题型专练1 新定义 新情景专练-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (人教版 北京专版)

物理 必修第一册 RJ 北京专版 1 1 题型专练1 新定义 新情景专练 刷素养 2 1.【科学推理】[北京清华大学附属中学2022高一上期中改编] （多选）历史上有些科学家曾把在 相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称为“另类匀变速直线运 动”）， “另类加速度”的定义式为,其中和分别表示某段位移内的初速度和末速 度. 表示物体做加速运动，表示物体做减速运动，而现在物理学中加速度的定义式为 . 下列说法正确的是( ) BC A.若不变，则 也不变 B.若且保持不变，则 逐渐变大 C.若不变，则物体在中间位移处的速度为 D.若不变，则物体在中间位移处的速度为 题型1 新定义问题 3 解析 若 且保持不变,则相等位移内速度增加量相等,所以平均速度越来越大,相等位移所用的 时间越来越少,由 可知, 越来越大,故A错误,B正确；若A不变,即相等位移内速度变化量相 等,所以中间位移处速度变化量为,中间位移处的速度为 ,故C正确,D错误. 题型1 新定义问题 4 2.【科学推理】急动度是描述加速度随时间 变化快慢的物理量，即 ，它可 以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度，当交通工具的急动度为零时乘客感 觉最舒适.如图所示为某汽车从静止开始启动一小段时间内的急动度随时间 变化 的规律.下列说法正确的是( ) C A. 时刻汽车的加速度为零 B. 时间内汽车的加速度逐渐减小 C. 时间内汽车的加速度均匀增大 D.时间内汽车的平均加速度小于 时间内汽车的平均加速度 题型1 新定义问题 5 解析 在图像中,图线与轴围成图形的面积表示加速度的变化量,时间内,图线与 轴围成图形的面积不是零,则时刻汽车的加速度不为零,故A错误；时间内图线与 轴围 成图形的面积逐渐增大,则汽车的加速度逐渐增大,故B错误；时间内急动度不变,根据 可知,单位时间内的加速度变化量恒定不变,即加速度均匀增大,故C正确；由题意可知, 时刻汽 车加速度一直在增大,时刻加速度最大,故时间内汽车的平均加速度大于 时间内汽车 的平均加速度,故D错误. 题型1 新定义问题 6 3.【科学推理】[安徽黄山2024高一上期末] 某商场推出了用筷子夹金砖的游戏.商家将金砖的竖 直剖面设计为等腰梯形，并要求顾客按如图所示方向夹金砖，若筷子与金砖之间的动摩擦因数为 （假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力），若无论金砖质量如何都不能被夹起，则梯形的底角 必须( ) A A.小于等于 B.大于等于 C.小于等于 D.大于等于 题型2 新情景问题 7 解析 设梯形底角为 ,对金砖进行受力分析,如图所示,若无论金砖质量如何,都不能夹起金砖,则有 ,解得 ,故A正确. 题型2 新情景问题 8 4.【科学推理】汽车运载四个完全相同的光滑小球，其中、、三球固定在底板上相互靠近， 球在前，、两球在后，且、两球连线与车辆运动方向垂直， 球放置在三球之上，如图为俯 视图，已知球质量为，重力加速度为，当汽车向左匀速运动时，底层球对 的支持力大小为 ( ) A A. B. C. D. 题型2 新情景问题 9 解析 汽车向左匀速运动时, 球受四个力而平衡,设底层三球对球支持力大小均为,支持力与竖直方向夹角为 ,球半径为 , 四球球心的连线构成正四面体,如图所示,由几何关系可得,则,对 球,根据平衡有条件,解得 ,故A正确. 题型2 新情景问题 10 5.【模型建构，科学推理】[重庆巴蜀中学2024高一上期末] （多选）如图为教师办公室中抽屉使用过程的简图：抽屉底部安有 滚轮，当抽屉在柜中滑动时可认为不受抽屉柜的摩擦力，抽屉柜右 侧装有固定挡板，当抽屉拉至最右端与挡板相碰时速度立刻变为零. ACD A.当 时，手机不与抽屉右侧发生磕碰 B.当 时，手机不与抽屉右侧发生磕碰 C.为使手机不与抽屉右侧发生磕碰，水平恒力的大小可满足 D.为使手机不与抽屉左侧发生磕碰，水平恒力的大小必定满足 现在抽屉中放置一个手机，手机长度为，质量 ，其右端距抽屉右侧的距离也 为，手机与抽屉接触面之间的动摩擦因数，抽屉左侧距挡板的距离 ，抽屉质量 为.不计抽屉左右两侧及挡板的厚度，重力加速度 .现对把手施加一个水平向 右的恒力 ，则( ) 题型2 新情景问题 11 解析 手机的最大加速度 ,使手机与抽屉一起加速运动的最大拉力 ,所以时,手机与抽屉一起加速运动,当 时,抽屉和手机 一起加速运动的加速度大小为 ,当抽屉拉至最右端与挡板相碰 时有,解得此时手机的速度,抽屉停止运动后,手机向右滑动,有 , 解得手机向右滑动的位移大小为,手机恰好不与抽屉右侧发生磕碰,则当 时,手机不与抽屉右侧发生磕碰,故A正确,B错误；当 时，手机与抽屉发生相对滑动,水平 恒力的大小时,对抽屉,由牛顿第二定律得,解得 ,当抽屉拉 至最右端与挡板相碰时,解得,此时手机的速度 ,手机的位移 ,抽屉停止运动后手机向右滑动的位移,则 ,则手 题型2 新情景问题 12 机恰好与抽屉右侧不磕碰,所以为使手机不与抽屉右侧发生磕碰,水平恒力的大小可满足 , 故C正确；水平恒力的大小时,对抽屉由牛顿第二定律得 ,解得 ,当抽屉拉至最右端与挡板相碰时有,解得 ,手机向右运动的位移 大小,则 ,手机恰好不与抽屉左侧发生磕碰,所以为使手机不与抽屉 左侧发生磕碰,水平恒力的大小必定满足 ,故D正确. 题型2 新情景问题 6.【科学推理】[重庆一中2024高一上期中] 如图所示，有一质量为 、 底面积为 的长方体状容器置于水平桌面，在其底部固定一轻质弹 簧，弹簧上端连有一边长为的正方体物块，稳定时物块有 的体积露 D A.物块的质量为 B.弹簧的劲度系数为 C.刚好完全没入水中时容器对桌面的压力大小为 D.缓慢加水至弹簧刚好伸长时容器对桌面的压力大小为 出水面，容器中水的深度为 ，此时弹簧恰好处于自然伸长状态.现往容器中缓慢加水， 当物块刚好完全没入水中时停止加水，此时弹簧伸长了 .已知弹簧始终处于弹性限度内，其 体积忽略不计，容器足够高，，重力加速度 .下列说法正确的是 ( ) 题型2 新情景问题 14 解析 物块A排开水的体积为 ,物块A受到的浮力为 ,此时弹簧恰好处于自然伸长状态,有 ,解 得物块A的质量为 ,故A错误；物块A刚好完全浸没水中时,受到的浮力等于其重力和弹 簧的拉力之和,物块A受到的浮力 ,弹簧的拉力 ,解得弹簧的劲度系数为 ,故B错误；由题意可知,当弹簧自然伸长 时,物块A露出水面高度为,此时水深为,当物块完全没入水中时,弹簧伸长 ,则此 时水深 ,A刚好完全没入水中时有 ,解得桌面对容器的支持力为 ,根据牛顿第三定律可 知,A刚好完全没入水中时容器对桌面的压力大小为 ,故C错误； 题型2 新情景问题 15 缓慢加水至弹簧刚好伸长时,有,又 ,解得 ,此时水深,缓慢加水至弹簧刚好伸长 时 有,解得桌面对容器的支持力为 ,根据牛顿第三定 律可知,缓慢加水至弹簧刚好伸长时容器对桌面的压力大小为 ,故D正确. 题型2 新情景问题 16 7.【科学思维】[江苏苏州西交大苏州附中2023高一上月考] 题型2 新情景问题 17 思路导引 信息提取：（1）由“爬行速度的大小与距洞口的距离成反比”列比例式,可求得 , 并作出 图像；（2）当整个过程中小动物先做匀加速运动,后做匀减速运动,且加速度均为最大 值时,所用时间最短. 题型2 新情景问题 （1）一只小动物从洞口沿直线爬出，已知爬行速度的大小与距洞口的距离 成反比，当小动物 到达距洞口的点时，速度大小为，当小动物到达距洞口的 点时， 速度大小为多少？小动物从点到达点所用的时间 为多少？ [答案] ; 题型2 新情景问题 19 解析 由题意知,则,解得 , 作出图像,如图甲所示,图中阴影部分的“面积”即为小动物从点到达 点所用的时间,则 . 甲 题型2 新情景问题 20 （2）该小动物由静止从甲洞到乙洞，并停在乙洞，两洞相距为 ，小动物先做匀加速运动，加速 度大小最大为；再做匀减速运动，加速度大小最大为 ，由此可以推断小动物由甲洞到乙洞所 需的最短时间为多少？ [答案] 题型2 新情景问题 21 解析 整个过程中小动物先做匀加速运动,后做匀减速运动,且加速度均为最大值时,所用时间最短, 根据题意作出图像,如图乙所示,由图可得,, , 乙 联立解得 . 题型2 新情景问题 22 8.【模型建构，科学推理】[浙江宁波2024高一上期末] 运动员在水平地面上用绳子拉轮胎进行负 荷训练，示意图如图甲所示.已知轮胎的质量为，与地面间的动摩擦因数恒为 ，绳子质量不计， 与水平面的夹角为 ，重力加速度取 . 甲 乙 （1）若 ,,，运动员用 的拉力未拉动轮胎，求此时轮胎受到的 摩擦力大小 ； [答案] 解析 轮胎受静摩擦力作用,水平方向受力平衡,有 . 题型2 新情景问题 23 （2）若 ,,，运动员拉着轮胎做匀速直线运动，求绳子拉力 的大小； [答案] 解析 轮胎做匀速直线运动,对轮胎受力分析,可得,, , 联立解得 . 题型2 新情景问题 24 （3）如图乙所示，若运动员用两根等长绳子拉着轮胎以加速度 做匀加速直线运动，运动过程中 保持两绳的端点、等高，两绳子间的夹角恒为 、两绳所在平面与水平面间的夹角为 .求此 时每根绳子的拉力 的表达式. [答案] 解析 对轮胎受力分析,根据牛顿第二定律,水平方向有 , 竖直方向有 , 其中, , 联立解得此时每根绳子的拉力 . 题型2 新情景问题 25 $$