专题15 直线和曲线运动-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（山东专用）

专题15 直线和曲线运动 1、（2024·烟台市招远市高考三模）在非洲的干旱草原和半沙漠地带有一种猫科动物狞猫，狞猫跳跃能力极强，奔跑速度快，能捉降落或起飞时的鸟类。某次狞猫在捕食树上的鸟时，先慢慢趴低身体，使身体贴近地面，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，狞猫在离开地面前，其加速度a与重心上升高度h的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则狞猫离地后重心上升的最大高度为（ ） A 1.5m B. 3m C. 4.5m D. 6m 2、（2024·滨州市高考三模）汽车行驶时应与前车保持一定的安全距离，通常情况下，安全距离与驾驶者的反应时间和汽车行驶的速度有关。郭老师采用如下方法在封闭平直道路上测量自己驾驶汽车时的反应时间：汽车以速度匀速行驶，记录下从看到减速信号至汽车停下的位移；然后再以另一速度匀速行驶，记录下从看到减速信号至汽车停下的位移，假设两次实验的反应时间不变，加速度相同且恒定不变。可测得郭老师的反应时间为（　　） A. B. C. D. 3、（2024·潍坊市高考三模）2024潍坊市足球联赛于3月24日在潍坊四中和利昌学校开赛。在赛前训练中，运动员将足球用力踢出，足球沿直线在草地上向前滚动，其运动可视为匀变速运动，足球离脚后，在0 ~ t时间内位移大小为2x，在t ~ 3t时间内位移大小为x。则足球的加速度大小为（ ） A. B. C. D. 4、（2024·济南市高考三模）某同学将排球垫起，排球以某一初速度竖直向上运动，然后下落回到出发点。已知排球在运动过程中所受空气阻力大小恒定，竖直向上为正方向，下列描述排球的速度随时间的变化关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5、（2024·潍坊市高考三模）如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其v2与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2 B. 表演者一直处于超重状态 C. 表演者上升5m时获得最大速度 D. 表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动 6、（2024·德州市一中高考三模）在空间技术发展过程中，喷气背包曾经作为宇航员舱外活动的主要动力装置，它能让宇航员保持较高的机动性。如图所示，宇航员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，启动喷气背包，压缩气体通过横截面积为S的喷口以速度持续喷出，宇航员到达舱门时的速度为。若宇航员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后宇航员和装备质量的变化，忽略宇航员的速度对喷气速度的影响以及喷气过程中压缩气体密度的变化，则喷出压缩气体的密度为（　　） A. B. C. D. 7、（2024·山东省实验中学高考三模）如图所示为某种电梯结构的简化示意图。某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作，测得轿厢A从静止开始下降25m用时5s。已知轿厢A质量为600kg，忽略滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 轿厢A下降过程中处于完全失重状态 B. 配重B的质量为480kg C. 配重B的质量为500kg D. 轿厢A以2m/s的速度匀速上升时，电动机输出的机械功率为4kW 8、（2024·青岛市高考三模）如图，多辆车在路口停止线后依次排列等候绿灯，第一辆车的前端刚好与路口停止线相齐，且每辆车的尾部与相邻后车的前端距离均为1m。为了安全，前车尾部与相邻后车前端距离至少为5m时后车才能开动。已知车长均为4m，开动后车都以2m/s2的加速度做匀加速直线运动直到离开路口。绿灯亮起瞬间，第一辆车立即开动，下列说法正确的是（　　） A. 第二辆车刚开动时，第一辆车已行驶的时间至少为 B. 第六辆车前端刚到达停止线时的速度大小为 C. 从绿灯刚亮起到第六辆车刚开动所需时间至少为12s D. 从绿灯刚亮起到第六辆车前端与停止线相齐所需最短时间为15s 9、（2024·济宁市高考三模）智能寻迹小车目前被应用于物流配送等多个领域，为测试不同寻迹小车刹车性能，让它们在图甲中A点获得相同的速度，并沿直线AB刹车，最终得分为刹车停止时越过的最后一条分值线对应的分数，每相邻分值线间距离为0.5m。某小车M测试时恰好停止于100分分值线，该车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图乙所示，小车均可视为质点。下列说法正确的是（　　） A. 小车M刹车过程中加速度大小为 B. A点距100分分值线的距离为2m C. 1s时小车M速度为 D. 若某小车恰好匀减速停止于96分分值线，则该车的加速度大小为 10、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）某快递公司用无人驾驶小车在平直道路上转运货物，该小车自静止开始加速到一定速度后匀速行驶，快接近终点时关闭发动机减速行驶。已知关闭发动机前小车的输出功率不变，整个运动过程受到的阻力不变，减速阶段的加速度大小恒为a；小车后轮半径是前轮半径的2倍，匀速行驶阶段后轮的转速为n。则小车在加速阶段的加速度大小为2a时前轮的转速为（　　） A. B. C. D. 2n 11、（2024·烟台市招远市高考三模）跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度L=6m，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高h=0.8m，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，飞跃过程中人距地面的最大高度为H=2.05m，重力加速度g取10m/s2，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ） A. 人助跑的距离为3.6m B. 人助跑的距离为3m C. 人刚离开墙壁时的速度大小为6m/s D. 人刚离开P点时的速度方向与竖直方向夹角的正切值为 12、（2024·泰安市高考三模）如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面AB固定在水平面上，现将一弹力球从斜面的顶端A点以初速度v0=10m/s水平向右抛出，弹力球恰好落在斜面的底端B点。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。 （1）求斜面的长度； （2）若弹力球与斜面碰撞时，沿斜面方向的速度不变，垂直斜面方向的速度大小不变，方向反向，现仅调整弹力球从A点水平抛出时的速度大小，使弹力球与斜面碰撞1次后仍能落到B点，求调整后弹力球水平抛出的速度大小。 13、（2024·烟台市招远市高考三模）如图所示，MN为半径为r的圆弧路线，NP为长度19r的直线路线，为半径为4r的圆弧路线，为长度16r的直线路线。赛车从M点以最大安全速度通过圆弧路段后立即以最大加速度沿直线加速至最大速度vm并保持vm匀速行驶。已知赛车匀速转弯时径向最大静摩擦力和加速时的最大合外力均为车重的k倍，最大速度，g为重力加速度，赛车从M点按照MNP路线运动到P点与按照路线运动到点的时间差为（　　） A. B. C. D. 14、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）如图所示，在中学生篮球赛中，某同学某次投篮出手点距水平地面的高度，距竖直篮板的水平距离x0=3m；篮球出手后的初速度大小，方向斜向上与水平方向的夹角为篮球与篮板的摩擦不计，空气阻力不计；篮球自出手至落地仅与篮板发生了碰撞（碰撞时间极短），且碰撞时无机械能损失；篮球可视为质点，运动轨迹所在竖直面与篮板垂直，取。则篮球的落地点与出手点的水平距离为（　　） A. 3.6m B. 4.8m C. 6.6m D. 7.8m 15、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）测体重时，电子秤的示数会不断变化，电子秤的示数始终与它受到的压力大小成正比，最后才稳定。某同学想探究不同情境下电子秤示数的变化情况。已知该同学的质量为，重力加速度大小取。下列情境中关于电子秤示数说法正确的是（　　） A. 该同学在电子秤上下蹲的过程中，电子秤的示数先增大后减小 B. 该同学在电子秤上下蹲的过程中，电子秤的示数先减小后增大 C. 在减速下降的电梯中，人站在电子秤上时电子秤示数小于真实体重 D. 在以的加速度匀加速上升的电梯中，人站在电子秤上时电子秤示数为 16、（2024·德州市一中高考三模）如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其v2与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2 B. 表演者一直处于超重状态 C. 表演者上升5m时获得最大速度 D. 表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动 17、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）如图所示，工人师傅自房檐向水平地面运送瓦片，他将两根完全一样的直杆平行固定在房檐和地面之间当成轨道，瓦片沿轨道滑动时，其垂直于直杆的截面外侧为半径为0.1m的圆弧。已知两直杆之间的距离为，房檐距地面的高度为4m，两直杆在房檐和地面之间的长度L = 8m，忽略直杆的粗细，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。工人师傅将瓦片无初速度地放置在轨道顶端，只有瓦片与直杆间的动摩擦因数小于μ0（未知）时，瓦片才能开始沿轨道下滑，取g = 10m/s2。 （1）求μ0； （2）若直杆自上端开始在长度L1 = 1.8m的范围内与瓦片间的动摩擦因数为，其余部分为μ0，忽略瓦片沿着轨道方向的长度，工人师傅每隔0.5s将一瓦片无初速度地放置在轨道顶端，求第一片瓦片落地后的某一时刻轨道上瓦片的个数。 18、（2024·枣庄市高考三模）如图，单杠比赛中运动员身体保持笔直绕杠进行双臂大回环动作，此过程中运动员以单杠为轴做圆周运动，重心到单杠的距离始终为d=1m。当运动员重心运动到A点时，身体与竖直方向间的夹角为α，此时双手脱离单杠，此后重心经过最高点B时的速度，最后落到地面上，C点为落地时重心的位置。已知A、B、C在同一竖直平面内，运动员的质量m＝60kg，A、C两点间的高度差h=1.2m，重力加速度，，，忽略空气阻力。求： （1）运动员重心在A点时单杠对每只手的拉力大小F； （2）A、C两点间的水平距离L。 19、（2024·潍坊市高考三模）如图所示为冰雪冲浪项目流程图，AB段为水平加速区，BC段为半径r=22.5m的光滑圆管型通道，AB与BC相切于B点；CDE段为半径R=100m的圆弧冰滑道，BC与CDE相切于C点，弧DE所对应的圆心角θ=37°，D为轨道最低点，C、E关于OD对称。安全员将小朋友和滑板（可视为质点）从A点沿水平方向向左加速推动一段距离后释放，到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，小朋友运动至滑道E点时对滑道压力FN=410N。已知小朋友和滑板总质量为m=40kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）小朋友在B点时的速度v0； （2）小朋友通过CDE段滑道克服摩擦力做的功。 20、（2024·烟台市招远市高考三模）传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为某传送带的简易图，该传送带的倾角为，时刻工人将质量的工料静止放到传送带的底端A，同时将轻绳拴接在工料上，电动机通过轻绳带动工料向上做匀加速直线运动。已知轻绳对工料的牵引力大小恒为，传送带以的速度顺时针匀速转动，时刻关闭电动机，经过一段时间后工料刚好到达传送带的最高点B。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，工料可视为质点，不计空气阻力，。求： （1）时刻工料的速度大小； （2）传送带AB两端间的距离。 21、（2024·德州市一中高考三模）如图所示为一乒乓球台的纵截面，A、E是台面的两个端点位置，乒乓球网的高度CF=h，AC=3AB、CE=3DE，P、Q、D在同一竖直线上。第一次在P点将球水平击出，轨迹恰好过球网最高点F，同时落到B点；第二次在Q点将同一球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点F，同时落在A点。球可看做质点，不计空气阻力作用。求： （1） P点到台面的高度； （2） Q点到台面的高度。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15 直线和曲线运动 1、（2024·烟台市招远市高考三模）在非洲的干旱草原和半沙漠地带有一种猫科动物狞猫，狞猫跳跃能力极强，奔跑速度快，能捉降落或起飞时的鸟类。某次狞猫在捕食树上的鸟时，先慢慢趴低身体，使身体贴近地面，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，狞猫在离开地面前，其加速度a与重心上升高度h的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则狞猫离地后重心上升的最大高度为（ ） A 1.5m B. 3m C. 4.5m D. 6m 【答案】B 【解析】 根据题意，设狞猫离地时速度为，根据动力学公式 整理得 可知图像与坐标轴围成的面积表示，则 解得 狞猫离地后，根据动力学公式 解得狞猫离地后重心上升的最大高度为 故选B。 2、（2024·滨州市高考三模）汽车行驶时应与前车保持一定的安全距离，通常情况下，安全距离与驾驶者的反应时间和汽车行驶的速度有关。郭老师采用如下方法在封闭平直道路上测量自己驾驶汽车时的反应时间：汽车以速度匀速行驶，记录下从看到减速信号至汽车停下的位移；然后再以另一速度匀速行驶，记录下从看到减速信号至汽车停下的位移，假设两次实验的反应时间不变，加速度相同且恒定不变。可测得郭老师的反应时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 设司机的反应时间为，匀减速运动的加速度大小为，第一次匀减速运动的时间为，第二次匀减速运动的时间为，则由逆向思维，根据位移与时间的关系有 ① ② 由平均速度公式有 ③ ④ 可得 ⑤ ⑥ 将⑤代入①解得 ⑦ 将⑥⑦代入②解得 故选A。 3、（2024·潍坊市高考三模）2024潍坊市足球联赛于3月24日在潍坊四中和利昌学校开赛。在赛前训练中，运动员将足球用力踢出，足球沿直线在草地上向前滚动，其运动可视为匀变速运动，足球离脚后，在0 ~ t时间内位移大小为2x，在t ~ 3t时间内位移大小为x。则足球的加速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 若足球在3t时刻停止，根据逆向思维法可知，相等时间间隔内的位移之比为1：3：5：…，由0 ~ t时间内位移大小为2x，则在t ~ 3t时间内位移大小应为1.6x，而题干为x，则说明在3t之前足球就已经停止运动。根据逆向思维法则有 v2 = 2ax 联立解得 故选A。 4、（2024·济南市高考三模）某同学将排球垫起，排球以某一初速度竖直向上运动，然后下落回到出发点。已知排球在运动过程中所受空气阻力大小恒定，竖直向上为正方向，下列描述排球的速度随时间的变化关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 上升过程，对排球有 排球向上做匀减速运动，其速度为正，即图像在t轴上方。下落过程，对排球有 速度方向向下，为负，所以图像在t轴下方，且上升过程中加速度较大，而图像的斜率表示加速度。即上升过程图像要比下降过程图像斜率大，由于有阻力的存在，其在回到原出发点时，速度大小小于。 故选B。 5、（2024·潍坊市高考三模）如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其v2与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2 B. 表演者一直处于超重状态 C. 表演者上升5m时获得最大速度 D. 表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动 【答案】AC 【解析】 A．打开开关瞬间，表演者高度为0，则有 根据牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．根据图像可知，当风力与表演者的重力相等时有 解得 由于 可知，重力与风力大小相等时的高度为 可知，在高度小于5m时，风力大于重力，加速度方向向上，表演者处于超重状态，在高度大于5m时，风力小于重力，加速度方向向下，表演者处于失重状态，故B错误； C．结合上述可知，表演者先向上做加速度减小得加速运动，表演者上升5m时，加速度为0，速度达到最大值，故C正确； D．结合上述可知，表演者先做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，故D错误。 故选AC。 6、（2024·德州市一中高考三模）在空间技术发展过程中，喷气背包曾经作为宇航员舱外活动的主要动力装置，它能让宇航员保持较高的机动性。如图所示，宇航员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，启动喷气背包，压缩气体通过横截面积为S的喷口以速度持续喷出，宇航员到达舱门时的速度为。若宇航员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后宇航员和装备质量的变化，忽略宇航员的速度对喷气速度的影响以及喷气过程中压缩气体密度的变化，则喷出压缩气体的密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 设喷出的气体的质量为，则 根据动量守恒定律可得 宇航员受力恒定，做初速度为零的匀加速直线运动，则 联立解得 故选D。 7、（2024·山东省实验中学高考三模）如图所示为某种电梯结构的简化示意图。某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作，测得轿厢A从静止开始下降25m用时5s。已知轿厢A质量为600kg，忽略滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 轿厢A下降过程中处于完全失重状态 B. 配重B的质量为480kg C. 配重B的质量为500kg D. 轿厢A以2m/s的速度匀速上升时，电动机输出的机械功率为4kW 【答案】D 【解析】 A．轿厢A下降位移，解得加速度 a=2m/s2 故轿厢A下降过程是失重过程但不是完全失重，故A错误； BC．对轿厢A和配重B的整体应用牛顿第二定律得 解得配重B的质量 mB=400kg 故BC错误； D．轿厢A匀速上升、配重B匀速下降时，电动机牵引绳的拉力F满足 解得 F=2000N 牵引绳的功率 故D正确。 故选D。 8、（2024·青岛市高考三模）如图，多辆车在路口停止线后依次排列等候绿灯，第一辆车的前端刚好与路口停止线相齐，且每辆车的尾部与相邻后车的前端距离均为1m。为了安全，前车尾部与相邻后车前端距离至少为5m时后车才能开动。已知车长均为4m，开动后车都以2m/s2的加速度做匀加速直线运动直到离开路口。绿灯亮起瞬间，第一辆车立即开动，下列说法正确的是（　　） A. 第二辆车刚开动时，第一辆车已行驶的时间至少为 B. 第六辆车前端刚到达停止线时的速度大小为 C. 从绿灯刚亮起到第六辆车刚开动所需时间至少为12s D. 从绿灯刚亮起到第六辆车前端与停止线相齐所需最短时间为15s 【答案】D 【解析】 A．当第一辆车向前行驶4m时，第二辆车开始启动，根据位移时间关系可得 代入数据解得 故A错误； B．第六辆车前端距离停止线25m，根据速度位移关系可得 解得 故B错误； C．前面一辆车开始启动2s后，后面一辆车开始启动，所以从绿灯刚亮起到第六辆车刚开动所需时间至少为 故C错误； D．由于第六辆车前端距离停止线25m，根据位移时间关系可得 解得 从绿灯刚亮起到第六辆车前端与停止线相齐所需最短时间为 故D正确。 故选D。 9、（2024·济宁市高考三模）智能寻迹小车目前被应用于物流配送等多个领域，为测试不同寻迹小车刹车性能，让它们在图甲中A点获得相同的速度，并沿直线AB刹车，最终得分为刹车停止时越过的最后一条分值线对应的分数，每相邻分值线间距离为0.5m。某小车M测试时恰好停止于100分分值线，该车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图乙所示，小车均可视为质点。下列说法正确的是（　　） A. 小车M刹车过程中加速度大小为 B. A点距100分分值线的距离为2m C. 1s时小车M速度为 D. 若某小车恰好匀减速停止于96分分值线，则该车的加速度大小为 【答案】B 【解析】 A．根据题意，由公式整理可得 结合图像可得 ， 解得 即小车M刹车过程中加速度大小为，故A错误； BC．A点距100分分值线的距离为 1s时小车M的速度为 故B正确，C错误； D．若某小车恰好匀减速停止于96分分值线，则刹车距离为 则该车的加速度大小为 故D错误。 故选B。 10、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）某快递公司用无人驾驶小车在平直道路上转运货物，该小车自静止开始加速到一定速度后匀速行驶，快接近终点时关闭发动机减速行驶。已知关闭发动机前小车的输出功率不变，整个运动过程受到的阻力不变，减速阶段的加速度大小恒为a；小车后轮半径是前轮半径的2倍，匀速行驶阶段后轮的转速为n。则小车在加速阶段的加速度大小为2a时前轮的转速为（　　） A. B. C. D. 2n 【答案】B 【解析】 设后轮半径为r，则前轮半径为0.5r，匀速运动时的速度 小车受的阻力 小车的输出功率 小车在加速阶段的加速度大小为2a时，则 解得 由 可得 故选B。 11、（2024·烟台市招远市高考三模）跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度L=6m，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高h=0.8m，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，飞跃过程中人距地面的最大高度为H=2.05m，重力加速度g取10m/s2，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ） A. 人助跑的距离为3.6m B. 人助跑的距离为3m C. 人刚离开墙壁时的速度大小为6m/s D. 人刚离开P点时的速度方向与竖直方向夹角的正切值为 【答案】AD 【解析】 AB．人到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，根据逆向思维，可知从点到点的逆过程为平抛运动，则 从点到点的过程为斜抛运动，根据对称性可得 解得 ，， 人助跑的距离为 故A正确，B错误； C．人刚离开墙壁时竖直方向的速度大小为 人刚离开墙壁时的速度大小为 故C错误； D．人刚离开P点时的速度方向与竖直方向夹角的正切值为 故D正确。 故选AD。 12、（2024·泰安市高考三模）如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面AB固定在水平面上，现将一弹力球从斜面的顶端A点以初速度v0=10m/s水平向右抛出，弹力球恰好落在斜面的底端B点。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。 （1）求斜面的长度； （2）若弹力球与斜面碰撞时，沿斜面方向的速度不变，垂直斜面方向的速度大小不变，方向反向，现仅调整弹力球从A点水平抛出时的速度大小，使弹力球与斜面碰撞1次后仍能落到B点，求调整后弹力球水平抛出的速度大小。 【答案】（1）18.75m；（2） 【解析】 （1）弹力球做平抛运动，竖直方向有 水平方向有 联立解得斜面的长度为 （2）将平抛运动分解为沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的类竖直上抛运动，设调整后弹力球水平抛出时的速度大小沿垂直斜面方向的分速度大小为 沿斜面方向的分速度大小为 垂直斜面方向的加速度大小为 沿斜面方向的加速度大小为 弹力球每次从斜面离开到再次落回斜面过程中用时为 沿斜面方向有 联立解得 13、（2024·烟台市招远市高考三模）如图所示，MN为半径为r的圆弧路线，NP为长度19r的直线路线，为半径为4r的圆弧路线，为长度16r的直线路线。赛车从M点以最大安全速度通过圆弧路段后立即以最大加速度沿直线加速至最大速度vm并保持vm匀速行驶。已知赛车匀速转弯时径向最大静摩擦力和加速时的最大合外力均为车重的k倍，最大速度，g为重力加速度，赛车从M点按照MNP路线运动到P点与按照路线运动到点的时间差为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 赛车从M点按照MNP路线运动到P点过程，在圆周运动过程有 ， 在NP直线路线匀加速过程有 ， 解得 ， 在NP直线路线匀加速至最大速度过程的位移为 则匀速过程的时间 赛车从M点按照路线运动到点过程，在圆周运动过程有 ， 直线路线匀加速过程有 ， 解得 ， 在直线路线匀加速至最大速度过程的位移为 即匀加速至最大速度时，恰好到达，则赛车从M点按照MNP路线运动到P点与按照路线运动到点的时间差为 解得 故选C。 14、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）如图所示，在中学生篮球赛中，某同学某次投篮出手点距水平地面的高度，距竖直篮板的水平距离x0=3m；篮球出手后的初速度大小，方向斜向上与水平方向的夹角为篮球与篮板的摩擦不计，空气阻力不计；篮球自出手至落地仅与篮板发生了碰撞（碰撞时间极短），且碰撞时无机械能损失；篮球可视为质点，运动轨迹所在竖直面与篮板垂直，取。则篮球的落地点与出手点的水平距离为（　　） A. 3.6m B. 4.8m C. 6.6m D. 7.8m 【答案】B 【解析】 篮球到达篮板用的时间为 到达篮板时的竖直速度 击中点距离地面的高度为 再次落地时根据 解得 篮球与篮板碰撞后水平速度大小不变，方向相反，则落地时的水平位移 篮球的落地点与出手点的水平距离为 故选B。 15、（2024·菏泽市外国语学校高考三模）测体重时，电子秤的示数会不断变化，电子秤的示数始终与它受到的压力大小成正比，最后才稳定。某同学想探究不同情境下电子秤示数的变化情况。已知该同学的质量为，重力加速度大小取。下列情境中关于电子秤示数说法正确的是（　　） A. 该同学在电子秤上下蹲的过程中，电子秤的示数先增大后减小 B. 该同学在电子秤上下蹲的过程中，电子秤的示数先减小后增大 C. 在减速下降的电梯中，人站在电子秤上时电子秤示数小于真实体重 D. 在以的加速度匀加速上升的电梯中，人站在电子秤上时电子秤示数为 【答案】BD 【解析】 AB．当同学在电子秤上下蹲时，人体重心下移，先加速下降，加速度向下，此时同学处于失重状态，同学对电子秤的压力小于自身重力；然后减速下降，加速度向上，此时同学处于超重状态，同学对电子秤的压力大于自身重力，所以电子秤的示数先减小后增大，故A错误，B正确； C．当电梯减速下降时，加速度竖直向上，该同学处于超重状态，电子秤对同学的支持力大于同学的重力，根据作用力与反作用力大小相等可知，测量值会大于真实体重，故C错误； D．把电子秤放在电梯里，当电梯以加速度加速上升时，设支持力为，由牛顿第二定律可得 解得 因为同学对秤的压力与秤对同学的支持力为一对作用力和反作用力，大小相等，则电子秤示数为 故D正确。 故选BD。 16、（2024·德州市一中高考三模）如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v2（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其v2与h的变化规律如乙图所示。g取10m/s2。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 打开开关瞬间，表演者的加速度大小为2m/s2 B. 表演者一直处于超重状态 C. 表演者上升5m时获得最大速度 D. 表演者先做加速度逐渐增大的加速运动，再做加速度逐渐减小的减速运动 【答案】AC 【解析】 A．打开开关瞬间，表演者高度为0，则有 根据牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．根据图像可知，当风力与表演者的重力相等时有 解得 由于 可知，重力与风力大小相等时的高度为 可知，在高度小于5m时，风力大于重力，加速度方向向上，表演者处于超重状态，在高度大于5m时，风力小于重力，加速度方向向下，表演者处于失重状态，故B错误； C．结合上述可知，表演者先向上做加速度减小得加速运动，表演者上升5m时，加速度为0，速度达到最大值，故C正确； D．结合上述可知，表演者先做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，故D错误。 故选AC。 17、（2024·齐鲁名校大联考高考三模）如图所示，工人师傅自房檐向水平地面运送瓦片，他将两根完全一样的直杆平行固定在房檐和地面之间当成轨道，瓦片沿轨道滑动时，其垂直于直杆的截面外侧为半径为0.1m的圆弧。已知两直杆之间的距离为，房檐距地面的高度为4m，两直杆在房檐和地面之间的长度L = 8m，忽略直杆的粗细，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。工人师傅将瓦片无初速度地放置在轨道顶端，只有瓦片与直杆间的动摩擦因数小于μ0（未知）时，瓦片才能开始沿轨道下滑，取g = 10m/s2。 （1）求μ0； （2）若直杆自上端开始在长度L1 = 1.8m的范围内与瓦片间的动摩擦因数为，其余部分为μ0，忽略瓦片沿着轨道方向的长度，工人师傅每隔0.5s将一瓦片无初速度地放置在轨道顶端，求第一片瓦片落地后的某一时刻轨道上瓦片的个数。 【答案】（1）；（2）6个或7个 【解析】 （1）由几何知识可知，两直杆形成的轨道与水平面的夹角为30°，两置杆对瓦片的弹力之间的夹角为90°，受力分析如图所示 垂直于轨道方向有 2FNcos45° = mgcos30° 沿着导轨方向有 2μ0FN = mgsin30° 联立解得 （2）瓦片在轨道上运动时，在L1范围内，根据牛顿第二定律可得 mgsin30°－2 × 0.5μ0FN = ma1 解得 a1 = 2.5m/s2 相邻两瓦片的距离为 x1 = a1t2 = 0.625m 所以在L1内有瓦片块数 瓦片在轨道上运动时，在大于L1范围内，根据牛顿第二定律得 mgsin30°－2μ0FN = ma0 解得 a2 = 0 则瓦片速度 相邻瓦片的距离为 x = vt = 1.5m 所以在大于L1范围内有瓦片块数 则轨道上瓦片的个数为 n ≈ 6个 注：计算时取整数，如果考虑正在放上的那一个是7个。 18、（2024·枣庄市高考三模）如图，单杠比赛中运动员身体保持笔直绕杠进行双臂大回环动作，此过程中运动员以单杠为轴做圆周运动，重心到单杠的距离始终为d=1m。当运动员重心运动到A点时，身体与竖直方向间的夹角为α，此时双手脱离单杠，此后重心经过最高点B时的速度，最后落到地面上，C点为落地时重心的位置。已知A、B、C在同一竖直平面内，运动员的质量m＝60kg，A、C两点间的高度差h=1.2m，重力加速度，，，忽略空气阻力。求： （1）运动员重心在A点时单杠对每只手的拉力大小F； （2）A、C两点间的水平距离L。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）运动员由A到B做斜抛运动，则运动员由A到B水平方向上做匀速直线运动，即 运动员在A点时，设单杠对人的作用力为T，根据牛顿第二定律 解得 则运动员重心在A点时单杠对每只手的拉力大小F为 （2）运动员在A点时竖直方向的分速度为 运动员由A到C点在竖直方向上做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，则 解得 在水平方向上匀速直线运动，则 19、（2024·潍坊市高考三模）如图所示为冰雪冲浪项目流程图，AB段为水平加速区，BC段为半径r=22.5m的光滑圆管型通道，AB与BC相切于B点；CDE段为半径R=100m的圆弧冰滑道，BC与CDE相切于C点，弧DE所对应的圆心角θ=37°，D为轨道最低点，C、E关于OD对称。安全员将小朋友和滑板（可视为质点）从A点沿水平方向向左加速推动一段距离后释放，到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，小朋友运动至滑道E点时对滑道压力FN=410N。已知小朋友和滑板总质量为m=40kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）小朋友在B点时的速度v0； （2）小朋友通过CDE段滑道克服摩擦力做的功。 【答案】（1）15m/s，方向水平向左；（2）1800J 【解析】 （1）由于到达光滑圆管型通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，则 所以 方向水平向左； （2）小朋友从B滑到E，根据动能定理可得 在E点，根据牛顿第二定律可得 联立可得 20、（2024·烟台市招远市高考三模）传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为某传送带的简易图，该传送带的倾角为，时刻工人将质量的工料静止放到传送带的底端A，同时将轻绳拴接在工料上，电动机通过轻绳带动工料向上做匀加速直线运动。已知轻绳对工料的牵引力大小恒为，传送带以的速度顺时针匀速转动，时刻关闭电动机，经过一段时间后工料刚好到达传送带的最高点B。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，工料可视为质点，不计空气阻力，。求： （1）时刻工料的速度大小； （2）传送带AB两端间的距离。 【答案】（1）8m/s；（2）20m 【解析】 （1）对工料进行受力分析，根据牛顿第二定律有 设经t时刻，工料与传送带共速则有 代入数据解得 即时刻工料恰与传送带共速，则速度大小为8m/s； （2）关闭电动机之前工料上升的距离 关闭电动机后，再对工料受力分析，根据牛顿第二定律有 根据速度公式有 代入数据解得 传送带AB两端间的距离 21、（2024·德州市一中高考三模）如图所示为一乒乓球台的纵截面，A、E是台面的两个端点位置，乒乓球网的高度CF=h，AC=3AB、CE=3DE，P、Q、D在同一竖直线上。第一次在P点将球水平击出，轨迹恰好过球网最高点F，同时落到B点；第二次在Q点将同一球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点F，同时落在A点。球可看做质点，不计空气阻力作用。求： （1） P点到台面的高度； （2） Q点到台面的高度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 设 AB=d 则 BC=CD=2d AC=3d （1）第一次球做平抛运动，设平抛运动的初速度为，根据平抛运动规律有 联立解得 （2）第二次球做斜上抛运动，设斜抛运动的水平速度为，根据斜抛运动规律有 联立解得 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$