文档文本内容
专题03 运动和力的关系
考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考点1 牛
顿运动定律
2026 黑吉辽卷、2026
浙江卷、2025 甘肃
卷、2025 北京卷、
2025 湖南卷、2024 天
津卷、2024 贵州卷
真实情境深度渗透:以CR450 动车组、新能源汽车
制动、空间站运维、无人机物资投送等真实科技/生
活场景为题干载体,不再使用纯理论裸模型出题,
要求学生从复杂场景中提炼物理规律、自主搭建解
题模型。
实验考查跳出常规
“
”
:围绕验证牛顿运动定律实
验,除游标卡尺读数、纸带数据计算等常规操作
外,隐含误差分析考查,不再局限于机械记忆实验
步骤,强化实验迁移能力。
能力导向持续强化:弱化机械繁琐的代数运算,重
点考查情境拆解、模型构建、逻辑推导能力,刷题
的边际收益持续递减,规避固化题型套路,依靠建
模能力、深度思维实现分数分层。
考点2 牛
顿运动定律
的应用
2026 云南卷、2026 浙
江卷、2026 上海卷、
2025 湖北卷、2025 河
北卷、2025 福建卷、
2024 浙江卷、2024 安
徽卷
考点01 牛顿运动定律
1.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)秧马是古代插秧时用的一种农具,苏轼用“日行千畦”形容其高效。如
图,人抬脚跨坐在秧马上,与其一起向前减速滑行的过程中( )
A.秧马的加速度方向向后
B.秧马受到秧田的摩擦力方向向前
C.秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对平衡力
D.秧马对人的支持力和人受到的重力是一对作用力与反作用力
【答案】A
【详解】A.秧马向前减速滑行,速度方向向前,减速运动的加速度方向与速度方向相反,因此加速度方
向向后,A 正确。
B.秧马相对秧田向前运动,秧田对秧马的摩擦力阻碍相对运动,因此摩擦力方向向后,B 错误。
C.秧马对人的支持力作用在人身上,人对秧马的压力作用在秧马身上,二者是作用力与反作用力(平衡
力要求作用在同一物体上),C 错误。
D.作用力与反作用力是两个物体之间的相互作用,秧马对人的支持力是人跟秧马之间的相互作用,人受
到的重力是地球对人的引力,二者不是作用力与反作用力,D 错误。
故选 A。
2.(2026·浙江·高考真题)如图所示,钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行,则( )
A.运动员在转弯时加速度为0
B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒
C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力
【答案】D
【详解】A.运动员在转弯时一定有向心加速度,加速度不可能为零,故A 错误;
B.倾斜赛道有阻力,阻力对运动员和钢架雪车做负功,运动员和钢架雪车整体机械能不守恒,故B 错误;
C.钢架雪车所受重力竖直向下,赛道对钢架雪车的支持力垂直赛道向上,不在同一条直线上,不是一对
平衡力,故C 错误;
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力,故D 正确。
故选D。
3.(2025·甘肃·高考真题)2025 年4 月24 日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人
飞船的长征二号F 遥二十运载火箭。若在初始的
内燃料对火箭的平均推力约为
。火箭质量约为
500 吨且认为在
内基本不变,则火箭在初始
内的加速度大小约为( )(重力加速度g 取
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据题意,由牛顿第二定律有
代入数据解得
故选A。
4.(2025·北京·高考真题)模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,
上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f 的大小随速
率增大而增大,f 随时间t 的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A.从
到
,实验舱处于电磁弹射过程
B.从
到
,实验舱加速度大小减小
C.从
到
,实验舱内物体处于失重状态D.
时刻,实验舱达到最高点
【答案】B
【详解】A.
间,f 向下,先增大后减小,可知此时速度方向向上,先增大后减小,故实验舱先处于
弹射过程后做竖直上抛运动;故A 错误;
B.由于受到的空气阻力f 的大小随速率增大而增大则f—t 图的形状与v—t 图的形状是一模一样的,则
实验舱加速度大小在减小,故B 正确;
C.
间,f 向上,先增大后减小,可知此时速度方向向下,先增大后减小,先向下加速后向下减速,
加速度先向下后向上,先失重后超重,故C 错误;
D.根据前面分析可知
时刻速度方向改变,从向上变成向下运动,故
时刻到达最高点,故D 错误。
故选B。
5.(2025·湖南·高考真题)如图,两带电小球的质量均为m,小球A 用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接,
小球B 用固定的绝缘轻杆连接。A 球静止时,轻绳与竖直方向的夹角为
,两球连线与轻绳的夹角为
,
整个系统在同一竖直平面内,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.A 球静止时,轻绳上拉力为
B.A 球静止时,A 球与B 球间的库仑力为
C.若将轻绳剪断,则剪断瞬间A 球加速度大小为g
D.若将轻绳剪断,则剪断瞬间轻杆对B 球的作用力变小
【答案】C
【详解】AB.根据题意A 球静止时,对A 球受力分析,如图所示
由平行四边形定则及几何关系,轻绳上拉力为
A 球与B 球间的库仑力
故AB 错误;
C.若将轻绳剪断,则剪断瞬间A 球受到轻绳的拉力消失,其它两力保持不变,根据三力平衡知识,此时
A 球的合外力大小为
,则加速度大小为g,故C 正确;
D.若将轻绳剪断,则剪断瞬间B 球受到的库仑力、重力不变,小球仍然处在静止状态,则轻杆对B 球的
作用力不变,故D 错误。
故选C。
6.(2025·江苏·高考真题)如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上的木箱相连,箱内放置一小
物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木
箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则( )
A.释放瞬间,物块加速度为零
B.物块和木箱最终仍有相对运动
C.木箱第一次到达最右端时,物块速度为零
D.物块和木箱的速度第一次相同前,物块受到的摩擦力不变
【答案】D
【详解】A.根据题意可知,释放时,物块与木箱发生相对滑动,且有摩擦力,根据牛顿第二定律可知释
放时物块加速度不为0,故A 错误;
B.由于物块与木箱间有摩擦力且发生相对滑动,所以弹簧的弹性势能会减少,直到弹簧的最大弹力满足
以下分析的
:设物块与木箱之间的最大静摩擦力为
,物块质量为
,对物块根据牛顿第二定律
设木箱质量为
,对物块与木箱整体,根据牛顿第二定律
可得
即弹簧的最大弹力减小到
后,二者一起做简谐运动,故B 错误;
C.根据AB 选项分析可知只有当二者一起做简谐运动前,有相对滑动,木箱第一次到达最右端时,物块
速度不为零,故C 错误;
D.开始滑块的加速度向右,物块与滑块第一次共速前,物块相对滑块向左运动,受到向右的摩擦力,共
速前二者有相对滑动,摩擦力恒为二者之间的滑动摩擦力,保持不变,故D 正确。
故选D。
7.(2025·山东·高考真题)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。
如图所示,坡面与水平面夹角为
,交线为PN,坡面内QN 与PN 垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,
。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为
,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN
向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律
可得
故选B。
8.(2025·河南·高考真题)野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段
时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成
一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A.无人机做匀速运动
B.零件所受合外力为零
C.零件的惯性逐渐变大
D.零件的重力势能保持不变
【答案】D
【详解】D.无人机沿水平方向飞行,零件相对于无人机静止,也沿水平方向飞行做直线运动,故零件的
高度不变,可知零件的重力势能保持不变,D 正确;
AB.对零件受力分析,受重力和绳子的拉力,由于零件沿水平方向做直线运动,可知合外力沿水平方向,
提供水平方向的加速度。零件水平向左做匀加速直线运动,AB 错误;
C.惯性的大小只与质量有关,零件的质量不变,故零件的惯性不变,C 错误。
故选D。
9.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121 公斤的成绩获得2024 年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠
铃稳定时的状态如图所示。重力加速度
,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
【答案】D
【详解】AB.杠铃的重力为
手臂与水平的杠铃之间有夹角,假设手臂与竖直方向夹角为
,根据平衡条件可知
可知,双臂夹角越大,F 越大;结合
,解得杠铃对手臂的弹力
,而杠铃对手臂的作用力
是弹力和摩擦力的合力,可知杠铃对每只手臂作用力大小大于
,AB 错误;
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力,C 错误;
D.加速举起杠铃,人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持
力大于人与杠铃的总重力,D 正确。
故选D。
10.(2025·甘肃·高考真题)(多选)如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为
的小球A,质量为m
的小球B 与A 用细线相连,整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k,重力加速度为g。现剪断细线,
下列说法正确的是( )
A.小球A 运动到弹簧原长处的速度最大B.剪断细线的瞬间,小球A 的加速度大小为
C.小球A 运动到最高点时,弹簧的伸长量为
D.小球A 运动到最低点时,弹簧的伸长量为
【答案】BC
【详解】A.剪断细线后,弹力大于A 的重力,则A 先向上做加速运动,随弹力的减小,则向上的加速度
减小,当加速度为零时速度最大,此时弹力等于重力,弹簧处于拉伸状态,选项A 错误;
B.剪断细线之前则
剪断细线瞬间弹簧弹力不变,则对A 由牛顿第二定律
解得A 的加速度
选项B 正确;
C.剪断细线之前弹簧伸长量
剪断细线后A 做简谐振动,在平衡位置时弹簧伸长量
即振幅为
由对称性可知小球A 运动到最高点时,弹簧伸长量为
,选项C 正确;
D.由上述分析可知,小球A 运动到最低点时,弹簧伸长量为
,选项D 错误。
故选BC。
11.(2025·广西·高考真题)(多选)独竹漂是我国一项民间技艺。如图,在平静的湖面上,独竹漂选手
手持划杆踩着楠竹,沿直线减速滑行,选手和楠竹相对静止,则( )
A.选手所受合力为零
B.楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下
C.手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡
D.选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面
【答案】CD
【详解】A.选手和楠竹在水里减速滑行,速度在变化,根据牛顿第二定律可知合力不为零,故A 错误;
B.楠竹在水平方向有加速度,选手对楠竹的力在竖直方向有压力,水平方向有摩擦力,所以选手对楠竹
的力方向不是竖直向下,故B 错误;
C.选手和楠竹相对静止,且减速滑行,选手和楠竹的重心要在同一竖直面上才能保持相对稳定,故C 正
确;
D.选手和楠竹构成的整体在减速滑行,受到的合力不为零,根据力的作用线和重心的关系可知整体的重
心与楠竹受到合力作用线应该在同一竖直面上,故D 正确。
故选CD。
12.(2024·天津·高考真题)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底
板和侧板对重物的弹力分别为
、
,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不
变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时( )
A.
增大,
增大
B.
减小,
增大
C.
增大,
减小
D.
减小,
减小
【答案】B
【详解】对重物受力分析,设底板与水平面之间的夹角为
,如图所示
小车匀速时,有
,小车加速时,有
其中
,则
减小,
增大。
故选B。
13.(2024·贵州·高考真题)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中,在下落的某段时间内,
小圆盘仅受重力G 和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置,相邻位置
的时间间隔相等,如图所示,则该段时间内下列说法可能正确的是( )
A.f 一直大于G
B.f 一直小于G
C.f 先小于G,后大于G
D.f 先大于G,后小于G
【答案】C
【详解】由图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小,可知铁质小圆盘的速度先增大后减小,以
向下为正方向,即铁质小圆盘的加速度先正后负,根据牛顿第二定律
可知f 先小于G,后大于G。
故选C。
14.(2024·北京·高考真题)将小球竖直向上抛出,小球从抛出到落回原处的过程中,若所受空气阻力大
小与速度大小成正比,则下列说法正确的是( )
A.上升和下落两过程的时间相等
B.上升和下落两过程损失的机械能相等
C.上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量
D.上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度
【答案】C
【详解】D.小球上升过程中受到向下的空气阻力,下落过程中受到向上的空气阻力,由牛顿第二定律可
知上升过程所受合力(加速度)总大于下落过程所受合力(加速度),D 错误;
C.小球运动的整个过程中,空气阻力做负功,由动能定理可知小球落回原处时的速度小于抛出时的速度,
所以上升过程中小球动量变化的大小大于下落过程中动量变化的大小,由动量定理可知,上升过程合力的
冲量大于下落过程合力的冲量,C 正确;
A.上升与下落经过同一位置时的速度,上升时更大,所以上升过程中平均速度大于下落过程中的平均速
度,所以上升过程所用时间小于下落过程所用时间,A 错误;
B.经同一位置,上升过程中所受空气阻力大于下落过程所受阻力,由功能关系可知,上升过程机械能损
失大于下落过程机械能损失,B 错误。
故选C。
15.(2024·安徽·高考真题)如图所示,竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧,它们的一端分别固定于水
平线上的M、N 两点,另一端均连接在质量为m 的小球上。开始时,在竖直向上的拉力作用下,小球静止
于MN 连线的中点O,弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至P 点,并保持静止,此时拉力F 大小
为
。已知重力加速度大小为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力。若撤去拉力,则小球从P
点运动到O 点的过程中( )
A.速度一直增大
B.速度先增大后减小
C.加速度的最大值为
D.加速度先增大后减小
【答案】A
【详解】AB.缓慢拉至P 点,保持静止,由平衡条件可知此时拉力F 与重力和两弹簧的拉力合力为零。
此时两弹簧的合力为大小为
。当撤去拉力,则小球从P 点运动到O 点的过程中两弹簧的拉力与重力的
合力始终向下,小球一直做加速运动,故A 正确,B 错误 ;
CD.小球从P 点运动到O 点的过程中,形变量变小弹簧在竖直方向的合力不断变小,故小球受的合外力
一直变小,加速度的最大值为撤去拉力时的加速度,由牛顿第二定律可知
加速度的最大值为
,CD 错误。
故选A。
16.(2024·广东·高考真题)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H 高度处由静
止释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。
忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其
图像或
图
像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】AB.在木块下落
高度之前,木块所受合外力为木块的重力保持不变,即
当木块接触弹簧后,弹簧弹力向上,则木块的合力
到合力为零前,随着
增大
减小;当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点,之后,木块开始反弹,过程中
木块所受合外力向上,随着
减小
增大,反弹过程,随着y 减小,图像向x 轴负方向原路返回,故A 错
误、B 正确;
CD.在木块下落
高度之前,木块做自由落体运动,根据
速度逐渐增大,
图像斜率逐渐增大,当木块接触弹簧后到合力为零前,根据牛顿第二定律
木块的速度继续增大,做加速度减小的加速运动,所以
图像斜率继续增大,当弹簧弹力大于木块的重
力后到最低点过程中
木块所受合外力向上,木块做加速度增大的减速运动,所以
图斜率减小,到达最低点后,木块向上运
动,经以上分析可知,木块先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,再做匀减速直线运
动到最高点,而C 图中H 点过后速度就开始逐渐减小,实际速度还应该增大,直到平衡位置速度到达最大,
然后速度逐渐减为零;D 图前半段速度不变,不符合题意,正确
示意图如下
故CD 错误。
故选B。
17.(2024·湖南·高考真题)如图,质量分别为
、
、
、m 的四个小球A、B、C、D,通过细线或
轻弹簧互相连接,悬挂于O 点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C 间的细线剪断,则剪断瞬间B
和C 的加速度大小分别为( )
A.g,
B.2g,
C.2g,
D.g,
【答案】A
【详解】剪断前,对BCD 分析
对D
剪断后,对B
解得
方向竖直向上;对C
解得
方向竖直向下。
故选A。
18.(2024·全国甲卷·高考真题)(多选)蹦床运动中,体重为
的运动员在
时刚好落到蹦床上,
对蹦床作用力大小F 与时间t 的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床
接触时蹦床水平。忽略空气阻力,重力加速度大小取
。下列说法正确的是( )
A.
时,运动员的重力势能最大
B.
时,运动员的速度大小为
C.
时,运动员恰好运动到最大高度处
D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为
【答案】BD
【详解】A.根据牛顿第三定律结合题图可知
时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,
此时运动员处于最低点,运动员的重力势能最小,故A 错误;
BC.根据题图可知运动员从
离开蹦床到
再次落到蹦床上经历的时间为
,根据竖直上抛
运动的对称性可知,运动员上升时间为1s,则在
时,运动员恰好运动到最大高度处,
时运
动员的速度大小
故B 正确,C 错误;
D.同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为
,以竖直向上为正方向,根据动量定理
其中
代入数据可得
根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为
,故D 正确。
故选BD。
考点02 牛顿运动定律的应用
1.(2026·云南·高考真题)云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若
电梯由静止开始上升
,用时
,则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态
分别为( )
A.
,超重B.
,超重
C.
,失重
D.
,失重
【答案】A
【详解】平均速度计算:根据平均速度定义式
,代入位移
、时间
,可得
超重失重判断:电梯向上加速时加速度竖直向上,乘客处于超重状态。
故选A。
2.(2026·浙江·高考真题)(多选)下列说法正确的是( )
A.变化的电场会产生磁场
B.汽车经过凹形路面最低点时处于超重状态
C.相对论时空观认为运动物体的长度与速度无关
D.秦山核电站通过提取海水中的氘和氚进行核反应获取能量
【答案】AB
【详解】A.根据麦克斯韦电磁理论可知,变化的电场会产生磁场,故A 正确;
B.汽车经过凹形路面最低点时,根据牛顿第二定律可得
可得
可知此时汽车处于超重状态,故B 正确;
C.相对论时空观认为运动物体的长度与速度有关,物体的长度会随着物体的速度不同而改变,故C 错误;
D.通过提取海水中的氘和氚进行核反应属于轻核聚变,而秦山核电站利用重核裂变获取能量,故D 错误。
故选AB。
(2026·上海·高考真题)五跳跃松鼠
松鼠是松鼠科物种的统称,有63 属285 种。松鼠的体形细长,后肢更长;前后肢间无皮翼,四肢强健;眼
大而明亮,耳朵长,耳尖有一束毛,冬季尤其显著;夏毛一般为黑褐色或赤棕色,冬毛多呈灰色、烟灰色
或灰褐色,腹毛为白色;指、趾端有尖锐的钩爪,尾毛多而且蓬松,常朝向背部反卷。松鼠雌性个体比雄
性个体稍重一些。因为松鼠的样子像老鼠,而且大多数喜欢啃食松果之类的坚果,习惯生活在树木尤其是
松树上,故名松鼠。
3.一只松鼠在树枝间跳跃,要从这个树枝节点以一定水平初速度跳到另外一个树枝节点上:已知两个节
点的水平距离为
,竖直方向的高度为
,不考虑空气阻力,求松鼠要完成这次跳跃所需的最小初速度?
4.又一只松鼠在一根与水平方向夹角为
的倾斜树枝上,从静止开始沿树枝向上做匀加速直线运动;已
知它在
内沿树枝运动了
【计算结果,保留2 位有效数字】。
(1)求松鼠的加速度;
(2)已知松鼠的质量为
,求该过程中树枝对松鼠的作用力。
5.生物学家通过研究发现:当松鼠受到的平均作用力小于自身重力的15 倍时,不会受到永久性伤害。某
次实验中,一只质量为
的松鼠从静止开始下落,其速度随位移的变化关系如图所示。
(1)求松鼠下落10m 的过程中,空气阻力对它做的功;
(2)若松鼠与地面的作用时间为90ms,请通过计算论证该松鼠落地后是否会受到永久性伤害?
【答案】21.
22.(1)
,方向沿树枝向上;(2)
,方向斜向上 23.
(1)
;(2)否,论证见解析
【详解】21.松鼠做平抛运动,将运动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动。水平方向,
有
竖直方向,有
联立消去时间,得到刚好落到目标点的最小初速度
6.(1)松鼠做初速度为0 的匀加速直线运动,由匀变速直线运动位移与时间的关系,得
代入
,
,解得
方向沿树枝向上。
(2)对松鼠受力分析,松鼠受重力
,树枝的作用力
,将
分解为沿树枝分量
、垂直树枝分量
。
垂直树枝方向,受力平衡,有
解得
沿树枝方向由牛顿第二定律,得
解得
合作用力大小
方向斜向上。
7.(1)由图像可知,松鼠下落
时,落地速度
下落过程由动能定理,得
解得
(2)取向上为正方向,松鼠落地过程,由动量定理,得
其中
,解得平均作用力
平均作用力小于
时不会受伤,其中
因为
,因此该松鼠落地后不会受到永久性伤害。
8.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某智能物流系统中,质量为20kg 的分拣机器人沿水平直线轨道运动,
受到的合力沿轨道方向,合力F 随时间t 的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律和题图的F—t 图画出如图所示的a—t 图像
可知机器人在0 ~ 1s 和2 ~ 3s 内加速度大小均为1m/s2,方向相反,由v—t 图线的斜率表示加速度可知A 正
确。
故选A。
9.(2025·湖北·高考真题)一个宽为L 的双轨推拉门由两扇宽为
的门板组成。门处于关闭状态,其俯视
图如图(a)所示。某同学用与门板平行的水平恒定拉力作用在一门板上,一段时间后撤去拉力,该门板
完全运动到另一边,且恰好不与门框发生碰撞,其俯视图如图(b)所示。门板在运动过程中受到的阻力
与其重力大小之比为
,重力加速度大小为g。若要门板的整个运动过程用时尽量短,则所用时间趋近于
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】方法一:门板先在向右的外力作用下做匀加速直线运动,撤去外力后做匀减速直线运动,若外力
比较大,加速时间很短,位移很小,可以忽略不计,此时门板的运动时间最短,撤去外力后根据牛顿第二
定律有
,设撤去外力后门板最短运动时是为t,运动的距离为
,可得门板的最短时间趋
近于
。
故选B。
方法二:设拉力为
,作用时间为
,撤去外力后
运动的时间为
,
运动过程的最大速度为
,则
由动量定理,有
得
撤销拉力后,有
得
对于全过程,有
得
对于全过程有
故
运动的总时间
可知当
越大时,越小,当
时,取最小值。
则
则
故选B。
9.(2025·河北·高考真题)(多选)如图,截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上,两个相同
的小物块通过不可伸长的细绳跨过顶端的轻质定滑轮,静止在斜面体两侧,细绳与斜面平行。此外,两物
块分别用相同的轻质弹簧与斜面体底端相连,且弹簧均处于原长。将左侧小物块沿斜面缓慢拉下一小段距
离,然后松开。弹簧始终在弹性限度内,斜面倾角为
,不计摩擦和空气阻力。在两物块运动过程中,下
列说法正确的是( )
A.左侧小物块沿斜面做简谐运动
B.细绳的拉力随左侧小物块加速度的增大而增大
C.右侧小物块在最高位置的加速度与其在最低位置的加速度大小相等
D.若
增大,则右侧小物块从最低位置运动到最高位置所用的时间变长
【答案】AC
【详解】A.对左侧小物块,设沿斜面向下的位移为x,则有
此时,对右侧小物块,有
联立可得
则左侧小物块受到的合外力
,方向与位移方向相反,故其做简谐运动,故A 正确;
B.根据以上分析,可得
,绳拉力保持不变,故B 错误;
C.同理可知,右侧小物块也做简谐运动,根据对称性,其在最高和最低位置的加速度大小相等,故C 正
确;
D.弹簧振子振动周期
,与斜面夹角无关,故D 错误。
故选AC。
10.(2025·福建·高考真题)(多选)如图,物块A、B 用轻弹簧连接并放置于水平传送带上,传送带以
1m/s 的恒定速率顺时针转动。t=0 时,A 的速度大小为2m/s,方向水平向右,B 的速度为0,弹簧处于原长,
t=t1时(t1为未知量),A 第一次与传送带共速,弹簧弹性势能0.75J。已知A、B 可视为质点,质量分别为
1kg、2kg,与传送带的动摩擦因数为0.5、0.25;A 与传送带相对滑动时会留下痕迹,重力加速度大小取
,A、B 始终在传送带上,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A.在t=
时,A 的加速度大小比B 的小
B.t=t1时,B 的速度大小为0.5m/s
C.t=t1时,弹簧的压缩量为0.2m
D.0﹣t1过程中,A 在传送带上留下的划痕长度小于0.05m
【答案】BD
【详解】AB.根据题意可知传送带对AB 的滑动摩擦力大小相等都为
初始时A 向右减速,B 向右加速,故可知在A 与传送带第一次共速前,AB 整体所受合外力为零,系统动
量守恒有
,
代入数值解得t=t1时,B 的速度为
在A 与传送带第一次共速前,对任意时刻对AB 根据牛顿第二定律有
,
由于
,故可知
故A 错误,B 正确;
C.在时间内,设AB 向右的位移分别为
,
,由功能关系有
解得
故弹簧的压缩量为
故C 错误;
D.A 与传送带的相对位移为
B 与传送带的相对为
故可得
由于
时间内A 向右做加速度逐渐增大的减速运动,B 向右做加速度逐渐增大的加速运动,且满足
,作出AB 的
图像
可知
等于图形
的面积,
等于图形
的面积,故可得
结合
可知
,故D 正确。
故选BD。
11.(2025·云南·高考真题)(多选)如图所示,倾角为
的固定斜面,其顶端固定一劲度系数为k 的轻质
弹簧,弹簧处于原长时下端位于O 点。质量为m 的滑块Q(视为质点)与斜面间的动摩擦因数
。
过程I:Q 以速度
从斜面底端P 点沿斜面向上运动恰好能滑至O 点;过程Ⅱ:将Q 连接在弹簧的下端并
拉至P 点由静止释放,Q 通过M 点(图中未画出)时速度最大,过O 点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限
度内,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略空气阻力,重力加速度为g。则( )
A.P、M 两点之间的距离为
B.过程Ⅱ中,Q 在从P 点单向运动到O 点的过程中损失的机械能为
C.过程Ⅱ中,Q 从P 点沿斜面向上运动的最大位移为
D.连接在弹簧下端的Q 无论从斜面上何处释放,最终一定静止在OM(含O、M 点)之间
【答案】CD
【详解】A.设
的距离为
,过程I,根据动能定理有
设
的距离为
,过程Ⅱ中,当Q 速度最大时,根据平衡条件
P、M 两点之间的距离
联立可得
故A 错误;
B.根据功能关系,可知过程Ⅱ中,Q 在从P 点单向运动到O 点的过程中Q 和弹簧组成的系统损失的机械
能为
结合
可得
但在过程Ⅱ中单独对于Q 而言机械能是增加的,故B 错误;
C.设过程Ⅱ中,Q 从P 点沿斜面向上运动的最大位移
,根据能量守恒定律
结合
解得
故C 正确;
D.无论Q 从何处释放,Q 在斜面上运动过程中,弹簧与Q 初始时的势能变为摩擦热,当在
点时,满足
当在
点时,满足
所以在OM(含O、M 点)之间速度为零时,Q 将静止,故D 正确。
故选CD。
12.(2024·浙江·高考真题)下列属于国际单位制基本单位符号的是( )
A.s
B.N
C.F
D.T
【答案】A
【详解】国际单位制中的基本单位分别是:长度的单位是米,符号m;质量的单位是千克,符号kg;时间
的单位是秒,符号s;电流的单位是安培,符号是A;热力学温度的单位是开尔文,符号K;物质的量单
位是摩尔,符号mol;发光强度的单位是坎德拉,符号cd。
故选A。
13.(2024·浙江·高考真题)如图所示,2023 年12 月9 日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三
颗卫星送入距离地面约
的轨道。取地球质量
,地球半径
,引力常量
。下列说法正确的是( )
A.火箭的推力是空气施加的
B.卫星的向心加速度大小约
C.卫星运行的周期约
D.发射升空初始阶段,装在火箭上部的卫星处于失重状态
【答案】B
【详解】A.根据反冲现象的原理可知,火箭向后喷射燃气的同时,燃气会给火箭施加反作用力,即推力,
故A 错误;
B.根据万有引力定律可知卫星的向心加速度大小为
故B 正确;
C.卫星运行的周期为
故C 错误;
D.发射升空初始阶段,火箭加速度方向向上,装在火箭上部的卫星处于超重状态,故D 错误。
故选B。
14.(2024·安徽·高考真题)倾角为
的传送带以恒定速率
顺时针转动。
时在传送带底端无初速轻
放一小物块,如图所示。
时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到
。不计空气阻力,则物块从传
送带底端运动到顶端的过程中,加速度a、速度v 随时间t 变化的关系图线可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
时间内:物体轻放在传送带上,做加速运动。受力分析可知,物体受重力、支持力、滑动
摩擦力,滑动摩擦力大于重力的下滑分力,合力不变,故做匀加速运动。
之后:当物块速度与传送带相同时,静摩擦力与重力的下滑分力相等,加速度突变为零,物块做匀速直
线运动。
C 正确,ABD 错误。
故选C。
15.(2024·全国甲卷·高考真题)如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P 置于水平桌面上,
与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并
测量P 的加速度大小a,得到
图像。重力加速度大小为g。在下列
图像中,可能正确的是
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】设P 的质量为
,P 与桌面的动摩擦力为
;以P 为对象,根据牛顿第二定律可得
以盘和砝码为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知,a-m 不是线性关系,排除AC 选项,可知当砝码的重力小于物块P 最大静摩擦力时,物块和砝码静止,
加速度为0,当砝码重力大于
时,才有一定的加速度,当
趋于无穷大时,加速度趋近等于
。
故选D。
16.(2024·吉林·高考真题)(多选)一足够长木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。
时,
木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上
木板。已知
到
的时间内,木板速度v 随时间t 变化的图像如图所示,其中g 为重力加速度大小。
时刻,小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是( )
A.小物块在
时刻滑上木板
B.小物块和木板间动摩擦因数为2μ
C.小物块与木板的质量比为3︰4
D.
之后小物块和木板一起做匀速运动
【答案】ABD
【详解】A.
图像的斜率表示加速度,可知
时刻木板的加速度发生改变,故可知小物块在
时刻滑上木板,故A 正确;
B.结合图像可知
时刻,木板的速度为
设小物块和木板间动摩擦因数为
,由题意可知物体开始滑上木板时的速度为
,负号表示方向水平向左
物块在木板上滑动的加速度为
经过
时间与木板共速此时速度大小为
,方向水平向右,故可得
解得
故B 正确;
C.设木板质量为M,物块质量为m,根据图像可知物块未滑上木板时,木板的加速度为
故可得
解得
根据图像可知物块滑上木板后木板的加速度为
此时对木板由牛顿第二定律得
解得
故C 错误;
D.假设
之后小物块和木板一起共速运动,对整体
故可知此时整体处于平衡状态,假设成立,即
之后小物块和木板一起做匀速运动,故D 正确。
故选ABD。