2025年高考物理一輪總復習訓練及答案

第三章第10講

提能訓練練案［15］

基礎過關練

題組一牛頓第二定律的瞬時性問題

1.細繩拴著一個質量為機的小球，小球用固定在墻上的水平彈簧支撐，小球與彈簧不粘

連。平衡時細繩與豎直方向的夾角為53。，如圖所示，以下說法正確的是(353。=0.6,sin53°

=0.8)(D)

3

A.小球靜止時彈簧的彈力大小為叩吆

3

B.小球靜止時細繩的拉力大小為『ng

C.細繩燒斷瞬間小球的加速度立即變?yōu)間

D.細繩燒斷瞬間小球的加速度立即變?yōu)閨g

4

［解析］小球靜止時，由平衡條件得彈簧的彈力F=mgtan53°=^,細繩的拉力T=

故、均錯誤；細繩燒斷瞬間彈簧的彈力不變，則小球所受的合力與燒斷前

LU〉DAB

細繩的拉力大小相等、方向相反，則此瞬間小球的加速度大小為|g,故C錯誤，D正確。

2.如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質桿連接，物塊3、4間用輕質彈簧相連，物塊1、3

質量為加,2、4質量為兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)。現將兩

木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為0、6、

03、＜24o重力加速度大小為g,則有(C)

rTy~i?I.?

A.Q1=。2=〃3=〃4=0

B.=。2=。3=〃4=g

m-\~M

C.Ql=O2=g,03=0,Q4=而一g

D?ai=g,ai=-〃g，Q3=0,Q4=—-g

［解析］在抽出木板的瞬間，由于物塊1、2用豎直剛性輕質桿連接，以物塊1、2與剛性

輕桿為整體，根據牛頓第二定律可得。=叫警=g，則有m=a2=g,由于物塊3、4間的輕

m-rM

彈簧的形變還來不及改變，此時彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為

機g,因此物塊3滿足。3=螫產=0,由牛頓第二定律得物塊4的加速度為。4=片絲=%那

，/。J.VJ.LVJ.

go故選Co

題組二超重與失重

3.小胡用手機軟件測量了電梯運行過程中的加速度，得到圖甲所示圖線（規(guī)定豎直向上為

正方向），為簡化問題，將圖線簡化為圖乙。已知/=0時電梯處于靜止狀態(tài)，則以下判斷正確

的是（C）

1.00

7"0.500

￡0.00MiiMjiiiiiiiiwr

S-0.500。二三言三巨毛亂:巨力

?-1.00

-1.50

-0.5|11111111111111111111

0.005.0010.015.020.0

時間(s)

甲乙

A.t=5s時電梯處于失重狀態(tài)

B.8?9s內電梯在做減速運動

C.10?15s內電梯在上行

D.16?17s內電梯在下行

［解析］由圖可知，5s時電梯處于超重狀杰，故A錯誤；由圖可知，8?9s內電梯做加

速度減小的加速運動，故B錯誤；由圖可知，10?15s內電梯在勻速上行，故C正確；由圖

可知，16?17s內電梯在減速上行，故D錯誤。

4.（多選）如圖甲中的塔吊是現代工地必不可少的建筑設備，圖乙為建筑材料被吊車豎直

提升過程的運動圖像（豎直向上為正方向），根據圖像下列判斷正確的是（AC）

A.在0?10s鋼索最容易發(fā)生斷裂

B.30?36s材料處于超重狀態(tài)

C.36?46s材料處于失重狀態(tài)

D.46s時材料離地面的距離最大

［解析］在0?10s過程中，材料向上加速，處于超重狀態(tài)，鋼索的拉力大于重力，在10~

30s的過程中，材料做勻速直線運動，重力大小等于拉力，30?36s的過程中，材料向上減速,

處于失重狀態(tài)，36?46s的過程中，材料向下加速，處于失重狀態(tài)，繩子的拉力小于重力，故

在0?10s鋼索最容易發(fā)生斷裂，故A、C正確，B錯誤；由題圖可知36s后材料開始向下運

動，36s時材料離地面的距離最大，故D錯誤。

題組三兩類動力學問題

5.一輛肇事汽車在無監(jiān)控的道路上緊急剎車后停了下來，路面上留下了一條車輪滑動的

磨痕。警察到現場后測出路面上車輪磨痕的長度，在不破壞現場的前提下，為了估測汽車剎車

時速度的大小，還需(A)

A.根據車胎與路面材料查找動摩擦因數數值

B.測量汽車的質量

C.測量剎車過程的時間

D.測量剎車過程的平均速度

［解析］汽車在緊急剎車后停下來，汽車做勻減速直線運動，由浮=2以，又由牛頓第二

定律得。=等=〃8,解得。=也還。測出路面上車輪磨痕的長度x,再根據車胎與路面材料

查找動摩擦因數數值〃，即可估測汽車剎車時速度的大小，與汽車的質量無關。故A正確，B

錯誤；由于無監(jiān)控，所以剎車時間無法測量，剎車過程的平均速度也無法計算，故C、D錯誤。

6.(2024弓可南洛陽聯(lián)考)如圖所示，在重大節(jié)日或活動現場會燃放大型的禮花煙火。假設禮

花彈從炮筒中豎直向上射出時的初速度是60m/s,上升過程中所受的阻力大小始終與自身重力

相等，重力加速度g取10m/s2,則禮花彈從射出到最高點所用的時間和離地面的距離分別為

(C)

A.6s,90mB.3s,180m

C.3s,90mD.6s,180m

［解析］禮花彈在上升過程中，受到豎直向下的重力和阻力，由牛頓第二定律有mg+尸

ma,根據題意有/=/ng,解得a=20m/s2,根據解得力=90m,由運動學知識得,

="=3s,選項C正確。

7.（多選）如圖所示，0a、和ad是豎直平面內三根固定的光滑細桿，0、a、b、c、d位

于同一圓周上，c為圓周的最高點，。為最低點，為圓心。每根桿上都套著一個小滑環(huán)（未

畫出），兩個滑環(huán)從。點無初速釋放，一個滑環(huán)從d點無初速釋放，用力、心△分別表示滑環(huán)

沿。a、Ob、曲到達a、5所用的時間。下列關系正確的是（BCD）

A.九=短B./2>/3

C.tl<t2D.tl=t3

［解析］設想還有一根光滑固定細桿ca,則ca、Oa、da三細桿交于圓的最低點a,三桿

頂點均在圓周上，根據等時圓模型可知，由。、。、d無初速度釋放的小滑環(huán)到達。點的時間

相等，即fca=/l=/3；而由C—a和由。-6滑動的小滑環(huán)相比較，滑行位移大小相同，初速度

均為零，但加速度acu>a。"，由可知，ti>tca,即/2>力=/3,故A錯誤，B、C、D均正確。

8.如圖甲所示，在高速公路的連續(xù)下坡路段通常會設置避險車道，供發(fā)生緊急情況的車

輛避險使用，本題中避險車道是主車道旁的一段上坡路面。一輛貨車在行駛過程中剎車失靈，

以00=90km/h的速度駛入避險車道，如圖乙所示。設貨車進入避險車道后牽引力為零，貨車

與路面間的動摩擦因數〃=0.30,取重力加速度大小g=10m/s2o

甲乙

(1)為了防止貨車在避險車道上停下后發(fā)生溜滑現象，該避險車道上坡路面的傾角e應該

滿足什么條件？設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，結果用。的正切值表示。

(2)若避險車道路面傾角為15°,求貨車在避險車道上行駛的最大距離。(已知sin15。=0.26,

cos15°=0.97,結果保留2位有效數字)

［答案］(l)tan6W0.30(2)57m

［解析］(1)對貨車進行受力分析，可得貨車所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，Ff=

lumgcos0,而貨車重力在沿斜面方向的分量為R=mgsin。；

若要貨車在避險車道上停下后不發(fā)生溜滑現象，則需要歷'F即機gsin6W〃制geos。

解得黑即tan6W〃=0.30,即當tan6W0.30時，貨車在避險車道上停下后不會發(fā)

生溜滑現象。

(2)設貨車在避險車道上的加速度為a,根據牛頓第二定律得mgsin15°+//mgcos15°=ma,

2

解得a=5.51m/so

設貨車在避險車道上行駛的最大距離為x,0o=9Okm/h=25m/s,

根據勻變速直線運動位移公式0一流=—2以，代入數據，解得x-57m。

能力綜合練

9.傾角為。的斜面固定在水平地面上，在與斜面共面的平面上方A點伸出三根光滑輕質

細桿至斜面上3、C、。三點，其中AC與斜面垂直，且NR4C=ND4c=。(。＜45。)，現有三個

質量均為m的小圓環(huán)(看作質點)分別套在三根細桿上，依次從A點由靜止滑下，滑到斜面上B、

C、。三點所用時間分別為⑶tc、tD,則(B)

A.tB>tC>tDB.tB=tC<tD

C.tB<tC<tDD.tB<tC=tD

［解析］由于NB4C=仇則可以判斷A3豎直向下，以A3為直徑作圓，由幾何關系可知

C點落在圓周上，。點落在圓周外，由等時圓的知識可知加=和＜。，故選B。

10.（多選）如圖所示，在一豎直墻角存在兩個光滑的斜面，兩斜面的夾角分別為a和

伙aW份，斜面底端在水平面的同一固定點P,底端P距豎直墻壁的距離為小現將三個小球a、

。、c（均視為質點）分別從兩個斜面的頂端及尸點的正上方同時由靜止釋放，三小球同時運動到

尸點。忽略空氣阻力，貝U（AD）

A.一定滿足a+￡=微

B.一定滿足￡=2a

C.c球釋放點距P點高度為7^

D.c球釋放點距P點高度為七；

Dm/

［解析］假設斜面傾角為仇根據運動學公式有島=&sin。/,可得焉,由

7T

于〃、6兩球下滑時間相等，則有sin2a=sin2￡,并且aWQ,則有2。+2￡=兀，可得a+￡=g,

故A正確，B錯誤；c球做自由落體運動，則有人基凡可得仁故c錯誤，

D正確。故選AD。

11.（2024.遼寧大連高三聯(lián)考）2023年H月5號CCTV報道中國正在實驗可返回重復使用

運載火箭，下圖是手機視頻截圖，左圖是加速上升階段，右圖是減速下降階段，實驗時把火箭

運動分為四個階段，第一階段發(fā)動機工作加速上升，第二階段關閉發(fā)動機減速上升，第三階段

加速下降，第四階段啟動發(fā)動機減速下降，安全降落到地面。已知火箭總質量機=2.0X103kg

保持不變，靜態(tài)實驗測得火箭發(fā)動機最大推力R=3.6X104N,第一階段發(fā)動機保持最大推力

工作fi=20s后關閉，再經過/2=10s上升到最高點，g=10m/s2,設火箭受到恒定空氣阻力

Ft,求：

(1)后的大小；

(2)火箭上升的最大高度H-,

(3)在第三階段，火箭下落一段時間為后啟動發(fā)動機，為保證火箭安全降落到地面為最長

不超過多少？(用根式表示)

［答案］(1)4000N(2)1800m(3)5?s

［解析］(1)根據牛頓第二定律，在加速上升階段R—Ff—=

在減速上升階段Fi+mg=mai

由題意<71/1=<72?2

聯(lián)立得，B的大小為Ff=4000No

(2)由⑴得ai=6m/s2,(22=12m/s2

火箭上升的最大高度為H=^a\ti+^aiti=l800mo

(3)根據牛頓第二定律，在加速下降階段機g—6=機。3

在減速下降階段F+Ff-mg=ma4

得a3=8m/s2,(74=10m/s2

加速度下降的高度為歷=53公

此時速度為f=<23/3

減速下降至地面的速度為零，則減速下降高度為無2=高

Z6Z4

又/Z1+/Z2=H

聯(lián)立得t3=5y［Tos

則為保證火箭安全降落到地面/3最