专题训练（1）力与直线运动 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 以真实情境为载体，系统整合直线运动与力学知识，通过分层题型构建"概念辨析-规律应用-实验探究-综合建模"的完整训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|3题（机器人马拉松/自由下落/相对运动）|结合科技体育情境，考查位移、质点、参考系等核心概念|从运动描述到受力分析，构建"运动-力-加速度"逻辑链| |规律应用|7题（v-t图像/传送带/追及问题）|涉及多过程运动、图像分析、临界条件计算|整合牛顿定律与运动学公式，强化科学推理能力| |实验探究|2题（加速度与力关系/力的合成）|注重实验操作规范与误差分析，考查数据处理|通过实验验证规律，培养科学探究素养| |综合计算|3题（连接体/传送带痕迹/追及避撞）|多对象多过程问题，需建模分析受力与运动|综合应用运动和相互作用观念，提升问题解决能力|

专题一：力与直线运动（答案） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B D B A B CD BC AD 1．C 【详解】A．21.0975公里表示的是赛道的总长度，是路程；位移的大小是从起点到终点的直线距离，故A错 B．“1小时02分36秒”表示完成比赛所用的时间间隔（时长），而非时刻。故B错误；C．研究女子组冠军的运动路径时，运动员的大小和形状对所研究的问题无影响，可忽略不计，因此可将运动员视为质点。故C正确；D．平均速度等于位移与所用时间的比值。由于所有参赛者（含机器人）的起点相同，终点也相同，所以机器人组冠军的位移等于女子组冠军的位移，但由于机器人组冠军的运动时间大于女子组冠军的运动时间，所以机器人组冠军的平均速度小于女子组冠军的平均速度，故D错误。 2．B 【详解】A．根据题意，由逐差法有解得，故A错误；B．根据题意，匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得羽毛下落到点的速度大小为，故B正确；C．羽毛与苹果在真空中做自由落体运动，点并不一定是下落点，故点速度不一定等于零，则羽毛与苹果的位移不一定满足关系，故C错误；D．真空中苹果和羽毛只受重力，同时释放，做自由落体运动的下落快慢相同 3．B 【详解】A．物体脱离时具有竖直向上的初速度大小为4m/s，并非从静止开始下落，因此不是自由落体运动，故A错误；B．取竖直向下位正方向，根据匀变速直线运动位移时间关系式解得，另一解舍去，故B正确；C．物体运动1s后的速度大小，故C错误；D．物体落地时的速度大小， 4．D 【详解】A．根据题图可知0～6s内观光车的速度一直为正，即一直沿着一个方向运动，故A错误；B．根据图像与轴围成面积表示位移可知0～6s的位移大小为，故B错误；C．根据图像与轴围成面积表示位移可知0～3s与5～6s的位移之比为，根据平均速度的定义可知0～3s与5～6s的平均速度之比为，故C错误；D．根据图像斜率的绝对值表示加速度大小可知0～3s与5～6s的加速度大小之比为1∶3，故D正确。 5．B 【详解】AB．根据平衡可知解得物块所受重力大小为，故A错误B正确；C．根据平衡结合牛顿第三定律可知，物块对斜面的压力大小为，故C错误；D．根据整体平衡结合牛顿第三定律可知，斜面体与水平面间摩擦力大小为，故D错误。 6．A 【详解】A．时间内运动员加速度一直为g，一直处于失重状态，故A正确；B．时刻运动员到达最高点，此时离水面最高，故B错误；C．在时间内，图像斜率减小，加速度减小，则速度变化得越来越慢，根据牛顿第二定律有可知运动员受到的阻力在增大，故C错误；D．由图可知，时间内运动员的速度越来越小， 7．B 【详解】从t=0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块做匀加速运动，加速度大小为a1；木板做匀减速运动，加速度大小为a2；t1时刻物块和木板具有共同速度v。对物块μ1mg=ma1共速的速度为v= a1 t1对木板，根据牛顿第二定律，有μ1mg+2μ2mg= ma2根据速度-时间公式，有v= v0- a2 t1代入数据解得t1＝0.5s，v=1m/s在t1时刻后，物块与木板不能一起做匀减速运动。设物块和木板的加速度大小分别为a1′和a2′，对物块μ1mg =m a1′对木板2μ2mg-μ1mg =m a2′由上式知，物块加速度大小a1′=a1由运动学公式可推知，物块相对于地面的运动距离为木板相对于地面的运动距离为物块相对于木板位移的大小为x= x2- x1联立解得，故选B。 8．CD 【详解】B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，说明B车是向西运动的，A车上的乘客看到B车向东运动，说明A车也是往西运动的，并且车速比B车快。C车上的乘客看到A车向西运动，说明C车的运动状态可能是：①静止；②向东行驶；③向西行驶，但速度比B车小，A错误；B错误；C正确；D正确。 9．BC 【详解】当物体A放在水平桌面上，物体B竖直悬挂时，对A列牛顿第二定律：对B列牛顿第二定律：解得，当物体B放在水平桌面上，物体A竖直悬挂时，对B列牛顿第二定律：对A列牛顿第二定律：解得，即，，故BC正确。 10．AD 【详解】A．根据匀变速直线运动规律结合图像可知，对汽车甲而言，则有，解得，即甲做匀减速运动，减速时的加速度大小为，故A正确；B．根据图像可知，汽车乙做初速度为零的匀加速运动，其加速度大小为汽车甲停止运动的时间因此时，汽车甲的位移汽车乙的位移，两车并未相遇，故B错误；C．根据匀变速直线运动规律可得，汽车甲在速度，故C错误；D．汽车甲停止前，两车速度相等时相距最远，设经过时间两车速度相等，则有代入数据解得此时乙车的位移大小为，故D正确。 11．(1)B (2) 0.80 B 【详解】（1）A．实验时先接通电源然后释放小车，故A错误；B．实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量，满足上述条件，小车拉力才近似等于沙桶及细沙的重力，故B正确；C．补偿阻力时，不应该挂上沙桶，故C错误；D．交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔，故D错误。（2）[1] 根据逐差法可知小车加速度为[2] 在图像中，有纵截距的原因是补偿阻力过大，有横截距原因是未补偿阻力,故选B。 12．(1)BD (2)AD (3)甲 【详解】（1）A．两次必须要将结点O拉到相同的位置，但并不一定将弹簧秤都拉伸到相同刻度，A错误；B．实验时需要及时记录下拉力的大小和方向，B正确；CD．为保证等效性，必须要将橡皮条沿相同的方向拉伸相同的长度，即必须将橡皮条和绳的结点O拉到相同位置，C错误，D正确。（2）A．拉橡皮条的绳细一些并且长一些，可减小记录拉力方向时产生的误差，A正确；B．标记同一细绳方向的两点尽量远一些，B错误；C．使拉力和的夹角大小适当即可，不一定等于90°，C错误；D．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行，D正确。（3）用一只弹簧测力计拉时力的方向一定与橡皮条的方向重合；而用平行四边形定则得到的两个力和的合力F的方向可能与的方向有偏差，则正确的是甲图。 13．(1) (2)， 14．(1)5.8m (2)1m 【详解】（1）最初物体相对传送带向上滑， 得经，与传送带共速，此时间内的位移接着由于，物体相对传送带加速下滑，合力， 物体在下滑的位移故A、B之间的距离； （2）前0.4s内，传送带的位移故物体相对传送带向上滑了在后1s内, 传送带的位移故物体相对传送带向下滑了故传送带上黑色痕迹的长度为1m（其中有0.8m重叠）。 15．(1) (2)不会， (3) 【详解】（1）甲车在乙车开始运动前的位移乙车开始运动时，甲车车头到乙车车尾间的距离（2）设乙车运动后，经过时间两车速度相等，此时两车距离最小，则有 解得此时甲车车头到乙车车尾间的距离联立解得 可知两车不会相撞且。（3）设乙车运动后，经过时间两车速度相等，且此时两车恰好不相撞，此种情况下乙车加速度记为，则有，联立解得即要使两车不相撞，乙车运动的加速度至少为 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高考物理一轮复习 专题一：力与直线运动 一、单选题 1．2025年4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑，20支人形机器人赛队与人类共同参加半程马拉松，赛道长21.0975公里。据介绍，这是人形机器人首次在开放环境下的长距离耐力测试。每个参赛机器人须具备人形外观，实现双足行走或奔跑，禁止轮式结构；控制方式可选手动遥控（含半自主）或完全自主。参赛团队需确保机器人安全合规，严格遵守比赛线路与规则。男子组、女子组冠军成绩分别为1小时02分36秒、1小时11分07秒，机器人组冠军成绩为2小时40分42秒。认为所有参赛者（含机器人）的起点相同，终点也相同，下列说法正确的是（　　） A．21.0975公里表示的是位移大小 B．“1小时02分36秒”表示的是时刻 C．研究女子组冠军的运动路径时可将运动员视为质点 D．机器人组冠军的平均速度大于女子组冠军的平均速度 2．图为用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法正确的是（　　） A．苹果下落的加速度大小为 B．羽毛下落到点的速度大小为 C．一定满足关系 D．一段时间后苹果会在羽毛下方 3．某科学探测气球从地面以4m/s的速度匀速竖直上升，当气球上升到离地面的高度处时，从气球吊篮中跌落一物体，气球和物体均可视为质点，取重力加速度，关于物体跌落后的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．物体将做自由落体运动 B．物体经过2s落到地面 C．物体运动1s后的速度大小为10m/s D．物体落地时的速度大小为20m/s 4．杜鹃景区开通了电动观光车服务。观光车在路段沿直线运动的图像如图所示，则该观光车（　　） A．5～6s沿反方向运动 B．0～6s的位移大小为27m C．0～3s与5～6s的平均速度之比为3∶1 D．0～3s与5～6s的加速度大小之比为1∶3 5．如图所示，一底面粗糙、斜面光滑、倾角为的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体上一小物块在大小为方向水平向左的拉力作用下保持静止。下列说法正确的是（　　） A．物块所受重力大小为 B．物块所受重力大小为 C．物块对斜面的压力大小为 D．斜面体与水平面间摩擦力大小为 6．在巴黎奥运会上，中国跳水梦之队首次包揽八金。如图1所示，在某次跳水比赛中，我国运动员全红婵（视为质点）从距水面10 m高处竖直向上起跳，其运动的速度与时间关系图像如图2所示，图中时间内为直线，规定竖直向下为正方向，不计空气阻力，则（　　） A．时间内运动员一直处于失重状态 B．时刻运动员离水面最远 C．在时间内的速度变化得越来越慢，运动员受到的阻力在减小 D．时间内运动员的速度越来越大 7．一长木板在水平地面上运动，当速度时，将一相对于地面静止的物块轻放到木板上。已知物块与木板的质量相等，物块与木板间动摩擦因数，木板与地面间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，取重力加速度。从放上物块到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．如图所示，为A、B、C三列火车在一个车站的情景。A车上的乘客看到B车在向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动，B车上的乘客看到C车和站台都在向东运动。站台上的人看到A、B、C三列火车的运动情况是（　　） A．A车向东运动 B．C车不可能向东运动 C．B车一定向西运动 D．A车一定向西运动，且比B车的速度大 9．水平桌面上质量为m的物体A通过跨过定滑轮的轻绳与质量为2m的物体B相连，两物体由静止释放后瞬间，轻绳拉力大小为，物体B的加速度大小为；将A、B两物体位置互换后由静止释放后瞬间，轻绳拉力大小为，物体B的加速度大小为。不计一切摩擦阻力。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 10．甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的平方随x的图像如下，则（　　） A．汽车甲的加速度大小为 B．汽车甲、乙在时相遇 C．汽车甲在处的速度大小为 D．汽车甲停止前，甲、乙两车相距最远时，乙车的位移大小为 三、实验题 11．实验小组用如图甲所示实验装置，探究“加速度与力、质量的关系”实验。 (1)实验过程相关要求正确的是（　　） A．实验时，先释放小车再接通电源 B．实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量 C．补偿阻力时，要挂上沙桶，垫高木板右端，用小车拖着纸带打点 D．交流电频率为50Hz，相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s (2)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）；；；；；；；则小车的加速度 （要求充分利用测量数据，结果均保留两位有效数字） 根据实验数据，作出、图像如下图所示，实验中未补偿阻力的是 12．探究“互成角度的两个力的合成”实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。第一次用两只弹簧秤同时拉OB和OC，第二次只用一只弹簧秤拉OB。 (1)下列说法正确的是（　　） A．必须将弹簧秤都拉伸到相同刻度 B．需要及时记录下拉力的大小和方向 C．只要将橡皮条拉伸相同长度即可 D．必须将橡皮条和绳的结点O拉到相同位置 (2)完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是（　　） A．拉橡皮条的绳细一些并且长一些 B．标记同一细绳方向的两点尽量近一些 C．使拉力和的夹角尽量等于90° D．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行 (3)甲、乙两图分别是某两位同学在做以上实验时得到的结果，其中符合实验事实的是 （填“甲”或“乙”其中力是用一只弹簧测力计拉时的图示） 四、解答题 13．如图所示，两个质量均为的小球通过两根轻绳a、b连接，系统在水平拉力（未知）作用下处于静止状态。已知轻绳与竖直方向的夹角为，小球均可视为质点，重力加速度为。求： (1)水平拉力的大小； (2)轻绳中拉力的大小和方向（方向用轻绳与竖直方向夹角的正切值表示）。 14．如图所示，倾角的传送带沿逆时针以的速率匀速运行。将质量m=1kg的物体（可视为质点）无初速度放在传送带的顶端A，经过t=1.4s运动到传送带的底端B。已知物体与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。 (1)求A、B之间的距离l； (2)若物体漏出黑色粉末粘到传送带表面（不影响动摩擦因数），求传送带上黑色痕迹的长度。 15．如图所示，直线MN表示一条平直单车道，甲、乙两辆汽车刚开始静止，车头分别在A、B两处，两辆车长均为L=4m，两个车头间的距离为x0=94m，现甲车先开始向右做匀加速直线运动，加速度a1=2.5m/s2，甲车运动了t0=5s后，发现乙车仍然静止，甲车立即鸣笛，又经过t1=1s，乙车才开始向右做匀加速直线运动。 (1)求乙车开始运动时，甲车车头到乙车车尾间的距离d； (2)若乙车运动的加速度a2=5.5m/s2，两辆汽车是否会相撞？若会，请通过计算说明；若不会，请求出甲车车头到乙车车尾间的最小距离dmin； (3)若要使两车不相撞，求乙车运动的最小加速度。 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