专题02 受力分析和牛顿定律-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（新七省专用）

专题02 受力分析和牛顿定律 一、单选题 1．（2024·黑龙江大庆·三模）如图所示，两根绝缘细线的上端都系在水平天花板上，另一端分别连着两个带电小球P、Q，两小球静止时处于同一水平高度，P球质量为m，两细线与天花板间的夹角分别为，，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧细线对小球的拉力大小为 B．右侧小球的质量为m C．剪断左侧细线的瞬间，P球的加速度大小为 D．剪断右侧细线的瞬间，Q球的加速度大小为 2．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是a、b两款不同的燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿，每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将质量相同、尺寸不同的球面锅置于两款支架上，则锅的尺寸越大（    ） A．a款每个支架齿受到的压力越大 B．a款每个支架齿受到的压力越小 C．b款每个支架齿受到的压力越大 D．b款每个支架齿受到的压力越小 3．（2024·黑龙江·三模）如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的是（　　） A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小 C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小 4．（2024·广西桂林·三模）如图所示，P、Q是两个光滑的定滑轮，吊着A、B、C三个小球的三条轻绳各有一端在O点打结，悬吊A、C两个球的轻绳分别绕过定滑轮P、Q，三个球静止时，OQ段轻绳与竖直方向的夹角。已知B、C两球的质量均为m，，则A球的质量为（　　） A．m B．1.2m C．1.5m D．1.6m 5．（2024·江西南昌·三模）如图所示，一梯子斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，某工人站立于梯子上，下列说法正确的是（　　） A．地面对梯子的摩擦力方向水平向右 B．人和梯子组成的系统受三个力作用 C．梯子对工人的作用力竖直向上 D．地面对梯子的作用力竖直向上 6．（2024·安徽安庆·三模）如图所示，有一小球被轻绳拴住悬挂在天花板上并放置在斜面上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，所有接触面都是光滑的，在斜面上施加一水平外力，使整个装置开始处于静止状态。现水平向左缓慢移动斜面，直至轻绳到达竖直位置，该过程中小球一直在斜面上，小球视为质点。下列说法正确的是（　　） A．斜面开始静止时，轻绳对小球的拉力大小等于斜面对小球的支持力大小 B．斜面缓慢移动过程中，斜面对小球的支持力先增大后减小 C．斜面缓慢移动过程中，施加在斜面上的水平外力先向左后向右 D．斜面缓慢移动过程中，斜面对水平面的压力一直减小 7．（2024·甘肃·三模）如图所示，质量为m的物块A静止在固定倾角的斜面上，现对物块A施加一大小为的水平力F，物块A仍然处于静止状态，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　） A．物块A有沿斜面向下滑动的趋势 B．斜面对物块A的摩擦力大小为 C．斜面对物块A的支持力大小为 D．斜面对物块A的作用力与竖直方向的夹角为 二、多选题 8．（2024·吉林·三模）如图，质量为的A物块和质量为的B物块通过轻质细线连接，细线跨过轻质定滑轮，B的正下方有一个固定在水平面上的轻质弹簧，劲度系数为。开始时A锁定在地面上，整个系统处于静止状态，B距离弹簧上端的高度为，现在对A解除锁定，A、B开始运动，A上升的最大高度未超过定滑轮距地面的高度。已知当B距离弹簧上端的高度时，A不能做竖直上抛运动，（重力加速度为，忽略一切摩擦，弹簧一直处在弹性限度内）下列说法正确的是（　　） A．当弹簧的弹力等于物块B的重力时，两物块具有最大动能 B．当B物块距离弹簧上端的高度时，B物块下落过程中绳拉力与弹簧弹力的合力冲量方向竖直向上 C．当B物块距离弹簧上端的高度时，弹簧最大弹性势能为 D．当B物块距离弹簧上端的高度时，A物块上升的最大高度为 9．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，三个物块A、B、C的质量分别为m、2m、m，物块B叠放在C上，物块A与C之间用轻弹簧水平连接，物块A、C与水平地面间的动摩擦因数都为，物块B与C之间的动摩擦因数为。在大小恒为F的水平推力作用下，使三个物块正保持相对静止地一起向右做匀加速直线运动，已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（    ） A．弹簧弹力大小为 B．保持A、B、C三个物块相对静止，F最大值不超过 C．在撤去水平推力的瞬间，物块A的加速度变小 D．若撤去水平推力后，物块B和C仍能保持相对静止 10．（2024·黑龙江·三模）如图所示，光滑水平面上放有质量为M=2kg的足够长的木板P，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的质量为m=1kg的物块Q叠放在P上。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长，现用一水平向右、大小为F=9N的拉力作用在P上。已知P、Q间的动摩擦因数，弹簧的劲度系数k=100N/m，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（　　） A．Q受到的摩擦力逐渐变大 B．Q速度最大时，向右运动的距离为2cm C．P做加速度减小的加速运动 D．从Q开始运动到Q第一次回到原来位置过程，摩擦力对Q先做正功后做负功 11．（2024·安徽·三模）如图所示，水平传送带左端A与右端B相距2.5m，传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动。质量为2kg的小滑块以2m/s的初速度从A端滑上传送带，小滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（    ） A．小滑块最终从B端离开传送带 B．整个过程摩擦力对小滑块做功为-4J C．小滑块在传送带上的划痕长度为4.5m D．小滑块在传送带上匀速运动的时间为1.5s 12．（2024·安徽·三模）如图所示，质量为8.0kg的斜面体A放置在水平地面上，上表面光滑，斜面长为1m，与水平方向的夹角为37°。质量为4.0kg的小物块B从斜面顶端由静止沿斜面下滑，A保持静止。当B沿斜面下滑时对A施加水平向右的推力F，使B相对A做匀速直线运动。A与地面间的动摩擦因数为0.75，取重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　） A．推力F作用前B下滑时间为 B．推力F作用时A的加速度是 C．推力 D．小物块B下滑到斜面底端的过程中推力F做功75J 13．（2024·广西柳州·三模）如图所示，一小球用轻质细线悬挂在木板的支架上，分别沿倾角为θ的两个固定斜面下滑，甲图中细线保持竖直，乙图中细线保持垂直斜面。在木板下滑的过程中，下列说法正确的是（    ） A．甲图中木板与斜面间的动摩擦因数 B．甲图中木板、小球组成的系统机械能守恒 C．乙图中木板与斜面间的动摩擦因数 D．乙图中木板、小球组成的系统机械能守恒 14．（2024·广西·三模）取碗夹是一种用于夹取碗或者其他容器的厨房用具，如图甲所示。某人用取碗夹夹取质量为m的碗，碗静止于空中，其简化示意图如图乙所示，碗一侧可认为是倾角为的斜面，取碗夹对碗的弹力方向与该斜面垂直，重力加速度大小为g，则碗受力情况正确的是（    ） A．取碗夹对碗的弹力大小为 B．取碗夹对碗的弹力大小为 C．取碗夹对碗的摩擦力大小为 D．取碗夹对碗的摩擦力大小为 15．（2024·广西·三模）如图所示，P是斜面的一点，斜面上P点以下部分粗糙，P点上方部分是光滑的。A、B两滑块（看作质点）紧靠在一起，在沿斜面向上的恒力F作用下，从斜面底部由静止开始上滑。滑过P点前A、B间的弹力为，过P点之后A、B间弹力为，已知两滑块与斜面上P点以下部分的动摩擦因数相同，则下列正确的是（　　） A． B． C． D．A对B的弹力是A的形变而产生的 16．（2024·广西·三模）如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是（　　） A．弹簧与杆垂直时,小球速度最大 B．弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大 C．小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于mgh D．小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于mgh 17．（2024·安徽·三模）如图，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，MN为圆的水平直径，PQ为竖直直径。质量均为m的两相同小球a，b穿在圆环上，分别与轻质弹簧，连接，弹簧的另一端均固定在圆环的Q点上，弹簧原长均为R。现对a，b两球分别施加竖直向上的拉力，，两球静止时，a球恰好位于M点，b球位于C点，OC与OM夹角为30°，此时，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．连接a球的弹簧劲度系数为 B．连接b球的弹簧劲度系数为 C．b球受到圆环的作用力大于a球受到圆环的作用力 D．保持b球静止，改变方向，其最小值为 18．（2024·安徽马鞍山·三模）质量为m的球竖直落入水中后，下落过程中受到水的作用而做匀减速直线运动，下降过程中球的机械能和重力势能随着球进入水的深度h变化规律如图所示，重力加速度g取。则（　　） A．球的质量为0.5kg B．球的动能减少了40J C．球受到的水的作用力为10N D．球向下运动的时间约为2s 19．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）利用智能手机的加速度传感器可测量手机自身的加速度。用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，重力加速度大小为。下列说法正确的是（    ） A．手机有可能离开过手掌 B．时刻手机运动到最高点 C．时刻手机开始减速上升 D．时刻手机速度可能为0 三、实验题 20．（2024·江西·三模）某实验小组用如图甲所示的装置做“探究小车加速度与力、质量的关系”实验。将木板固定在水平桌面上，在砂桶中放入适量细砂，闭合打点计时器开关，由静止释放小车，记录图甲中力传感器的示数F，利用纸带上打出的点计算出小车的加速度；改变砂桶中细砂的质量重复实验，得到多组F、a，以小车的加速度a为纵坐标，力传感器的示数F为横坐标，描点得到如图乙所示的a-F图像。回答下列问题： (1)实验中砂与砂桶的总质量 （填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。 (2)根据图乙中的数据可知，小车和动滑轮的总质量为 kg，小车运动过程中受到的阻力大小为 N。 21．（2024·吉林·三模）为了更好地探究质量一定时加速度与力的关系，潇潇同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计） （1）操作本实验时，以下操作步骤正确的有 ； A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．为减小实验误差，改变砂和砂桶质量时，必须要满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 D．为保证纸带上打点的清晰度和点的数量，小车释放时要靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 （2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两相邻计数点间还有四个点没有画出），若已知打点计时器采用的是50Hz的交流电，根据纸带求出小车的加速度为 m/s2。 （3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。 A．k    B．    C．    D． 22．（2024·安徽蚌埠·三模）如图甲所示，是质量为的小滑块，是长度为、右端高度可调节的滑板，位移传感器能将滑块到的距离数据实时传送到计算机中，得到运动的位移-时间图像或速率-时间图像。 （1）某次实验时，测得，，将滑块A从滑板顶端释放，得到A下滑时的图像如图乙所示，由图像可得滑块下滑时的加速度 ，若取，则可求出滑块与滑板间的动摩擦因数约为 ． （2）若将滑板换成等长的气垫导轨，忽略滑块下滑时的摩擦力，该装置还可用来验证牛顿第二定律。要验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，保持l不变，当改变滑块质量时，还需保持 （用所给的字母表示）不变，测出相应的加速度加以验证。 23．（2024·黑龙江·三模）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量相等且已知的钩码做“探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验，重力加速度g取。 (1)实验中还需要的测量工具是 。 (2)根据实验数据绘图，如图乙所示，纵轴是钩码的质量m，横轴是弹簧的形变量 x。由图乙可知，弹簧的劲度系数 N/m；图线不通过坐标原点的原因是 (3)实验中用两根不同的弹簧a和b得到的弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像，如图丙所示，下列说法正确的是___________。 A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的小 C．a的劲度系数比b的大 D．弹力与弹簧长度成正比 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 受力分析和牛顿定律 一、单选题 1．（2024·黑龙江大庆·三模）如图所示，两根绝缘细线的上端都系在水平天花板上，另一端分别连着两个带电小球P、Q，两小球静止时处于同一水平高度，P球质量为m，两细线与天花板间的夹角分别为，，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．左侧细线对小球的拉力大小为 B．右侧小球的质量为m C．剪断左侧细线的瞬间，P球的加速度大小为 D．剪断右侧细线的瞬间，Q球的加速度大小为 【答案】C 【详解】由图知，两球之间为引力作用，并设为F，两球受力状况如下图 AB．对P球分析有对Q球分析有联立上式得 故AB错误；C．剪断左侧绳瞬间，拉力消失，其他力不变，故 由得故C正确；D．剪断右侧绳瞬间，拉力消失，其他力不变，故由得故D错误。故选C。 2．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是a、b两款不同的燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿，每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将质量相同、尺寸不同的球面锅置于两款支架上，则锅的尺寸越大（    ） A．a款每个支架齿受到的压力越大 B．a款每个支架齿受到的压力越小 C．b款每个支架齿受到的压力越大 D．b款每个支架齿受到的压力越小 【答案】B 【详解】AB．a款支架对球面锅的支持力方向指向球面锅的球心，如下图 锅处于平衡状态解得支架对球面锅的支持力 由图知，锅的尺寸越大，越小，则支架对球面锅的支持力越小。又由牛顿第三定律得，锅的尺寸越大，球面锅对支架的压力越小。故A错误，B正确；CD．b款支架对球面锅的支持力方向垂直于接触面，如下图 锅处于平衡状态解得支架对球面锅的支持力由图知，不论锅的尺寸大小，不变，则支架对球面锅的支持力大小不变。又有牛顿第三定律得，锅的尺寸无论大小，球面锅对支架的压力不变。故CD错误。故选B。 3．（2024·黑龙江·三模）如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的是（　　） A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小 C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小 【答案】C 【详解】AB．时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。对整体分析，有一部分沙子有向下的加速度，则总重力大于桌面对沙漏的支持力，合力向下，故AB错误；C．对时刻二分析，部分沙子做自由落体运动，设沙漏的总质量为m，空中正在下落的沙子质量为，沙漏中部细孔到底部静止沙子表面的高度为h，因细孔处速度很小，可视为零，故下落的沙子冲击底部静止沙子表面的速度为沙子下落的时间为设下落的沙子对底部静止沙子的冲击力为，在极短时间内，撞击在底部静止沙子表面的沙子质量为，取向上为正方向，由动量定理有解得空中的沙子质量则对沙漏受力分析，可知桌面对沙漏的支持力为 故C正确，D错误。故选C。 4．（2024·广西桂林·三模）如图所示，P、Q是两个光滑的定滑轮，吊着A、B、C三个小球的三条轻绳各有一端在O点打结，悬吊A、C两个球的轻绳分别绕过定滑轮P、Q，三个球静止时，OQ段轻绳与竖直方向的夹角。已知B、C两球的质量均为m，，则A球的质量为（　　） A．m B．1.2m C．1.5m D．1.6m 【答案】B 【详解】对O点受力分析如下 由题可知OQ、OB段的拉力满足将、合成如上图所示，由于三个球静止，O点受力平衡，根据几何关系有、是平行四边形的两边，有则有A球的质量为故选B。 5．（2024·江西南昌·三模）如图所示，一梯子斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，某工人站立于梯子上，下列说法正确的是（　　） A．地面对梯子的摩擦力方向水平向右 B．人和梯子组成的系统受三个力作用 C．梯子对工人的作用力竖直向上 D．地面对梯子的作用力竖直向上 【答案】C 【详解】A．对人和梯子组成的系统受力分析，由平衡条件可得，梯子在水平方向受到竖直墙壁水平向右的支持力和地面水平向左的摩擦力，故A错误；B．人和梯子组成的系统在竖直方向上受重力、地面的支持力，因为墙光滑，所以竖直墙对梯子没有摩擦力；在水平方向上，受到竖直墙壁水平向右的支持力和地面水平向左的摩擦力，共四个力作用，故B错误；C．对人受力分析，人受到竖直向下的重力，根据平衡条件，梯子对工人的作用力竖直向上与重力平衡，故C正确；D．地面对直梯的作用力为支持力和摩擦力的合力，方向斜向左上方，故D错误。故选C。 6．（2024·安徽安庆·三模）如图所示，有一小球被轻绳拴住悬挂在天花板上并放置在斜面上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，所有接触面都是光滑的，在斜面上施加一水平外力，使整个装置开始处于静止状态。现水平向左缓慢移动斜面，直至轻绳到达竖直位置，该过程中小球一直在斜面上，小球视为质点。下列说法正确的是（　　） A．斜面开始静止时，轻绳对小球的拉力大小等于斜面对小球的支持力大小 B．斜面缓慢移动过程中，斜面对小球的支持力先增大后减小 C．斜面缓慢移动过程中，施加在斜面上的水平外力先向左后向右 D．斜面缓慢移动过程中，斜面对水平面的压力一直减小 【答案】D 【详解】A．小球开始静止时，根据平衡条件，水平方向有解得所以轻绳对小球的拉力小于斜面对小球的支持力，A错误；B．分析小球的受力情况，如图所示斜面缓慢向左运动过程中，细线与竖直方向的夹角不断减小，由图可看出，拉力T逐渐增大，支持力N逐渐减小，B错误；CD．利用整体法，可知水平外力大小等于轻绳拉力的水平分量，一直向左，轻绳拉力的竖直分量增大，可知斜面对水平面压力减小，C错误，D正确。故选D。 7．（2024·甘肃·三模）如图所示，质量为m的物块A静止在固定倾角的斜面上，现对物块A施加一大小为的水平力F，物块A仍然处于静止状态，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　） A．物块A有沿斜面向下滑动的趋势 B．斜面对物块A的摩擦力大小为 C．斜面对物块A的支持力大小为 D．斜面对物块A的作用力与竖直方向的夹角为 【答案】D 【详解】AB．沿斜面方向，重力的分力为力F沿斜面方向的分力为由此可知，斜面对物块的摩擦力大小为方向沿斜面向下，即物块A有沿斜面向上滑动的趋势，故AB错误；C．斜面对物块A的支持力大小为故C错误； D．斜面对物块A的作用力与mg和F的合力等大反向，即应与竖直方向的夹角为45°，故D正确。故选D。 二、多选题 8．（2024·吉林·三模）如图，质量为的A物块和质量为的B物块通过轻质细线连接，细线跨过轻质定滑轮，B的正下方有一个固定在水平面上的轻质弹簧，劲度系数为。开始时A锁定在地面上，整个系统处于静止状态，B距离弹簧上端的高度为，现在对A解除锁定，A、B开始运动，A上升的最大高度未超过定滑轮距地面的高度。已知当B距离弹簧上端的高度时，A不能做竖直上抛运动，（重力加速度为，忽略一切摩擦，弹簧一直处在弹性限度内）下列说法正确的是（　　） A．当弹簧的弹力等于物块B的重力时，两物块具有最大动能 B．当B物块距离弹簧上端的高度时，B物块下落过程中绳拉力与弹簧弹力的合力冲量方向竖直向上 C．当B物块距离弹簧上端的高度时，弹簧最大弹性势能为 D．当B物块距离弹簧上端的高度时，A物块上升的最大高度为 【答案】BCD 【详解】A．当物块B接触到弹簧后，由于受到弹簧向上的弹力作用，故B的加速度逐渐减小，但速度仍然变大，当满足弹簧的弹力等于物块B的重力与绳子拉力的差值时，即满足即弹簧弹力为拉力不为0，物体的加速度为零，此时两物体的速度最大，动能最大，故A错误；BC．因为当B物块距离弹簧上端的高度时，A物块恰不能做竖直上抛运动，则当物体B到达最低点时，A到达最高点，此时两物块速度恰好为零，则B物块下落过程中，绳拉力与弹簧弹力的合力冲量与重力的冲量大小相等，方向相反，所以绳拉力与弹簧弹力的合力冲量竖直向上，对物体AB利用能量守恒得则弹簧的压缩量为则整个过程中，物体A上升的高度应该等于，由能量关系可知B到达最低点时弹簧的最大弹性势能为故BC正确；D．当B物块距离弹簧上端的高度为时，则B物体压缩弹簧下降时，物体A就将做上抛运动，此时刻根据能量关系可知解得 则物体上抛运动的高度则A物块上升的最大高度为故D正确。故选BCD。 9．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）如图所示，三个物块A、B、C的质量分别为m、2m、m，物块B叠放在C上，物块A与C之间用轻弹簧水平连接，物块A、C与水平地面间的动摩擦因数都为，物块B与C之间的动摩擦因数为。在大小恒为F的水平推力作用下，使三个物块正保持相对静止地一起向右做匀加速直线运动，已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（    ） A．弹簧弹力大小为 B．保持A、B、C三个物块相对静止，F最大值不超过 C．在撤去水平推力的瞬间，物块A的加速度变小 D．若撤去水平推力后，物块B和C仍能保持相对静止 【答案】AB 【详解】A．对A、B、C三个物体受力分析，摩擦力为 根据牛顿第二定律对A受力分析，根据平衡条件 联立，可得故A正确；B．保持A、B、C三个物块相对静止，对B可知，整体的最大加速度为对A、B、C三个物体，根据牛顿第二定律解得故B正确；C．在撤去水平推力的瞬间，弹簧对A的力不会发生突变，即在撤去水平推力的瞬间，A的受力情况不变，即物体A的加速度不变，故C错误；D．在撤去水平推力的瞬间，对物块B、C整体受力分析则整体的加速度为由B选项可知，物块B的最大加速度为所以，若撤去水平推力后，物块B和C不能保持相对静止，故D错误。故选AB。 10．（2024·黑龙江·三模）如图所示，光滑水平面上放有质量为M=2kg的足够长的木板P，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的质量为m=1kg的物块Q叠放在P上。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长，现用一水平向右、大小为F=9N的拉力作用在P上。已知P、Q间的动摩擦因数，弹簧的劲度系数k=100N/m，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（　　） A．Q受到的摩擦力逐渐变大 B．Q速度最大时，向右运动的距离为2cm C．P做加速度减小的加速运动 D．从Q开始运动到Q第一次回到原来位置过程，摩擦力对Q先做正功后做负功 【答案】BD 【详解】A．当拉力刚刚作用在P上时，假设P、Q保持相对静止，则有 解得假设不成立，则Q相对P向左运动，P、Q之间的摩擦力大小一直为故A错误；B．当弹簧弹力与摩擦力大小相等时，Q的速度达到最大值，由平衡条件有解得Q速度最大时，向右运动的距离为故B正确；C．对P受力分析，由牛顿第二定律有可知P的加速度保持不变，故C错误；D．P对Q的摩擦力方向向右，Q向右先加速后减速，摩擦力对Q做正功，Q减速至0后将向左运动，摩擦力方向还是向右，故摩擦力对Q做负功，故D正确。 故选BD。 11．（2024·安徽·三模）如图所示，水平传送带左端A与右端B相距2.5m，传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动。质量为2kg的小滑块以2m/s的初速度从A端滑上传送带，小滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（    ） A．小滑块最终从B端离开传送带 B．整个过程摩擦力对小滑块做功为-4J C．小滑块在传送带上的划痕长度为4.5m D．小滑块在传送带上匀速运动的时间为1.5s 【答案】CD 【详解】A．根据牛顿第二定律有解得a=1m/s2小滑块向右减速到零的时间运动的距离小于传送带的长度，因此小滑块最终从A端离开传送带，A错误；D．减速到零之后反向加速直到共速，加速时间反向加速的距离再向左匀速运动到达A端，时间D正确； C．从滑上传送带到共速，滑块与传送带的相对位移C正确；B．根据动能定理，摩擦力对小滑块做的功等于小滑块动能的变化量B错误。故选CD。 12．（2024·安徽·三模）如图所示，质量为8.0kg的斜面体A放置在水平地面上，上表面光滑，斜面长为1m，与水平方向的夹角为37°。质量为4.0kg的小物块B从斜面顶端由静止沿斜面下滑，A保持静止。当B沿斜面下滑时对A施加水平向右的推力F，使B相对A做匀速直线运动。A与地面间的动摩擦因数为0.75，取重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　） A．推力F作用前B下滑时间为 B．推力F作用时A的加速度是 C．推力 D．小物块B下滑到斜面底端的过程中推力F做功75J 【答案】BD 【详解】A．设物块沿斜面下滑的加速度为，由牛顿第二定律得 代入数据解得故A错误；B．施加力后，对B受力分析，如图所示 A、B的加速度为 故B正确；C．对整体受力分析可知解得故C错误； D．设B下滑时的速度为v，相对于A匀速下滑的时间为，则斜面体A的位移为推力做的功为 代入数据解得故D正确。故选BD。 13．（2024·广西柳州·三模）如图所示，一小球用轻质细线悬挂在木板的支架上，分别沿倾角为θ的两个固定斜面下滑，甲图中细线保持竖直，乙图中细线保持垂直斜面。在木板下滑的过程中，下列说法正确的是（    ） A．甲图中木板与斜面间的动摩擦因数 B．甲图中木板、小球组成的系统机械能守恒 C．乙图中木板与斜面间的动摩擦因数 D．乙图中木板、小球组成的系统机械能守恒 【答案】AD 【详解】A．甲图中，因拉小球的细线呈竖直状态，所以小球受到重力和竖直向上的拉力，在水平方向没有分力，所以小球在水平方向没有加速度，根据力的平衡条件得则解得故A正确；B．甲图中，因小球沿斜面做匀速直线运动，由于木板与小球的运动状态相同，所以木板、小球组成的系统动能不变，重力势能减小，机械能不守恒，故B错误；C．乙图中，因拉小球的细线与斜面垂直，所以小球受到重力和细线垂直于斜面向上的拉力，其合力沿斜面向下，所以小球的加速度也沿斜面向下，对小球运用牛顿第二定律得解得由于木板与小球的运动状态相同，所以对木板、小球组成的整体，根据牛顿第二定得解得μ=0故C错误；D．乙图中，由于木板不受斜面的摩擦力，所以木板、小球组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，故D正确。故选AD． 14．（2024·广西·三模）取碗夹是一种用于夹取碗或者其他容器的厨房用具，如图甲所示。某人用取碗夹夹取质量为m的碗，碗静止于空中，其简化示意图如图乙所示，碗一侧可认为是倾角为的斜面，取碗夹对碗的弹力方向与该斜面垂直，重力加速度大小为g，则碗受力情况正确的是（    ） A．取碗夹对碗的弹力大小为 B．取碗夹对碗的弹力大小为 C．取碗夹对碗的摩擦力大小为 D．取碗夹对碗的摩擦力大小为 【答案】BC 【详解】AB．碗处于平衡状态，受到重力、碗夹的弹力和摩擦力，根据平衡条件可知A错误，B正确；CD．同理可知，碗受到的摩擦力C正确，D错误。故选BC。 15．（2024·广西·三模）如图所示，P是斜面的一点，斜面上P点以下部分粗糙，P点上方部分是光滑的。A、B两滑块（看作质点）紧靠在一起，在沿斜面向上的恒力F作用下，从斜面底部由静止开始上滑。滑过P点前A、B间的弹力为，过P点之后A、B间弹力为，已知两滑块与斜面上P点以下部分的动摩擦因数相同，则下列正确的是（　　） A． B． C． D．A对B的弹力是A的形变而产生的 【答案】AD 【详解】ABC．令斜面倾角为，A、B质量分别为m1、m2，滑块在P点下方时，对A、B整体分析有对A分析有解得滑块在P点上方时，对A、B整体分析有对A分析有解得可知A正确，BC错误；D．根据弹力的产生条件可知，A对B的弹力是A的形变而产生的，D正确。故选AD。 16．（2024·广西·三模）如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是（　　） A．弹簧与杆垂直时,小球速度最大 B．弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大 C．小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于mgh D．小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于mgh 【答案】BD 【详解】A．弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值．故A错误；B．小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；CD．小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故C错误，D正确． 17．（2024·安徽·三模）如图，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，MN为圆的水平直径，PQ为竖直直径。质量均为m的两相同小球a，b穿在圆环上，分别与轻质弹簧，连接，弹簧的另一端均固定在圆环的Q点上，弹簧原长均为R。现对a，b两球分别施加竖直向上的拉力，，两球静止时，a球恰好位于M点，b球位于C点，OC与OM夹角为30°，此时，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．连接a球的弹簧劲度系数为 B．连接b球的弹簧劲度系数为 C．b球受到圆环的作用力大于a球受到圆环的作用力 D．保持b球静止，改变方向，其最小值为 【答案】BD 【详解】A．对a球，受力分析如图所示由平衡条件可知解得由胡克定律可得A错误； BC．a球受到圆环作用力为对b球，受力情况如图所示 由平衡条件可知解得则由胡克定律可得B正确；C错误； D．由力学平衡特点可知当沿圆环切线时，的值最小解得D正确。故选BD。 18．（2024·安徽马鞍山·三模）质量为m的球竖直落入水中后，下落过程中受到水的作用而做匀减速直线运动，下降过程中球的机械能和重力势能随着球进入水的深度h变化规律如图所示，重力加速度g取。则（　　） A．球的质量为0.5kg B．球的动能减少了40J C．球受到的水的作用力为10N D．球向下运动的时间约为2s 【答案】AC 【详解】A．图中可知是以水底为零重力势能点的，则在水面处的重力势能为20J，根据EP0=mgh其中h=4m，可得球的质量为m=0.5kg选项A正确；    B．开始进入水中时的机械能为40J，则动能为20J，则到达水底时球的动能减少了20J，选项B错误； C．整个过程中球的机械能减小量为40J，而机械能减小量等于水对球做的功，则 解得球受到的水的作用力为F=10N，选项C正确；    D．球向下运动的加速度初速度球运动的时间选项D错误。故选AC。 19．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）利用智能手机的加速度传感器可测量手机自身的加速度。用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，重力加速度大小为。下列说法正确的是（    ） A．手机有可能离开过手掌 B．时刻手机运动到最高点 C．时刻手机开始减速上升 D．时刻手机速度可能为0 【答案】ACD 【详解】A．根据题图可知，手机的加速度在内的某段时间等于重力加速度，则可知手机与手掌之间没有力的作用，因此手机在该段时间内可能离开过手掌，故A正确；B．根据可知，图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量，而根据题图可知在时刻手机的速度为正，即可知手机还未达到最高点，故B错误；C．由题图可知，时刻后手机的加速度变为负方向，而速度依旧为正方向，则可知时刻手机开始减速上升，故C正确；D．当时间内图像与时间轴围成的面积等于时间内图像与时间轴围成的面积时，则表示正向速度变化量等于负向速度变化量，即手机速度减为0，故D正确。故选ACD。 三、实验题 20．（2024·江西·三模）某实验小组用如图甲所示的装置做“探究小车加速度与力、质量的关系”实验。将木板固定在水平桌面上，在砂桶中放入适量细砂，闭合打点计时器开关，由静止释放小车，记录图甲中力传感器的示数F，利用纸带上打出的点计算出小车的加速度；改变砂桶中细砂的质量重复实验，得到多组F、a，以小车的加速度a为纵坐标，力传感器的示数F为横坐标，描点得到如图乙所示的a-F图像。回答下列问题： (1)实验中砂与砂桶的总质量 （填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。 (2)根据图乙中的数据可知，小车和动滑轮的总质量为 kg，小车运动过程中受到的阻力大小为 N。 【答案】(1)不需要 (2) 0.4 0.2 【详解】（1）本实验由力传感器可以直接测得力的大小，故不需要砂与砂桶的总质量远小于小车的质量。（2）[1]由牛顿第二定律得得由图象可知图线的斜率故小车的质量[2]由纵截距得 21．（2024·吉林·三模）为了更好地探究质量一定时加速度与力的关系，潇潇同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计） （1）操作本实验时，以下操作步骤正确的有 ； A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．为减小实验误差，改变砂和砂桶质量时，必须要满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 D．为保证纸带上打点的清晰度和点的数量，小车释放时要靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 （2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两相邻计数点间还有四个点没有画出），若已知打点计时器采用的是50Hz的交流电，根据纸带求出小车的加速度为 m/s2。 （3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。 A．k    B．    C．    D． 【答案】 C 0.72 B 【详解】（1）[1]AB．本实验中小车受到的拉力可直接由弹簧测力计测出，所以不需要测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故AB错误； C．将线的拉力视为小车的合外力，所以本实验需要平衡摩擦力，可将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦为力，故C正确；D．小车释放时要靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数，故D错误。故选C。 （2）[2]根据逐差法可得加速度为 （3）[3]对小车，根据牛顿第二定律可得可知图线的斜率为即 故选B。 22．（2024·安徽蚌埠·三模）如图甲所示，是质量为的小滑块，是长度为、右端高度可调节的滑板，位移传感器能将滑块到的距离数据实时传送到计算机中，得到运动的位移-时间图像或速率-时间图像。 （1）某次实验时，测得，，将滑块A从滑板顶端释放，得到A下滑时的图像如图乙所示，由图像可得滑块下滑时的加速度 ，若取，则可求出滑块与滑板间的动摩擦因数约为 ． （2）若将滑板换成等长的气垫导轨，忽略滑块下滑时的摩擦力，该装置还可用来验证牛顿第二定律。要验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，保持l不变，当改变滑块质量时，还需保持 （用所给的字母表示）不变，测出相应的加速度加以验证。 【答案】 5 mh 【详解】（1）[1]由图像的斜率可知加速度为=5[2]根据牛顿第二定律可知根据几何关系可知，解得（2）[3]根据牛顿第二定律有即所以要验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，保持l不变，当改变滑块质量时，还需保持不变，测出相应的加速度加以验证。 23．（2024·黑龙江·三模）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量相等且已知的钩码做“探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验，重力加速度g取。 (1)实验中还需要的测量工具是 。 (2)根据实验数据绘图，如图乙所示，纵轴是钩码的质量m，横轴是弹簧的形变量 x。由图乙可知，弹簧的劲度系数 N/m；图线不通过坐标原点的原因是 (3)实验中用两根不同的弹簧a和b得到的弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像，如图丙所示，下列说法正确的是___________。 A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的小 C．a的劲度系数比b的大 D．弹力与弹簧长度成正比 【答案】(1)刻度尺 (2) 100 弹簧的自身重力 (3)C 【详解】（1）本实验需要测量弹簧的长度以及形变量，故还需要的测量工具是刻度尺。 （2）[1]由图乙可知，图像的斜率表示弹簧的劲度系数k，有 [2]由图乙可知，当时，x大于零，说明没有挂钩码时弹簧伸长，其原因是由于弹簧自身的重力造成的。（3）A．其图像，当图像与横轴的交点为弹簧的原长，由题图可知，其a的原长比b的短，故A项错误；BC．图像的斜率表示弹簧的劲度系数k，由题图可知，a的劲度系数比b的大，故B错误，C正确；D．弹簧的弹力有胡克定律有即弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D项错误。故选C。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$