《高考物理各地市模拟题专题汇编》专题4 牛顿运动定律(解析版)

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专题 4 牛顿运动定律(解析版)
一、单选题（本大题共 20 小题）
1.[来源:2021 年广东省韶关市高考物理一模试卷]太空舱里测物体质量的原理如下：先对标准物体施加一水
平推力
F
，测得其加速度为
20 m/s2
，然后将标准物体与待测物体紧靠在一起，施加同一水平推力
F
，测得
共同加速度为
8m/s2
。已知标准物体质量
m1=2.0 kg
，则待测物体质量
m2
为
()
A.
3.0 kg
B.
5.0 kg
C.
D.
8.0 kg
【答案】
A
【解析】
解：对标准物块进行受力分析，根据牛顿第二定律可得：
F=m1a1=2×20 N=40 N
对整体，由牛顿第二定律得：
F=(m1+m2)a2
解得
m2=3.0 kg
，故
A
正确，
BCD
错误。
先对标准物块进行分析，由牛顿第二定律求出合力
F
，然后对整体进行分析根据牛顿第二定律求解即可。
解决本题的关键要灵活选择研究对象，采用整体法研究比较简洁。要知道加速度是联系力和运动的桥梁，
在动力学问题中往往是必求的量。
2.[来源:2021 年山东省聊城一中高考物理模拟试卷（2月份）]2020 年 11 月 10 日，中国自主研发制造的万
米级全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，创造了 10909 米的中国载人深潜新纪录。
在这次深潜探测中，“奋斗者”号内的深度显示屏显示出的下潜过程潜水深度曲线如图所示，忽略下潜过
程重力加速度的变化。下列说法正确的是
()
1
A. “奋斗者”号
0～t1
时间内受到的浮力小于，
t2～t3
时间内受到的浮力
B.
t1～t2
时间内“奋斗者”号所受重力的功率逐渐增大
C.
t2～t3
时间内潜水器内的科考人员处于超重状态
D.
t3～t4
时间内潜水器内的科考人员处于失重状态
【答案】C
【解析】
根据浮力公式分析浮力大小变化，根据深度曲线本质是位移时间关系可知图线的斜率为速度分析重力的功
率以及超重失重状态。
【解答】
A.“奋斗者”号
0～
t
❑1
时间内与 t
❑2～
t
❑3
时间内排开水的体积不变，则浮力不变，选项 A 错误；
B.t
❑1～
t
❑2
时间内“奋斗者”号的速度不变，根据
P=mgv
可知，所受重力的功率不变，选项 B 错误；
C.t
❑2～
t
❑3
时间内潜水器减速下降，加速度向上，则潜水器内的科考人员处于超重状态，选项 C 正确；
D. t
❑3～
t
❑4
时间内潜水器静止，则科考人员处于平衡状态，选项 D 错误；
故选 C。
3.[来源:2021 年江苏省高考物理预测试卷（一）]如图所示，质量都为
m
的
A
、
B
两物体叠放在竖直弹簧上
并保持静止，用大小等于
mg
的恒力
F
向上拉
B
，运动距离
h
时
B
与
A
分离。则下列说法中正确的是
()
A.
B
和
A
刚分离时，弹簧为原长
B.
B
和
A
刚分离时，它们的加速度为
g
C. 弹簧的劲度系数等于
mg
ℎ
D. 在
B
与
A
分离之前，它们作匀加速运动
【答案】C
【解析】
2
解：A、B和A刚分离时，B受到重力 mg 和恒力F，B的加速度为零，A的加速度也为零，说明弹力对 A有
向上的弹力，与重力平衡，弹簧处于压缩状态。故 AB 错误。
C、B和A刚分离时，弹簧的弹力大小为 mg，原来静止时弹力大小为 2mg，则弹力减小量
△F=mg.
两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小
△x=h
，由胡克定律得：
k=△F
△x=mg
h.
故 C 正
确。
 D、对于在 B与A分离之前，对 AB 整体为研究对象，重力 2mg 不变，弹力在减小，合力减小，整
体做变加速运动。故 D 错误。
故选：C。
B和A刚分离时，相互之间恰好没有作用力，则 B受到重力 mg 和恒力F，由已知条件
F=mg
，分析出此
时B的加速度为零，A的加速度也为零，说明弹簧对A有向上的弹力，与重力平衡。由胡克定律求出弹簧
的劲度系数。对于在 B与A分离之前，对 AB 整体为研究对象，所受合力在变化，加速度在变化，做变加
速运动。
本题关键在于分析 B和A刚分离时A、B的受力情况，来确定弹簧的状态。
4.[来源:2021 年云南省昆明一中高考物理第六次复习试卷]如图所示，轻绳一端连接一质量为
m
的物体，另
一端固定在左侧竖直墙壁上，轻绳与竖直墙壁间夹角为
45 °
，物体右侧与一轻弹簧相连，轻弹簧另一端固
定于右侧竖直墙壁上，此时物体对光滑地面的压力恰好为零，重力加速度
g=10 m/s2
，则
A. 此时物体受四个力作用
B. 若突然撤去弹簧的瞬间，物体向左加速运动
C. 若突然剪断轻绳的瞬间，物体受 2 个力作用
D. 若突然剪断轻绳的瞬间，物体的加速度大小为
10 m/s2
【答案】D
【解析】
该题主要考查牛顿第二定律瞬时性问题。熟知瞬时性特点是解决本题的关键。
若突然撤去弹簧的瞬间，轻绳中张力发生突变；若突然剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力不会发生突变，由此分
析解题即可。
3
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