高中物理高考 押课标卷物理第24题-备战2021年高考物理临考题号押题（新课标卷）（解析版）

押课标卷理综第24题

高考频度：★★★★★     难易程度：★★★☆☆

（2020·新课标全国Ⅰ卷）我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。

（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；

（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。

【答案】(1)；（2）2m/s2，

【解析】（1）空载起飞时，升力正好等于重力：

满载起飞时，升力正好等于重力：

由上两式解得：

（2）满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动，所以

解得：

由加速的定义式变形得：

解得：

如图所示，小车的顶棚上用绳线吊一小球，质量为m=1kg，车厢底板上放一个质量为M=3kg的木块，当小车沿水平面匀加速向右运动时，小球悬线偏离竖直方向30°，木块和车厢保持相对静止，重力加速度为，求：

（1）小车运动的加速度；

（2）木块受到的摩擦力；

【解析】（1）小球的加速度与小车加速度相等，因此对小球受力分析得

解得

（2）木块受到的摩擦力，根据牛顿第二定律

动力学的两类基本问题

1．掌握解决动力学两类基本问题的思路方法

其中受力分析和运动过程分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁．

2．求合力的方法

(1)合成法

若物体在两个共点力的作用下产生加速度，可用平行四边形定则求F合，然后求加速度．

(2)正交分解法：物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作用时，常用正交分解法．一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解．

1．为了解决高楼救险中云梯高度不够高的问题，可在消防云梯上再伸出轻便的滑杆。如图为一次消防演习中模拟解救被困人员的示意图，被困人员使用安全带上的挂钩挂在滑杆上，沿滑杆下滑到消防云梯上逃生。为了安全，被困人员滑到云梯顶端的速度不能太大，通常滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴在O处连接，滑杆A端用挂钩钩在高楼的固定物上，且可绕固定物自由转动，B端用铰链固定在云梯上端，且可绕铰链自由转动，以便调节被困人员滑到云梯顶端的速度大小。设被困人员在调整好后的滑杆上下滑时滑杆与竖直方向的夹角保持不变，被困人员可看作质点，不计过O点时的机械能损失。已知AO长L1=6m、OB长L2=12m、竖直墙与云梯上端点B的水平距离d=13.2m，被困人员安全带上的挂钩与滑杆AO间、滑杆OB间的动摩擦因数均为μ=，被困人员到达云梯顶端B点的速度不能超过6m/s，取g=10m/s2。

（1）现测得OB与竖直方向的夹角为53°，请分析判断被困人员滑到B点是否安全。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（2）若云梯顶端B点与竖直墙间的水平距离保持不变，求能够被安全营救的被困人员与云梯顶端B的最大竖直距离。（结果可用根式表示）

2．如图所示，水平桌面上有一个质量的小物块，小物块分别与水平放置的轻质弹簧和不可伸长的轻质细线一端相连，弹簧的劲度系数，小物块和水平桌面间动摩擦因数。当细线与竖直方向成角时小物块处于静止状态，且与桌面间无挤压。此时剪断细线的瞬间对小物块。求：

(1)细线被剪断前所受的拉力；

(2)剪断细线瞬间小物块的加速度；

3．在动摩擦因数的水平面上有一个质量为的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，取，求：

(1)静止状态时弹簧和细绳对小球作用力；

(2)当剪断轻绳的瞬间轻弹簧的弹力大小；

(3)当剪断轻绳的瞬间小球的加速度大小和方向。

4．用两根细线a、b和一根轻质弹簧将质量均为m的小球1和2连接，并如图所示悬挂。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为θ=45°，弹簧水平，重力加速度大小为g。

(1)求细线b对小球1的拉力大小Fb1；

(2)若烧断细线a，求在细线a断开瞬间小球2的加速度大小。

5．如图所示，在固定的水平光滑杆上穿一个质量为m的小球A，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上的O点，另一端与球A栓接。用两条等长的细绳将质量为2m球B分别与A、O相连，两条细绳之间的夹角为，球A、B保持静止状态。已知重力加速度为g。求：

(1)A、B之间细绳所受拉力大小；

(2)水平杆对球A的弹力大小和弹簧的压缩量；

(3)若剪断A、B之间细绳，则剪断绳瞬间球B的加速度大小。

6．如图所示，轻质弹簧一端固定于A点，另一端悬挂一质量m=0.4kg的小球，并通过水平轻绳固定于B点，弹簧的轴线与竖直方向的夹角θ=37°，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)水平轻绳的拉力和弹簧的弹力大小；

(2)剪断轻绳瞬间小球的加速度。

7．如图所示，质量为m的物体被两根细绳OA、OB挂在小车上，两根细绳与车顶水平面夹角分别为60°和30°，试求：为使OA绳的拉力恰好为0，则小车向右运动的加速度为多大？

8．如图所示为游乐场滑梯的示意图，滑梯的斜面段长度L=5.0m，高度h=3.0m，为保证游客的安全，必须在水平面上铺设安全地垫。当游客从斜面顶端静止滑下，经过时间，管理人员随后将一塑料球从斜面顶端水平抛出（初速度大小可调节），使球刚好被游客接住，此时游客滑行路程为s。假设地垫与斜面平滑连接，游客在连接处速度大小不变，最终停在地垫上。已知游客质量，游客与斜面和安全地垫间的动摩擦因数分别为、。游客和塑料球都可以看成质点并不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。

(1)求游客滑到斜面底端时的速度大小；

(2)为使游客不滑出安全地垫，求地垫的最小长度；

(3)求时间与s路程的关系式。

9．红旗是我国自主研发的品牌轿车，在某次性能测试过程中该车由静止开始启动，历时匀加速至，再关闭油门前进了几秒钟后，试驾驾驶员开始踩刹车让轿车减速。从开始踩刹车的最初内加速度逐渐增大，之后达到某一稳定的加速度做匀减速直线运动，踩刹车的过程加速度随时间变化图像如图所示。达到稳定加速度后的第内轿车运动了，第内运动了。已知轿车和试驾驾驶员的总质量为，轿车未踩刹车行驶过程中受到的阻力恒定为车重的0.05倍，取。求：

（1）加速阶段轿车的牵引力；

（2）踩刹车后稳定的加速度大小；

（3）刚开始踩刹车时轿车的车速和刚达到稳定加速度时的车速。

10．如图甲，质量的物体置于倾角的足够长且固定的斜面上，时刻，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，时刻撤去力F，物体运动的部分图像如图乙所示。重力加速度g=10m/s2。

（1）求上滑的最远距离x；

（2）物体与斜面间的滑动摩擦力f的大小；

（3）求物体返回出发点时的速度大小。（可用根号表示）

11．图中左侧部分为过山车简易模型装置，它是由弧形轨道PQ、竖直圆轨道MQ和水平轨道QN组成。所有轨道都光滑且之间均平滑对接，圆形轨道半径R=0.5m，一质量为m1=1kg的小球a从离水平轨道高为h=5m的地方沿弧形轨道静止滑下，经圆轨道运动一周后与静止在N处的小物块b发生正碰，碰后小球a沿原路返回到M点时，对轨道的压力恰好为0。碰后小物块b滑上一足够长的木板c上，已知物块b与木板c之间的动摩擦因数为μ1=0.4，木板c与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1，物块b的质量为m2=3kg，木板c的质量为m3=4.5kg，g取10m/s2，求：

（1）小球a第一次经过圆形轨道最低点时的速度；

（2）碰后瞬间小物块b的速度；

（3）木板c运动的总位移。 

12．如图甲所示，光滑水平桌面上有一个质量为m的物体，它在水平方向上受两个大小相等的力F的作用，若两个力夹角为 ，求：

（1）物体加速度a1的大小；

（2）如图乙所示，若m=2kg，F=2N，F方向如图中虚线所示，试通过作图法估算物体加速度a2的大小。

13．压力传感器与计算机组合能测绘压力随时间变化的图像，某实验小组为了测量一幢19层的大楼每层的平均高度，在电梯内用压力传感器进行了如下实验：质量为的甲同学站在压力传感器上，乙同学运用计算机记录了电梯从地面一楼上升到19层楼顶全过程中压力随时间变化的图像（如下图所示），试问：

（1）电梯何时启动？启动时的加速度多大？

（2）该大楼每层的平均高度为多少？

14．如图所示，是一个质量为2kg的物体在水平面上的两种运动图像，1表示物体受到一个与初速度方向成30°角的斜向上拉力F作用时的v-t图像，2表示物体不受拉力作用时的v-t图像。求物体与地面间的动摩擦因数μ和拉力F的大小。（g=10m/s2）

15．如图为运动员在进行原地纵跳摸高训练时的情景。一质量为60kg的运动员原地静止站立时摸高为2.20m。某次训练中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m，然后发力跳起摸到了3.00m的高度。运动员从开始起跳至刚要离地的过程可视为初速度为0的匀加速直线运动，空中身体保持竖直，不计空气阻力的影响，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）运动员刚跳离地面时的速度大小；

（2）起跳过程中运动员对地面的压力大小；

（3）从开始起跳到双脚刚落地所经历的时间。

16．在火箭的实验平台上放有测试仪器，火箭起动后以的加速度竖直匀加速上升，到某一高度时仪器对平台的压力为起动前对平台压力的，求：此时火箭离地面的高度？（已知地球半径为R，地面重力加速度为g）

17．在水平桌面上静止放置一质量m=1.5kg的物块，对物块施加沿斜向下的作用力F使得物块刚好可以在水平桌面上匀速向右滑动，已知力F=10N与水平面夹角θ=30°，重力加速度g=10m/s2。

(1)物块受到支持力的大小；

(2)物块受到摩擦力的大小；

(3)若施加的力F反向，求物块的加速度。

参考答案

1．(1)被困人员能安全滑到B点；(2)12.24m

【解析】(1)设杆OA、OB与竖直方向的夹角分别为α、β，由几何关系的

由牛顿第二定律

得

有

得

有

得

由

得

因为

被困人员能安全到达云梯顶端B；

(2)设滑杆两端点AB的最大竖直距离为h，对被困人员全程用动能定理得

得

若晾干伸直，AB间的竖直高度为

所以能够被安全营救的被困人员与云梯顶端B的最大竖直距离应为

2．(1)；(2)，方向水平向左

【解析】(1)细线被剪断前对物块进行受力分析如下

根据竖直方向和水平方向的平衡有

①

②

由①②得

③

④

(2) 剪断细线瞬间小物块受到线的拉力立即消失,桌面对物块立即出现支持力和摩擦力,弹簧的拉力和重力不变,对物块进行受力分析如下

竖直方向根据平衡条件有

⑤

滑动摩擦力

⑥

水平方向根据牛顿第二定律得

⑦

联立③⑤⑥⑦并带入数据得

⑧

加速度方向水平向左。

3．(1)10N，;(2)10N；(3)，水平向左

【解析】(1)在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力

绳子的拉力

(2)剪断轻绳的瞬间，弹簧还没来得及形变，则弹簧的弹力仍然为10N

(3)剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为10N，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用，小球所受的最大静摩擦力为

根据牛顿第二定律得小球的加速度为

方向水平向左

4．(1)mg；(2)g

【解析】(1)以球1、球2、细线b整体为研究对象，设细线a对球1的拉力大小为F1，弹簧对球2的拉力为F2，根据系统处于平衡状态有

竖直方向上

水平方向上

以球2为研究对象，设细线b对球2的拉力大小为 ，根据平衡状态有

对于同一根细绳，细线b对小球1的拉力

由式可得并代入数据可得

(2)细线a断开瞬间，小球2只受到自身重力和弹簧的拉力F2，合力大小等于，设小球2的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有

解得

5．(1)；(2)，；(3)

【解析】（1）对B球受力分析如图甲所示

设A、B之间细线所受拉力为F1，由平衡条件

可得

（2）对A球受力分析如图乙所示

由平衡条件

可得水平杆对球A的弹力大小

由胡克定律

可得弹簧的压缩量

（3）若剪断A、B之间细线，球B的加速度方向沿着以O为圆心，OB为半径的圆弧切线方向运动，垂直细绳方向的分力

由牛顿第二定律

6．(1)3N；5N；(2)7.5m/s2，方向水平向右

【解析】(1)小球受力如图所示

可得

联立可得

(2) 剪断轻绳瞬间小球的合力与原来细绳的拉力大小相等，方向相反，所以方向水平向右，由牛顿第二定律得

方向水平向右。

7．g

【解析】若OA绳的拉力恰好为0，则物体只受两个力作用，受力分析如图，则

FTsin 30°-mg=0

FTcos 30°=ma

解得

a=g

8．(1)4m/s；(2)1.6m；(3)见解析

【解析】解：(1)根据几何关系斜面倾角为37°，游客下滑过程中满足

滑到斜面底端的速度满足

根据上述两式可得

(2)游客在水平地垫运动过程中满足

地垫的最小长度满足

根据上述两式可得

(3)①游客在斜面上运动时接住塑料球，塑料球而言

可得

游客而言

可得

那么

②游客在地垫上运动时接住塑料球，塑料球而言

可得

游客而言在斜面上运动时间满足

可得

在地垫上运动位移大小

在地垫上运动时间满足

可得

 那么

③游客在地垫上停止时接住塑料球，塑料球而言

可得

游客而言在斜面上运动时间满足

可得

在地垫上运动时间满足

那么

9．（1）；（2）8m/s2；（3）30.125m/s；28m/s

【解析】（1）轿车加速阶段的加速度为

由牛顿第二定律有

代入数据解得加速阶段轿车的牵引力

（2）设轿车做稳定的匀减速直线运动时的加速度为，则有

轿车稳定减速的第3s内的平均速度即轿车稳定减速的2.5s时的瞬时速度，有

第4s末的速度为

故表明轿车并没有运动4s，设轿车运动3s之后还运动了，则有

联立两式解得

，

所以，踩刹车后稳定的加速度大小应为8m/s2

（3）设轿车做稳定的匀减速直线运动的初速度为

由于图像中面积表示为速度的变化，刚开始踩刹车时轿车的速度大小为

10．(1)24m；(2)6N；(3)

【解析】(1)上滑的最远距离

(2)设撤去F后物体继续上滑的加速度大小为，由图像知

由牛顿第二定律，内

代入数据解得

(3)因，物体此后将沿斜面加速下滑，由牛顿运动定律有

返回过程中，由运动学规律有

代入数据解得返回出发点的速度

11．(1)10m/s；(2)5m/s；(3)1m

【解析】解：(1)设球a从P点运动到圆形轨道最低点Q时的速度大小为v，根据机械能守恒定律

解得

方向水平向右

(2)设球a与物块b碰撞后的速度大小分别为、，球返回到圆轨道最高点M时的速度大小为，由向心力公式

球由N返回到M的过程中根据动能定理

球a与物块b发生无机械能损失的弹性正碰，由于轨道光滑，球a碰撞前的速度与第一次到轨道最低点的速度相等，该过程中球a与物块b组成的系统动量守恒，故

联立解得

m/s

方向水平向右

(3)物块b滑上木板c时，设物块b和木板c的加速度大小分别，两者经过时间达到共同的速度。木块在此过程中的位移为 ，则

联立解得

同速度后，物块b和木板c一道做匀减速直线运动直至停止，设该过程中减速的位移为，由动能定理得

解得

x2=0.5m

则木板c的总位移

方向水平向右

12．（1）；（2）1.7m/s2

【解析】如图所示

由牛顿第二定律

解得

（2）由题意用力的图示法求合力F合，具体如下，以d=1cm表示1N为标度，作出两分力F的图示,以两分力为邻边作平行四边形，取对角线为F合

量出对角线的长度为L=3.4cm，则

由牛顿第二定律

解得

13．(1)t=2s；2m/s2；(2)2.84m

【解析】(1)在0~2s内，压力等于重力，t=2s时压力大于重力，所以，t=2s时电梯启动，启动时的加速度由

得

(2)从图中读出电梯运动28s，加速上升1s，匀速上升26s，减速上升1s，则减速的加速度大小为

楼总高

每层高为

14．0.2；16.6N

【解析】物体受拉力作用时，加速度

物体不受拉力作用时，加速度

由牛顿第二定律

解得

F=16.6N

15．（1）4m/s；（2）1560N；（3）1.05s

【解析】（1）运动员离开地面后上升的高度m

由

可得

（2）起跳过程中，由

其中

可得

由牛顿第二定律

可得

N

由牛顿第三定律得运动员对地面的压力大小

N

（3）起跳时间

在空中运动时间

总时间

16．

【解析】设火箭所在处重力加速度为，地球表面重力加速度为g，则

解得

又

解得

17．(1)20N；(2)；(3)

【解析】(1) (2)物块向右匀速滑动，根据平衡条件，在竖直方向上，可得物块受到支持力的大小

在水平方向上，可得物块受到摩擦力的大小

(3)若施加的力F反向，根据牛顿第二定律有

又

联立解得