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专题03 牛顿运动定律-2021年新高考物理模拟题分项汇编
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这是一份专题03 牛顿运动定律-2021年新高考物理模拟题分项汇编，文件包含专题03牛顿运动定律解析版doc、专题03牛顿运动定律原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共39页， 欢迎下载使用。
专题03 牛顿运动定律
1．（2021·湖南娄底市高三零模）如图所示。质量均为m的a、b两物块用轻杆连接放在倾角为37°的斜面上、在斜面上的段、b在斜面上的段。斜面上段粗糙，b与段间的动摩擦因数为0.5，段光滑，重力加速度为g。同时释放a、b，则释放的一瞬间（已知，）（ ）
A．物块a的加速度大小为0.4g B．物块a的加速度大小为0.5g
C．杆对物块a的拉力大小为0.2mg D．杆对物块a的拉力大小为0.3mg
【答案】AC
【解析】释放a、b的一瞬间、对a、b整体研究，有，解得
对a研究，有，解得，故选AC。
2．（2021·辽宁辽阳市高三一模）蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小。依据图像给出的信息，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的质量为
B．运动员的最大加速度为
C．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
D．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
【答案】BC
【解析】A．由图给信息可知，开始时运动员静止在蹦床上，所受弹力与重力大小相等，即
解得运动员的质量，选项A错误；B．在蹦床上时受到的最大弹力，最大加速度，选项B正确；CD．运动员离开蹦床后在空中运动的时间，上升和下落的时间分别为，则最大高度为，选项C正确、D错误。故选BC。
3．（2021·福建厦门市高三一模）如图所示，木箱A、B的质量分别为和，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.1，为防止木箱A、B之间发生碰撞，在A、B中间安置了一劲度系数为的轻质弹簧，初始状态时弹簧为原长，两木箱置于水平地面上静止不动。某搬运工尝试用一个大小为的水平力推木箱B，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A．木箱A不受摩擦力作用 B．木箱B受到的摩擦力大小为
C．弹簧的压缩量为 D．缓慢增大推力，当推力为时，木箱B对弹簧的弹力大小为
【答案】AB
【解析】ABC．木箱B受到的最大静摩擦力为，推力50N小于木箱B的最大静摩擦力，所以推不动木箱B，弹簧不被压缩，木箱A不受摩擦力作用，故AB正确，C错误；D．将两木箱看成一个整体，最大静摩擦力为，当推力为100N时，两木箱被推动，做加速运动，此时木箱B所受摩擦力为滑动摩擦力为60N，则木箱B对弹簧的弹力大小应小于40N，故D错误。故选AB。
4．（2021·广东高三一模）潜艇从海水高密度区域驶人低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”。我国南海舰队的某常规型潜艇，是目前世界上唯一的一艘遭遇到海底“掉深”后，还能自救脱险的潜艇，创造了世界潜艇发展史上的奇迹。如图甲，某总质量为的潜艇，在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0s时，该潜艇“掉深”，之后在0~30s时间内潜艇竖直方向的v-t图像如图乙所示（设竖直向下为正方向）。取重力加速度为10m/s2，不计水的粘滞阻力，则（ ）
A．潜艇在“掉深”前的速度为20m/s
B．潜艇在高密度海水区域受到的浮力为
C．潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为100m
D．潜艇“掉深”后在10~30s时间内处于超重状态
【答案】BD
【解析】A．v−t图像表示潜艇“掉深”后的速度变化情况，“掉深”前在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，所以不知道“掉深”前的速度，故A错误；B．因潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，潜艇在高密度海水区域受到的浮力为，故B正确；C．根据v−t图像，潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为，故C错误；D．潜艇“掉深”后在10～30s时间内，加速度方向向上，处于超重状态，故D正确。故选BD。
5．（2021·辽宁丹东市高三一模）如图甲所示，质量的小物块在平行斜面向下的恒力作用下，从固定粗糙斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，力作用一段时间后撤去，以出发点为原点沿斜面向上建立轴，整个运动过程中物块动能随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，斜面倾角，下列说法正确的是（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数
B．恒力的大小
C．物块回到斜面的底端时速度大小为
D．物块沿斜面上行的加速度大小为
【答案】ABC
【解析】D．根据匀变速直线运动,结合动能定理有可得，图像的斜率为，图像的斜率是加速度的1倍，物块沿斜面上升的过程中加速度大，即最上面的图线，沿斜面下滑的时候加速度小，从图像中可以看出，物体在下滑过程，距离点为的时候，力撤去，上滑时的加速度大小为
，故D错误；AB．力撤去之前下滑的加速度大小为，
对上滑和撤去之前的下滑两个过程根据牛顿第二定律得：，
，解得，，故AB正确；物体从最高点位移处到位移处，设在位移处速度为，则，根据运动学公式，得
物体从位移处下滑到点，设点速度为，此过程加速度为
则有，根据运动学公式得，解得，故C正确；故选ABC。
6．（2021·辽宁锦州市高三一模）“新冠肺炎”的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对象，如果启用机器人替代人工操作就可以有效防止病毒传播。如图所示，若某一隔离病区的配餐点和目标位置在相距的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动加速过程，加速度大小，速度达到后匀速，之后适时开始匀减速过程恰好把食物平稳送到目标位置，整个送餐用时。若载物平台呈水平状态，食物的总质量，食物与平台无相对滑动。g取，则（ ）
A．匀速运动持续的时间39.5s
B．机器人加速过程位移的大小为0.25m
C．匀减速过程中平台对食物的平均作用力为2N
D．匀减速过程中加速度大小为
【答案】BD
【解析】B．加速过程位移，故B正确；AD．设机器人减速时的加速度为a2，匀速的时间为t，则由题可知加速运动的时间为，总位移，总时间
，解得，，故A错误，D正确；C．平台对食物的支持力为
，减速过程中平台对食物的摩擦力，故平台对食物的平均作用力大小为
，故C错误。故选BD。
7．（2021·辽宁抚顺市高三一模）如图甲所示，水平地面上有一质量的足够长的木板，木板与地面间动摩擦因数。，在其左端叠放一质量的木块，木块与木板之间的动摩擦因数，现对木块施加水平向右拉力，拉力随时间变化如图乙所示，，下列说法正确的是（ ）
A．前2s内，木板相对地面静止
B．当时，木块与木板将发生相对滑动
C．当木板速度达到时，木块与木板将发生相对滑动
D．时，木板的加速度为
【答案】ABC
【解析】木板与地面间的最大静摩擦力为，木块与木板间的最大静摩擦力为，A．2s末拉力为3N，则此时木块、木板都静止不动，故A正确；B．木板和木块间摩擦达到最大静摩擦力，此时对木板有，对整体有，得，即当时，木块与木板将发生相对滑动，故B正确；
C．当时，木块与木板将发生相对滑动，此时处于5s末，当木块与木板间摩擦力等于3N时，木板即将滑动，即为2s末，在内，整体平均加速度为，此时木板的速度为，故C正确；D．时，木板与木块已发生相对滑动，木板的加速度为
，故D错误。故选ABC。
8．（2021·河北高三一模）如图，物块A、B叠放在斜面上，物块B通过细绳跨过定滑轮与物块C相连，初始时系统处于静止状态。缓慢增大斜面倾角，仍保持物块A、B相对斜面静止，忽略绳与滑轮间摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物块B对物块A的作用力一定增大 B．物块A对物块B的摩擦力一定增大
C．绳对物块B的拉力的大小一定不变 D．斜面对物块B的摩擦力一定先变大后变小
【答案】BC
【解析】A．物块B对物块A的作用力与A的重力平衡，所以物块B对物块A的作用力不变。A错误；
B．物块A受到的摩擦力为，随着倾角增大，物块A受到的摩擦力增大，所以物块A对物块B的摩擦力一定增大。B正确；C．系统处于平衡状态，所以绳子拉力与重物C的重力平衡。C正确；
D．如果开始斜面对B的摩擦力方向向下，则对AB有，随着倾角增大，斜面对物块B的摩擦力先减小再增大。D错误。故选BC。
9．（2021·山东枣庄市高三二模）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在地面上，其底部垂直于斜面固定一个挡板。置于斜面上的质量分别为m、M的物块A、B用一根轻质弹簧连接。起初，物块B紧靠挡板，物块A被外力控制恰使弹簧处于原长状态。撤去外力，物块A由静止沿斜面向下运动，经过时间t下降至最低点，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块A先失重后超重
B．物块A的机械能守恒
C．物块A下降至最低点时，挡板对B的支持力大小为
D．此过程，挡板对物块B的冲量大小为
【答案】ACD
【解析】A．当物块A开始下滑时，有，物体沿斜面加速下滑，竖直方向有向下的加速度，则物块A处于失重状态；当，物块沿斜面减速下滑，竖直方向有向上的加速度，则物块A处于超重状态，故物块A先失重后超重，故A正确；B．由于下滑过程中，弹簧弹力对物块A做负功，则物块A的机械能减少，故B错误；C．物块A在开始下降时，根据牛顿第二定律有，解得。
根据运动的对称性，可知当物块A下降至最低点时加速度大小仍为a1，方向沿斜面向上，则根据牛顿第二定律有，解得，对物块B受力分析；可得，
联立解得，故C正确；D．挡板对对物块B的冲量可看作挡板对A、B及弹簧整体的冲量，取沿斜面向上为正方向，则对三者整体由动量定理可得，则可得挡板对物块B的冲量大小为，故D正确。故选ACD。
10．（2021·湖南高三一模）如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为3m，3m，3m、1.5m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为，木块C、D与水平面间的动摩擦因数均为会，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀加速前进，重力加速度为g，则（ ）
A．匀加速的最大加速度为
B．以最大加速度匀加速前进时，木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3∶2
C．水平拉力F最大为7
D．轻绳所受的最大拉力为4
【答案】BCD
【解析】A．物块C运动的最大加速度，物块D运动的最大加速度为，可知系统匀加速的最大加速度为，故A错误；B．以最大加速度匀加速前进时，木块A、C间的摩擦力，对D分析，木块B、D间的摩擦
，解得，即木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3∶2，故B正确；C．对ABCD整体，
，解得水平拉力F最大为，故C正确；D．对AC整体，
，解得，即轻绳所受的最大拉力为，故D正确。故选BCD。
11．（2021·广东肇庆市高三二模）如图所示，一小车在平直道路上向右运动，车内一条光滑轻绳ACB两端固定在水平车顶上，一质量为m的小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动。某段时间内轻绳AC、BC两部分与水平车顶的夹角分别为30°和60°。将小圆环视为质点，则在这段时间内（ ）
A．小车做匀速运动 B．小车做匀减速运动
C．轻绳AC段的拉力大于BC段的拉力 D．轻绳AC段的拉力小于BC段的拉力
【答案】B
【解析】CD．因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动，所以AC绳的拉力和BC绳的拉力大小相等。CD错误；AB．因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动，所以小车如果静止或者匀速直线运动，小圆环应该位于AB中点的正下方。现在小圆环在中点偏右，并且角度不变，根据牛顿第一定律（就像刹车时候人会向前倾一样），说明小车正在向右匀减速运动。B正确。故选B。
12．（2021·湖南衡阳市高三一模）《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（ ）
A．机械臂受到的摩擦力方向向上
B．小球受到压力与重力是一对平衡力
C．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
D．若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大
【答案】D
【解析】A．机械手臂受到的摩擦力和小球受到的摩擦力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，即机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故C错误；B．小球受到压力在水平方向上，压力与重力不是一对平衡力，故B错误；C．对小球进行受力分析，如图所示
小球处于平衡状态，根据力的平衡条件，增大铁夹对小球的压力，增大最大静摩擦力，小球受到的摩擦力不变，故C错误；D．若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向上机械臂对小球的作用力不变，但在水平方向上由牛顿第二定律，可知机械臂对小球的作用力增大，则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大，故D正确。故选D。
13．（2021·北京丰台区高三一模）如图所示，货车在平直道路上向右以加速度a，做加速运动时，与石块B接触的物体对它的作用力为F，方向如图所示。若货车向右以加速度a2（a2> a1）做加速运动，则与石块B接触的物体对它的作用力F1表示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】原来的车以加速度a1向右做加速运动，石块B受重力和F的作用，这二个力的合力是水平向右的，提供石块的加速度a1，由力的合成知识可知，可以建立三个等式mg=Fsinθ、ma=Fcosθ及mg=matanθ，
当货车以加速度a2（a2>a1）做加速运动时，因为mg=matanθ，所以θ角会减小，再根据mg=Fsinθ，则F会变大。故选C。
14．（2021·北京丰台区高三一模）选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同：如图甲所示，在自由下落的电梯中，电梯外的人看到小球只受重力作用，做自由落体运动，符合牛顿定律；电梯内的人看到小球只受重力却是“静止”的，“违反”了牛顿定律。为了能够用牛顿定律描述对地面作加速运动的参考系（又称“非惯性参考系”）中物体的运动，在非惯性系中引入惯性力的概念：惯性力F惯=- ma，a表示非惯性系的加速度，负号表示与a方向相反。引入惯性力后，电梯中的人认为小球受到向上的惯性力与重力平衡，小球静止，符合牛顿定律。如图乙所示，某人在以加速度a作匀加速运动的高铁上，距地面为h处，以相对于高铁的速度v0水平抛出一个小球。已知重力加速度 g，关于此人看到的小球运动，分析正确的是（ ）
A．小球在竖直方向上做初速度等于零，加速度小于g的匀变速直线运动
B．小球水平方向作匀速直线运动
C．当时，小球将落在抛出点的正下方
D．当时，小球将落在抛出点的正下方
【答案】D
【解析】A．因为某人以相对于高铁的速度v0水平抛出一个小球，小球受重力的作用，故它会向下做初速度等于零，加速度等于g的匀变速直线运动，A错误；B．而列车是加速向前运行的，根据题意，小球对人来说，相当于向前做减速运动，B错误；CD．小球的其加速度的大小为a，所以小球将向前减速，一直到减速到0后，再反向加速，回到原位置，故满足t=2×，又因竖直方向h=gt2，所以二者结合得，即满足这个式子时，小球将落在抛出点的正下方，C错误，D正确。故选D。
15．（2021·江苏南通市高三二模）如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧一端与挡板相连一滑块从斜面上某处由静止释放，运动一段时间后压缩弹簧，已知弹簧始终在弹性限度内，则（ ）
A．弹簧劲度系数越大，弹簧的最大弹性势能越大
B．弹簧劲度系数越大，滑块的最大速度越大
C．滑块释放点位置越高，滑块最大速度的位置越低
D．滑块释放点位置越高，滑块的最大加速度越大
【答案】D
【解析】A．滑动从释放到弹簧压至最短的过程中，滑块的重力势能转化为弹簧的弹性势能，弹簧劲度系数越大，弹簧被压至最短时位置越高，滑块减小的重力势能越少，则弹簧的最大弹性势能越小，故A错误；
B．设滑块刚接触弹簧时的速度为v0，速度最大时弹簧的压缩量为x，则有，弹簧劲度系数越大，x越小，重力势能减少量越小，则最大速度vm越小，故B错误；C．弹簧弹力等于滑块重力沿斜面分力时，即，此时滑块速度最大，则滑块最大速度的位置不变，故C错误；D．滑块释放点位置越高，滑块接触弹簧时动能越大，则弹簧压缩量越大，弹簧弹力越大，则滑块的最大加速度越大，故D正确。故选D。
16．（2021·湖南衡阳市高三一模）北京冬奥会将于2022年某日开幕。将运动员推冰壶的情景简化为图甲的模型，时，运动员对冰壶施加一水平向右的推力，作用1秒后撤去推力，冰壶运动的图像如图乙所示，已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为，则冰壶的质量和时冰壶的速度大小分别为（取）（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】物体先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得，
，由图像可知，故。又因为，解得m=1kg，又
，可知v=2m/s。故选B。
17．（2021·江苏高三一模）电梯“对重”的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中使轿厢与“对重”间的重量保持在限额之内，保证电梯的牵引传动正常。如图甲所示，驱动装置带动钢丝绳使轿厢和“对重”在竖直方向运动。当轿厢从顶楼向下运动，图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．在时间内，轿厢处于失重状态
B．在时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
C．在时间内，轿厢和“对重”组成的系统机械能守恒
D．在时间内，钢丝绳对轿厢的拉力大小等于钢丝绳对“对重”的拉力大小
【答案】A
【解析】A．由图可知在时间内，轿厢从顶楼向下运动做加速运动，加速度方向向下，轿厢处于失重状态，A正确；B．根据图象可知，图像的斜率表示加速度，在时间内轿厢的加速度先增大后减小，由牛顿第二定律可得，则钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大，B错误；C．在时间内，驱动电机也会消耗能量，轿厢和“对重”组成的系统机械能不守恒，C错误；D．在时间内，钢丝绳对轿厢的拉力大小不等于钢丝绳对“对重”的拉力大小，因为中间有驱动电机在调控，其牵引力大小在不断变化，D错误。故选A。
18．（2021·辽宁大连市高三一模）如图所示，一架雪橇在水平拉力的作用下沿水平面向右做直线运动，若水平面的粗糙程度相同，下列几种运动中拉力最大的是（ ）
A．以3m/s的速度匀速运动 B．以4m/s的速度匀速运动
C．以1m/s2的加速度匀加速运动 D．以2m/s2的加速度匀加速运动
【答案】D
【解析】当在水平拉力的作用下沿水平面向右做匀速直线运动时，则
当在水平拉力的作用下沿水平面向右做匀加速直线运动时，则
解得，则加速度越大，拉力越大。故选D。
19．（2021·天津高三模拟）幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为（g为当地的重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB下滑的过程中（ ）
A．在最低点B时对滑道的压力大小为mg
B．处于先超重后失重状态
C．重力的功率先减小后增大
D．克服摩擦力做功为
【答案】A
【解析】A．根据牛顿第二定律得FN–mg= m，结合牛顿第三定律得小朋友在最低点B时对滑道的压力大小为，选项A正确；B．小朋友在A点时加速度沿着切线向下，处于失重状态，到最低点时加速度竖直向上，处于超重状态，选项B错误；C．小朋友在A点时速度为零，重力的功率为零，到最低点时重力的方向与速度方向垂直，重力的功率也为零，故重力的功率先增大后减小，选项C错误；D．由动能定理得mgr（1–cos60°）-Wf =mv2，联立可得克服摩擦力做功为，选项D错误。故选A。
20．（2021·北京东城区高三一模）图1表示某压敏电阻的阻值R随压力F变化的情况，将它平放在电梯地板上并接入图2所示的电路中，在其受压面上放一物体，即可通过电路中数字电流表的示数I来探查电梯的运动情况。电梯静止时数字电流表示数为I0。下列说法正确的是（ ）
A．若示数I不变说明电梯正在匀速运动
B．若示数I在增大说明电梯的速度在增大
C．若示数 I >I0说明电梯可能在加速向上运动
D．若示数为I0说明电梯一定处于静止状态
【答案】C
【解析】AD．由于电流等于I0且不变，说明压力没有变化，故电梯做匀速直线运动或静止不动，故AD错误；BC．电流逐渐变大，故压力逐渐变大，且大于重力，故电梯处于超重状态，可能向上加速或向下减速，但加速度变大，不会做匀加速运动，故B错误，C正确；故选C。
21．（2021·北京西城区高三一模）某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图1所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图像。已知t = 0时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（ ）
A．t = 5s时电梯处于失重状态
B．8~9s内电梯在做减速运动
C．10~15s内电梯在上行
D．17~20s内电梯在下行
【答案】C
【解析】A．t=5s时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上电梯处于超重状态，A错误；B．t=0时，电梯处于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯一定加速上升，8s~9s内，电梯的加速度仍为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升，B错误；C．t=10s时，电梯的加速度为零，电梯上升的速度达到最大值，10s~15s内，电梯的加速度为零，电梯以最大速度匀速上行，C正确；D．15s~20s内，电梯的加速度为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动。由对称性可知，t=20s时，电梯的速度减为零。则17s~20s内电梯仍在上行，D错误。故选C。
22．（2021·浙江衢州市高三二模）大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动（如图1），为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板（如图2）。下列说法错误的是（ ）
A．油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧
B．油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动
C．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前剧烈涌动
D．油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡油板油也几乎不会涌动
【答案】B
【解析】A．由于惯性油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧，故A正确；B．惯性取决于物体的质量，故B错误；C．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，由于惯性油向前剧烈涌动，设置挡板并不能改变油的惯性，但能减弱油向前剧烈涌动，故C正确；D．油罐车在平直道路上匀速前进时，由牛顿第一定律可知，即使没有挡油板油也几乎不会涌动，故D正确。本题选不正确的，故选B。
23．（2021·山东枣庄市高三二模）如图所示，质量相同，但表面粗糙程度不同的三个物块a、b、c放在三个完全相同的斜面体上，斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块a、b、c以相同初速度下滑，其图像如图所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止，a、b、c与斜面之间的动摩擦因数分别为，斜面体对地面的压力分别为，斜面体对地面的摩擦力分别为。下列判断错误的是（ ）
A．
B．
C．，向右，向左
D．，向左，向右
【答案】D
【解析】由v-t图像可知，物块a匀加速下滑，物块b匀速下滑，物块c匀减速下滑。
A．对物块a有，则有；对物块b有，则有；对物块c有，则有，故有，故A正确，不符合题意；BCD．对物块和斜面体整体进行分析。物块a和斜面体有沿斜面向下的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向下的加速度，处于失重状态，则有，水平方向有向左的加速度，则地面对斜面体的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力fa水平向右；物块b和斜面体处于平衡状态，则有，斜面体与地面之间无摩擦力，即fb=0，物块c和斜面体有沿斜面向上的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向上的加速度，处于超重状态，则有，水平方向有向右的加速度，则地面对斜面体的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力fc水平向左。则可得
，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。
24．（2021·福建福州市高三二模）在物流货场中广泛利用传送带搬运货物。如图所示，倾角为的足够长的传送带始终以恒定的速率顺时针运行，时，初速度为的小货物从传送带的底端滑上传送带，已知小货物与传送带之间的动摩擦因数为，且。小货物在传送带上运动速度v、加速度a、重力势能（取小货物刚进入传送带位置重力势能为零）和动能随货物位移s变化规律正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】ABD．小货物开始速度小于传送带的速度，所以先做匀加速运动，速度逐渐增大，速度和位移之间不是线性函数，动能也逐渐增大，到与传送带速度相当时，由于，以后随传送带一起运动，速度为不变，动能不变，加速度为0，D正确，AB错误；C．物体的重力势能随位移逐渐增大，它们是正比关系，图像是一条过原点的直线，不是折线，C错误；故选D。
25．（2021·浙江高三二模）如图所示，两相同物体A、B放在粗糙水平面上，通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力向左拉物体A，两物体运动的加速度为a1、绳中的张力为F1；若用大小相等的恒力向右拉物体B，两物体运动的加速度为a2、绳中的张力为F2。则（ ）
A．a1=a2，F1＞F2 B．a1=a2，F1＜F2 C．a1＜a2，F1＜F2 D．a1＞a2，F1＞F2
【答案】A
【解析】设木块和地面摩擦因数为，以两木块整体为研究对象，当恒力F作用于A上时，根据牛顿第二定律，解得，设AB间的绳与水平的夹角为，以B为研究对象，根据牛顿第二定律，解得绳上的拉力为，
同理当恒力F作用于B上时，根据牛顿第二定律，解得
以A为研究对象，根据牛顿第二定律，解得绳上的拉力为，根据a1和a2的表达式可知，根据绳拉力表达式可知，故A正确，BCD错误。故选A。
26．（2021·济南市历城第二中学高三模拟）将质量为、底角为的等腰梯形A放在质量为、倾角为的光滑斜面体B上，斜面体B处在光滑水平面上，如图所示。对A施加一个水平力F时A、B恰好一起在水平面上运动，已知，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．A、B可能做匀速直线运动 B．A、B加速度大小可能为
C．力F的大小为 D．力F的大小在某个范围内
【答案】C
【解析】A．系统水平方向只受力F，因此不可能做匀速直线运动，故A错误；
B．对A：、
对B：，解得，故B错误；
C．由，故C正确；
D．系统有唯一加速度值，因此力F有唯一的值，故D错误。故选C。
27．（2021·广东高三模拟）如图所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体放在光滑水平地面上，斜面上叠放一质量为m的光滑楔形物块，物块在水平恒力的作用下与斜面体一起恰好保持相对静止地向右运动。重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．水平恒力大小F = mgtanθ
B．地面对斜面体的支持力大小N1 = (M + m)g
C．物块对斜面的压力大小N2 = mgcosθ
D．斜面体的加速度大小为gtanθ
【答案】B
【解析】对M、m整体分析，受重力、支持力和推力，根据牛顿第二定律，有：水平方向
竖直方向
再对M分析，受重力、压力N2、支持力，根据牛顿第二定律，有：
水平方向
竖直方向
联立解得
，故B正确ACD错误。故选B。
28．（2021·广东高三模拟）如图，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1），下列说法正确的是（ ）
A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ<μ2
B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sinθ>μ2
C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tanθ>μ1
D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>μ1>tanθ
【答案】C
【解析】AB．车厢表面上的沙子，全部卸干净时，因此应满足，AB错误；CD．只卸去部分沙子，应同时满足
整理得μ2>tanθ>μ1，C正确，D错误。故选C。
29．（2021·广东高三模拟）在某次军事演习中，某空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下，从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v﹣t图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．0~10s内空降兵运动的加速度越来越大
B．0~10s内空降兵和降落伞整体所受重力小于空气阻力
C．10s~15s内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越小
D．10s~15s内空降兵处于失重状态
【答案】C
【解析】A．v-t图象中，图线上某点的切线的斜率表示该时刻加速度，故0~10s内空降兵运动的加速度越来越小，故A错误；B．0~10s内空降兵和降落伞做加速运动，故整体所受重力大于空气阻力，加速度越来越小，故说明所受阻力越来越大，故B错误；C．10s~15s末速度向下做加速度不断减小的减速直线运动，加速度向上，根据牛顿第二定律，有f-mg=ma，由于a不断减小，故f不断减小，故C正确；D．10s~15s内空降兵向下做加速度不断减小的减速直线运动，加速度向上，空降兵处于超重状态，故D错误。故选C。
30．（2021·广东湛江市高三一模）一质量为m的乘客站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为的加速度加速上行，如图所示。重力加速度大小为g。该过程中，乘客对踏板的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】该过程中，乘客在竖直向上方向的加速度大小
设踏板对乘客的支持力大小为F，在竖直方向上，由牛顿第二定律有，解得，
由牛顿第三定律可得，乘客对踏板的压力大小，所以C正确；ABD错误；故选C。
31．（2021·北京门头沟区高三一模）如图所示，（a）图为研究木块运动情况的装置，计算机与位移传感器连接，可描绘木块位置随时间变化的图线。将木块自O点静止释放，计算机描绘木块对O点的位置随时间变化的x—t图像是（b）图中的曲线。（b）图中木块先后经过、、位置时的时间间隔相同。以下说法正确的是（ ）
A．若，则表明木块做匀加速直线运动
B．若，则表明木块一定做匀加速直线运动
C．若只增大木板的倾角，则计算机描绘的x—t可能是（b）图中的曲线①
D．若只增大木块的质量，则计算机描绘的x—t可能是（b）图中的曲线③
【答案】C
【解析】A．若木块做匀加速直线运动，且木块经过x1、x2、x3位置的时间间隔相等，则有
x1= aT2，x2= a(2T)2，x3= a(3T)2，计算得x1：x2：x3= 1：4：9，A错误；
B．若物体做匀加速直线运动，根据选项A可知x1：x2：x3= 1：4：9，则x1：(x2 - x1)：(x3 - x2) = 1：3：5，B错误；
C．根据牛顿第二定律有a = gsinθ - μgcosθ，若只增大倾角，则sinθ增大，cosθ减小，所以a增大，由
x = at2，可看出a增大则x增大，即相等的t，位移x增大，故可能是图线①，C正确；
D．根据牛顿第二定律有a = gsinθ - μgcosθ，可看出a与m无关，则图线为②，D错误。故选C。
32．（2021·河北高三一模）如图所示，两个质量均为m的相同货物A、B叠放在自卸货车的车厢底板上保持相对静止一起加速下滑，车厢底板与水平面的夹角为α，A、B间的动摩擦因数为μ1，B与车厢底板间的动摩擦因数为μ2，货车在水平地面上始终保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．货车受到地面的静摩擦力方向水平向左
B．货车对地面的压力大于货车与货物的总重力
C．货物A受到的摩擦力大小一定为
D．μ1与μ2的关系满足μ1≥μ2
【答案】D
【解析】A.由题意，货车受到货物A、B整体的压力大小为F压=2mgcosα，根据牛顿第二定律可知，A、B整体所受合外力沿斜面向下，所以B所受滑动摩擦力的大小满足Ff＜2mgsinα
根据牛顿第三定律可知，A、B整体对货车的摩擦力大小同样满足Ff’＜2mgsinα
F压沿水平向左的分量为F压x=2mgcosαsinα
Ff’沿水平向右的分量满足Ffx’＜2mgsinαcosα= F压x
所以A、B整体对货车的作用力存在水平向左的分量，货车有向左运动的趋势，故货车受到地面的静摩擦力方向水平向右，故A错误；B．由于A、B整体沿车厢底板加速下滑，故A、B以及货车组成的系统存在竖直向下的加速度分量，整体处于失重状态，故货车对地面的压力小于货车与货物的总重力，故B错误；
CD．设A、B整体加速下滑的加速度大小为a，对A、B整体根据牛顿第二定律有2ma=2mgsinα-2μ2mgcosα
单独对A同理有ma=mgsinα-f，且f≤μ1mgcosα，联立上述三式可得μ1≥μ2，由此可知，只有当μ1=μ2时，货物A受到的摩擦力大小才等于为μ1mgcosα，否则将小于μ1mgcosα。故C错误，D正确。故选D项。
33．（2021·广东高三模拟）某位同学在电梯中用弹簧测力计测量一物体的重力，在0至t3时间段内，弹簧测力计的示数F随时间t变化如图所示，以竖直向上为正方向，则下列关于物体运动的a－t图、v－t图及P－t图（P为物体重力的功率大小）可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】由于该题没有告诉弹簧的拉力与重力大小之间的关系，可以依题意，分三种情况讨论：
（1）若F1＝mg，则0～t1时间内电梯静止或做匀速直线运动，即速度等于0，或速度保持不变，加速度等于0。ABCD四个图线没有是可能的；
（2）若F2＝mg，则F1＜mg，在0～t1时间内电梯受到的合外力的方向向下，加速度的方向向下，为负值，所以D是不可能的；加速度的方向向下，则物体0～t1时间内可能向下做加速运动，速度为负，故A、B是不可能的；而t1～t2时间内受到的合外力等于0，物体做匀速直线运动，物体的速度不变，故B是不可能的；又由：P＝mgv，可知t1～t2时间内重力的功率不变，故C是不可能的；
（3）若F3＝mg，则F1＜mg，F2＜mg，在0～t2时间内电梯受到的合外力的方向都是向下，加速度的方向向下，故A、B、D是不可能的；F3＝mg，可知在0～t1时间内向下的加速度大于t1～t2时间内向下的加速度，而t2～t3时间内物体做匀速直线运动，所以v－t图象如图
速度的方向向下，重力的方向也向下，由P＝mgv可知，图C是重力的功率随时间变化的图线，故C是可能的．由以上的分析，可知只有C选项是可能的，A、B、D都是不可能的。
综上所述ABD错误，C正确。故选C。
专题03 牛顿运动定律
1．（2021·湖南娄底市高三零模）如图所示。质量均为m的a、b两物块用轻杆连接放在倾角为37°的斜面上、在斜面上的段、b在斜面上的段。斜面上段粗糙，b与段间的动摩擦因数为0.5，段光滑，重力加速度为g。同时释放a、b，则释放的一瞬间（已知，）（ ）
A．物块a的加速度大小为0.4g B．物块a的加速度大小为0.5g
C．杆对物块a的拉力大小为0.2mg D．杆对物块a的拉力大小为0.3mg
【答案】AC
【解析】释放a、b的一瞬间、对a、b整体研究，有，解得
对a研究，有，解得，故选AC。
2．（2021·辽宁辽阳市高三一模）蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小。依据图像给出的信息，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的质量为
B．运动员的最大加速度为
C．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
D．运动员离开蹦床后上升的最大高度为
【答案】BC
【解析】A．由图给信息可知，开始时运动员静止在蹦床上，所受弹力与重力大小相等，即
解得运动员的质量，选项A错误；B．在蹦床上时受到的最大弹力，最大加速度，选项B正确；CD．运动员离开蹦床后在空中运动的时间，上升和下落的时间分别为，则最大高度为，选项C正确、D错误。故选BC。
3．（2021·福建厦门市高三一模）如图所示，木箱A、B的质量分别为和，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.1，为防止木箱A、B之间发生碰撞，在A、B中间安置了一劲度系数为的轻质弹簧，初始状态时弹簧为原长，两木箱置于水平地面上静止不动。某搬运工尝试用一个大小为的水平力推木箱B，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A．木箱A不受摩擦力作用 B．木箱B受到的摩擦力大小为
C．弹簧的压缩量为 D．缓慢增大推力，当推力为时，木箱B对弹簧的弹力大小为
【答案】AB
【解析】ABC．木箱B受到的最大静摩擦力为，推力50N小于木箱B的最大静摩擦力，所以推不动木箱B，弹簧不被压缩，木箱A不受摩擦力作用，故AB正确，C错误；D．将两木箱看成一个整体，最大静摩擦力为，当推力为100N时，两木箱被推动，做加速运动，此时木箱B所受摩擦力为滑动摩擦力为60N，则木箱B对弹簧的弹力大小应小于40N，故D错误。故选AB。
4．（2021·广东高三一模）潜艇从海水高密度区域驶人低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”。我国南海舰队的某常规型潜艇，是目前世界上唯一的一艘遭遇到海底“掉深”后，还能自救脱险的潜艇，创造了世界潜艇发展史上的奇迹。如图甲，某总质量为的潜艇，在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0s时，该潜艇“掉深”，之后在0~30s时间内潜艇竖直方向的v-t图像如图乙所示（设竖直向下为正方向）。取重力加速度为10m/s2，不计水的粘滞阻力，则（ ）
A．潜艇在“掉深”前的速度为20m/s
B．潜艇在高密度海水区域受到的浮力为
C．潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为100m
D．潜艇“掉深”后在10~30s时间内处于超重状态
【答案】BD
【解析】A．v−t图像表示潜艇“掉深”后的速度变化情况，“掉深”前在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，所以不知道“掉深”前的速度，故A错误；B．因潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行，潜艇在高密度海水区域受到的浮力为，故B正确；C．根据v−t图像，潜艇“掉深”后竖直向下的最大位移为，故C错误；D．潜艇“掉深”后在10～30s时间内，加速度方向向上，处于超重状态，故D正确。故选BD。
5．（2021·辽宁丹东市高三一模）如图甲所示，质量的小物块在平行斜面向下的恒力作用下，从固定粗糙斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，力作用一段时间后撤去，以出发点为原点沿斜面向上建立轴，整个运动过程中物块动能随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，斜面倾角，下列说法正确的是（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数
B．恒力的大小
C．物块回到斜面的底端时速度大小为
D．物块沿斜面上行的加速度大小为
【答案】ABC
【解析】D．根据匀变速直线运动,结合动能定理有可得，图像的斜率为，图像的斜率是加速度的1倍，物块沿斜面上升的过程中加速度大，即最上面的图线，沿斜面下滑的时候加速度小，从图像中可以看出，物体在下滑过程，距离点为的时候，力撤去，上滑时的加速度大小为
，故D错误；AB．力撤去之前下滑的加速度大小为，
对上滑和撤去之前的下滑两个过程根据牛顿第二定律得：，
，解得，，故AB正确；物体从最高点位移处到位移处，设在位移处速度为，则，根据运动学公式，得
物体从位移处下滑到点，设点速度为，此过程加速度为
则有，根据运动学公式得，解得，故C正确；故选ABC。
6．（2021·辽宁锦州市高三一模）“新冠肺炎”的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对象，如果启用机器人替代人工操作就可以有效防止病毒传播。如图所示，若某一隔离病区的配餐点和目标位置在相距的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动加速过程，加速度大小，速度达到后匀速，之后适时开始匀减速过程恰好把食物平稳送到目标位置，整个送餐用时。若载物平台呈水平状态，食物的总质量，食物与平台无相对滑动。g取，则（ ）
A．匀速运动持续的时间39.5s
B．机器人加速过程位移的大小为0.25m
C．匀减速过程中平台对食物的平均作用力为2N
D．匀减速过程中加速度大小为
【答案】BD
【解析】B．加速过程位移，故B正确；AD．设机器人减速时的加速度为a2，匀速的时间为t，则由题可知加速运动的时间为，总位移，总时间
，解得，，故A错误，D正确；C．平台对食物的支持力为
，减速过程中平台对食物的摩擦力，故平台对食物的平均作用力大小为
，故C错误。故选BD。
7．（2021·辽宁抚顺市高三一模）如图甲所示，水平地面上有一质量的足够长的木板，木板与地面间动摩擦因数。，在其左端叠放一质量的木块，木块与木板之间的动摩擦因数，现对木块施加水平向右拉力，拉力随时间变化如图乙所示，，下列说法正确的是（ ）
A．前2s内，木板相对地面静止
B．当时，木块与木板将发生相对滑动
C．当木板速度达到时，木块与木板将发生相对滑动
D．时，木板的加速度为
【答案】ABC
【解析】木板与地面间的最大静摩擦力为，木块与木板间的最大静摩擦力为，A．2s末拉力为3N，则此时木块、木板都静止不动，故A正确；B．木板和木块间摩擦达到最大静摩擦力，此时对木板有，对整体有，得，即当时，木块与木板将发生相对滑动，故B正确；
C．当时，木块与木板将发生相对滑动，此时处于5s末，当木块与木板间摩擦力等于3N时，木板即将滑动，即为2s末，在内，整体平均加速度为，此时木板的速度为，故C正确；D．时，木板与木块已发生相对滑动，木板的加速度为
，故D错误。故选ABC。
8．（2021·河北高三一模）如图，物块A、B叠放在斜面上，物块B通过细绳跨过定滑轮与物块C相连，初始时系统处于静止状态。缓慢增大斜面倾角，仍保持物块A、B相对斜面静止，忽略绳与滑轮间摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物块B对物块A的作用力一定增大 B．物块A对物块B的摩擦力一定增大
C．绳对物块B的拉力的大小一定不变 D．斜面对物块B的摩擦力一定先变大后变小
【答案】BC
【解析】A．物块B对物块A的作用力与A的重力平衡，所以物块B对物块A的作用力不变。A错误；
B．物块A受到的摩擦力为，随着倾角增大，物块A受到的摩擦力增大，所以物块A对物块B的摩擦力一定增大。B正确；C．系统处于平衡状态，所以绳子拉力与重物C的重力平衡。C正确；
D．如果开始斜面对B的摩擦力方向向下，则对AB有，随着倾角增大，斜面对物块B的摩擦力先减小再增大。D错误。故选BC。
9．（2021·山东枣庄市高三二模）如图所示，倾角为的光滑斜面固定在地面上，其底部垂直于斜面固定一个挡板。置于斜面上的质量分别为m、M的物块A、B用一根轻质弹簧连接。起初，物块B紧靠挡板，物块A被外力控制恰使弹簧处于原长状态。撤去外力，物块A由静止沿斜面向下运动，经过时间t下降至最低点，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块A先失重后超重
B．物块A的机械能守恒
C．物块A下降至最低点时，挡板对B的支持力大小为
D．此过程，挡板对物块B的冲量大小为
【答案】ACD
【解析】A．当物块A开始下滑时，有，物体沿斜面加速下滑，竖直方向有向下的加速度，则物块A处于失重状态；当，物块沿斜面减速下滑，竖直方向有向上的加速度，则物块A处于超重状态，故物块A先失重后超重，故A正确；B．由于下滑过程中，弹簧弹力对物块A做负功，则物块A的机械能减少，故B错误；C．物块A在开始下降时，根据牛顿第二定律有，解得。
根据运动的对称性，可知当物块A下降至最低点时加速度大小仍为a1，方向沿斜面向上，则根据牛顿第二定律有，解得，对物块B受力分析；可得，
联立解得，故C正确；D．挡板对对物块B的冲量可看作挡板对A、B及弹簧整体的冲量，取沿斜面向上为正方向，则对三者整体由动量定理可得，则可得挡板对物块B的冲量大小为，故D正确。故选ACD。
10．（2021·湖南高三一模）如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为3m，3m，3m、1.5m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为，木块C、D与水平面间的动摩擦因数均为会，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀加速前进，重力加速度为g，则（ ）
A．匀加速的最大加速度为
B．以最大加速度匀加速前进时，木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3∶2
C．水平拉力F最大为7
D．轻绳所受的最大拉力为4
【答案】BCD
【解析】A．物块C运动的最大加速度，物块D运动的最大加速度为，可知系统匀加速的最大加速度为，故A错误；B．以最大加速度匀加速前进时，木块A、C间的摩擦力，对D分析，木块B、D间的摩擦
，解得，即木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3∶2，故B正确；C．对ABCD整体，
，解得水平拉力F最大为，故C正确；D．对AC整体，
，解得，即轻绳所受的最大拉力为，故D正确。故选BCD。
11．（2021·广东肇庆市高三二模）如图所示，一小车在平直道路上向右运动，车内一条光滑轻绳ACB两端固定在水平车顶上，一质量为m的小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动。某段时间内轻绳AC、BC两部分与水平车顶的夹角分别为30°和60°。将小圆环视为质点，则在这段时间内（ ）
A．小车做匀速运动 B．小车做匀减速运动
C．轻绳AC段的拉力大于BC段的拉力 D．轻绳AC段的拉力小于BC段的拉力
【答案】B
【解析】CD．因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动，所以AC绳的拉力和BC绳的拉力大小相等。CD错误；AB．因为小圆环穿过轻绳且可在绳上自由滑动，所以小车如果静止或者匀速直线运动，小圆环应该位于AB中点的正下方。现在小圆环在中点偏右，并且角度不变，根据牛顿第一定律（就像刹车时候人会向前倾一样），说明小车正在向右匀减速运动。B正确。故选B。
12．（2021·湖南衡阳市高三一模）《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（ ）
A．机械臂受到的摩擦力方向向上
B．小球受到压力与重力是一对平衡力
C．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
D．若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大
【答案】D
【解析】A．机械手臂受到的摩擦力和小球受到的摩擦力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，即机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故C错误；B．小球受到压力在水平方向上，压力与重力不是一对平衡力，故B错误；C．对小球进行受力分析，如图所示
小球处于平衡状态，根据力的平衡条件，增大铁夹对小球的压力，增大最大静摩擦力，小球受到的摩擦力不变，故C错误；D．若机械臂夹着小球在空中沿水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向上机械臂对小球的作用力不变，但在水平方向上由牛顿第二定律，可知机械臂对小球的作用力增大，则机械臂对小球的作用力相比静止时的作用力一定变大，故D正确。故选D。
13．（2021·北京丰台区高三一模）如图所示，货车在平直道路上向右以加速度a，做加速运动时，与石块B接触的物体对它的作用力为F，方向如图所示。若货车向右以加速度a2（a2> a1）做加速运动，则与石块B接触的物体对它的作用力F1表示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】原来的车以加速度a1向右做加速运动，石块B受重力和F的作用，这二个力的合力是水平向右的，提供石块的加速度a1，由力的合成知识可知，可以建立三个等式mg=Fsinθ、ma=Fcosθ及mg=matanθ，
当货车以加速度a2（a2>a1）做加速运动时，因为mg=matanθ，所以θ角会减小，再根据mg=Fsinθ，则F会变大。故选C。
14．（2021·北京丰台区高三一模）选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同：如图甲所示，在自由下落的电梯中，电梯外的人看到小球只受重力作用，做自由落体运动，符合牛顿定律；电梯内的人看到小球只受重力却是“静止”的，“违反”了牛顿定律。为了能够用牛顿定律描述对地面作加速运动的参考系（又称“非惯性参考系”）中物体的运动，在非惯性系中引入惯性力的概念：惯性力F惯=- ma，a表示非惯性系的加速度，负号表示与a方向相反。引入惯性力后，电梯中的人认为小球受到向上的惯性力与重力平衡，小球静止，符合牛顿定律。如图乙所示，某人在以加速度a作匀加速运动的高铁上，距地面为h处，以相对于高铁的速度v0水平抛出一个小球。已知重力加速度 g，关于此人看到的小球运动，分析正确的是（ ）
A．小球在竖直方向上做初速度等于零，加速度小于g的匀变速直线运动
B．小球水平方向作匀速直线运动
C．当时，小球将落在抛出点的正下方
D．当时，小球将落在抛出点的正下方
【答案】D
【解析】A．因为某人以相对于高铁的速度v0水平抛出一个小球，小球受重力的作用，故它会向下做初速度等于零，加速度等于g的匀变速直线运动，A错误；B．而列车是加速向前运行的，根据题意，小球对人来说，相当于向前做减速运动，B错误；CD．小球的其加速度的大小为a，所以小球将向前减速，一直到减速到0后，再反向加速，回到原位置，故满足t=2×，又因竖直方向h=gt2，所以二者结合得，即满足这个式子时，小球将落在抛出点的正下方，C错误，D正确。故选D。
15．（2021·江苏南通市高三二模）如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧一端与挡板相连一滑块从斜面上某处由静止释放，运动一段时间后压缩弹簧，已知弹簧始终在弹性限度内，则（ ）
A．弹簧劲度系数越大，弹簧的最大弹性势能越大
B．弹簧劲度系数越大，滑块的最大速度越大
C．滑块释放点位置越高，滑块最大速度的位置越低
D．滑块释放点位置越高，滑块的最大加速度越大
【答案】D
【解析】A．滑动从释放到弹簧压至最短的过程中，滑块的重力势能转化为弹簧的弹性势能，弹簧劲度系数越大，弹簧被压至最短时位置越高，滑块减小的重力势能越少，则弹簧的最大弹性势能越小，故A错误；
B．设滑块刚接触弹簧时的速度为v0，速度最大时弹簧的压缩量为x，则有，弹簧劲度系数越大，x越小，重力势能减少量越小，则最大速度vm越小，故B错误；C．弹簧弹力等于滑块重力沿斜面分力时，即，此时滑块速度最大，则滑块最大速度的位置不变，故C错误；D．滑块释放点位置越高，滑块接触弹簧时动能越大，则弹簧压缩量越大，弹簧弹力越大，则滑块的最大加速度越大，故D正确。故选D。
16．（2021·湖南衡阳市高三一模）北京冬奥会将于2022年某日开幕。将运动员推冰壶的情景简化为图甲的模型，时，运动员对冰壶施加一水平向右的推力，作用1秒后撤去推力，冰壶运动的图像如图乙所示，已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为，则冰壶的质量和时冰壶的速度大小分别为（取）（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】物体先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得，
，由图像可知，故。又因为，解得m=1kg，又
，可知v=2m/s。故选B。
17．（2021·江苏高三一模）电梯“对重”的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中使轿厢与“对重”间的重量保持在限额之内，保证电梯的牵引传动正常。如图甲所示，驱动装置带动钢丝绳使轿厢和“对重”在竖直方向运动。当轿厢从顶楼向下运动，图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．在时间内，轿厢处于失重状态
B．在时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
C．在时间内，轿厢和“对重”组成的系统机械能守恒
D．在时间内，钢丝绳对轿厢的拉力大小等于钢丝绳对“对重”的拉力大小
【答案】A
【解析】A．由图可知在时间内，轿厢从顶楼向下运动做加速运动，加速度方向向下，轿厢处于失重状态，A正确；B．根据图象可知，图像的斜率表示加速度，在时间内轿厢的加速度先增大后减小，由牛顿第二定律可得，则钢丝绳对轿厢的拉力先减小后增大，B错误；C．在时间内，驱动电机也会消耗能量，轿厢和“对重”组成的系统机械能不守恒，C错误；D．在时间内，钢丝绳对轿厢的拉力大小不等于钢丝绳对“对重”的拉力大小，因为中间有驱动电机在调控，其牵引力大小在不断变化，D错误。故选A。
18．（2021·辽宁大连市高三一模）如图所示，一架雪橇在水平拉力的作用下沿水平面向右做直线运动，若水平面的粗糙程度相同，下列几种运动中拉力最大的是（ ）
A．以3m/s的速度匀速运动 B．以4m/s的速度匀速运动
C．以1m/s2的加速度匀加速运动 D．以2m/s2的加速度匀加速运动
【答案】D
【解析】当在水平拉力的作用下沿水平面向右做匀速直线运动时，则
当在水平拉力的作用下沿水平面向右做匀加速直线运动时，则
解得，则加速度越大，拉力越大。故选D。
19．（2021·天津高三模拟）幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为（g为当地的重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB下滑的过程中（ ）
A．在最低点B时对滑道的压力大小为mg
B．处于先超重后失重状态
C．重力的功率先减小后增大
D．克服摩擦力做功为
【答案】A
【解析】A．根据牛顿第二定律得FN–mg= m，结合牛顿第三定律得小朋友在最低点B时对滑道的压力大小为，选项A正确；B．小朋友在A点时加速度沿着切线向下，处于失重状态，到最低点时加速度竖直向上，处于超重状态，选项B错误；C．小朋友在A点时速度为零，重力的功率为零，到最低点时重力的方向与速度方向垂直，重力的功率也为零，故重力的功率先增大后减小，选项C错误；D．由动能定理得mgr（1–cos60°）-Wf =mv2，联立可得克服摩擦力做功为，选项D错误。故选A。
20．（2021·北京东城区高三一模）图1表示某压敏电阻的阻值R随压力F变化的情况，将它平放在电梯地板上并接入图2所示的电路中，在其受压面上放一物体，即可通过电路中数字电流表的示数I来探查电梯的运动情况。电梯静止时数字电流表示数为I0。下列说法正确的是（ ）
A．若示数I不变说明电梯正在匀速运动
B．若示数I在增大说明电梯的速度在增大
C．若示数 I >I0说明电梯可能在加速向上运动
D．若示数为I0说明电梯一定处于静止状态
【答案】C
【解析】AD．由于电流等于I0且不变，说明压力没有变化，故电梯做匀速直线运动或静止不动，故AD错误；BC．电流逐渐变大，故压力逐渐变大，且大于重力，故电梯处于超重状态，可能向上加速或向下减速，但加速度变大，不会做匀加速运动，故B错误，C正确；故选C。
21．（2021·北京西城区高三一模）某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图1所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图像。已知t = 0时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（ ）
A．t = 5s时电梯处于失重状态
B．8~9s内电梯在做减速运动
C．10~15s内电梯在上行
D．17~20s内电梯在下行
【答案】C
【解析】A．t=5s时，电梯的加速度为正值，方向竖直向上电梯处于超重状态，A错误；B．t=0时，电梯处于静止状态，一小段时间后，电梯的加速度为正值，方向竖直向上，电梯一定加速上升，8s~9s内，电梯的加速度仍为正值，方向竖直向上，可知电梯加速上升，B错误；C．t=10s时，电梯的加速度为零，电梯上升的速度达到最大值，10s~15s内，电梯的加速度为零，电梯以最大速度匀速上行，C正确；D．15s~20s内，电梯的加速度为负值，方向竖直向下，电梯向上做减速运动。由对称性可知，t=20s时，电梯的速度减为零。则17s~20s内电梯仍在上行，D错误。故选C。
22．（2021·浙江衢州市高三二模）大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动（如图1），为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板（如图2）。下列说法错误的是（ ）
A．油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧
B．油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动
C．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前剧烈涌动
D．油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡油板油也几乎不会涌动
【答案】B
【解析】A．由于惯性油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧，故A正确；B．惯性取决于物体的质量，故B错误；C．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，由于惯性油向前剧烈涌动，设置挡板并不能改变油的惯性，但能减弱油向前剧烈涌动，故C正确；D．油罐车在平直道路上匀速前进时，由牛顿第一定律可知，即使没有挡油板油也几乎不会涌动，故D正确。本题选不正确的，故选B。
23．（2021·山东枣庄市高三二模）如图所示，质量相同，但表面粗糙程度不同的三个物块a、b、c放在三个完全相同的斜面体上，斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块a、b、c以相同初速度下滑，其图像如图所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止，a、b、c与斜面之间的动摩擦因数分别为，斜面体对地面的压力分别为，斜面体对地面的摩擦力分别为。下列判断错误的是（ ）
A．
B．
C．，向右，向左
D．，向左，向右
【答案】D
【解析】由v-t图像可知，物块a匀加速下滑，物块b匀速下滑，物块c匀减速下滑。
A．对物块a有，则有；对物块b有，则有；对物块c有，则有，故有，故A正确，不符合题意；BCD．对物块和斜面体整体进行分析。物块a和斜面体有沿斜面向下的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向下的加速度，处于失重状态，则有，水平方向有向左的加速度，则地面对斜面体的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力fa水平向右；物块b和斜面体处于平衡状态，则有，斜面体与地面之间无摩擦力，即fb=0，物块c和斜面体有沿斜面向上的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向上的加速度，处于超重状态，则有，水平方向有向右的加速度，则地面对斜面体的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力fc水平向左。则可得
，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。
24．（2021·福建福州市高三二模）在物流货场中广泛利用传送带搬运货物。如图所示，倾角为的足够长的传送带始终以恒定的速率顺时针运行，时，初速度为的小货物从传送带的底端滑上传送带，已知小货物与传送带之间的动摩擦因数为，且。小货物在传送带上运动速度v、加速度a、重力势能（取小货物刚进入传送带位置重力势能为零）和动能随货物位移s变化规律正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】ABD．小货物开始速度小于传送带的速度，所以先做匀加速运动，速度逐渐增大，速度和位移之间不是线性函数，动能也逐渐增大，到与传送带速度相当时，由于，以后随传送带一起运动，速度为不变，动能不变，加速度为0，D正确，AB错误；C．物体的重力势能随位移逐渐增大，它们是正比关系，图像是一条过原点的直线，不是折线，C错误；故选D。
25．（2021·浙江高三二模）如图所示，两相同物体A、B放在粗糙水平面上，通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力向左拉物体A，两物体运动的加速度为a1、绳中的张力为F1；若用大小相等的恒力向右拉物体B，两物体运动的加速度为a2、绳中的张力为F2。则（ ）
A．a1=a2，F1＞F2 B．a1=a2，F1＜F2 C．a1＜a2，F1＜F2 D．a1＞a2，F1＞F2
【答案】A
【解析】设木块和地面摩擦因数为，以两木块整体为研究对象，当恒力F作用于A上时，根据牛顿第二定律，解得，设AB间的绳与水平的夹角为，以B为研究对象，根据牛顿第二定律，解得绳上的拉力为，
同理当恒力F作用于B上时，根据牛顿第二定律，解得
以A为研究对象，根据牛顿第二定律，解得绳上的拉力为，根据a1和a2的表达式可知，根据绳拉力表达式可知，故A正确，BCD错误。故选A。
26．（2021·济南市历城第二中学高三模拟）将质量为、底角为的等腰梯形A放在质量为、倾角为的光滑斜面体B上，斜面体B处在光滑水平面上，如图所示。对A施加一个水平力F时A、B恰好一起在水平面上运动，已知，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．A、B可能做匀速直线运动 B．A、B加速度大小可能为
C．力F的大小为 D．力F的大小在某个范围内
【答案】C
【解析】A．系统水平方向只受力F，因此不可能做匀速直线运动，故A错误；
B．对A：、
对B：，解得，故B错误；
C．由，故C正确；
D．系统有唯一加速度值，因此力F有唯一的值，故D错误。故选C。
27．（2021·广东高三模拟）如图所示，一质量为M、倾角为θ的斜面体放在光滑水平地面上，斜面上叠放一质量为m的光滑楔形物块，物块在水平恒力的作用下与斜面体一起恰好保持相对静止地向右运动。重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A．水平恒力大小F = mgtanθ
B．地面对斜面体的支持力大小N1 = (M + m)g
C．物块对斜面的压力大小N2 = mgcosθ
D．斜面体的加速度大小为gtanθ
【答案】B
【解析】对M、m整体分析，受重力、支持力和推力，根据牛顿第二定律，有：水平方向
竖直方向
再对M分析，受重力、压力N2、支持力，根据牛顿第二定律，有：
水平方向
竖直方向
联立解得
，故B正确ACD错误。故选B。
28．（2021·广东高三模拟）如图，一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1），下列说法正确的是（ ）
A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ<μ2
B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sinθ>μ2
C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tanθ>μ1
D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>μ1>tanθ
【答案】C
【解析】AB．车厢表面上的沙子，全部卸干净时，因此应满足，AB错误；CD．只卸去部分沙子，应同时满足
整理得μ2>tanθ>μ1，C正确，D错误。故选C。
29．（2021·广东高三模拟）在某次军事演习中，某空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下，从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v﹣t图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．0~10s内空降兵运动的加速度越来越大
B．0~10s内空降兵和降落伞整体所受重力小于空气阻力
C．10s~15s内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越小
D．10s~15s内空降兵处于失重状态
【答案】C
【解析】A．v-t图象中，图线上某点的切线的斜率表示该时刻加速度，故0~10s内空降兵运动的加速度越来越小，故A错误；B．0~10s内空降兵和降落伞做加速运动，故整体所受重力大于空气阻力，加速度越来越小，故说明所受阻力越来越大，故B错误；C．10s~15s末速度向下做加速度不断减小的减速直线运动，加速度向上，根据牛顿第二定律，有f-mg=ma，由于a不断减小，故f不断减小，故C正确；D．10s~15s内空降兵向下做加速度不断减小的减速直线运动，加速度向上，空降兵处于超重状态，故D错误。故选C。
30．（2021·广东湛江市高三一模）一质量为m的乘客站在倾角为的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起以大小为的加速度加速上行，如图所示。重力加速度大小为g。该过程中，乘客对踏板的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】该过程中，乘客在竖直向上方向的加速度大小
设踏板对乘客的支持力大小为F，在竖直方向上，由牛顿第二定律有，解得，
由牛顿第三定律可得，乘客对踏板的压力大小，所以C正确；ABD错误；故选C。
31．（2021·北京门头沟区高三一模）如图所示，（a）图为研究木块运动情况的装置，计算机与位移传感器连接，可描绘木块位置随时间变化的图线。将木块自O点静止释放，计算机描绘木块对O点的位置随时间变化的x—t图像是（b）图中的曲线。（b）图中木块先后经过、、位置时的时间间隔相同。以下说法正确的是（ ）
A．若，则表明木块做匀加速直线运动
B．若，则表明木块一定做匀加速直线运动
C．若只增大木板的倾角，则计算机描绘的x—t可能是（b）图中的曲线①
D．若只增大木块的质量，则计算机描绘的x—t可能是（b）图中的曲线③
【答案】C
【解析】A．若木块做匀加速直线运动，且木块经过x1、x2、x3位置的时间间隔相等，则有
x1= aT2，x2= a(2T)2，x3= a(3T)2，计算得x1：x2：x3= 1：4：9，A错误；
B．若物体做匀加速直线运动，根据选项A可知x1：x2：x3= 1：4：9，则x1：(x2 - x1)：(x3 - x2) = 1：3：5，B错误；
C．根据牛顿第二定律有a = gsinθ - μgcosθ，若只增大倾角，则sinθ增大，cosθ减小，所以a增大，由
x = at2，可看出a增大则x增大，即相等的t，位移x增大，故可能是图线①，C正确；
D．根据牛顿第二定律有a = gsinθ - μgcosθ，可看出a与m无关，则图线为②，D错误。故选C。
32．（2021·河北高三一模）如图所示，两个质量均为m的相同货物A、B叠放在自卸货车的车厢底板上保持相对静止一起加速下滑，车厢底板与水平面的夹角为α，A、B间的动摩擦因数为μ1，B与车厢底板间的动摩擦因数为μ2，货车在水平地面上始终保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．货车受到地面的静摩擦力方向水平向左
B．货车对地面的压力大于货车与货物的总重力
C．货物A受到的摩擦力大小一定为
D．μ1与μ2的关系满足μ1≥μ2
【答案】D
【解析】A.由题意，货车受到货物A、B整体的压力大小为F压=2mgcosα，根据牛顿第二定律可知，A、B整体所受合外力沿斜面向下，所以B所受滑动摩擦力的大小满足Ff＜2mgsinα
根据牛顿第三定律可知，A、B整体对货车的摩擦力大小同样满足Ff’＜2mgsinα
F压沿水平向左的分量为F压x=2mgcosαsinα
Ff’沿水平向右的分量满足Ffx’＜2mgsinαcosα= F压x
所以A、B整体对货车的作用力存在水平向左的分量，货车有向左运动的趋势，故货车受到地面的静摩擦力方向水平向右，故A错误；B．由于A、B整体沿车厢底板加速下滑，故A、B以及货车组成的系统存在竖直向下的加速度分量，整体处于失重状态，故货车对地面的压力小于货车与货物的总重力，故B错误；
CD．设A、B整体加速下滑的加速度大小为a，对A、B整体根据牛顿第二定律有2ma=2mgsinα-2μ2mgcosα
单独对A同理有ma=mgsinα-f，且f≤μ1mgcosα，联立上述三式可得μ1≥μ2，由此可知，只有当μ1=μ2时，货物A受到的摩擦力大小才等于为μ1mgcosα，否则将小于μ1mgcosα。故C错误，D正确。故选D项。
33．（2021·广东高三模拟）某位同学在电梯中用弹簧测力计测量一物体的重力，在0至t3时间段内，弹簧测力计的示数F随时间t变化如图所示，以竖直向上为正方向，则下列关于物体运动的a－t图、v－t图及P－t图（P为物体重力的功率大小）可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】由于该题没有告诉弹簧的拉力与重力大小之间的关系，可以依题意，分三种情况讨论：
（1）若F1＝mg，则0～t1时间内电梯静止或做匀速直线运动，即速度等于0，或速度保持不变，加速度等于0。ABCD四个图线没有是可能的；
（2）若F2＝mg，则F1＜mg，在0～t1时间内电梯受到的合外力的方向向下，加速度的方向向下，为负值，所以D是不可能的；加速度的方向向下，则物体0～t1时间内可能向下做加速运动，速度为负，故A、B是不可能的；而t1～t2时间内受到的合外力等于0，物体做匀速直线运动，物体的速度不变，故B是不可能的；又由：P＝mgv，可知t1～t2时间内重力的功率不变，故C是不可能的；
（3）若F3＝mg，则F1＜mg，F2＜mg，在0～t2时间内电梯受到的合外力的方向都是向下，加速度的方向向下，故A、B、D是不可能的；F3＝mg，可知在0～t1时间内向下的加速度大于t1～t2时间内向下的加速度，而t2～t3时间内物体做匀速直线运动，所以v－t图象如图
速度的方向向下，重力的方向也向下，由P＝mgv可知，图C是重力的功率随时间变化的图线，故C是可能的．由以上的分析，可知只有C选项是可能的，A、B、D都是不可能的。
综上所述ABD错误，C正确。故选C。
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