北京市2026-2027学年高三上学期期中备考专题强化练习 牛顿运动定律与直线运动

**基本信息** 以牛顿运动定律为核心，通过情境化题型构建“受力分析-运动规律-实验验证”的逻辑体系，强化物理观念与科学思维的综合应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念理解|单选1、6|平衡态与非平衡态受力分析|从力的合成到牛顿第二定律的直接应用| |情境应用|单选2、5，多选7、12|v-t/a-t图像斜率分析、超重失重判断|运动学与动力学的关联，科学推理的情境迁移| |实验探究|实验14、15|阻力补偿法、M>>m误差控制|实验原理与数据处理的科学探究过程| |综合计算|解答16-18|整体法/隔离法、运动学公式联用|牛顿定律与直线运动规律的综合应用，体现科学论证|

北京市2027届高三上学期期中备考专题强化练习 牛顿运动定律与直线运动 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，一辆装满石块的货车在平直的道路上向右行驶，车厢中质量为m的石块B受到与它接触的石块对它的作用力为F，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．货车匀速运动时，F的方向水平向右 B．货车以加速度a匀加速运动时，F的方向水平向右 C．货车以加速度a匀加速运动时，F = D．货车以加速度a匀加速运动时，F= ma 2．一物块在竖直方向运动的v-t图像如图所示（取竖直向上为正方向），其中t3~t4时间内是倾斜直线，其它时间内都是曲线。下列说法正确的是（　　） A．在t2时刻，物体到达最高点 B．在t1~t2时间内，物体的平均速度大小为 C．在t2~t3时间内，物体的加速度逐渐增大 D．在t3~t4时间内，物体处于超重状态 3．如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是（　　） A．＋ B． C． D． 4．图甲中，某高中生做双手引体向上，用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况，结果如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．从传感器的示数可知该同学的体重约为 B．内，该同学经历了先失重、后超重的状态 C．内，该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作 D．该同学拉起身体过程中单杠的支持力对他做正功 5．某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度a随时间t的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．t1时刻手机已脱离手掌 B．t1~t2时间内，手机做匀加速直线运动 C．t3时刻手机的速度达到最大值 D．t1~t3时间内，手机处于失重状态 6．如图甲所示，一物块（可视为质点）从倾角的足够长的斜面上滑下，物块运动的图像如图乙所示，重力加速度取，下列说法正确的（　　） A．物块的加速度为 B．物块的初速度为零 C．物块与斜面间的动摩擦因数为 D．前2s内物块的平均速度为 二、多选题 7．某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作：打开加速度传感器应用程序，将手机屏幕向上平放在手掌上，手掌迅速向下运动。让手机脱离手掌自由下落一段距离，再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度随时间的变化图线，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时间内，手机做匀加速直线运动 B．时间内，手机处于失重状态 C．时刻，手机的速度达到最大值 D．时间内手掌对手机的冲量大于时间内手掌对手机的冲量 8．如图所示，某飞机的质量为m，在水平跑道上滑行时受到竖直向上的升力，空气阻力，式中的v为飞机的滑行速度，、均为常量。当飞机在跑道上匀加速滑行时，发动机的推力，摩擦力为正压力的倍（），重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）    A．飞机空载和满载时的起飞速度相同 B．跑道长度至少为 C．匀加速滑行过程中，发动机消耗功率恒定 D．跑道长度至少为 9．某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款车载加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定在车厢壁上，左端与一质量为0.1小滑车固定，小滑车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小滑车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为0.1。某次测量小车所在位置如图乙所示，此时弹簧的弹力大小为0.5N。下列分析计算正确的是（　　） A．此时车可能正在向右加速 B．此弹簧的劲度系数 C．该加速度测量仪的测量大小范围为0~15 D．该加速度测量仪可直接用于测量加速下落物体的加速度 10．如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平地面上，两物体的质量均为1 kg。从t = 0开始，推力FA和拉力FB分别作用于物体A、B上，FA和FB随时间t变化的规律分别为FA = （8 − 2t） N和FB = （2 + 2t） N。关于8 s内两物体的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．物体A运动的加速度逐渐减小 B．物体B运动的加速度先不变后变大 C．t = 1.5 s时，物体A与物体B刚好分离 D．t = 4.0 s时，物体A与物体B刚好分离 11．某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”，其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺，弹簧下端挂一个质量的重物，重物静止时弹簧的伸长量，指针指在点。已知图中，规定竖直向下为正方向，取重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．若指针指在之间某点时，被测物体处于失重状态 B．若指针指在之间某点时，被测物体可能在减速上升 C．点应标记的加速度值为 D．该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的 12．某同学将一支圆珠笔绑在一根细绳的下端，细绳的上端用胶布固定在地铁的竖直扶手上。地铁沿平直轨道运动，在某段时间内，细绳和笔相对车厢静止，该同学用手机拍摄的一张照片如图所示，照片的拍摄方向跟地铁前进方向垂直。由此判断该地铁在此段时间内，可能（　　） A．向左加速驶出地铁站 B．向左减速驶入地铁站 C．向右加速驶出地铁站 D．向右减速驶入地铁站 13．如图所示，水平面上有3个完全相同的物块A、B和C，它们在水平推力F的作用下沿水平面一起加速运动。设它们与水平面间的动摩擦因数均为μ，运动过程中物块A和B之间的作用力大小为F1、物块B和C之间的作用力大小为F2，下列说法正确的是（   ） A．若μ=0，则F1=2F2 B．若μ=0，则F1=3F2 C．若μ≠0，则F1=2F2 D．若μ≠0，则F1=3F2 三、实验题 14．如图1所示为“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。其中小车与车中砝码的总质量记为M，槽码的总质量记为m，重力加速度为g。 (1)除了图1中器材外，在下列器材中还必须使用的有__________： A．220V、50Hz的交流电源 B．低压直流电源 C．天平（或电子秤） D．刻度尺 (2)图2是某次实验打点计时器打出的一条纸带（部分）。若相邻计数点间的时间间隔均为0.10s，从图中给定的数据，可求出小车的加速度大小是__________（计算结果保留两位有效数字） (3)实验中认为“细线对小车的拉力F的大小等于相码所受的总重力的大小”。实际上，在实验前已经补偿了阻力的情况下，细线作用于小车的拉力F的大小为__________（用题中的M、m以及重力加速度g表示）。 (4)某同学在保持M一定，探究小车的加速度a与受力F的关系时，根据实验数据做出a-F图像，如图3所示（若实验前已经补偿了阻力）。该同学利用最初的几组数据拟合了一条直线。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、N。求__________（用题中的M、m表示）。 15．小宏用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力的关系，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。 (1)为完成实验，除图中已有的器材，还需要交流电源、天平（含配套砝码）和______。 (2)关于本实验，下列说法正确的是______（填选项前的字母） A．应适当调节滑轮高度，使线与桌面平行 B．如图甲，此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作 C．实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放 D．电火花计时器的工作电压应为交流 (3)小宏做实验时，得出的图像如图乙所示，可能的原因是_______。 (4)为了解决上面的问题，小宏选用图丙所示器材进行实验，设小车质量为，共6个槽码，每个槽码的质量均为，重力加速度取。实验步骤如下： ①安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑； ②保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度； ③逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤②； ④以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作图线。 按照上述步骤，小宏得到了一条直线，测得其斜率为，则______kg。 四、解答题 16．如图所示，一个质量的物体放在水平地面上。对物体施加一个的拉力，使物体做初速度为零的匀加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角，物体与水平地面间的动摩擦因数，，，取重力加速度。 (1)求物体运动的加速度大小； (2)求物体在2.0s末的速度大小； (3)求前2.0s地面对物体的作用力的冲量多大。 17．如图所示，小孩坐在水平的雪橇上，雪橇质量为，小孩质量为。大人用与水平方向成角斜向上的大小为的拉力拉雪橇，使小孩和雪橇从静止开始一起做加速度为的匀加速直线运动，重力加速度取，，，求： (1)雪橇对小孩的摩擦力大小； (2)雪地对雪橇的摩擦力大小； (3)若小孩与雪橇间的动摩擦因数（可认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力），加速度不能超过多大才能保证小孩和雪橇间无滑动。 18．如图所示，质量为的滑块（可视为质点）从光滑固定斜面顶端由静止滑下。已知斜面的倾角为、长度为，重力加速度为。求： （1）滑块滑到斜面底端所用的时间； （2）滑块滑到斜面底端时速度的大小； （3）滑块滑到斜面底端时重力的瞬时功率。    试卷第8页（共8页） 试卷第1页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 《2026年9月4日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B B D C BD BD BC BC 题号 11 12 13 答案 BCD AD AC 1．C 【详解】A．货车匀速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力与重力等大反向，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小等于重力mg，故A错误； BCD．货车以加速度a匀加速运动时，石块B所受的合力为ma，则与B接触的物体对它的作用力的合力大小为 F = 方向斜向右上方，故BD错误，C正确。 故选C。 2．C 【详解】A．在t2时刻，物体的速度最大，之后继续向上做减速运动，在t4时刻，物体的速度为零，达到最高点，故A错误； B．在t1~t2时间内，物体若做匀加速直线运动，如图中虚线所示，则物体的平均速度大小为，而由图可知物体在这段时间是做加速度逐渐减小的加速运动，如图中实线所示 由图可知，实线与时间轴所围成的面积大于虚线与时间轴所围成的面积，故物体的平均速度大小大于，故B错误； C．根据的斜率表示加速度，可知在t2~t3时间内，图像的切线斜率越来越大，故物体的加速度逐渐增大，故C正确； D．由图可知，在t3~t4时间内物体向上做减速运动，则加速度竖直向下，故物体处于失重状态，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．木块可能在传送带上先做匀加速直线运动，速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动。匀加速直线运动的加速度 a=μg 匀加速运动的时间 匀加速直线运动的位移 匀速运动的时间 则木块从左端运动到右端的时间 故A可能； BCD．木块在传送带上可能一直做匀加速直线运动，到达右端的速度恰好为v时，根据平均速度推论知 则运动的时间 若到达右端的速度小于v时，则运动的时间应该大于，根据 得 故B不可能，CD可能。 本题选不可能的，故选B。 4．B 【详解】A．从传感器的示数可知，单杠对该同学右手支持力的大小为，同理单杠对左手的支持力大小也为，根据平衡条件可知该同学的重力约为500N，体重约为 ，A错误； B．1s~2s内，从传感器示数可知，支持力先减小且小于重力，处于失重状态，之后支持力增大且大于重力，处于超重状态，所以该同学经历了先出现失重现象后出现超重现象，B正确； C．人在进行放下身体的动作过程中，先向下加速运动，此时加速度的方向向下，故人处于失重状态，最后人处于静止状态，所以后半段人向下做减速运动，加速度的方向向上，此过程人处于超重状态，结合图像可以看出，1s时人放下身体，2s时过程结束。内，该同学进行了先放下身体的动作、后拉起身体，C错误； D．该同学拉起身体过程中，单杠对人有力的作用，但没有位移，故不做功，选项D错误； 故选B。 5．D 【详解】A．手机完全脱离手掌后，只受重力，加速度大小等于重力加速度，t1时刻加速度小于g，说明手掌仍对手机有支持力，手机未脱离手掌，故A错误； B．t1~t2时间内，图像是曲线，加速度大小在变化，并非恒定加速度，因此不是匀加速直线运动，故B错误； C．t3之前手机加速度向下，速度增大；t3时刻之后加速度减小至零的过程中，加速度方向不变，手机仍在向下加速。速度最大值在t3之后，加速度由负转正之时，故C错误； D．加速度竖直向下手机失重，t1~t3时间段内，加速度a<0（图像在横轴下方），代表加速度方向竖直向下，手机处于失重状态，故D 正确。 故选D 。 6．C 【详解】AB．根据 可得 由图像可知， 可得，AB错误； C．根据牛顿第二定律可知 解得，C正确； D．前2s内物块的平均速度等于1s末的速度，则为，D错误。 故选C。 7．BD 【详解】A．时间内，手机向下的加速度逐渐变大，可知手机向下做变加速直线运动，A错误； B．时间内，手机的加速度向下，处于失重状态，B正确； C．时刻以后，手机仍有竖直向下的加速度，可知此时刻手机的速度没有达到最大值，C错误； D．向上为正，根据动量定理 即 因时间内的时间间隔大于的时间间隔；时间内的速度变化量小于的速度变化量（a-t图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量），可知手掌对手机的冲量大于时间内手掌对手机的冲量，D正确。 故选BD。 8．BD 【详解】A．飞机空载和满载时所受重力大小不同，起飞需要的升力大小也不同，由可知，起飞速度也不同，故A错误； BD．飞机在跑道上匀加速滑行时，由牛顿第二定律得 又 联立求得 由于飞机在跑道上匀加速滑行，加速度恒定，所以 即 当飞机匀加速至恰好起飞时有 求得 所以，跑道的最小长度为 得 或 故B、D正确； C．根据 由于发动机推力不变，所以，匀加速滑行过程中发动机消耗功率越来越大，故C错误。 故选BD。 9．BC 【详解】A．题意可知，弹簧被压缩，弹簧弹力向左，合力向左，故加速度向左，故小车可能向左加速运动，也可能向右减速运动，故A错误； B．图像可知，弹簧压缩量为 x=0.5cm弹簧的弹力大小为F=0.5N，根据胡克定律 F=kx则 k=100N/m故B正确； C．弹簧弹力最大时，指针指在最左端或最右端，可知最大压缩量为x=1.5cm，由 F=ma 可知，最大加速度为 故C正确； D．由于物体下落时，物体合力不再是弹簧弹力，而是由物体重力与弹力共同决定，故不可直接用于测量加速下落物体的加速度，故D错误。 故选BC 。 10．BC 【详解】FA、FB都是关于时间的函数，随着时间的改变而改变，但 FA + FB = （8 − 2t）N + （2 + 2t）N = 10 N 为恒力，则可知在A、B分离前两者一起做匀加速直线运动； 物体A、B开始分离时，两物体间弹力恰好等于0，但此时刻两物体具有相同的加速度，则此时应有 即 解得 t = 1.5 s 即t = 1.5 s时，物体A、B开始分离；分离后A的加速度逐渐减小，B的加速度逐渐增加，故整个过程中物体A运动的加速度先不变后逐渐减小，物体B运动的加速度先不变后变大。 故选BC。 11．BCD 【详解】A．重物静止时弹簧的伸长量，可得 若指针指在之间某点时，弹簧的伸长量增大，弹簧弹力大于物体重力，物体有向上的加速度，被测物体处于超重状态，故A错误； B．若指针指在之间某点时，弹簧的伸长量减小，弹簧弹力小于物体重力，物体有向下的加速度，被测物体处于失重状态，被测物体可能在减速上升，故B正确； C．指针指在点时，有 点应标记的加速度值为 故C正确； D．设点至指针所指位置的位移为，可得 可得 故该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的，故D正确。 故选BCD。 12．AD 【详解】当圆珠笔与地铁相对静止时，圆珠笔的加速度与地铁的加速度相同，照片中圆珠笔向右偏，说明圆珠笔受到的合力方向向左，其加速度方向向左，故地铁的加速度方向向左，地铁向左做加速运动，或者地铁向右减速运动。 故选AD。 13．AC 【详解】AB．若μ=0，对整体由牛顿第二定律得 隔离BC，则物块A和B之间的作用力大小 隔离C，则物块B和C之间的作用力大小 所以 F1=2F2 故A正确B错误； CD．若μ≠0，对整体由牛顿第二定律得 隔离BC，则物块A和B之间的作用力大小 隔离C，则物块B和C之间的作用力大小 所以 F1=2F2 故C正确D错误； 故选AC。 14．(1)ACD (2)0.80 (3) (4) 【详解】（1）除了图1中器材外，在下列器材中还必须使用的有：电火花打点计时器需要220V、50Hz的交流电源；需要天平（或电子秤）测量质量；需要刻度尺测量纸带，故选ACD。 （2）小车的加速度大小是 （3）对小车 对槽码 解得 （4）图中PN对应小车合力为悬挂物的重力mg时的加速度a1，即 mg=Ma1 解得 图中QN对应小车的实际加速度a2，设此时细线的拉力为T； 对小车有 T=Ma2 对悬挂物有 mg-T=Ma2 解得 联立解得 结合图像斜率的含义，可得 15．(1)刻度尺 (2)C (3)小车质量不再远大于槽码的质量 (4) 【详解】（1）为完成实验，除图中已有的器材，由于需要刻度尺测量纸带上计数点间的距离，所以还需要刻度尺。 （2）A．应适当调节滑轮高度，使线与木板平行，保证线对小车的拉力等于小车受到的合力，故A错误； B．进行“补偿阻力”的实验操作时，小车前面不能悬挂槽码，故B错误； C．实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放，以能在纸带上打出更多的点，充分利用纸带，故C正确； D．电火花计时器的工作电压应为交流220V，故D错误。 故选C。 （3）以小车为对象，根据牛顿第二定律可得 以槽码为对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 ， 可知当小车质量远大于槽码的质量时，小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力；所以图线上部弯曲的原因是：随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量； （4）根据题意可知，对于小车匀速时有 减小个槽码后，对小车和槽码分别有 ， 联立解得 整理可得 则有 解得 16．(1) (2)1.0m/s (3) 【详解】（1）对物体进行受力分析，如图所示 以向右为正方向，根据牛顿第二定律以及平衡条件可以得到，水平方向 竖直方向 根据摩擦力公式 联立代入数据可以得到 （2）根据速度与时间的关系可以得到 （3）前2.0s地面对物体的作用力大小 由冲量定义式，可得地面对物体作用力的冲量大小为 17．(1)27N (2)24N (3) 【详解】（1）对小孩受力分析，在水平方向有，根据牛顿第二定律 可得雪橇对小孩的摩擦力 （2）对小孩和雪橇受力分析，如图所示 在水平方向有 联立解得 （3）当小孩与雪橇之间的静摩擦力恰好达到最大值时，可以保证小孩和雪橇无滑动，对小孩分析，根据牛顿第二定律有 解得临界加速度为 18．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）设滑块的加速度为，下滑到斜面底端所用的时间为 根据牛顿第二定律 滑块的加速度 根据运动学公式 解得 （2）根据运动学公式 解得滑块下滑到斜面底端速度 （3）根据瞬时功率公式 重力的瞬时功率 答案第10页（共11页） 答案第11页（共11页） 学科网（北京）股份有限公司 $