第四章 运动和力的关系 情境题专项-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第一册同步练习（人教版）

N 高中物理必修第一册（人教版） 情境题 1.2021年4月28日，在西安举行的全运 会田径项目测试赛女子撑竿跳高决赛中， 某选手以4米50的成绩获得冠军。若不 计空气阻力，则下列说法正确的是 第1题图 A.选手上升过程先处于超重状态，后 处于失重状态 B.选手上升到最高点时其加速度为0， 她既不失重也不超重 C.选手从最高点下落到软垫前，这阶 段一直处于超重状态 D.选手落到软垫后一直做减速运动， 一直处于超重状态 2.如图甲所示，商场轻绳上挂有可以自由 滑动的夹子，各柜台的售货员将票据夹 在夹子上通过轻绳传送给收银台。某时 刻夹子的加速度恰好在水平方向，轻绳 的形状如图乙，其左侧与水平夹角为0， 右侧处于水平位置。已知夹子的质量为 m,重力加速度为g,不计一切阻力，则 下列说法正确的是() 96)练 专项 乙 第2题图 A.夹子两侧轻绳的弹力大小不相等 B.轻绳对夹子的作用力方向竖直向上 C.夹子的加速度方向水平向左 D.夹子的加速度大小a=gtan日 3.（多选)“蹦床”已被奥运会列为正式比赛 项目。运动员利用蹦床网的弹性弹起到空 中，完成动作后落回到网上，再经蹦床网 的弹性弹起，如此往复。图示的F-t图像 是传感器记录的一位运动员双脚在接触蹦 床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间 的变化情况。设运动员只在竖直方向上运 动，取重力加速度为10/s2,则运动员在 前12s的时间内() AF/N 2500 500 0 16.8 3.64.24.85.46.06.68.49.41112 第3题图 A.获得的最大加速度为40m/s2 B.获得的最大加速度为50m/s2 C.腾空弹起时的最大高度约为2.5m 下降 D.腾空弹起时的最大高度约为3.2m 4.（多选)如图所示的翻斗车车斗的底部 是一个平面，司机正准备将车上运送的 一块大石块（图中未画出）卸下。司机 将车停稳在水平路面上，通过操纵液压 (1) 杆使车斗底部缓慢倾斜，直到石块开始 加速下滑时，保持车斗倾斜角不变。则 (2) 在石块沿车斗底面匀加速下滑的过程中 (3) 第4题图 A.若刹车失灵，翻斗车可能会向右运动 B.翻斗车不受地面的摩擦力 C.翻斗车受到的合外力逐渐减小 D.地面对翻斗车的支持力小于翻斗车 和车上石块的总重力 5.随着人工智能技术的不断发展，无人机 有着非常广阔的应用前景。春播时节， 一架携药总质量m=20kg的无人机即将 在田间执行喷洒药剂任务，无人机悬停 在距一块试验田H1=30m的高空，t=0 时刻，它以加速度a1=2m/s2竖直向下 匀加速运动h,=9m后，立即向下做匀 减速运动直至速度为0，重新悬停，然 后水平飞行喷洒药剂。若无人机田间作 业时喷洒的安全高度为1~3m,无人机 第四章运动和力的关系 过程中空气阻力恒为20N,求： 第5题图 无人机从t=0时刻到重新悬停在 H2=1m处的总时间t。 无人机在安全高度范围内重新悬 停，向下匀减速时能提供的最大竖 直升力大小。 若无人机在高度H2=3m处悬停时 动力系统发生故障，失去竖直升力 的时间为子s,要使其不落地，恢 复升力时的最小加速度。 练（97 N 高中物理必修第一册（人教版） 6. 如图所示是一幢楼房的 逃生装置，当楼房发生 火灾时，人可以通过该 装置滑到地面。在通道 中，人双臂、双腿并拢 第6题图 时只受到底面的摩擦力， 张开双臂双腿时增加了人与侧壁的摩擦。 已知该通道全长28m,通道入口搭建在 距地面高16.8m的窗口，人与通道之间 的动摩擦因数4=0.5。若人在通道中的运 动可视为直线运动，刚开始双臂双腿并拢 由静止下滑，当速度过快时张开双臂双腿， 人受到摩擦力的最大值为并拢时的两倍， 不计空气阻力，g取10m/s2。求： (1)当匀速下滑时，人所受摩擦力与重 力的比值。 (2)人受到摩擦力最大时，人的加速度。 (3)为了确保安全，人滑到底端的速度 不能超过4m/s,人在通道中下滑 的最短时间。 98)练 7.“佳节瞰山城，画卷渐次出”，重庆长江 索道可为游客带来不错的观景体验。题 图为索道运行时的简化示意图，一车厢 沿索道由静止开始做匀加速直线运动， 在时间t内下降的高度为h。车厢内有一 质量为m的乘客，乘客与车厢间无相对 运动。已知索道与水平面间的夹角为0， 重力加速度为g,忽略空气阻力。求： (1)该段时间t内，该乘客的加速度。 (2)该段时间t内，该乘客对车厢底部 的压力大小。 索道 车厢 第7题图=umgcos30°=2mg<mngsin30°，小球达到最高点 后会下滑，C错误；由动能定理得-mgxsin6- wmgc0s0·x=0-7m,解得x=2g(sin9+ucos） 8 ,当0+a=90时，sin(0+)=1, 55sin(0+a) 此时位移最小为：；》写m~07m,D正确。放建 AD。 12.(AB(2)20(3)M=会【解 析】(1)调整长木板左端的定滑轮，使得轻绳与 长木板平行，使绳的拉力沿着小车运动方向，减小 误差，A正确；在不挂沙桶的前提下，将带滑轮的 长木板右端垫高，以平衡摩擦力，减小由摩擦力产 生的误差，B正确；小车靠近打点计时器，先接通电 源，打点稳定后再释放小车，C错误；只有实验中无 法直接测量绳的拉力大小时，才需要使沙和沙桶的总 质量mo远小于小车的质量M,本实验采用力传感器 直接测量绳的拉力，不需要沙和沙桶的总质量m,远 小于小车的质量M,D错误。故选AB。(2)两计 数点间还有四个点没有画出T=0.1s,由逐差法可得a =s-@=1109+9.1B+710-52-309-1.10)×10-2 97P 9×0.12 m/s2≈2.0m/s2。(3)对小车分析可知2F= h,解得a-背a-F图像的斜率为长-品，所 以M=会 13.(1)6m/s2,3.2m/s2(2)2:7【解 析】(1)假设铁块与小车相对滑动，对铁块，根 据牛顿第二定律可得F-umg=ma1,解得a1= 6m/s2,对小车，根据牛顿第二定律可得mg= Ma2,解得a2=3.2m/s2<a1,所以二者相对滑动， 计算结果成立。(2)第一次外力F水平向右作 用在铁块上，直至运送到小车右端所用时间为， 则2a片-2a,=L,解得4=巨s,第二次外力 F水平向左作用在小车上，直至将铁块运送到小车 右端所用时间为t2,对铁块，有umg=ma(,解得 a;=4m/s2,对小车，有F-umg=Ma2,解得a2= 参考答案与解析。 48m,2-aG=L,解得6=万、则 前后两次运送所用的时间之比为二=三 2万 14.(1)8m/s(2)20m【解析】(1)对 工料进行受力分析，根据牛顿第二定律有F mgsin0+mgcos0=ma1,设经t时刻，工料与传送 带共速，则有o=ab,代入数据，解得a2=8m/s2, t=1s,即t=1s时刻工料恰与传送带共速，则速 度大小为8m/s。(2)关闭电动机之前工料上 升的距离x,=之=4m,关闭电动机后，再对工料 受力分析，根据牛顿第二定律有mgsin0- umgcos0=ma2,根据速度公式有6=2a2x2,代入 数据，解得x2=16m,传送带AB两端间的距离x =x1+x2=20m。 >"情境题专项 1.A【解析】选手上升过程先加速后减速 (先超重后失重)，A正确；上升到最高点时其加 速度为g(失重)，B错误；从最高点下落到软垫 前只受重力（完全失重），C错误；落到软垫后先 加速后减速（先失重后超重），D错误。 2.D【解析】由于夹子为活结，可自由移动， 所以夹子两侧轻绳的弹力大小相等，A错误；对此 时节点处的轻绳进行受力分析，如图所示，由正交 分解可得，y轴方向：Tsin6=mg,即T=mg, sin 辅方向：m=T-s0=器1-os)=mgtm号， a=gam号，方向向右，故C错误，D正确。故选 D。 第2题答图 77 高中物理必修第一册（人教版） 3.AD【解析】由图知运动员的重力G= 500N,则得其质量为m=G-500=50kg,蹦床 g10 对运动员的最大弹力为Fm=2500N,由牛顿第二 定律得Fm-G=mam,解得最大加速度am=40m/s2, A正确，B错误；运动员在空中运动的时间为。= 8.4s-68s=1.6s,下落时间为1=号=08s 腾空弹起时的最大速度为vm=gt=10×0.8m/s= 8m/s,由2=2gh可得，弹起的最大高度h。=2g 2 82 =2×10m=3.2m,C错误，D正确。故选AD。 4.AD【解析】设车斗最终的倾斜角为0，翻 斗车所受地面的摩擦力为∫，石块质量为m,翻斗 车质量为M,由于石块有沿车斗底面向下的加速度 a,则对翻斗车和石块的整体，水平方向有∫= macs0,方向向左，即翻斗车受到地面向左的摩 擦力作用，翻斗车有向右运动的趋势，则若刹车失 灵，翻斗车可能会向右运动，A正确，B错误；石 块下滑过程中对翻斗车的作用力不变，翻斗车的重 力与地面对翻斗车的作用力也都不变，则翻斗车受 到的合外力不变，C错误；石块在竖直方向上有竖 直向下的加速度，设地面对翻斗车的支持力为N, 对石块和翻斗车的整体在竖直方向上有(M+m)g -N=masin0,可知N<(M+m)g,即地面对翻斗 车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力，D正 确。故选AD。 5.(1)29s(2)200N(3)18m/S 【解析】(1)无人机向下匀加速运动过程h,= 2a1,得4=3s,=a4=6m/s,无人机减速 过程有以，-4，-，=2，得-9，所以总时 间1=4+=号。(2)无人机减速过程有0 =-2a2h2,无人机重新悬停时距试验田的安全 高度H2=3m时，此时加速度a2最大，由H2=H -h,-h2,则a2=1m/s2,无人机向下匀减速运动 时，由牛顿第二定律可得F+f-mg=ma2,则升力 78 F=200N。(3)失去竖直升力后，由牛顿第二 定律mg-∫=ma,恢复动力时v=al,则v=6m/s, 以=后+云联立解得a,=18。 2 6.(1)0.6(2)a=2m/s2,方向沿通道 向上(3)t=6s【解析】(1)匀速下滑时∫= mgsin9,所以=sin0=18=0.6。 (2)根 mg 28 据牛顿第二定律得2 mgcos0-mgsin0=ma,可得 a=2m/s2,方向沿通道向上。(3)当双臂双 腿并拢加速下滑时，设加速度为a,则mgsin0- umgcos0=ma1,设最大速度为Um,滑到低端的速 度为，则%+ =28,1=+-”,解得1 2a1 2a aa =6s。 7.(1)子sin6 2h 方向沿索道向下 (2)mg ）【解析】(1)设乘客的加速度大小 为a,由7a品0解得a=益。 2h 方向沿索 道向下。(2)设车厢对乘客的支持力大小为 N,在竖直方向有a,=asin0,mg-N=ma,解得 2h1 N=m(g-宁)，由牛顿第三定律知，乘客对车厢 2h 底部的压力大小NW=V=mg- >”感知高考 1.A【解析】国际单位制中的基本单位分别 是长度的单位是米，符号m;质量的单位是千克， 符号kg；时间的单位是秒，符号s;电流的单位是 安培，符号是A；热力学温度的单位是开尔文，符 号K；物质的量单位是摩尔，符号mol;发光强度 的单位是坎德拉，符号cd。故选A。 2.B【解析】上升过程和下降过程的位移大 小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速 度均为0。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反，根 据牛顿第二定律可知，上升过程中任意位置的加速