（新课标）2022年高考物理 极限预测三

新课标2022年高考物理极限预测三【模拟演练】1.如图所示，甲、乙两位同学做“拔河”游戏.两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧拖拉.若凳子下表面各处的粗糙程度相同，两位同学手掌粗糙程度也相同，在甲端的凳面上放四块砖，在“拔河”过程中，若长凳静止不动，下列判断正确的是()A.甲的手和凳子间的摩擦力较大B.乙的手和凳子间的摩擦力较小C.甲的手和凳子间不会有相对滑动D.乙的手和凳子间一定有相对滑动2.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球．某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示．不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为()A．伸长量为B．压缩量为C．伸长量为D．压缩量为3.如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用．已知物块P沿斜面加速下滑．现保持F的方向不变，使其减小，则加速度()-18-\nA．一定变小B．一定变大C．一定不变D．可能变小，可能变大，也可能不变4.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.5m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．510NB．490NC．890ND．910N5.如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsinθB．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsinθD．弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零6.以初速度v0竖直向上抛出一个小球，小球所受的空气阻力与速度大小成正比.将小球从抛出点上升至最高点的过程与小球从最高点落回至抛出点的过程作对比，下列说法正确的是()A．小球上升过程的加速度较大，故运动时间更长B．小球下落过程的加速度较小，故运动时间更短C．小球上升过程中的某时刻的合外力可能比下落过程中的某时刻的合外力小D．小球落回抛出点时的速度一定比抛出时的速度小7.如图所示，传送带的水平部分长为L，转动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间可能是()-18-\n8.如图所示，小车上有一根固定的水平横杆，横杆左端固定的轻杆与竖直方向成θ角，轻杆下端连接一小铁球；横杆右端用一根细线悬挂一小铁球，当小车做匀加速直线运动时，细线保持与竖直方向成α角，若θ＜α，则下列说法中正确的是()A.轻杆对小铁球的弹力方向沿着轻杆方向向上B.轻杆对小铁球的弹力方向与细线平行向上C.小车一定以加速度gtanα向右做匀加速运动D.小车一定以加速度gtanθ向右做匀加速运动9.物体静止放在光滑水平面上，在如图所示的水平方向的力的作用下由静止开始运动，下列说法正确的是()A.0～T时间内物体的加速度和速度都逐渐减小B.T时刻物体的加速度和速度都等于零C.T～2T时间内物体的运动方向与原来相同D.T时刻物体的加速度等于零，速度最大10.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是()A.加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力C.只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D.不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总是相等-18-\n11.如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，现施加水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动.若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F′不超过()A.2FB.F/2C.3FD.F/312.如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v-t图象如图乙所示.(g取10m/s2)试求：(1)拉力F的大小;(2)t＝4s时物体的速度v的大小.13.一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示，重力加速度g取10m/s2．求：(1)物块向上滑行的最大距离x；(2)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ．14.两个完全相同的物体A、B，质量均为m=0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动.图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F作用和B物体不受拉力作用的v-t图象，(g取10m/s2)求：-18-\n(1)两物体与地面之间的动摩擦因数μ；(2)物体A所受拉力F的大小；(3)12s末物体A、B之间的距离x.15．如图所示为上、下两端相距L=5m、倾角α=30°、始终以v=3m/s的速率顺时针转动的传送带(传送带始终绷紧).将一物体放在传送带的上端由静止释放滑下，经过t=2s到达下端，重力加速度g取10m/s2，求：(1)传送带与物体间的动摩擦因数多大？(2)如果将传送带逆时针转动，速率至少多大时，物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端？【高考预测】2022年高考对本专题的考查将以对概念和规律的应用为主，单独考查本专题的题目多为选择题，与曲线运动、电磁学相结合的题目多为计算题.试题形式有两种，一种是以实际生活、生产和科学实验中有关问题为命题背景，突出表现物理知识在生活中的应用；另一种是与其他专题内容结合考查对公式、规律的运用能力.对该部分内容的命题预测点如下：考查知识及角度高考预测-18-\n牛顿运动定律1、5、6牛顿运动定律的应用2、3、7、8、9超重和失重41.从正在加速上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是()A.物体向下做自由落体运动B.物体向上运动，加速度向上C.物体向上运动，加速度向下D.物体向上还是向下运动，要看物体离开气球时的速度2.如图甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度-时间图象如图乙所示，下列判断正确的是()A．在0～1s内，外力F不断增大B．在1～3s内，外力F的大小恒定C．在3～4s内，外力F不断减小D．在3～4s内，外力F的大小恒定3.如图甲是某景点的山坡滑道图片，为了探究滑行者在滑道直线部分AE滑行的时间．技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图．AC是滑道的竖直高度，D点是AC竖直线上的一点，且有AD＝DE＝10m，滑道AE可视为光滑，滑行者从坡顶A点由静止开始沿滑道AE向下做直线滑动，g取10m/s2，则滑行者在滑道AE上滑行的时间为()-18-\n4.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示．设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态．在箱子下落过程中，下列说法正确的是()A．箱内物体对箱子底部始终没有压力B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D．若下落距离足够长，箱内物体受到的支持力等于物体的重力5.如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住．现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是()A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD．斜面对球的弹力不仅有，而且是一个定值6.如图甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数.若物体之间的滑动摩擦力Ff的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v-t图象的是()-18-\n7.一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端由静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，距斜坡底端115m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4×104N，小轿车的质量为2t，小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)．求：(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)8.如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2.0kg的薄木板A和质量为mB=3kg的金属块B.A的长度L=2.0m.B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1.0kg的物块C相连.B与A之间的动摩擦因数μ=0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及其与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B位于A的左端，然后放手，求经过多长时间后B从A的右端脱离(设A的右端距滑轮足够远，取g=10m/s2).9.如图所示，质量为M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到v0=1.5m/s时,在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量为m=2-18-\nkg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2.已知运动过程中，小物块没有从小车上掉下来，取g=10m/s2.求：(1)经过多长时间两者达到相同的速度；(2)小车至少多长，才能保证小物块不从小车上掉下来；(3)从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少.答案解析【模拟演练】1.【解析】选C.甲、乙两同学在“拔河”过程中，长凳水平方向受甲、乙手掌的摩擦力作用，当长凳静止不动时，甲、乙手掌对长凳的摩擦力是一对平衡力，A、B错误；由于甲的手受长凳的压力大于乙的手所受长凳的压力，所以甲的手和长凳之间的最大静摩擦力大于乙的手和长凳之间的最大静摩擦力，在“拔河”过程中，当甲、乙手掌与长凳间的静摩擦力增大时，乙手掌相对长凳开始滑动，而甲手掌相对长凳仍然保持相对静止，C正确，D错误.2.【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)m1和m2与小车运动状态相同.(2)隔离m1、m2分别进行受力分析，利用牛顿第二定律求解.【解析】选A.分析m2的受力情况可得：m2gtanθ=m2a，得出：a＝gtanθ，再对m1应用牛顿第二定律，得：kx＝m1a，x＝因a的方向向左，故弹簧处于伸长状态，故A正确．3.【解析】选B.受力分析如图所示：-18-\n沿斜面方向由牛顿第二定律得：mgsinθ－Fcosθ＝ma.若F减小，则a增大，故B正确.4.【解析】选B.对建筑材料进行受力分析．根据牛顿第二定律有F－mg＝ma，得绳子的拉力大小等于F＝210N，然后再对人受力分析，由平衡的知识得Mg＝F＋FN，得FN＝490N，根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为490N，B正确.5.【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)细线的拉力可以发生瞬间突变，而弹簧的弹力不能发生突变.(2)分别对A和B在烧断细线前、后进行受力分析，列牛顿第二定律方程分析判断.【解析】选B、C.细线烧断前，对B球有kx=mgsinθ.细线烧断瞬间，弹簧弹力与原来相等，B球受力平衡，aB＝0，A球所受合力为mgsinθ＋kx＝2mgsinθ，解得aA＝2gsinθ，故A、D错误，B、C正确.6.【解析】选D.小球上升过程，所受重力和阻力方向都是向下，合外力较大，加速度较大，故运动时间较短，选项A错误；小球下落过程，所受重力方向向下，阻力方向向上，合外力较小，加速度较小，运动时间较长，选项B错误；小球上升过程中所有时刻的合外力都比下落过程中任意时刻的合外力大，选项C错误；由于受到空气阻力，小球落回抛出点时的速度一定比抛出时的速度小，选项D正确.7.【解析】选A、C、D.因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同．若一直匀加速至右端，则L＝μgt2，得：t＝，C可能；若一直加速到右端时的速率恰好与传送带的速率v相等，则L＝，有：t＝，D可能；若先匀加速到速率为v，再匀速到右端，则＝L，有：t＝，A可能；木块不可能一直匀速至右端，B不可能．-18-\n【误区警示】解答本题易产生两个误区(1)误认为木块一定是先加速后匀速到达右端，实际上木块的运动过程并不明确，存在多种可能.(2)虽然考虑到木块运动过程的多种可能，但是误认为木块加速运动到右端只能由L＝μgt2求解，实际上还存在刚好达到右端，木块与传送带共速的可能性.8.【解析】选B、C.由于两小铁球加速度方向相同，所受弹力方向也应该相同,所以轻杆对小铁球的弹力方向与细线平行向上,A错误，B正确；对细线悬挂的小铁球受力分析，由牛顿第二定律可得，小车一定以加速度gtanα向右做匀加速运动，C正确,D错误.9.【解析】选C、D.由F-t图象可知，物体在0～T时间内和T～2T时间内所受力F方向相反且具有对称性，由牛顿第二定律得物体在这两段时间内，产生的加速度方向相反，大小具有对称性，因此物体在0～T时间内做加速度逐渐减小的加速运动，T时刻物体的加速度等于零,速度最大；T～2T时间内物体做加速度逐渐增大的减速运动，2T时刻，速度减为零，0～2T时间内物体的速度方向始终保持不变，故A、B错误,C、D正确.10.【解析】选D.“绳”与“物”是一对相互作用的物体，绳与物之间的作用力与反作用力永远遵守牛顿第三定律，与相互作用的性质、物体的运动状态均无关系，总是等大、反向、作用在不同物体上且在同一条直线上，故D选项正确.11.【解析】选B.用水平力F拉B时，A、B刚好不发生相对滑动，这实际上是将要滑动但尚未滑动的一种临界状态，从而可知此时的A、B间的摩擦力为最大静摩擦力.先用整体法考虑,对A、B整体：F=(m+2m)a再将A隔离可得A、B间最大静摩擦力：Ffm=ma=F/3若将F′作用在A上，隔离B可得：B能与A一起运动，而A、B不发生相对滑动的最大加速度a′=Ffm/2m；再用整体法考虑，对A、B整体：F′=(m+2m)a′=F/2.故选B.12.【解析】(1)设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律得：F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1撤去力F后，由牛顿第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2根据图象可知：a1＝20m/s2，a2＝10m/s2-18-\n解得：F=30N,μ=0.5(2)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2，撤去外力F瞬间的速度大小为v1，则：v1＝a2t2解得：t2=2s则物体沿着斜面下滑的时间为：t3=t－t1－t2=1s设下滑加速度为a3，由牛顿第二定律得：mgsinθ－μmgcosθ=ma3，解得：a3=2m/s2t＝4s时速度为：v＝a3t3＝2m/s答案:(1)30N(2)2m/s【方法技巧】应用牛顿第二定律解题的两种方法(1)合成法若物体只受两个力作用而产生加速度时，可利用平行四边形定则求出两个力的合力方向就是加速度的方向，特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单.(2)正交分解法当物体受到三个以上的力作用时，常用正交分解法解题.①分解力：一般将受到的力沿加速度方向和垂直加速度的方向进行分解.②分解加速度：当物体受到的力互相垂直时，沿这两个互相垂直的方向分解加速度，再应用牛顿第二定律列方程求解，有时更简单.13.【解析】(1)由图象得物块上滑最大距离为0～0.5s时间内图象与时间轴围成的面积，即：x=1m(2)物块上滑过程由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma1物块下滑过程由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma2由图象得：a1=8m/s2,a2=2m/s2联立以上各式代入数据得：-18-\nμ=,θ=30°答案:(1)1m(2)30°14.【解析】(1)由v-t图象得：对B由牛顿第二定律得：－μmg=maB解得：μ==0.067(2)对A由牛顿第二定律得：F－μmg=maA解得：F=0.8N(3)设A、B在12s内的位移分别为x1、x2，由v-t图象得：x1=×(4+8)×12m=72mx2=×6×4m=12m故x=x1－x2=60m.答案:(1)0.067(2)0.8N(3)60m15.【解析】(1)传送带顺时针转动时，物体受重力、支持力和斜向上的摩擦力，如图所示，沿传送带向下匀加速运动，设加速度为a.由题意得L=at2，-18-\n解得a=2.5m/s2；由牛顿第二定律得mgsinα-Ff=maFf=μmgcosα,解得μ=≈0.29.(2)如果传送带逆时针转动，要使物体从传送带上端由静止释放能最快地到达下端，则需要物体有沿传送带向下的最大加速度，即所受摩擦力沿传送带向下，如图所示，设此时传送带转动的速度为vm，物体加速度为a′.由牛顿第二定律得mgsinα+Ff=ma′vm2=2La′,vm=≈8.66m/s.答案:(1)0.29(2)8.66m/s【高考预测】1.【解析】选C.刚离开气球瞬间，物体由于惯性保持向上的速度，但由于合外力向下，故加速度方向向下.2.【解析】选B、C.在0～1s内，物体做匀加速直线运动，外力F恒定，故A错误；在1s～3s内，物体做匀速运动，外力F也恒定，B正确；在3s～4s内，物体做加速度增大的减速运动，所以外力F不断减小，C正确，D错误．3.【解析】选B.A、E两点在以D为圆心、半径为R＝10m的圆上，在AE上的滑行时间与沿AD所在的直径自由下落的时间相同，故B正确.4.【解析】选C、D.因为受到阻力，不是完全失重状态，所以物体对支持面有压力，A错误；箱子刚从飞机上投下时，箱子和物体不受空气阻力，具有共同的加速度g，物体不受支持力，由于箱子受到的阻力与下落的速度成二次方关系，箱子和箱内物体最终将匀速运动，箱内物体受到的支持力等于物体的重力，B错误，C、D正确．5.【解题指南】以球为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程分析判断.-18-\n【解析】选D.球受力如图所示：由牛顿第二定律得：FN2-FN1sinθ＝ma，FN1cosθ＝mg，由此判断A、B错误；根据牛顿第二定律，FN1、FN2和mg三力的合力等于ma，C错误；根据FN1＝知D正确．6.【解析】选B.在A、B相对滑动前，对A、B整体由牛顿第二定律得故A、B的加速度随时间的增大而增大，速度图象是一向上弯曲的曲线；A相对B刚好要滑动时，对B由牛顿第二定律得由于故在A相对B滑动后，B的加速度a=为一恒量，速度图象是一倾斜向上的直线，故B正确.7.【解析】(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得：F1＋mgsin37°－μmgcos37°＝ma1解得a1＝3m/s2又v12＝2a1x1＝2a1h/sin37°解得行驶至斜坡底端时的速度：v1＝10m/s.(2)在水平地面上加速时，由牛顿第二定律得：F2－μmg＝ma2解得：a2＝2m/s2设关闭油门后减速，由牛顿第二定律得：μmg＝ma3解得：a3＝5m/s2设关闭油门时轿车的速度为v2,且斜面底端距池塘距离为x=115m,解得：v2＝20m/s-18-\n即在水平地面上加速的时间不能超过5s.答案:(1)10m/s(2)5s【方法技巧】多过程运动问题的解题技巧(1)任何多过程的复杂物理问题都是由很多简单的小过程构成，有些是承上启下，上一过程的结果是下一过程的已知，这种情况，一步一步完成即可；(2)有些是树枝型，告诉的只是旁支，要求的是主干(或另一旁支)，这就要求仔细审题，找出各过程的关联，按顺序逐个分析；对于每一个研究过程，选择什么运动规律，应用哪一个运动学公式要明确；(3)注意两个过程的连接处，加速度可能突变，但速度不会突变，速度是联系前后两个阶段的桥梁.8.【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)分别以A和B、C的整体为研究对象，列牛顿第二定律方程，求出A、B的加速度.(2)明确B从A的右端脱离时，A、B两物体的位移关系.【解析】设A的加速度为aA，B、C的加速度为aB，xA和xB分别表示t时间内A和B移动的距离，由牛顿第二定律得：以B、C为研究对象：mCg-μmBg=(mC+mB)aB以A为研究对象：μmBg=mAaA又有：xB=aBt2xA=aAt2xB-xA=L解以上各式得：t=4.0s.答案:4.0s9.【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)判断小物块与小车达到共同速度后能否保持相对静止.(2)小物块刚好不从小车上掉下来的临界条件是两者速度相等时位移之差等于小车车长.-18-\n【解析】(1)设小物块和小车的加速度分别为am、aM，由牛顿第二定律得：μmg=mamF-μmg=MaM代入数据解得：am=2m/s2,aM=0.5m/s2设经过时间t1两者达到相同的速度，由amt1=v0+aMt1解得:t1=1s(2)当两者达到相同的速度后，假设两者保持相对静止，以共同的加速度a做匀加速运动.对小物块和小车整体，由牛顿第二定律得：F=(M+m)a解得：a=0.8m/s2此时小物块和小车之间的摩擦力Ff=ma=1.6N而小物块和小车之间的最大静摩擦力Ffm=μmg=4NFf＜Ffm,所以两者达到相同的速度后，两者保持相对静止.从小物块放上小车开始，小物块的位移xm=amt12小车的位移xM=v0t1+aMt12小车的长度至少为L=xM-xm代入数据解得：L=0.75m(3)在开始的t1=1s内，小物块的位移xm=amt12=1m末速度v=amt1=2m/s在接下来的0.5s内，小物块与小车相对静止，以共同的加速度-18-\na=0.8m/s2做匀加速运动,这0.5s内通过的位移x=v(t-t1)+a(t-t1)2代入数据解得：x=1.1m从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为x总=xm+x=2.1m答案:(1)1s(2)0.75m(3)2.1m-18-