2025年高考物理一轮总复习训练及答案

第三章第10讲

提能训练练案［15］

基础过关练

题组一牛顿第二定律的瞬时性问题

1.细绳拴着一个质量为机的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘

连。平衡时细绳与竖直方向的夹角为53。，如图所示，以下说法正确的是(353。=0.6,sin53°

=0.8)(D)

3

A.小球静止时弹簧的弹力大小为叩吆

3

B.小球静止时细绳的拉力大小为『ng

C.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g

D.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为|g

4

［解析］小球静止时，由平衡条件得弹簧的弹力F=mgtan53°=^,细绳的拉力T=

故、均错误；细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前

LU〉DAB

细绳的拉力大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为|g,故C错误，D正确。

2.如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3

质量为加,2、4质量为两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两

木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为0、6、

03、＜24o重力加速度大小为g,则有(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］在抽出木板的瞬间，由于物块1、2用竖直刚性轻质杆连接，以物块1、2与刚性

轻杆为整体，根据牛顿第二定律可得。=叫警=g，则有m=a2=g,由于物块3、4间的轻

m-rM

弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为

机g,因此物块3满足。3=螫产=0,由牛顿第二定律得物块4的加速度为。4=片丝=%那

，/。J.VJ.LVJ.

go故选Co

题组二超重与失重

3.小胡用手机软件测量了电梯运行过程中的加速度，得到图甲所示图线（规定竖直向上为

正方向），为简化问题，将图线简化为图乙。已知/=0时电梯处于静止状态，则以下判断正确

的是（C）

1.00

7"0.500

£0.00MiiMjiiiiiiiiwr

S-0.500。二三言三巨毛乱:巨力

«-1.00

-1.50

-0.5|11111111111111111111

0.005.0010.015.020.0

时间(s)

甲乙

A.t=5s时电梯处于失重状态

B.8〜9s内电梯在做减速运动

C.10〜15s内电梯在上行

D.16〜17s内电梯在下行

［解析］由图可知，5s时电梯处于超重状杰，故A错误；由图可知，8〜9s内电梯做加

速度减小的加速运动，故B错误；由图可知，10〜15s内电梯在匀速上行，故C正确；由图

可知，16〜17s内电梯在减速上行，故D错误。

4.（多选）如图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为建筑材料被吊车竖直

提升过程的运动图像（竖直向上为正方向），根据图像下列判断正确的是（AC）

A.在0〜10s钢索最容易发生断裂

B.30〜36s材料处于超重状态

C.36〜46s材料处于失重状态

D.46s时材料离地面的距离最大

［解析］在0〜10s过程中，材料向上加速，处于超重状态，钢索的拉力大于重力，在10~

30s的过程中，材料做匀速直线运动，重力大小等于拉力，30〜36s的过程中，材料向上减速,

处于失重状态，36〜46s的过程中，材料向下加速，处于失重状态，绳子的拉力小于重力，故

在0〜10s钢索最容易发生断裂，故A、C正确，B错误；由题图可知36s后材料开始向下运

动，36s时材料离地面的距离最大，故D错误。

题组三两类动力学问题

5.一辆肇事汽车在无监控的道路上紧急刹车后停了下来，路面上留下了一条车轮滑动的

磨痕。警察到现场后测出路面上车轮磨痕的长度，在不破坏现场的前提下，为了估测汽车刹车

时速度的大小，还需(A)

A.根据车胎与路面材料查找动摩擦因数数值

B.测量汽车的质量

C.测量刹车过程的时间

D.测量刹车过程的平均速度

［解析］汽车在紧急刹车后停下来，汽车做匀减速直线运动，由浮=2以，又由牛顿第二

定律得。=等=〃8,解得。=也还。测出路面上车轮磨痕的长度x,再根据车胎与路面材料

查找动摩擦因数数值〃，即可估测汽车刹车时速度的大小，与汽车的质量无关。故A正确，B

错误；由于无监控，所以刹车时间无法测量，刹车过程的平均速度也无法计算，故C、D错误。

6.(2024弓可南洛阳联考)如图所示，在重大节日或活动现场会燃放大型的礼花烟火。假设礼

花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度是60m/s,上升过程中所受的阻力大小始终与自身重力

相等，重力加速度g取10m/s2,则礼花弹从射出到最高点所用的时间和离地面的距离分别为

(C)

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

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

［解析］礼花弹在上升过程中，受到竖直向下的重力和阻力，由牛顿第二定律有mg+尸

ma,根据题意有/=/ng,解得a=20m/s2,根据解得力=90m,由运动学知识得,

="=3s,选项C正确。

7.（多选）如图所示，0a、和ad是竖直平面内三根固定的光滑细杆，0、a、b、c、d位

于同一圆周上，c为圆周的最高点，。为最低点，为圆心。每根杆上都套着一个小滑环（未

画出），两个滑环从。点无初速释放，一个滑环从d点无初速释放，用力、心△分别表示滑环

沿。a、Ob、曲到达a、5所用的时间。下列关系正确的是（BCD）

A.九=短B./2>/3

C.tl<t2D.tl=t3

［解析］设想还有一根光滑固定细杆ca,则ca、Oa、da三细杆交于圆的最低点a,三杆

顶点均在圆周上，根据等时圆模型可知，由。、。、d无初速度释放的小滑环到达。点的时间

相等，即fca=/l=/3；而由C—a和由。-6滑动的小滑环相比较，滑行位移大小相同，初速度

均为零，但加速度acu>a。"，由可知，ti>tca,即/2>力=/3,故A错误，B、C、D均正确。

8.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00=90km/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〃=0.30,取重力加速度大小g=10m/s2o

甲乙

(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e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。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sin15。=0.26,

cos15°=0.97,结果保留2位有效数字)

［答案］(l)tan6W0.30(2)57m

［解析］(1)对货车进行受力分析，可得货车所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，Ff=

lumgcos0,而货车重力在沿斜面方向的分量为R=mgsin。；

若要货车在避险车道上停下后不发生溜滑现象，则需要历'F即机gsin6W〃制geos。

解得黑即tan6W〃=0.30,即当tan6W0.30时，货车在避险车道上停下后不会发

生溜滑现象。

(2)设货车在避险车道上的加速度为a,根据牛顿第二定律得mgsin15°+//mgcos15°=ma,

2

解得a=5.51m/so

设货车在避险车道上行驶的最大距离为x,0o=9Okm/h=25m/s,

根据匀变速直线运动位移公式0一流=—2以，代入数据，解得x-57m。

能力综合练

9.倾角为。的斜面固定在水平地面上，在与斜面共面的平面上方A点伸出三根光滑轻质

细杆至斜面上3、C、。三点，其中AC与斜面垂直，且NR4C=ND4c=。(。＜45。)，现有三个

质量均为m的小圆环(看作质点)分别套在三根细杆上，依次从A点由静止滑下，滑到斜面上B、

C、。三点所用时间分别为⑶tc、tD,则(B)

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

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

［解析］由于NB4C=仇则可以判断A3竖直向下，以A3为直径作圆，由几何关系可知

C点落在圆周上，。点落在圆周外，由等时圆的知识可知加=和＜。，故选B。

10.（多选）如图所示，在一竖直墙角存在两个光滑的斜面，两斜面的夹角分别为a和

伙aW份，斜面底端在水平面的同一固定点P,底端P距竖直墙壁的距离为小现将三个小球a、

。、c（均视为质点）分别从两个斜面的顶端及尸点的正上方同时由静止释放，三小球同时运动到

尸点。忽略空气阻力，贝U（AD）

A.一定满足a+£=微

B.一定满足£=2a

C.c球释放点距P点高度为7^

D.c球释放点距P点高度为七；

Dm/

［解析］假设斜面倾角为仇根据运动学公式有岛=&sin。/,可得焉,由

7T

于〃、6两球下滑时间相等，则有sin2a=sin2£,并且aWQ,则有2。+2£=兀，可得a+£=g,

故A正确，B错误；c球做自由落体运动，则有人基凡可得仁故c错误，

D正确。故选AD。

11.（2024.辽宁大连高三联考）2023年H月5号CCTV报道中国正在实验可返回重复使用

运载火箭，下图是手机视频截图，左图是加速上升阶段，右图是减速下降阶段，实验时把火箭

运动分为四个阶段，第一阶段发动机工作加速上升，第二阶段关闭发动机减速上升，第三阶段

加速下降，第四阶段启动发动机减速下降，安全降落到地面。已知火箭总质量机=2.0X103kg

保持不变，静态实验测得火箭发动机最大推力R=3.6X104N,第一阶段发动机保持最大推力

工作fi=20s后关闭，再经过/2=10s上升到最高点，g=10m/s2,设火箭受到恒定空气阻力

Ft,求：

(1)后的大小；

(2)火箭上升的最大高度H-,

(3)在第三阶段，火箭下落一段时间为后启动发动机，为保证火箭安全降落到地面为最长

不超过多少？(用根式表示)

［答案］(1)4000N(2)1800m(3)5®s

［解析］(1)根据牛顿第二定律，在加速上升阶段R—Ff—=

在减速上升阶段Fi+mg=mai

由题意<71/1=<72?2

联立得，B的大小为Ff=4000No

(2)由⑴得ai=6m/s2,(22=12m/s2

火箭上升的最大高度为H=^a\ti+^aiti=l800mo

(3)根据牛顿第二定律，在加速下降阶段机g—6=机。3

在减速下降阶段F+Ff-mg=ma4

得a3=8m/s2,(74=10m/s2

加速度下降的高度为历=53公

此时速度为f=<23/3

减速下降至地面的速度为零，则减速下降高度为无2=高

Z6Z4

又/Z1+/Z2=H

联立得t3=5y［Tos

则为保证火箭安全降落到地面/3最