝在t 与t 时刻所受的摩擦力方向相同
2 3
C.充电宝与手机之间的摩擦力最小值为2 N
D.充电宝与手机之间的摩擦力大小至少为6 N
11.如图所示,细绳1挂着匣子C,匣内又用绳2挂着A球,在A的下方又用轻弹簧挂着B球。
已知A、B、C的质量均为m,原来都处于静止状态,重力加速度为g。在细绳1被烧断后
的瞬间,以下说法正确的是( )
A.A、B、C的加速度都为g
B.C的加速度为3g
C.A的加速度为2g
D.细绳2上的拉力大小为0.5mg
12.物体在粘滞流体中运动时所受的阻力叫作粘滞阻力,球形物体在流体中运动时受到的
粘滞阻力的表达式为F=6πηvr,其中η为流体的粘滞系数,r为球形物体的半径,v为球形物
f
体运动的速率。小球在蓖麻油中从液面下某处由静止开始下落,经过一段时间达到最大
速度。已知蓖麻油足够深,小球的密度为ρ ,蓖麻油的密度为ρ ,重力加速度为g,则下列说
1 2
法正确的是( )
A.在国际单位制中粘滞系数的单位为kg·m·s-1
B.仅改变小球半径,小球达到最大速度所需时间不变
C.仅改变小球密度,小球达到最大速度所需时间不变
D.小球运动过程中加速度的最大值为g-ρ g
2
ρ
1参考答案
第三章 运动和力的关系
第1讲 牛顿第一定律 牛顿第二定律
1.BC 解析 牛顿第一定律不能通过实验来验证,A错误;一对平衡力的性质可以是互不相
同的,而作用力与反作用力的性质一定是相同的,B正确;在国际单位制中,力学的三个基本
物理量是质量、长度和时间,则三个基本单位是“千克”“米”“秒”,C正确;惯性只跟
物体的质量有关,安全带可有效减小驾乘人员因为惯性造成的交通事故伤害,但不是减小
惯性,D错误。
2.B 解析 牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律,牛顿第二定律给出了加速度与
力和质量的关系,牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,A项错误;牛顿运动定律成立的参
考系是惯性系,牛顿第二定律在非惯性系中不成立,B项正确;牛顿第一定律不可以用实验
验证,C项错误; 为纪念牛顿,人们把力的单位规定为牛顿,但力不是基本物理量,D项错误。
3.CD 解析 惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关。细管中的液面不断上升,速度
比地面上同样的演示快得多,是因为空间站处于失重状态,但液体的惯性不变,A错误;弩箭
的速度减小后惯性不变,B错误;货车超载后,总质量变大,惯性增大,不容易刹车,很危险,C
正确;羽毛球和网球相比,羽毛球质量较小,惯性小,更容易改变运动状态,D正确。
4.C 解析 飞机起飞后在某段时间内沿虚线加速飞行,可知飞机受到的合力沿虚线向上,
根据平行四边形定则可知,空气对飞机的作用力F应处于虚线上方偏右,故选C。
5.A 解析 菜盘匀速前进时,托盘对菜盘的作用力大小为F ,方向竖直向上,和菜盘的重力
2
是一对平衡力,所以F =mg,当菜盘水平加速和减速向前运动时,由牛顿第二定律可知,托盘
2
对菜盘的作用力有水平的静摩擦力和竖直向上的支持力,二者的合力大于F ,即F 和F 均
2 1 3
大于F ,但是由于加速和减速的加速度大小不确定,不能比较F 和F 的大小关系,A正确。
2 1 3
6.D 解析 根据图示可知,公交车前进方向为向右,若公交车在平直路面上行驶,则根据拉
手环位于图中 b 位置可知,公交车加速度水平向右,则有可能是加速前进或者减速倒
车,A、B正确;若公交车在斜坡路面上加速上坡,则加速度方向沿斜坡向上,有可能是图中
b位置,C正确;公交车在斜坡路面上减速下坡,加速度沿斜坡向上,则拉手环会向图中a位
置右侧倾斜,D错误。
3
7.A 解析 本题考查力的分解和牛顿第二定律的应用。当两球运动至二者相距 l时,如
53l
10 3
图所示,由几何关系可知sin θ= = ,设绳子拉力为F ,水平方向有2F cos θ=F,解得F =
T T T
l 5
2
5 5F
F,对任意小球由牛顿第二定律可得F =ma,解得a= ,故A正确。
T
8 8m
F 30
8.BC 解析 对A、B整体受力分析可知,A、B的加速度大小为a= = m/s2=3
m +m 2+8
A B
m/s2,A错误;对A分析可知,弹簧测力计的示数是F =m a=6 N,C正确;突然撤去拉力F的
T A
瞬间,弹簧的弹力不变,则A的加速度大小仍为 a =3 m/s2,B的加速度大小为 a =F 6
A B T =
m 8
B
m/s2=0.75 m/s2,B正确,D错误。
9.A 解析 静止时对木球受力分析得 F =mg+kx,又有F =ρ gV,m=ρV,Δρ=ρ -ρ,解得
浮 浮 水 水
kx=ΔρgV,释放瞬间系统处于完全失重状态,浮力消失,木球受重力和弹簧的弹力,则有
mg+kx=ma,解得a=g+kx
(
Δρ)g,A正确,B、C、D错误。
= 1+
m ρ
10.D 解析 手机与充电宝从静止开始,向下先做加速度增大的加速运动,从t 时刻向下做
1
加速度减小的加速运动,加速度减小到零时,向下的速度达到最大,再向下做加速度增大的
减速运动,t 时刻速度减小到零,此后做向上的加速度减小的加速运动,加速度减小到零时
2
向上运动的速度达到最大,此后先向上做加速度增大的减速运动,从t 时刻再向上做加速
3
度减小的减速运动,最后速度为零,A错误;充电宝在t 时刻加速度方向向上,所受的摩擦力
2
方向向上,充电宝在t 时刻加速度方向向下,由a =12 m/s2,可知摩擦力方向向下,B错误;在
3 3
t 时刻充电宝向下的加速度为10 m/s2,充电宝与手机之间的摩擦力最小,值为零,C错误;在
1
t 时刻充电宝向上的加速度最大,充电宝与手机之间的摩擦力最大,由牛顿第二定律可得
2
F -mg=ma ,解得充电宝与手机之间的摩擦力大小至少为F =6 N,D正确。
fmax 2 fmax
11.D 解析 绳1烧断前对B受力分析,由平衡条件知弹簧弹力F =mg,绳烧断后弹簧弹力
T
大小仍为mg,此时对B受力分析知ma =F -mg,故a =0。由于A、C加速度相同,取A、C
B T B
整体为研究对象受力分析,由牛顿第二定律得 2ma =2mg+F ;对 A 受力分析有
AC Tma =mg+F -F ;解得a =a =a =1.5g,F =0.5mg,所以A、B、C错误,D正确。
AC T 2 A C AC 2
F
12.D 解析 结合题述可得η= f ,则在国际单位制中粘滞系数的单位为kg·m-1·s-1,A错
6πrv
误;设释放后某一时刻小球的速度为v ,则此时小球所受粘滞阻力为F=6πηv r,小球受到重
0 f 0
力、浮力和粘滞阻力,由牛顿第二定律有4πr3ρ a=4πr3ρ g-4πr3ρ g-6πηv r,化简得a=g-ρ g-
1 1 2 0 2
3 3 3 ρ
1
9ηv ,可知在密度、速度相同时,小球的加速度与半径有关,故仅改变小球半径,小球达到
0
2r2ρ
1
最大速度所需时间改变,B错误;结合上述分析可知在半径、速度相同时,小球的加速度与
小球密度有关,故仅改变小球密度,小球达到最大速度所需时间改变,C错误;小球运动过程
中,小球速度为零时加速度最大,为a =g-ρ g,D正确。
m 2
ρ
1
