高考物理真题训练20力学计算题原卷版.docx
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高考物理真题训练20力学计算题原卷版
专题20力学计算题
1.（2020-新课标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F=kv2描写，k为系数：
"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1.21x10’kg时，起飞离地速度为66m/s；装载货物后质虽:
为1.69x10’kg,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1521m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。
2.（2020-新课标II卷）如图，一竖直圆管质量为M,下端距水平地面的高度为顶端塞有一质疑为加的小球。
圆管由静止自由下落，与地而发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短：
在运动过程中，管始终保持竖直。
已知M=4加，球和管之间的滑动摩擦力大小为4吨,g为重力加速度的大小，不计空气阻力。
（1）求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球％自的加速度大小；
（2）管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；
（3）管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑岀，求圆管长度应满足的条件。
•T
H
3.（2020-新课标III卷）如图，相距L=11.5m的两平台位于同一水平而内，二者之间用传送带相接。
传送带向右匀速运动，其速度的大小V可以由驱动系统根据需要设泄。
质量"=10kg的载物箱（可视为质点），以初速度w=5.0m/s自左侧平台滑上传送带。
载物箱与传送带间的动摩擦因数“=0.10,重力加速度取g=10m/s2。
（1）若v=4.0m/s,求载物箱通过传送带所需的时间：
（2）求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度；
13
（3）若v=6.0m/s,载物箱滑上传送带4=后，传送带速度突然变为零。
求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中，传送带对它的冲量。
乂/^）^53
左侧平台
传送带甘
4.（2020-江苏卷）一只质虽:
为1.4kg的乌贼吸入0」kg的水，静止在水中。
遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以2m/s的速度向前逃窜。
求该乌贼喷出的水的速度大小5
5.（2020-江苏卷）如图所示，鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。
在轮上沿相互垂直的直径方向固左四根直杆，杆上分別固泄有质量为加的小球，球与O的距离均为2R。
在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。
重物由静止下落，带动鼓形轮转动。
重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。
求：
（1）重物落地后，小球线速度的大小*
（2）重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F：
（3）重物下落的髙度ho
6.（2020•浙江卷）如图1所示，有一质量加=200kg的物件在电机的牵引下从地而竖直向上经加速、匀速、匀减速至指左位宜。
当加速运动到总位移的］时开始汁时，测得电机的牵引力随时间变化的FT图线如图
4
2所示，r=34s末速度减为0时恰好到达指左位垃。
若不计绳索的质量和空气阻力，求物件：
（1）做匀减速运动的加速度大小和方向：
（2）匀速运动的速度大小；
（3）总位移的大小。
7.（2020-浙江卷）小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道43
和倾角0=37°的斜轨道BC平滑连接而成。
质量山=0.1kg的小滑块从弧形轨道离地髙H=1.0m处静I匕释
放*已知/?
=0.2m,厶AB=*c=l・°m,滑块与轨道A3和BC间的动摩擦因数均为“=0・25・弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。
（1）求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力；
⑵通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点；
（3）若滑下的滑块与静I匕在水平直轨道上距A点%处的质量为2m的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道BC上到达的髙度力与*之间的关系。
（碰撞时间不计，sin37°=0.6,cos37°=0.8）
8.（2020•山东卷）单板滑雪〃型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：
"形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱而轨道和一个中央的平而直轨道连接而成，轨道倾角为17.2%某次练习过程中，运动员以vAf=10nVs的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖宜切面ABCD滑岀轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角«=72.8°,腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。
图乙为腾空过程左视图。
该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10m/s2,sin72.8J0.96,心72.8。
=0.30。
求：
（1）运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值〃：
（2）M、N之间的距离厶。
H
9.（2020.山东卷）如图所示，一倾角为&的固左斜而的底端安装一弹性挡板，P、Q两物块的质量分别为加和4加，Q静止于斜面上A处。
某时刻，P以沿斜面向上的速度巾与Q发生弹性碰撞。
Q与斜而间的动摩擦因数等于tan0,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
P与斜而间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。
两物块均可以看作质点，斜而足够长，Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。
重力加速度大小为炸
（1）求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小巾1、弋I：
（2）求第n次碰撞使物块Q上升的髙度味
（3）求物块Q从A点上升的总高度H；
（4）为保证在Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞，求A点与挡板之间的最小距藹5o
10.（2020-天津卷）长为/的轻绳上端固左，下端系着质量为"的小球A,处于静止状态。
A受到一个水平瞬时冲量后在竖直平而内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最髙点。
当A回到最低点时，质量为的小球B与之迎而正碰，碰后A、B粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。
不汁空气阻力，重力加速度为g,求
（1）A受到的水平瞬时冲戢I的大小：
（2）碰撞前瞬间B的动能瓦至少多大？
H.（2019•新课标全国1卷）竖直而内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。
匸0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，
一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）：
当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0,此时对.其施加一外力，使英在倾斜轨逍上保持静止。
物块A运动的I图像如图（b）所示，图中的山和门均为未知量。
已知A的质疑为加，初始时A与B的高度差为H,重力加速度大小为g,不计空气阻力。
（1）求物块B的质量：
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。
求改变前后动摩擦因数的比值。
12.（2019•新课标全国II卷）一质疑为"匸2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。
行驶过程中,
司机突然发现前方100m处有一警示牌。
立即刹车。
刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线。
图（a）中，0~“时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），h=0.8s：
/曲2时间段为刹车系统的启动时间，X1.3s；从H时刻开始汽车的刹车系统稳龙工作，直至汽车停止，已知从“时刻开始，汽车第1s内的位移为24m,第4s内的位移为1m。
（1）在图（b）中左性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳左工作后汽车运动的片，图线；
（2）求“时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；
（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及九~/2时间内汽车克服阻力做的功；从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以九~"时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？
图（a）
13.（2019•新课标全国II【卷）静止在水平地面上的两小物块人、B,质呈:
分别为〃m=1.0kg,皿尸4.0kg：
两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与苴右侧的竖直墙壁距离上1.0m,如图所示。
某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0Jo释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。
A、B与地而之间的动摩擦因数均为“=0.20。
重力加速度取g=10m/s2。
A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
朋匕;J
（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
（2）物块A、B中的哪一个先停止？
该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？
（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？
14.（2019-北京卷）雨滴落到地而的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。
雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。
<1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为“，求这一过程中克服空气阻力所做的功
（2）将雨滴看作半径为「的球体，设其竖直落向地而的过程中所受空气阻力匸心,苴中v是雨滴的速度，《是比例系数。
a.设雨滴的密度为Q,推导雨滴下落趋近的最大速度5与半径『的关系式：
b.示意图中画岀了半径为门、门（门〉门）的雨滴在空气中无初速下落的图线，其中对应半
径为门的雨滴（选填①、②）：
若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的图线。
（3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。
将雨滴简化为垂直于运动方向而积为S的圆盘，i正明：
圆盘以速度I，下落时受到的空气阻力提示：
设单位体积内空气分子数为"，空气分子质量为加。
）0
15.（2019-天津卷）完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。
航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。
为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板A3相切的一段圆弧，示意如图2,A3长厶=150m,BC水平投影乙=63m，图中C点切线方向与水平方向的夹角&=12。
（sin12。
心0.21）°
若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经f=6s到达3点进入BC°已知飞行员的质量
m=60kg,g=10m/s‘，求
（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功VV：
<2）舰载机刚进入3C时，飞行员受到竖直向上的压力Fn多大。
16.（2019-江苏卷）如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地而上，左边缘对齐.A与B、B与地面间的动摩擦因数均为“。
先敲击A,A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离厶后停下。
接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静上，此后两者一起运动至停下.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求：
<1）A被敲击后获得的初速度大小项：
（2）任左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小約、制；
（3）B彼敲击后获得的初速度大小用.
A
8
A////////////////〉
17.（2019-浙江选考）在竖直平面内，某一游戏轨逍由直轨道AB和弯曲的细管道BCD平滑连接组成，如图
所示。
小滑块以某一初速度从A点滑上倾角为隹37。
的直轨道AB,到达B点的速度大小为2m/s,然后进入细管道BCD,从细管道岀口D点水平飞岀，落到水平而上的G点。
已知B点的高度/n=1.2m,D点的高度他=0.8m,D点与G点间的水平距离厶=0.4m,滑块与轨道AB间的动摩擦因数尸0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
<1）求小滑块在轨道AB上的加速度和在A点的初速度；
（2）求小滑块从D点飞出的速度：
（3）判断细WBCD的内壁是否光滑。
18.（2019-浙江选考）如图所示，在地而上竖直固迫了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等髙。
质疑“匸0.5kg的篮球静止在弹簧正上方，苴底端距A点高度加=1」0m。
篮球静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变&-i=0.15m,第一次反弹至最髙点，篮球底端点的高度/12=0.873m,篮球多次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变&2=0.01m,弹性势能为EP=0.025J。
若篮球运动时受到的空气阻力大小恒立，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范囤内。
求：
”©
（1）弹簧的劲度系数:
（2）篮球在运动过程中受到的空气阻力；
（3）篮球在整个运动过程中通过的路程；
（4）篮球在整个运动过程中速度最大的位置。
19.（2018•江苏卷）如图所示，钉子A、B相距5/,处于同一高度.细线的一端系有质量为M的小物块，
另一端绕过A固泄于质量为加的小球固定在细线上Q点，B、C间的线长为3仁用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53。
。
松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动。
忽略一切摩擦，重力加速度为g,取sin53JO.8,cos53。
=0.6°求:
（1）小球受到手的拉力大小F：
（2）物块和小球的质量之比Mm：
（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小7；
20.（2018-江苏卷）如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为川，运动速度的大小为V,方向向下。
经过时间/,小球的速度大小为I，,方向变为向上。
忽略空气阻力，重力加速度为g,求该运动过程中,小球所受弹簧弹力冲量的大小。
21.（2018-北京卷）2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。
某
滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC髙归10m,C是半径R=20m圆弧的最低点，质Mm=60kg的运动员从A处由静I上开始匀加速下滑，加速度“=4.5nVs2,到达B点时速度vfi=30m/s。
取重力加速度g=10m/s2o
（1）求长直助滑道AB的长度厶
（2）求运动员在段所受合外力的冲量的/大小：
（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力Fn的大小。
22.（201&新课标全国II卷）汽车A在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车立即采取
制动措施，但仍然撞上了汽车两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前
滑动了4.5m,A车向前滑动了2.0m,已知A和B的质量分别为2.0x10'kg和1.5x10、kg,两车与
该冰雪路而间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大
小g=10m/so求
（!
）碰撞后的瞬间B车速度的大小;
（2）碰撞前的瞬间A车速度的大小。
23.（2018-天津卷）我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全而试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移*1.6x103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s,已知飞机质量“T.OxlO"kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0」倍，重力加速度取g=10m/s2,求飞机滑跑过程中
小球对轨道的压力恰好为零。
重力加速度大小为乩求:
（1）水平恒力的大小和小球到达c点时速度的大小：
（2）小球到达A点时动量的大小：
（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。
25.（2018-新课标全国I卷）一质戢为〃?
的烟花弹获得动能E后，从地而竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。
爆炸时间极短，重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量，求
（1）烟花弹从地而开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；
（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地而的最大髙度。
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