热点01 生活生成体育运动类(题型专练)(山东专用)2026年高考物理二轮复习讲练测
2026-03-06
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 31.06 MB |
| 发布时间 | 2026-03-06 |
| 更新时间 | 2026-03-06 |
| 作者 | 鼎力物理 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56689842.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
热点01 生活生成体育运动类
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 中国古代生产生活类
考向02 现代生产生活类
考向03 体育运动类【重难】
第三部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
生产生活与体育运动类问题,是高中物理联系实际的重要窗口,也是高考中的高频热点。它不仅常以选择题、实验题形式考查学生对基本物理概念的理解,更作为一种情境化命题的载体,广泛渗透于力学、运动学、能量等综合大题中,用于检验学生从真实场景中抽象物理模型、解决实际问题的能力。
本题型的命题形式灵活多样,常围绕物体受力分析、运动过程描述、能量转化与守恒等模型展开。解题的关键和核心能力在于能否准确地将实际问题转化为理想化的物理模型,并能根据情境灵活选用相应的规律与公式。学生的主要思维误区集中于模型建构的偏差(如忽略次要因素过度简化或未能抓住主要矛盾)、对实际背景的物理意义理解不清(如体育运动中的动作分解、生产工具的工作原理),以及在复杂的实际情境中无法准确提取有效信息,这些都直接影响解题的成败。
考向01 中国古代生产生活类
【例1-1】(2025·广西·高考真题)(多选)独竹漂是我国一项民间技艺。如图,在平静的湖面上,独竹漂选手手持划杆踩着楠竹,沿直线减速滑行,选手和楠竹相对静止,则( )
A.选手所受合力为零
B.楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下
C.手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡
D.选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面
【答案】CD
【详解】A.选手和楠竹在水里减速滑行,速度在变化,根据牛顿第二定律可知合力不为零,故A错误;
B.楠竹在水平方向有加速度,选手对楠竹的力在竖直方向有压力,水平方向有摩擦力,所以选手对楠竹的力方向不是竖直向下,故B错误;
C.选手和楠竹相对静止,且减速滑行,选手和楠竹的重心要在同一竖直面上才能保持相对稳定,故C正确;
D.选手和楠竹构成的整体在减速滑行,受到的合力不为零,根据力的作用线和重心的关系可知整体的重心与楠竹受到合力作用线应该在同一竖直面上,故D正确。故选CD。
【例1-2】(2026·河北·一模)我国的抛石机最早出现于战国时期,通过人在远离抛石机的地方牵拉连在横杆上的梢抛出石块。假设有一待攻的城池,城墙高度为h,厚度为d,攻城方想用抛石机将石弹从城外直接抛入城内,抛石机的高度相对城墙高度忽略不计,空气阻力不计,重力加速度为g,则抛出石弹的最小速度应为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】石弹抛出速度最小时,其运动轨迹恰好经过城墙两边缘,最高点恰好在城墙中心正上方,设石弹经过城墙左边缘时的速度大小为,速度方向与水平方向的夹角为,石弹由城墙左边缘到右边缘所用的时间为,斜抛运动水平方向 竖直方向解得当时,具有最小值石弹抛出后至经过城墙左边缘过程,由动能定理解得石弹抛出时的最小速度大小。故选A。
中国古代生产生活类题目以典籍记载或传统器具(如桔槔、辘轳、杆秤、筒车、抛石机等)为情境,考查学生将实际问题抽象为物理模型的能力。解决此类问题的通用思路是:首先根据器具的结构和工作原理,将其转化为熟悉的理想模型(如杠杆、滑轮、斜面、抛体运动、流体连续体等);然后提取关键几何尺寸与力学参数,明确研究对象及其运动状态(平衡、匀速或匀变速);接着依据模型选用相应的物理规律——对于平衡问题应用共点力平衡条件或杠杆平衡条件,对于运动问题应用运动学公式或抛体规律,涉及能量转换时运用功能关系或能量守恒;最后代入数据求解,并注意古代单位与现代单位的换算。
关键步骤可概括为“读、建、析、列、解”:一读题,理解器具的工作过程与已知条件;二建立简化模型,画出受力或运动示意图;三进行受力分析或运动分析,判断是否平衡或遵循何种运动规律;四列出对应的方程,如平衡方程、牛顿第二定律、运动学方程或能量方程;五求解并检验结果的合理性。
答题时建议采用“模型描述+方程推导+结果计算”的模板:先简要说明将器具等效为什么模型,再画出必要示意图,然后分步列式并代入已知量,最后得出答案并附上单位。学生在此类问题中常见错误有:模型抽象不当、忽略隐含条件(如“缓慢”意味平衡)、单位换算错误、以及忽视次要因素导致模型失真等。通过强化模型意识与规范步骤,可有效提升解题的准确性与迁移能力。
【变式1-1】(2025·湖南郴州·一模)鲁迅先生的《从百草园到三味书屋》中有一段描写:扫开一块雪,露出地面,用一枝短棒支起一面大的竹筛来,下面撒些秕谷,棒上系一条长绳,人远远地牵着,看鸟雀下来啄食,走到竹筛底下的时候,将绳子一拉,便罩住了。如下甲图为情景画,乙图为模型简图,竹筛视为一个半径为的半球壳,初始用短棒在左侧支撑住,竹筛底面与地面夹角为30°,小鸟视为质点,在竹筛落地时的底面圆心处偷吃谷子,此时绳子拉动,短棒拉走,竹筛开始落下,绕着右端支点转动,其角速度随时间变化的图像如丙图所示,小鸟被惊动,立刻开始沿着半径向外逃窜,小鸟运动可视为匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.竹筛开始转动后,竹筛上面各点做匀速圆周运动
B.竹筛开始运动后,竹筛上面各点的向心加速度大小不变
C.短棒拉走,竹筛从开始运动到落地需要2s
D.小鸟能够成功逃离竹筛的最小速度为0.5m/s
【答案】D
【详解】A.根据图丙可知,角速度在变大,不是匀速圆周运动,故A错误;
B.向心加速度公式a=ω2R,而角速度在变大,所以向心加速度大小加速度在变大,故B错误;
C.筛子转动后落地,根据ω-t图像与时间轴围成的面积表示转动的圆心角,可知竹筛从开始运动到落地需要的时间为t=1s,故C错误;
D.小鸟成功逃离的最小速度,故D正确。故选D。
【变式1-2】(2022·安徽宣城·模拟预测)如图所示,孔明灯在中国有非常悠久的历史,其“会飞”原因是,灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀,一部分空气从灯内排出,使孔明灯及内部气体的总重力变小,空气浮力将其托起。某盏孔明灯灯体(包括燃料、气袋)的质量为M,气袋体积恒为,重力加速度为g,大气密度,环境温度恒为,忽略燃料的质量变化,大气压强不变。是衡量孔明灯升空性能的参量,记,若气袋内气体温度最高不能超过,则为了使孔明灯顺利升空,k应满足( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设刚好从地面浮起时气袋内的气体密度为,则升起时浮力等于孔明灯和内部气体的总重力,有将气袋内的气体温度升高时,气体视为等压变化,原来的气体温度升高时体积为V0,升高后体积为V1(有V0留在气袋内),根据质量相等则有原来的气体温度升高后压强不变,体积从变为,由等压变化得
根据题意联立解得
故选C。
考向02 现代生产生活类
【例2-1】(2025·江苏·高考真题)游乐设施“旋转杯”的底盘和转杯分别以、为转轴,在水平面内沿顺时针方向匀速转动。固定在底盘上。某时刻转杯转到如图所示位置,杯上A点与、恰好在同一条直线上。则( )
A.A点做匀速圆周运动
B.点做匀速圆周运动
C.此时A点的速度小于点
D.此时A点的速度等于点
【答案】B
【详解】A.A点运动为A点绕的圆周运动和相对于O的圆周运动的合运动,故轨迹不是圆周,故不做匀速圆周运动,故A错误;
B.根据题意固定在底盘上,故可知围绕O点做匀速圆周运动,故B正确;
CD.杯上A点与、恰好在同一条直线上时且在延长线上,点和点运动运动方向相同,又A点相对点做圆周运动,故此时A的速度大于的速度,故CD错误。故选B。
【例2-2】(2024·天津·高考真题)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底板和侧板对重物的弹力分别为、,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时( )
A.增大,增大
B.减小,增大
C.增大,减小
D.减小,减小
【答案】B
【详解】对重物受力分析,设底板与水平面之间的夹角为,如图所示
小车匀速时,有,小车加速时,有其中,则减小,增大。故选B。
现代生产生活类(如电梯、传送带、车辆安全、健身器材、家用电器等),高考物理的考查核心在于将贴近生活的实际问题转化为标准的物理模型。解决此类问题的通用思路是:首先从生活情境中剥离出物理本质,明确研究对象及其运动过程;然后根据物体的受力与运动状态,将其抽象为质点运动、连接体、传送带或功能关系等模型;接着依据模型选用相应的物理规律——对于平衡问题应用共点力平衡条件,对于匀变速运动应用牛顿第二定律结合运动学公式,涉及能量转换时运用动能定理或功能关系;最后代入数据求解,并对结果的合理性进行检验。
关键步骤可概括为“读、建、析、列、解”:一读题,理解生活场景中的物理过程与已知条件;二建立简化模型,画出受力分析或运动示意图;三分析物体的受力与运动状态,判断是平衡态还是非平衡态,注意多过程问题中的状态转折点;四列出对应的核心方程,包括平衡方程、牛顿第二定律、运动学公式 ,以及动能定理或功率公式;五求解并检验结果是否合理,如速度是否超过安全值、力是否在允许范围内等。
答题时建议采用“模型建构+规律应用+结果求解”的模板:先简要说明将生活情境抽象为什么物理模型,并划分运动阶段;然后分阶段列出对应的方程,结合已知量推导;最后得出答案并附上单位,必要时进行合理性检验。学生在此类问题中常见错误有:忽视状态转折点(如电梯加速与匀速的突变)、摩擦力方向误判(尤其在传送带问题中)、物理量单位换算错误,以及忽略“恰好”“最大”等隐含条件所对应的临界状态。通过强化模型意识与规范步骤,可有效提升解题的准确性与迁移能力。
【变式2-1】(2026·湖南·二模)图甲为某型号的大型起重机,该起重机将质量为m的重物由静止开始沿竖直方向吊起,重物运动的v-t图像如图乙所示。已知t=5s时起重机达到额定功率,重物质量为m=5000kg,不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A.重物上升的总高度为40m
B.起重机的额定功率0.52×105W
C.t=18s时起重机的瞬时功率为3.84×104W
D.0~20s内起重机对重物做功为2.5×106J
【答案】C
【详解】A.v-t图像的围成的面积表示位移,根据图乙可得重物上升的总高度为,故A错误;
B.由图乙知,0~5s过程中,起重机做匀加速直线运动,根据图像斜率可求得该过程中起重机的加速度大小为根据牛顿第二定律可得所以该过程中起重机的拉力大小为则额定功率为,故B错误;
C.根据图乙,可知起重机在15s~20s这段时间做匀减速直线运动,根据图像斜率可得此过程中起重机的加速度大小为,t=18s时,起重机的瞬时速度大小为根据牛顿第二定律可得所以该过程中起重机拉力大小为则t=18s时起重机的瞬时功率为,故C正确;
D.0~20s内对起重机,根据动能定理可得,则起重机对重物做功为,故D错误。故选C。
【变式2-2】(2026·广东·模拟预测)如图所示,大湾区跨海大桥检修时,工人使用支架系统作业。水平横杆AB一端固定在桥体(A点),另一端B点通过等长轻绳BC和BD悬挂检修篮,轻绳BC和BD与竖直方向夹角均为,检修篮及工人总质量,重力加速度,,。下列说法正确的是( )
A.轻绳BC的拉力大小约为667N
B.横杆AB在B点对轻绳的弹力方向水平向右
C.横杆AB在B点对轻绳的弹力大小为800N
D.若增大,轻绳BC的拉力将减小
【答案】C
【详解】A.以工人和检修篮为对象,轻绳BC和BD拉力的竖直分力的合力与总重力平衡,有
解得轻绳BC拉力大小,A错误;
BC.杆在B点对轻绳的支持力与地球对轻绳、工人和检修篮的重力是一对平衡力,其大小等于800N,方向竖直向上,B错误,C正确;
D.两绳BC和BD拉力的合力不变,等于,增大导致两绳间的夹角增大,每根绳子中的拉力大小增大,D错误。故选C。
考向03 体育运动类
【例3-1】(2026·浙江·高考真题)如图所示,钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行,则( )
A.运动员在转弯时加速度为0
B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒
C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力
【答案】D
【详解】A.运动员在转弯时一定有向心加速度,加速度不可能为零,故A错误;
B.倾斜赛道有阻力,阻力对运动员和钢架雪车做负功,运动员和钢架雪车整体机械能不守恒,故B错误;
C.钢架雪车所受重力竖直向下,赛道对钢架雪车的支持力垂直赛道向上,不在同一条直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力,故D正确。故选D。
【例3-2】(2025·安徽淮北·一模)跳台滑雪是一项勇敢者的运动。如图所示,斜坡与水平方向的夹角为。现有某运动员从跳台A处以速度沿水平方向飞出,在斜坡C处着陆,从运动员运动轨迹上离斜坡最远处的B点作斜坡的垂线,与斜坡的交点为E点。不计空气阻力,则( )
A.图中AE段与EC段长度相等
B.运动员在B点时速度大小为
C.运动员从A运动到B的时间小于B运动到C的时间
D.运动员在C点时速度方向与水平方向的夹角为
【答案】B
【详解】ABC.建立如图所示的坐标系,将速度进行分解,则有,
将重力加速度进行分解则有,因此运动员沿x轴做匀加速直线运动,沿y轴做匀减速运动,则有,在B点时此时运动员只有沿x方向的速度,则有联立解得
根据运动的对称性可知,A到B和B到C所用时间相等,即根据匀变速直线运动规律可得,可见图中AE段与EC段的长度不相等,故AC错误,B正确;
D.从A到C的过程中,水平方向的位移竖直方向的位移为由几何知识可得设运动员在C点时速度方向与水平方向的夹角为,则有联立可得,故D错误。故选B。
体育运动类(如跳远、跳高、跑步、球类运动、体操、游泳等),高考物理的考查核心在于将复杂的体育动作和运动过程,抽象为标准的物理模型。解决此类问题的通用思路是:首先从体育情境中剥离出核心的物理过程,明确研究对象(运动员、球、器械)及其运动阶段;然后根据动作特点,将其抽象为质点运动、抛体运动、碰撞模型、圆周运动(如单杠、滑冰转弯)或功能关系模型;接着依据模型选用相应的物理规律——对于位移与轨迹问题运用运动合成与分解,对于受力与加速度问题运用牛顿第二定律,对于能量变化问题运用动能定理或机械能守恒,涉及相互作用时间时运用动量定理;最后代入数据求解,并注意体育规则或人体极限对结果的约束。
关键步骤可概括为“读、拆、建、列、验”:一读题,理解体育动作的全过程与已知条件;二拆解运动阶段(如助跑、起跳、腾空、落地),明确各阶段的运动性质;三建立简化模型,画出运动轨迹或受力示意图;四列出对应的核心方程,包括抛体运动分解公式,圆周运动向心力公式,碰撞中的动量守恒,以及功能关系;五求解并对结果的物理意义进行检验,如角度是否在合理范围内等。
答题时建议采用“模型建构+规律应用+结果求解”的模板:先简要说明将体育运动抽象为什么物理模型,并划分运动阶段;然后分阶段列出对应的方程,结合已知量推导;最后得出答案并附上单位,必要时进行合理性检验(如跳高过杆姿势是否可能、球是否出界等)。学生在此类问题中常见错误有:运动过程拆分不清(如忽略起跳初速度的方向)、抛体运动中混淆速度分解与位移分解、忽视人体或器械的旋转效应而错误简化为质点、碰撞问题中忽略动量方向性,以及忽略“最高点”“入水点”等临界条件的几何约束。通过强化模型意识与规范步骤,可有效提升解题的准确性与迁移能力。
【变式3-1】(2026·辽宁大连·一模)如图所示,是某知名乒乓球运动员挥动球拍击打乒乓球的景象,某次击球时,球拍竖直正对来球击打,使乒乓球以原速率返回,不考虑球拍与球之间的摩擦及乒乓球的转动,下列说法正确的是( )
A.球拍对球的冲量为0
B.球被击回后可能做平抛运动或斜抛运动
C.运动员对球做功不为0
D.球被击回的过程中,空气阻力对球拍做负功
【答案】D
【详解】A.击打前后乒乓球的速度方向发生了变化,即动量发生了变化,根据动量定理球拍对球的冲量不为0,故A错误;
B.乒乓球在空中运动过程中空气阻力不能忽略,不可能做抛体运动,故B错误;
C.击球过程乒乓球以原速率返回,动能不变,根据动能定理,合外力对乒乓球做功为零,击球瞬间乒乓球的重力做功为零,故运动员对球做功也为零,故C错误;
D.球被击回的过程中,空气阻力与球拍的运动方向相反对球拍做负功,故D正确。故选D。
【变式3-2】(25-26高三上·辽宁·模拟预测)(多选)在某次冰壶比赛中,红壶沿直线运动,一段时间后与静止的蓝壶在大本营中心发生对心碰撞(时间极短),如图甲所示,碰撞前后两壶运动的v-t图像如图乙中的实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行,两冰壶的质量相等,取红壶的初速度方向为正方向,下列说法正确的是( )
A.蓝壶与冰面的动摩擦因数更小
B.红壶碰撞前后瞬间的速度变化量为1m/s
C.碰撞后蓝壶的位移大小为2m
D.碰撞后蓝壶的位移大小为4m
【答案】AC
【详解】A.图线的斜率表示加速度,由题图乙可知,蓝壶图线的斜率较小,即加速度较小,又由牛顿第二定律可得即,蓝壶与冰面的动摩擦因数更小,故A正确;
B.由图乙可知,红壶碰撞前后瞬间的速度变化量为,故B错误;
CD.设两冰壶的质量均为,碰后瞬间蓝壶的速度为,根据动量守恒有其中,由图乙可知,解得由题中图像可知,蓝壶图线与时间轴的交点为,则碰后蓝壶的位移大小为其中解得,故C正确,D错误。故选AC。
1.(2024·安徽合肥·模拟预测)如图所示,小玺同学站在向东以速度匀速直线运动的滑板上,该同学侧面有一堵沿东西方向的墙,并且墙侧壁固定一根竖直细管,O点在细管正南方,该同学在运动过程中某时刻,在固定高度将箭水平射出,已知弓静止时发射箭的速度大小为,且,忽略空气阻力,则( )
A.不管在何位置发射箭,在其击中细管前,空中运动的时间都相同
B.为使细管上的击中位置最高,小玺同学应在O点西侧某位置发射箭
C.小组同学运动到O点时,为击中细管,他应瞄准细管发射箭
D.为使箭命中细管且在水平方向位移最短,小玺同学应在O点西侧发射箭
【答案】B
【详解】A.根据题意可知,人运动方向与墙面平行,而弓静止时发射箭的速度大小一定,方向可以在水平面内变化,箭在垂直墙面方向的分位移相等,但是垂直墙面的分速度可调,所以箭在其击中细管前,空中运动的时间不一定相同,故A错误;
B.当箭在速度v0方向垂直墙壁发射时,箭垂直墙壁方向分速度最大,根据分运动的独立性与等时性可知,当人运动到O点左侧某一位置时,箭在速度v0方向垂直墙壁发射击中细管,用时最短,在竖直方向上箭做自由落体运动,则有可知,箭在速度v0方向垂直墙壁发射击中细管时,箭竖直向下分位移最小,则此时细管上的击中位置最高,故B正确;
CD.小玺同学运动到O点时,为击中细管,应向西侧发射,使平行于墙壁方向(东西方向)的分速度大小等于,此时箭命中细管且位移垂直墙壁,即在水平方向位移最短,故CD错误。故选B。
2.(2026·云南昭通·模拟预测)如图所示,运动员在单杠上练习双臂大回环动作,身体绷紧保持笔直。若他恰好能通过最高点,下列说法正确的是( )
A.运动员在最高点时的速度不为0
B.运动员在最高点时的向心力不为0
C.若运动员在最低点速度变大,则在最低点他对单杠的作用力可能减小
D.若运动员在最高点速度变大,则在最高点他对单杠的作用力可能增大,也可能减小
【答案】D
【详解】AB.运动员的圆周运动相当于竖直平面内的杆球模型。运动员在竖直面内做圆周运动且刚好能通过最高点,此时运动员的重力和单杠对他的支持力平衡,则在最高点时速度为0,向心力为0,故AB错误;
C.运动员在最低点时,拉力和重力的合力提供向心力,即
解得单杠对他的作用力
可知,当运动员在最低点速度变大时,单杠对他的作用力增大,根据牛顿第三定律可知,他对单杠的作用力增大,故C错误;
D.若运动员在最高点时单杠对运动员的作用力恰好为0,此时恰好由重力提供向心力,即解得此时运动员的速度当时有可知速度增大,FN减小,根据牛顿第三定律可知,他对单杠的作用力减小;当时,有速度增大,FN增大,根据牛顿第三定律可知,他对单杠的作用力增大,故D正确。故选D。
3.(2026·河北·一模)如图所示,嶂石岩景区槽型下山滑道侧面与底面垂直,某直线段滑道底面与水平面夹角为,一质量为65kg的游客双手放在胸前坐在滑道底面上,双脚对称蹬槽两侧面匀速下滑。若游客与滑道底面及侧面的动摩擦因数均为0.5,忽略身体其他部位与槽两侧的作用力,重力加速度g取,,,则该游客每只脚对槽侧面的压力大小为( )
A.90N B.130N C.520N D.650N
【答案】B
【详解】由题意可知解得F=130N。故选B。
4.(25-26高三上·江西·期中)白鹭洲书院是江西省四大书院之一,其屋顶采用蝴蝶瓦方式铺设,如图甲所示。图乙是两片底瓦和一片盖瓦的铺设示意图,三根相同且平行的椽子所在平面与水平面夹角为。图丙为截面示意图,弧形底瓦放置在两根相邻的椽子正中间,盖瓦的底边恰与底瓦的凹槽中线接触。已知相邻两椽子与底瓦接触点间的距离和瓦的半径都为,盖瓦和底瓦形状相同厚度不计,质量均为、最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,在无扰动的情况下,底瓦与盖瓦均保持静止。若仅对铺设的这三片瓦进行研究,则( )
A.底瓦与椽子间的动摩擦因数
B.底瓦与椽子间的动摩擦因数
C.椽子对底瓦的支持力为7.5N
D.适当减小两椽子间的距离,底瓦更不容易下滑
【答案】B
【详解】AB.以两片底瓦和盖瓦整体为研究对象,易得这个整体的重力在垂直椽子所在平面方向上的分力为,垂直椽子所在平面方向上整体处于平衡状态,可
相邻两椽子与底瓦接触点间的距离和瓦的半径都为20cm,根据几何关系
可得椽子与底瓦接触部位之间的弹力
在无外界干扰的情况下,为使底瓦与盖瓦不下滑,应使
解得 A错误,B正确;
C.
如图所示相邻两椽子与底瓦接触点间的距离和瓦的半径都为20cm,根据几何关系
可得椽子与底瓦接触部位之间的弹力,故C错误;
D.适当减小两椽子间的距离,减小,弹力减小,最大静摩擦力减小,底瓦容易下滑,故D错误。
故选B。
5.(2024·福建福州·模拟预测)水车是中国最古老的农业灌溉工具,是珍贵的历史文化遗产。水车的简易模型如图所示,水流自水平放置的水管流出,水流轨迹与水车车轮的边缘相切,可使车轮持续转动,切点与所在车轮横截面的圆心的连线与水平方向的夹角为37°。若水管出水口处水流的速度,车轮半径,不计空气阻力。重力加速度大小g取,,,水流到达车轮边缘时的速度与车轮边缘切点的线速度相同,下列说法正确的是( )
A.水管出水口距轮轴O的水平距离为4.8m
B.水管出水口距轮轴O的竖直距离为3.2m
C.车轮的角速度是20rad/s
D.水流速度的变化量的大小为8m/s
【答案】D
【详解】AB.设水流到达车轮边缘时的竖直分速度为,运动时间为t,水平、竖直分位移分别为x、y,则,,,水管出水口距轮轴O的水平距离竖直距离故AB错误;
C.因为车轮边缘切点的速度即为水流做平抛运动的合速度故故C错误;
D.水流速度的变化量故D正确。故选D。
6.(2026·四川广安·一模)如图,运动员进行排球比赛时跳起发球,将排球(视为质点)以水平向右击出,排球恰好通过球网上边缘时速度方向与水平方向的夹角为,落地时与水平方向的夹角为,重力加速度为,不计空气阻力,则球网高为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】排球恰好通过球网上边缘时竖直速度
落地时竖直速度
由运动学公式
解得球网高为
故选A。
7.(2026·河北·一模)小明站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作,力传感器将采集到的数据输入计算机,绘制出压力随时间变化的图线如图所示。a、b、c、d、e、f为图线上的点,下列说法正确的是( )
A.为“下蹲”过程,为“站起”过程
B.为“站起”过程,为“下蹲”过程
C.为“下蹲”过程,为“站起”过程
D.为“下蹲”过程,为“站起”过程
【答案】A
【详解】过程,先失重()后超重(),加速度先向下后向上,则为“下蹲”过程;过程,先超重()后失重(),加速度先向上后向下,则为“站起”过程。
故选A。
8.(2026·福建泉州·二模)2025年第十五届全国运动会在广东、香港、澳门三地联合举办,图甲是蹦床项目的比赛场景,图乙是某运动员在竖直方向运动时蹦床所受压力大小F与时间t的关系图像。重力加速度大小为g,不计空气阻力,则运动员( )
A.在时刻速度大小为零 B.在时刻加速度大小为零
C.在时间段内一直处于超重状态 D.离开蹦床后上升的最大高度为
【答案】D
【详解】AB.当运动员与蹦床接触瞬间,所受蹦床的弹力为零,之后弹力不断增大,运动员下降到最低点时,速度为零,蹦床的弹力达到最大,之后运动员开始向上运动,弹力不断减小,当弹力减为零时,运动员与蹦床分离,运动员开始做竖直上抛运动,所以t1时刻运动员刚与蹦床接触,t2时刻运动员与蹦床分离,此时运动员只受重力,加速度为重力加速度,故AB错误;
C.t1~t2时间内,运动员从接触蹦床到分离,重力先大于弹力,加速度向下,运动员向下加速,当弹力等于重力时,速度最大,之后弹力大于重力,加速度向上,运动员向下减速,运动到最低点时,弹力最大,加速度最大,速度为零,之后运动员向上做加速运动,弹力减小,加速度减小,弹力与重力相等时,速度达到最大,之后弹力小于重力,加速度向下,运动员向上减速,直到弹力减为零,运动员与蹦床分离,所以运动员先失重后超重再失重,故C错误;
D.离开蹦床做竖直上抛运动,上升的最大高度为,故D正确。故选D。
9.(25-26高三上·山东菏泽·模拟预测)如图所示,这是清洗汽车用的高压水枪。设水枪出水口的直径为D, 水流以速度 v 从枪口喷出,近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流,约有向四周溅散开,溅起时垂直车身向外的速度为 ,其余 的水流撞击车身后无反弹地顺着车流下,由于水流与车身的作用时间较短,因此在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为,水流对车身的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】取 △t 时间内的水流为研究对象,则该时间内喷出水的质量,
利用动量定理列方程得解得 故选D。
10.(25-26高三上·广东广州·模拟预测)(多选)一同学在某一高度将排球垫起,排球竖直向上运动,随后竖直向下运动。设排球在运动的过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。以抛出点为坐标原点,竖直向上为x轴正方向建立一维坐标系,t为时间、x为位置坐标、v为速度、a为加速度、为动能、为重力势能,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】AB.小球上升过程中,设小球的加速度为,由牛顿第二定律可得
其中
解得
v减小,则a1减小,v-t图像的斜率逐渐减小。同理小球在下落过程中,设小球的加速度为,由牛顿第二定律可得
v增大,则减小,v-t图像的斜率逐渐减小;由于加速度在减小,故A正确,B错误;
C.根据动能定理,上升过程则有
整理可得
上升过程减小,则图像斜率的减小,同理下落过程则有
下落过程增大,则图像斜率的减小,故C错误;
D.根据
解得
可知上升过程和下降过程,图像的斜率保持不变,均为mg,故D正确。
故选AD。
11.(2026·广东湛江·一模)(多选)如图甲所示,“反向蹦极”区别于传统蹦极,让人们在欢笑与惊叹中体验到了别样的刺激。情境简化图如图乙所示,弹性轻绳的上端固定在点,下端固定在人的身上,多名工作人员将人竖直下拉并与固定在地面上的力传感器相连,人静止时传感器示数为1200N。打开扣环,人从点像火箭一样被“竖直向上发射”,经速度最大的位置上升到最高点。已知,人(含装备)总质量(可视为质点)。忽略空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.打开扣环瞬间,人的加速度大小为
B.的距离与的距离相等
C.人从点到点的过程中重力的冲量大小等于弹性绳弹力的冲量大小
D.人从点到点的过程中一直处于超重状态
【答案】AC
【详解】A.打开扣环瞬间,弹性绳的弹力和重力的合力为
由牛顿第二定律可知
解得,故A正确;
B.设弹性绳的劲度系数为,人处于a点时弹性绳的伸长量为,则
人经过点时有
人由a点运动到c点的过程中,由动能定理得
解得,故B错误;
C.人从a点到c点的过程中由动量定理可知重力的冲量大小等于弹性绳弹力的冲量大小,故C正确;
D.人从a点到c点的过程中加速度先向上后向下,人先处于超重状态后处于失重状态,故D错误。
故选AC。
12.(25-26高三上·江西·期中)(多选)一项新型娱乐项目“娱乐风洞”,是在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示,一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定,重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零,则下列说法正确的是( )
A.气流速度大小为
B.单位时间内流过风洞内横截面的气体体积为
C.若风速变为原来的,游客开始运动时的加速度大小为
D.若风速变为原来的,游客开始运动时的加速度大小为
【答案】AD
【详解】A.根据题意可知,对Δt时间内吹向游客的气体,设气体质量为Δm,根据动量定理可得FΔt=Δmv由于游客处于静止状态,根据受力分析,游客受力平衡,F=mg另外Δm=ρvΔtS联立可得,故A正确;
B.单位时间内流过风洞某横截面的气体体积为,故B错误;
CD.若风速变为原来的,则根据动量定理可得其中,可得由牛顿第二定律可得游客开始运动时的加速度大小为,C错误,D正确。故选AD。
13.(2025·山东济南·一模)“打水漂”是将扁形石片向水面快速抛出,石片在水面上一跳一跳的飞向远方。现将“打水漂”简化成如下理想模型,质量为m的石片(可视为质点)在距水面高度为h1的A点以初速度v0水平抛出,在水面上第1次弹跳后,上升的最大高度为h2,已知石片与水面的第一次接触过程中作用时间为,重力加速度为g,不计空气阻力。求
(1)石片第1次落到水面上时的速度大小及速度与水平方向夹角的正切值;
(2)石片在水面的第1次弹跳过程中,水对石片竖直方向的冲量大小。
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)由题可知,石片第1次落到水面上时,竖直方向则有
解得
石片的合速度大小为
与水平方向的夹角的正切值为
(2)同理石片第二次落到水面上时,则有
解得
对石片,规定竖直向上为正,由竖直方向的动量定理可得
解得
14.(25-26高三上·广东湛江·开学考试)如图所示为某海滨游乐场的救生圈,该救生圈的最大容积为,由于气嘴被打开,救生圈气体的压强与外界大气压相同,均为。现将气嘴封闭,用气筒给救生圈充气,充气筒每次可为其充入压强为、体积为的气体,忽略充气过程气体温度变化,救生圈内气体与环境温度均为,充气110次后圈内气体压强为且刚好达到最大容积,气体均视为理想气体,,求:
(1)充气前救生圈内气体的体积为多少?
(2)将该救生圈放入温度为7℃的海水中,最终圈内气体温度与海水的温度相同,忽略救生圈的体积变化,则圈内气体的压强变为多少?(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设充气前圈内气体的体积为,气体发生等温变化
根据玻意耳定律
解得
(2)救生圈放入海水中后,气体发生的是等容变化
根据查理定律
解得
15.(25-26高三上·山东菏泽·期末)在一次消防演练中有一个充满气体的钢瓶,钢瓶内封闭的气体可看作理想气体,由于靠近火源使得钢瓶内气体的温度较高,内部气体压强为,于是消防人员将钢瓶转移到远离火源的位置,经过一段时间后气体降温到环境温度,此时气体压强降为。演练完毕后,打开钢瓶阀门缓慢放出一部分气体,并保持钢瓶内气体温度不变,当钢瓶内气体压强降为时关闭阀门。求:
(1)转移钢瓶前,钢瓶内气体在压强为时的温度为多少摄氏度;
(2)关闭阀门后钢瓶内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)从到过程中体积不变,为等容变化,有
解得
即
(2)根据理想气体状态方程
在V、T不变时,气体质量m与压强p成正比。
故剩余气体的质量与原来总质量的比值为
16.(25-26高三上·山西太原·期末)如图所示,某型号双层中空玻璃窗由两层厚度均为的均匀玻璃片和中间厚度为的空气层组成。一束单色光以入射角从空气斜向下射入竖直方向的左层玻璃片,最终从右层玻璃片射出。已知该单色光在此玻璃中的折射率为,光在真空中的传播速度。求:
(1)该单色光穿出左层玻璃片,出射点相对于入射点偏移的竖直距离;
(2)该单色光穿过该玻璃窗所用的总时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据折射定律
代入题中已知数据,求得
由几何关系
解得
(2)光在介质中的速度
可得光在玻璃中的速度
光在空气中的速度
光在左、右玻璃中传播长度
光在左、右玻璃中传播时间
光在空气层中传播长度
光在空气层中传播时间
总时间
17.(2026·河北沧州·一模)跑酷运动员通过在墙壁间左、右跳跃来爬上高墙。如图所示,两墙壁的间距为2m,左墙壁的高度为5m,运动员(可视为质点)向右冲向墙壁,在离右墙壁2m的地方斜向右上方起跳,与右墙壁作用两次,与左墙壁作用一次,第二次到左墙壁时恰好到达左墙壁上沿。运动员每次和墙壁作用前瞬间竖直速度恰好减到零,作用前、后水平速度大小不变、方向反向,作用后瞬间的竖直速度和在地面起跳时的竖直速度相等。已知运动员每次和墙壁的作用时间都为0.1s且与墙面不发生相对滑动,运动员的质量为50kg,重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)运动员每次与墙壁作用过程中水平方向和竖直方向的平均作用力大小;
(2)运动员从起跳后至跳到左墙壁上沿的过程中,机械能的增加量。
【答案】(1),
(2)1875J
【详解】(1)由分析可知,运动员跳到5m的高墙是4段相同的抛物线轨迹,每一段的水平位移为2m,竖直位移为
且每次上升1.25m时竖直方向的速度恰好减到零,设每次上升1.25m的时间间隔为,竖直方向的初始速度为,则根据运动学公式有,
解得,
设运动员水平方向的运动速度为,由于水平方向做的是匀速直线运动,则有
解得
设墙壁对人的平均作用力的水平分量为,以反弹后的水平运动方向为正方向,则在水平方向列动量定理方程有
解得
设墙壁对人的平均作用力的竖直分量为,以竖直向上为正方向,则在竖直方向列动量定理方程有
解得
(2)以地面为重力势能的零势能面,运动员起跳后瞬间的动能为
运动员跳到左墙壁上沿时的机械能为
故运动员从起跳后至跳到左墙壁上沿的过程中,机械能的增加量为
18.(2026·湖北·一模)某工厂输送工件的传送系统由倾角为的传送带AB和一倾角相同的斜面CD组成,工件P的质量为,它与传送带间的动摩擦因数、与斜面间的动摩擦因数。传送带长度,以匀速顺时针转动。现将P轻放于传送带底端A点,由静止开始运动,到达斜面顶端D点时速度恰好为0被机械手取走,把P看成质点,传送带与斜面间可认为无缝连接,重力加速度大小g取。
(1)求P在传送带上运动时间和斜面CD的长度;
(2)传送带系统因传送P多消耗的电能;
(3)假如机械手未能在D点及时将物件取走,导致工件下滑,求工件第二次上升到最高点时与D点的距离。
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)工件在传送带上加速和匀速的时间分别设为、,由动量定理有①
匀速阶段有②
P在传送带上运动时间③
由①②③得
工件在CD上减速过程由动能定理有
解得
(2)工件在加速和匀速过程中,传送带分别受到滑动摩擦力和静摩擦力,有
解得
(3)工件下滑和再次上升过程中,根据动能定理有
解得
19.(2025·广东佛山·一模)如图所示,某智能物流中心采用复合传送系统分拣包裹。传送系统的左端为一半圆环形水平转弯机,其中心线的半径为R0=2m,最小半径R1=1m,最大半径R2=3m。将多个相同的质量m=2kg的包裹以不同的初速度放在转弯机的不同位置,使包裹与转弯机不打滑(即随转弯机同步运动)。包裹离开转弯机后进入水平传送带,与传送带共速后,由长度为L=5m、倾角为=37°的倾斜传送带运送至顶端,再经水平传送带匀速运送至分拣机,最终被水平抛出,落入分拣车中。落点与抛出点的竖直距离和水平距离分别为h=1.8m及s=1.2m。已知:传送系统各部分平滑衔接且为同种材质。忽略空气阻力,包裹可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。问:
(1)包裹放在水平转弯机上的什么位置不易打滑,是内侧还是外侧?若包裹不打滑且水平转弯机各部分的动摩擦因数均为μ0=0.9,求半圆形水平转弯机的最大运行角速度ωm。
(2)要使包裹在倾斜传送带上不打滑,则包裹与传送带之间的动摩擦因数μ至少为多少?
(3)包裹从静止释放到落入分拣车的过程中,传送系统及分拣机对包裹做的功W。
【答案】(1)内侧;
(2)
(3)64J
【详解】(1)包裹在水平转弯机上做圆周运动时,根据,可知包裹放在水平转弯机上内侧不易打滑;半圆形水平转弯机的最大运行角速度
(2)要使包裹在倾斜传送带上不打滑,则需满足
解得
(3)包裹从分拣机上抛出时的速度
包裹从静止释放到落入分拣车的过程中,传送系统及分拣机对包裹做的功
20.(2026·四川宜宾·一模)某传送带自动分拣系统如图甲。图乙为其中一传送带的俯视图,其水平上表面为边长的正方形ABCD,传送带的速度,方向水平向左。有一质量的货物(可视为质点)以初速度从CD边中点O垂直于侧边滑上传送带。货物与传送带间动摩擦因数,重力加速度,不计空气阻力。
(1)若,即将货物于O点轻放于传送带上,求货物运动到AD边过程的时间;
(2)若,求货物离开传送带ABCD时与CD边的距离和货物与传送带之间的摩擦生热;
(3)用三个这样的传送带搭建四个出口的自动分拣系统如图丙,传送带的速度方向可如图双向设置,货物进入每一个传送带前,系统已设置好传送带的速度方向,忽略传送带间空隙。该货物以的速度从侧边中点O垂直滑上传送带前往3号出口,求三个传送带运送该货物额外输出的总能量。
【答案】(1)
(2),1.6J
(3)4.8J
【详解】(1)货物轻放于传送带上到与传送带共速,由牛顿第二定律得
解得
加速时间
加速位移
匀速时间
货物运动到AD边的时间
(2)货物滑上传送带之后,以传送带为参考系,设相对速度为,方向如图
则
由于摩擦力恒定且方向与方向相反,则货物相对传送带做匀减速运动,加速度大小。相对位移大小
由于
解得
物块沿方向上也做匀减速运动,位移大小
物块沿方向上也做匀减速运动,位移大小
由于,说明货物与传送带共速时,没有离开传送带。货物与传送带之间的摩擦生热
(3)同样以传送带为参考系,运动情况与第(2)问相同,只是数据不同。把代入,解得货物的相对位移
由,,解得物块沿方向上的位移大小
物块沿方向上的位移大小
由于,说明货物与传送带共速时,没有离开传送带。可知货物离开传送带时速度为传送带速度
货物与传送带之间的摩擦生热
由于货物滑上第二个、第三个的初速度与第(2)问相同,所以运动情况完全相同,产生热量相同。由能量守恒定律得。
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热点01 生活生成体育运动类
目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 中国古代生产生活类
考向02 现代生产生活类
考向03 体育运动类【重难】
第三部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
生产生活与体育运动类问题,是高中物理联系实际的重要窗口,也是高考中的高频热点。它不仅常以选择题、实验题形式考查学生对基本物理概念的理解,更作为一种情境化命题的载体,广泛渗透于力学、运动学、能量等综合大题中,用于检验学生从真实场景中抽象物理模型、解决实际问题的能力。
本题型的命题形式灵活多样,常围绕物体受力分析、运动过程描述、能量转化与守恒等模型展开。解题的关键和核心能力在于能否准确地将实际问题转化为理想化的物理模型,并能根据情境灵活选用相应的规律与公式。学生的主要思维误区集中于模型建构的偏差(如忽略次要因素过度简化或未能抓住主要矛盾)、对实际背景的物理意义理解不清(如体育运动中的动作分解、生产工具的工作原理),以及在复杂的实际情境中无法准确提取有效信息,这些都直接影响解题的成败。
考向01 中国古代生产生活类
【例1-1】(2025·广西·高考真题)(多选)独竹漂是我国一项民间技艺。如图,在平静的湖面上,独竹漂选手手持划杆踩着楠竹,沿直线减速滑行,选手和楠竹相对静止,则( )
A.选手所受合力为零
B.楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下
C.手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡
D.选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面
【例1-2】(2026·河北·一模)我国的抛石机最早出现于战国时期,通过人在远离抛石机的地方牵拉连在横杆上的梢抛出石块。假设有一待攻的城池,城墙高度为h,厚度为d,攻城方想用抛石机将石弹从城外直接抛入城内,抛石机的高度相对城墙高度忽略不计,空气阻力不计,重力加速度为g,则抛出石弹的最小速度应为( )
A. B. C. D.
中国古代生产生活类题目以典籍记载或传统器具(如桔槔、辘轳、杆秤、筒车、抛石机等)为情境,考查学生将实际问题抽象为物理模型的能力。解决此类问题的通用思路是:首先根据器具的结构和工作原理,将其转化为熟悉的理想模型(如杠杆、滑轮、斜面、抛体运动、流体连续体等);然后提取关键几何尺寸与力学参数,明确研究对象及其运动状态(平衡、匀速或匀变速);接着依据模型选用相应的物理规律——对于平衡问题应用共点力平衡条件或杠杆平衡条件,对于运动问题应用运动学公式或抛体规律,涉及能量转换时运用功能关系或能量守恒;最后代入数据求解,并注意古代单位与现代单位的换算。
关键步骤可概括为“读、建、析、列、解”:一读题,理解器具的工作过程与已知条件;二建立简化模型,画出受力或运动示意图;三进行受力分析或运动分析,判断是否平衡或遵循何种运动规律;四列出对应的方程,如平衡方程、牛顿第二定律、运动学方程或能量方程;五求解并检验结果的合理性。
答题时建议采用“模型描述+方程推导+结果计算”的模板:先简要说明将器具等效为什么模型,再画出必要示意图,然后分步列式并代入已知量,最后得出答案并附上单位。学生在此类问题中常见错误有:模型抽象不当、忽略隐含条件(如“缓慢”意味平衡)、单位换算错误、以及忽视次要因素导致模型失真等。通过强化模型意识与规范步骤,可有效提升解题的准确性与迁移能力。
【变式1-1】(2025·湖南郴州·一模)鲁迅先生的《从百草园到三味书屋》中有一段描写:扫开一块雪,露出地面,用一枝短棒支起一面大的竹筛来,下面撒些秕谷,棒上系一条长绳,人远远地牵着,看鸟雀下来啄食,走到竹筛底下的时候,将绳子一拉,便罩住了。如下甲图为情景画,乙图为模型简图,竹筛视为一个半径为的半球壳,初始用短棒在左侧支撑住,竹筛底面与地面夹角为30°,小鸟视为质点,在竹筛落地时的底面圆心处偷吃谷子,此时绳子拉动,短棒拉走,竹筛开始落下,绕着右端支点转动,其角速度随时间变化的图像如丙图所示,小鸟被惊动,立刻开始沿着半径向外逃窜,小鸟运动可视为匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.竹筛开始转动后,竹筛上面各点做匀速圆周运动
B.竹筛开始运动后,竹筛上面各点的向心加速度大小不变
C.短棒拉走,竹筛从开始运动到落地需要2s
D.小鸟能够成功逃离竹筛的最小速度为0.5m/s
【变式1-2】(2022·安徽宣城·模拟预测)如图所示,孔明灯在中国有非常悠久的历史,其“会飞”原因是,灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀,一部分空气从灯内排出,使孔明灯及内部气体的总重力变小,空气浮力将其托起。某盏孔明灯灯体(包括燃料、气袋)的质量为M,气袋体积恒为,重力加速度为g,大气密度,环境温度恒为,忽略燃料的质量变化,大气压强不变。是衡量孔明灯升空性能的参量,记,若气袋内气体温度最高不能超过,则为了使孔明灯顺利升空,k应满足( )
A. B. C. D.
考向02 现代生产生活类
【例2-1】(2025·江苏·高考真题)游乐设施“旋转杯”的底盘和转杯分别以、为转轴,在水平面内沿顺时针方向匀速转动。固定在底盘上。某时刻转杯转到如图所示位置,杯上A点与、恰好在同一条直线上。则( )
A.A点做匀速圆周运动
B.点做匀速圆周运动
C.此时A点的速度小于点
D.此时A点的速度等于点
【例2-2】(2024·天津·高考真题)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底板和侧板对重物的弹力分别为、,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时( )
A.增大,增大
B.减小,增大
C.增大,减小
D.减小,减小
现代生产生活类(如电梯、传送带、车辆安全、健身器材、家用电器等),高考物理的考查核心在于将贴近生活的实际问题转化为标准的物理模型。解决此类问题的通用思路是:首先从生活情境中剥离出物理本质,明确研究对象及其运动过程;然后根据物体的受力与运动状态,将其抽象为质点运动、连接体、传送带或功能关系等模型;接着依据模型选用相应的物理规律——对于平衡问题应用共点力平衡条件,对于匀变速运动应用牛顿第二定律结合运动学公式,涉及能量转换时运用动能定理或功能关系;最后代入数据求解,并对结果的合理性进行检验。
关键步骤可概括为“读、建、析、列、解”:一读题,理解生活场景中的物理过程与已知条件;二建立简化模型,画出受力分析或运动示意图;三分析物体的受力与运动状态,判断是平衡态还是非平衡态,注意多过程问题中的状态转折点;四列出对应的核心方程,包括平衡方程、牛顿第二定律、运动学公式 ,以及动能定理或功率公式;五求解并检验结果是否合理,如速度是否超过安全值、力是否在允许范围内等。
答题时建议采用“模型建构+规律应用+结果求解”的模板:先简要说明将生活情境抽象为什么物理模型,并划分运动阶段;然后分阶段列出对应的方程,结合已知量推导;最后得出答案并附上单位,必要时进行合理性检验。学生在此类问题中常见错误有:忽视状态转折点(如电梯加速与匀速的突变)、摩擦力方向误判(尤其在传送带问题中)、物理量单位换算错误,以及忽略“恰好”“最大”等隐含条件所对应的临界状态。通过强化模型意识与规范步骤,可有效提升解题的准确性与迁移能力。
【变式2-1】(2026·湖南·二模)图甲为某型号的大型起重机,该起重机将质量为m的重物由静止开始沿竖直方向吊起,重物运动的v-t图像如图乙所示。已知t=5s时起重机达到额定功率,重物质量为m=5000kg,不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A.重物上升的总高度为40m
B.起重机的额定功率0.52×105W
C.t=18s时起重机的瞬时功率为3.84×104W
D.0~20s内起重机对重物做功为2.5×106J
【变式2-2】(2026·广东·模拟预测)如图所示,大湾区跨海大桥检修时,工人使用支架系统作业。水平横杆AB一端固定在桥体(A点),另一端B点通过等长轻绳BC和BD悬挂检修篮,轻绳BC和BD与竖直方向夹角均为,检修篮及工人总质量,重力加速度,,。下列说法正确的是( )
A.轻绳BC的拉力大小约为667N
B.横杆AB在B点对轻绳的弹力方向水平向右
C.横杆AB在B点对轻绳的弹力大小为800N
D.若增大,轻绳BC的拉力将减小
考向03 体育运动类
【例3-1】(2026·浙江·高考真题)如图所示,钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行,则( )
A.运动员在转弯时加速度为0
B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒
C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力
D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力
【例3-2】(2025·安徽淮北·一模)跳台滑雪是一项勇敢者的运动。如图所示,斜坡与水平方向的夹角为。现有某运动员从跳台A处以速度沿水平方向飞出,在斜坡C处着陆,从运动员运动轨迹上离斜坡最远处的B点作斜坡的垂线,与斜坡的交点为E点。不计空气阻力,则( )
A.图中AE段与EC段长度相等
B.运动员在B点时速度大小为
C.运动员从A运动到B的时间小于B运动到C的时间
D.运动员在C点时速度方向与水平方向的夹角为
体育运动类(如跳远、跳高、跑步、球类运动、体操、游泳等),高考物理的考查核心在于将复杂的体育动作和运动过程,抽象为标准的物理模型。解决此类问题的通用思路是:首先从体育情境中剥离出核心的物理过程,明确研究对象(运动员、球、器械)及其运动阶段;然后根据动作特点,将其抽象为质点运动、抛体运动、碰撞模型、圆周运动(如单杠、滑冰转弯)或功能关系模型;接着依据模型选用相应的物理规律——对于位移与轨迹问题运用运动合成与分解,对于受力与加速度问题运用牛顿第二定律,对于能量变化问题运用动能定理或机械能守恒,涉及相互作用时间时运用动量定理;最后代入数据求解,并注意体育规则或人体极限对结果的约束。
关键步骤可概括为“读、拆、建、列、验”:一读题,理解体育动作的全过程与已知条件;二拆解运动阶段(如助跑、起跳、腾空、落地),明确各阶段的运动性质;三建立简化模型,画出运动轨迹或受力示意图;四列出对应的核心方程,包括抛体运动分解公式,圆周运动向心力公式,碰撞中的动量守恒,以及功能关系;五求解并对结果的物理意义进行检验,如角度是否在合理范围内等。
答题时建议采用“模型建构+规律应用+结果求解”的模板:先简要说明将体育运动抽象为什么物理模型,并划分运动阶段;然后分阶段列出对应的方程,结合已知量推导;最后得出答案并附上单位,必要时进行合理性检验(如跳高过杆姿势是否可能、球是否出界等)。学生在此类问题中常见错误有:运动过程拆分不清(如忽略起跳初速度的方向)、抛体运动中混淆速度分解与位移分解、忽视人体或器械的旋转效应而错误简化为质点、碰撞问题中忽略动量方向性,以及忽略“最高点”“入水点”等临界条件的几何约束。通过强化模型意识与规范步骤,可有效提升解题的准确性与迁移能力。
【变式3-1】(2026·辽宁大连·一模)如图所示,是某知名乒乓球运动员挥动球拍击打乒乓球的景象,某次击球时,球拍竖直正对来球击打,使乒乓球以原速率返回,不考虑球拍与球之间的摩擦及乒乓球的转动,下列说法正确的是( )
A.球拍对球的冲量为0
B.球被击回后可能做平抛运动或斜抛运动
C.运动员对球做功不为0
D.球被击回的过程中,空气阻力对球拍做负功
【变式3-2】(25-26高三上·辽宁·模拟预测)(多选)在某次冰壶比赛中,红壶沿直线运动,一段时间后与静止的蓝壶在大本营中心发生对心碰撞(时间极短),如图甲所示,碰撞前后两壶运动的v-t图像如图乙中的实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行,两冰壶的质量相等,取红壶的初速度方向为正方向,下列说法正确的是( )
A.蓝壶与冰面的动摩擦因数更小
B.红壶碰撞前后瞬间的速度变化量为1m/s
C.碰撞后蓝壶的位移大小为2m
D.碰撞后蓝壶的位移大小为4m
1.(2024·安徽合肥·模拟预测)如图所示,小玺同学站在向东以速度匀速直线运动的滑板上,该同学侧面有一堵沿东西方向的墙,并且墙侧壁固定一根竖直细管,O点在细管正南方,该同学在运动过程中某时刻,在固定高度将箭水平射出,已知弓静止时发射箭的速度大小为,且,忽略空气阻力,则( )
A.不管在何位置发射箭,在其击中细管前,空中运动的时间都相同
B.为使细管上的击中位置最高,小玺同学应在O点西侧某位置发射箭
C.小组同学运动到O点时,为击中细管,他应瞄准细管发射箭
D.为使箭命中细管且在水平方向位移最短,小玺同学应在O点西侧发射箭
2.(2026·云南昭通·模拟预测)如图所示,运动员在单杠上练习双臂大回环动作,身体绷紧保持笔直。若他恰好能通过最高点,下列说法正确的是( )
A.运动员在最高点时的速度不为0
B.运动员在最高点时的向心力不为0
C.若运动员在最低点速度变大,则在最低点他对单杠的作用力可能减小
D.若运动员在最高点速度变大,则在最高点他对单杠的作用力可能增大,也可能减小
3.(2026·河北·一模)如图所示,嶂石岩景区槽型下山滑道侧面与底面垂直,某直线段滑道底面与水平面夹角为,一质量为65kg的游客双手放在胸前坐在滑道底面上,双脚对称蹬槽两侧面匀速下滑。若游客与滑道底面及侧面的动摩擦因数均为0.5,忽略身体其他部位与槽两侧的作用力,重力加速度g取,,,则该游客每只脚对槽侧面的压力大小为( )
A.90N B.130N C.520N D.650N
4.(25-26高三上·江西·期中)白鹭洲书院是江西省四大书院之一,其屋顶采用蝴蝶瓦方式铺设,如图甲所示。图乙是两片底瓦和一片盖瓦的铺设示意图,三根相同且平行的椽子所在平面与水平面夹角为。图丙为截面示意图,弧形底瓦放置在两根相邻的椽子正中间,盖瓦的底边恰与底瓦的凹槽中线接触。已知相邻两椽子与底瓦接触点间的距离和瓦的半径都为,盖瓦和底瓦形状相同厚度不计,质量均为、最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,在无扰动的情况下,底瓦与盖瓦均保持静止。若仅对铺设的这三片瓦进行研究,则( )
A.底瓦与椽子间的动摩擦因数
B.底瓦与椽子间的动摩擦因数
C.椽子对底瓦的支持力为7.5N
D.适当减小两椽子间的距离,底瓦更不容易下滑
5.(2024·福建福州·模拟预测)水车是中国最古老的农业灌溉工具,是珍贵的历史文化遗产。水车的简易模型如图所示,水流自水平放置的水管流出,水流轨迹与水车车轮的边缘相切,可使车轮持续转动,切点与所在车轮横截面的圆心的连线与水平方向的夹角为37°。若水管出水口处水流的速度,车轮半径,不计空气阻力。重力加速度大小g取,,,水流到达车轮边缘时的速度与车轮边缘切点的线速度相同,下列说法正确的是( )
A.水管出水口距轮轴O的水平距离为4.8m
B.水管出水口距轮轴O的竖直距离为3.2m
C.车轮的角速度是20rad/s
D.水流速度的变化量的大小为8m/s
6.(2026·四川广安·一模)如图,运动员进行排球比赛时跳起发球,将排球(视为质点)以水平向右击出,排球恰好通过球网上边缘时速度方向与水平方向的夹角为,落地时与水平方向的夹角为,重力加速度为,不计空气阻力,则球网高为( )
A. B. C. D.
7.(2026·河北·一模)小明站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作,力传感器将采集到的数据输入计算机,绘制出压力随时间变化的图线如图所示。a、b、c、d、e、f为图线上的点,下列说法正确的是( )
A.为“下蹲”过程,为“站起”过程
B.为“站起”过程,为“下蹲”过程
C.为“下蹲”过程,为“站起”过程
D.为“下蹲”过程,为“站起”过程
8.(2026·福建泉州·二模)2025年第十五届全国运动会在广东、香港、澳门三地联合举办,图甲是蹦床项目的比赛场景,图乙是某运动员在竖直方向运动时蹦床所受压力大小F与时间t的关系图像。重力加速度大小为g,不计空气阻力,则运动员( )
A.在时刻速度大小为零 B.在时刻加速度大小为零
C.在时间段内一直处于超重状态 D.离开蹦床后上升的最大高度为
9.(25-26高三上·山东菏泽·模拟预测)如图所示,这是清洗汽车用的高压水枪。设水枪出水口的直径为D, 水流以速度 v 从枪口喷出,近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流,约有向四周溅散开,溅起时垂直车身向外的速度为 ,其余 的水流撞击车身后无反弹地顺着车流下,由于水流与车身的作用时间较短,因此在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为,水流对车身的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
10.(25-26高三上·广东广州·模拟预测)(多选)一同学在某一高度将排球垫起,排球竖直向上运动,随后竖直向下运动。设排球在运动的过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。以抛出点为坐标原点,竖直向上为x轴正方向建立一维坐标系,t为时间、x为位置坐标、v为速度、a为加速度、为动能、为重力势能,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(2026·广东湛江·一模)(多选)如图甲所示,“反向蹦极”区别于传统蹦极,让人们在欢笑与惊叹中体验到了别样的刺激。情境简化图如图乙所示,弹性轻绳的上端固定在点,下端固定在人的身上,多名工作人员将人竖直下拉并与固定在地面上的力传感器相连,人静止时传感器示数为1200N。打开扣环,人从点像火箭一样被“竖直向上发射”,经速度最大的位置上升到最高点。已知,人(含装备)总质量(可视为质点)。忽略空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.打开扣环瞬间,人的加速度大小为
B.的距离与的距离相等
C.人从点到点的过程中重力的冲量大小等于弹性绳弹力的冲量大小
D.人从点到点的过程中一直处于超重状态
12.(25-26高三上·江西·期中)(多选)一项新型娱乐项目“娱乐风洞”,是在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示,一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定,重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零,则下列说法正确的是( )
A.气流速度大小为
B.单位时间内流过风洞内横截面的气体体积为
C.若风速变为原来的,游客开始运动时的加速度大小为
D.若风速变为原来的,游客开始运动时的加速度大小为
13.(2025·山东济南·一模)“打水漂”是将扁形石片向水面快速抛出,石片在水面上一跳一跳的飞向远方。现将“打水漂”简化成如下理想模型,质量为m的石片(可视为质点)在距水面高度为h1的A点以初速度v0水平抛出,在水面上第1次弹跳后,上升的最大高度为h2,已知石片与水面的第一次接触过程中作用时间为,重力加速度为g,不计空气阻力。求
(1)石片第1次落到水面上时的速度大小及速度与水平方向夹角的正切值;
(2)石片在水面的第1次弹跳过程中,水对石片竖直方向的冲量大小。
14.(25-26高三上·广东湛江·开学考试)如图所示为某海滨游乐场的救生圈,该救生圈的最大容积为,由于气嘴被打开,救生圈气体的压强与外界大气压相同,均为。现将气嘴封闭,用气筒给救生圈充气,充气筒每次可为其充入压强为、体积为的气体,忽略充气过程气体温度变化,救生圈内气体与环境温度均为,充气110次后圈内气体压强为且刚好达到最大容积,气体均视为理想气体,,求:
(1)充气前救生圈内气体的体积为多少?
(2)将该救生圈放入温度为7℃的海水中,最终圈内气体温度与海水的温度相同,忽略救生圈的体积变化,则圈内气体的压强变为多少?(结果保留2位有效数字)
15.(25-26高三上·山东菏泽·期末)在一次消防演练中有一个充满气体的钢瓶,钢瓶内封闭的气体可看作理想气体,由于靠近火源使得钢瓶内气体的温度较高,内部气体压强为,于是消防人员将钢瓶转移到远离火源的位置,经过一段时间后气体降温到环境温度,此时气体压强降为。演练完毕后,打开钢瓶阀门缓慢放出一部分气体,并保持钢瓶内气体温度不变,当钢瓶内气体压强降为时关闭阀门。求:
(1)转移钢瓶前,钢瓶内气体在压强为时的温度为多少摄氏度;
(2)关闭阀门后钢瓶内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
16.(25-26高三上·山西太原·期末)如图所示,某型号双层中空玻璃窗由两层厚度均为的均匀玻璃片和中间厚度为的空气层组成。一束单色光以入射角从空气斜向下射入竖直方向的左层玻璃片,最终从右层玻璃片射出。已知该单色光在此玻璃中的折射率为,光在真空中的传播速度。求:
(1)该单色光穿出左层玻璃片,出射点相对于入射点偏移的竖直距离;
(2)该单色光穿过该玻璃窗所用的总时间。
17.(2026·河北沧州·一模)跑酷运动员通过在墙壁间左、右跳跃来爬上高墙。如图所示,两墙壁的间距为2m,左墙壁的高度为5m,运动员(可视为质点)向右冲向墙壁,在离右墙壁2m的地方斜向右上方起跳,与右墙壁作用两次,与左墙壁作用一次,第二次到左墙壁时恰好到达左墙壁上沿。运动员每次和墙壁作用前瞬间竖直速度恰好减到零,作用前、后水平速度大小不变、方向反向,作用后瞬间的竖直速度和在地面起跳时的竖直速度相等。已知运动员每次和墙壁的作用时间都为0.1s且与墙面不发生相对滑动,运动员的质量为50kg,重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)运动员每次与墙壁作用过程中水平方向和竖直方向的平均作用力大小;
(2)运动员从起跳后至跳到左墙壁上沿的过程中,机械能的增加量。
18.(2026·湖北·一模)某工厂输送工件的传送系统由倾角为的传送带AB和一倾角相同的斜面CD组成,工件P的质量为,它与传送带间的动摩擦因数、与斜面间的动摩擦因数。传送带长度,以匀速顺时针转动。现将P轻放于传送带底端A点,由静止开始运动,到达斜面顶端D点时速度恰好为0被机械手取走,把P看成质点,传送带与斜面间可认为无缝连接,重力加速度大小g取。
(1)求P在传送带上运动时间和斜面CD的长度;
(2)传送带系统因传送P多消耗的电能;
(3)假如机械手未能在D点及时将物件取走,导致工件下滑,求工件第二次上升到最高点时与D点的距离。
19.(2025·广东佛山·一模)如图所示,某智能物流中心采用复合传送系统分拣包裹。传送系统的左端为一半圆环形水平转弯机,其中心线的半径为R0=2m,最小半径R1=1m,最大半径R2=3m。将多个相同的质量m=2kg的包裹以不同的初速度放在转弯机的不同位置,使包裹与转弯机不打滑(即随转弯机同步运动)。包裹离开转弯机后进入水平传送带,与传送带共速后,由长度为L=5m、倾角为=37°的倾斜传送带运送至顶端,再经水平传送带匀速运送至分拣机,最终被水平抛出,落入分拣车中。落点与抛出点的竖直距离和水平距离分别为h=1.8m及s=1.2m。已知:传送系统各部分平滑衔接且为同种材质。忽略空气阻力,包裹可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。问:
(1)包裹放在水平转弯机上的什么位置不易打滑,是内侧还是外侧?若包裹不打滑且水平转弯机各部分的动摩擦因数均为μ0=0.9,求半圆形水平转弯机的最大运行角速度ωm。
(2)要使包裹在倾斜传送带上不打滑,则包裹与传送带之间的动摩擦因数μ至少为多少?
(3)包裹从静止释放到落入分拣车的过程中,传送系统及分拣机对包裹做的功W。
20.(2026·四川宜宾·一模)某传送带自动分拣系统如图甲。图乙为其中一传送带的俯视图,其水平上表面为边长的正方形ABCD,传送带的速度,方向水平向左。有一质量的货物(可视为质点)以初速度从CD边中点O垂直于侧边滑上传送带。货物与传送带间动摩擦因数,重力加速度,不计空气阻力。
(1)若,即将货物于O点轻放于传送带上,求货物运动到AD边过程的时间;
(2)若,求货物离开传送带ABCD时与CD边的距离和货物与传送带之间的摩擦生热;
(3)用三个这样的传送带搭建四个出口的自动分拣系统如图丙,传送带的速度方向可如图双向设置,货物进入每一个传送带前,系统已设置好传送带的速度方向,忽略传送带间空隙。该货物以的速度从侧边中点O垂直滑上传送带前往3号出口,求三个传送带运送该货物额外输出的总能量。
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