力学新题型 题组1 -【高考密码】备战2025年高考物理2020-2024五年真题分类汇编

五年高考真题分类集训 物理 力学新题型 题组 一 用时： 易错记录： 一、选择题 A.1、k2是与篮球转动角速度无关的常量 1.(2024·黑吉辽卷)2024年5月3日，长征五号逼 B.篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速 八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移 度相同 轨道，火箭升空过程中，以下描述其状态的物理 C.人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动 量属于矢量的是 D.释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段 A.质量B.速率 C.动量 D.动能 水平直线运动 2.(2023·全国乙卷)一同学将排球自O点垫起，排 二、非选择题 球竖直向上运动，随后下落回到O点.设排球在 6.(2024·山东卷)如图甲所示，质量为M的轨道 运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正 静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗 比.则该排球 糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点 A.上升时间等于下落时间 平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物 B.被垫起后瞬间的速度最大 块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩 C.达到最高点时加速度为零 擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已 D.下落过程中做匀加速运动 知轨道半圆形部分的半径R=0.4m,重力加速 3.(2023·全国甲卷)一同学将铅球水平推出，不计 度大小g=10m/s2. 空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中 (1)若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道 ( 运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于3mg, A.机械能一直增加 求小物块在Q点的速度大小v: B.加速度保持不变 (2)若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力 C.速度大小保持不变 F,小物块处在轨道水平部分时，轨道的加速度： D.被推出后瞬间动能最大 与F对应关系如图乙所示。 4.(2023·6月浙江卷)在足球运动中，足球入网如 (1)求红和m: 图所示，则 (ⅱ)初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道 A.踢香蕉球时足球可视 施加水平向左的推力F=8N,当小物块到P点 为质点 时撤去F,小物块从Q点离开轨道时相对地面的 B.足球在飞行和触网时 速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长度L 惯性不变 ta/(m-s-) C.足球在飞行时受到脚 的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力 5.(2020·北京卷)在无风的环境，某人在高处释放 777777777777777777777777777 静止的篮球，篮球竖直下落：如果先让篮球以一 图甲 图乙 定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图）再释 放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做 曲线运动.其原因是，转动的篮球在运动过程中 除受重力外，还受到空气施加的阻力1和偏转 力f2.这两个力与篮球速度v的关系大致为：f =k12,方向与篮球运动方向相反：f2=k2,方向 与篮球运动方向垂直.下列说法正确的是 ( 34 可 力学新题型 7.(2024·黑吉辽卷)如图，高度h=0.8m的水平 碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为 桌面上放置两个相同物块A、B,质量mA=B= 1m/s、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周 0.1kg。A、B间夹一压缩量△x=0.1m的轻弹 运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向 簧，弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B, 上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数 弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向 为0.5，重力加速度大小g=10m/s2。 飞出，水平射程xA=0.4m:B脱离弹簧后沿桌 (1)求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度 面滑行一段距离xB=0.25m后停止。A、B均 大小： 视为质点，取重力加速度g=10ms2。求： (2)求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系 (1)脱离弹簧时A,B的速度大小A和阳： 统损失的总动能： (2)物块与桌面间的动摩擦因数4： (3)若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P (3)整个过程中，弹簧释放的弹性势能△E。 点到O点的最小距离。 9.(2024·新课标卷)如图，一长度1=1.0m的均 匀薄板初始时静止在一光滑平台上，薄板的右端 与平台的边缘O对齐，薄板上的一小物块从薄板 的左端以某一初速度向右滑动，当薄板运动的距 离1=合时，物块从薄板右端水平飞出：当物块 8.(2024·湖北卷)如图所示，水平传送带以5ms 落到地面时，薄板中心恰好运动到O点。已知物 的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离 块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数 为3.6m。传送带右端的正上方有一悬点O,用 u=0.3,重力加速度大小g=10ms2。求 长为0.3m、不可伸长的轻绳悬挂一质量为 0 0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接 777777777777777777 触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O 点等高。将质量为0.10kg的小物块无初速轻放 在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰， -35 五年高考真题分类集训 物理 (1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间： 11.(2023·山东卷)电磁炮灭火消防车（图甲）采用 (2)平台距地面的高度。 电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭 火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭 火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获 得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电 磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离L= 60m,灭火弹出膛速度%=50ms,方向与水 平面夹角0=53°，不计炮口离地面高度及空气 阻力，取重力加速度大小g=10m's2,sin53°= 0.8。 图甲 图乙 (1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H: (2)已知电容器储存的电能E=)CUP,转化为 10.(2023·全国甲卷)如 图，光滑水平桌面上有 灭火弹动能的效率7=15%，灭火弹的质量为 3kg,电容C=2.5×10F,电容器工作电压U 一轻质弹簧，其一端固 应设置为多少？ 定在墙上.用质量为Z777777777F77777777777777H 的小球压弹簧的另一端，使弹簧的弹性势能为 E。,释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在 桌面上运动，与弹簧分离后，从桌面水平飞出 小球与水平地面碰撞后瞬间，其平行于地面的 速度分量与碰撞前瞬间相等：垂直于地面的速 度分量大小变为碰撞前瞬间的养，小球与地而 碰撞后，弹起的最大高度为五.重力加速度大小 为g,忽略空气阻力，求 (1)小球离开桌面时的速度大小： (2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水 平距离. -36五年高考真题 分类集训 物理 9.解析 (1)传送带的速度v-4.0m/s时,载物箱在传送带上 (3)从B、C分离到B停止运动,设B的路程为x.C的位移 先做匀减速运动,设其加速度大小为a,由牛顿第二定律有 为xc,以B为研究对象,由动能定理得 ① mg-n 一W-/x-0-E 设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s.由运动学公 以C为研究对象,由动能定理得 式有---2as: ② -fxc-0-E 由B、C的运动关系得xaxe-tr 联立①②式,代入题给数据得 ③ s.-4.5m 联立式得Wfx 因此,载物箱在到达右倒平台前,速度先减小至v.然后开始 做匀速运动,设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时 间为1.,做匀减速运动所用的时间为1',由运动学公式有 --a' &_乙- 11.解析 (1)对滑块A在圆蒸轨道上的运动过程,根据机械能 联立①③④式并代入题给数据得 守恒定律有mgR-{ 11-2.75s. (2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时,到达右倒 解得碰撞前瞬间A的速率-v②gR-2ms 平台时的速度最小,设为;当载物箱滑上传送带后一直做 匀加速运动时,到达右侧平台时的速度最大,设为D,由动能 定理有一ngL.-m”-。} 解得轨道对A的支持力大小F一3N 根据牛顿第三定律可得,A对轨道的压力大小N一F-3N. ngL--m。) 解得碰撞后间A和B整体的这来。'-v一1m's (2)根据动量守幅定律有n一2n 由⑧式并代入题给条件得 -2m/s.-43ms. 根据动量定理有I-m-0.1N·s. (3)传送带的速度-6.0ms时,由于u\,载物箱先 (3)根据动能定理有-“ 2mgl-0o-×2m} 做匀加速运动,加速度大小仍为a.设载物箱做匀加速运动通 过的距离为,所用时间为t,由运动学公式有 -a ; 一?-2as 答案(1)3N (2)0.1N·s(3)0.25m 联立①式并代入题给数据得1。一1.0s 力学新题型 .-5.5m 题组一 因此载物箱加速运动1.0s、向右运动5.5m时,达到与传送 1.C 质量、速率和动能都是标量,动量一mv.质量n是标 带相同的速度,此后载物箱与传送带共同匀速运动(△-1。) 量,速度v是失量,故动量力是矢量,C正确。 的时间后,传送带突然停止,设载物箱匀速运动通过的距离 2.B 上升过程和下降过程的位移大小相间,上升过程的末状 为,有s=(&一)u ① 态和下降过程的初状态速度均为零,对排球受力分析,上升 过程的重力和阻力方向相同,下降过程中重力和阻力方向相 由①式可知,-nmg(L-s-),即载物箱运 反,根据牛顿第二定律可知,上升过程中任意位置的加速度 动到右侧平台时速度大于零,设为o,由运动学公式有 比下降过程中对应位置的加速度大,则上升过程的平均加速 -=-2a(L-s-) 1 度较大,由位移与时间关系可知,上升时间比下落时间短,A 设载物箱通过传送带的过程中,传送带对它的冲量为I,由动 错误;上升过程排球做减速运动,下降过程排球做加速运动。 量定理有I一n(v一项) 在整个过程中空气阻力一直做负功,排球机械能一直在减 联立①式并代入题给数据得1一0 小,下降过程中的最低点的速度小于上升过程的最低点的速 度,故排球被垫起时的速度最大,B正确;达到最高点速度为 答案(1)2.75s(2)43ms2m/s(3)0 零,空气阻力为零,此刻排球重力提供加速度不为零,C错 10.解 (1)从开始到B、C向左移动到最大距离的过程中,以 误;下落过程中,排球速度在变,所受空气阻力在变,故排球 B.C和弹策为研究对象,由功能关系得 所受的合外力在变化,排球在下落过程中做变加速运动,D #Fro-2fro+① 错议.故选B. 3.B 铅球做平抛运动,仅受重力,故机械能守恒,A错误;铅球 弹恢复原长时B.C分离,从弹最短到B、C分离,以B、 的加速度恒为重力加速度保持不变,B正确:铅球做平抛运 C和弹答为研究对象,由能量守恒得 动,水平方向逸度不变,坚直方向做匀加速直线运动,根播运 #1ka-2/2E ② 动的合成可知铅球速度变大,则动能越来越大,CD错误,故 选B. 联立①②武提 4.B 在研究如何踢出“香蕉球”时,雷要考虑踢在足球上的位 2 置与角度,所以不可以把足球看作质点,故A错误;惯性只与 b 质量有关,足球在飞行和触网时质量不变,则惯性不变,故B E.$&*-6fF+8/{ ① 正确;足球在飞行时脚已经离开足球,故在忽略空气阻力的 1 情况下只受重力,故C错误;触网时足球对网的力与网对足 (2)当A刚要离开墙时,设弹的伸长量为r,以A为研究 球的力是相互作用力,大小相等,故D错误,故选B. 对象,由平衡条件得一f 5.C A.篮球未转动时,篮球竖直下落,没有受到偏转力/。的 若A刚要离开墙壁时B的速度恰好等于零,这种情况下恒 作用,而篮球转动时,将受到偏转力f。的作用,所以偏转力 力为最小值F.n.从弹恢复原长到A刚要离开墙的过程 f.一hu中的h。与篮球转动角速度有关,故A错误: 中,以B和弹景为研完对象,由能量守恒得 B.空气阻力一直对篮球做负功,策球的机械能将减小,篮球 E.-r+/ 的角速度也将减小,所以篮球没有足够的能量回到原高度; 故B错误; C.篮球下落过程中,其受力情况如 联立①②式得 图所示 -_3d) 篮球下落过程中,由受力分析可知, f_ 随着速度不断增大,篮球受到和 .的合力沿坚直方向的分力可能 比重力大,可使篮球坚直方向的分 fao)⑧ 速度减小为零或变成竖直向上,所以篮球可能向上运动,故 C正确;D.如果篮球的速度变成水平方向,则空气阻力的作 156 详解答案 用会使篮球速度减小,则篮球受到的偏转力f。将变小,不能 △E。,对小物块与小球碰撞过程,由动量守恒定律得 保持f:与重力持续等大反向,所以不可能在空中持续一段 =-m:+M 水平直线运动,故D错误,故选C. 小物块与小球碰撞过程中,系统损失的总动能为 6.解(1)对小物块在Q点,由圈周运动知识有 ##E-m-H-M# mg+3mg=mR 联立并代入数据得△E。-0.3J. 解得-4m/s (3)经分析知,小球到达P点正上方绳子拉力刚好为零时,小 (2)(|)根据题图乙分析可知,当外力F<4N时,轨道与小 球绕P点运动的半径最大,(注:小球从与P点等高处到运 物块一起向左加速运动,对整体由牛顿第二定律有 动至最高点过程,由动能定理知一MgR-M-M。# F-(Mm) u. 越小,R越大,当绳子拉力刚好为掌时,v.最小,R最大)P 点到O点距离最小,设这种情况下小球运动到P点正上方的 速度大小为u,P点到O点的距离为x,绳子的长度为7,小 #有M_ 球运动到P点正上方时,结合牛顿第二定律和向心加速度公 当外力F4N时,轨道与小物块有相对滑动,对轨道由牛顿 第二定律有F-umg-Ma 交形 对小球的整个上升过程,由动能定理得 结合题因乙可知-6-2{kg-1-1kg1. ##M (+7-)-M-M 联立并代入数据得7-0.2m. -_-2 9.解析(1)设物块和薄板的质量均为m,薄板加速度大小为 a,物块离开薄板时薄板的速度大小为u,对薄板受力分析, 联立解得M-1kg,m-1kg,-0.2 由牛顿第二定律得g-m (lI)根据题图乙可知,当F一8N时,轨道的加速度为a:-6 由初速度为零的匀变速直线这动规律得。1-a1^{ m.s^{},小物块的加速度为a一一2ms{},方向均水平向左 设经时间1。,小物块运动至轨道上的P点,由运动学规律 -/1 可得 设物块的初速度大小为,加速度大小为a,离开薄板时速 此时轨道的速度ō一a。 度大小为D,由题意可知,物块滑离薄板时,相对平台向右运 小物块在P点时的速度v。一af 动的位移为1+1一1#,对物块受力分析,由牛顿第二定律 小物块从P点运动至Q点的过程,小物块与轨道组成的系 统机械能守恒,系统水平方向上动量守恒,取水平向左为速 得ng-mog 度正方向,则有M+-M++2ngR #由匀变速直线运动规律得_吾-^{# Mo+m-M+mv --2 联立并代入数据解得1。一1.5s(另一解不符合题意,舍去) #根据运动学规律有L-a1^^{# (2)物块离开薄板后做平抛运动,薄板做匀速直线运动,设运 解得L-4.5m 动时间为!。,平台高度为h, 7.解析(1)弹恢复原长时两物块脱离弹策,A做平抛运动, 对薄板由运动学规律得(-)/-y1{ B做匀减速直线运动, 对A,水平方向有。二叹 对物块由平运动规律得-一x^{选}# 竖直方向有-{ 联立解得-” 联立解得o.-1m/s. 弹策恢复原长的过程中,由于A、B所受摩擦力大小相等,方 答案(1)4m/s。(2) 向相反,A、B与弹策纽成的系统动量守恒, 对系统有o-n+n(一) 10.解析(1)由小球和弹黄组成的系统机械能守恒可知 解得.-1m/s #E.1 (2)B物块与弹景分率后做匀减速直线运动。 对B有-gr-0- 2 2E 解得-0.2 (3)从系统初始状态到弹黄与物块分离的过程中,弹释放 (2)离开桌面后由平运动规律可得五一 2i 的弹性势能转化为A和B的动能与A和B同桌面摩擦产生 第一次碰撞前速度的坚直分量为v,由题可知v口- 的热量,该过程中对系统有E。一告+一+ 离开来面后由平抛运动规律得x一以,1一起 n△+g△r 其中Ar、△r为弹恢复原长过程中A、B两物块相对桌 解得小球第一次落地点距桌面上其飞出的水平距离为 一# 面的路程,则有△r-△r.+△rB 解得△E-0.121 /2E. 答案(1) 答案(1)1m/s 1m/s (2)0.2 (3)0.12] 8.解(1)设小物块的质量为n,传送带左右两端的距离为L, 小物块与传送带间的动摩擦因数为u.小物块在传送带上加 11.解(1)灭火弹做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,有 速时的加速度大小为a,由牛领第二定律有mr-ma L-u.tcos0 设小物块到达传送带最右端时的速度大小为ō,假设小物块 坚直方向做坚直上抛运动,有H-vosino-} 在传送带上一直加速,由运动学公式有 -2L. (2)由守恒守定律有C·-} 联立解得H-60m. 联立并代入数据得3.一6m/s 由于巧一5m/s.故假设不成立,小物块到达传送带右端前已 经与传送带共速,故小物块与小球碰撞前瞬间的速度大小为 代入已知条件解得U-2x10V. -5ms. 题组二 (2)设小球的质量为M,碰撞后小物块与小球的速度大小分 1.C 小球处于平衡位置时r一mg,其中h为弹策劲度系数,r 别为、,碰撞过程中两者构成的系统损失的总动能为 为振幅,结合题图(b)可知g地一2K,设该天体的半径为R. 157 一