素养培优专练（一）-【金版教程】2023高考物理一轮总复习首选用卷全书word（新教材）

素养培优专练(一) 一、匀变速直线运动、相互作用在实际情境中的应用 (一)匀变速直线运动、相互作用在生产、生活中的应用 1.(2022·广东省广州市高三上阶段训练)高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.7 s，刹车的加速度大小为5 m/s2，则该ETC通道的长度约为(　　) A．4.2 m B．6.0 m C．7.8 m D．9.6 m 答案　D 解析　汽车的速度为21.6 km/h＝6 m/s，汽车在前0.3 s＋0.7 s内做匀速直线运动，位移为x1＝v0(t1＋t2)＝6×(0.3＋0.7) m＝6 m，随后汽车做匀减速运动，位移为x2＝＝ m＝3.6 m，所以该ETC通道的长度为L＝x1＋x2＝6 m＋3.6 m＝9.6 m，故A、B、C错误，D正确。 2．(2020·浙江7月选考)如图是“中国天眼”500 m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为mg、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员(　　) A．受到的重力大小为mg B．受到的合力大小为mg C．对球面的压力大小为mg D．对球面的作用力大小为mg 答案　D 解析　工作人员的质量为m，则工作人员受到的重力G＝mg，A错误；工作人员在球面上缓慢移动，处于平衡状态，受到的合力为0，B错误；工作人员所处的球面位置不水平，对工作人员进行受力分析如图所示，由平衡条件可知，工作人员受到的支持力N＝(G－F)cosθ＝mgcosθ，根据牛顿第三定律得，工作人员对球面的压力N′小于mg，C错误；由平衡条件可得，球面对工作人员的作用力F球＝mg－mg＝mg，再由牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为F′＝mg，D正确。 3.(2022·湖北省黄冈市高三上9月调研考试)如图所示，是内燃机汽缸内的燃气推动活塞运动的示意图。假设活塞从汽缸的顶部向底部匀速运动过程中，气体对活塞的合力F大小恒定、方向向下，汽缸与活塞之间的摩擦可忽略。则在连杆与竖直方向的夹角θ增大的过程中，下列说法正确的是(　　) A．汽缸壁对活塞的作用力方向向左 B．汽缸壁对活塞的作用力减小 C．活塞对连杆的作用力减小 D．活塞对连杆的作用力增大 答案　D 解析　活塞匀速下滑，受力平衡，因连杆对活塞的作用力有水平向左的分量，可知汽缸壁对活塞的作用力方向向右，A错误；对活塞受力分析可知，竖直方向有F＋mg＝Tcosθ，水平方向有FN＝Tsinθ，则随着θ角的增大，连杆对活塞的作用力T增大，汽缸壁对活塞的作用力FN增大，D正确，B、C错误。 4．(多选)为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下(不计空气阻力)，下列措施能算出楼房高度的是(　　) A．测出石块下落到地面所用的总时间 B．测出石块经过楼上一个1.8 m高的窗户所用的时间 C．测出石块落地前最后1 s内的位移 D．测出石块通过最后1 m所用的时间 答案　ACD 解析　测出石块下落到地面所用的总时间t，根据自由落体运动的位移与时间的关系式h＝gt2，即可算出楼房的高度，A正确；测出石块经过楼上一个1.8 m高的窗户所用的时间，只能求出楼顶到窗户的相关物理量，无法求出楼房的高度，B错误；测出石块落地前最后1 s内的位移，可求得最后1 s内的平均速度，即为落地前0.5 s时的瞬时速度，根据v＝v0＋gt可求出落地速度，最后根据v2＝2gh可求出楼房高度，C正确；测出石块通过最后1 m所用的时间Δt，根据位移与时间的关系式h＝gt2，得gt2－g(t－Δt)2＝1 m，可求出石块下落到地面所用的总时间t，代入位移与时间的关系式即可求出楼房高度，D正确。 (二)匀变速直线运动、相互作用在体育运动、活动中的应用 5．(2022·浙江省浙南名校联盟高三上第一次联考)2021年8月8日东京奥运会闭幕，中国代表团共获得38金32银18铜，创下了海外奥运的最佳战绩。下列情况下运动员可视为质点的是(　　) A．女子马拉松游泳10公里比赛中，教练测算运动员的平均速度 B．女子10米跳台跳水比赛中，观众欣赏运动员完成407C的跳水动作 C．男子73公斤级举重比赛中，教练分析运动员挺举时的技术动作 D．男子50公里竞走比赛中，裁判对运动员双脚是否同时腾空进行裁决 答案　A 解析　教练测算运动员的平均速度时，运动员自身的大小和形状可以忽略，运动员可视