专题01 直线运动 相互作用 牛顿运动定律（湖北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题01 直线运动 相互作用 牛顿运动定律 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 直线运动 2021、2022、2023、2025 知识考查层面，注重多过程、多物体模型的嵌套整合。例如将传送带模型与板块模型结合，要求考生运用牛顿定律分析物体在摩擦力作用下的加速度变化，同时结合动能定理求解能量转化问题；或通过连接体问题考查整体法与隔离法的灵活切换，涉及弹簧弹力、斜面分力等复杂受力分析。此外，命题逐渐强化运动学图像与动力学规律的联动，如通过 v-t 图像斜率判断加速度变化，结合 F-t 图像分析外力与运动状态的关系，要求考生从图像中提取关键信息并建立物理方程。 能力要求上，突出数学工具的深度应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用三角函数处理斜面问题、几何关系分析圆周运动临界条件，甚至通过导数思想求解极值问题（如最短制动距离）。实验探究能力的考查力度加大，例如设计实验验证牛顿第二定律时，需结合传感器数据处理与误差分析，将控制变量法拓展至多变量关系的研究。部分试题还引入跨学科思维，如通过 “完美三角形” 等数学概念分析力的合成与分解，或利用数列求和思想解决多阶段运动问题，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 相互作用 2024 考点3 牛顿运动定律 2022、2023、2024、2025 考点01 直线运动 1．（2025·湖北·高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 ②将遮光片固定在重锤1上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M（M>m）。 ③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。 ④启动光电门，释放重锤1，用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。 ⑤根据上述数据求出重力加速度g。 ⑥多次改变光电门高度，重复步骤，求出g的平均值。 回答下列问题： (1)测量d时，游标卡尺的示数如图（b）所示，可知 cm。 (2)重锤1通过光电门时的速度大小为 （用遮光片d、t表示）。若不计摩擦，g与m、M、d、t、H的关系式为 。 (3)实验发现，当M和m之比接近于1时，g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑，导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时，跨过圆柱体的绳两端拉力差，其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变，其中，。足够小时，重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量，测得不同β时重锤的加速度大小a，结果如下表。根据表格数据，采用逐差法得到重力加速度大小 （保留三位有效数字）。 β 0.04 0.06 0.08 0.10 a/（m/s2） 0.084 0.281 0.477 0.673 2．（2023·湖北·高考）时刻，质点P从原点由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为。在时间内，下列说法正确的是（    ）    A．时，P回到原点 B．时，P的运动速度最小 C．时，P到原点的距离最远 D．时，P的运动速度与时相同 3．（2022·湖北·高考）我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（　　） A．6小时25分钟 B．6小时30分钟 C．6小时35分钟 D．6小时40分钟 4．（2021·湖北·高考）2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为（　　） A．0.2 s B．0.4s C．1.0 s D．1.4s 5．（2021·湖北·高考）某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图（a） 所示，将一根米尺竖直固定，在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球，小球下落途经某位置时，使用相机对其进行拍照，相机曝光时间为s。由于小球的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球所在位置到释放点的距离H、小球在曝光时间内移动的距离。计算出小球通过该位置时的速度大小v，进而得出重力加速度大小g。实验数据如下表∶ 次数 1 2 3 4 5 /cm 0.85 0.86 0.82 0.83 0.85 v/（m·s-1） 4.25 4.10 4.15 4.25 H/m 0.9181 0.9423 0.8530 0.8860 0.9231 （1）测量该小球直径时，游标卡尺示数如图（b）所示，小球直径为 mm。。 （2）在第2次实验中，小球下落H =0.9423m时的速度大小v= m/s（保留3位有效数字）；第3次实验测得的当地重力加速度大小g= m/s2（保留3位有效数字）。 （3）可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有 。 A．适当减小相机的曝光时间 B．让小球在真空管中自由下落； C．用质量相等的实心铝球代替实心钢球 考点02 相互作用 6．（2024·湖北·高考）如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　） A． B． C．2f D．3f 考点03 牛顿运动定律 7．（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． 8．（2025·湖北·高考真题）如图所示，一足够长的平直木板放置在水平地面上，木板上有3n（n是大于1的正整数）个质量均为m的相同小滑块，从左向右依次编号为1、2、…、3n，木板的质量为nm。相邻滑块间的距离均为L，木板与地面之间的动摩擦因数为，滑块与木板间的动摩擦因数为。初始时木板和所有滑块均处于静止状态。现给第1个滑块一个水平向右的初速度，大小为（为足够大常数，g为重力加速度大小）。滑块间的每次碰撞时间极短，碰后滑块均会粘在一起继续运动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求第1个滑块与第2个滑块碰撞前瞬间，第1个滑块的速度大小 (2)记木板滑动前第j个滑块开始滑动时的速度为，第个滑块开始滑动时的速度为。用已知量和表示。 (3)若木板开始滑动后，滑块间恰好不再相碰，求的值。（参考公式：） 9．（2024·湖北·高考）如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小。 （1）求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小； （2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能； （3）若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。 10．（2023·湖北·高考）如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（    ）    A．弹簧的劲度系数为 B．小球在P点下方处的加速度大小为 C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大 D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同 11．（2022·湖北·高考）2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（   ） A．组合体中的货物处于超重状态 B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C．组合体的角速度大小比地球静止卫星的大 D．组合体的加速度大小比地球静止卫星的小 1．如图所示为某位跳水运动员在3米板的跳水过程中重心的位移—时间图像。取该运动员离开跳板的时刻为零时刻，位置坐标为零，其中OPQ为抛物线，R为运动员的最低点，取竖直向下为正方向，忽略入水时间，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．运动员在过程中做自由落体运动 B．运动员在过程中加速度增大 C．运动员在时刻刚好接触到水面 D．运动员在过程中机械能减小 2．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）某场足球比赛中，一球员不小心踢歪了球，足球往边界滚去。足球距离边界35m时，速度，加速度，若将足球的运动看做匀减速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．足球到达不了边界 B．经过6s，足球越过了边界 C．经过7s，足球恰好到达边界 D．经过8s，足球距离边界3m 3．（24-25高三·湖北·5月模拟）甲、乙两车在公路上行驶的v−t图像如图所示。已知t=2s时两车相遇，乙车图像轨迹由多段四分之一圆弧构成，则（　　） A．在t=4s时，甲、乙两车再次相遇 B．甲车0~4s做匀变速运动，乙车0~2s做加速运动，2~4s做减速运动 C．8s内甲、乙两车的平均速度相同 D．两车相距的最大距离为（4−π）m 4．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）一无人机在空中悬停，某时刻从机身底部无初速度释放一金属小球，小球落地前内下落的距离是无人机底部距地面高度的。若不计空气阻力，重力加速度，则小球着地时速度大小为（　　） A． B． C． D． 5．（25届·湖北部分学校联考·三模）有一劲度系数为k、原长为l的轻质弹性绳（弹性绳的形变满足胡克定律）两端固定在天花板上，如图甲所示，此时弹性绳处于原长。现分别将质量为m₁和m₂的重物系在弹性绳中点O处（系m₂前取下m₁），并最终保持平衡，如图乙所示，两次悬挂弹性绳与水平面夹角分别为60°和30°，弹性绳始终处在弹性限度内。则等于（　　） A． B．3 C． D． 6．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）某品牌双肩书包在人体工学设计和舒适度提升方面进行了特别研究。如图所示为学生背上书包时的侧视图，书包与背部接触面竖直，两条长度相同的背带（图中仅展示了一条）分别跨过左、右肩部并连接到书包，确保两条背带的上（下）端连接点P与P`（Q与Q`）等高，左、右肩部的背带平面平行且与背部平面垂直。在忽略背部与书包、肩部与背带之间的摩擦力，以及不考虑背带质量的情况下，若背上书包后，仅对两条背带增加相同长度，则（　　） A．背部对书包的作用力大小变大 B．背部对书包的作用力大小先变大后变小 C．背带对肩部的作用力大小变小 D．背带对肩部的作用力大小先变小后变大 7．（2025·湖北武汉二中·5月模考）两个质量分布均匀的圆柱体A、B静置在顶角为60°的“V型”槽中，圆柱体A的截面半径小于B的截面半径，截面图如图所示，不计一切摩擦，下列分析正确的是（　　） A．若以槽底端所在的边为轴顺时针缓慢转60°的过程中，圆柱体A对槽壁的压力变大 B．若以槽底端所在的边为轴顺时针缓慢转60°的过程中，圆柱体A对B的压力变大 C．若“V型”槽不转动，将A换成质量不变但半径更小的圆柱体，则圆柱体A对槽壁的压力变大 D．若“V型”槽不转动，将A换成质量不变但半径更小的圆柱体，则圆柱体A对B的压力变小 8．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，一质量为M、倾角为的斜劈静止在粗糙的水平地面上，斜劈由粗糙程度不同的两种材料拼接而成，AB段的动摩擦因数为，BC段的动摩擦因数为。质量为m的滑块以一定的初速度从斜劈上滑下，已知滑块从A滑到C的过程中，斜劈M始终静止。下列说法正确的是（　　） A．滑块从A运动到B的过程，斜劈和滑块组成的系统处于失重状态 B．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 C．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的支持力小于 D．滑块从B运动到C的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 9．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图（a）所示，在光滑水平面上放置一质量物体A，一轻绳绕过定滑轮，一端系在物体A上，另一端系住质量的物体B，物体B刚好与竖直面接触，且与竖直面间的动摩擦因数为。初始时两物体都静止，绳被拉直，然后释放A，同时对物体B施加水平向左的力，力大小随时间变化的规律如图（b）所示。已知物体A距滑轮足够远，台面足够高，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦，重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．物体A、B先一起做加速度减小的加速运动，后一起匀速运动 B．物体B加速运动过程中，力的冲量大小为 C．物体B与竖直面的摩擦力最大值为20N D．物体B运动的总时间为 10．（2025·湖北黄石二中·高三下适应性（二））将一个小球从地面竖直上抛，过程中小球受到的阻力与速率成正比，设向上为正方向，小球的速度、位移、动能和机械能分别为、、和，以地面为零势能面，则下列描述小球运动过程的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）如图所示，三个质量均为的箱子、、静止于粗糙水平地面上，、并排放置无挤压，叠放于上，与地面之间的动摩擦因数为0.3，与地面之间的动摩擦因数为0.2，与之间的动摩擦因数为0.4，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用水平力去推时，下列说法正确的是（　　） A．若，、之间的弹力大小为 B．若，地面与之间的摩擦力大小为0 C．若，、之间的摩擦力大小为 D．若，相对于滑动 12．（2025·湖北黄冈中学·二模）某新型真空管道磁悬浮列车在测试阶段进行直线调试实验，管道内置高精度位移传感器记录位置x与时间t的关系如图所示（其中段为直线），则列车行驶速度v、加速度a与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 13．（2025·湖北·高三下新高考信息卷四）如图所示，质量M=1kg的物块P由长度L=1m的细线悬挂于O点，细线与竖直方向的夹角，在O点正下方有静止的形状与物块P一致且质量m=1kg的物块Q，现使P无初速度释放，二者之间的碰撞为弹性碰撞，且碰撞时间极短。取重力加速度大小，，物块Q与水平地面间的动摩擦因数，两物体都可看成质点，下列说法正确的是（　　） A．P与Q碰撞前瞬间的速度大小为2m/s B．碰撞后Q的速度大小为2m/s C．碰撞后Q在水平面上的最远位移为1m D．若令P和Q都带等量正电荷，且在空间中施加竖直向下的匀强电场，碰撞前后二者未发生电荷转移，忽略二者之间的静电力，则Q的最远位移大小变小 14．（2025·湖北鄂东南联盟·模拟联考）如图所示，一轻质竖直挡板AB固定在光滑斜面顶端，一根长2m的轻绳一端系在挡板AB上另一端系一重50N的小球，已知轻绳与竖直方向的夹角为，斜面倾角为，整个装置处于静止状态，重力加速度，（，）下列说法正确的是（　　） A．轻绳对小球拉力的大小为 B．斜面对小球支持力的大小为 C．若斜面向右做加速度大小为的匀加速直线运动，则绳的拉力为0 D．若斜面以AB所在的竖直边为轴做角速度为的匀速圆周运动，则球对斜面的压力为0 15．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））如图所示，斜面上的n个完全相同的小物块由轻质细绳串联在一起排在一条直线上，当用平行斜面向上的力拉着1号物块使整体以大小为的加速度向上加速运动时（g为重力加速度），测得图中A、B两物块间细绳的拉力大小为F，而当用平行斜面向下的力拉着n号物块使整体以大小为g的加速度向下加速运动时，测得图中A、B两物块间细绳的拉力大小仍为F。已知斜面倾角θ=37°，小物块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则物块的个数n可能为（　　） A．5 B．6 C．7 D．8 16．（2025·湖北襄阳五中·适应考）乘坐“空中缆车”既能饱览大自然的美景又轻松惬意。如图所示，某一缆车沿坡度为的山坡匀速上行，缆车中有一质量的货物放在水平地板上且与车厢壁恰好接触而无挤压，货物与地板之间动摩擦因数，货物与地板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某时刻缆车开始沿原方向做加速运动，在这一过程中，加速度大小从零开始缓慢增大，并且整个加速阶段缆车始终保持竖直状态，重力加速度，，，则在缆车斜向上加速运动的过程中（　　） A．货物受到4个力 B．车厢受到的摩擦力方向水平向左 C．当时，车厢地板对货物的摩擦力大小为80N D．当时，车厢地板对货物的作用力大小为 17．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）某工厂检测铜线框是否闭合的装置如图所示，足够长的绝缘传送带水平放置，在传送带上的OACD矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，矩形区域的宽度为d。现让传送带以大小为的速度沿顺时针匀速转动，将质量为m、边长也为d的正方形线框从PQ左侧无初速度释放，线框与传送带共速后，从OA边进入磁场，发现线框以的速度匀速离开磁场。已知线框的阻值为R，线框与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．PQ与OA之间的最短距离 B．匀强磁场的磁感应强度大小为 C．线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热 D．线框从刚开始进入磁场到再次与传送带共速所需的时间 18．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）如图所示，一倾角θ的光滑斜面固定于水平面上，斜面底端固定一挡板，原长为l0的轻弹簧沿斜面放置，一端固定于斜面底端的挡板上，另一端连接一质量为m1的物块A，将质量为m２的物块B放在物块A上，沿斜面向下压物块B，使A离挡板沿斜面距离为l，此时弹簧的弹性势能为EP,将物块A和B由静止释放，所有物体沿斜面方向运动。重力加速度为g，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）  A．若A、B物块恰能分离，则 B．若A、B物块恰能分离，则 C．若A、B物块能分离，则B沿斜面向上运动的最大位移为 D．若A、B物块能分离，则B沿斜面向上运动的最大位移为 19．（2025·湖北黄石二中·高三下适应性（二））如下左图所示，劲度系数为k 的轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，下落的最低位置为C点。以A点为坐标原点O。沿竖直向下建立x轴，定性画出小球从A到C过程中加速度a与位移x的关系，如下右图所示，重力加速度为g。对于小球、弹簧和地球组成的系统，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点时的速度最大 B．小球从B到C的运动为简谐运动的一部分，振幅为 C．小球从B到C，系统的动能与弹性势能之和增大 D．图中阴影部分1和2的面积关系为： 20．（24-25高三·湖北·5月模拟）如图甲所示，质量为的长木板B放在水平面上，质量为的物块A放在木板上，开始物块与木板均处于静止状态。现用水平外力F作用在物块上，当F从0开始逐渐增大时，物块与木板运动的加速度a随F变化的图像如图乙中实线所示，图中上段倾斜直线的延长线与横轴交于。已知物块始终没有离开木板，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．木板与水平面间的动摩擦因数为0.1 B．小物块与木板间的动摩擦因数为0.3 C．图乙中 D．图乙中 21．（24-25高三·湖北武汉·四月调研）如图所示，一位滑雪者，人与装备的总质量为，以的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为，滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）为总重力的0.1倍，已知重力加速度大小，求 (1)滑雪者滑下的加速度大小； (2)滑雪者沿山坡滑行的位移大小。 22．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）如图所示，一质量为m=0.2kg的物块静置于矩形的木箱内，物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3，一劲度系数为20N/m的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时，木箱处于静止状态，弹簧长度为L=5cm并与木箱底面平行，弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度a，使物块恰好能相对木箱底面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求 (1)若且方向竖直向下，则弹簧的原长为多少； (2)若加速度是水平方向，且初始时弹簧的伸长量为2cm，则加速度a有多大？ 23．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））内部长度为l、质量为m的“]”形木板扣在水平面上，木板与地面之间的动摩擦因数为，木板右侧有一可视为质点的带电物块，质量为m，电荷量为，物块表面绝缘且光滑，整个空间有水平向右的匀强电场，木板不影响电场的分布，木板恰好能处于静止状态，给木板一个水平向右的初速度，重力加速度大小为g，最大静摩擦力可视为滑动摩擦力。 (1)求匀强电场的场强大小E。 (2)欲使木板与物块的第一次碰撞发生在木板左端，给木板水平向右的速度v0需要满足什么条件？ (3)给木板一水平向右大小为的初速度，求两者在木板右侧碰撞前木板与地面摩擦生热的热量Q。 24．（25届·湖北部分学校联考·三模）如图所示，长木板C固定在水平地面上，物块A、B以相同大小的初速度v=4m/s同时从C的左右两端开始相向运动，物块A的质量为与C之间的动摩擦因数为物块B的质量为与C之间的动摩擦因数为μ₂=0.4，A、B可视为质点，重力加速度大小求： (1)若A、B未相撞，长木板C的最小长度； (2)若A、B能相撞且相撞后结合为一个整体，碰撞时间极短，A、B没有从长木板C上掉下，A、B碰后运动位移的最大值是多少； (3)若长木板C未固定且地面光滑，C的质量为A、B没有发生碰撞，则A与C之间因摩擦产生的热量是多少。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 直线运动 相互作用 牛顿运动定律 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 直线运动 2021、2022、2023、2025 知识考查层面，注重多过程、多物体模型的嵌套整合。例如将传送带模型与板块模型结合，要求考生运用牛顿定律分析物体在摩擦力作用下的加速度变化，同时结合动能定理求解能量转化问题；或通过连接体问题考查整体法与隔离法的灵活切换，涉及弹簧弹力、斜面分力等复杂受力分析。此外，命题逐渐强化运动学图像与动力学规律的联动，如通过 v-t 图像斜率判断加速度变化，结合 F-t 图像分析外力与运动状态的关系，要求考生从图像中提取关键信息并建立物理方程。 能力要求上，突出数学工具的深度应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用三角函数处理斜面问题、几何关系分析圆周运动临界条件，甚至通过导数思想求解极值问题（如最短制动距离）。实验探究能力的考查力度加大，例如设计实验验证牛顿第二定律时，需结合传感器数据处理与误差分析，将控制变量法拓展至多变量关系的研究。部分试题还引入跨学科思维，如通过 “完美三角形” 等数学概念分析力的合成与分解，或利用数列求和思想解决多阶段运动问题，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 相互作用 2024 考点3 牛顿运动定律 2022、2023、2024、2025 考点01 直线运动 1．（2025·湖北·高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下： ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 ②将遮光片固定在重锤1上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M（M>m）。 ③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。 ④启动光电门，释放重锤1，用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。 ⑤根据上述数据求出重力加速度g。 ⑥多次改变光电门高度，重复步骤，求出g的平均值。 回答下列问题： (1)测量d时，游标卡尺的示数如图（b）所示，可知 cm。 (2)重锤1通过光电门时的速度大小为 （用遮光片d、t表示）。若不计摩擦，g与m、M、d、t、H的关系式为 。 (3)实验发现，当M和m之比接近于1时，g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑，导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时，跨过圆柱体的绳两端拉力差，其中是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持不变，其中，。足够小时，重锤运动的加速度大小可近似表示为。调整两重锤的质量，测得不同β时重锤的加速度大小a，结果如下表。根据表格数据，采用逐差法得到重力加速度大小 （保留三位有效数字）。 β 0.04 0.06 0.08 0.10 a/（m/s2） 0.084 0.281 0.477 0.673 【答案】(1)0.515 (2) (3)9.81 【详解】（1）根据游标卡尺的读数规律，该游标卡尺的读数为 （2）[1]根据光电门的测速原理，重锤1通过光电门时的速度大小为 [2]对重锤1与重锤2构成的系统进行分析，根据系统机械能守恒定律有其中 解得 （3）由于是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数，且有取表格从左至右四组数据分别为和对应的 利用表格中的数据，根据逐差法有带入数据可则重力加速度 2．（2023·湖北·高考）时刻，质点P从原点由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为。在时间内，下列说法正确的是（    ）    A．时，P回到原点 B．时，P的运动速度最小 C．时，P到原点的距离最远 D．时，P的运动速度与时相同 【答案】BD 【详解】ABC．质点在时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动再做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动，时间内加速度和速度反向，先做加速度增加的减速运动再做加速度减小的减速运动，时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，重复此过程的运动，即质点一直向前运动，AC错误，B正确； D． 图像的面积表示速度变化量，内速度的变化量为零，因此时刻的速度与时刻相同，D正确。 故选BD。 3．（2022·湖北·高考）我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s2，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（　　） A．6小时25分钟 B．6小时30分钟 C．6小时35分钟 D．6小时40分钟 【答案】B 【详解】108 km/h=30m/s，324 km/h=90m/s 由于中间4个站均匀分布，因此节省的时间相当于在任意相邻两站间节省的时间的5倍为总的节省时间，相邻两站间的距离 普通列车加速时间 加速过程的位移 根据对称性可知加速与减速位移相等，可得匀速运动的时间 同理高铁列车加速时间 加速过程的位移 根据对称性可知加速与减速位移相等，可得匀速运动的时间 相邻两站间节省的时间 因此总的节省时间 故选B。 4．（2021·湖北·高考）2019年，我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中，陈芋汐在跳台上倒立静止，然后下落，前5 m完成技术动作，随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动，重力加速度大小取10 m/s2，则她用于姿态调整的时间约为（　　） A．0.2 s B．0.4s C．1.0 s D．1.4s 【答案】B 【分析】本题考查自由落体运动。 【详解】陈芋汐下落的整个过程所用的时间为1.4s 下落前5 m的过程所用的时间为则陈芋汐用于姿态调整的时间约为 故选B。 5．（2021·湖北·高考）某同学假期在家里进行了重力加速度测量实验。如图（a） 所示，将一根米尺竖直固定，在米尺零刻度处由静止释放实心小钢球，小球下落途经某位置时，使用相机对其进行拍照，相机曝光时间为s。由于小球的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。根据照片中米尺刻度读出小球所在位置到释放点的距离H、小球在曝光时间内移动的距离。计算出小球通过该位置时的速度大小v，进而得出重力加速度大小g。实验数据如下表∶ 次数 1 2 3 4 5 /cm 0.85 0.86 0.82 0.83 0.85 v/（m·s-1） 4.25 4.10 4.15 4.25 H/m 0.9181 0.9423 0.8530 0.8860 0.9231 （1）测量该小球直径时，游标卡尺示数如图（b）所示，小球直径为 mm。。 （2）在第2次实验中，小球下落H =0.9423m时的速度大小v= m/s（保留3位有效数字）；第3次实验测得的当地重力加速度大小g= m/s2（保留3位有效数字）。 （3）可以减小本实验重力加速度大小测量误差的措施有 。 A．适当减小相机的曝光时间 B．让小球在真空管中自由下落； C．用质量相等的实心铝球代替实心钢球 【答案】 15.75 4.30 9.85 AB 【分析】本题考查重力加速度的测量，意在考查考生对实验原理的理解以及处理实验数据的能力。 【详解】（1）[1]由游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为 （2）[2][3]由题意可知，小球下落H =0.9423 m时的速度由运动学公式得 （3）[4]A．小球下落一定高度时的瞬时速度近似为曝光时间内的平均速度，曝光时间越短，曝光时间内的平均速度越接近瞬时速度，实验误差越小，故A正确； B．让小球在真空管中自由下落，可减小空气阻力的影响，可减小实验误差，故B正确； C．质量相等的实心铝球代替实心钢球时，铝球体积更大，阻力对铝球的影响较大，实验误差较大，故C错误。 考点02 相互作用 6．（2024·湖北·高考）如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　） A． B． C．2f D．3f 【答案】B 【详解】根据题意对S受力分析如图 正交分解可知所以有对P受力分析如图 则有解得 故选B。 考点03 牛顿运动定律 7．（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】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。 8．（2025·湖北·高考真题）如图所示，一足够长的平直木板放置在水平地面上，木板上有3n（n是大于1的正整数）个质量均为m的相同小滑块，从左向右依次编号为1、2、…、3n，木板的质量为nm。相邻滑块间的距离均为L，木板与地面之间的动摩擦因数为，滑块与木板间的动摩擦因数为。初始时木板和所有滑块均处于静止状态。现给第1个滑块一个水平向右的初速度，大小为（为足够大常数，g为重力加速度大小）。滑块间的每次碰撞时间极短，碰后滑块均会粘在一起继续运动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求第1个滑块与第2个滑块碰撞前瞬间，第1个滑块的速度大小 (2)记木板滑动前第j个滑块开始滑动时的速度为，第个滑块开始滑动时的速度为。用已知量和表示。 (3)若木板开始滑动后，滑块间恰好不再相碰，求的值。（参考公式：） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）滑块1运动时，对木板的摩擦力为地面对木板的摩擦力为所以此过程中木板保持不动；每个滑块之间距离为L，所以对滑块1根据动能定理有 解得 （2）滑块间碰撞时间极短，碰后滑块粘在一起运动，若长木板不动，第j个滑块开始运动时加速度为根据运动学公式，第j个滑块开始滑动到和第个滑块碰撞时，有第j个滑块和第j+1个滑块碰撞过程中动量守恒有联立可得 （3）当第k个木块开始滑动时，木板恰好要滑动，此时有解得（n为整数） 则第个（即）木块开始滑动时，木板开始滑动，要刚好不发生下一次碰撞，假设木板和剩下的木块不发生相对滑动，则则木板和剩下的木块不发生相对滑动。对前面个（即）木块，有木板开始滑动时，刚好不发生下一次碰撞，则对前面个木块和个木块共速，且相对位移恰好为，则 则又 则 则 j=1时，第一个滑块开始运动的速度，则 j=2时，根据动量守恒定律可得 可得第2个滑块开始运动的速度， 则由第二问可得，，则对第3个滑块到第个滑块有 …… 将从j=2到j=k+1相关方程累加求和可得 联立，可得 9．（2024·湖北·高考）如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小。 （1）求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小； （2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能； （3）若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意，小物块在传送带上，由牛顿第二定律有解得由运动学公式可得，小物块与传送带共速时运动的距离为可知，小物块运动到传送带右端前与传送带共速，即小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小等于传送带的速度大小。 （2）小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，小物块与小球组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律有其中，解得小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能为解得 （3）若小球运动到P点正上方，绳子恰好不松弛，设此时P点到O点的距离为，小球在P点正上方的速度为，在P点正上方，由牛顿第二定律有小球从点正下方到P点正上方过程中，由机械能守恒定律有联立解得 即P点到O点的最小距离为。 10．（2023·湖北·高考）如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（    ）    A．弹簧的劲度系数为 B．小球在P点下方处的加速度大小为 C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大 D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同 【答案】AD 【详解】A．小球在P点受力平衡，则有，， 联立解得A正确； C．在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为，则此时弹簧的弹力为小球受到的摩擦力为化简得 在MP之间增大在PN减变小，即摩擦力先变大后变小，C错误； D．根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等；D正确； B．小球运动到P点下方时，此时摩擦力大小为由牛顿第二定律联立解得B错误。 故选AD。 11．（2022·湖北·高考）2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（   ） A．组合体中的货物处于超重状态 B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C．组合体的角速度大小比地球静止卫星的大 D．组合体的加速度大小比地球静止卫星的小 【答案】C 【详解】A．组合体在天上只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于失重状态，A错误； B．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度，则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B错误； C．已知静止卫星的周期为24h，则根据角速度和周期的关系有由于T同 > T组合体，则组合体的角速度大小比地球静止卫星的大，C正确； D．由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有 整理有由于T同 > T组合体，则r同 > r组合体，且静止卫星和组合体在天上有则有a同 < a组合体D错误。 故选C。 1．如图所示为某位跳水运动员在3米板的跳水过程中重心的位移—时间图像。取该运动员离开跳板的时刻为零时刻，位置坐标为零，其中OPQ为抛物线，R为运动员的最低点，取竖直向下为正方向，忽略入水时间，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．运动员在过程中做自由落体运动 B．运动员在过程中加速度增大 C．运动员在时刻刚好接触到水面 D．运动员在过程中机械能减小 【答案】D 【详解】AB．由图像可知，运动员在过程中做竖直上抛运动，加速度恒定，故AB错误； C．运动员在时刻刚好接触到水面，故C错误； D．运动员在过程中，需要克服水的阻力做功，故机械能减小，故D正确。 故选D。 2．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）某场足球比赛中，一球员不小心踢歪了球，足球往边界滚去。足球距离边界35m时，速度，加速度，若将足球的运动看做匀减速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．足球到达不了边界 B．经过6s，足球越过了边界 C．经过7s，足球恰好到达边界 D．经过8s，足球距离边界3m 【答案】B 【详解】足球停止所需时间为s 位移为m 36m-35m=1m 可见经过6s，足球越过了边界，且经过8s，足球距离边界1m。 故选B。 3．（24-25高三·湖北·5月模拟）甲、乙两车在公路上行驶的v−t图像如图所示。已知t=2s时两车相遇，乙车图像轨迹由多段四分之一圆弧构成，则（　　） A．在t=4s时，甲、乙两车再次相遇 B．甲车0~4s做匀变速运动，乙车0~2s做加速运动，2~4s做减速运动 C．8s内甲、乙两车的平均速度相同 D．两车相距的最大距离为（4−π）m 【答案】C 【详解】A．根据v−t图像的面积表示位移可知，在2s−4s内乙车图像围成的面积大于甲车图像围成的面积；由题知，在t=2s时两车相遇，所以在t=4s时乙车的位移大于甲车的位移，故甲、乙两车并不相遇，故A错误； B．根据v−t图像的斜率表示加速度，可知甲车的斜率不变，故在0−4s做匀变速运动，乙车斜率发生变化，在0−2s其斜率越来越大，即做加速度增大的加速运动，在2−4s其斜率越来越小，即做加速度减小的加速运动，故B错误； C．根据v−t图像的面积表示位移可知，0−8s内两车的位移相等，根据平均速度等于位移比时间，可知8s内两车平均速度相同，故C正确； D．由图知两车在t=2s时两车相遇，在t=4s时两车速度相等，此时两车相距的距离最大，同理可知0s，8s也是两车相距的距离最大。由题知，乙车图像轨迹由多段四分之一圆弧构成，则在2s−4s内乙车的位移为 甲车的位移为 则最大距离为，故D错误。 故选C。 4．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）一无人机在空中悬停，某时刻从机身底部无初速度释放一金属小球，小球落地前内下落的距离是无人机底部距地面高度的。若不计空气阻力，重力加速度，则小球着地时速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设小球的下落时间为，根据自由落体运动规律可得， 联立解得 小球的着地速度 故选A。 5．（25届·湖北部分学校联考·三模）有一劲度系数为k、原长为l的轻质弹性绳（弹性绳的形变满足胡克定律）两端固定在天花板上，如图甲所示，此时弹性绳处于原长。现分别将质量为m₁和m₂的重物系在弹性绳中点O处（系m₂前取下m₁），并最终保持平衡，如图乙所示，两次悬挂弹性绳与水平面夹角分别为60°和30°，弹性绳始终处在弹性限度内。则等于（　　） A． B．3 C． D． 【答案】D 【详解】设弹性绳一侧与水平方向夹角为θ，根据几何关系，可得一侧弹性绳伸长量为 则弹性绳弹力为 对结点O受力分析，根据平衡条件，可知竖直方向上满足 分别将θ=60°和30°代入解得 故选D。 6．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）某品牌双肩书包在人体工学设计和舒适度提升方面进行了特别研究。如图所示为学生背上书包时的侧视图，书包与背部接触面竖直，两条长度相同的背带（图中仅展示了一条）分别跨过左、右肩部并连接到书包，确保两条背带的上（下）端连接点P与P`（Q与Q`）等高，左、右肩部的背带平面平行且与背部平面垂直。在忽略背部与书包、肩部与背带之间的摩擦力，以及不考虑背带质量的情况下，若背上书包后，仅对两条背带增加相同长度，则（　　） A．背部对书包的作用力大小变大 B．背部对书包的作用力大小先变大后变小 C．背带对肩部的作用力大小变小 D．背带对肩部的作用力大小先变小后变大 【答案】C 【详解】设两条背带对肩部的作用力大小合为F1，两条背带对书包的作用力大小为F2，背部对书包的作用力大小为F3。不考虑背带与肩部的摩擦力，则背带上各处张力相等且F1与F2大小相等、方向相反。分析书包受力如图，若仅对两条背带增加相同长度，F2与竖直方向的夹角变小，F2与F3的大小均变小。 故选C。 7．（2025·湖北武汉二中·5月模考）两个质量分布均匀的圆柱体A、B静置在顶角为60°的“V型”槽中，圆柱体A的截面半径小于B的截面半径，截面图如图所示，不计一切摩擦，下列分析正确的是（　　） A．若以槽底端所在的边为轴顺时针缓慢转60°的过程中，圆柱体A对槽壁的压力变大 B．若以槽底端所在的边为轴顺时针缓慢转60°的过程中，圆柱体A对B的压力变大 C．若“V型”槽不转动，将A换成质量不变但半径更小的圆柱体，则圆柱体A对槽壁的压力变大 D．若“V型”槽不转动，将A换成质量不变但半径更小的圆柱体，则圆柱体A对B的压力变小 【答案】C 【详解】AB．对A受力分析，A受重力、右侧挡板的支持力和B的支持力，如图所示 作出三力的外接圆，若以槽底端所在的边为轴顺时针缓慢转60°的过程中，圆柱体A对槽壁的压力先变大后变小，圆柱体B对A的支持力变小，根据牛顿第三定律可得，圆柱体A对B的压力变小，故AB错误； CD．若“V型”槽不转动，将A换成质量不变但半径更小的圆柱体，小圆柱体受力分析如图所示 由图可知，槽壁对圆柱体A的支持力和B对A的支持力均变大，根据牛顿第三定律可知，A对槽壁的压力和对B的压力均变大，故C正确，D错误。 故选C。 8．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，一质量为M、倾角为的斜劈静止在粗糙的水平地面上，斜劈由粗糙程度不同的两种材料拼接而成，AB段的动摩擦因数为，BC段的动摩擦因数为。质量为m的滑块以一定的初速度从斜劈上滑下，已知滑块从A滑到C的过程中，斜劈M始终静止。下列说法正确的是（　　） A．滑块从A运动到B的过程，斜劈和滑块组成的系统处于失重状态 B．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 C．滑块从A运动到B的过程，斜劈受到地面的支持力小于 D．滑块从B运动到C的过程，斜劈受到地面的摩擦力水平向左 【答案】B 【详解】A．滑块从A到B受力分析有，沿斜面向上，可知滑块和斜劈处于超重状态，故A错误； Ｂ．对整体分析水平方向有，可知水平向左，故B正确； Ｃ．竖直方向上有，可知，故C错误； Ｄ．滑块从B运动到C过程中，因，可知，地面给斜劈的摩擦力为零，故D错误。 故选B。 9．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图（a）所示，在光滑水平面上放置一质量物体A，一轻绳绕过定滑轮，一端系在物体A上，另一端系住质量的物体B，物体B刚好与竖直面接触，且与竖直面间的动摩擦因数为。初始时两物体都静止，绳被拉直，然后释放A，同时对物体B施加水平向左的力，力大小随时间变化的规律如图（b）所示。已知物体A距滑轮足够远，台面足够高，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦，重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．物体A、B先一起做加速度减小的加速运动，后一起匀速运动 B．物体B加速运动过程中，力的冲量大小为 C．物体B与竖直面的摩擦力最大值为20N D．物体B运动的总时间为 【答案】D 【详解】A．物块A、B先一起做加速度减小的加速运动，后物块A做匀速运动，物块B做减速运动，A错误； CD．图乙，以A、B系统为研究对象 得 画出图像如图所示 即，物块A的速度最大且为三角形面积 之后由于，B开始减速，绳子松弛，A匀速，5s以后，对B根据牛顿第二定律 得 得图像如图所示。物体B的速度为零，则图像总面积为零，即两三角形面积大小相等，得 解得 所以物块B运动的总时间为，则物体B与竖直面的摩擦力最大值为，C错误，D正确； B．物块B加速运动过程中，力的冲量大小对应图b中的面积，为B错误。 故选D。 10．（2025·湖北黄石二中·高三下适应性（二））将一个小球从地面竖直上抛，过程中小球受到的阻力与速率成正比，设向上为正方向，小球的速度、位移、动能和机械能分别为、、和，以地面为零势能面，则下列描述小球运动过程的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．小球在上升过程中，由牛顿第二定律得,逐渐减小，则减小，下降过程中有,越来越大，故加速度继续减小，图像趋势正确，但速度为零时，斜率不为零，且加速度为，图像应为平滑曲线，故A错误； B．图斜率为 在上升过程中斜率变大，下降过程中斜率变小，故B错误； C．图像斜率为合外力，向上运动过程 变小，向下运动过程中 继续变小，故C正确； D．向上运动过程比向下过程中任意一个位置，阻力要更大，故向上过程中阻力做功更多一点，机械能损失要更多一点，故D错误。 故选C。 11．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）如图所示，三个质量均为的箱子、、静止于粗糙水平地面上，、并排放置无挤压，叠放于上，与地面之间的动摩擦因数为0.3，与地面之间的动摩擦因数为0.2，与之间的动摩擦因数为0.4，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用水平力去推时，下列说法正确的是（　　） A．若，、之间的弹力大小为 B．若，地面与之间的摩擦力大小为0 C．若，、之间的摩擦力大小为 D．若，相对于滑动 【答案】C 【详解】A．由题可知，地面对A的最大静摩擦力为当时，静止，、之间没有挤压，彼此间弹力为零，故A错误； B．地面对B的最大静摩擦力当 即时，、、均静止，、之间有弹力，地面对有静摩擦力，、之间无摩擦力， 当时，，故B错误； CD．当时，、、对地滑动，向右做匀加速直线运动，、之间有摩擦力，当、之间的摩擦力恰好为最大静摩擦力时，对则有 对、、整体有 可得 因此当 即时，、、相对静止一起向右做匀加速直线运动，； 当时，对、、整体则有 解得 对则有，故C正确，D错误。 故选C。 12．（2025·湖北黄冈中学·二模）某新型真空管道磁悬浮列车在测试阶段进行直线调试实验，管道内置高精度位移传感器记录位置x与时间t的关系如图所示（其中段为直线），则列车行驶速度v、加速度a与时间t的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】AB．根据图像切线的斜率表示速度可知，时间内，图像斜率为正值且越来越大，说明列车沿正方向做加速直线运动；时间内图像为直线，则斜率为正值且保持不变，说明列车沿正方向做匀速直线运动；时间内，斜率为正值但越来越小，说明列车沿正方向做减速直线运动，故A正确，B错误； CD．由上述分析可知，时间内，列车沿正方向做加速直线运动，则加速度方向与速度方向相同，即加速度为正方向；时间内，列车沿正方向做匀速直线运动，加速度为零；时间内，列车沿正方向做减速直线运动，加速度方向与速度方向相反，即为负方向。故C正确，D错误。 故选AC。 13．（2025·湖北·高三下新高考信息卷四）如图所示，质量M=1kg的物块P由长度L=1m的细线悬挂于O点，细线与竖直方向的夹角，在O点正下方有静止的形状与物块P一致且质量m=1kg的物块Q，现使P无初速度释放，二者之间的碰撞为弹性碰撞，且碰撞时间极短。取重力加速度大小，，物块Q与水平地面间的动摩擦因数，两物体都可看成质点，下列说法正确的是（　　） A．P与Q碰撞前瞬间的速度大小为2m/s B．碰撞后Q的速度大小为2m/s C．碰撞后Q在水平面上的最远位移为1m D．若令P和Q都带等量正电荷，且在空间中施加竖直向下的匀强电场，碰撞前后二者未发生电荷转移，忽略二者之间的静电力，则Q的最远位移大小变小 【答案】ABC 【详解】A．对，释放后根据动能定理有 解得 故A正确； B．物块与物块碰撞过程动量守恒有 碰撞为弹性碰撞，机械能守恒有 解得 故B正确； C．此后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有的位移大小为 故C正确； D．施加竖直向下的匀强电场后，可看作新的等效重力场，等效重力加速度为，释放后根据动能定理有 解得，，v1 = v2 联立解得 故最远位移不变，故D错误。 故选ABC。 14．（2025·湖北鄂东南联盟·模拟联考）如图所示，一轻质竖直挡板AB固定在光滑斜面顶端，一根长2m的轻绳一端系在挡板AB上另一端系一重50N的小球，已知轻绳与竖直方向的夹角为，斜面倾角为，整个装置处于静止状态，重力加速度，（，）下列说法正确的是（　　） A．轻绳对小球拉力的大小为 B．斜面对小球支持力的大小为 C．若斜面向右做加速度大小为的匀加速直线运动，则绳的拉力为0 D．若斜面以AB所在的竖直边为轴做角速度为的匀速圆周运动，则球对斜面的压力为0 【答案】BD 【详解】AB．对小球进行分析，如图所示 根据正弦定理有 解得， 故A错误，B正确； C．若斜面向右做匀加速直线运动时，绳的弹力恰好为0，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 可知，若斜面向右做加速度大小为的匀加速直线运动，则绳的拉力不为0，故C错误； D．若斜面以AB所在的竖直边为轴做匀速圆周运动时，绳的弹力恰好为0，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有解得假设成立，可知，若斜面以AB所在的竖直边为轴做角速度为的匀速圆周运动，则球对斜面的压力为0，故D正确。 故选BD。 15．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））如图所示，斜面上的n个完全相同的小物块由轻质细绳串联在一起排在一条直线上，当用平行斜面向上的力拉着1号物块使整体以大小为的加速度向上加速运动时（g为重力加速度），测得图中A、B两物块间细绳的拉力大小为F，而当用平行斜面向下的力拉着n号物块使整体以大小为g的加速度向下加速运动时，测得图中A、B两物块间细绳的拉力大小仍为F。已知斜面倾角θ=37°，小物块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则物块的个数n可能为（　　） A．5 B．6 C．7 D．8 【答案】BD 【详解】设1号到A总的物块数为n1，B到n号总的物块数为n2，加速向上运动时有 加速向下运动时有 联立代入数据解得 故物块的个数可能为6或8个。 故选BD。 16．（2025·湖北襄阳五中·适应考）乘坐“空中缆车”既能饱览大自然的美景又轻松惬意。如图所示，某一缆车沿坡度为的山坡匀速上行，缆车中有一质量的货物放在水平地板上且与车厢壁恰好接触而无挤压，货物与地板之间动摩擦因数，货物与地板之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某时刻缆车开始沿原方向做加速运动，在这一过程中，加速度大小从零开始缓慢增大，并且整个加速阶段缆车始终保持竖直状态，重力加速度，，，则在缆车斜向上加速运动的过程中（　　） A．货物受到4个力 B．车厢受到的摩擦力方向水平向左 C．当时，车厢地板对货物的摩擦力大小为80N D．当时，车厢地板对货物的作用力大小为 【答案】BD 【详解】A．货物与缆车沿山坡向上以加速度a运行时，以货物块为研究对象，根据牛顿第二定律有，， 解得 即摩擦力始终为静摩擦力，没有达到最大静摩擦力（即自锁），车厢壁给的弹力恒为0，故货物始终只受到3个力，故A错误； B．根据牛顿第三定律知车厢受到的摩擦力方向水平向左，故B正确； C．时，则 车厢对货物的摩擦力大小为60N，故C错误； D．时，有，，，， 车厢对货物的作用力为 故D正确。 故选BD。 17．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）某工厂检测铜线框是否闭合的装置如图所示，足够长的绝缘传送带水平放置，在传送带上的OACD矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，矩形区域的宽度为d。现让传送带以大小为的速度沿顺时针匀速转动，将质量为m、边长也为d的正方形线框从PQ左侧无初速度释放，线框与传送带共速后，从OA边进入磁场，发现线框以的速度匀速离开磁场。已知线框的阻值为R，线框与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A．PQ与OA之间的最短距离 B．匀强磁场的磁感应强度大小为 C．线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热 D．线框从刚开始进入磁场到再次与传送带共速所需的时间 【答案】ABD 【详解】A．若线框进入磁场之前恰与传送带达到共速，则PQ与AQ之间的距离最短，由动能定理有 解得，故A正确； B．线框恰好以的速度匀速穿出磁场，即 其中， 联立解得，故B正确； C．根据功能关系可得产生的焦耳热满足 由动能定理有 解得，故C错误； D．设从线框刚进入磁场到完全出磁场，运动时间为，由动量定理有 其中 设线框出磁场后，在摩擦力作用下重新达到共速所花的时间为，由动量定理可得 其中 联立解得，故D正确。 故选ABD。 18．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）如图所示，一倾角θ的光滑斜面固定于水平面上，斜面底端固定一挡板，原长为l0的轻弹簧沿斜面放置，一端固定于斜面底端的挡板上，另一端连接一质量为m1的物块A，将质量为m２的物块B放在物块A上，沿斜面向下压物块B，使A离挡板沿斜面距离为l，此时弹簧的弹性势能为EP,将物块A和B由静止释放，所有物体沿斜面方向运动。重力加速度为g，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）  A．若A、B物块恰能分离，则 B．若A、B物块恰能分离，则 C．若A、B物块能分离，则B沿斜面向上运动的最大位移为 D．若A、B物块能分离，则B沿斜面向上运动的最大位移为 【答案】AC 【详解】AB．因光滑斜面固定，若A、B物块恰能分离，则恰好弹簧回到原长两者速度减为零，由功能关系知：，选项A正确，B错误； CD．因光滑斜面固定，若A、B物块能分离，则弹簧回到原长两者速度相等且恰好在弹簧原长处A、B两物块加速度为gsinθ，之后A做加速度增大的减速运动，B做加速度大小为gsinθ的匀减速运动，所以A、B物块能分离在弹簧原长处分离，对A、B物块由动能定理得分离后B物块做匀减速至速度为零的位移为分离前A、B两物块一起沿斜面向上运动，此时B沿斜面向上运动的最大位移为 ，则选项C正确，D错误。 故选AC。 19．（2025·湖北黄石二中·高三下适应性（二））如下左图所示，劲度系数为k 的轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，下落的最低位置为C点。以A点为坐标原点O。沿竖直向下建立x轴，定性画出小球从A到C过程中加速度a与位移x的关系，如下右图所示，重力加速度为g。对于小球、弹簧和地球组成的系统，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点时的速度最大 B．小球从B到C的运动为简谐运动的一部分，振幅为 C．小球从B到C，系统的动能与弹性势能之和增大 D．图中阴影部分1和2的面积关系为： 【答案】CD 【详解】A．小球至B点时开始压缩弹簧，一开始弹力小于重力，则小球继续向下加速运动，所以小球在B点时的速度不是最大，故A错误； B．设平衡位置为O，弹簧在平衡位置的压缩量为，则有设平衡位置O下方有一D点，且B、D相对于O点对称，根据对称性可知，小球到达D点的速度等于B点的速度，且B、D两点的加速度大小相等，即D点的加速度大小为，则小球在最低点C点的加速度大于，方向向上。根据牛顿第二定律可得可得最低点C的压缩量满足则小球从B到C的运动为简谐运动的一部分，振幅为，故B错误； C．小球和弹簧、地球组成的系统机械能守恒，小球从B运动到C的过程中，小球的重力势能一直在减小，小球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在增大，故C正确； D．设小球在平衡位置的速度为，根据微元累积的思想可得则根据动能定理可得，由于，所以mS1<mS2，则S1<S2，即中阴影部分1的面积小于阴影部分2的面积，故D正确。 故选CD。 20．（24-25高三·湖北·5月模拟）如图甲所示，质量为的长木板B放在水平面上，质量为的物块A放在木板上，开始物块与木板均处于静止状态。现用水平外力F作用在物块上，当F从0开始逐渐增大时，物块与木板运动的加速度a随F变化的图像如图乙中实线所示，图中上段倾斜直线的延长线与横轴交于。已知物块始终没有离开木板，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．木板与水平面间的动摩擦因数为0.1 B．小物块与木板间的动摩擦因数为0.3 C．图乙中 D．图乙中 【答案】AD 【详解】A．由图乙知，当时，物块与木板开始运动，则有解得，故A正确； B．由图乙知，当外力时，物块与木板开始相对滑动，此时物块与木板的加速度大小均为 对木板，根据牛顿第二定律有解得，故B错误； CD．当外力时，物块与木板开始相对滑动，此时物块与木板的加速度大小均为对小物块，根据牛顿第二定律有解得，故C错误； D．当时，物块与木板相对滑动，对物块，根据牛顿第二定律有解得变形得解得，故D正确。 故选AD。 21．（24-25高三·湖北武汉·四月调研）如图所示，一位滑雪者，人与装备的总质量为，以的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为，滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）为总重力的0.1倍，已知重力加速度大小，求 (1)滑雪者滑下的加速度大小； (2)滑雪者沿山坡滑行的位移大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意阻力由牛顿第二定律得① 解得 （2）由运动学公式 解得 22．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）如图所示，一质量为m=0.2kg的物块静置于矩形的木箱内，物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3，一劲度系数为20N/m的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时，木箱处于静止状态，弹簧长度为L=5cm并与木箱底面平行，弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度a，使物块恰好能相对木箱底面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求 (1)若且方向竖直向下，则弹簧的原长为多少； (2)若加速度是水平方向，且初始时弹簧的伸长量为2cm，则加速度a有多大？ 【答案】(1)7.7cm或2.3cm (2)见解析 【详解】（1）对物块，竖直方向上 水平方向上 联立解得 所以弹簧原长为 或者 （2）对物块，竖直方向上 水平方向上，若摩擦力向右 联立解得 水平向右； 若摩擦力向左联立解得水平向左。 23．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））内部长度为l、质量为m的“]”形木板扣在水平面上，木板与地面之间的动摩擦因数为，木板右侧有一可视为质点的带电物块，质量为m，电荷量为，物块表面绝缘且光滑，整个空间有水平向右的匀强电场，木板不影响电场的分布，木板恰好能处于静止状态，给木板一个水平向右的初速度，重力加速度大小为g，最大静摩擦力可视为滑动摩擦力。 (1)求匀强电场的场强大小E。 (2)欲使木板与物块的第一次碰撞发生在木板左端，给木板水平向右的速度v0需要满足什么条件？ (3)给木板一水平向右大小为的初速度，求两者在木板右侧碰撞前木板与地面摩擦生热的热量Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对木板和物块整体分析可知 可得 （2）设木板的初速度为v0，设物块的加速度为a1，木板的加速度为a2，则由qE=ma1 ， 解得 设经过时间t1木板与物块左端发生第一次碰撞，则 且碰撞时满足 解得 （3）由（2）可知物块和木板恰好在左侧不碰撞，设经过时间t在右侧碰撞，则 解得 木板做匀变速运动，则 则摩擦产生的热量 24．（25届·湖北部分学校联考·三模）如图所示，长木板C固定在水平地面上，物块A、B以相同大小的初速度v=4m/s同时从C的左右两端开始相向运动，物块A的质量为与C之间的动摩擦因数为物块B的质量为与C之间的动摩擦因数为μ₂=0.4，A、B可视为质点，重力加速度大小求： (1)若A、B未相撞，长木板C的最小长度； (2)若A、B能相撞且相撞后结合为一个整体，碰撞时间极短，A、B没有从长木板C上掉下，A、B碰后运动位移的最大值是多少； (3)若长木板C未固定且地面光滑，C的质量为A、B没有发生碰撞，则A与C之间因摩擦产生的热量是多少。 【答案】(1)6m (2) (3) 【详解】（1）对A、B分析，根据牛顿第二定律分别有， 解得， 根据运动公式分别有， 解得， 则长木板C的最小长度为L=6m （2）只要A、B在停下来之前发生碰撞，由系统满足动量守恒得 解得 碰后对A、B整体，根据牛顿第二定律有 解得 由运动公式有 解得x 如果A、B在B停下来之后发生碰撞，则碰后速度更小，位移也更小，故碰后运动位移的最大值是 （3）若长木板C未固定，在B速度减为零之前，C静止不动。假设B速度减为零之后B、C相对静止，根据牛顿第二定律有 解得 因，故假设成立 B速度减为零的过程中，B与C之间因摩擦产生的热量，由能量守恒得 A、B没有发生碰撞，最终A、B和C系统共速，设为，由系统满足动量守恒有 解得 A、B和C系统总摩擦热量，由能量守恒得 设A与C之间因摩擦产生的热量，则有 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$