专题3 高考中涉及运动和力的“三类”热点问题(Word练习)-【精讲精练】2026年高考物理一轮复习（人教版）

[对应学生用书第369页] [基础题组] 1．固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于(　　) A．它滑过的弧长 B．它下降的高度 C．它到P点的距离 D．它与P点的连线扫过的面积 解析　如图所示，设小环下降的高度为h，大环的半径为R，小环到P点的距离为L，根据机械能守恒定律得mgh＝mv2，由几何关系可得h＝L sin θ，sin θ＝，联立h＝，解得v＝L，故选项C正确，A、B、D错误。 答案　C 2．(多选)(2024·武汉高三期末)某人在地面上最多能提起质量为m的物体，如图所示，现在他在机场要把某个行李箱通过倾角为α＝30°斜面AB拉上水平平台BC，行李箱与ABC路面的动摩擦因数均为μ＝，下列说法正确的是(　　) A．在斜面AB上，他最多能匀速拉动质量为m的物体 B．在斜面AB上，他最多能匀速拉动质量为2m的物体 C．拉力F与斜面的夹角为60°时最省力 D．拉力F与斜面的夹角为30°时最省力 解析　行李箱在斜面上运动时受到四个力作用，重力、摩擦力、支持力和拉力，如图所示 可以先把斜面对物体的支持力和摩擦力求合力F′，则F′方向与弹力方向夹角的正切值为tan β＝μ＝，可得β＝30°，再根据三力汇交原理，当拉力F与F′垂直时拉动的物体最重，质量为m，故选项A正确，B错误；若行李箱重力一定，当拉力F与合力F′垂直时与斜面成30°角，拉力最小，选项D正确，C错误。 答案　AD 3．(2024·陕西渭南二模)如图甲所示，足够高的水平长桌面上，P点左边光滑，右边粗糙，物块A在砝码B的拉动下从桌面左端开始运动，其v­t图像如图乙所示。已知砝码B质量为0.20 kg，重力加速度g取10 m/s2，用mA表示物块A的质量，μ表示物块A与P点右边桌面之间的动摩擦因数，则有(　　) A．mA＝1.0 kg，μ＝0.2 B．mA＝0.4 kg，μ＝0.125 C．mA＝0.8 kg，μ＝0.125 D．mA＝0.8 kg，μ＝0.2 解析　由题图乙可知，物块A在P点左边运动时的加速度为a1＝2 m/s2，在P点右边运动时的加速度为a2＝ m/s2＝1 m/s2，由牛顿第二定律mBg＝(mA＋mB)a1，mBg－μmAg＝(mA＋mB)a2，联立解得mA＝0.8 kg，μ＝0.125，故选C。 答案　C 4．(多选)一东西向的水平直铁轨上停放着一列已用挂钩连接好的车厢，当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢以大小为a的加速度向西行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F；不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为(　　) A．8　　　　　　　　 B．10 C．15 D．18 解析　设这列车厢的节数为n，P、Q挂钩东边有k节车厢，每节车厢的质量为m，由牛顿第二定律可知＝，解得k＝n，k是正整数，n只能是5的倍数，故选项B、C正确，A、D错误。 答案　BC 5．(2024·贵州安顺一模)一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6、7节为动力车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢的牵引力大小均为F，每节车厢质量都为m，每节车厢所受阻力大小都为车厢重力大小的k倍。重力加速度为g。则(　　) A．列车启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上 B．列车的加速度大小为 C．第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为零 D．第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为F 解析　启动时车厢对乘客在竖直方向有向上的支持力，水平方向有沿动车运动方向的摩擦力，两个力的合力方向斜向上方，故A错误；对列车整体，根据牛顿第二定律4F－8kmg＝8ma，a＝，故B错误；对第1、2节车厢整体，根据牛顿第二定律F32＋F－2kmg＝2ma，F32＝0，根据牛顿第三定律，第2节车厢对第3节车厢的作用力大小为零，故C正确；对第1节车厢整体，根据牛顿第二定律F21－kmg＝ma，解得第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为F21＝，故D错误。 答案　C 6．(多选)倾角为30°的光滑斜面上放一质量为m的盒子A，A盒用轻质细绳跨过定滑轮与B盒相连，B盒内放一质量的物体。如果把这个物体改放在A盒内，则B盒加速度恰好与原来等值反向，重力加速度为g，则B盒的质量mB和系统的加速度a的大小分别为(　　) A．mB＝ B．mB＝ C．a＝0.2g D．a＝0.4g 解析　当物体放在B盒中时，以AB和B盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有－mg sin 30°＝a 当物体放在A盒中时，以AB和A盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有g sin 30°－mBg＝a 联立解得mB＝ 加速度大小为a＝0.2g 故选项A、D错误，B、C正确。 答案　BC 7．(多选)如图所示，质量为m的物块A静置在水平桌面上，通过足够长的轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为3m的物块B。现由静止释放物块A、B，以后的运动过程中物块A不与定滑轮发生碰撞。已知重力加速度大小为g，不计所有阻力，下列说法正确的是(　　) A．在相同时间内物块A、B运动的路程之比为2∶1 B．物块A、B的加速度之比为1∶1 C．轻绳的拉力为 D．B下落高度h时速度为 解析　根据动滑轮的特点可知B下降s，A需要走动2s，则＝，选项A正确；因为都是从静止开始运动的，故有2×aBt2＝aAt2，解得＝，选项B错误；对A：FT＝maA，对B：3mg－2FT＝3maB，解得FT＝，aA＝g，选项C正确；对B，加速度为aB＝aA＝g，根据速度—位移公式，有v2＝2aBh，解得v＝，选项D错误。 答案　AC [提升题组] 8．(2024·山东潍坊期末)如图所示，斜面体甲放在小车内的水平地板上，物块乙放在斜面体上，两者一起随车向右匀加速运动，关于甲、乙受力的分析正确的是(　　) A．甲物体可能受到4个力的作用 B．甲物体受到车厢向右的摩擦力 C．乙物体可能受到2个力的作用 D．车对甲的作用力大小等于甲、乙的重力之和 解析　对乙物体进行受力分析，其受到重力、斜面给的支持力以及斜面对乙的摩擦力如图所示。由题意可知，其有一个向右的加速度，设斜面的夹角为θ，乙的质量为m，所以在水平方向有Ffcos θ－FN1sin θ＝ma，竖直方向有Ffsin θ＋FN1cos θ＝mg，故C项错误；将甲、乙看成一个整体则车对其的作用力有两个效果，一个是抵消甲、乙的重力，使其在竖直方向静止，另一个作用是提供水平方向的加速度，所以其车对甲的作用力大小不等于甲、乙的重力之和，故D项错误；结合上述分析可知，甲受到自身的重力、乙对甲的压力、乙对甲的摩擦力、车厢给的支持力、以及车厢向右的摩擦力，所以受到5个力的作用，故A错误，B正确。 答案　B 9．(2024·赣州期末)某次服务员用单手托托盘的方式给12 m远处的顾客上菜，要求全程托盘水平，若托盘和碗之间的动摩擦因数为μ1＝0.15，托盘与手间的动摩擦因数为μ2＝0.2，服务员上菜时的最大速度为3 m/s。假设服务员加速、减速过程中做匀变速直线运动，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(设菜品送到顾客处速度恰好为零)重力加速度g取10 m/s2。求： (1)服务员运动的最大加速度； (2)服务员上菜所用的最短时间。 解析　(1)设碗的质量为m，托盘的质量为M，以最大加速度运动时，碗、托盘、手保持相对静止，由牛顿第二定律得Ff1＝ma1 碗与托盘间相对静止，则Ff1≤Ff1max＝μ1mg 解得a1≤μ1g＝0.15×10 m/s2＝1.5 m/s2 对碗和托盘整体，由牛顿第二定律得 Ff2＝(M＋m)a2 手和托盘间相对静止，则 Ff2≤Ff2max＝μ2(M＋m)g 解得a2≤μ2g＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2 则最大加速度amax＝1.5 m/s2。 (2)服务员以最大加速度达到最大速度，然后匀速运动，再以最大加速度减速运动，所需时间最短 加速运动时间t1＝＝ s＝2 s 位移x1＝vmaxt1＝3 m 减速运动时间t2＝t1＝2 s，位移x2＝x1＝3 m 匀速运动位移 x3＝L－x1－x2＝6 m 匀速运动时间t3＝＝2 s 最短时间t＝t1＋t2＋t3＝6 s。 答案　(1)1.5 m/s2　(2)6 s 10．如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的足够长的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝6 kg的物体P，Q为一质量为m2＝10 kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600 N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后F为恒力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。结果可用分数表示。求： (1)系统处于静止状态时，弹簧的压缩量x0； (2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a； (3)力F的最大值与最小值。 解析　(1)设开始时弹簧的压缩量为x0， 对P、Q整体受力分析，平行斜面方向有 (m1＋m2)g sin θ＝kx0 解得x0＝0.16 m。 (2)前0.2 s时间内F为变力，之后为恒力，则0.2 s时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为x1，对物体P，由牛顿第二定律得 kx1－m1g sin θ＝m1a 前0.2 s时间内两物体的位移 x0－x1＝at2 联立解得a＝ m/s2。 (3)对两物体受力分析知，开始运动时F最小，分离时F最大，则 Fmin＝(m1＋m2)a＝ N 对Q由牛顿第二定律得Fmax－m2g sin θ＝m2a 解得Fmax＝ N。 答案　(1)0.16 m　(2) m/s2　(3) N　 N 学科网（北京）股份有限公司 $$