专题02 牛顿运动定律和相互作用（上海专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题02 牛顿运动定律和相互作用 1．（2025·上海·二模）智能手机是现代人的必备物品，由于手机内置的传感器（如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等）利用手机也可以进行各种物理实验。 图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附物体。图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图。若手机的重力为G，手机与水平方向的夹角为θ，下列说法正确的是（　　） A．手机受到的支持力一定小于G B．支架对手机的支持力大于手机对支架的压力 C．支架对手机的作用力方向竖直向上 D．支架对手机的摩擦力大小为 2．（2025·上海宝山·二模）《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（    ） A．可以减小人的惯性 B．可以减小车的惯性 C．可以减少因人的惯性而造成的伤害 D．可以减少因车的惯性而造成的伤害 3．（2025·上海宝山·二模）如图是我国一架第五代战斗机“歼-20”，演习中它正沿斜向上做匀加速直线运动，除了所受的重力以外，它还受到其它力的合力F，下图中F的示意图可能正确的是（    ） A． B． C． D． 4．（2025·上海浦东·二模）输液时可用一种电容式输液传感器夹在滴壶下的输液管上，它可以自动检测输液管中药液的有无，如图所示。 在药液减少的过程中，输液瓶对输液架的作用力为F1，输液架对地面的作用力为F2，地面对输液架的作用力为F3，则作用力大小关系始终成立的是________。 A．F1＝F2 B．F1＞F2 C．F2＝F3 D．F2＜F3 E．F1＝F3 5．（2025·上海静安·二模）一辆在平直路面行驶的汽车，所受阻力大小f与行驶的速率成正比，若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个过程中，汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f的关系图像是（　　） A． B． C． D． 6．（2025·上海静安·二模）如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为 θ 的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数 μ =0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力 。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角 θ 应该满足的条件是__________。 ②（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°= 0.26、cos15°= 0.97，求货车在避险车道上行驶的最大距离s。________（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网________（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 7．（2025·上海闵行·二模）频闪技术 在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出强烈的短暂闪光，照亮运动物体，于是在照片上获得物体在闪光时刻的位置。某实验小组使用闪光频率为的频闪仪进行实验探究，以下图中数据均已换算为实际长度。 物块从斜面某位置静止释放，捕捉到运动过程中连续三个位置，斜面倾角，则物块下滑的加速度大小___________，物块与斜面间的摩擦因数___________ 8．（2025·上海闵行·二模） 网球是一项风靡全球的体育项目。发球时通过快速挥拍，在极短时间内对网球施加极大作用力，网球获得极高初速度，在空中划出一道优美的弧线。 （1）如图（a）4个相同的网球紧挨叠放，静止在水平地面，若网球的质量为，重力加速度为，地面对网球的支持力大小为___________。 （2）图（b）是下层3球的俯视图，若稍微增大球心距离，三球仍能静止，则网球受到网球的弹力大小___________ A．增大 B．减小 C．不变 9．（2025·上海普陀·二模）如图，“复兴号”动车组共8节车厢。每节车厢的质量均为m，每节动力车厢能提供的最大驱动功率相同，重力加速度为g。 （1）（计算）动车组采用4动4拖模式，依靠前面的4节动力车厢来带动整个列车运行。动车组在平直轨道上匀加速启时，若每节车厢所受阻力均为车厢所受重力的k倍，每节动力车厢提供的牵引力大小为F，求第4节车厢对第5节车厢的作用力大小；______ （2）若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则改为采用1动7拖模式后，动车组的最高时速为______km/h。 10．（2025·上海松江·二模）游客下滑前滑环固定在钢索AB上O点处，滑环和人均处于静止状态，钢索和轻绳的夹角关系如图所示。则受力最大的是______。 A．OA段钢索 B．OB段钢索 C．OC段轻绳 11．（2025·上海松江·二模）如图，游客沿倾角θ = 37°的钢索加速滑下，滑环与钢索间的动摩擦因数μ = 。忽略空气阻力，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。 （1） 游客下滑时处于______； A．超重状态 B．失重状态 C．完全失重状态 （2） 其加速度大小为______（保留3位有效数字）； （3） 下滑过程中，轻绳对游客______； A．做正功 B．不做功 C．做负功 （4） （计算）若游客质量为60kg，求轻绳对游客的拉力大小（保留3位有效数字）_____。 12．（2025·上海松江·二模）为消除安全隐患，在倾斜钢索末端加装一段水平钢索，如图所示。滑环和游客进入水平钢索时速度大小为v，且恰能滑到水平钢索右端。滑环与水平钢索的动摩擦因数为μ。由以上信息可以估算得到的物理量有_____________（至少写出3个物理量）。 13．（2025·上海杨浦·二模）小区便民晾衣设备的三根支撑杆等间距地竖直固定在地面上，相邻支撑杆之间的晾衣绳质量均为，晾衣绳顶端的切线与竖直方向的夹角均为，如图所示。降雪后晾衣绳都被冰层均匀包裹，中间的支撑杆对地压力增加了。为简化问题，不考虑中间支撑杆上的积雪重力及晾衣绳顶端切线与竖直方向夹角的变化。重力加速度为。求： （1）每根晾衣绳上的冰层质量； （2）结冰的晾衣绳在最低点的张力大小。 14.（2025·上海长宁·二模）电梯从底层向上运行至顶层，其加速度随时间的变化关系如图所示。 （1）（作图）以向上运动为正方向，定性描绘出电梯从底层向上运行至顶层过程中速度随时间变化的—图线_____。 （2）电梯从底层静止出发，向上运行至顶层，并再次停下。其加速度随时间的变化关系如图所示。已知电梯的初速度和最终速度均为零。请判断加速度一时间图像中，时间轴上方面积的大小_____下方面积的大小关系（选填A．> B．= C．<），其面积的物理意义是_____。 （3）（简答）电梯轿厢天花板上有一颗松动的螺丝，电梯静止时螺丝未脱落。当电梯上升时，螺丝在某一阶段发生脱落。请分析说明螺丝脱落时，电梯可能在做什么运动______？ （4）（计算）设电梯轿厢天花板到轿厢地板的高度为，螺丝脱落后电梯加速度始终为，求螺丝掉落至轿厢地板所需时间______。（重力加速度大小为） 15.（2025·上海崇明·二模）无人机随着科技的发展，无人机已经渗透到了社会的各个领域。下表是某型号四桨叶无人机的部分参数。 飞行器 电池 充电器 质量（不含电池） 835g 质量 输出电压 17.4V 最大上升速度 容量 4480mAh 输出额定功率 57W 最大下降速度 电压 15.2V 计算：某次无人机从地面竖直向上起飞，其图像如图所示，在时间内单桨叶提供的升力为，假设忽略空气阻力，重力加速度。求：（保留三位有效数字） （1）的大小； （2）悬停位置离地面的高度； （3）从时间内，无人机的机械能变化量（不考虑桨叶转动动能的变化）。 16.（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 某同学在“探究弹簧产生的弹力和形变量的关系”的实验中。用图所示实验装置，改变悬挂在弹簧下端钩码的质量，分别测出平衡时对应弹簧的长度，得到一系列数据，并绘制出图像，如图所示。通过对数据分析知道： （1）在正常情况下该弹簧的劲度系数___________。 （2）简答题： ①从图像分析中发现，最后一组数据点明显偏离胡克定律，出现这一现象的原因可能是___________。 ②为什么可以用钩码的重力来表示弹簧形变时产生的弹力？___________ 17.（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 质量为的蹦极爱好者身系一根弹性绳，从高空某点静止开始自由下落，下降高度后弹性绳开始对人产生弹力，再经历时间，人到达最低点。整个运动过程始终沿竖直方向。则在时间内，弹性绳的（　　） A．弹性势能增加量为 B．平均作用力等于 C．最大伸长量一定为 D．弹力的最大值大于 18（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 已知弹簧的弹性势能大小为，如图所示，一劲度系数为的轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量的物块，静止在弹簧原长位置点。物块与桌面间的动摩擦因数为。现用一个的恒定拉力，使物块开始向右运动。求物块完全停下来之前： （1）物块处于平衡时弹簧的伸长量； （2）物块的最大速度； （3）弹簧的最大伸长量。 19.甲同学的手机只能显示y轴方向的数据。若要利用他的手机测量当地重力加速度，则释放手机的情形应为（　　） A． B． C． D． 20.乙同学手持手机，在竖直方向做连续的下蹲-起立动作，得到右图所示的ay-t图像（向上为正）。 （1）在图示过程中，乙同学共完成了___________次下蹲-起立的完整动作。 （2）a、b、c、d四个时刻中，乙同学处于最低点的时刻是___________。 （3）c时刻，乙同学处于( ) A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 21.丙同学将手机固定在腰部，打开软件，分别得到散步走路和跑步过程中视重比（视重和重力的比值）与时间的关系图像。请写出走路和跑步两种运动的差别（写出2个即可）：_____________。 22.（2025·上海嘉定·二模）赛车采用的是后轮驱动系统，起动时后轮和前轮对地面的摩擦力方向分别为______。 A．向前、向前 B．向后、向后 C．向前、向后 D．向后、向前 23.（2025·上海嘉定·二模）某弯道倾角为θ，赛车转弯半径为r，若赛车无侧向滑动趋势，则其速度大小v为______。（重力加速度大小为g） 24.（2025·上海嘉定·二模）直线加速赛采用全长1500m的直线跑道。在英里的直线加速比赛中，某辆赛车从静止起动，跑完英里（约402m）所用的时间仅为3.8s，尾速达到523km/h。 （1）有同学认为该赛车的运动为匀加速直线运动，请通过计算论证该观点是否正确____。 （2）赛车跑完英里后立即制动。若用传统刹车系统，平均制动力约为车重的0.6倍。通过计算判断采用传统刹车系统是否合理。（重力加速度大小g取10m/s2）____ 25.（2025·上海嘉定·二模）如图（a）所示，将多根串起的长为L的吸管水平放置，再取一根牙签置于吸管中，用力对吸管吹气，牙签被加速后从吸管口射出。（牙签可视为质点） （1）假设吹气时，牙签在吸管内受到的推力大小恒为F1，加速s距离后射出。则牙签出射时的动能为______。 （2）吸管前方固定一张纸，牙签从吸管口飞出后，戳在纸上，戳中点到吸管口的水平距离为x、竖直距离为y。牙签从吸管口射出时的速度大小约为______。（重力加速度大小为g） （3）戳在纸上的牙签静止时与竖直纸面有个夹角，如图（b）所示，已知牙签重力为G，纸对牙签的作用力为F2，画出牙签的受力示意图____。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 牛顿运动定律和相互作用 1．（2025·上海·二模）智能手机是现代人的必备物品，由于手机内置的传感器（如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等）利用手机也可以进行各种物理实验。 图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附物体。图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图。若手机的重力为G，手机与水平方向的夹角为θ，下列说法正确的是（　　） A．手机受到的支持力一定小于G B．支架对手机的支持力大于手机对支架的压力 C．支架对手机的作用力方向竖直向上 D．支架对手机的摩擦力大小为 【答案】C 【详解】A．因为采用了纳米微吸材料，斜面会对手机存在一个吸引力，所以手机受到的支持力大小可能大于G，也可能小于G，取决于吸附力的大小，选项A错误； B．根据牛顿第三定律可知，支架对手机的支持力等于手机对支架的压力，故B错误； C．手机受到竖直向下的重力和支架的作用力，二力平衡，支架对手机的作用力大小为G，方向竖直向上，选项C正确。 D．根据平衡可知，支架对手机的摩擦力大小为，故D错误。 故选C。 2．（2025·上海宝山·二模）《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（    ） A．可以减小人的惯性 B．可以减小车的惯性 C．可以减少因人的惯性而造成的伤害 D．可以减少因车的惯性而造成的伤害 【答案】C 【详解】由题意，系好安全带可以减少因人的惯性而造成的伤害，但不能减小人的惯性，且与车的惯性无关，故只有C项正确。 故选C。 3．（2025·上海宝山·二模）如图是我国一架第五代战斗机“歼-20”，演习中它正沿斜向上做匀加速直线运动，除了所受的重力以外，它还受到其它力的合力F，下图中F的示意图可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题意，其它力的合力F与重力的总合力应与速度方向相同，则只有B正确。 故选B。 4．（2025·上海浦东·二模）输液时可用一种电容式输液传感器夹在滴壶下的输液管上，它可以自动检测输液管中药液的有无，如图所示。 在药液减少的过程中，输液瓶对输液架的作用力为F1，输液架对地面的作用力为F2，地面对输液架的作用力为F3，则作用力大小关系始终成立的是________。 A．F1＝F2 B．F1＞F2 C．F2＝F3 D．F2＜F3 E．F1＝F3 【答案】C 【详解】输液架对地面的作用力为F2与地面对输液架的作用力为F3是一对相互作用力，由牛顿第三定律可知一定满足F2＝F3，故选C。 5．（2025·上海静安·二模）一辆在平直路面行驶的汽车，所受阻力大小f与行驶的速率成正比，若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个过程中，汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f的关系图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由于汽车先做匀加速直线运动，题意可知阻力（k为比例系数） 由牛顿第二定律有 整理得 可知牵引力F随f的增大而均匀增大，图像是一条倾斜的直线，功率达到最大值后，牵引力 联立以上解得 可知牵引力与阻力成反比，A选项符合题意。 故选A。 6．（2025·上海静安·二模）如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为 θ 的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数 μ =0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力 。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角 θ 应该满足的条件是__________。 ②（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°= 0.26、cos15°= 0.97，求货车在避险车道上行驶的最大距离s。________（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网________（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 【答案】 49m 应该 【详解】[1]为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，则货车在车道上沿车道向上的最大静摩擦力大于等于沿车道向下的重力的分力，即 解得 [2]设货车在避险车道减速至零，距离为s，受力分析如图 由动能定理可知 联立解得 [3]为了确保能够有效吸收车辆动能，防止车辆反弹，当车辆撞击防撞网时，防撞网应该超出其弹性限度。 7．（2025·上海闵行·二模）频闪技术 在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出强烈的短暂闪光，照亮运动物体，于是在照片上获得物体在闪光时刻的位置。某实验小组使用闪光频率为的频闪仪进行实验探究，以下图中数据均已换算为实际长度。 物块从斜面某位置静止释放，捕捉到运动过程中连续三个位置，斜面倾角，则物块下滑的加速度大小___________，物块与斜面间的摩擦因数___________ 【答案】 【详解】根据逐差法可知 可得，物块下滑的加速度大小为 对物块，根据牛顿第二定律 ，代入数据，解得。 8．（2025·上海闵行·二模） 网球是一项风靡全球的体育项目。发球时通过快速挥拍，在极短时间内对网球施加极大作用力，网球获得极高初速度，在空中划出一道优美的弧线。 （1）如图（a）4个相同的网球紧挨叠放，静止在水平地面，若网球的质量为，重力加速度为，地面对网球的支持力大小为___________。 （2）图（b）是下层3球的俯视图，若稍微增大球心距离，三球仍能静止，则网球受到网球的弹力大小___________ A．增大 B．减小 C．不变 【答案】 A 【详解】[1]设地面对下面每个网球的支持力都为，对四个网球整体受力分析可得故地面对网球A的支持力为 [2]设下面三个球对B球的弹力为F，AB球心的连线与竖直方向的夹角为，对B球受力分析有 可知A球给B球的弹力大小为 当若稍微增大球心距离时，变大，故A球给B球的弹力增大。 故选A。 9．（2025·上海普陀·二模）如图，“复兴号”动车组共8节车厢。每节车厢的质量均为m，每节动力车厢能提供的最大驱动功率相同，重力加速度为g。 （1）（计算）动车组采用4动4拖模式，依靠前面的4节动力车厢来带动整个列车运行。动车组在平直轨道上匀加速启时，若每节车厢所受阻力均为车厢所受重力的k倍，每节动力车厢提供的牵引力大小为F，求第4节车厢对第5节车厢的作用力大小；______ （2）若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则改为采用1动7拖模式后，动车组的最高时速为______km/h。 【答案】 175 【详解】（1）[1]以8节车厢为整体，根据牛顿第二定律可得 以后面4节车厢为整体，根据牛顿第二定律可得 ，联立解得第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为 （2）[2]若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则有 则改为采用1动7拖模式后，则 可得动车组的最高时速为 10．（2025·上海松江·二模）游客下滑前滑环固定在钢索AB上O点处，滑环和人均处于静止状态，钢索和轻绳的夹角关系如图所示。则受力最大的是______。 A．OA段钢索 B．OB段钢索 C．OC段轻绳 11．（2025·上海松江·二模）如图，游客沿倾角θ = 37°的钢索加速滑下，滑环与钢索间的动摩擦因数μ = 。忽略空气阻力，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。 （1） 游客下滑时处于______； A．超重状态 B．失重状态 C．完全失重状态 （2） 其加速度大小为______（保留3位有效数字）； （3） 下滑过程中，轻绳对游客______； A．做正功 B．不做功 C．做负功 （4） （计算）若游客质量为60kg，求轻绳对游客的拉力大小（保留3位有效数字）_____。 12．（2025·上海松江·二模）为消除安全隐患，在倾斜钢索末端加装一段水平钢索，如图所示。滑环和游客进入水平钢索时速度大小为v，且恰能滑到水平钢索右端。滑环与水平钢索的动摩擦因数为μ。由以上信息可以估算得到的物理量有_____________（至少写出3个物理量）。 【答案】10．A 11． B 1.38m/s2 C 543N 12．见解析 【详解】10．O点处受到三个力作用而处于静止状态， 这样的三个力可以组成一个首尾相接的封闭的矢量三角形如下 根据三角形中的边角关系，即大角对大边，可得T1＞T2＞T3，故选A。 11．（1）游客下滑时，加速度有竖直向下的分量，则处于失重状态，故选B； （2）根据牛顿第二定律 解得其加速度大小为a=1.38m/s2； （3）下滑过程中，游客的加速度小于，故轻绳对游客的拉力与位移夹角为钝角，可知轻绳对游客做负功，故选C； （4）在沿钢索方向和垂直钢索方向建立直角坐标系，受力分析如图 则垂直钢索方向 沿钢索方向 解得T=543N 12．根据可得加速度； 根据可得时间； 根据可得水平钢索的长度。 13．（2025·上海杨浦·二模）小区便民晾衣设备的三根支撑杆等间距地竖直固定在地面上，相邻支撑杆之间的晾衣绳质量均为，晾衣绳顶端的切线与竖直方向的夹角均为，如图所示。降雪后晾衣绳都被冰层均匀包裹，中间的支撑杆对地压力增加了。为简化问题，不考虑中间支撑杆上的积雪重力及晾衣绳顶端切线与竖直方向夹角的变化。重力加速度为。求： （1）每根晾衣绳上的冰层质量； （2）结冰的晾衣绳在最低点的张力大小。 【答案】（1）（2） 【详解】（1）中间支撑杆的支持力等于两边细绳重力总和的一半，即F=mg 中间的支撑杆对地压力增加了，可知每根晾衣绳上的冰层重力为，质量 （2）对左边晾衣绳一半分析可得， 解得最低点细绳张力 14.（2025·上海长宁·二模）电梯从底层向上运行至顶层，其加速度随时间的变化关系如图所示。 （1）（作图）以向上运动为正方向，定性描绘出电梯从底层向上运行至顶层过程中速度随时间变化的—图线_____。 （2）电梯从底层静止出发，向上运行至顶层，并再次停下。其加速度随时间的变化关系如图所示。已知电梯的初速度和最终速度均为零。请判断加速度一时间图像中，时间轴上方面积的大小_____下方面积的大小关系（选填A．> B．= C．<），其面积的物理意义是_____。 （3）（简答）电梯轿厢天花板上有一颗松动的螺丝，电梯静止时螺丝未脱落。当电梯上升时，螺丝在某一阶段发生脱落。请分析说明螺丝脱落时，电梯可能在做什么运动______？ （4）（计算）设电梯轿厢天花板到轿厢地板的高度为，螺丝脱落后电梯加速度始终为，求螺丝掉落至轿厢地板所需时间______。（重力加速度大小为） 【答案】 见解析 B 电梯的速度变化 加速上升 【详解】（1）[1]根据v-t图像的斜率表示加速度，结合题目中的a-t图像，以向上运动为正方向，定性描绘出电梯从底层向上运行至顶层过程中速度随时间变化的v-t图线如图所示。 （2）[2][3]由 解得 可知a-t图像中图线与横轴所围面积表示电梯的速度变化，依题意，电梯的初速度和最终速度均为零，所以a-t图像中，时间轴上方面积的大小等于下方面积的大小关系。 （3）[4]螺丝松动后在静止时未脱落，可以认为此时螺丝受到的最大静摩擦力大于其重力。电梯上升开始阶段，由于螺丝具有向上的加速度，根据牛顿第二定律有fmax= mg +ma 即螺丝处在超重状态，电梯加速上升时，只要加速度足够大，螺丝将会脱落。 （4）[5]设螺丝脱落瞬时为时间起点，并以该时刻电梯地板位置为坐标原点向上作y轴。螺丝脱落后做竖直上抛运动，有 电梯地板做匀加速直线运动，有 螺丝落到地板即 解得 15.（2025·上海崇明·二模）无人机随着科技的发展，无人机已经渗透到了社会的各个领域。下表是某型号四桨叶无人机的部分参数。 飞行器 电池 充电器 质量（不含电池） 835g 质量 输出电压 17.4V 最大上升速度 容量 4480mAh 输出额定功率 57W 最大下降速度 电压 15.2V 计算：某次无人机从地面竖直向上起飞，其图像如图所示，在时间内单桨叶提供的升力为，假设忽略空气阻力，重力加速度。求：（保留三位有效数字） （1）的大小； （2）悬停位置离地面的高度； （3）从时间内，无人机的机械能变化量（不考虑桨叶转动动能的变化）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1） 根据牛顿第二定律 解得 （2）3.5时飞机处于悬停状态，高度相当于图像所围的面积 （3）时间内，无人机速度从减小到0 动能减少 上升高度 重力势能增加 机械能变化量 16.（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 某同学在“探究弹簧产生的弹力和形变量的关系”的实验中。用图所示实验装置，改变悬挂在弹簧下端钩码的质量，分别测出平衡时对应弹簧的长度，得到一系列数据，并绘制出图像，如图所示。通过对数据分析知道： （1）在正常情况下该弹簧的劲度系数___________。 （2）简答题： ①从图像分析中发现，最后一组数据点明显偏离胡克定律，出现这一现象的原因可能是___________。 ②为什么可以用钩码的重力来表示弹簧形变时产生的弹力？___________ 【答案】 100 拉力超出了弹簧的弹性限度 砝码平衡时，砝码的重力和弹簧的拉力是一对平衡力，大小相等 【详解】（1）[1]在正常情况下该弹簧的劲度系数 （2）①[2]从图像分析中发现，最后一组数据点明显偏离胡克定律，出现这一现象的原因可能是拉力超出了弹簧的弹性限度。 ②[3]砝码平衡时，砝码的重力和弹簧的拉力是一对平衡力，大小相等，所以可以用钩码的重力来表示弹簧形变时产生的弹力。 17.（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 质量为的蹦极爱好者身系一根弹性绳，从高空某点静止开始自由下落，下降高度后弹性绳开始对人产生弹力，再经历时间，人到达最低点。整个运动过程始终沿竖直方向。则在时间内，弹性绳的（　　） A．弹性势能增加量为 B．平均作用力等于 C．最大伸长量一定为 D．弹力的最大值大于 【答案】BD 【详解】AC．由能量关系可知，弹性势能增加量为 其中h＇是从弹性绳开始伸直到最低点时下落的高度，因弹性绳的劲度系数未知，弹性绳的最大伸长量不一定为，选项AC错误； B．弹性绳刚伸直时的速度 设向上为正，从弹性绳开始伸直到最低点由动量定理 解得平均作用力 选项B正确； D．假设在弹性绳刚伸直时人的速度为零，则到达平衡位置时弹性绳的弹力为mg，则到最低点时弹力的最大值等于，因在弹性绳刚伸直时人的速度大于零，可知到最低点时弹力的最大值大于，选项D正确。 故选BD。 18（2025·上海崇明·二模）胡克定律表明，一定条件下，弹簧发生形变时产生的弹力大小，与弹簧形变量和弹簧的劲度系数有关。（重力加速度） 已知弹簧的弹性势能大小为，如图所示，一劲度系数为的轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量的物块，静止在弹簧原长位置点。物块与桌面间的动摩擦因数为。现用一个的恒定拉力，使物块开始向右运动。求物块完全停下来之前： （1）物块处于平衡时弹簧的伸长量； （2）物块的最大速度； （3）弹簧的最大伸长量。 【答案】（1）3.5cm或；（2）；（3） 【详解】（1）在向右运动过程中，摩擦力向左， 在物块到达最右端后向左运动过程中，摩擦力向右， （2）当第一次达到平衡时速度最大，根据动能定理： 解得 （3）当物块到达最右端时，速度为0，根据振动的对称性，最大伸长量为 或： 解得 19.甲同学的手机只能显示y轴方向的数据。若要利用他的手机测量当地重力加速度，则释放手机的情形应为（　　） A． B． C． D． 20.乙同学手持手机，在竖直方向做连续的下蹲-起立动作，得到右图所示的ay-t图像（向上为正）。 （1）在图示过程中，乙同学共完成了___________次下蹲-起立的完整动作。 （2）a、b、c、d四个时刻中，乙同学处于最低点的时刻是___________。 （3）c时刻，乙同学处于( ) A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 21.丙同学将手机固定在腰部，打开软件，分别得到散步走路和跑步过程中视重比（视重和重力的比值）与时间的关系图像。请写出走路和跑步两种运动的差别（写出2个即可）：_____________。 【答案】19.B 20. 一 d A 21.人散步时，视重比变化周期较小，视重比的变化范围较小 【详解】19.同学的手机只能显示y轴方向的数据，所以若要利用他的手机测量当地重力加速度，则y轴应保持竖直方向。 故选B。 20.[1]由图可知，加速度先向下后向上，然后向上再向下，说明人先向下加速后向下减速，然后向上加速再向上减速，即人完成一次下蹲起立的动作。 [2]由以上分析可知，乙同学处于最低点的时刻是d。 [3]c时刻，乙同学处于减速下蹲阶段，加速度向上，处于超重状态。 故选A。 21.由图可知，当人散步时，速度较小，视重比变化周期较小，同时视重比的变化范围较小。 22.（2025·上海嘉定·二模）赛车采用的是后轮驱动系统，起动时后轮和前轮对地面的摩擦力方向分别为______。 A．向前、向前 B．向后、向后 C．向前、向后 D．向后、向前 【答案】D 【详解】赛车采用后轮驱动系统，则起动时后轮有相对于地面向后的运动趋势，则后轮受到地面向前的摩擦力，根据牛顿第三定律可知起动时后轮对地面的摩擦力方向向后；起动时前轮所受摩擦力向后，根据牛顿第三定律可知起动时前轮对地面的摩擦力方向向前。 故选D。 23.（2025·上海嘉定·二模）某弯道倾角为θ，赛车转弯半径为r，若赛车无侧向滑动趋势，则其速度大小v为______。（重力加速度大小为g） 【答案】 【详解】由牛顿第二定律 可得其速度大小为 24.（2025·上海嘉定·二模）直线加速赛采用全长1500m的直线跑道。在英里的直线加速比赛中，某辆赛车从静止起动，跑完英里（约402m）所用的时间仅为3.8s，尾速达到523km/h。 （1）有同学认为该赛车的运动为匀加速直线运动，请通过计算论证该观点是否正确____。 （2）赛车跑完英里后立即制动。若用传统刹车系统，平均制动力约为车重的0.6倍。通过计算判断采用传统刹车系统是否合理。（重力加速度大小g取10m/s2）____ 【答案】 不正确，见解析 不合理，见解析 【详解】（1）[1]设赛车做匀加速直线运动，由运动学公式 可得 末速度为大于尾速523km/h。 故说明赛车的运动不是匀加速直线运动。 （2）[2]刹车时由牛顿第二定律可得赛车刹车时的加速度大小为 由运动学公式 其中，解得 而剩余赛程为 由于 所以采用传动刹车系统不合理。 25.（2025·上海嘉定·二模）如图（a）所示，将多根串起的长为L的吸管水平放置，再取一根牙签置于吸管中，用力对吸管吹气，牙签被加速后从吸管口射出。（牙签可视为质点） （1）假设吹气时，牙签在吸管内受到的推力大小恒为F1，加速s距离后射出。则牙签出射时的动能为______。 （2）吸管前方固定一张纸，牙签从吸管口飞出后，戳在纸上，戳中点到吸管口的水平距离为x、竖直距离为y。牙签从吸管口射出时的速度大小约为______。（重力加速度大小为g） （3）戳在纸上的牙签静止时与竖直纸面有个夹角，如图（b）所示，已知牙签重力为G，纸对牙签的作用力为F2，画出牙签的受力示意图____。 【答案】 F1s 【详解】（1）[1]则根据动能定理，牙签出射时的动能为 （2）[2]根据平抛运动的规律可知， 可得牙签从吸管口射出时的速度大小 （3）[3]牙签受向下的重力G，个纸张对牙签的向上的作用力；受力图如图； / 学科网（北京）股份有限公司 $$