统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第一部分新情境热点练情境4生活生产中的情境问题（附解析）

情境4　生活、生产中的情境问题1．如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则(　　)A.甲受到三个力的作用B．甲对扶梯有摩擦力的作用C．乙受到三个力的作用D．乙受到的摩擦力方向沿斜面向下2．[2023·湖南卷]如图(a)，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种．某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上．忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是(　　)A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B．谷粒2在最高点的速度小于v1C．两谷粒从O到P的运动时间相等D．两谷粒从O到P的平均速度相等3．[2022·浙江6月]如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的(　　)A.作用力为GB．作用力为GC．摩擦力为GD．摩擦力为G4．[2023·河北衡水中学一模]如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′可在横梁上移动，OO′始终垂直于横梁，书与书架的重心始终恰好在O、O′连线中点的正上方，书与书架的总重力为60N，某一时刻横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁对O、O′点的拉力始终沿OA、O′A′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计支架的重力，则下列说法正确的是(　　) A．横梁OA所受的力的大小为80NB．斜梁BO所受的力的大小为50NC．O、O′点同时向A、A′移动少许，横梁OA所受的力变大D．O、O′点同时向A、A′移动少许，斜梁BO所受的力变大5．[2023·华东师大二附中月考](多选)某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力不变．轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作．一小车若以速度v0撞击弹簧，已知装置可安全工作，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面间的摩擦，弹簧始终处于弹性限度内．从小车与弹簧刚接触时开始计时，下列关于小车运动的速度—时间图象可能正确的是(　　)6．[2023·四川成都三诊]如图，游乐园中某海盗船在外力驱动下启动，某时刻撤去驱动力，此后船自由摆动，当悬臂OA水平时，船的速度恰好为零，若A、B、C处质量相等的乘客始终相对船静止，且以相同的半径随船摆动，船、悬臂和乘客整体的重心位于圆弧AC的中点B，∠AOC＝60°，不计一切阻力，重力加速度大小为g，则在船自由摆动过程中(　　)A.OA水平时，船对C处乘客的作用力为零B．OA水平时，B处乘客的加速度大小为aB＝0.5gC．A处乘客从图示位置运动至最低点的过程中，始终处于失重状态D．从OA水平时开始，A、B处乘客分别运动至最低点时，船对各自处在最低点的乘客竖直方向的作用力大小的比值为＝7.[2022·浙江6月]物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度l1＝4m，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接．若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为μ＝，货物可视为质点(取cos24°＝0.9，sin24°＝0.4，重力加速度g＝10m/s2)． (1)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小；(2)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小；(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2m/s，求水平滑轨的最短长度l2.情境4　生活、生产中的情境问题1．解析：题图甲中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力和支持力，不受摩擦力，重力G＝mg，支持力N＝G＝mg，故A、B错误；题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力G、斜面的支持力FN以及沿斜面向上的摩擦力三个力作用，故C正确，D错误．答案：C2．解析：抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A错误；谷粒2做斜抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同．在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上，运动路程不同，故谷粒2运动时间较长，C错误；谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度．与谷粒1比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于v1，B正确；两谷粒从O点运动到P点的位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，D错误．故选B.答案：B3．解析：根据对称性，四根斜杆对横杆的作用力大小相等，设为F，选择横杆和物体为研究对象，根据平衡条件有4Fcos＝G，解得F＝G，故每根斜杆受到地面的作用力也为G，选项B正确．答案：B4．解析：两个支架共同承担的力的大小为60N，则每个支架所承担的力的大小为30N ，对O点受力分析，如图甲所示．FOA＝＝40N，FBO＝＝50N，故A错误，B正确．O、O′同时向A、A′移动少许，对O点受力分析，如图乙所示．三角形AOB与力三角形相似，所以有＝＝，AB与BO长度不变，OA长度减小，所以FBO不变，FOA减小，故C、D错误．答案：B5．解析：若初速度v0较小，小车与弹簧接触后做加速度增大的减速运动，当小车速度减为零时轻杆也没有发生移动，然后小车做反向的加速度减小的加速运动，离开弹簧时的速度大小仍为v0，故A正确，B错误；若初速度v0较大，小车与弹簧接触后做加速度增大的减速运动，当弹簧弹力等于轻杆与槽间的滑动摩擦力时，小车、弹簧和轻杆开始一起做匀减速运动直到速度减为零，然后小车做反向的加速度减小的加速运动，离开弹簧时的速度小于v0，故D正确，C错误．答案：AD6．解析：设A、B、C三处乘客的质量均为m，OA水平时，对C处乘客受力分析，船对C处乘客的作用力F＝mgcos30°，故A错误；OA水平时，B处乘客的加速度大小aB＝＝g，故B错误；A处乘客从图示位置运动至最低点的过程中，当向心加速度在竖直方向的分量大于切向加速度在竖直方向的分量时，A处乘客处于超重状态，故C错误；设船、悬臂和乘客整体质量为M，从OA水平时开始，A处乘客运动至最低点的过程，对船、悬臂和乘客整体，根据动能定理得MgL（cos30°－cos60°）＝Mv，对在最低点的A处乘客受力分析有FA－mg＝m，解得FA＝mg，从OA水平时开始，B处乘客运动至最低点的过程，对船、悬臂和乘客整体，根据动能定理得MgL（1－cos60°）＝Mv，对在最低点的B处乘客受力分析有FB－mg＝m，解得FB＝2mg，可得＝，故D正确．答案：D7．解析：（1）根据牛顿第二定律mgsin24°－μmgcos24°＝ma1a1＝2m/s2（2）货物在倾斜滑轨上做匀加速直线运动v2＝2a1l1v＝4m/s（3）货物在水平滑轨上做匀减速直线运动 v－v2＝2a2l2a2＝－μgl2＝2.7m答案：（1）2m/s2　（2）4m/s　（3）2.7m