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2026年高考物理二轮复习命题热点情境1生产实践类情境专项训练
一、选择题
1．如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　）
A．驱动电机的输出功率为0.8UI
B．驱动电机线圈的电阻为
C．驱动电机的效率为
D．机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI
【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】A．由题意得，根据电功率的表达式P=UI可知驱动电机的输入功率为，A错误；
BCD．根据功率的表达式可知机器人克服阻力做功的功率为，利用机械功率与效率可以得出驱动电机的输出功率为，由于热功率等于电功率减去输出功率，所以驱动电机热功率为
电机的热输出功率的80%用于电机驱动，所以流经电动机的电流为，根据热功率的表达式有
联立解得
驱动电机的效率为，CD错误，B正确。
故选B。
【分析】利用电功率的表达式可以求出驱动电机的输出功率；利用效率和输入功率及机械能功率可以求出热功率的大小，结合热功率的表达式可以求出电阻的大小；利用阻力和速度可以求出克服阻力做功的功率大小；利用输出功率和输入功率可以求出驱动电机的效率。
2．智能机器人已经广泛应用于宾馆、医院等服务行业，用于给客人送餐、导引等服务，深受广大消费者喜爱。如图甲所示的医用智能机器人沿医院走廊运动，图乙是该机器人在某段时间内的位移—时间图像，则机器人（　　）
A．在0~30s内的位移是2m
B．在0~10s内做匀加速直线运动
C．在20~30s内，运动轨迹为曲线
D．在10~30s内，平均速度大小为0.35m/s
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】本题解题关键是掌握位移是矢量；掌握x-t图像的物理意义，题目较简单。A．在0～30s内的位移是-2m，负号表示方向与正方向相反，故A错误；
B．x-t图像的斜率表示速度，在0～10s内做匀速直线运动，故B错误；
C．x-t图像描述的是直线运动，在20～30s内，运动轨迹为直线，故C错误；
D．平均速度等于位移除以时间，在10～30s内，位移大小等于7m，时间为20s，平均速度大小为
故D正确。
故选D。
【分析】位移是由初位置指向末位置的有向线段，位移是矢量，有大小、方向；x一t图像的斜率表示速度；平均速度是位移与时间的比值。
3．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图表所示为某款扫地机器人的铭牌标有的数据，则该扫地机器人（　　）
电机基本参数
产品尺寸 280mm×280m×75mm
电池 5000mA·h锂电池
质量 0.65kg
无线连接 WiFi智能快连
工作额定电压 20V
工作额定功率 40W
A．工作额定电流为1A
B．电池充满电后储存的总电荷量为5000C
C．以额定电压工作时，电机的内阻为10Ω
D．以额定功率工作时，每分钟消耗电能为2400J
【答案】D
【知识点】焦耳定律；电流、电源的概念
【解析】【解答】A． 根据扫地机器人的铭牌标有的数据可知扫地机器人工作的额定电压为20V，额定功率为40W，则额定电流，故A错误；
B．充满电后的电量为，故B错误；
C．根据欧姆定律可得，由于电动机不是纯电阻电路，不能用欧姆定律计算内阻值，故C错误；
D．以额定功率工作时，每分钟消耗电能为，故D正确。
故选D。
【分析】根据非纯电阻电路的功率、电荷量和电能的计算公式列式进行分析解答。
4．11月11日浙江杭州正式启用多条无人机物流配送航线，开启基于无人机公共起降场的城市低空配送新模式。下面是无人机在直线运输过程中记录的4次运动图像，反映无人机在0~4s内的平均速度最大的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】要明确v-t图像的直接意义：代表了物体某一时刻对应的速度，可以以此判断物体的速度大小及方向。要明确x-t图像斜率的物理意义：代表了物体的加速度情况。斜率正负代表加速度的方向；斜率大小代表加速度的大小。由A图可知，经4s，无人机的位移为0，故平均速度；由B图可知，经4s，无人机的位移为8m，故平均速度为
由C图可知，经4s，无人机的位移为
故平均速度为
由D图可知，经4s，无人机的位移为
故平均速度为
故平均速度最大是D图，为5ms/。
故选D。
【分析】根据v-t图线与坐标轴围成的面积表示位移、x-t图线可直接读出位移的大小，位移越大，时间相同，平均速度越大。
5．现代生产生活中常用无人机运送物品，如图所示，无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停，轻绳M端和N端系住钢管，轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°，钢管水平。则MO的弹力大小为（　　）（重力加速度为g）
A．2mg B．mg C． D．
【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】以钢管为研究对象，受重力mg、轻绳的拉力，根据对称性可知两边绳子拉力相等，根据平衡条件
可得
故B正确，ACD错误；
故选B。
【分析】本题主要考查共点力平衡知识，以钢管为研究对象，受力分析，由平衡条件列式求解MO的弹力大小。
6．某智能锁利用超级电容器作为备用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6 V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1 F，R1及R2是电路中的小电阻，下列说法正确的是（　　）
A．正常工作时，电容器储存电荷量为6 C
B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反
C．R2阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短
D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电荷量为1.5 C
【答案】A
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】A：正常工作时，电容器与智能锁并联，电阻R2相当于导线，没有电压，故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压，即为6 V，根据Q＝CU＝6 C，故A正确；
B：断电前，智能锁电流方向由上到下，电容器上端为正极，下端为负极；断电后，由电容器对智能锁供电，电流方向由上到下，所以断电前后流经智能锁的电流方向相同，故B错误；
C：当主电源断电后，电容器放电，R2阻值越大，回路中的电流越小，因电容器储存的总电荷量是一个定值，根据Q＝It，可知电容器放电时间越长，故C错误；
D：当电容器放电时，电阻R2与智能锁串联，所以当智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报，此时电阻R2两端也有电压，故此时电容器两端的电压大于4.5 V而小于6 V，所以电容器变化的电压小于1.5 V，根据ΔQ＝CΔU，可知流经智能锁的电荷量小于1.5 C，故D错误。
【分析】先分析主电源正常工作时电容器的充电状态，再分析断电后电容器的放电过程，结合电容定义式 Q=CU、放电时间常数 τ=RC 等知识，逐一验证选项。
7．2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】开关S接3时输出电压的瞬时值u3＝Umsinωt，由于输入电压不变，可知， 分接头间和间的线圈匝数，
可得
解得；
可知此时输出的交流电的周期为，故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】 求出开关S接3、开关S接2时的匝数，根据电压之比等于匝数之比求解电压，再根据变压器变压不变频进行解答。
8．我国航天员要在天宫二号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，可采用的方法如下：质量为的待测物A的前后连接有质量均为的两个力传感器，在某一恒定外力F作用下在桌面上一起运动，如图所示，稳定后待测物A前、后两个传感器的读数分别为、，由此可知待测物体A的质量为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚受力情况，应用牛顿第二定律即可解题，解题时注意整体法与隔离法的应用。隔离前面的传感器有
隔离待测物体A有
联立可得
故选B。
【分析】应用整体法求出加速度，然后以A与前面的传感器、前面的传感器为研究对象，应用牛顿第二定律求出A的质量。
二、多项选择题
9．酒店送餐机器人，在酒店内自主导航将物品配送到指定房间。已知机器人的质量为80kg，机器人在瓷砖路面上由静止以恒定加速度运行1s，之后保持输出功率恒定做直线运动，某一时刻走到了酒店的地毯上继续前行。机器人内置速度测量仪，可记录机器人运动的v-t图像如图所示，，则（　　）
A．送餐机器人的输出功率为40W
B．送餐机器人在酒店地毯上所受阻力为40N
C．送餐机器人在地毯上相较于瓷砖上，通过相同的距离更为省电
D．送餐机器人从10s到18s时间内所通过的位移大小为4.375m
【答案】A,D
【知识点】牛顿第二定律；机车启动
【解析】【解答】A．机器人1s末的速度为，机器人做匀加速直线运动的加速度为
设机器人在瓷砖路面上运动时的阻力为f1，机器人做匀加速直线运动的牵引力为F。
根据牛顿第二定律得
根据图像得，机器人在瓷砖路面上的最大速度为
设机器人的输出功率为P，则，
解得，，，A正确；
B．送餐机器人在酒店地毯上所受阻力为，B错误；
C．机器人在瓷砖路面上运动1m所消耗的电能为
机器人在地毯上运动1m所消耗的电能为
送餐机器人在地毯上相较于瓷砖上，通过相同的距离更为费电，C错误；
D．设送餐机器人从10s到18s时间内所通过的位移大小为L。
根据动能定理得
解得，D正确。
故答案为：AD。
【分析】结合v - t图像分析运动阶段，利用牛顿第二定律、功率公式、动能定理，对机器人的受力、功率、能量消耗及位移进行分析计算。
10．“新智AI，赋能未来”2025人工智能驱动创新发展大会暨科技成果展举办，分拣机器人能够自主规划路线，确保高效、准确的分拣作业。如图所示，机器人从A处由静止出发沿两段直线路径AB、BC运动到C处停下，再将货物从托盘卸到分拣口。已知机器人最大运行速率，机器人加速或减速运动时的加速度大小均为，AB距离，BC距离，机器人途经B处时的速率为零，要求机器人能在最短时间内到达分拣口。下列说法正确的是（　　）
A．机器人从A到B过程中，从静止加速到最大运行速率所需时间
B．机器人从A运动到B的时间
C．机器人从B运动到C时间
D．机器人从B运动到C的平均速度大小
【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】A．机器人从A到B过程中，从静止加速到最大运行速率所需时间，A错误；
B．机器人从A运动到B加速和减速的时间均为，加速和减速的位移均为
匀速运动的时间为
机器人从A运动到B的时间，B正确；
CD．由于2s＞x2，机器人从B运动到C的过程不能加速度到最大速度vm，设机器人加速到v1后开始减速，加速和减速过程中时间和位移大小相等，设机器人从B运动到C的时间为t2，则，，解得v1=2.5m/s，t2=2s，，C错误，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题考查匀变速直线运动的分段分析，核心思路是根据 “加速-匀速-减速” 的运动模式，结合位移、速度公式计算各段时间，同时判断B到C段是否能达到最大速度，进而求解平均速度。
11．如图所示，某机场进行“行李传送车”传送行李培训.工作人员先将传送带调整水平，再接通电源让传送带做匀速直线运动，然后将某行李箱轻放在传送带一端.若行李箱先做匀加速运动再随传送带一起匀速运动，则在行李箱被传送的整个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．传送带对行李箱始终有摩擦力作用
B．传送相同材质的物品，质量越大加速的时间越长
C．仅减小传送带速度，行李箱加速运动的时间变短
D．仅增大传送带速度，行李箱与传送带的相对位移变大
【答案】C,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A．行李箱随传送带一起匀速运动时，根据行李箱的平衡条件可以判别水平方向没有受到摩擦力的作用，故A错误；
B．行李箱加速过程，由传送带的滑动摩擦力产生合力，根据牛顿第二定律可得
根据速度公式有
则加速的时间
根据表达式可以得出加速的时间与质量无关，仅减小传送带速度，行李箱加速运动的时间变短，故B错误，C正确；
D．已知传送带做匀速直线运动，行李箱做匀加速直线运动，根据位移公式可以得出两者之间的相对位移
则仅增大传送带速度，行李箱与传送带的相对位移变大，故D正确。
故选CD。
【分析】利用行李箱匀速直线运动的平衡条件可以判别不受到摩擦力的作用；利用牛顿第二定律可以求出行李箱加速过程的加速度大小，结合速度公式可以求出加速时间的影响因素；利用传送带和行李箱的位移公式可以求出行李箱加速过程相对传送带的相对位移大小。
三、非选择题
12．智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，光照强度简称照度，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯（lx）。为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路。
智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度时的阻值，实验所用器材：电源，滑动变阻器（最大阻值为），电压表（量程为，内阻为），毫安表（量程为，内阻不计），定值电阻，开关和导线若干。
（1）在闭合开关前，应把的滑片移到　 　（选填“左”或“右”）端；
（2）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为　 　V，电流表读数为，此时光敏电阻的阻值为　 　Ω；
（3）该同学通过测量得到了6组数据，他作出光敏电阻的阻值随照度变化的图像如图丁所示，由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度　 　反比例函数关系（选填“满足”或“不满足"）；
（4）该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻忽略不计，电阻，电阻箱的阻值调节范围是，光敏电阻的电压增加到时光照系统开始工作，为了使照度降低到4klx时，自动控制系统开始补光，则的阻值应该调节为　 　：
（5）要加快蔬菜的生长，适度提高光照时间，可调节的方法是　 　。
【答案】（1）左
（2）1.80；3.6×103
（3）不满足
（4）
（5）减小
【知识点】闭合电路的欧姆定律；研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性；伏安法测电阻
【解析】【解答】（1）为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零。
（2）电压表的最小刻度值为0.1V，如图丙所示，电压表的读数为1.80V；
根据串联电路电压与电阻成正比的关系，光敏电阻两端的电压为
V
电流表读数为1.5mA，故此时光敏电阻的阻值为
（3）根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系。
（4）根据闭合电路欧姆定律
根据图像可知在照度降低到4klx时，对应的阻值为又由
其中U=2V联立可得
（5）减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4000lx，加快蔬菜的生长。
综上：第1空：左；第2空：1.80；第3空：3.6×103；第4空：不满足；第5空：；第6空：减小
【分析】（1）滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零；
（2）根据电压表量程正确读数，由串联电路分压原理求解光敏电阻电压，结合欧姆定律求解电阻值；
（3）根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系；
（4）根据图像可知在照度降低到4klx时，对应的阻值为又由其中U=2V，结合根据闭合电路欧姆定律联立求解；
（5）减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4000lx，加快蔬菜的生长。
（1）为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零。
（2）[1]电压表的最小刻度值为0.1V，如图丙所示，电压表的读数为1.80V；
[2]根据串联电路电压与电阻成正比的关系，光敏电阻两端的电压为V
电流表读数为1.5mA，故此时光敏电阻的阻值为
（3）根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系。
（4）根据闭合电路欧姆定律
根据图像可知在照度降低到4klx时，对应的阻值为又由
其中U=2V联立可得
（5）减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4000lx，加快蔬菜的生长。
13．近年来，中国机器人市场呈现飞跃式发展，成为全球最大的工业机器人市场，也已应用到国内各个行业中。一餐厅推出了一款智能送餐机器人进行送餐（如图甲）。该款机器人的参数如下：
质量m=18kg，提供的最大牵引力F=60N（不提供阻力），与地面间的滑动摩擦因数μ1=0.1，最大运行速度为v=2m/s。要求：送餐过程托盘保持水平，菜碟与托盘不发生相对滑动，机器人到达餐桌时以及返回O处速度都刚好为0。现把送餐过程简化为如图乙的直线情境图：已知静止的机器人在O处出发，O与餐桌A相距x0=6m，机器人、餐桌均可看成质点，送餐使用的菜碟与托盘之间的动摩擦因数为μ2=0.16，托盘的质量为m1=2kg（与机器人固定），菜碟含菜的质量为m2=2.5kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）若机器人以a1=1.2m/s2的加速度送餐，求菜碟所受的摩擦力大小。
（2）若机器人以满足条件的最大加速度送餐，求该加速度a2的大小。
（3）若机器人送餐后，欲以最短的时间返回O处，求该次返回的时间。
【答案】（1）解：对菜碟由牛顿第二定律有
解得
（2）解：当以最大牵引力送餐时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
对菜碟
表明不满足条件，最大加速度应发生在菜碟所受摩擦力达最大时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）解：返回时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
加速达最大速度时有
解得
位移
解得
减速过程，根据牛顿第二定律有
解得
由
解得
位移
解得
由
解得匀速用时
可得该次返回的时间为
解得
【知识点】加速度；摩擦力的判断与计算；摩擦力在日常生活中的应用；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）对菜碟直接应用牛顿第二定律，结合已知加速度计算摩擦力。
（2）先假设以最大牵引力运动，判断菜碟是否滑动，再根据菜碟最大静摩擦力确定最大加速度。
（3）分析返回时的运动过程，分为加速、减速、匀速三个阶段，分别用牛顿第二定律和运动学公式计算各阶段的时间和位移，进而得到总时间。
（1）对菜碟由牛顿第二定律有
解得
（2）当以最大牵引力送餐时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
对菜碟
表明不满足条件，最大加速度应发生在菜碟所受摩擦力达最大时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）返回时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
加速达最大速度时有
解得
位移
解得
减速过程，根据牛顿第二定律有
解得
由
解得
位移
解得
由
解得匀速用时
可得该次返回的时间为
解得
14．在北京冬奥会期间，“送餐机器人”格外引人关注。已知机器人匀速运动时的最大速度，加速和减速阶段都做匀变速直线运动，加速度大小均为。若机器人为某楼层房间的运动员配送午餐，送餐过程餐盘和食物与机器人保持相对静止。
（1）机器人由静止开始匀加速至最大速度的过程中，总质量的餐盘和食物受到的合外力冲量I的大小；
（2）机器人具有“防撞制动”功能，匀速直线运动的机器人从探测到正前方障碍物到开始制动的时间，求探测到正前方的障碍物至停止运动，机器人前进的最大距离；
（3）机器人从一个房门静止出发沿直线到下一个房门停止运动，位移大小为4m，求该过程运动的最短时间。
【答案】解：（1）由
得
（2）匀速直线运动过程
制动距离
探测到正前方的障碍物至停止运动，机器人前进的最大距离
（3）加速和减速过程
匀速过程
全过程
【知识点】动量定理
【解析】【分析】（1）合力冲量等于物体动量变化，根据动量定理求解。
（2）根据匀变速直线运动规律进行求解 ；
（3）根据匀变速直线运动规律求解匀加速度和匀减速时间，结合匀速运动位移时间，所有时间相加等于总时间。
15．快递物流已经深入我们的生活，准确迅速分拣是一个重要环节，图1是快递分拣传送装置。它由两台传送机组成，一台水平传送，另一台倾斜传送，图2是该装置示意图，CD部分倾角，B、C间距离忽略不计。已知水平传送带以的速率顺时针转动。把一个可视为质点的货物无初速度放在A端，图3为水平传送带AB段数控设备记录的物体的运动图像，时刚好达到B端，且速率不变滑上C端，已知两段传送带的摩擦因数相同。g取。求：
（1）水平传送带AB的长度及滑动摩擦因数；
（2）若CD段的长度为米，则CD部分传送带速度至少为多少，快递员才能在D端取到快件。
【答案】（1）解：由图像可知，传送带AB段的长度为
货物在水平传送带上运动时，根据牛顿第二定律可得
解得
由图像可知传送带上的加速过程加速度为
则
解：由依题意，货物以滑上倾斜传送带CD部分，CD以顺时针方向转动但速度未知，第一种情况：若传送带CD部分速度大于货物速度，不符合传送带速度取最小的情况，故舍弃；
第二种情况：若传送带CD部分速度小于货物速度，货物所受摩擦力方向沿斜面向下，则
解得
故货物先沿斜面向上做匀减速直线运动，等到与传送带共速时由于，故共速后将仍做匀减速直线运动。则
解得
建立运动图像如下：
则有
解得
即至少传送带的速度为快递员才能在D端取得货物。
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】（1）传送带长度与摩擦因数：利用v-t图像面积求长度，结合加速阶段的加速度与牛顿第二定律求摩擦因数；
（2）斜面传送带最小速度：分析货物在斜面上的加速度，结合运动学公式，求货物减速到传送带速度时恰好到达末端的最小速度。
16．智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高，落袋准确率达99.9%。在供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上，智能扫码读取包裹目的地信息，经过大数据分析后生成最优路线，包裹自动送至方形分拣口。如图甲，当机器人抵达分拣口时，速度恰好减速为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取）。如图乙，机器人A把质量的包裹从供包台沿直线运至相距的分拣口处，在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度，运行最大速度，机器人运送包裹途中，看作质点。
（1）求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t；
（2）若包裹与水平托盘的动摩擦因数为，则在机器人A到达投递口处，要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角应该是多少；
（3）机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障，机器人A立刻制动，制动时速度为3m/s，由于惯性，机器人A在地面滑行4.5m后停下来，此时刚好有另一机器人B，以最大速度碰撞3m/s与机器人A发生弹性正碰，碰撞后机器人A滑行了2m停下来（其加速度与制动后滑行加速度相等，机器人A、B均看作质点）。则机器人B的总质量是机器人A的多少倍？
【答案】解：（1）当机器人A先做匀加速直线运动加速至3m/s，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动至零时，机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式可得
，
匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得
，
匀速直线阶段根据运动学的公式得
运行总时间
（2）设要使包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角，对包裹，受力分析得
，
其中
托盘的最小倾角
（3）设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a，则有机器人A制动后滑行4.5m后停下来，则有
设机器人A被碰后瞬间的速度为，滑行2m后停下来，则有
联立可得
A、B发生弹性碰撞，A和B组成的系统根据动量守恒定律和能量守恒定律有
，
解得
由于，，可得
故机器人B的质量是机器人A的0.5倍。
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】一、核心考点总结
1. 第一问：多段直线运动的行程时间优化问题
匀加速 → 匀速 → 匀减速模型，当加速度大小相同、最大速度有限时，总路程足够长才能有匀速阶段。关键判断：比较 与总路程 s的关系。
2. 第二问：静摩擦力临界问题
斜面倾角缓慢增大，物体刚好下滑的条件：
题目中“最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力”即 。
3. 第三问：匀减速运动与弹性碰撞综合
由匀减速滑行位移求加速度（）。
碰撞前状态的判断（关键易错）：要弄清碰撞发生时 A 是静止还是仍在运动。
弹性碰撞公式（一动碰一静）：
但本题中碰后 A 滑行 2 m，从而反推碰后速度，需联立动量和能量守恒计算质量比。
二、总结提醒
1、分段运动必先检验匀速段是否存在，用 与总路程比较。
2、静摩擦力临界只与μ 有关，不依赖质量。
3、碰撞问题仔细审题“碰撞发生时物体的速度”，必要时画出运动过程时序图。
4、弹性碰撞两方程联立求质量比时，可利用相对速度大小不变的结论（在一维碰中 ，简化计算。
1 / 12026年高考物理二轮复习命题热点情境1生产实践类情境专项训练
一、选择题
1．如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　）
A．驱动电机的输出功率为0.8UI
B．驱动电机线圈的电阻为
C．驱动电机的效率为
D．机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI
2．智能机器人已经广泛应用于宾馆、医院等服务行业，用于给客人送餐、导引等服务，深受广大消费者喜爱。如图甲所示的医用智能机器人沿医院走廊运动，图乙是该机器人在某段时间内的位移—时间图像，则机器人（　　）
A．在0~30s内的位移是2m
B．在0~10s内做匀加速直线运动
C．在20~30s内，运动轨迹为曲线
D．在10~30s内，平均速度大小为0.35m/s
3．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图表所示为某款扫地机器人的铭牌标有的数据，则该扫地机器人（　　）
电机基本参数
产品尺寸 280mm×280m×75mm
电池 5000mA·h锂电池
质量 0.65kg
无线连接 WiFi智能快连
工作额定电压 20V
工作额定功率 40W
A．工作额定电流为1A
B．电池充满电后储存的总电荷量为5000C
C．以额定电压工作时，电机的内阻为10Ω
D．以额定功率工作时，每分钟消耗电能为2400J
4．11月11日浙江杭州正式启用多条无人机物流配送航线，开启基于无人机公共起降场的城市低空配送新模式。下面是无人机在直线运输过程中记录的4次运动图像，反映无人机在0~4s内的平均速度最大的是（　　）
A． B．
C． D．
5．现代生产生活中常用无人机运送物品，如图所示，无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停，轻绳M端和N端系住钢管，轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°，钢管水平。则MO的弹力大小为（　　）（重力加速度为g）
A．2mg B．mg C． D．
6．某智能锁利用超级电容器作为备用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6 V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1 F，R1及R2是电路中的小电阻，下列说法正确的是（　　）
A．正常工作时，电容器储存电荷量为6 C
B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反
C．R2阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短
D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电荷量为1.5 C
7．2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　）
A．
B．
C．
D．
8．我国航天员要在天宫二号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，可采用的方法如下：质量为的待测物A的前后连接有质量均为的两个力传感器，在某一恒定外力F作用下在桌面上一起运动，如图所示，稳定后待测物A前、后两个传感器的读数分别为、，由此可知待测物体A的质量为（　　）
A． B． C． D．
二、多项选择题
9．酒店送餐机器人，在酒店内自主导航将物品配送到指定房间。已知机器人的质量为80kg，机器人在瓷砖路面上由静止以恒定加速度运行1s，之后保持输出功率恒定做直线运动，某一时刻走到了酒店的地毯上继续前行。机器人内置速度测量仪，可记录机器人运动的v-t图像如图所示，，则（　　）
A．送餐机器人的输出功率为40W
B．送餐机器人在酒店地毯上所受阻力为40N
C．送餐机器人在地毯上相较于瓷砖上，通过相同的距离更为省电
D．送餐机器人从10s到18s时间内所通过的位移大小为4.375m
10．“新智AI，赋能未来”2025人工智能驱动创新发展大会暨科技成果展举办，分拣机器人能够自主规划路线，确保高效、准确的分拣作业。如图所示，机器人从A处由静止出发沿两段直线路径AB、BC运动到C处停下，再将货物从托盘卸到分拣口。已知机器人最大运行速率，机器人加速或减速运动时的加速度大小均为，AB距离，BC距离，机器人途经B处时的速率为零，要求机器人能在最短时间内到达分拣口。下列说法正确的是（　　）
A．机器人从A到B过程中，从静止加速到最大运行速率所需时间
B．机器人从A运动到B的时间
C．机器人从B运动到C时间
D．机器人从B运动到C的平均速度大小
11．如图所示，某机场进行“行李传送车”传送行李培训.工作人员先将传送带调整水平，再接通电源让传送带做匀速直线运动，然后将某行李箱轻放在传送带一端.若行李箱先做匀加速运动再随传送带一起匀速运动，则在行李箱被传送的整个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．传送带对行李箱始终有摩擦力作用
B．传送相同材质的物品，质量越大加速的时间越长
C．仅减小传送带速度，行李箱加速运动的时间变短
D．仅增大传送带速度，行李箱与传送带的相对位移变大
三、非选择题
12．智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，光照强度简称照度，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯（lx）。为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路。
智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度时的阻值，实验所用器材：电源，滑动变阻器（最大阻值为），电压表（量程为，内阻为），毫安表（量程为，内阻不计），定值电阻，开关和导线若干。
（1）在闭合开关前，应把的滑片移到　 　（选填“左”或“右”）端；
（2）某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为　 　V，电流表读数为，此时光敏电阻的阻值为　 　Ω；
（3）该同学通过测量得到了6组数据，他作出光敏电阻的阻值随照度变化的图像如图丁所示，由图丁可初步判断光敏电阻的阻值与照度　 　反比例函数关系（选填“满足”或“不满足"）；
（4）该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻忽略不计，电阻，电阻箱的阻值调节范围是，光敏电阻的电压增加到时光照系统开始工作，为了使照度降低到4klx时，自动控制系统开始补光，则的阻值应该调节为　 　：
（5）要加快蔬菜的生长，适度提高光照时间，可调节的方法是　 　。
13．近年来，中国机器人市场呈现飞跃式发展，成为全球最大的工业机器人市场，也已应用到国内各个行业中。一餐厅推出了一款智能送餐机器人进行送餐（如图甲）。该款机器人的参数如下：
质量m=18kg，提供的最大牵引力F=60N（不提供阻力），与地面间的滑动摩擦因数μ1=0.1，最大运行速度为v=2m/s。要求：送餐过程托盘保持水平，菜碟与托盘不发生相对滑动，机器人到达餐桌时以及返回O处速度都刚好为0。现把送餐过程简化为如图乙的直线情境图：已知静止的机器人在O处出发，O与餐桌A相距x0=6m，机器人、餐桌均可看成质点，送餐使用的菜碟与托盘之间的动摩擦因数为μ2=0.16，托盘的质量为m1=2kg（与机器人固定），菜碟含菜的质量为m2=2.5kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）若机器人以a1=1.2m/s2的加速度送餐，求菜碟所受的摩擦力大小。
（2）若机器人以满足条件的最大加速度送餐，求该加速度a2的大小。
（3）若机器人送餐后，欲以最短的时间返回O处，求该次返回的时间。
14．在北京冬奥会期间，“送餐机器人”格外引人关注。已知机器人匀速运动时的最大速度，加速和减速阶段都做匀变速直线运动，加速度大小均为。若机器人为某楼层房间的运动员配送午餐，送餐过程餐盘和食物与机器人保持相对静止。
（1）机器人由静止开始匀加速至最大速度的过程中，总质量的餐盘和食物受到的合外力冲量I的大小；
（2）机器人具有“防撞制动”功能，匀速直线运动的机器人从探测到正前方障碍物到开始制动的时间，求探测到正前方的障碍物至停止运动，机器人前进的最大距离；
（3）机器人从一个房门静止出发沿直线到下一个房门停止运动，位移大小为4m，求该过程运动的最短时间。
15．快递物流已经深入我们的生活，准确迅速分拣是一个重要环节，图1是快递分拣传送装置。它由两台传送机组成，一台水平传送，另一台倾斜传送，图2是该装置示意图，CD部分倾角，B、C间距离忽略不计。已知水平传送带以的速率顺时针转动。把一个可视为质点的货物无初速度放在A端，图3为水平传送带AB段数控设备记录的物体的运动图像，时刚好达到B端，且速率不变滑上C端，已知两段传送带的摩擦因数相同。g取。求：
（1）水平传送带AB的长度及滑动摩擦因数；
（2）若CD段的长度为米，则CD部分传送带速度至少为多少，快递员才能在D端取到快件。
16．智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高，落袋准确率达99.9%。在供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上，智能扫码读取包裹目的地信息，经过大数据分析后生成最优路线，包裹自动送至方形分拣口。如图甲，当机器人抵达分拣口时，速度恰好减速为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取）。如图乙，机器人A把质量的包裹从供包台沿直线运至相距的分拣口处，在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度，运行最大速度，机器人运送包裹途中，看作质点。
（1）求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t；
（2）若包裹与水平托盘的动摩擦因数为，则在机器人A到达投递口处，要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角应该是多少；
（3）机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障，机器人A立刻制动，制动时速度为3m/s，由于惯性，机器人A在地面滑行4.5m后停下来，此时刚好有另一机器人B，以最大速度碰撞3m/s与机器人A发生弹性正碰，碰撞后机器人A滑行了2m停下来（其加速度与制动后滑行加速度相等，机器人A、B均看作质点）。则机器人B的总质量是机器人A的多少倍？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】A．由题意得，根据电功率的表达式P=UI可知驱动电机的输入功率为，A错误；
BCD．根据功率的表达式可知机器人克服阻力做功的功率为，利用机械功率与效率可以得出驱动电机的输出功率为，由于热功率等于电功率减去输出功率，所以驱动电机热功率为
电机的热输出功率的80%用于电机驱动，所以流经电动机的电流为，根据热功率的表达式有
联立解得
驱动电机的效率为，CD错误，B正确。
故选B。
【分析】利用电功率的表达式可以求出驱动电机的输出功率；利用效率和输入功率及机械能功率可以求出热功率的大小，结合热功率的表达式可以求出电阻的大小；利用阻力和速度可以求出克服阻力做功的功率大小；利用输出功率和输入功率可以求出驱动电机的效率。
2．【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】本题解题关键是掌握位移是矢量；掌握x-t图像的物理意义，题目较简单。A．在0～30s内的位移是-2m，负号表示方向与正方向相反，故A错误；
B．x-t图像的斜率表示速度，在0～10s内做匀速直线运动，故B错误；
C．x-t图像描述的是直线运动，在20～30s内，运动轨迹为直线，故C错误；
D．平均速度等于位移除以时间，在10～30s内，位移大小等于7m，时间为20s，平均速度大小为
故D正确。
故选D。
【分析】位移是由初位置指向末位置的有向线段，位移是矢量，有大小、方向；x一t图像的斜率表示速度；平均速度是位移与时间的比值。
3．【答案】D
【知识点】焦耳定律；电流、电源的概念
【解析】【解答】A． 根据扫地机器人的铭牌标有的数据可知扫地机器人工作的额定电压为20V，额定功率为40W，则额定电流，故A错误；
B．充满电后的电量为，故B错误；
C．根据欧姆定律可得，由于电动机不是纯电阻电路，不能用欧姆定律计算内阻值，故C错误；
D．以额定功率工作时，每分钟消耗电能为，故D正确。
故选D。
【分析】根据非纯电阻电路的功率、电荷量和电能的计算公式列式进行分析解答。
4．【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】要明确v-t图像的直接意义：代表了物体某一时刻对应的速度，可以以此判断物体的速度大小及方向。要明确x-t图像斜率的物理意义：代表了物体的加速度情况。斜率正负代表加速度的方向；斜率大小代表加速度的大小。由A图可知，经4s，无人机的位移为0，故平均速度；由B图可知，经4s，无人机的位移为8m，故平均速度为
由C图可知，经4s，无人机的位移为
故平均速度为
由D图可知，经4s，无人机的位移为
故平均速度为
故平均速度最大是D图，为5ms/。
故选D。
【分析】根据v-t图线与坐标轴围成的面积表示位移、x-t图线可直接读出位移的大小，位移越大，时间相同，平均速度越大。
5．【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】以钢管为研究对象，受重力mg、轻绳的拉力，根据对称性可知两边绳子拉力相等，根据平衡条件
可得
故B正确，ACD错误；
故选B。
【分析】本题主要考查共点力平衡知识，以钢管为研究对象，受力分析，由平衡条件列式求解MO的弹力大小。
6．【答案】A
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】A：正常工作时，电容器与智能锁并联，电阻R2相当于导线，没有电压，故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压，即为6 V，根据Q＝CU＝6 C，故A正确；
B：断电前，智能锁电流方向由上到下，电容器上端为正极，下端为负极；断电后，由电容器对智能锁供电，电流方向由上到下，所以断电前后流经智能锁的电流方向相同，故B错误；
C：当主电源断电后，电容器放电，R2阻值越大，回路中的电流越小，因电容器储存的总电荷量是一个定值，根据Q＝It，可知电容器放电时间越长，故C错误；
D：当电容器放电时，电阻R2与智能锁串联，所以当智能锁在输入电压降至4.5 V时会发出低电压警报，此时电阻R2两端也有电压，故此时电容器两端的电压大于4.5 V而小于6 V，所以电容器变化的电压小于1.5 V，根据ΔQ＝CΔU，可知流经智能锁的电荷量小于1.5 C，故D错误。
【分析】先分析主电源正常工作时电容器的充电状态，再分析断电后电容器的放电过程，结合电容定义式 Q=CU、放电时间常数 τ=RC 等知识，逐一验证选项。
7．【答案】D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】开关S接3时输出电压的瞬时值u3＝Umsinωt，由于输入电压不变，可知， 分接头间和间的线圈匝数，
可得
解得；
可知此时输出的交流电的周期为，故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】 求出开关S接3、开关S接2时的匝数，根据电压之比等于匝数之比求解电压，再根据变压器变压不变频进行解答。
8．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚受力情况，应用牛顿第二定律即可解题，解题时注意整体法与隔离法的应用。隔离前面的传感器有
隔离待测物体A有
联立可得
故选B。
【分析】应用整体法求出加速度，然后以A与前面的传感器、前面的传感器为研究对象，应用牛顿第二定律求出A的质量。
9．【答案】A,D
【知识点】牛顿第二定律；机车启动
【解析】【解答】A．机器人1s末的速度为，机器人做匀加速直线运动的加速度为
设机器人在瓷砖路面上运动时的阻力为f1，机器人做匀加速直线运动的牵引力为F。
根据牛顿第二定律得
根据图像得，机器人在瓷砖路面上的最大速度为
设机器人的输出功率为P，则，
解得，，，A正确；
B．送餐机器人在酒店地毯上所受阻力为，B错误；
C．机器人在瓷砖路面上运动1m所消耗的电能为
机器人在地毯上运动1m所消耗的电能为
送餐机器人在地毯上相较于瓷砖上，通过相同的距离更为费电，C错误；
D．设送餐机器人从10s到18s时间内所通过的位移大小为L。
根据动能定理得
解得，D正确。
故答案为：AD。
【分析】结合v - t图像分析运动阶段，利用牛顿第二定律、功率公式、动能定理，对机器人的受力、功率、能量消耗及位移进行分析计算。
10．【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】A．机器人从A到B过程中，从静止加速到最大运行速率所需时间，A错误；
B．机器人从A运动到B加速和减速的时间均为，加速和减速的位移均为
匀速运动的时间为
机器人从A运动到B的时间，B正确；
CD．由于2s＞x2，机器人从B运动到C的过程不能加速度到最大速度vm，设机器人加速到v1后开始减速，加速和减速过程中时间和位移大小相等，设机器人从B运动到C的时间为t2，则，，解得v1=2.5m/s，t2=2s，，C错误，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题考查匀变速直线运动的分段分析，核心思路是根据 “加速-匀速-减速” 的运动模式，结合位移、速度公式计算各段时间，同时判断B到C段是否能达到最大速度，进而求解平均速度。
11．【答案】C,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】A．行李箱随传送带一起匀速运动时，根据行李箱的平衡条件可以判别水平方向没有受到摩擦力的作用，故A错误；
B．行李箱加速过程，由传送带的滑动摩擦力产生合力，根据牛顿第二定律可得
根据速度公式有
则加速的时间
根据表达式可以得出加速的时间与质量无关，仅减小传送带速度，行李箱加速运动的时间变短，故B错误，C正确；
D．已知传送带做匀速直线运动，行李箱做匀加速直线运动，根据位移公式可以得出两者之间的相对位移
则仅增大传送带速度，行李箱与传送带的相对位移变大，故D正确。
故选CD。
【分析】利用行李箱匀速直线运动的平衡条件可以判别不受到摩擦力的作用；利用牛顿第二定律可以求出行李箱加速过程的加速度大小，结合速度公式可以求出加速时间的影响因素；利用传送带和行李箱的位移公式可以求出行李箱加速过程相对传送带的相对位移大小。
12．【答案】（1）左
（2）1.80；3.6×103
（3）不满足
（4）
（5）减小
【知识点】闭合电路的欧姆定律；研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性；伏安法测电阻
【解析】【解答】（1）为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零。
（2）电压表的最小刻度值为0.1V，如图丙所示，电压表的读数为1.80V；
根据串联电路电压与电阻成正比的关系，光敏电阻两端的电压为
V
电流表读数为1.5mA，故此时光敏电阻的阻值为
（3）根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系。
（4）根据闭合电路欧姆定律
根据图像可知在照度降低到4klx时，对应的阻值为又由
其中U=2V联立可得
（5）减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4000lx，加快蔬菜的生长。
综上：第1空：左；第2空：1.80；第3空：3.6×103；第4空：不满足；第5空：；第6空：减小
【分析】（1）滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零；
（2）根据电压表量程正确读数，由串联电路分压原理求解光敏电阻电压，结合欧姆定律求解电阻值；
（3）根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系；
（4）根据图像可知在照度降低到4klx时，对应的阻值为又由其中U=2V，结合根据闭合电路欧姆定律联立求解；
（5）减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4000lx，加快蔬菜的生长。
（1）为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到左端，从而使光敏电阻两端的电压为零。
（2）[1]电压表的最小刻度值为0.1V，如图丙所示，电压表的读数为1.80V；
[2]根据串联电路电压与电阻成正比的关系，光敏电阻两端的电压为V
电流表读数为1.5mA，故此时光敏电阻的阻值为
（3）根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系。
（4）根据闭合电路欧姆定律
根据图像可知在照度降低到4klx时，对应的阻值为又由
其中U=2V联立可得
（5）减小R2的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，R两端的电压变大，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度高于4000lx，加快蔬菜的生长。
13．【答案】（1）解：对菜碟由牛顿第二定律有
解得
（2）解：当以最大牵引力送餐时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
对菜碟
表明不满足条件，最大加速度应发生在菜碟所受摩擦力达最大时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）解：返回时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
加速达最大速度时有
解得
位移
解得
减速过程，根据牛顿第二定律有
解得
由
解得
位移
解得
由
解得匀速用时
可得该次返回的时间为
解得
【知识点】加速度；摩擦力的判断与计算；摩擦力在日常生活中的应用；牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）对菜碟直接应用牛顿第二定律，结合已知加速度计算摩擦力。
（2）先假设以最大牵引力运动，判断菜碟是否滑动，再根据菜碟最大静摩擦力确定最大加速度。
（3）分析返回时的运动过程，分为加速、减速、匀速三个阶段，分别用牛顿第二定律和运动学公式计算各阶段的时间和位移，进而得到总时间。
（1）对菜碟由牛顿第二定律有
解得
（2）当以最大牵引力送餐时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
对菜碟
表明不满足条件，最大加速度应发生在菜碟所受摩擦力达最大时，根据牛顿第二定律有
解得
（3）返回时，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
加速达最大速度时有
解得
位移
解得
减速过程，根据牛顿第二定律有
解得
由
解得
位移
解得
由
解得匀速用时
可得该次返回的时间为
解得
14．【答案】解：（1）由
得
（2）匀速直线运动过程
制动距离
探测到正前方的障碍物至停止运动，机器人前进的最大距离
（3）加速和减速过程
匀速过程
全过程
【知识点】动量定理
【解析】【分析】（1）合力冲量等于物体动量变化，根据动量定理求解。
（2）根据匀变速直线运动规律进行求解 ；
（3）根据匀变速直线运动规律求解匀加速度和匀减速时间，结合匀速运动位移时间，所有时间相加等于总时间。
15．【答案】（1）解：由图像可知，传送带AB段的长度为
货物在水平传送带上运动时，根据牛顿第二定律可得
解得
由图像可知传送带上的加速过程加速度为
则
解：由依题意，货物以滑上倾斜传送带CD部分，CD以顺时针方向转动但速度未知，第一种情况：若传送带CD部分速度大于货物速度，不符合传送带速度取最小的情况，故舍弃；
第二种情况：若传送带CD部分速度小于货物速度，货物所受摩擦力方向沿斜面向下，则
解得
故货物先沿斜面向上做匀减速直线运动，等到与传送带共速时由于，故共速后将仍做匀减速直线运动。则
解得
建立运动图像如下：
则有
解得
即至少传送带的速度为快递员才能在D端取得货物。
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】（1）传送带长度与摩擦因数：利用v-t图像面积求长度，结合加速阶段的加速度与牛顿第二定律求摩擦因数；
（2）斜面传送带最小速度：分析货物在斜面上的加速度，结合运动学公式，求货物减速到传送带速度时恰好到达末端的最小速度。
16．【答案】解：（1）当机器人A先做匀加速直线运动加速至3m/s，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动至零时，机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式可得
，
匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得
，
匀速直线阶段根据运动学的公式得
运行总时间
（2）设要使包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角，对包裹，受力分析得
，
其中
托盘的最小倾角
（3）设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a，则有机器人A制动后滑行4.5m后停下来，则有
设机器人A被碰后瞬间的速度为，滑行2m后停下来，则有
联立可得
A、B发生弹性碰撞，A和B组成的系统根据动量守恒定律和能量守恒定律有
，
解得
由于，，可得
故机器人B的质量是机器人A的0.5倍。
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】一、核心考点总结
1. 第一问：多段直线运动的行程时间优化问题
匀加速 → 匀速 → 匀减速模型，当加速度大小相同、最大速度有限时，总路程足够长才能有匀速阶段。关键判断：比较 与总路程 s的关系。
2. 第二问：静摩擦力临界问题
斜面倾角缓慢增大，物体刚好下滑的条件：
题目中“最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力”即 。
3. 第三问：匀减速运动与弹性碰撞综合
由匀减速滑行位移求加速度（）。
碰撞前状态的判断（关键易错）：要弄清碰撞发生时 A 是静止还是仍在运动。
弹性碰撞公式（一动碰一静）：
但本题中碰后 A 滑行 2 m，从而反推碰后速度，需联立动量和能量守恒计算质量比。
二、总结提醒
1、分段运动必先检验匀速段是否存在，用 与总路程比较。
2、静摩擦力临界只与μ 有关，不依赖质量。
3、碰撞问题仔细审题“碰撞发生时物体的速度”，必要时画出运动过程时序图。
4、弹性碰撞两方程联立求质量比时，可利用相对速度大小不变的结论（在一维碰中 ，简化计算。
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