热点05 与实际结合的运动和力-高考物理30热点最新模拟题精练

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A. 下落高度约为
B. 落水前内的位移约为
C. 落水前的瞬时速度约为
D. 自由下落过程中彭清林处于失重状态
【参考答案】D
【名师解析】
根据题意，由公式可得，下落高度约为，故A错误；
根据题意，由公式可得，落水前内的位移约为，故B错误；
根据题意，由公式可得，落水前的瞬时速度约为，故C错误；
自由下落过程中，彭清林具有向下的加速度，处于失重状态，故D正确。
3. （2024湖南长沙高三适应性考试） 为研究球鞋的防滑性能，同学将球鞋置于斜面上，逐渐增大斜面倾角。当球鞋刚好开始滑动时，斜面倾角等于，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，已知。下列说法正确的是（ ）
A. 球鞋与斜面间的动摩擦因数为0.8
B. 在球鞋滑动前，增大斜面倾角时，球鞋对斜面的压力减小
C. 斜面倾角不变时，球鞋沿斜面滑动的过程中加速度越来越大
D. 在鞋内放置重物，逐渐增大斜面倾角，当球鞋刚好开始滑动时，斜面倾角大于
【参考答案】B
【名师解析】
由题意可知 ，解得球鞋与斜面间的动摩擦因数为 μ=0.75，选项A错误；
在球鞋滑动前，球鞋对斜面的压力，则增大斜面倾角时，球鞋对斜面的压力减小，选项B正确；斜面倾角不变时，球鞋沿斜面滑动的过程中加速度不变，选项C错误；在鞋内放置重物，逐渐增大斜面倾角，当球鞋刚好开始滑动时，满足
解得斜面倾角，选项D错误。
4. （2024安徽阜阳三中期末）乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。如图是南京紫金山缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a下行，如图所示。若在缆车中放一个与山坡表面平行的粗糙斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）。重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）

A. 小物块与斜面看成一个整体处于超重状态
B. 当时，摩擦力的大小为
C. 当时，摩擦力大小为
D. 若缆车加速度增加，则小物块受到的摩擦力和支持力都可能减小
【参考答案】B
【名师解析】．缆车有斜向下的加速度，小物块与斜面看成一个整体，有向下的加速度分量，处于失重状态，故A错误；
假设物块与斜面间摩擦力沿斜面向上，对物块，有
解得
当，时，可知为负值，即方向沿斜面向下，大小为
当时
故B正确，C错误；
对物块，有，
当缆车加速度增加，小物块受到的摩擦力可能减小，也可能不变还可能增大，支持力不变，故D错误。
5. （2024浙江金华期末）2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射。某同学在收看直播时，分别在点火时和点火9秒时截图，如图所示。已知火箭起飞重量为480吨，火箭全长58.34米，请估算这个阶段火箭受到的平均推力约为（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
由图可知火箭9s时间上升约80m距离，根据位移—时间公式可知
解得
m/s2
根据牛顿第二定律有
解得
故选D。
6. (2024年3月福建泉州质检)如图甲所示，银行取款机房装有单边自动感应门，其中有一扇玻璃门与墙体固定，另一扇是可动玻璃门。当人进入了感应区时，可动玻璃门将自动开启，反之将自动关闭，图乙为感应门的俯视图。当某人一直在感应区内时，可动玻璃门先匀加速运动了0.3m，用时0.5s，而后立即匀减速运动了0.6m恰好停下。求可动玻璃门：
（1）匀加速运动的加速度大小；
（2）运动过程中的最大速度大小；
（3）开启全程运动的总时间。
【参考答案】（1）；（2）；（3）
【名师解析】（1）由题意知，可动玻璃门加速过程中，由位移与时间关系式
代入得
（2）由题意知，可动玻璃门加速过程中，由速度与时间关系式，最大速度大小为
代入得
（3）由题意知，可动玻璃门减速过程中的时间为
全程的总时间为
代入得
7. （2024浙江宁波期末） 如图所示为太空探索公司猎鹰火箭助推器回收画面。火箭发射时，助推器点火提供向上的推力，使火箭上升到40km高空时，速度达到1.2km/s，然后助推器脱落，并立即关闭发动机，在接近地面10km处重启发动机减速并使助推器的速度在着陆时为零。火箭助推器运动过程中所受地球引力可视为不变，等于地球表面时的重力，运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的0.2倍，助推器推力恒定不变。
（1）助推器能上升到距离地面的最大高度；
（2）重启发动机前助推器的最大速度为多少；
（3）重启发动机产生的推力是助推器重力的多少倍。
【参考答案】（1）；（2）；（3）8mg
【名师解析】
（1）火箭加速上升的高度，助推器脱落时的速度，助推器脱落后向上做减速运动，阻力，有
解得
助推器上升的最大高度为
（2）重启发动机前火箭下落过程
由牛顿运动定律
联立解得
（3）重启发动机后火箭下过程
由牛顿运动定律
所以
8. (2024天津宁河区期末) 2023年8月16日，备受瞩目世界机器人大会在北京盛大开幕。新一代送餐机器人首次登场，如图所示，只要设置好路线、放好餐盘，它就会稳稳地举着托盘，到达指定的位置送餐。已知配餐点和目标位置在一条直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动，加速过程的加速度大小，速度达到后匀速，之后适时匀减速，减速历时恰好把食物平稳送到目标位置，整个送餐用时。若载物平台始终呈水平状态，食物与餐盘的总质量，食物、餐盘与平台间无相对滑动，取重力加速度，试求：
（1）机器人加速过程的时间；
（2）配餐点和目标位置的直线距离；
（3）减速过程中平台对食物和餐盘整体平均作用力的大小。
【参考答案】（1）；（2）；（3）
【名师解析】
（1）加速时间为
代入数据，解得
（2）加速度的位移为
减速的时间为2s，减速的位移为
匀速的时间为
匀速的位移为
配餐点和目标位置的直线距离为
代入数据，得
（3）平台对食物竖直方向的支持力
减速运动的加速度为
根据牛顿第二定律，食物和餐盘整体在水平方向的摩擦力为
故平台对食物的作用力大小
解得
9. （2024浙江金华期末）如图为某公司研发的智能搬运型机器人。在某次搬运过程中，机器人将质量为的货物沿直线搬运至远的包装台处，机器人从静止开始做匀加速直线运动，时速度达到最大速度，然后做匀速直线运动，最后在离包装台处开始做匀减速直线运动，到达包装台处恰好停止。求：
（1）机器人加速和减速阶段的加速度大小；
（2）机器人搬运货物的总时间；
（3）机器人匀加速阶段受到货物的作用力；
（4）其他条件不变，只改变机器人变速运动阶段的加速度大小，最多可节省的时间。已知货物与机器人置物平台问的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
【参考答案】（1），；（2）；
（3），方向与运动的反方向成角斜向下，；（4）
【名师解析】
（1）匀加速阶段，根据速度公式有
解得
匀减速阶段，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
其中
解得
（2）匀加速阶段的位移
匀减速阶段的时间
匀速运动的时间
所以总时间
（3）根据上述可知匀加速阶段的加速度
根据力的合成可知，机器人给货物的作用力大小为
根据牛顿第三定律可知货物给机器人的作用力大小为
方向与运动的反方向成角斜向下，且有
（4）由题意可知最大加速度为
当加速阶段和减速阶段都以最大加速度进行变速运动时，时间最短，最短时间为
所以节省时间为△t=t-t’=7.5s-6.2s=0.3s
10. （2024河南焦作一模）2023年12月10日9时58分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星发射升空。长征二号丁运载火箭是常温液体二级运载火箭起飞推力约3.0×106N，起飞总质量约为2.5×105kg，150s时总质量减小了一半，推力保持不变。不计空气阻力，火箭上升过程中重力加速度g可视为不变，取10m/s2。求：
（1）150s时火箭的加速度与起飞时的加速度大小之比；
（2）若起飞后3s内火箭的运动可视为匀加速直线运动，则3s末时推力的瞬时功率为多大。
【参考答案】（1）7:1；（2）1.8×107W
【名师解析】
（1）根据牛顿第二定律有
代入数据可得
（2）根据（1）可得
所以3s末时火箭的速度为
推力的瞬时功率为