专题02 直线运动-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题02 相互作用与直线运动 平衡问题动态分析 1.（2025·天津市十二区重点校·一模）抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者右手控制A点不动，左手控制B点沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（　　） A. 沿虚线a向左移动，空竹高度不变 B. 沿虚线b向上移动，细线与竖直方向夹角不变 C. 沿虚线c斜向上移动，细线的拉力不变 D. 沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力减小 2.（多选）（2025·天津市和平区·二模）建筑工地常用如图所示装置将建材搬运到高处，光滑杆竖直固定在地面上，斜面体固定在水平面上，配重P和建材Q用轻绳连接后跨过光滑的定滑轮，配重P穿过光滑竖直杆，建材Q放在斜面体上，且轻绳与斜面平行，开始时建材静止在斜面上，之后增加配重质量，建材沿斜面上滑，下列分析正确的是（　　） A. 当P、Q滑动时，则P、Q速度大小一定相等 B. 当P、Q滑动时，P减小机械能一定等于Q增加的机械能 C. 当P、Q静止时，细线上的拉力一定大于竖直杆对P的弹力 D. 当P、Q静止时，斜面对Q的摩擦力可能斜向下 牛顿第二定律的应用 3.（2025·天津市蓟州区·一模）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（　　） A. 斜面对物块的支持力大小为 B. 斜面对物块的摩擦力大小为 C. 斜面对物块作用力的合力大小为 D. 物块所受的合力大小为 4.（多选）（2025·天津市河西区·一模）托球跑是趣味运动会的一种比赛项目。比赛中，运动员手持乒乓球拍托着质量为m的球向前跑动。在比赛中途的某一段时间t内，乒乓球与球拍保持相对静止，球和球拍随运动员共同沿水平方向匀加速直线运动通过x距离，乒乓球的速度变化量为，球拍平面与水平面之间的夹角为，如图所示。不计球和球拍之间的摩擦力以及空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 在这段时间内，乒乓球加速度的大小为 B. 在这段时间内，乒乓球所受合外力冲量的大小为 C. 在这段时间内，球拍对乒乓球的弹力做的功为 D. 在这段时间内，乒乓球所受合外力做的功为 5.（多选）（2025·天津市南开区·一模）如图所示，缆车车厢通过悬臂固定在缆绳上，车厢连同悬臂的质量为M，车厢水平底板放置一质量为m的货物。某段时间内，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上做加速度为a的匀加速直线运动。已知悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度为，缆绳的倾角为，则在这段时间内（　　） A. 车厢对货物的支持力大小为masin B. 车厢对货物的摩擦力大小为macos C. 缆绳对悬臂和车厢的作用力大小大于 D. 缆绳对悬臂和车厢的作用力方向与水平方向的夹角大于θ 6.（多选）（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）如图所示，某同学把压在水杯下的纸水平抽出，重复操作，将水杯压在纸的同一位置，以更快的速度水平抽出，两次过程中水杯均未滑出桌面，则在第二次的抽出过程中（ ） A. 水杯受到的摩擦力与第一次相等 B. 水杯动能变化量比第一次的大 C. 水杯动量变化量比第一次的大 D. 水杯动量变化量与对应时间的比值与第一次相等 7.（2025·天津市和平区·一模）一款能垂直起降的遥控无人机质量m=200kg，发动机的功率最大值Pm =24000W， 最大竖直升力Fm = 3000N ，执行侦察任务时悬停在离地高度h1= 200m的高空。执行任务后需要尽快竖直上升到离地高度超过h2=238.4m的安全区域。忽略空气阻力，g取10m/s2。求： （1）该过程的最大上升速度大小； （2）若执行任务后，无人机立即以最大升力上升，求到达最大功率所用的时间t1； （3）在（2）的基础上，以最大功率继续上升，求到达安全区域需要的时间t2（到达安全区域之前已经达到最大速度）。 超重与失重问题 8.（多选）（2025·天津市重点校联考·一模）在电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为 50 kg。电梯运动过程中的某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内，下列说法正确的是（取 g＝10 m/s2）（　　） A. 该同学失重，所受的重力变小 B. 电梯可能竖直向上运动 C. 该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力 D. 电梯的加速度大小为 2 m/s2，方向竖直向下 9.（多选）（2025·天津市部分区·一模）高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量可忽略）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。在整个下落过程中，若不计空气阻力，则（　　） A. 运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大 B. 当弹性绳恰好伸直时，运动员的速度最大 C. 重力对运动员的冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量相同 D. 重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功 运动学图像 10.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模） 随着科技的发展，手机的功能越来越多。如图所示是小米同学随质量为100kg货物乘坐电梯时利用手机软件制作的运动v-t图像（竖直向上为正方向），g取10m/s2，下列判断正确的是（　　） A. 0~10s货物处于失重状态 B. 0~10s内电梯对货物的支持力恒为1100N C. 0~36s内电梯对货物的支持力做功2.8×104J D. 36~46s货物处于超重状态 11.（多选）（2025·天津市武清区杨村一中·一模）如图所示，一个m=3kg的物体放在粗糙水平地面上，从t=0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在0～3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图所示，已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则（ ） A. 在0～3s时间内，物体的速度先增大后减小 B. 0～3s时间内，物体所受合外力的冲量大小为30N·s C. 0～2s时间内，水平拉力F的平均功率为48W D. 前2s内物体做匀变速直线运动，力F大小保持不变 12.（多选）（2025·天津市河北区·一模）如图（a），一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图（b）为物块与木板运动v-t图像，图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得（　　） A. 木板的长度 B. 物块与木板的质量之比 C. 物块与木板之间的动摩擦因数 D. 从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能 13.（2025·天津市河东区·一模）一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动．轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速度，功率随时间的变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 相互作用与直线运动 平衡问题动态分析 1.（2025·天津市十二区重点校·一模）抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者右手控制A点不动，左手控制B点沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（　　） A. 沿虚线a向左移动，空竹高度不变 B. 沿虚线b向上移动，细线与竖直方向夹角不变 C. 沿虚线c斜向上移动，细线的拉力不变 D. 沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力减小 【答案】B 【详解】空竹受力如图所示 由于空竹缓慢移动，则其受力平衡，由平衡条件可知，设绳长为L，由几何关系可知 当一只手沿虚线a缓慢向左移动时，d减小，减小，空竹高度降低，故A错误；沿虚线b向上移动，d不变，不变，故B正确；沿虚线c斜向上移动，d增大，减小，细线的拉力增大，故C错误；沿虚线d向右移动，d增大，减小，细线对空竹的合力始终等于空竹的重力，所以细线对空竹的合力不变，故D错误。故选B。 2.（多选）（2025·天津市和平区·二模）建筑工地常用如图所示装置将建材搬运到高处，光滑杆竖直固定在地面上，斜面体固定在水平面上，配重P和建材Q用轻绳连接后跨过光滑的定滑轮，配重P穿过光滑竖直杆，建材Q放在斜面体上，且轻绳与斜面平行，开始时建材静止在斜面上，之后增加配重质量，建材沿斜面上滑，下列分析正确的是（　　） A. 当P、Q滑动时，则P、Q速度大小一定相等 B. 当P、Q滑动时，P减小机械能一定等于Q增加的机械能 C. 当P、Q静止时，细线上的拉力一定大于竖直杆对P的弹力 D. 当P、Q静止时，斜面对Q的摩擦力可能斜向下 【答案】CD 【详解】根据题意可知，当P、Q滑动时，沿绳方向的分速度大小与的速度大小相等，故A错误； 与斜面之间有摩擦力，当P、Q滑动时，P减小的机械能等于Q增加的机械能和因与斜面之间摩擦产生的热之和，则P减小的机械能一定大于Q增加的机械能，故B错误；由于竖直杆光滑，则当P静止时，绳子一定不能与杆垂直，则绳子拉力沿水平的分力等于竖直杆对P的弹力，即细线上的拉力一定大于竖直杆对P的弹力，故C正确；当P、Q静止时，若绳子的拉力大于重力沿斜面向下的分力，则有向上的运动趋势，斜面对Q的摩擦力沿斜面向下，故D正确。 故选CD。 牛顿第二定律的应用 3.（2025·天津市蓟州区·一模）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（　　） A. 斜面对物块的支持力大小为 B. 斜面对物块的摩擦力大小为 C. 斜面对物块作用力的合力大小为 D. 物块所受的合力大小为 【答案】B 【详解】对物块受力分析可知，沿垂直斜面方向根据平衡条件，可得支持力为，故A错误； 斜面对物块的摩擦力大小为，故B正确；因物块沿斜面加速下滑，根据牛顿第二定律得，可知，则斜面对物块的作用力为 ，故CD错误。故选B。 4.（多选）（2025·天津市河西区·一模）托球跑是趣味运动会的一种比赛项目。比赛中，运动员手持乒乓球拍托着质量为m的球向前跑动。在比赛中途的某一段时间t内，乒乓球与球拍保持相对静止，球和球拍随运动员共同沿水平方向匀加速直线运动通过x距离，乒乓球的速度变化量为，球拍平面与水平面之间的夹角为，如图所示。不计球和球拍之间的摩擦力以及空气阻力，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 在这段时间内，乒乓球加速度的大小为 B. 在这段时间内，乒乓球所受合外力冲量的大小为 C. 在这段时间内，球拍对乒乓球的弹力做的功为 D. 在这段时间内，乒乓球所受合外力做的功为 【答案】BC 【详解】乒乓球受到重力mg、支持力N而做加速直线运动，受力如图 由牛顿第二定律有，解得加速度大小，故A错误；合外力冲量大小，故B正确；球拍对乒乓球的弹力为，则球拍对乒乓球的弹力做的功，故C正确；根据动能定理，乒乓球所受合外力做的功等于该过程动能该变量，即，故D错误。故选BC。 5.（多选）（2025·天津市南开区·一模）如图所示，缆车车厢通过悬臂固定在缆绳上，车厢连同悬臂的质量为M，车厢水平底板放置一质量为m的货物。某段时间内，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上做加速度为a的匀加速直线运动。已知悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度为，缆绳的倾角为，则在这段时间内（　　） A. 车厢对货物的支持力大小为masin B. 车厢对货物的摩擦力大小为macos C. 缆绳对悬臂和车厢的作用力大小大于 D. 缆绳对悬臂和车厢的作用力方向与水平方向的夹角大于θ 【答案】BCD 【详解】在缆绳的牵引下货物随车厢一起斜向上做加速度为a的加速运动，沿水平和竖直进行分解加速度，分别为，，，因为是匀加速运动，所以加速度恒定，故车厢对货物的支持力，故A错误；水平方向，故B正确；对悬臂和货物组成的系统分析，悬臂对车厢的作用力为F，则竖直方向，水平方向，则，解得，故C正确；悬臂对车厢的作用力与水平的夹角为，则，所以缆绳对悬臂和车厢的作用力方向与水平方向的夹角大于θ，故D正确。故选BCD。 6.（多选）（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）如图所示，某同学把压在水杯下的纸水平抽出，重复操作，将水杯压在纸的同一位置，以更快的速度水平抽出，两次过程中水杯均未滑出桌面，则在第二次的抽出过程中（ ） A. 水杯受到的摩擦力与第一次相等 B. 水杯动能变化量比第一次的大 C. 水杯动量变化量比第一次的大 D. 水杯动量变化量与对应时间的比值与第一次相等 【答案】AD 【详解】分析可知，两次过程，水杯受到的摩擦力均为为滑动摩擦力且不变，故A正确；第二次快拉动白纸过程中，摩擦力作用时间短，则产生的冲量较小，根据动量定理可知，茶杯增加的动量小一些，根据动能与动量关系有，由于第二次动量小，故第二次动能小，故BC错误；动量变化量与对应时间的比值等于物体受到的合力，两次过程，水杯的合力均为滑动摩擦力且不变，则水杯动量变化量与对应时间的比值与第一次相等，故D正确。故选AD。 7.（2025·天津市和平区·一模）一款能垂直起降的遥控无人机质量m=200kg，发动机的功率最大值Pm =24000W， 最大竖直升力Fm = 3000N ，执行侦察任务时悬停在离地高度h1= 200m的高空。执行任务后需要尽快竖直上升到离地高度超过h2=238.4m的安全区域。忽略空气阻力，g取10m/s2。求： （1）该过程的最大上升速度大小； （2）若执行任务后，无人机立即以最大升力上升，求到达最大功率所用的时间t1； （3）在（2）的基础上，以最大功率继续上升，求到达安全区域需要的时间t2（到达安全区域之前已经达到最大速度）。 【答案】（1） （2）1.6s （3） 【小问1详解】 依题意，无人机所受重力与升力等大反向时，具有最大速度，有 解得 【小问2详解】 无人机以最大升力上升，做匀加速直线运动，可得 由牛顿第二定律Fm-mg= ma 又 联立，解得 【小问3详解】 以最大功率的加速过程，有 又 联立，解得 超重与失重问题 8.（多选）（2025·天津市重点校联考·一模）在电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为 50 kg。电梯运动过程中的某一段时间内该同学发现体重计示数如图所示，则在这段时间内，下列说法正确的是（取 g＝10 m/s2）（　　） A. 该同学失重，所受的重力变小 B. 电梯可能竖直向上运动 C. 该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力 D. 电梯的加速度大小为 2 m/s2，方向竖直向下 【答案】BD 【详解】失重是指对接触面的压力小于物体的重力，并不是重力减少了，故A错误；有读数可看出，该同学处于失重状态，所以他运动的加速度向下，电梯可能竖直向上做减速运动，故B正确；该同学对体重计的压力和体重计对他的支持力是相互作用力，等大，故C错误；有牛顿第二定律可知 ，故D正确。故选BD。 9.（多选）（2025·天津市部分区·一模）高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量可忽略）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。在整个下落过程中，若不计空气阻力，则（　　） A. 运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大 B. 当弹性绳恰好伸直时，运动员的速度最大 C. 重力对运动员的冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量相同 D. 重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功 【答案】AD 【详解】从弹性绳开始伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能减小，所以动能和弹性势能之和增加，故A正确；当弹性绳的弹力大小等于重力时，运动员的速度最大，故B错误；根据动量定理，由于初、末状态，动量均为零，因此重力对运动员的冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量大小相等，方向相反，故C错误；根据动能定理，由于初、末状态动能均为零，因此重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，故D正确。故选AD。 运动学图像 10.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模） 随着科技的发展，手机的功能越来越多。如图所示是小米同学随质量为100kg货物乘坐电梯时利用手机软件制作的运动v-t图像（竖直向上为正方向），g取10m/s2，下列判断正确的是（　　） A. 0~10s货物处于失重状态 B. 0~10s内电梯对货物的支持力恒为1100N C. 0~36s内电梯对货物的支持力做功2.8×104J D. 36~46s货物处于超重状态 【答案】C 【详解】0~10s货物向上加速，处于超重状态，故A错误；0~10s内电梯的加速度为 对货物，根据牛顿第二定律可得，解得对货物的支持力恒为，故B错误； 由于图像与坐标轴围成的面积等于位移可知，0~36s内货物上升的距离为 根据动能定理可得，，所以电梯对货物的支持力做功为，故C正确；36~46s货物向下加速，加速度向下，处于失重状态，故D错误。故选C。 11.（多选）（2025·天津市武清区杨村一中·一模）如图所示，一个m=3kg的物体放在粗糙水平地面上，从t=0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在0～3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图所示，已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则（ ） A. 在0～3s时间内，物体的速度先增大后减小 B. 0～3s时间内，物体所受合外力的冲量大小为30N·s C. 0～2s时间内，水平拉力F的平均功率为48W D. 前2s内物体做匀变速直线运动，力F大小保持不变 【答案】BD 【详解】物体在力F作用下由静止开始运动，加速度方向与速度方向相同，故物体在前3s内始终做加速运动，第3s内加速度减小说明物体速度增加得变慢了，但仍加速运动，故A错误；因为物体速度始终增加，故3s末物体的速度最大，再根据△v=a•△t知速度的增加量等于加速度与时间的乘积，在a－t图像上即为图像与时间轴所围图形的面积，则有，物体由静止开始加速运动，最大速度为10m/s，由动量定理可知，物体所受合外力的冲量大小为 ，故B正确；前2s内物体加速度恒定，故所受作用力恒定，根据牛顿第二定律知F合=ma知前2s内的合外力为12N，由于物体在水平方向受摩擦力作用，故拉力大于12N，2s末的速度为，前2s的平均速度为，由平均功率公式可知，0～2s时间内，水平拉力F的平均功率大于48W，故C错误；前2s内的物体的加速度恒定，物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律知物体的受合外力恒定，又因为物体与地面间的动摩擦因数处处相等，故物体所受摩擦力恒定，即物体受的作用力恒定，故D正确。故选BD。 12.（多选）（2025·天津市河北区·一模）如图（a），一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图（b）为物块与木板运动v-t图像，图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得（　　） A. 木板的长度 B. 物块与木板的质量之比 C. 物块与木板之间的动摩擦因数 D. 从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能 【答案】BC 【详解】根据题意只能求出物块与木板的相对位移，不知道木块最终停在哪里，无法求出木板的长度， A错误；由图像的斜率表示加速度求出长木板的加速度为，小物块的加速度，根据牛顿第二定律得，解得，，BC正确； D．由于不知道木板的质量，无法求出从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能，D错误。故选BC。 13.（2025·天津市河东区·一模）一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动．轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速度，功率随时间的变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【详解】设汽车的额定功率为P，所受恒定阻力为，牵引力为，匀加速结束时的速度为，由于汽车开始做匀加速直线运动，设其加速度为，则根据速度与时间的关系可得，当汽车的匀加速阶段结束，其速度还未达到最大值，此时根据，结合牛顿第二定律，可知，速度将继续增大，而牵引力将减小，则加速度将减小，即此后汽车将做加速度逐渐减小的加速运动，直至牵引力等于阻力时，加速度减小为0，速度达到最大值，而速度—时间图像的斜率表示加速度，因此可知该图像第一阶段为倾斜的直线，第二阶段为斜率逐渐减小的向下弯曲的曲线，故AB错误； 根据，而汽车在匀加速阶段，可得，而，即在匀加速阶段有 ，式中，则可知在汽车匀加速阶段汽车的功率与时间成正比，即此图像为过原点的一条倾斜直线，而匀加速结束后，汽车的功率达到额定值，此后功率不变，其图像与时间轴平行，故C正确，D错误。故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $$