新高考物理二轮复习三模题型分类汇编专题03 牛顿运动定律（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理二轮复习三模题型分类汇编专题03 牛顿运动定律（2份，原卷版+解析版）
1．（2025·江西景德镇·三模）潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减，潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”。我海军某潜艇在执行任务期间，突然遭遇“掉深”，全艇官兵紧急自救脱险，创造了世界潜艇史上的奇迹。总质量为的某潜艇，在高密度海水区域距海平面200m，距海底112.5m处沿水平方向缓慢潜航，如图所示。当该潜艇驶入低密度海水区域A点时，浮力突然降为，10s后，潜艇官兵迅速对潜艇减重（排水），结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮，避免了一起严重事故。已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为，重力加速度g取，假设潜艇减重的时间忽略不计，海底平坦，求：

(1)潜艇“掉深”10s时的速度；
(2)潜艇减重排出水的质量。（结果取2位有效数字）
2．（2025·新疆·三模）小明站在水平放置于电梯内的电子秤上，电梯静止时电子秤的示数为500N。电梯从t＝0时由静止开始运动，t＝18s时静止，电子秤的示数F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．电梯处于上升状态B．电梯减速阶段的加速度大小为
C．16s~18s，电子秤的示数为600ND．0~18s，电梯运行的总位移为30m
3．（2025·重庆·三模）小明用如图所示的装置探究水平风力对平抛物体运动的影响，将一弹簧枪水平固定在风洞内距水平地面高度处，质量的小球以速度从弹簧枪枪口水平射出，小球在空中运动过程中始终受到大小不变、水平向左的风力作用、小球落到地面上的A点，A点与弹簧枪枪口水平距离。重力加速度。求：
(1)小球落地所需时间和小球所受风力的大小；
(2)小球落地时的动能。
4．（2025·山东潍坊·三模）如图所示，某工厂设计了改变传送方向的传输装置，由倾角表面粗糙的固定斜槽和水平传送带组成，斜槽与传送带垂直，末端与传送带在同一水平面上且无缝对接。按照设计要求，传送带以恒定速度向前方运动，现将可视为质点的物块，从斜槽顶点处无初速度释放，物块通过斜槽底端衔接处速度大小不变，物块在传送带中线位置最终相对传送带静止。已知斜槽高度，物块与斜槽间的动摩擦因数，物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，。求：
(1)物体在斜槽上运动的时间；
(2)水平传送带宽度。
斜面模型
5．（2025·辽宁·三模）如图所示，一倾角为30°、足够长的斜面体固定在水平地面上，斜面上并排放置两个不粘连的小物块A、B，两物块在沿斜面向上、大小的恒力作用下，由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，恒力作用后撤去。已知物块A、B的质量分别为、，物块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为、，物块与斜面间的静摩擦因数略大于，物块B与斜面间的静摩擦因数略小于，物块A、B间的碰撞为弹性正碰且碰撞时间极短，两物块均可视为质点，取重力加速度大小，求：
(1)撤去时物块A、B的速度大小；
(2)两物块在第一次碰撞前瞬间物块B的速度大小；
(3)物块A、B在前两次碰撞之间的最大距离。
连接体模型
6．（2025·四川内江·三模）如图，质量为m的小滑块a静置于质量为M的粗糙斜劈b的斜面上，斜面倾角为，a、b间动摩擦因数，最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力。现对a施加一与斜面始终平行的外力F，斜劈b一直静止于粗糙的水平面c上。重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ）
A．若且为水平方向时，小滑块a仍静止
B．若且为水平方向时，则a的加速度大小为
C．若改变外力F的大小和方向，当a匀速上滑时，b、c间摩擦力为零
D．若改变外力F的大小和方向，则b对c的最小压力为
7．（2025·广西·三模）野外山地滑雪是一项既危险又充满刺激的挑战运动。如图所示，山区某一滑雪道由坡道AB、水平道BC和缓冲道CD三段组成，且各段均平滑连接，坡道倾角θ=37°，缓冲道为一段半径R=15m的圆弧。一质量为m（含装备）=60kg的滑雪者从坡道上的A点由静止开始自由滑下，最终恰好能到达缓冲道上的D点，已知坡道上AB两点相距20m，滑雪者在坡道上所受阻力恒定，大小为所受支持力的k倍，k=0.05，圆弧CD所对的圆心角也为θ，不计空气阻力，当地重力加速度g取，，，求：
(1)滑雪者滑至B点时的速度大小（用根式表示）；
(2)滑雪者从B点经C滑至D点的过程克服阻力所做的功。
8．（2025·浙江绍兴·三模）如图所示，倾角为的斜面上有一质量为的小物块于点静止释放，物块与斜面的动摩擦因数（为常数、为斜面上任意位置到点的距离），小物块于点（图中未标出）达到最大速度并最终停在点，为斜面上关于的对称点，下列说法正确的是（ ）
A．之间的距离为
B．之间的距离大于之间的距离
C．之间所用的时间小于之间所用的时间
D．若小物块从向上运动恰能到点，则初速度为
9．（2025·广西柳州·三模）如图所示，一带正电的滑块以某一初速度沿固定绝缘斜面下滑，时刻进入方向竖直向下的匀强电场区域，滑块运动的速度时间（）图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（2025·辽宁鞍山·三模）如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角为，B、C两小球通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，放在倾角为带有挡板的固定光滑斜面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，保证滑轮两侧细线均与斜面平行，且C球与挡板接触。已知A的质量为2m，B的质量为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。现释放A球，求：
(1)初始时，弹簧形变量的大小；
(2)A沿斜面下滑的最大速度；
(3)A沿斜面下滑至位移最大时，C对挡板的压力大小。
11．（2025·河北·三模）在水平面上放置一个质量为的滑块，其上方有一个光滑的圆弧形凹槽，质量也为的圆柱恰好能放置在光滑的圆弧形凹槽中，截面图如图所示，圆柱截面的圆心与滑块接触的左端点的连线跟竖直方向的夹角为。用不可伸长的轻绳跨过定滑轮，将质量为的物块与滑块连接起来，轻绳张紧后由静止释放物块。已知滑块离定滑轮较远，轻绳与水平面保持平行，滑块在水平面上的动摩擦因数为，不计空气阻力及绳与定滑轮之间的摩擦，，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．圆柱与滑块之间会发生相对滑动
B．滑块对圆柱的作用力大小为
C．将物块换成质量为的物块，圆柱与滑块之间发生相对滑动
D．如果滑块在水平面上的动摩擦因数可以改变，当取合适的值，圆柱与滑块之间可能发生相对滑动
12．（2025·湖北荆州·三模）安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图所示。当敏感臂处于水平状态时，卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为，敏感球的质量为m，重力加速度大小为g，设小车的加速度大小达到a时，安全带刚好自动锁定。忽略敏感球受到的摩擦力。则（ ）
A．小车匀速运动会触发安全带自动锁定B．小车向右加速会触发安全带自动锁定
C．斜面倾角的正切值为D．斜面倾角的正切值为
13．（2025·四川攀枝花·三模）如图所示，倾角为30°的光滑固定斜面顶端固定有轻质光滑滑轮，A、B两可视为质点的小球用跨过滑轮的不可伸长的轻质细绳连接，滑轮与A球之间的轻绳与斜面平行、与B球之间的轻绳竖直。由静止释放两球，释放后的瞬间B球的加速度大小为，已知重力加速度为g，则A、B两球的质量之比可能是（ ）
A．2∶5B．4∶5C．4∶1D．8∶1
14．（2025·重庆·三模）如图所示，一列玩具小火车静止在光滑水平轨道上，甲、乙两节车厢用一质量不可忽略的硬杆相连，甲、乙的质量相等且大于硬杆的质量，甲车厢受到水平向左的拉力，乙车厢受到水平向右的拉力，硬杆对甲、乙的作用力大小分别为、，下列说法正确的是（ ）
A．当时，B．当时，
C．当时，D．当时，
15．（2025·山西晋中·三模）如图所示，一辆运输集装箱的卡车在倾角为的斜面上运动，箱子的顶部用细线挂了一个小球，某个时刻悬挂小球的细线与虚线的夹角为（虚线垂直于车厢底面），小球与卡车相对静止。重力加速度为，关于汽车的运动，下列说法正确的是（ ）
A．若卡车匀速开下斜坡，则B．若卡车匀减速开下斜坡，则
C．当时，卡车的加速度大小D．当时，卡车的加速度大小
16．（2025·吉林长春·三模）如图，光滑水平面上有一质量为足够长的板，两质量均为的物块B、C与间的动摩擦因数分别为，物块B、C间连接劲度系数的轻质弹簧，调节B、C间距离，使其压缩一定长度，然后将B、C同时释放。重力加速度取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，求：
(1)当初始压缩量时，释放瞬间的加速度大小。
(2)若要C相对A滑动，求初始压缩量的最小值。
17．（2025·甘肃白银·三模）如图所示，A、B、C三个物体的质量分别为1kg、1kg、2kg，所有接触面的摩擦均不计，绳、滑轮的质量也不计，重力加速度，则由静止释放物体C的瞬间，A、B、C三个物体的加速度大小分别是（ ）
A．=5m/s2，=5m/s，=5m/s2B． =10m/s2，=10m/s2，=0
C． =5m/s2，=5m/s2，=10m/s2D． =10m/s2，=10m/s2，=5m/s2
传送带模型
18．（2025·辽宁·三模）如图所示，以的速度顺时针匀速转动的水平传送带，右侧连接一光滑水平面，上有一静止小球，小球质量。质量的物体由左侧开始运动，滑到传送带上的A点时速度大小；物体和传送带之间的动摩擦因数，传送带AB之间的距离，小球距B点间距为0.2m。物体与小球、发生弹性正碰，重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．物体第一次与小球碰撞后，在传送带上向左滑行的最大距离为0.4m
B．整个运动过程中，物块与传送带摩擦生热3.2J
C．经过足够长的时间之后，物块与小球间的距离为2m
D．若调整物块质量，使其在第一次碰撞后能追上小球，则其质量取值范围为
19．（2025·辽宁·三模）如图，与水平面夹角为的倾斜传送带以恒定速率顺时针转动，传送带右端上方的挡板上固定着一个与传送带平行的轻弹簧，质量为的小物块P随传送带一起向下匀速运动，P接触弹簧后弹簧的最大压缩量为，设P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。从接触弹簧开始，到第一次弹簧压缩到最短的过程中（ ）
A．P一直做减速运动最终静止不动
B．P先做匀速运动后做减速运动
C．传送带对P做功的功率先减小后变大再变小
D．弹簧的最大弹性势能等于
20．（2025·河南郑州·三模）如图所示，一水平光滑平面与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接，右侧一处于压缩状态的轻质弹簧与一质量为m的小滑块接触（不相连），释放后滑块以速度v滑上传送带，滑块运动一段时间后返回并压缩弹簧，已知返回后弹簧的最大压缩量是初始压缩量的一半。已知弹簧弹性势能，不计空气阻力，则（ ）
A．传送带匀速转动的速度大小为
B．经过足够长的时间，滑块最终静止于水平面上
C．滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为
D．滑块第三次在传送带上运动的整个过程中传送带对滑块的冲量为
21．（2025·重庆·三模）如图所示，在长度的水平传送带中央有两个小物块A、B，质量分别为、，两物块与传送带间的动摩擦因数均为，两物块中央夹有储存了15J能量的微小弹性装置（不计弹性装置的长度），在外力作用下两物块保持静止。竖直面内固定一半径的光滑圆弧轨道，在最高点D与传送带平滑连接，E点位于水平地面上，水平地面足够长。若撤去对中央两物块的外力，弹性装置在较短时间内把两物块弹开，弹开两物块后，取走弹性装置并立即让传送带以的速度顺时针匀速转动。A物块落在水平地面上后不再运动，B物块每次与水平地面发生连续碰撞时，水平方向速度不变，竖直方向速度连续发生衰减。当B物块与地面发生第n次碰撞时，碰后瞬间竖直方向的速度大小与第一次碰前瞬间竖直方向的速度大小满足关系式。重力加速度，忽略空气阻力，将物块视为质点。求：
(1)弹性装置把A、B物块弹开后瞬间两物块的速度大小、；
(2)A、B物块第一次离开传送带的速度大小、以及B物块与传送带间因摩擦而产生的热量Q；
(3)在B物块与地面第n次碰撞时，A物块落点与E点的距离以及B物块落点与E点的距离。
22．（2025·安徽·三模）轮船运输过程中常用传送带将船舱里的货物输送到码头，工作人员将货物轻放在传送带的底端，由传送带传送到顶端，随后由其它工作人员完成装车任务。可以简化为如图所示模型，图甲为倾角37°的传送带，在电动机的带动下以一定的速度稳定运行，电动机的内阻不计。货物质量M=50kg，从轻放在传送带底端A处开始计时，10s时到达顶端B，其运动过程的v-t图像如图乙，g取10m/s²，sin37°=0.6，则货物从A运动到B的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．货物与传送带之间的摩擦力大小始终不变
B．货物机械能的增加量为4500J
C．货物与传送带之间因摩擦产生的热量为1600J
D．传送货物过程中电动机多消耗的电能为6400J
23．（2025·吉林长春·三模）一水平传送带长，以恒定速率顺时针匀速转动。在传送带左端每隔轻轻地放上相同的小物块（可视为质点），小物块的质量，与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度大小，从第1个小物块到达传送带最右端（仍在传送带上）开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．内，传送带上小物块均受到摩擦力作用
B．每个物块在传送带上匀速运动的时间为
C．时刻，传送带上共计有5个小物块
D．内，所有小物块对传送带的摩擦力做的总功为
24．（2025·海南·三模）当今社会，机器人在工业生产中发挥了巨大作用，图1为一个工厂的传送带旁机器人在收集搬运流水线上的箱子，该过程可简化为图2所示的示意图。水平传送带以1m/s的速度顺时针匀速转动，在传送带左端每隔0.5s放上来一个边长为0.2m的正方体箱子，刚放上来时速度为零，机器人在传送带右端伸出一只手A静止等待并拦住箱子，箱子与手接触后立即静止，待三个箱子挨在一起后，机器人立即伸出另一只手B，和手A一起将三个箱子搬离传送带。随后再伸出手A等待箱子，重复收集和搬运的工作。已知传送带长10m，箱子与传送带间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取，不计空气阻力，则（ ）
A．箱子从放上到被搬离，与传送带间的摩擦力依次为滑动摩擦力、静摩擦力、滑动摩擦力
B．机器人从手A接触箱子到手B接触箱子，用时1s
C．传送带上相邻的箱子（不包括B、A之间的箱子）之间的最小间隙为0.25m
D．传送带上相邻的箱子之间的最大间隙为0.3m
25．（2025·陕西商洛·三模）如图所示，与水平面的夹角为30°的倾斜传送带以恒定速率v4m/s顺时针转动，上端与一倾角也为30°的足够长的固定斜面平滑连接，物块从传送带底端以大小v03m/s的速度沿传送带向上滑上斜面。物块与斜面、传送带间的动摩擦因数相同。从物块刚滑上传送带开始计时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。关于物块在传送带和斜面上滑动的速度随时间变化的关系图像，下列组合中全部可能正确的是（ ）
A．①②⑦B．②③⑦C．①④⑥D．③④⑤
板块模型
26．（2025·湖北·三模）如图所示，长木板C固定在水平地面上，物块A、B以相同大小的初速度v=4m/s同时从C的左右两端开始相向运动，物块A的质量为与C之间的动摩擦因数为物块B的质量为与C之间的动摩擦因数为μ₂=0.4，A、B可视为质点，重力加速度大小求：
(1)若A、B未相撞，长木板C的最小长度；
(2)若A、B能相撞且相撞后结合为一个整体，碰撞时间极短，A、B没有从长木板C上掉下，A、B碰后运动位移的最大值是多少；
(3)若长木板C未固定且地面光滑，C的质量为A、B没有发生碰撞，则A与C之间因摩擦产生的热量是多少。
27．（2025·河北·三模）如图所示，在倾角为的足够长的斜面上有一个质量为的长木板，长木板与斜面之间的动摩擦因数为。将长木板由静止释放，经过，将一质量为的物块无初速度地放到距长木板底端处。已知物块最终从长木板底端滑出，物块与长木板之间的动摩擦因数为，重力加速度为，不计空气阻力，物体体积较小，计算时可视为质点。
(1)刚放上物块的瞬间，求长木板的加速度的大小；
(2)求物块在长木板上滑行的时间；
(3)求整个过程中物块和长木板之间产生的热量。
28．（2025·福建莆田·三模）如图所示，长为、质量为的长木板置于光滑水平平台上，长木板的左端与平台左端对齐，质量为的物块放在长木板上表面的左端，长木板的上表面离地面的高度为。先将长木板锁定，让质量为的小球在地面上的点斜向右上与水平方向成角抛出，小球沿水平方向与物块发生弹性碰撞，碰撞后，物块滑离长木板时速度为、碰撞后一瞬间的速度的，重力加速度取。求：
(1)小球与物块碰撞前一瞬间的速度大小；
(2)物块与长木板上表面的动摩擦因数；
(3)解除长木板的锁定，让小球仍从点以原速度抛出，小球与物块碰撞后，物块与长木板的最终速度大小。
29．（2025·四川乐山·三模）如图所示，质量为的B物体放在光滑平台上，质量为、长度未知的长木板放置在光滑水平面上，距离固定在水平面上半径为的四分之一圆弧形曲面足够远，长木板上端和曲面最低点在同一水平高度。固定在弹簧上质量为的A物体将弹簧压缩后释放，弹簧恢复原长时A、B发生弹性碰撞。碰后B滑上长木板，B与长木板之间的动摩擦因数，当B滑至长木板上某处时恰好与木板相对静止，该位置与长木板右端的距离为。随后木板撞上圆弧曲面并立即静止，物体B恰好滑到圆弧曲面的最高点。已知重力加速度为，A、B均可视为质点，求：
(1)物体B在圆弧曲面最低点对曲面的压力；
(2)长木板的长度；
(3)最初A压缩弹簧时弹簧所具有的弹性势能。
30．（2025·河南新乡·三模）如图所示，水平地面上有一木板M，其左端固定一电磁铁装置P，右端固定一挡板Q，在P的右端有一质量为m的铁质物块N，M、P、Q的总质量为2m。装置P初始时不通电，其右端在受到碰撞瞬间会接通电源产生较强的磁性，能吸紧铁质物块且不再分开。已知P的右端到Q之间的距离为L，N与M接触面光滑，M与地面之间的动摩擦因数为μ，N可视为质点，重力加速度为g。现整个装置在水平外力的作用下，以恒定速度向右做直线运动，某时刻撤去外力，则
(1)撤去外力瞬间，M的加速度大小；
(2)若在M的速度第一次为零之前，N未和Q发生碰撞，求恒定速度v的取值范围；
(3)若，N和Q碰撞时没有能量损失，求撤去外力后的整个过程M与地面摩擦产生的热量。
31．（2025·陕西安康·三模）如图甲所示，水平地面上有一足够长木板，将一小物块放在长木板右端，给长木板施加一水平向右的变力F，长木板及小物块的加速度a随变力F变化的规律如图乙所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．小物块与长木板间的动摩擦因数为B．长木板与地面间的动摩擦因数为
C．小物块的质量为D．长木板的质量为
32．（2025·江西九江·三模）如图所示，两光滑轨道Ⅰ、Ⅱ的起点M、终点N位置均相同，轨道Ⅰ的末端与水平面相切于N点。将两个相同的小球a、b分别放在Ⅰ、Ⅱ两轨道的起点M，同时由静止释放。下列描述两小球在轨道运动过程中速率v与时间t、速率平方与下滑高度h的关系图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．