2026届高三物理二轮复习专项训练：力学专题 牛顿运动定律与图像结合问题

2026届高三物理二轮复习专项训练：力学专题�牛顿运动定律与图像结合问题 一、单选题 1．用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（    ） A． B． C． D．以上均不正确 2．加速度传感器是一些智能手机上配备的较为实用的软件，能显示物体运动过程中的加速度变化情况。现出于安全角度，需要分析某升降机在实际运行过程中的加速度，将手机放置于升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（　　）    A．手机在时刻速度为0 B．运行过程中手机有可能与升降机分离 C．手机在时间内，处于超重状态 D．在时间内，升降机受到手机的压力先减小再增大 3．质量为m的物块静止在动摩擦因数为µ的水平地面上，0~3s内所受水平拉力与时间的关系如图甲所示，0~2s内加速度图像如图乙所示。重力加速度g=10m/s2，由图可知（　　） A．m=1kg，µ=0.2 B．m=1kg，µ=0.1 C．m=2kg，µ=0.2 D．m=2kg，µ=0.1 4．11月7日，WTT世界乒联常规挑战赛在太原滨河体育中心体育馆正式开打。比赛中运动员高抛发球时，取竖直向上为正方向，将乒乓球距抛出点的高度用表示，在空中运动的时间用表示，设乒乓球受到的空气阻力大小恒定，则乒乓球从抛出到落回抛出点的过程中，以下关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 5．小芳同学上体育课时，从距离地面H高度处将的篮球从静止开始释放，篮球与地面撞击后弹起，篮球在此过程中的图像如图所示。不计篮球与地面撞击过程的时间间隔，篮球在下落阶段与上升阶段所受的空气阻力大小相等，已知重力加速度。则篮球（　　） A．下落的高度 B．在下落阶段和上升阶段运动的时间差为0.2s C．在下落阶段和上升阶段所受空气阻力与重力的大小之比为 D．撞击地面过程中损失的机械能为0.8J 6．某种海鸟可以像标枪一样一头扎入水中捕鱼，假设其在空中的俯冲看作自由落体运动，进入水中后可以看作匀减速直线运动，其图像如图所示，自由落体运动的时间为，整个过程的运动时间为，最大速度为，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A． B．整个过程中，鸟下落的高度为3m C．至时间内，鸟的加速度大小为 D．至时间内，鸟所受的阻力是重力的1.5倍 7．一个质量为 6kg 的物体在水平面上运动，图中的两条直线的其中一条为物体受水平拉力作用而另一条为不受拉力作用时的速度—时间图像，则物体所受摩擦力的大小的可能值为（　　） A．1N B．2N C．2.5N D．3N 8．如图甲所示，“复兴号”高速列车正沿直线由静止驶出火车站，水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示。后，列车以的速度做匀速直线运动，已知列车所受阻力大小恒定。则下列说法正确的是（　　） A．前，列车做匀减速直线运动 B．列车所受阻力的大小为 C．根据已知条件可求出列车的质量为 D．前，列车牵引力所做的功为 9．如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上。已知，。从开始，水平推力和拉力分别作用于A、B上，和随时间的变化规律如图乙所示。则（　　） A．时，A、B间的弹力为2N B．时，A、B分离 C．A、B分离时的速度为1.5m/s D．从开始到A、B分离时，A、B的位移为2m 10．A、B两物体同时受到同样的水平拉力后，分别在水平面上从静止开始做匀加速直线运动，后，同时撤去拉力，它们均做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示，重力加速度取。在A、B整个运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．A、B两物体质量之比为 B．A、B两物体受到摩擦力之比为 C．A、B两物体位移之比为 D．A、B两物体与水平面间动摩擦因数之比为 二、多选题 11．如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着A、B两个物块，系统处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物块A上，使A开始向上做匀加速运动，以系统静止时的位置为坐标原点，竖直向上为x正方向，得到F随x的变化图像如图乙所示.已知物块A的质量，重力加速度g取。则（    ）    A．弹簧的劲度系数为 B．物块A的加速度大小为 C．物块B的质量为 D．F作用瞬间，A、B之间的弹力大小为 12．如图（甲）所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图（乙）所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2。根据题目提供的信息，下列判断正确的是（　　） A．物体的质量m=2kg B．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.3 C．物体与水平面的最大静摩擦力fmax=6N D．在F为10N时，物体的加速度a=2.5m/s2 13．算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图（a）所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，现用手指将甲拨出，与静止的乙碰撞，碰撞前后两算珠的图像如图（b）所示，已知重力加速度g为10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．算珠甲与导杆的动摩擦因数为0.1 B．算珠乙与导杆的动摩擦因数为0.01 C．开始两算珠之间的距离为3.5×10-2m D．碰后算珠甲运动的距离为2.0×10-2m 14．一小物块向左冲上水平向右运动的木板，二者速度大小分别为，此后木板的速度v随时间t变化的图像如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板足够长。整个运动过程中（　　） A．物块的运动方向不变 B．物块的加速度方向不变 C．物块相对木板的运动方向不变 D．物块与木板的加速度大小相等 15．如图甲所示，水平轻弹簧左端固定，右端与水平地面上的小物块相连（未拴接），将弹簧压缩x后锁定，时解除锁定，释放小物块。计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的图线如图乙所示，其中段为曲线，bc段为直线，虚线是时图线的切线，图线上a点对应的速度值最大，此时弹簧的长度为l。已知小物块的质量为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法错误的是（　　） A．小物块与地面间的动摩擦因数为 B．小物块与地面间的动摩擦因数为 C．弹簧的劲度系数为 D．该弹簧的原长为 16．某同学将一个质量为m的篮球以初速度竖直向上抛出，上升过程中篮球的加速度大小a随速率v的变化关系如图所示，篮球上升到最高点后又落回到抛出点，落回到抛出点前已经开始做匀速运动。已知重力加速度为g，关于篮球从开始上抛到再次回到抛出点的运动过程，下列说法正确的是（　　） A．空气阻力的大小恒为2mg B．篮球回到抛出点时的速度大小为 C．整个过程中空气阻力对篮球做的功为 D．若上抛时的速度变为，则篮球落回到抛出点时的速度大小为 17．将一扫地机器人在材质均匀的水平地板上进行测试，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间变化如图甲，机器人的加速度a随时间变化如图乙。不计空气阻力，重力加速度大小取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．机器人与的质量为1.5kg B．3s时机器人的速度大小为8m/s C．在0~4s时间内，合外力的冲量大小为13.5N·s D．在0~4s时间内，合外力做的功为62.75J 18．如图甲所示，足够长的轨道固定在水平桌面上，一条跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端分别连接物块P和Q。改变物块P的质量，可以得到物块Q运动的加速度a和绳中拉力F的关系图像如图乙所示。关于此运动的分析，下列说法正确的是（　　）    A．绳中拉力大小等于物块P的重力大小 B．轨道不可能是水平的 C．物块Q的质量为0.5 kg D．物块Q受到轨道的摩擦力大小为1 N 三、解答题 19．如图（a），将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的v t图像如图（b）所示。已知B的质量为0.3kg，重力加速度大小g取10 m /s2。求： （1）物块A与桌面间的动摩擦因数； （2）物块A的质量。    20．为了探究物体与斜面间的动摩擦因数，某同学进行了如下实验：取一质量为m的物体，使其在沿斜面方向的推力F作用下向上运动，如图甲所示，通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示，通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示，若已知斜面的倾角a=37°，取重力加速度g=10m/s2。 （1）求物体与斜面之间的摩擦系数； （2）求撤去推力F后，物体还能上升的距离（斜面足够长）。    21．图甲为空中跳伞表演。跳伞运动员从悬停在高空中的飞机上跳下，一段时间后，再打开降落伞。图乙为一运动员离开距地面高度的飞机后，其速度v的二次方随下落高度h变化的图像。已知运动员和降落伞的总质量，取重力加速度大小，认为降落伞打开前运动员做自由落体运动，整个过程均在竖直方向运动。求： （1）运动员在空中运动的时间t； （2）运动员和降落伞受到的总阻力大小f。 22．将五只光滑油桶平整排列在货车车厢中，油桶间恰好相互接触但无压力。现将另一只桶放到上，如图甲所示，六只完全相同的桶质量均为。时刻起，汽车做直线运动的图像如图乙所示，重力加速度取。求： (1)内汽车的总位移； (2)时和时油桶与间的弹力大小。 23．质量为2 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在光滑水平地面上做直线运动，规定水平向右为正方向，力F与时间t的关系图像如图所示。求： (1)3 s时物块的位移大小； (2)0 ~ 4 s时间内F对物块所做的功。 24．如图1所示，细杆两端固定，质量为m的物块穿在细杆上。初始时刻。物块刚好能静止在细杆上。现以水平向左的力F作用在物块上，F随时间t的变化如图2所示。开始滑动瞬间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。细杆足够长，重力加速度为g，θ=30°。 求： (1)t=6s时F的大小，以及t在0~6s内F的冲量大小。 (2)t在0~6s内，摩擦力f随时间t变化的关系式，并作出相应的f−t图像。 (3)t=6s时，物块的速度大小。 25．某同学设计了如图1所示装置：一质量为0.5kg的水平长木板A置于水平桌面上，一质量为1.0kg的滑块B（可视为质点）置于木板A上某位置，轻绳一端跨过定滑轮与滑块B连接，另一端悬挂一重物，定滑轮和滑块B间轻绳水平，重物落地后立即与轻绳脱离连接。滑块B在虚线区域内（不含边界）会受到水平向右的恒力作用，虚线区域宽度为0.6m。时刻，滑块B位于虚线区域右侧，所有物体均静止。该同学在某次操作中，记录下滑块B和木板A运动的部分图像如图2所示，时刻，滑块B刚好进入虚线区域。整个运动过程中，滑块B始终不脱离木板A，木板A距定滑轮足够远，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度取。求： (1)木板A与滑块B间、木板A与桌面间的动摩擦因数； (2)本次操作中，所挂重物的质量； (3)讨论本次操作中，滑块B停止运动时到虚线区域右边界的距离与恒力大小之间的关系。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026届高三物理二轮复习专项训练：力学专题�牛顿运动定律与图像结合问题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B A A B B B C D B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 BD ABC AC CD BC CD AC BC 1．B 【详解】根据牛顿第二定律有 整理后有 则可知图像的斜率为m，纵截距为，则由题图可看出 ， 则 故选B。 2．B 【详解】A．根据题意，由图可知，之前加速度一直向上，时刻，则手机向上速度达到最大，故A错误； B．根据题意，由图可知，手机有段时间竖直向下的加速度等于重力加速度，所以手机有可能离开过升降机，故B正确； C．根据题意，由图可知，手机的加速度向下，手机处于失重状态，故C错误； D．根据题意，由图可知，手机加速度向上，由牛顿第二定律有 由于减小，则减小，手机加速度向下，由牛顿第二定律有 由于增大，则减小，即在时间内，升降机对手机的支持了一直减小，由牛顿第三定律可知，机对升降机的压力一直减小，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】0~1s内，根据牛顿第二定律可得 1~2s内，有 联立可得 ， 故选A。 4．A 【详解】上升阶段 得 乒乓球做匀减速直线运动，由 得 可知图像斜率 下降阶段 得 乒乓球做匀加速直线运动，由 可知图像斜率 上升阶段 图像斜率为 下降阶段 图像斜率为 故选A。 5．B 【详解】A．根据v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，得 A项错误； B．设篮球在下落过程中受到空气的阻力为，由牛顿第二定律有 由图可知 联立两式解得 所以篮球上升过程的加速度 又因为 解得 故篮球在上升阶段经历的时间为 篮球在下落和上升阶段的时间差 B项正确； C．篮球下落过程的加速度大小 设篮球下落过程中所受空气阻力为，由牛顿第二定律有 解得 C项错误； D．由篮球在此过程中的v-t图像可知篮球即将着地时的速度大小为4 m/s，反弹时的速度大小为3.6 m/s，可知篮球撞击地面过程中损失的机械能 D项错误。 故选B。 6．B 【详解】A．根据 可知 故A错误； B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知整个过程中，鸟下落的高度为 故B正确； CD．至时间内，鸟的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 可得 故CD错误。 故选B。 7．B 【详解】根据可知两图线对应的加速度大小分别为 ， 若水平拉力与运动方向相反，则有 ， 解得 ， 若水平拉力与运动方向相同，则有 ， 解得 ， 故选B。 8．C 【详解】A．由F—t图像可知在0～400s，列车的动力F在均匀减小，而由题可知列车所受的阻力大小恒定，因为列车在水平方向所受的合力 即列车在水平方向所受的合力逐渐减小，根据牛顿第二定律有 即列车做加速度逐渐减小的变加速运动，故A错误； B．当t=400s时，列车的速度为 288km/h=80m/s 此时列车做匀速直线运动，即此时的列车加速度为0，由图可知此时列车的动力 根据平衡条件可知列车所受阻力的大小为 故B错误； C．由于F—t图像与坐标轴围成的面积表示冲量。在0～400s内，梯形面积的物理意义是动力F的冲量IF，虚线围成的长方形的面积的物理意义是大小恒定的阻力f的动量If，则根据动量定理得 代入数据得 解得列车的质量为 故C正确； D．前，根据动能定理可得 可得 故D错误。 故选C。 9．D 【详解】A．根据题中图像，可以在内写出两个推力随时间变化的关系，， 对整体分析，由牛顿第二定律有 如果A与B共同加速运动，则有 在时， 对A有 解得，故A错误； BC．当A与B要分离时，接触面上弹力为0，即 此时A与B依然有相同的加速度 对A，有 此时解得 速度，故BC错误； D．到分离前，，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】AD．撤去拉力，两物体均做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，得 可知，减速运动加速度为 由图像，可知 所以A、B两物体与水平面间动摩擦因数之比为 同理从静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，得 可知，减速运动加速度为 由图像，可知 则 所以 故AD错误； B．A、B两物体受到摩擦力之比为 故B正确； C．图像中，图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以A、B两物体位移之比为 故C错误。 故选B。 11．BD 【详解】A．以A、B整体为研究对象，静止时弹簧压缩量为 分离之前 即 F随x的变化图像的斜率等于劲度系数 A错误； BC．时刻 分离时 联立解得 ， B正确、C错误； D．施加拉力F的瞬间，A、B之间的弹力为，有 解得 D正确。 故选BD。 12．ABC 【详解】A．根据牛顿第二定律可知 整理可得 结合图像可得 解得，故A正确； B．由图可知，与的关系式满足 结合上述分析可知 解得，故B正确； C．结合上述结论可得最大静摩擦力为，故C正确； D．将代入 解得，故D错误。 故选ABC。 13．AC 【详解】AB．由题图可得算珠甲的加速度大小为 碰撞后瞬间甲的速度小于乙的速度，因此算珠乙碰撞后的速度为0.2m/s，的加速度大小为 由牛顿第二定律 知两算珠与导杆的动摩擦因数均为 选项A正确,选项B错误 C．开始两算珠之间的距离为 选项C正确； D．碰后算珠甲运动的距离为 选项D错误。 故选AC。 14．CD 【详解】A．根据图像可知木板的速度方向没有发生改变，木板和物块达到共速，然后一起减速到０，所以物块的运动方向先向左再向右，故Ａ错误； B．物块在向左减速和向右加速阶段加速度方向水平向右，一起共同减速阶段加速度方向水平向左，方向改变，故B错误； C．物块在向左减速和向右加速阶段相对木板都向左运动，共同减速阶段无相对运动，即物块相对木板运动方向不变，故C正确； D．由图像可知在有相对运动阶段木板的加速度大小为 物块的加速度大小为 即木板和物块加速度大小相等，故D正确。 故选CD。 15．BC 【详解】AB．从图像段可知，小物块脱离弹簧后的加速度 由牛顿第二定律有 解得，故A正确，B错误； C．时，瞬时加速度 设弹簧的劲度系数为，由胡克定律，弹簧弹力 由牛顿第二定律得 解得，故C错误； D．在点，小物块的加速度为0，设弹簧的形变量（压缩量）为，有 则，故D正确。 本题选择错误的，故选BC。 16．CD 【详解】A．由图可知篮球的加速度与速度满足如下关系 对篮球受力分析有 解得 A错误； B．篮球返回到抛出点前已经匀速，由 解得 B错误； C．整个运动过程由动能定理有 解得 C正确； D．若抛出时的速度变为，返回到抛出点前仍能达到匀速，回到抛出点时的速度依然为，D正确。 故选CD。 17．AC 【详解】A．由图甲可知，水平牵引力F随时间变化关系为 由图乙可知t=1s时，机器人开始有加速度，则有 t=4s时，根据牛顿第二定律可得 联立解得，，故A正确； B．a−t图线与横轴围成的面积表示速度变化量，又因为初速度为0，故面积即表示末速度，所以3s时机器人速度大小为，故B错误； C．由a−t图线可知4s时机器人速度大小为 根据动量定理可知，在0~4s时间内，合外力的冲量大小为，故C正确； D．根据动能定理可知，在0~4s时间内，合外力做的功为，故D错误。 故选AC。 18．BC 【详解】A．物块P有向下的加速度，根据牛顿第二定律可知，绳对P的拉力大小小于物块P的重力大小，故A错误； B．从图像看出，当拉力等于零时，物块Q的加速度大小为，说明轨道不是水平的，故B正确； C．设物块Q的质量为，Q在运动方向上除了拉力F，设其他力合力大小为，根据牛顿第二定律得 变形得 图线的斜率 解得 故C正确； D．由图线与纵轴的交点可知 结合B项分析可知，此1 N并非物块Q受到的摩擦力，故D错误。 故选BC。 19．（1）；（2）0.8kg 【详解】（1）由v-t图可知，物块A在0~1s其加速度大小 a1==2m/s2 1~3s其加速度大小 a2==1m/s2 1~3s内，对A物块 所以 （2）0~1s内，对A物块 对B 解得 mA=0.8kg 20．（1）；（2）0.075m 【详解】（1）0~2s秒内，由F-t图可得 F1=21.5N 由牛顿第二定律可得 由v-t图像可得 2s后，由F-t图可得 F2=20N 由牛顿第二定律可得 解得 （2）撤去推力F后，由牛顿第二定律可得 解得 撤去外力后，物体的速度为1m/s，物体做匀减速直线运动到达最高点，则由速度位移公式得 x3==0.075m 21．（1）；（2） 【详解】本题考查牛顿第二定律，目的是考查学生的推理论证能力。 （1）由题图乙可知，刚打开降落伞时运动员已下落的高度 设降落伞刚打开时运动员的速度大小为，有 解得 由题图乙可知，运动员落地时的速度大小 设降落伞打开后运动员在空中运动的时间为，有 解得 又 解得 （2）降落伞打开后运动员在空中运动的加速度大小为a，有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 22．(1)75m (2)，120N 【详解】（1）根据题意，由图像的面积为这段时间的位移大小，则梯形面积 （2）当时，由图像可知货车做匀速直线运动，处于平衡状态，如图对进行受力分析 根据牛顿第三定律 且， 可得 （2）当时，由图像可知货车做匀减速直线运动，处于非平衡状态 由乙图可知，加速度大小 解得 根据题意，由整体思想可以推断，只有左边挡板对小球B有弹力，右边挡板对小球F没有弹力，此时减速运动的加速度由对的支持提供，将看成一个整体，则有 将式代入可得 23．(1)3 m (2)4 J 【详解】（1）由图可知，0 ~ 2 s时间内，物块受到向右的力F1 = 2 N，向右加速，根据牛顿第二定律有 2 s末物体受到向左的力F2 = 4 N，根据牛顿第二定律有 2 s时物块的速度大小为 0 ~ 2 s物块运动的位移大小 2 s后物块以加速度a2开始减速，减速到0所用的时间为 解得 即3 s时物块速度恰好减为零，2 ~ 3 s物块运动的位移大小 3 s时物块的位移大小为 （2）4 s时物块的速度 由动能定理，0 ~ 4 s时间内F对物块所做的功 24．(1)， (2)见解析 (3) 【详解】（1）由图2可知F随时间线性变化，根据数学知识可知 所以当t=6s时， 0~6s内F的冲量为F−t图围成的面积，即 （2）由于初始时刻。物块刚好能静止在细杆上，则有 即 在垂直杆方向，当时， 则0−4s，垂直杆方向 摩擦力 在4−6s内，垂直杆方向 摩擦力 相应的f−t图像如图 （3）在0~6s内沿杆方向根据动量定理有 在0~6s内摩擦力的冲量为f−t图围成的面积，则 联立有 可得 25．(1)， (2) (3) 【详解】（1）由图像可知，到时间段内，B的加速度大小 A的加速度大小 设A与B间的动摩擦因数为，A与桌面间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律，对B有 对A有 联立解得 ， （2）由图像可知，到时间段内，B的加速度大小，设重物质量为，对B和重物组成的系统，由牛顿第二定律有 解得 （3）时刻，A、B共速，B刚好进入虚线区域，且B受到水平向右的恒力作用，若A、B进入虚线区域后会发生相对滑动，由分析知 得 因此，进入虚线区域后，A、B会保持相对静止一起水平向左做匀减速直线运动，一起匀减速的加速度大小 接下来，分析三种情况： ①若A、B恰好一起滑出左边界，则 其中 解得 ②若A、B滑不出左边界，停下后A、B均能在虚线区域内静止，则 ③若A、B滑不出左边界，停下后A、B不能在虚线区域内静止，则将反向水平向右加速，若A、B向右加速过程中会发生相对滑动，由分析知 解得 因此，A、B会保持相对静止一起向右加速，综上可知： ①当时，A、B将一起滑出左边界，又由知，A、B之后将一起匀减速到零，由动能定理，则有 解得 ②当时，A、B将一起停在虚线区域中，由动能定理，则有 解得 ③当时，A、B将先一起向左匀减速，由动能定理，则有 然后一起向右先匀加速再匀减速，由动能定理，则有 联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $