周测评(五) 牛顿运动定律(二)-【衡水真题密卷】2027届高三物理学科素养周测评（福建专版）

2027 学科素养周测评 (3)小物块B落地的瞬间剪断轻绳后，木板A和 (4)地面对斜面体的静摩擦力f随时间t变化的 小物块C将相对静止一起向下运动，对A、C整 图像如图所示。 体受力分析得 N (mA+mc)gsin 0-u(mA+mc)gcos 0=(mA+ 8.8 mc)a2 (1分) 4.8 解得a2=2m/s2,方向沿斜面向下 0 t/s 由运动学公式 0.85+W5 5 (2分) 2=2a2s (1分) 解得-名5m。 (1分) 2026一2027学年度学科素养周测评（五） 物理·牛顿运动定律（二） 一、单项选择题 3.D【解析】设A、B之间的距离为x,冰壶由A运 1.D【解析】由于存在摩擦力作用，滑块不可能停 在出发，点，A错误；题图初始位移不是从0开始， 动到B,根据运动学公式可得明一（觉》】 =24gx, 不符合题意，B错误；设弹簧劲度系数为，滑块质 设摩擦后B、D间摩擦因数为口'，冰壶由B运动 量为m,动摩擦因数为μ。设释放瞬间弹簧压缩 量为x0,向右运动时，根据牛顿第二定律可知 到D有侣》-gX2a,原释-号D适 a1-ka,-T）-mg--g+-g,可知 m m m 4.C【解析】设杆对球A的作用力大小为F,对A Q-x图像是一条倾斜的不过原，点的直线（斜率为 球，竖直方向上由平衡条件有Fcos0=mg,解得 负)；向左运动时，根据牛顿第二定律可知a2= 一k(红-x)+mg-_十&z0十g,可知ax F=mg c059,轻杆与车厢相对静止，则杆对球的力的 m mm 图像是一条倾斜的不过原点的直线（斜率为负）， 方向始终与竖直方向夹角为日，在不同加速度的情 且两条线斜率相同，C错误，D正确。 况下，轻杆对小球A的作用力始终为恒力，A错 2.A【解析】对1、m2受力分析如图甲、乙所示， 因为1恰好没有离开斜面，故其和斜面无弹力， 误；杆对球B的作用大小始终也为F=mg cos日，当小 23 可知绳上的弹力T= 3m18,整体的加速度a= 球B对底面的摩擦力等于0时，对B球由牛顿第 二定律Bsin0=2ma1,解得a1=怎g,B锅误：者 m2g,两式联立解得m1:m2=1:2,A正确。 =4v 9,小球B与底面间的最大静摩擦力f1= k(2mg十Fcos),当A与侧壁无弹力，B与底面 间有最大静摩擦力时，对A、B整体，根据牛顿第 4√3 mg 二定律得f1=3ma:,解得a:=98,但当A与 侧壁恰无弹力时，A有向左的最大加速度，此时对 ·12· ·物理· 参考答案及解析 √3 A,根据牛顿第二定律Fsin0=ma,解得a,=38, (m1+m2)g 的压缩量x1= ,设铁块与木块分离瞬 因此当小车向右做匀减速直线运动时，允许的最 间弹簧的压缩量为x2,则对木块有x2一m1g= 大加速度为3gC正确：若=43 m1a',联立可得从初始状态到铁块与木块分离时 日，当小车向右 m2g m1(M-m2)g 木块的位移△x=x1一x2= 做匀加速直线运动时，小球B与底面间的最大静 (M+m2)k, 摩擦力f1-k(2mg十Fcos),对B,根据牛顿第 D正确。 5W3 三、非选择题 二定律f1十Fsin0=2ma4,解得a4= 68,当小 7.√(x1十x2)g(4分)x+x号=2x2x3(4分) 车向右做匀加速直线运动时，允许的最大加速度 【解析】由题图乙可知，当位移为x2时，游客的 为gD维 速度最大，根据v2=2ax,可得ax二2，故图像的 二、多项选择题 5.AC【解析】m2小球三力平衡，水平绳拉力F= 西报5=g,有5十。 日产8-联立得 m2gtan30°，m1小球三力平衡，水平绳拉力F= m=√(x1十x2)g,Q点是最低，点，加速度最大，由题 m,8an60,联立解得-号，A正确，B辑误：蓟斯 图乙可得S=西十。」 1 28=2=20m(x-x2),解得 轻绳AB的瞬间，弹簧弹力不变F弹cos30°=m2g, _T1十x2 am ,-,8,在位移为x时，有(，-石)=mg, 两球整体水平方向F弹sin30°=(m1十m2)a*,联 根据牛顿第二定律，在Q点有k(x3一x1)一mg= 立解得4水二公g,所以m2小球只有水平方向的加 mam,联立解得x1十x号=2x2x3。 3 8.(1)C(2分)(2)补偿阻力时木板倾角偏大或补 速度a2=a水= 8,D错误；m1的加速度a1= 偿阻力过度(2分)(3)等于(2分)(4)0.60kg Vg+a家-19 (2分)3N(2分) 48,C正确。 【解析】(1)对钩码，根据牛顿第二定律可得mg一 6,BCD【解析】铁球释放瞬间，铁块与木块并未分 T=ma,解得T=m(g一a),可知m(g一a)就是 离，所以三者加速度相同，开始时弹簧的弹力F= 绳子拉力，不需要满足钩码质量远远小于手机和 (m1十m2)g,设铁球释放瞬间其加速度大小为 小车总质量，A错误；由于在悬挂钩码的时候小车 a,细线的张力为T,对于铁球有Mg-T=Ma, 和智能手机做匀速直线运动，则取下钩码时，小车 对于铁块与木块有T十F一(m1十m2)g= 所受的合外力大小跟钩码的重力一样，所以不需 M (m1十m:)a,联立解得a=M十m1十m,8,A错 要钩码的质量远小于智能手机和小车的总质量，B 错误；为了让细绳拉小车的力为恒力，则细绳应该 误；铁块与木块分离之前，因弹簧的弹力逐渐减 小，所以系统的加速度逐渐减小，则细线的张力 始终与长木板平行，C正确；方法一中，用m(g 逐渐增大，B正确；铁块与木块分离时木块对铁块 a)作为小车和智能手机受到的合外力F准确，原 无作用力，所以对于铁块与铁球有Mg一m2g= 理完善，没有系统误差；方法二中小车和手机合力等 (M十m2)a',所以此时铁球的加速度大小a'= 于取下钩码前钩码重力，没有系统误差，D错误。 M-m2 (2)不挂钩码时小车和手机加速度不为零，说明重 M+m,8,C正确；结合上述可知，初始状态弹簧 力分力大于所受摩擦力，即补偿阻力时木板倾角 ·13· 2 2027 学科素养周测评 偏大或补偿阻力过度。 物块速度减为零至两者共速的过程，物块和木板 (3)方法一：根据牛顿第二定律可得m(g一a)= 的加速度大小不变a1=2m/s2 1 4 F=Ma,可得a=F,则1=M a2= 3m/s2 方法二：根据牛顿第二定律可得mg=F=Ma,同 则有v2-a2t2=a1tz (1分) 1 该过程中二者的相对位移大小 理可得k:一M,可得k:=b1… 1 1 (1分) 1 △x1=v2-20:t经-201号 (4)由于k,一M,可得M=0.60kg,对小车和手 则整个运动过程中物块与木板的相对位移 机，有Mg sin0-f=Ma=mg,代入数据解得f= △x=x1十x2十△x1 (1分) 3N。 解得△x=9.6m。 (1分) 9.(1)6m/s(2)9.6m 2W3 【解析】(1)设木板与水平面间的动摩擦因数为41， 10.(1)1s(2) 15 (3)2N,沿传送带向上 物块与木板间的动摩擦因数为42，碰后木板向右 9m/s 做减速运动，物块向左做减速运动。假设物块速 【解析】(I)对于A、B、C整体加速度为a1,根据 度先减到零，根据题图乙可知，物块的加速度大小 mcg+1(mA十mB)gcos30°+(mA+mB)· 4 (1分) gsin30°=(mc十mA十mB)a1 (1分) a1=4-2m/s=2m/s 可得a1=7m/s2 (1分) 木板的加速度大小 根据v=a1t (1分) 4 (1分) 4 解得t1=1s a=4-2m/s= 3m/s (1分) (2)对于A,因为恰好相对B静止，所以A与B 根据牛顿第二定律有μ2mg=ma】 (1分) 之间静摩擦力达到最大静摩擦力，又 u2mg+u (M+m)g=Ma2 (1分) a1=7m/s2>5m/s3 (1分) 解得41=0.1,42=0.2 所以根据 41<42<1,假设成立，同理可证，木板速度先减为 H2 mAg cos30°+mag sin30°=mAa1 (1分) 零的情况不符合题述，根据题意可知初始两者同 解得，=28 15 (1分) 时以相同初速度。向左减速运动，加速度大小 ao-uig=1 m/s2 (1分) (3)绳断瞬间，第一种情况：如果A相对于B下 由题图乙知v1=4m/s 滑，对于B有 且to=2s又v1=o0-aoto meg sin30°+2 nAg Cos30°-41(mA+mB)· 解得初速度大小vo=6m/s (1分) gcos30°=mBaB (1分) (2)与墙壁碰撞后瞬间至物块速度减为零，物块的 可得aB=4m/s2 v1 位移大小x1=2 对于A有 (1分) mAg sin30°-42 nAgcos30°=mAaA(1分) 木板的位移大小=。 2t1 (1分) 可得aA=3m/s2,aA<aB,所以A相对于B不 会下滑 t1=2s 第二种情况：如果B相对于A下滑 (1分) 4 2= 3 m/s 对于B有mng sin30°-2 mAg cos30°- 2 ·14· ·物理· 参考答案及解析 ui (mA+mB)gcos 30=mBaB (1分) 因为mAg sin30>mAa2 (1分) 可得aB=一2m/s2 (1分) 所以A受到摩擦力方向沿传送带向上且为静摩 与事实不符，所以A相对于B静止，A不会从B 擦力，对于A有 上滑下 (1分) mAgsin30°-f=maa2 (1分) 设A、B整体加速度为a2 f=2N 根据(ma十mB)gsin30°-h1(mA十mg)gcos30°= 方向沿传送带向上 (ma十mB)a2 (1分) 根据v1-v2=2a2x (1分) 可得a2=4m/s2 可得v1=9m/s。 (1分) 2026一2027学年度学科素养周测评（六） 物理·牛顿运动定律（三） 一、单项选择题 2欢，可知A的速度最大时它沿斜面上升的距离 m 1.C【解析】由v2-x图像和v2=2ax,可知AB段 与CD段位移均为x0,且AB段加速度更大。根 Ax=x1一x2三mg0三2B,C错误；A、B分 据x= 2at,加速度大则时间短，故AB段时间更 离时，两者之间的弹力为零，设此时的加速度为 短，A错误，v2-x图像的斜率为2a,AB段斜率更 a',细线的拉力大小为T',以C为研究对象，物体 大，说明aAB>acD,AB段加速度更大，B错误；斜 受到重力和细线的拉力以及垂直于斜面的弹力， 面上加速度a=g(sin0-ucos0),AB、CD倾角0 根据牛顿第二定律得mg一T'=ma',以B为研究 相同，aAB>acD,故HAB<hcD,即AB间动摩擦因 对象，物体受到弹簧的弹力和物体自身的重力以 数更小，HAB≠cD,C正确，D错误。 及垂直于斜面的弹力，根据牛顿第二定律得T'一 2.D【解析】开始时，细线的张力为零；以AB整体 mgsin30°=ma',联立解得a'-4g,D正确。 为研究对象，根据受力平衡可知，此时弹簧的弹力 3.B【解析】上升过程根据牛顿第二定律，有∫十 大小为F=2 ng sin30°，刚释放C时，设A、B间的 弹力大小为N,细线拉力大小为T,此时的加速度 mg=ma,解得a=g十上，由于排球减速上升，阻 m 为a,以C为研究对象，根据牛顿第二定律得mg 力逐渐减小，故加速度不断减小；下降过程根据牛 一T=ma,以B为研究对象，根据牛顿第二定律得 T+N一ng sin30°-ma,以A为研究对象，根据 领第二定体，有mg一f=m0,每得a=8一人，由 牛顿第二定律得F弹一mg sin30°-N=ma,联立 于速度增大，阻力增大，故加速度减小，最后匀速 解得N=日mg,A错民：AB会高醉阅，它们头有 运动，加速度为零，A错误；速度一时间图像与时 间轴围成的面积表示位移，从图像可以看出，上升 共同沿斜面向上的加速度，合外力沿斜面向上，故 的位移小于阴影部分面积。而阴影部分面积是匀 弹簧仍处于压缩状态，B错误；初始时弹簧的压缩 减速直线运动的位移”1，B正确；排球受到的空 2 量-，当A的连度最大时，加选度为 气阻力与其速率成正比，最终以匀速下降，有 零，即弹簧的弹力与A的重力沿斜面向下的分力平 mg=kU1,排球垫出瞬间，有mg十kvo=mao,解 衡，则此时弹簧的压缩量x2= _F#_mg sin30° 得a-(1+)g,C错误；从图像可以看出，上升 k k U1/ ·15· 22026一2027学年度学科素养周测评（五） 物理·牛顿运动定律（二） 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项是符合题目要求的。 题号 1 3 4 答案 1.如图所示，一滑块与固定于墙壁的轻质弹簧栓接，并置于粗糙的足够长的水平轨道上 将滑块左推压缩弹簧后由静止释放，滑块沿轨道向右运动到最右端后，又返回运动一段 距离后停止在轨道上。设滑块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块与轨道间的 动摩擦因数处处相同，取初始释放位置为原点，向右为正方向，弹簧始终在弹性限度内 从释放滑块开始计时到滑块最终停止的整个过程中，滑块的位移x与时间t的图像及加 速度a与位移x的关系图像大致正确的是 () 000000 777777777 B D 2.如图所示，一光滑的正三角形斜面体OAB放在光滑的水平地面上，不可伸长的轻绳两 端分别栓接质量为m1、m2的两物体，轻绳跨过固定在O点的光滑定滑轮，m1、m2分别 放在OA、OB面上，两部分轻绳与斜面均平行。作用在斜面体上的恒力（图中未画出） 使斜面体向右做匀加速运动，m1、m2与斜面体保持相对静止，且m1恰好没有离开斜 面，则m1、m2的质量之比为 () A.1:2 B.1:1 C.3:4 D.2:1 3.某冰壶比赛赛道的简化图如图所示。A、B、C、D是水平冰面直线赛道上的四个点，其 中A是掷出点，D是营垒中心，AB=BC=CD。运动员将冰壶从A点以初速度vo掷 出，冰壶沿直线AD做减速运动，经过B点时速度恰好为？，另一运动员用冰壶刷摩擦 B、D之间的冰面以减小动摩擦因数，冰壶恰好到达营垒中心D。若未用冰壶刷摩擦冰 面时，冰壶与冰面之间的动摩擦因数为以，假设摩擦后的冰面光滑程度处处相同，则摩擦 后冰壶与冰面之间的动摩擦因数为 () A 营垒 A.3 B c号 D. 6 学科素养周测评（五）物理第1页（共4页） 劳力奋斗，命运才据手中 4.如图，水平地面上有一小车，车内有质量分别m、2m的A、B两小球，用轻杆相连，杆与 班级 竖直方向的夹角9=30°。A球靠在光滑的竖直侧壁上，B球在粗糙的水平底面上，且受 到的最大静摩擦力与正压力之比为。小车可以以不同的加速度向右运动，现要保证轻 杆与车厢相对静止，重力加速度用g表示，下列说法正确的是 姓名 ------------- 得分 777797777n9777 A.在不同加速度的情况下，轻杆对小球A的作用力大小不同 B当小球B对底面的摩擦力等于0时，那么此时小车做匀加速运动，加速度大小为 8 C.若k=43 √3 ,当小车向右做匀减速直线运动时，则允许的最大加速度为g 4W3 23 D若及=4。，当小车向有做匀加速直线运动时，则允许的最大加速度为2g 二、多项选择题：本题共2小题，每小题10分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求， 全部选对的得10分，选对但不全的得5分，有选错的得0分。 题号 5 6 答案 5.如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球之间用轻绳AB、BC和轻弹簧CD连接并 保持静止，其中轻绳BC保持水平，轻绳AB与竖直方向夹角为60°，轻弹簧CD与竖直 方向夹角为30°，重力加速度为g,下列说法正确的是 m11 A. A D “m23 :609 30 m1=1 m2 B. m23 C.剪断轻绳AB的瞬间，m的加速度为 48 D,剪断轻绳AB的瞬间，m:的加速度为 8 6.如图所示，轻弹簧竖直固定在水平桌面上，质量为1的木块放置在弹簧上但不拴接，质 量为2的铁块放置在木块上并通过跨过光滑定滑轮的轻质细线与质量为M的铁球连 接，先用手托住铁球使细线恰好伸直但无张力，然后将铁球由静止释放。已知重力加速 度为g,M>2,轻弹簧劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内，则 () M-m2 z A.铁球释放瞬间其加速度大小为M十m:8 B.铁块与木块分离之前细线的张力逐渐增大 C.铁块与木块分离时铁球的加速度大小为M十m2 M-m2 g D.从初始状态到铁块与木块分离时，木块的位移为2-M十b% mnninmnnm 学科素养周测评（五）物理第2页（共4页） 2 三、非选择题：共48分，其中7为填空题，8为实验题，9、10为计算题。 7.(8分)某一游客站在平台上挑战蹦极，从O点由静止开始跳下，运动到P位置 E 时，游客身上的弹性绳刚好拉直，Q位置为运动的最低点，如图甲所示。若取 竖直向下为正方向，以O点为位移的起始点，该游客向下运动过程中的加速度 随位移的关系图像如图乙所示，图中Q点对应位移为x3。已知x1、x2、x3和 g均为已知量，弹性绳的弹力遵从胡克定律，弹性绳始终在弹性限度内，重力 加速度为g,不计空气阻力。则游客在下落过程中，游客的最大速度为 7a77mmmm ;x1、x2、x3的关系为 8.(10分)某同学利用智能手机中的传感器和APP软件“Phyphox'”来探究“质量不变的情 形下小车的加速度与力的关系”实验。用同一套设备设计了两种方法，分别如图甲、乙 所示。小车和智能手机总质量记为M,钩码的质量记为m,不计空气阻力，重力加速度 为g。 智能手机 智能手机 甲 方法一：采用装置甲，实验步骤如下： ①不挂钩码，改变木板的倾角0，给一初速度使小车和智能手机沿木板匀速下滑（可通过 软件测出加速度为零)；再保持倾角不变，进行以下步骤； ②挂上钩码，记录其质量为m,让小车和智能手机沿木板下滑，利用手机软件Phyphox 测出加速度a; ③改变钩码质量，再重复步骤②，多次测量； ④用m(g一a)作为小车和智能手机受到的合外力F,通过作图可得到小车加速度与合 外力(a-F)的关系图像。 方法二：采用装置乙，实验步骤如下： ①挂上钩码，改变木板的倾角0，给一初速度使小车和智能手机拖着钩码沿木板匀速下 滑（可通过软件测出加速度为零）； ②取下钩码，记录其质量为m,让小车和智能手机沿木板下滑，利用手机软件Phyphox 测出加速度a; ③改变钩码质量和木板倾角，再重复步骤①②，多次测量； ④用钩码的重力mg作为小车和智能手机受到的合外力F,通过作图可得到小车加速度 与合外力(a-F)的关系图像。 (1)下列说法正确的是 (正确答案标号)。 A.方法一中钩码的质量需要远小于小车和智能手机的总质量 B.方法二中钩码的质量需要远小于小车和智能手机的总质量 C.两个方法中都需要连接小车的细绳与长木板保持平行 D.两个方法中都存在因实验原理不完善引起的系统误差 (2)在方法一中，作出α-F图像如图丙所示，测出图像中直线的斜率为k1,图像不经过坐 标原点的原因是 2 学科素养周测评（五）物理第3页（共4页） 丙 (3)在方法二中，作出α-F图像如图丁所示，测出图像中直线的斜率为2。两种方法得 出a-F图像的斜率k1 (填“等于”或“不等于”)k2。 4④)在方法二中，根据图像得到斜率值，一3（各物理量均采用国际单位制的基本单 位)，小车和智能手机的总质量为 ;若其中一组实验数据为：木板倾角0= 37°时对应钩码质量m=60g,则此时小车和斜面间的摩擦力大小为 (sin37°=0.6，重力加速度g取10m/s2)。 9.(12分)如图甲所示，粗糙水平面上放置一足够长的木板，木板最右端放置一小物块，木 板左侧某位置有一竖直墙壁，t=0时刻给木板和小物块一共同的初速度0，二者保持相 对静止向左运动，=2s时木板与竖直墙壁发生碰撞，碰撞时间极短，2~4s内木板和物 块的速率时间图像如图乙所示。已知木板与墙壁碰撞后原速率反弹，木板质量M= 9kg,物块质量m=1kg,物块与木板、木板与水平面间的动摩擦因数均小于1，g取 10m/s2。求： (1)初速度v。的大小： (2)假设物块未掉下木板，则物块最终距木板右端的距离。 ms 10.（18分)如图所示，倾角为30°的传送带以v=7m/s的速度沿逆时针方向转动，滑块A 置于长木板B上端，B的下端通过轻绳绕过定滑轮与C连接，绳与传送带平行，不计绳 与定滑轮之间的摩擦以及空气阻力，使A、B从传送带顶部由静止开始下滑，B与传送 3 带之间的动摩擦因数一5，A与B之间的动摩擦因数为：（大小未知），A,B、C的 质量分别为mA=2kg,mB=1kg,mc=1kg,传送带足够长，B板长L=6m,A、B与传 送带共速前恰能保持相对静止，A与B之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取 10m/s2,求： (1)当A、B由静止开始下滑到与传送带共速所需的时间t1; (2)A与B之间的动摩擦因数42； (3)当A、B与传送带共速瞬间，轻绳突然断掉，A能否从B上滑下，此时B对A的摩擦 力大小与方向如何？与传送带共速后B相对传送带再运动4m后的速度1。 130 学科素养周测评（五）物理第4页（共4页）