2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练
第三部分 牛顿运动定律
专题3.21 与牛顿运动定律相关的实际问题（基础篇）
一、选择题
1．（2020天津和平区一模）能够从物理的视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景，其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下，乙图是自行车靠惯性冲上斜坡，丙图是“托球”动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程（虚线表示水平方向），丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球，各图中的θ角均相等，忽略空气阻力和一切摩擦，对四个情景的物理规律分析正确的是 B．甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相等
C．丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动
D．丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等
2.某班级同学要调换座位，一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动。已知桌子的总质量为10 kg，若拉力的最小值为50 N，此时拉力与水平方向间的夹角为θ。重力加速度大小为g=10 m/s2，桌子与地面间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，则（ ） A．μ=，θ=60° B．μ=，θ=60°
C．μ=，θ=30° D．μ=三亚海棠湾天房洲际度假酒店，θ=30°
3.（2018开封质检）某实验小组设计了一个模型火箭，由测力计测得其重力为G。通过测量计算此火箭发射时刻提供大小为F=2G的恒定推力，且持续时间为t。随后小明又对设计
方案进行了改进，采用二级推进的方式，即当火箭飞行经过t/2时，火箭丢弃一半的质量，剩余t/2时间，火箭推动剩余的一半继续飞行。若采用原来的方法火箭可上升的高度为H，则采用改进后方案火箭最高可上升的高度为（重力加速度取g，不考虑燃料消耗引起的质量变化）（ ）
A．1.5H B．2H C．2.75H D．3.25H
4．（2018洛阳一模）如图所示，某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α＝60°，使飞行器恰恰与水平方向成θ＝30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是( )
A．加速时动力的大小等于mg B．加速时加速度的大小为g
中国第一大淡水湖C．减速时动力的大小等于mg D．减速飞行时间武夷山景点介绍t后速度为零
5. 北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭。它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某游客手中托着质量为1 kg的饮料瓶进行这个游戏，g取9.8 m/s2，则：
A．当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力大于9.8N
B．当座舱落到离地面高度为40m的位置时，饮料瓶对手的作用力为零
C．当座舱落到离地面高度为15m的位置时，饮料瓶对手的作用力小于9.8N
D. 当座舱落到离地面高度为15m的位置时，手要用26.6N的力才能托住饮料瓶
6. 用遥控直升机下轻绳悬挂质量为m的摄像机可以拍摄学生在操场上的跑操情况。开始时遥控直升机悬停在C点正上方。若遥控直升机从C点正上方运动到D点正上方经历的时间为t，已知CD之间距离为L，直升机的质量为M，直升飞机的运动视作水平方向的匀加速直线运动。在拍摄过程中悬挂摄影机的轻绳与竖直方向的夹角始终为β，假设空气对摄像机的作用力始终水平。则
A．轻绳中的拉力FT=mg/cosβ
B．遥控直升机加速度a=gtanβ
C．直升机所受的合外力为F合=
D．这段时间内空气对摄像机作用力的大小为
7..绰号“威龙”的第五代制空战机歼－20具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，歼－20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度。假设某次垂直飞行测试实验中，歼－20加速达到50 m/s后离地，而后开始竖直向上飞行试验。该飞机在10 s内匀加速到3 060 km/h，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km。假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的0.2。已知该歼－20质量为20吨，声速为340 m/s，忽略战机因油耗等导致质量的变化。则下列说法正确的是( )
A．本次飞行测试的匀速阶段运行时间为26.5 s
B．加速阶段系统的推力为1.84×106 N
C．加速阶段时飞行员有晕厥可能
D．飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25 km
二、计算题
1.（9 分）（2020浙江“山水联盟”质检）“新冠肺炎”的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对象。如果在一些易传播的环境中启用机器人替代人工操作的话，就可以有效防控病毒传播，其中送餐服务就是机器人应用的一个领域，只要设置好路线、安放好餐盘，它就会稳稳地举着托盘，到达指定的位置送餐，如图所示。若某一隔离病区的配餐点和目标位置在相距x0=40m的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动，加速过程的加速度大小a1=2m/韶关云门山风景区门票价格s2,速度达到v=1m/s后匀速，之后适时匀减速，恰好把食物平稳送到目标位置，整个送餐用时t0=40.75s。若载物平台呈水平状态，食物的总质量m=2kg，食物与平台无相对滑动,g取10m/s2。试求：
（1）机器人加速过程位移的大小x；
（2）匀速运动持续的时间t；
（3）减速过程中平台对食物的平均作用力F。
2．（9分）(2019浙江酒店预订网台州模拟)2019年1月3日，中国的“嫦娥四号”成为了人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。“嫦娥四号“探测器在距离月面100m高度的A点时，利用发动机的反推力作用悬停，用自身的三维成像敏感器对着陆区进行障碍检测，选出月面C点为最安全的着陆点。此时，探测器调整发动机的反推力，沿水平方向从静止匀加速直线运动，然后再以相同加速度大小匀减速直线运动，刚好在C点正上方的B点减速为零。已知AB长10m，从A到B的运动时间为20s，探测器总质量为300kg（忽略喷气对探测器质量的影响），探测器在月球表面的重力为地球表面的，求探测器：
（1）从A运动到B过程中的最大速率；
（2）匀加速运动时的加速度大小：
（3）匀减速运动时发动机的反推力大小。
3.（2019福建龙岩三模）《道路交通安全法》规定汽车通过红绿灯路口时，需按信号灯指示行驶。若某路口有等待通行的多辆汽车，第一辆汽车前端刚好与路口停止线对齐，汽车质量均为m=1 500 kg，车长均为L=4.8 m，前后相邻两车之间的距离均为x=1.2 m。每辆汽车匀加速起动t1=4 s后保持v=10 m/s的速度匀速行驶，运动过程中阻力恒为f=1 800 N，求：
（1）汽车匀加速阶段的牵引力F大小；
（2）由于人的反应时间，绿灯亮起时，第一个司机滞后△t=0.8 s起动，且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8 s起动汽车，绿灯时长20 s。绿灯亮起后经多长时间第五辆汽车最后端恰好通过停止线。
4.（2019福建宁德二模）我国科技已经开启“人工智能”时代，“人工智能”已经走进千家万户。
某天，东东叫了外卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，东东操控小型无人机带动货物，由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后，货物又匀速上升53 s，最后再匀减速1 s恰好到达他家阳台且速度为零。货物上升过程中，遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1 m/s，高度为56 m。货物质量为2 kg，受到的阻力恒为其重力的0.02倍，重力加速度大小g＝10 m/s2。求
(1) 无人机匀加速上升的高度；
(2) 上升过程中，无人机对货物的最大作用力。
5. 北京时间2013年4月20日8时02分，在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震．地震引发多处山体崩塌，严重危害灾区人民的生命和财产安全．研究崩塌体的运动时可建立如图所示的简化模型，当崩塌体速度较低、坡面较缓时，崩塌体的运动可视为滑动．假设某崩塌体质量为m、初速度为零，当地重力加速度为g，θ为坡面与水平面的夹角，H为崩塌体距水平面的高度，μ为崩塌体与坡面以及地面间的动摩擦因数．不考虑崩塌体途经A处时的速度大小变化．求：
(1)崩塌体滑动到坡底A点时的速度大小；
南阳景点排行榜前十名 (2)水平面上安全位置距A点的最小距离．
6（山西省太原市2016届高三下学期模拟试题（一）理科综合试题）（13分）如图是一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的遥控飞行器，具有体积小、使用灵活、飞行高度低、机动性强等优点。现进行试验：无人机从地面由静止开始以额定功率竖直向上起飞．经t＝20s上升到h＝47m,，速度达到v＝6 m/s。之后，不断调整功率继续上升，最终悬停在高H = 108 m.处．已知无人机的质量m＝4kg，无论动力是否启动，无人机上升、下降过程中均受空气阻力，且大小恒为f＝4 N.取g＝10 m/s2，求
(1）无人机的额定功率；
（2）当悬停在H高处时，突然关闭动力设备．无人机由静止开始竖直坠落，2s末启动动力设备，无人机立即获得向上的恒力F，使其到达地面时速度恰好为0，则F是多大？
7.（2019浙江G12名校协作体模拟）跳楼机是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐场所，游戏时跳楼机完把乘有十多人的座舱送到140.8m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面44m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止，若某游客手中托着质量为100g的手机进行这个游戏，g取10m/s2（空气阻力不计，可能用到的数据442=1936）试求：
