2020届高考物理二轮专题复习：力、运动、牛顿运动定律(通用型)练习题

1、质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中( )

A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T逐渐变小 C．F逐渐变小，T逐渐变大 D．F逐渐变小，T逐渐变小 2、(2019·全国高考猜题卷)

如图所示，质量为m＝10 kg的木箱置于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数μ3

＝3，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F，为使木箱做匀速直线运动，拉力F的最小值以及此时θ分别是( )

A．50 N 30° 200

C．3 N 30° 【答案】A

3、[多选]如图所示，置于水平地面上的斜面体区域内加有竖直向上的匀强磁场，有一根长为L、质量为m的细导体棒被水平放在斜面体上，当导体棒中通有方向

B．50 N60° 200

D．3 N60°

垂直纸面向里、大小为I的恒定电流时，导体棒和斜面体处于静止状态。已知斜面的倾角为θ，下列说法中正确的是( ) A．斜面体一定受地面水平向右的摩擦力作用 B．斜面体对导体棒的作用力大小为

BIL2＋mg2

C．斜面体对导体棒的作用力大小为BILsin θ＋mgcos θ D．斜面体对导体棒的摩擦力的大小可能为BILcos θ－mgsin θ

4、如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从M点出发经P点到达N点，已知弧长MP大于弧长PN，质点由M点运动到P点与从P点运动到N点的时间相等。下列说法中正确的是( ) A．质点从M到N过程中速度大小保持不变

B．质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同 C．质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同 D．质点在MN间的运动不是匀变速运动

5、如图所示，A、B两个定滑轮安装在竖直的固定杆上，两滑轮的高度差为d，水平距离为3d，质量分别为M和m的两物体，由跨过定滑轮的细绳连接，不计滑轮的大小、质量及一切摩擦．现两物体处于静止状态，则( )

A．两物体的质量M和m不相等 B．两竖直杆对滑轮的作用力大小相等

C．O1A段杆对滑轮的作用力大小是O2B段杆对滑轮作用力大小的3倍 D．O1A段杆对滑轮的作用力大小是O2B段杆对滑轮作用力大小的2倍 6、(2019·永州模拟)

在军事演习时，红军轰炸机要去轰炸蓝军地面上的一个目标，通过计算，轰炸机在某一高度以一定的速度飞行，在离目标水平距离x时释放一颗，可以准确命中目标。现为了增加安全性，轰炸机飞行的高度和速度均减半，若仍能准确命

中目标，则轰炸机释放时离目标的水平距离应为(不计空气阻力)( ) 2211A.4x B.2x C.4x D.2x

7、(2019·江西红色七校二模) [多选]如图所示，三个物块a、b和c(可视为质点)，其中a、b质量为m，放在水平圆盘上并用轻杆相连，c的质量为2m，a、c与转轴OO′间的距离为r，b与转轴间的距离为2r，物块与圆盘间的最大静摩擦力为物块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( ) A．a、b一定比c先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C．ω＝ D．当ω＝

kg

r是b开始滑动的临界角速度 2kg

3r时，a所受摩擦力的大小为kmg

8、机场使用的货物安检装置如图所示，绷紧的传送带始终保持v＝1 m/s的恒定速率运动，AB为传送带水平部分且长度L＝2 m，现有一质量为m＝1 kg的背包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端，可从B端沿斜面滑到地面．已知背包与传送带的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )

A．背包从A运动到B所用的时间为2.1 s B．背包从A运动到B所用的时间为2.3 s C．背包与传送带之间的相对位移为0.3 m D．背包与传送带之间的相对位移为0.1 m

1R

9、[多选]如图所示，半径为R的4圆弧轨道与半径为2的光滑半圆弧轨道通过图示方式组合在一起，A、B分别为半圆弧轨道的最高点和最低点，O为半圆弧的圆心。现让一可视为质点的小球从B点以一定的初速度沿半圆弧轨道运动，恰好1

通过最高点A后落在4圆弧轨道上的C点。不计空气阻力，重力加速度为g。则

下列说法正确的是( )

A．小球运动到A点时所受合力为零 B．小球从B点出发时的初速度大小为 3R

C．C点与A点的高度差为5 D．小球到达C点时的动能为

25－1

4mgR

52gR

10、[多选]宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是( )

A．直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为 B．直线三星系统中星体做圆周运动的周期为4π

GmL

L35Gm

L33Gm 3GmL2

C．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2 D．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为 11、(2019·全国卷Ⅱ)

如图(a)，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离．某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图象如图(b)所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻．则( )

A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C．第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大

D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大 12、2017年10月16日，美国激光干涉引力波天文台等机构联合宣布首次发现双中子星并合引力波事件，如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则( )

A．A的质量一定大于B的质量 B．A的线速度一定大于B的线速度 C．L一定，M越大，T越大 D．M一定，L越大，T越大

13、(2020·山东等级考模拟)

如图甲所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面．一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以v0＝90 km/h的速度驶入避险车道，如图乙所示．设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数μ＝0.30，取重力加速度大小g＝10 m/s2.

(1)为了防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该避险车道上坡路面的倾角θ应该满足什么条件？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果用θ的正切值表示. (2)若避险车道路面倾角为15°，求货车在避险车道上行驶的最大距离．(已知sin 15°＝0.26，cos 15°＝0.97，结果保留2位有效数字) 14、(2019·江苏南京二模)

如图所示，木块A固定在水平地面上，细线的一端系住光滑滑块B，另一端绕过固定在木块A上的轻质光滑滑轮后固定在墙上，B与A的竖直边刚好接触，滑轮左侧的细线竖直，右侧的细线水平。已知滑块B的质量为m，木块A的质量为3m，重力加速度为g，当撤去固定A的力后，A不会翻倒。求：

(1) A固定不动时，细线对滑轮的压力大小F；

(2) 撤去固定A的力后，A与地面间的动摩擦因数μ满足什么条件时，A不会向右运动；

(3) 撤去固定A的力后，若地面光滑，则B落地前，A向右滑动位移为x时的速度大小vA．

2020届高考物理力、运动、牛顿运动定律（通用型）练习及答案 **力、运动、牛顿运动定律**

1、质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中( )

A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T逐渐变小

C．F逐渐变小，T逐渐变大 D．F逐渐变小，T逐渐变小

解析：选A.以O点为研究对象，设绳OA与竖直方向的夹角为θ，物体的重力为G

G，根据共点力的平衡可知，F＝Gtan θ，T＝，随着O点向左移，θ变大，

cos θ则F逐渐变大，T逐渐变大，A项正确． 2、(2019·全国高考猜题卷)

如图所示，质量为m＝10 kg的木箱置于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数μ＝

3

，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F，为使木箱做匀速直线运动，3

拉力F的最小值以及此时θ分别是( A )

A．50 N 30° 200

C．3 N 30°

B．50 N60° 200

D．3 N60°

[解析] 木箱受重力mg、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力作用，根据平衡条件得Fcosθ＝Ff，Fsinθ＋FN＝mg，又Ff＝μFN，联立解得F＝μmg

，

1＋μ2sinθ＋α

1

其中tana＝μ＝3，α＝60°

由数学知识知：当θ＋α＝90°，即θ＝30°时，F有最小值，

3

3×10×1031＋32

μmg

＝

cosθ＋μsinθ

且最小值为Fmin＝

μmg

＝1＋μ2

N＝50 N，故A正确，B、C、D错误．

3、[多选]如图所示，置于水平地面上的斜面体区域内加有竖直向上的匀强磁场，有一根长为L、质量为m的细导体棒被水平放在斜面体上，当导体棒中通有方向垂直纸面向里、大小为I的恒定电流时，导体棒和斜面体处于静止状态。已知斜面的倾角为θ，下列说法中正确的是( )

A．斜面体一定受地面水平向右的摩擦力作用 B．斜面体对导体棒的作用力大小为

BIL2＋mg2

C．斜面体对导体棒的作用力大小为BILsin θ＋mgcos θ D．斜面体对导体棒的摩擦力的大小可能为BILcos θ－mgsin θ

解析：选BD 以导体棒和斜面体整体为研究对象，水平方向上受到水平向右的安培力作用，根据平衡条件，斜面体受到水平向左的摩擦力，选项A错误；斜面体对导体棒的作用力可以等效为一个力，根据三力平衡的条件，斜面体对导体棒的作用力大小为BIL2＋mg2，选项B正确，C错误；当安培力F较大时，导体棒有向上滑的趋势，此时摩擦力方向沿斜面向下，大小为BILcos θ－mgsin θ，选项D正确。

4、如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从M点出发经P点到达N点，已知弧长MP大于弧长PN，质点由M点运动到P点与从P点运动到N点的时间相等。下列说法中正确的是( ) A．质点从M到N过程中速度大小保持不变

B．质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同 C．质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同 D．质点在MN间的运动不是匀变速运动

解析：选B 由题图知，质点在恒力作用下做曲线运动，因不同地方弯曲程度不同，即曲率半径不同，所以速度大小在变，所以A错误；因是在恒力作用下运动，根据牛顿第二定律F＝ma，所以加速度不变，根据Δv＝aΔt可得在相同时间内速度的变化量相同，故B正确，C错误；因加速度不变，故质点做匀变速运动，所以D错误。

5、如图所示，A、B两个定滑轮安装在竖直的固定杆上，两滑轮的高度差为d，水平距离为3d，质量分别为M和m的两物体，由跨过定滑轮的细绳连接，不计滑轮的大小、质量及一切摩擦．现两物体处于静止状态，则( C )

A．两物体的质量M和m不相等 B．两竖直杆对滑轮的作用力大小相等

C．O1A段杆对滑轮的作用力大小是O2B段杆对滑轮作用力大小的3倍 D．O1A段杆对滑轮的作用力大小是O2B段杆对滑轮作用力大小的2倍 解析：由于滑轮两边绳上的张力大小总是相等的，因此两物体的质量相等，即M＝m，选项A错误；根据力的平衡可知，杆对滑轮的作用力等于滑轮两边绳子上的张力的矢量和，由几何关系可知，A滑轮两边绳子的夹角为60°，则O1A段杆对滑轮的作用力大小为F1＝2mgcos30°＝3mg，同理可知，O2B段杆对滑轮的作用力大小为F2＝mg，因此选项B、D错误，C正确． 6、(2019·永州模拟)

在军事演习时，红军轰炸机要去轰炸蓝军地面上的一个目标，通过计算，轰炸机在某一高度以一定的速度飞行，在离目标水平距离x时释放一颗，可以准确命中目标。现为了增加安全性，轰炸机飞行的高度和速度均减半，若仍能准确命中目标，则轰炸机释放时离目标的水平距离应为(不计空气阻力)( ) 2211A.4x B.2x C.4x D.2x

解析：选A 被投下后做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直1

方向上做自由落体运动，根据h＝2gt2，得：t＝为：x＝v0t＝v0

2h

g，平抛运动的水平距离2hg，由此可知，当轰炸机飞行的高度和飞行速度都要减半时，

22

的水平位移变为原来的4，所以轰炸机投弹时离目标的水平距离应为4x，故A正确。

7、(2019·江西红色七校二模) [多选]如图所示，三个物块a、b和c(可视为质点)，其中a、b质量为m，放在水平圆盘上并用轻杆相连，c的质量为2m，a、c与转

轴OO′间的距离为r，b与转轴间的距离为2r，物块与圆盘间的最大静摩擦力为物块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( ) A．a、b一定比c先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C．ω＝ D．当ω＝

kg

r是b开始滑动的临界角速度 2kg

3r时，a所受摩擦力的大小为kmg

解析：选AD 当ω较小时，a、b相对圆盘静止，a、b各自静摩擦力提供各自的向心力，由向心力大小Fn＝mω2r知，f∝r，B错误。先对c受力分析，2kmg＝2mωc2r，可得c的临界角速度为ωc＝

kg

r；设a、b间轻杆的拉力为F，对a、b受力分

析有kmg－F＝mωa2r，kmg＋F＝2mωb2r，可得a、b的临界角速度为ωa＝ωb＝ 2kg

3r，综上，C错误，A、D正确。

8、机场使用的货物安检装置如图所示，绷紧的传送带始终保持v＝1 m/s的恒定速率运动，AB为传送带水平部分且长度L＝2 m，现有一质量为m＝1 kg的背包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端，可从B端沿斜面滑到地面．已知背包与传送带的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )

A．背包从A运动到B所用的时间为2.1 s B．背包从A运动到B所用的时间为2.3 s C．背包与传送带之间的相对位移为0.3 m D．背包与传送带之间的相对位移为0.1 m

解析：背包在水平传送带上由滑动摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得μmg＝v

ma，得a＝5 m/s2，背包达到传送带的速度v＝1 m/s所用时间t1＝a＝0.2 s，此过v1

程背包对地位移x1＝2t1＝2×0.2 m＝0.1 m对静止，没有相对位移，所以背包对于传送带的相对位移为Δx＝vt1－x1＝(1×0.2L－x12－0.1－0.1) m＝0.1 m，背包匀速运动的时间t2＝＝1 s＝1.9 s，所以背包从

vA运动到B所用的时间为：t＝t1＋t2＝2.1 s，故选A、D. 【答案】AD

1R

9、[多选]如图所示，半径为R的4圆弧轨道与半径为2的光滑半圆弧轨道通过图示方式组合在一起，A、B分别为半圆弧轨道的最高点和最低点，O为半圆弧的圆心。现让一可视为质点的小球从B点以一定的初速度沿半圆弧轨道运动，恰好1

通过最高点A后落在4圆弧轨道上的C点。不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是( )

A．小球运动到A点时所受合力为零 B．小球从B点出发时的初速度大小为 3R

C．C点与A点的高度差为5 D．小球到达C点时的动能为

25－1

4mgR

52gR

解析：选BD 由于小球刚好能通过半圆弧轨道的最高点A，故小球在A点由重vA2

力提供其做圆周运动的向心力，选项A错误；在A点时，有mg＝mr，其中rRgR1122＝2，解得vA＝，由机械能守恒定律可得mvB＝mgR＋mvA，代入数据222

51

可解得vB＝2gR，选项B正确；由平抛运动规律可得：x＝vAt，y＝2gt2，由几5－1R

何关系可得x＋y＝R，联立求解得y＝，故C点与A点的高度差为

2

2

2

2

5－1R25－112

，选项C错误；由动能定理可知EkC＝mvA＋mgy，解得EkC＝224mgR，选项D正确。

10、[多选]宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕星做圆周运动，如图甲

所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是( )

A．直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为 B．直线三星系统中星体做圆周运动的周期为4π

GmL

L35Gm L33Gm 3GmL2

C．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2 D．三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为

解析：选BD 在直线三星系统中，星体做圆周运动的向心力由其他两星对它的v2m2m2

万有引力的合力提供，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有GL2＋G＝mL，

2L21

解得v＝2 5Gm2πr

，A项错误；由周期T＝知直线三星系统中星体做圆周运动Lv

L3的周期为T＝4π

5Gm，B项正确；同理，对三角形三星系统中做圆周运动的

m2L3Gmm22

星体，有2GL2cos 30°＝mω·，解得ω＝

2cos 30°L3，C项错误；由2GL2cos

3Gm

30°＝ma得a＝L2，D项正确。 11、(2019·全国卷Ⅱ) 如图(a)，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离．某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图象如图(b)所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻．则( )

A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C．第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大

D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大 【答案】BD

解析：根据v-t图线与横轴所围图形的面积表示位移，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大，选项A错误；根据v-t图线的斜率表示加速度，综合分析可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的小，选项C错误．第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大，又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值相同(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值)，故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大，选项B正确；竖直方向上的速度大小为v1时，根据v-t图线的斜率表示加速度可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小，由牛顿第二定律有mg－f＝ma，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大，选项D正确． 12、2017年10月16日，美国激光干涉引力波天文台等机构联合宣布首次发现双中子星并合引力波事件，如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则( )

A．A的质量一定大于B的质量 B．A的线速度一定大于B的线速度 C．L一定，M越大，T越大 D．M一定，L越大，T越大 【答案】BD

解析：设双星质量分别为mA、mB，轨道半径分别为RA、RB，角速度相等且为ω，mAmBmAmB

根据万有引力定律可知：GL2＝mAω2RA，GL2＝mBω2RB，距离关系为：RA

mARB

＋RB＝L，联立解得：＝，因为RA>RB，所以A的质量一定小于B的质量，

mBRA故A错误；根据线速度与角速度的关系有：vA＝ωRA、vB＝ωRB，因为角速度相2π

等，半径RA>RB，所以A的线速度大于B的线速度，故B正确；又因为T＝ω，联立以上可得周期为：T＝2π

L3

GM，所以总质量M一定，两星间距离L越大，

周期T越大，故C错误，D正确．

13、(2020·山东等级考模拟)

如图甲所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面．一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以v0＝90 km/h的速度驶入避险车道，如图乙所示．设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数μ＝0.30，取重力加速度大小g＝10 m/s2.

(1)为了防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该避险车道上坡路面的倾角θ应该满足什么条件？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果用θ的正切值表示. (2)若避险车道路面倾角为15°，求货车在避险车道上行驶的最大距离．(已知sin 15°＝0.26，cos 15°＝0.97，结果保留2位有效数字) 解析：(1)当货车在避险车道停下后，有 fm≥mgsin θ

货车所受的最大摩擦力 fm＝μN＝μmgcos θ 联立可解得

tan θ≤0.30.

(2)货车在避险车道上行驶时加速度大小 mgsin θ＋μmgcos θ2a＝＝5.51 m/s

m货车的初速度 v0＝25 m/s

则货车在避险车道上行驶的最大距离为

2v0

x＝2a≈57 m.

答案：见解析

14、(2019·江苏南京二模)

如图所示，木块A固定在水平地面上，细线的一端系住光滑滑块B，另一端绕过固定在木块A上的轻质光滑滑轮后固定在墙上，B与A的竖直边刚好接触，滑轮左侧的细线竖直，右侧的细线水平。已知滑块B的质量为m，木块A的质量为3m，重力加速度为g，当撤去固定A的力后，A不会翻倒。求：

(1) A固定不动时，细线对滑轮的压力大小F；

(2) 撤去固定A的力后，A与地面间的动摩擦因数μ满足什么条件时，A不会向右运动；

(3) 撤去固定A的力后，若地面光滑，则B落地前，A向右滑动位移为x时的速度大小vA．

1

[答案](1)2mg (2)μ≥4 (3)

25gx [解析] (1) 细线对B的拉力大小T＝mg 滑轮对细线的作用力大小F′＝2T 细线对滑轮的作用力大小F＝F′ 由以上各式解得F＝2mg

(2) 地面对A的支持力大小N＝3mg＋mg A不会滑动的条件T≤μN

1

由以上各式解得μ≥4

(3) A向右滑动位移为x时，B下降h＝x A向右速度大小为vA时， B的速度大小vB＝2vA 整个系统机械能守恒， 112

mgx＝2·3mv2mvA＋·B 2由以上各式解得vA＝

25gx