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专题02 力与物体的直线运动
一、单选题
1．（2024·广东·一模）如图，调整水龙头的开关，使单位时间内流出水的体积相等。水由于重力作用，下
落速度越来越大，水柱越来越细。若水柱的横截面可视为圆，图中a、b 两处的横截面直径分别为
和
，则经过a、b 的水流速度之比
为（ ）
A．1：3
B．1：9
C．3：4
D．9：16
2．（2024·湖南长沙·一模）2023 年12 月18 日23 时59 分，甘肃临夏州积石山县发生6.2 级地震。一直升
机悬停在距离地面100m 的上空，一消防战士沿竖直绳索从直升机下滑到地面救助受灾群众。若消防战士
下滑的最大速度为5m/s，到达地面的速度大小为1m/s，加速和减速的最大加速度大小均为a=1m/s2，则消
防战士最快到达地面的时间为（ ）
A．15.1s
B．24.1s
C．23.1s
D．22.1s
3．（2024·江西·一模）某兴趣小组做发射水火箭实验。假设水火箭竖直上升至最高点开始匀加速竖直下落，
一段时间后，其降落伞打开，再匀减速竖直下降。若从最高点开始计时，下列关于水火箭
图像可能正
确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．（23-24 高三上·安徽·期中）2023 年8 月4 日，辽宁省大连市一家游乐场发生了一起惊险的事故。一辆
火箭蹦极两根弹性缆绳的其中一根在运行中突然断裂，导致两名游客悬挂在半空中。幸运的是，他们及时
被救下，没有造成人员伤亡。假设两名游客及座椅的总质量为m，缆绳断裂时每根缆绳与竖直方向的夹角
均为60°、张力均为3mg，简化为如图所示模型，已知重力加速度为g，则其中一根缆绳断裂瞬间，这两名
游客的加速度大小为（ ）
1
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A．
B．
C．g
D．0
5．（23-24 高三上·河南周口·阶段练习）2022 年10 月25 日全球首款大型“四发”多用途固定翼无人机
“双尾蝎D”在中国成功首飞，它的最大载重则达到了1500 公斤，具备强大的军事使用潜力。在第一次空
载试飞过程中，质量为m 的无人机从静止开始加速行驶距离s 时达到起飞速度，飞离地面。在第二次装有
载荷的试飞过程中，无人机从静止开始加速行驶距离2s 时达到起飞速度，飞离地面。已知飞机的起飞速度
与飞机质量的关系为
，假设两次试飞时发动机的推力均相同，两次飞机所受阻力相同且恒定不变，
若将无人机的运动看做匀加速直线运动，则第二次试飞时飞机上载荷的质量为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（22-23 高三下·山西·阶段练习）2022 年6 月17 日，中国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水，其配备
有三条电磁弹射器，电磁弹射器可额外为飞机提供恒定的推力助其短距离起飞，从而极大提升航空母舰的
打击力。某舰载机，在地面测试时，发动机打开，飞机由静止匀加速滑跑距离为L 时达到升空速度v，离
地起飞。若该型飞机同等条件下，在福建舰弹射器的恒定推力辅助作用下仅需滑跑
即可起飞，且知该型
舰载机的质量为m，则飞机在起飞的过程中弹射器为其提供的推力大小为（ ）
2
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A．
B．
C．
D．
7．（2024·贵州安顺·二模）在2024 年春晚杂技《跃龙门》中的一段表演是演员从蹦床上弹起后在空中旋
转
。已知演员离开蹦床时的速度大小为v，在上升过程中就已经完成了旋转动作，重力加速度大小为
g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．演员在上升的过程中处于超重状态
B．演员在下落过程中处于超重状态
C．演员在空中旋转的时间不超过
D．演员上升的最大高度为
8．（2024·山东青岛·一模）如图是货物输送装置示意图，载物平台M 架在两根完全相同、轴线在同一水平
面内的平行长圆柱上，平台重心与两圆柱等距，货物m 放在平台正中间。两圆柱以角速度
绕
轴线做相反方向转动。现沿平行于轴线的方向给平台施加
的恒力，使平台从静止开始沿轴线运动。
已知平台质量
，平台与两圆柱间的动摩擦因数均为
，货物质量
，与平台间的动摩
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擦因数
，圆柱半径
，重力加速度
。下列说法正确的是（ ）
A．货物与平台一起做匀加速直线运动
B．当平台速度
时，货物加速度为
C．当平台速度
时，货物加速度为
D．若施加的恒力
，平台将保持静止
9．（2023·福建泉州·二模）如图，水平桌面上有一薄板，薄板上摆放着小圆柱体A、B、C，圆柱体的质量
分别为
、
、
，且
。用一水平外力将薄板沿垂直
的方向抽出，圆柱体与薄板间的
动摩擦因数均相同，圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后，三个圆柱体留在桌面上的位置所
组成的图形可能是图（ ）
A．
B．
C．
D．
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二、多选题
10．（2024·四川成都·二模）如图甲所示，平行于倾角为
固定斜面向上的拉力
使小物块沿斜面向上运
动，运动过程中加速
与
的关系如图乙。图线的斜率为
，与
轴交点坐标为，与
轴交点为
。由
图可知（ ）
A．小物块的质量对
B．小物块的质量为
C．摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为
D．摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为
11．（2024·河北石家庄·一模）如图所示，倾角为
的斜面固定在水平地面上，质量为1.5kg 的箱子静止
在斜面上，质量为0.1kg 的小球通过细绳悬挂在箱子顶面的O 点。现给箱子一沿斜面向下的力
，箱
子沿斜面向下运动，稳定后细绳与竖直方向成
角。已知重力加速度g 取
。下列说法正确的是（
）
A．稳定时细绳上的拉力为1N
B．稳定时细绳上的拉力为2N
C．改变F 大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向，此时力F 为4N
D．改变F 大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向，此时力F 为8N
12．（2024·湖南株洲·一模）一种新型潜水装置，可以通过浮力控制系统实现下潜和上升。某次试潜中该
装置的速度时间图像如图所示，其中①为下潜的图像，②为返程上升的图像，已知加速和减速过程中加速
度大小相等，潜水装置质量为 m，重力加速度为g，忽略水的阻力和水平方向的运动，在这次试潜的整个
5
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过程中（ ）
A．最大下潜深度为
B．下潜过程所用总时间为
C．上升过程中潜水装置所受浮力的冲量大小为Nmgt0
D．潜水装置所受最小浮力与最大浮力之比为
三、解答题
13．（2024·广东汕头·一模）小澄同学通过网络查到汕头南站到汕尾站的线路距离为142km，所需时间为
35.7 分钟。她进而提出了以下模型：假设从汕头南站到汕尾站可近似视为直线，高铁在其间经历了匀加速、
匀速和匀减速三个阶段，且匀加速和匀减速阶段的加速度大小相等。为进一步获取数据，小澄同学将质量
为0.2kg 的手机放在高铁的水平桌面上，利用手机软件测量高铁启动时的加速度-时间图像如图所示，忽略
一开始的加速度测量误差，重力加速度g 取
，求：
（1）高铁启动过程中，手机所受摩擦力的大小；
（2）按照该运动模型，根据计算判断高铁在汕头南站和汕尾站之间的最高时速能否达到
？
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14．（2024·四川·一模）中学航模队研究航母舰载机着陆减速新方案，提出“机翼辅助式”减速模式，队
员们在操场上利用跑道模拟实验，如图（a）所示先将一个质量为
的滑块（视为质点）以初速度
滑出，滑行距离为12m 时停下；对比组给滑块装上代替机翼的质量为
减速装置，仍以
相同的初速度
滑出，滑出后滑块与减速装置整体受到一个与竖直方向斜向下夹角为
的力F 作用，如图
（b）所示（减速装置未画出），从而获得较大的减速效果，减小滑行距离。已知重力加速度大小为
，
，
，求：
（1）滑块与跑道之间的动摩擦因数；
（2）若已知
，
，则装上减速装置后滑块的减速距离大小。
15．（2024·河南信阳·一模）彩虹滑道作为一种早地滑雪设备，因其多彩教丽的外形、危险性低且符合新
时代环保理念吸引到越来越多的游客。小孩坐在皮艇中被拉上滑道的过程可简化成图示模型。已知皮艇质
量
，小孩质量
，皮艇与滑道之间的动摩擦因数
，小孩与皮艇之间的动摩擦因数
，现给皮艇一沿滑道斜向上的恒力
，用时
将皮艇和小孩拉至顶端，滑道长度
，
重力加速度取
，滑道倾角
，求：
（1）小孩所受摩擦力的大小和方向；
（2）拉力
的大小；
（3）只给小孩一个沿滑道斜向上的恒定拉力
，求能将他们拉至顶端且不会相对滑动的
取值范围。
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